福建省莆田市高三下学期第二次质量调研物理试卷

莆田市2026届高中毕业班第二次质量调研测试试卷物理本试卷满分100分，考试用时75分钟注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将答题卡交回。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.氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量，其能级结构如图所示。大量处于某一激发态的氦离子辐射出的光子中，频率最高的光子能量为，则该激发态对应的能级（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】根据辐射光子的能量为代入数据解得因此可知，故选C。2.我国计划于2028年前后发射“天问三号”探测器，执行火星采样返回任务。若探测器从火星返回，在圆轨道Ⅰ上P点变轨后进入椭圆轨道Ⅱ，Q为远火星点，如图所示，则探测器（）A.在轨道Ⅰ上的周期大于轨道Ⅱ上的周期B.在轨道Ⅰ上P点的速度小于轨道Ⅱ上P点的速度C.在轨道Ⅱ上从P点向Q点运动过程中加速度逐渐增大D.在轨道Ⅱ上从P点向Q点运动过程中机械能逐渐增大【答案】B【解析】【详解】A．根据题意，由开普勒第三定律可知，由于在轨道Ⅰ上的轨道半径小于轨道Ⅱ的半长轴，则在轨道Ⅰ上的周期小于轨道Ⅱ上的周期，故A错误；B．在圆轨道Ⅰ上P点需加速变轨进入椭圆轨道Ⅱ，则在轨道Ⅰ上P点的速度小于轨道Ⅱ上P点的速度，故B正确；C．根据题意，由牛顿第二定律有解得在轨道Ⅱ上从P点向Q点运动过程中，变大，则加速度减小，故C错误；D．在轨道Ⅱ上从P点向Q点运动过程中，只有引力做功，机械能守恒，故D错误；故选B。3.质量为的物块在水平力F的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F与时间t的关系如图所示。已知物块与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，则物块（）A.时加速度为 B.时速度为C.内位移为 D.时动量为【答案】D【解析】【详解】A．0~2s内的表达式为（单位：N）时，，根据牛顿第二定律，故A错误；B．对0~2s用动量定理的冲量是图面积，即解得，故B错误；C．2s后（方向与运动方向相反），物体运动方向仍为正方向，摩擦力也与运动方向相反，合力加速度物体从减速到0需要的时间即时物体已经静止，3.25s后位移为0。位移等于的匀减速位移，故C错误；D．从2s到3s经过，速度动量，故D正确。故选D。4.如图，三个相同的绝缘均匀带电半球壳A、B、C，底面直径构成等边三角形，O为三角形中心。当A、B带电量均为，C带电量为时，O点场强大小为E；现保持A、B带电量不变，将C球带电量变为，O点的场强大小为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】当A、B带电量均为，C带电量为时，三个带电半球壳到O点的距离相等，在O点场强大小均为，则O点场强大小为将C球带电量变为，则C球在O点场强大小变为，则此时O点场强大小为故选C。二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，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.如图，轻绳上端系在圆环A上，下端系在小球B上，A套在水平横杆上。现用水平力F作用在B上，使B从图中实线位置缓慢移动到虚线位置，A保持静止。若横杆对A的支持力为N、摩擦力为f，轻绳张力为T，则此过程（）A.N逐渐减小 B.f逐渐增大 C.T逐渐增大 D.F保持不变【答案】BC【解析】【详解】CD．设为杆对环的摩擦力，为杆对环的支持力，以为研究对象，小球受到重力、水平力和轻绳的拉力，如图1所示，由平衡条件得，当小球从实线位置缓慢上升到虚线位置时，增大，则增大，增大，故C正确，D错误。AB．以整体为研究对象，受力示意图，如图2所示，根据平衡条件得增大，则逐渐增大又则保持不变。由牛顿第三定律可知，增大，不变，故A错误，B正确。故选BC。6.如图，某光伏发电站输出频率为的交流电，经理想升压变压器升压后，通过总电阻的线路输送到电动汽车充电站，经原、副线圈匝数比为的理想降压变压器降压后给充电桩供电。每台充电桩输入电压为，输入电流为，则（）A.充电桩输入的交流电周期为B.工作的充电桩越多，输电线损耗的电压越小C.只有一台充电桩工作时，输电线损耗的功率为D.10台充电桩同时工作时，降压变压器输出功率为【答案】CD【解析】【详解】A．发电站输出交流电的频率为，变压器不改变交流电频率或周期，故充电桩输入的交流电周期为，故A错误；B．工作的充电桩越多，并联后的电阻越小，则降压变压器副线圈中的电流越大，对降压变压器有又输电线上的电流越大,越大，故B错误；C．