2023届福建省莆田市高三下学期第二次教学质量检测物理试题及答案解析.pdf

莆田市2023届高中毕业班第二次教学质量检测试卷物理一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.某同学利用手机导航从城港大桥出发步行前往木兰陂进行研学活动，路线如图所示。已知该同学从起点步行到终点的路程为3.2km,用时40m in,起点到终点的直线距离为2.6km,B.该同学的平均速率约为1.3m/sC.该同学的平均速度大小约为1.3m/sD.若以该同学为参考系，木兰陂是静止的B.该交流电的电压有效值为311VC.交流电压表测得该电压示数为220VD.该交流电的电压表达式为 =220sinl00R(V)3.如图，“人字梯”是日常生活中常见的一种登高工具，使用时四根梯杆与地面间的夹角1总保持相等。现有一个人站在“人字梯”的最高处，当梯杆与地面间的夹角变大时，则（)A.“人字梯”对地面的压力增大C.地面对每根梯杆的作用力增大B.“人字梯”对地面的压力减小D.地面对每根梯杆的作用力减小4.风能是一种清洁 可再生能源。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置,其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等、某两台风力发电机的风轮叶片长度之比为2：3,转化效率相等，若均保持风正面吹向叶片，在相同风力环境下，这两台风力发电机的输出电功率之比为（）A.3：2 B.2：3 C.4：9 D.8：27二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.5.根据玻尔理论，氢原子从激发态跃迁到基态（）A.电子的动能变小 B.电子的电势能变小C.氢原子总能量变小 D.氢原子吸收能量6.2022年 6 月 2 2 日，中 国“天行一号”试验卫星在酒泉发射成功，该卫星主要用于开展空间环境探测等试验。该卫星运行轨道可视为离地面高度约为285km的圆形轨道，则该卫星在轨道上正常运行时（）A.卫星中的仪器处于超重状态2B.卫星的线速度比第一宇宙速度小C.卫星的周期比地球同步卫星的周期大D.卫星的加速度比地球同步卫星的加速度大7.电动自行车已成为大家出行的便捷交通工具 某型号电动自行车使用磁铁和霍尔元件来实现改变车速。当转动转把时，施加在霍尔元件上的磁场的磁感应强度8 大小发生变化，霍尔元件产生的电压（霍尔电压）。大小就随之变化，从而改变车速。如图所示，该霍尔元件是一块厚度为/?,宽度为d 的矩形截面半导体，元件内的导电粒子是自由电子。霍尔元件处于垂直于前表面、方向向里的匀强磁场中，通入方向向右的恒定电流下列说法正确的是（）A.霍尔元件上表面的电势低于下表面的电势B.增大磁感应强度B时，霍尔电压U 减小C.霍尔电压。与磁感应强度8 成正比D.霍尔电压。与厚度力 无关8.如图甲所示，四个电荷量均为+q 的 点 电 荷 分 别 放 置 于 边 长 为 的 正 方 形 加的四个顶点上，在 x 轴上的0 c 之间电势夕的变化曲线如图乙所示。下列判断正确的是（）A.正方形内部可能存在两个电场强度为零的点B.在 x 轴上从a 到 c 电场强度先减小后增大C.将一带正电的试探电荷由点（g 移至点2J,静电力做正功3D.将一带正电的试探电荷由点（g,0）静止释放，经 过。点时其动能最大三、非选择题：本题共7 小题，共 60分。其中9、10题为填空题，11、12题为实验题，13 15题为计算题。考生根据要求作答。9 .医用光纤内窥镜是光纤在医学上的成功应用。如图，光纤由折射率不同的内芯和包层构成。当光以某一角度从光纤的端面入射时，内芯的折射率需（填“大 于”或“小于）包层的折射率，光才能在光纤内不断发生全反射，实现在内芯中传播。光从空气进入内 芯 时 传 播 速 度 （填“变 大”“变小”或“不变”）。1 0 .气泡从湖底缓慢上升到湖面的过程中体积增大。