由输电线上电流则,故C正确；D．10台充电桩同时工作时，降压变压器输出功率,故D正确；故选CD。7.“水上巴士”是莆田水乡文旅的靓丽名片。某游船采用电动舷外机新能源动力设备，并配备动力回收系统。某次游船从1号码头由静止启动沿直线驶向2号码头，其动力输出功率P与速度v关系如图所示，当速度达到后，保持额定功率不变，达到最大速度后继续匀速行驶。当游船距离2号码头时，关闭动力系统，同时启动动力回收系统，将部分机械能转化为电能储存在电池中，恰好停靠2号码头。已知游船行驶过程受到恒定阻力，游船（包括游客）总质量，则该游船（）A.速度达到前加速度保持不变B.能达到的最大速度为C.速度达到所用时间约为D.整个过程最多可回收的电能为【答案】AB【解析】【详解】A．速度达到前，根据P=Fv，因Pv图像为过原点的直线，可知牵引力不变，则游船加速度保持不变，A正确；B．当牵引力等于阻力时加速度为零，此时速度最大，则能达到的最大速度为，B正确；C．速度达到时而解得所用时间约为，C错误；D．由能量关系解得整个过程最多可回收的电能为，D错误。故选AB。8.如图，在直角坐标系中充满垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B；区域同时存在竖直向上的匀强电场，场强大小为E。一质量为m、电荷量为的粒子从点垂直射入磁场，恰能从O点沿y轴正方向进入区域，粒子在此区域运动的速度沿x轴方向分量，比例系数k与场强大小E无关。不计粒子重力，则（）A.粒子在O点的速度为B.比例系数C.粒子的最大速度为D.在区域，粒子运动轨迹离x轴最大距离为L【答案】AD【解析】【详解】A．粒子在区域仅受洛伦兹力，做匀速圆周运动，从P垂直射入磁场，恰能从O点沿y轴正方向射出，说明圆心在x轴上，半径。洛伦兹力提供向心力​​可得粒子在O点的速度​粒子轨迹为四分之一圆弧，离x轴最大距离为，AD正确；B．粒子以沿y轴正方向进入区域，电场力竖直向上，水平方向上只有洛伦兹力，在水平方向上应用动量定理其中联立可得由题意知，可得，B错误；C．粒子以沿y轴正方向进入区域，把分解为一个水平向左的速度，另一个斜向左上方的与对应的洛伦兹力与电场力平衡，粒子的一个分运动是以速度向右的匀速直线运动另一分运动是以做匀速圆周运动，当方向与相同时，粒子速度有最大值解得，C错误。故选AD。三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14、15、16题为计算题。考生根据要求作答。9.一列简谐横波沿x轴负方向传播，周期为，某时刻的波形如图所示，此时波刚好传播到平衡位置的P点，则该列波的波速为_____，P点_____振动（填“向上”或“向下”）。【答案】①.10②.向下【解析】【详解】[1]该列波的波长为，则波速为[2]因波沿x轴负向传播，则由“同侧法”可知P点向下振动。10.如图，向一个空的铝制饮料罐中插入一根内部粗细均匀的透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段红色油柱，制成一个简易的气温计。不考虑大气压的变化，若气温升高，罐内空气分子的平均动能________（填“增大”或“减小”）；若给吸管上标刻温度值，刻度是________（填“均匀”或“不均匀”）的。【答案】①.增大②.均匀【解析】【详解】[1]温度是分子平均动能的宏观标志，温度升高时，罐内空气分子的热运动加剧，因此平均动能增大。[2]罐内气体做等压变化，根据盖吕萨克定律：（常数），变形可得：由于吸管内部粗细均匀，气体体积变化量与油柱移动的距离成正比（，S为吸管横截面积），因此即油柱移动距离与温度变化量成正比，故吸管上的温度刻度是均匀的。11.1834年，物理学家劳埃德设计了一种简单的观察干涉现象的装置，其原理如图所示。单色光源S发出的光，一部分直接投射到光屏上，另一部分经与光屏垂直的平面镜反射到光屏上，并在光屏上形成干涉条纹。某次实验测得光屏上相邻两条亮条纹中心间距为，光源S到平面镜和光屏的垂直距离分别为d和L，则单色光的波长为_______；若将光源S下移少许，光屏上的条纹中心间距将______（填“变大”“不变”或“变小”）。【答案】①.②.变大【解析】详解】[1]根据条纹间距表达式可得[2]若将光源S下移少许，则d减小，根据可知，光屏上的条纹中心间距将变大。12.某热敏电阻的阻值随温度t的变化如图（a）所示，图（b）是某研究小组利用此热敏电阻作为传感器制作温度报警器的电路图。当线圈的电流达到一定值时，衔铁被吸合，报警器铃响。（1）为了使温度过高时报警器铃响，c应接在____________（填“a”或“b”）端。（2）若要使启动报警的温度降低些，应将滑动变阻器的滑片P____________（填“向左”或“向右”）移动。