假设湖水温度保持不变，气泡内气体可视为理想气体，则气泡上升过程中气泡内气体的内能.（填“增 加”“减 少”或“保持 不 变”），气体.（填“吸 收”或“放 出”）热量。1 1 .某探究小组利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其 中E为 电 源（内阻不计）,R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表。QE 2R（1）给电容器充电后，为了观察放电现象，单 刀 双 掷 开 关S应拨至_ _ _ _ _ _ _（填“1”或 2”）位 置。放电过程中，R中电流方向（填“自左向右”或“自右向左”）；观察到电压表的示数逐渐变小，说 明 电 容 器 的 带 电 量 逐 渐 （填“增 加”或“减 少”）。（2）关于充电过程，下列说法正确的是 oA.电流表的示数逐渐增大后趋于稳定 B.电压表的示数逐渐增大后趋于稳定C.充电完毕，电流表的示数为零 D.充电完毕，电压表的示数为零1 2 .某 实 验 小 组 利 用 如 图 甲 装 置 做“用单摆测量重力加速度”的实验。在铁架台上端用摆线4悬挂一摆球，铁架台下端固定一个激光源，发出的激光方向与水平面平行，在摆球的右边与摆球中心等高的位置固定一智能手机，使得激光的中心与摆球的中心以及智能手机的光线接收口在同一水平直线上。利用手机光线传感器接收到的光照强度随时间变化情况，测出摆球的周期。摆线激光源摆球OOO机手铁架台甲(1)实验主要过程如下:按图甲安装实验装置，下列有关器材的选择和安装最合理的是粗的金属杆长L；50 cm 1 2I J IJ 川 口 ,|lj I I I0 5 10乙打开激光光源和手机传感器，运行软件；让单摆做简谐运动，采集数据；改变摆线长度/,重复步骤；导出数据获得单摆振动周期7,从 而 得 到 对 应 与 乙的数据如下表:0(数据123456L/cm38.0048.0058.0068.0078.0088.0077s1 241.391.531.661.781.89r2/s21.541.932.342.763.173.57丙请在图丙中绘出尸_ 乙图线,并根据图像求出当地的重力加速度g=m/s2 (/取 9.8 7,结果保留三位有效数字)(2)下列关于本实验误差中，属于系统误差的有 oA.测量摆长引起的误差 B.描绘图线引起的误差C.摆线具有伸缩性引起的误差 D.利用手机测量周期引起的误差1 3.神舟十五号与神舟十四号载人飞船六名宇航员成功实现“太空会师”后，神舟十四号载6人飞船返回舱于2 0 2 2 年 1 2 月 4 H顺利返回。返回舱返回过程经过一系列减速后，在离地面高 度 1.2 5 m时，位于返回舱底部的着陆反推发动机点火，使返回舱继续快速减速，经过0.2 5 s以 2 m/s 的速度着地，该过程可视为竖直向下的匀减速直线运动。当地重力加速度g取1 0 m/s2.求(1)返向舱离地面高度1.2 5 m时的速度大小；(2)该过程返回舱的加速度大小；(3)该过程中宇航员受到座椅的作用力与其重力的比值。1 4 .如图所示，两足够长平行光滑金属导轨M M PQ间距L=1.0 m,竖直固定在均匀分布的磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里，磁感应强度B =1.0 T。M、P间接有一阻值R =0.5。的电阻，质量加=0.2 k g 的金属杆垂直于导轨水平放置。/=0时刻将金属杆由距导轨顶端饱=0.5 m处静止释放，运动中金属始终水平且与导轨接触良好。不计导轨和金属杆的电阻，重力加速度g 取 1 0 m 62。(1)求金属杆沿导轨下滑的最大速度匕”大小：(2)从静止释放到金属杆达到最大速度%的过程中，电阻火产生的热量Q=0.5 J,求该过程中通过金属杆横截面的电荷量力(3)若让磁场磁感应强度随时间按某规律变化，可使金属杆在，=0时刻由静止释放后做自由落体运动。已知f =0 时磁感应强度为=1.0 1。请推导出磁感应强度用随时间f 变化的关系式。M R PXl X x kAX X X X X ：LX X X XXXXXX X XX 5XX XX X X XXXXXXNX X X X1 5 .如图甲，一倾角8 =3 0。光滑斜面与水平轨道A B 通过一小段光滑圆弧平滑连接，水平传送带左端紧挨轨道A B 且与其等高，水平地而上的。点在传送带右端点C的正下方。将物块 P从斜面上不同位置静止释放，释放位置离斜面底端的距离为s,在水平地面的落点离。7点的距离为X,Y s关系如图乙所示。己知水平轨道AB的长度4=LOm；传送带的长度7.0m,以u=5.0m/s的速度逆时针匀速转动；物块P质量为加且可视为质点.与水平轨道、传送带之间的动摩擦因数相同。重力加速度g取lOm/s?。（1）求动摩擦因数；（2）求传送带上表面与水平地而的高度差力；（3）现将一质量也为，可视为质点的物块。置于轨道上B处，物 块。与传送带之间的动摩擦因数也是。让物块户从离斜面底端的距离*=31m处由静止释放，P、。之间的碰撞时间极短且无能量损失，求最终P、。之间的距离小答案解析8一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.某同学利用手机导航从城港大桥出发步行前往木兰陂进行研学活动，路线如图所示。已知该同学从起点步行到终点的路程为3.2km,用时40m in,起点到终点的直线距离为2.6km,则从起点步行到终点的过程中（）A.该同学的位移大小为3.2kmB.该同学的平均速率约为1.3m/sC.该同学的平均速度大小约为1.3m/sD.若以该同学为参考系，木兰陂是静止的【答案】B【解析】【详解】A.该同学的位移大小为2.6km,A 错误;B.该同学的平均速率约为v=3-2 x 1 0 m/s1.3m/s40 x60B 正确;C.该同学的平均速度大小约为7=2 6 x 1。.m/s ,08m/s40 x60C 错误；D.该同学为参考系，木兰陂是运动的，D 错误。故选B。2.某家庭电路两端的电压“随时间，变化关系如图所示，下列说法正确的是（)9M/V3 1 1U 1 V 7 2 3 t/X 1 (F 2 s-3 1 1.A.该交流电的频率为1 0 0 H zB.该交流电的电压有效值为3 1 1 VC.交流电压表测得该电压示数为2 2 0 VD.该交流电的电压表达式为必=2 2 0 sin l0 0 R(V)【答案】C【解析】【详解】A.该交流电的周期为T=2X10-2S则该交流电的频率为/=1 =50HZT故A错误；B C.该交流电电压最大值为3 1 I V,则该交流电的电压有效值为U=3 1 1V =2 2 0 V即交流电压表测得该电压示数为2 2 0 V,故B错误，C正确;D.该交流电的电压表达式为 =3 1 1 sin 1 O OR(V)故D错误。故选C3.如图，“人字梯”是日常生活中常见的一种登高工具，使用时四根梯杆与地面间的夹角总保持相等。现有一个人站在“人字梯”的最高处，当梯杆与地面间的夹角变大时，则()10梯杆A.“人字梯”对地面的压力增大C.地面对每根梯杆的作用力增大【答案】D【解析】B.“人字梯”对地面的压力减小D.地面对每根梯杆的作用力减小【详解】A B.以人和“人字梯”为整体，整体的重力保持不变，可 知“人字梯”对地面的压力保持不变，故 AB错误；C D.设地面对每根梯杆的支持力为入，摩擦力为一，梯 杆 与 地 面 间 的 夹 角 为 则 有可得f=-tan。当梯杆与地面间的夹角8 变大时，由于地面对每根梯杆的支持力F”保持不变,可知摩擦力f减小，根据八 正+尸可知地面对每根梯杆的作用力减小，故 C 错误，D 正确。故选D。4.风能是一种清洁的可再生能源。