（3）该研究小组在调试报警温度时，发现将报警器放在预定报警温度的环境时，无论如何调节滑动变阻器，报警器都一直报警。请你提出一种合理的解决方案：____________。【答案】（1）a（2）向右（3）方案一：更换电动势较小的电源，方案二：更换最大阻值较大的滑动变阻器，方案三：更换线圈匝数较少的电磁铁【解析】【小问1详解】根据图a可以得出，热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小，当温度过高时，热敏电阻阻值变小，电路中电流变大电磁铁吸引力变大，衔铁被吸引向a端，要使此时报警铃响，则开关c应该接在a处。【小问2详解】要使报警的温度降低一些，应该减小电路中总电阻，则滑动变阻器滑片应将向右端滑动。【小问3详解】发现将报警器放在预定报警温度的环境时，无论如何调节滑动变阻器，报警器都一直报警，说明电流都过大或电磁铁太灵敏，故有以下可行方案：方案一：更换电动势较小的电源，方案二：更换最大阻值较大的滑动变阻器，方案三：更换线圈匝数较少的电磁铁。13.某小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图（a）所示。（1）实验步骤如下：①将放在水平桌面上的气垫导轨调至水平。②用游标卡尺测量遮光片的宽度d，如图（b）所示，则____________。③用刻度尺测出光电门1、2中心之间的距离L。④开启气泵，将滑块移至光电门1右侧某处由静止释放，钩码落地前滑块已通过光电门2。⑤记录滑块通过光电门1、2的遮光时间分别为和。⑥用天平称出滑块（含遮光片）的质量M和钩码的质量m。（2）用直接测量量和重力加速度g写出下列所求物理量的表达式：①滑块通过光电门1时的速度____________。②滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统的重力势能减少量____________，系统的动能增加量____________；若在误差允许的范围内两者基本相等，则系统机械能守恒。（3）为了减小实验误差和方便数据分析，更可靠地验证机械能守恒定律，该研究小组通过增加绳子下端钩码的个数来改变钩码的质量m，让滑块每次都从同一位置由静止释放，得出多组滑块通过光电门1、2时的速度、，作出图像，如图（c）所示，若其斜率____________（用M、L、g表示），即验证了机械能守恒定律。【答案】（1）935（2）①.②.③.（3）【解析】【小问1详解】遮光片的宽度d为【小问2详解】[1]滑块通过光电门1时的速度[2]系统的重力势能减少量[3]系统的动能增加量【小问3详解】若即即验证了机械能守恒定律故斜率14.“鹊桥号”中继星与“玉兔二号”月球车实现月空月面精准协同探测，中继星通过轨道摄动测算月球天体参数，为月球车开展地表实验提供数据支撑。中继星测算的月球半径为R、表面重力加速度为g，已知万有引力常量为G。（1）月球车在月球表面开展平抛运动实验，从高度h水平发射一小球，中继星通过星载相机测得小球的水平位移为x，求发射的初速度；（2）中继星在半径为的轨道上绕月球做匀速圆周运动，求中继星的绕行速度。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】设小球发射的初速度为，运动时间为t，由平抛运动规律得，联立解得【小问2详解】设月球质量为M，中继星的质量为m，绕行速度为v，由牛顿第二定律得设月球表面某物体质量为，由万有引力和重力关系得联立解得15.某款电磁阻尼拉力健身器材的简化装置如图所示。矩形框架的边长，绕有匝数匝、电阻的闭合金属线圈，框架和线圈的总质量。将框架静置于下端固定的竖直弹簧上（不拴接），弹簧的压缩量，框架上端通过轻质绝缘绳索跨过轻质定滑轮与轻质拉杆相连。在区域内存在方向垂直框架平面向内、磁感应强度的匀强磁场，磁场边界与之间的距离。一位健身爱好者用恒力向下拉动拉杆，框架由静止开始竖直向上运动。边上升到时，弹簧恰好恢复原长，上升到时，健身者松手，装置触发使框架回到初始位置，整个过程框架与定滑轮不相碰。已知重力加速度，不计一切阻力。求：（1）弹簧的劲度系数k；（2）边刚进入磁场时框架的速度和加速度a的大小；（3）若边通过磁场的时间，边运动到时框架的速度大小。【答案】（1）（2），（3）【解析】【小问1详解】框架初始处于静止状态，由力的平衡条件得解得【小问2详解】框架从静止开始竖直向上运动到边刚进入磁场的过程，由动能定理得由功的定义得联立解得由法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律得框架边刚进入磁场时，由牛顿第二定律得联立解得【小问3详解】框架边通过磁场的过程中，由动量定理得，，联立解得16.如图，长为的水平传送带以的速度顺时针匀速转动，右端与一光滑的绝缘水平平台衔接，平台右端与一光滑绝缘竖直弯曲管道连接，部分为半径R的四分之一圆管。以O为原点建立直角坐标系，在，区域内存在一水平向右