如图所示，风力发电机是一种将风能转化为电能的装置,其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等、某两台风力发电机的风轮叶片长度之比为2：3,转化效率相等，若均保持风正面吹向叶片，在相同风力环境下，这两台风力发电机的输出电功率之比为（）11A.3：2 B.2：3 C.4：9 D.8：27【答案】C【解析】【详解】设空气密度为夕，风速为丫，风轮叶片长度为，贝心时间内流向风轮机的风能为FE.=1 mv2k 2又m p V =pSvt-p;rr2vt联立可得rI，3Ek=p7rrvt设转化效率为，则风力发电机的输出电功率为E,.1 2 3 2P =r j -=rj p7rrv x r可知这两台风力发电机的输出电功率之比为我 上32 9故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.5.根据玻尔理论，氢原子从激发态跃迁到基态（）A.电子的动能变小 B.电子的电势能变小C.氢原子总能量变小 D.氢原子吸收能量【答案】BC12【解析】【详解】根据玻尔理论，氢原子从激发态跃迁到基态，氢原子总能量变小，氢原子释放能量;电子从高轨道跃迁到低轨道，可知电子的电势能变小，电子的动能变大。故选BCo6.2022年 6 月 2 2 日，中 国“天行一号”试验卫星在酒泉发射成功，该卫星主要用于开展空间环境探测等试验。该卫星运行轨道可视为离地面高度约为285km的圆形轨道，则该卫星在轨道上正常运行时（）A.卫星中仪器处于超重状态B.卫星的线速度比第一宇宙速度小C.卫星的周期比地球同步卫星的周期大D.卫星的加速度比地球同步卫星的加速度大【答案】BD【解析】【详解】A.卫星中的仪器处于失重状态，故 A 错误；B.地球第一宇宙速度是卫星在地球表面轨道绕地球做匀速圆周运动的线速度，根据万有引力提供向心力可得GMm v；=m rr解得可知卫星的线速度比第一宇宙速度小，故 B 正确;C.卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得GMm 44 2二m rr2 T2解得T=卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则卫星的周期比地球同步卫星的周期小，故 C错误;13D.卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得GMm X-=ma广解得卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则卫星的加速度比地球同步卫星的加速度大，故D 正确。故选BDO7.电动自行车已成为大家出行的便捷交通工具。某型号电动自行车使用磁铁和霍尔元件来实现改变车速。当转动转把时，施加在霍尔元件上的磁场的磁感应强度8 大小发生变化，霍尔元件产生的电压（霍尔电压）U大小就随之变化，从而改变车速。如图所示，该霍尔元件是一块厚度为，宽度为d 的矩形截面半导体，元件内的导电粒子是自由电子。霍尔元件处于垂直于前表面、方向向里的匀强磁场中，通入方向向右的恒定电流下列说法正确的B.增大磁感应强度B 时，霍尔电压。减小C.霍尔电压U与磁感应强度B 成正比D.霍尔电压U与厚度力 无关【答案】ACD【解析】【详解】A.电子运动方向向左，根据左手定则，电子受向上的洛伦兹力，则上表面带负电,霍尔元件上表面的电势低于下表面的电势，A 正确；B C.根据evB=eh得U=vhB14增大磁感应强度B 时，霍尔电压U增大，霍尔电压U 与磁感应强度B成正比，BC错误;D.由I =nehdv联立得U=也ned则霍尔电压U 与厚度/无关，D 正确。故选ACDo8.如图甲所示，四个电荷量均为+7的点电荷分别放置于边长为J 5/的 正 方 形 的 四 个顶点上，在 x 轴上的0 c 之间电势0 的变化曲线如图乙所示。下列判断正确的是（）A.正方形内部可能存在两个电场强度为零的点B.在 x 轴上从“到c电场强度先减小后增大C.将 一 带 正 电 的 试 探 电 荷 由 点 移 至 点（-静 电 力 做 正 功D.将一带正电的试探电荷由点（g,。）静止释放，经 过。点时其动能最大【答案】BD【解析】【详解】A.由图甲可知，只有。点电场强度为0,A 错误；B.。点电场强度为0,则从。到 c 电场强度先减小后增大，B 正确；c.若 从 点 沿 直 线 移 至 点（一 3，!），电势先升高后降低，则正电荷电势能先增大后先减小，静电力先做负功后做正功，C 错误；15D.带正电的试探电荷由点（g,0）静止释放，向x 轴负方向运动，经过O点时电场力为零,电场力做正功最大，由动能定理可知，正电荷在。点时动能最大，D 正确。故选B D。三、非选择题：本题共7 小题，共 60分。其中9、10题为填空题，11、12题为实验题，1315题为计算题。考生根据要求作答。9 .医用光纤内窥镜是光纤在医学上的成功应用。如图，光纤由折射率不同的内芯和包层构成。当光以某一角度从光纤的端面入射时，内 芯 的 折 射 率 需 （填“大于”或“小于 ）包层的折射率，光才能在光纤内不断发生全反射，实现在内芯中传播。光从空气进入内 芯 时 传 播 速 度 （填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】.大于.变小【解析】【详解】1 为了使光线在光纤中会发生全反射，内芯的折射率需大于包层的折射率；根据cv=n可知光从空气进入内芯时传播速度变小。1 0 .气泡从湖底缓慢上升到湖面的过程中体积增大。假设湖水温度保持不变，气泡内气体可视为理想气体，则 气 泡 上 升 过 程 中 气 泡 内 气 体 的 内 能（填“增加”“减少”或“保持不变”），气体（填“吸收”或“放出”）热量。【答案】.保持不变.吸收【解析】【详解】1 气泡内气体可视为理想气体，气泡上升过程中，气体温度保持不变，则气泡内气体的内能保持不变；气泡上升过程中，气泡内气体体积增大，可知外界对气体做负功，气体内能不变，根据热力学第一定律可知，气体吸收热量。161 1.某探究小组利用如图所示电路观察电容器的充、放电现象，其中E为 电 源（内阻不计）,R为定值电阻，C为电容器，A为电流表，V为电压表。（1）给电容器充电后，为了观察放电现象，单刀双掷开关S应拨至_ _ _ _ _ _（填“1”或 2”）位置。放电过程中，R中 电 流 方 向 （填“自左向右”或“自右向左”）；观察到电压表的示数逐渐变小，说 明 电 容 器 的 带 电 量 逐 渐 （填“增加”或“减少”）。（2）关于充电过程，下 列 说 法 正 确 的 是。A.电流表的示数逐渐增大后趋于稳定 B.电压表的示数逐渐增大后趋于稳定C.充电完毕，电流表的示数为零 D.充电完毕，电压表的示数为零【答案】.2 .自右向左.减少 B C#C B【解析】【详解】（1）单刀双掷开关S 应拨至2 位置，会使电容器放电。电容器下极板带正电，则放电过程中，电流自右向左通过电压表的示数逐渐变小，由c=2u可知，电容器电量减少。（2）4 AC.充电电流应逐渐减小，充电完毕后，电流表示数为零，A错误，C正确；BD.根据c 2u电容器电量逐渐增大，则电压表示数逐渐增大后趋于稳定，B正确，D 错误。故选B C。1 2.某实验小组利用如图甲装置做“用单摆测量重力加速度”的实验。在铁架台上端用摆线悬挂一摆球，铁架台下端固定一个激光源，发出的激光方向与水平面平行，在摆球的右边与摆球中心等高的位置固定一智能手机，使得激光的中心与摆球的中心以及智能手机的光线接收口在同一水平直线上。利用手机光线传感器接收到的光照强度随时间变化情况，测出摆球的周期。17(1)实验主要过程如下:按图甲安装实验装置,下列有关器材的选择和安装最合理的是.C.粗的金属杆0”憎)(1 弹性棉绳L塑料球算出摆长 L；0 cm 1 20 5 10乙打开激光光源和手机传感器，运行软件;让单摆做简谐运动，采集数据；改变摆线长度/,重复步骤；18导出数据获得单摆振动周期T,从而得到对应的尸 与 L 的数据如下表:O i数据123456L/cm38.0048.0058.0068.0078.0088.0077s1.241.391.531.661.781.89T2/S21.541.932.342.763.173.57请在图丙中绘出尸-乙图线,并根据图像求出当地的重力加速度g=m/s2 （/取 9.87,结果保留三位有效数字）（2）下列关于本实验的误差中，A.测量摆长引起的误差C.摆线具有伸缩性引起的误差【答案】属于系统误差的有_ _ _ _ _ _。B.描绘图线引起的误差D.利用手机测量周期引起的误差 B .1.1 4 （3）.19r2/s2【解 析】.9.72【详解】（1）摆 线 悬 点 应 固 定，摆线应选择质量小、不易伸长的细丝线，摆球应选择体积小、质量大的铁球。故 选B o摆球直径为d-11mm+0.1mm x 4=11.4irun-1.14cmT=27T得T2=Lg图线斜率为20,4/4.0 0人碉得g=9.72 m/s2（2）5A B.测量摆长引起的误差和描绘图线引起的误差是由于不稳定随机因素造成，属于偶然误差，AB错误；CD.摆线具有伸缩性和手机测量周期引起的误差是由于仪器不完善、测量方法不准确等因素造成，属于系统误差，CD正确。故选C D。1 3.神舟十五号与神舟十四号载人飞船六名宇航员成功实现“太空会师”后，神舟十四号载人飞船返回舱于2 0 2 2 年 1 2 月 4日顺利返回。返回舱返回过程经过一系列减速后，在离地面高 度 1.2 5m 时，位于返回舱底部的着陆反推发动机点火，使返回舱继续快速减速，经过0.2 5s以 2 m/s 的速度着地，该过程可视为竖直向下的匀减速直线运动。当地重力加速度g取1 0 m/s2）求（1）返向舱离地面高度1.2 5m 时的速度大小；（2）该过程返回舱的加速度大小；（3）该过程中宇航员受到座椅的作用力与其重力的比值。【答案】（1）8 m/s；（2）2 4 m/s2;（3）3.4【解析】【详解】（1）设返回舱离地面高度/z =1.2 5m 时的速度大小为%,着地速度匕=2m/s；由运动学公式有代入数据解得%=8 m/s（2）由运动学公式有八匕t代入数据解得21a=-2 4 m/s2即该过程返回舱的加速度大小为2 4 m/s 2 o（3）设宇航员的质量为 加，受到座椅的作用力大小为F，由牛顿第二定律有mg-F=ma联立解得F=3.4 2 g即宇航员受到座椅的作用力与重力的比值为 =3.4mg1 4.如图所示，两足够长平行光滑金属导轨MM P。间距L =l.（）m,竖直固定在均匀分布的磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里，磁感应强度B =L O T。例、P间接有一阻值H =0.5C的电阻，质量m=0.2 k g的金属杆垂直于导轨水平放置。r =0时刻将金属杆由距导轨顶端0 =0.5m处静止释放，运动中金属始终水平且与导轨接触良好。不计导轨和金属杆的电阻，重力加速度g取lO m/s?。（1）求金属杆沿导轨下滑的最大速度%大小:（2）从静止释放到金属杆达到最大速度%的过程中，电阻R产生的热量Q =0-5J,求该过程中通过金属杆横截面的电荷量q；（3）若让磁场的磁感应强度随时间按某规律变化，可使金属杆在，=0时刻由静止释放后做自由落体运动。已知，=0时磁感应强度为=L O T。请推导出磁感应强度用随时间r变化的关系式。M R PXxXX X X XX x XX X X XX X X X XNK/27 m/s25碰撞后P停在8处，Q在传送带上先向右匀减速运动再向左匀加速运动，因为vQ=V27 m/s 5 m/s,所 以。向左加速至v=5.0m/s后与传送带一起匀速运动，到达B处时速度大小玲=5 m/s。与P在B处第二次发生弹性碰撞，两者再次交换速度，碰后P速度V p=5 m/sP向左运动滑上斜面后又返回到B处。之后P、。在B处多次发生弹性碰撞，最终P停在AB上某处，Q停在B处。设第二次碰撞后P在A8上运动的总路程为s总。由能量守恒定律有-fnvP=mgs总代入数据解得s总=6.25 m最终P、。之间的距离d=0.25 m26