福建省莆田市2027届高三上学期开学质量诊断物理试卷（含答案）

福建莆田市2027届高三上学期开学质量诊断物理试题一、单选题1．一游客从某酒店驾车去湄洲岛文甲码头，手机导航显示，选择走“距离最短”有41km，需用时59min；选择走“高速优先”有44km，需用时41min，则下列判断正确的是（

）A．走“高速优先”位移较大 B．走“距离最短”路程较小C．走“距离最短”平均速度较大 D．走“高速优先”平均速率较小2．三棱镜常用于光谱分析，是光学仪器中的核心部件之一。如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光、。关于单色光、，下列说法正确的是（

）A．在该三棱镜中光的波长小于光B．该三棱镜对光的折射率大于对光C．在该三棱镜中光的传播速度大于光D．把光和光同时照射到同一区域，能产生稳定的干涉图样3．莆仙方言保留了古汉语的许多特征，例如称筷子为“箸”。在一次趣味游戏中，某同学用两根不锈钢筷子夹住一颗质量为的光滑玻璃小球，两根筷子处在同一竖直平面内，右侧筷子始终保持竖直状态，缓慢转动左侧筷子，使左侧筷子与竖直方向的夹角逐渐增大，全过程玻璃小球保持静止。设左侧筷子对小球的弹力大小为，右侧筷子对小球的弹力大小为，该过程中（

）A．保持不变 B．先减小再增大C．始终大于 D．两根筷子对小球弹力的合力不断减小4．如图所示，固定在竖直平面内的光滑四分之一圆弧轨道，其轨道半径为。一小球从圆弧轨道的最高点处由静止释放后沿轨道运动，不计空气阻力，下列关于该小球运动的加速度平方与其竖直位移的关系图像，可能正确的是（

）A．B．C． D．二、多选题5．第四代人工心脏采用的无线充电技术从根本上解决了创口感染难题，是人工心脏技术一次革命性的进步。如图为无线充电原理图，由与人工心脏储电电路相连的受电线圈和与充电器相连的送电线圈构成。送电线圈连接的交流电，送电线圈与受电线圈匝数之比为55∶1，在工作状态下可视为理想变压器。下列说法正确的是（

）A．受电线圈的输出电压有效值为4VB．送电线圈可接恒定电源对人工心脏电池进行充电C．送电线圈与受电线圈中交变电流的频率均为50HzD．人工心脏无线充电时，受电线圈始终有收缩的趋势6．图（a）是一列简谐横波在时的图像，图（b）是这列波中质点的振动图像，则该列波的（

）A．周期为2s B．波长为50cmC．振幅为0.4cm D．传播方向沿x轴负方向7．如图所示为某人造地球卫星发射过程的示意图。先将卫星发射到近地圆轨道Ⅰ，经点变速进入椭圆轨道Ⅱ，再经椭圆轨道Ⅱ的远地点变速进入预定圆轨道Ⅲ。已知地球半径为，卫星在圆轨道Ⅰ上运行时的动能为。圆轨道Ⅲ距离地面高度为。取无穷远处引力势能为零，则质量为的物体在距离地球球心为时的引力势能（为地球的质量，为引力常量）。不计卫星在变轨过程的质量变化，则卫星（

）A．在圆轨道Ⅰ和Ⅲ上的运行速率之比为B．在椭圆轨道Ⅱ上经过点的速率大于点C．在椭圆轨道Ⅱ上点的动能为D．在圆轨道Ⅰ和椭圆轨道Ⅱ上的运行周期之比为8．如图所示，足够长的光滑金属导轨、水平平行放置于竖直向下、磁感应强度为的匀强磁场中，导轨间距为。导体棒a、b中点通过一长为不可伸长的绝缘轻绳连接，垂直导轨放置且接触良好，两导体棒的质量均为，导体棒a、b在导轨间的电阻分别为、。时，a、b间的距离为。现导体棒a、b分别以速率、水平向右运动，时刻回路电流恰好为零。已知，不计空气阻力和导轨电阻，则（）A．时回路中电流大小为B．时刻a、b的速率均为C．时间内通过导体棒b的电荷量为D．若仅将时导体棒a的速率变为，则系统稳定时回路产生的焦耳热为三、填空题9．为攻克清洁能源难题，我国“人造太阳”装置不断突破高温等离子体约束技术。当装置内氘等离子体被加热到适当高温时，可能发生氘核参与的几种聚变反应，并释放能量。这几种反应的总效果可表示为，则该过程中反应前核子的总质量__________反应后核子的总质量（填“大于”“等于”或“小于”），反应方程中的__________，__________。10．一定质量的理想气体，其体积保持不变，温度由变化到，两种状态下气体分子的速率分布如图所示，图中是速率附近单位速率区间内分子数占总分子数的百分比。则__________（填“>”“=”或“<”），两种状态下所对应的压强__________（填“>”“=”或“<”），此过程气体需要__________热量（填“吸收”或“放出”）。11．如图所示，将两个外形完全相同且带等量异种电荷的圆盘竖直正对放置，两盘间距为，为两盘中心连线，连线上的点到的距离为。现将一电荷量为的点电荷放置在点时，的中点处电场强度为0。已知静电力常量为，忽略点电荷对两盘电荷分布的影响，则右侧圆盘带__________（填“正电”或“负电”），右侧圆盘在点产生的场强大小为__________。四、实验题12．利用如图（a）所示的实验装置，可测量滑块与木板间的动摩擦因数。一端装有滑轮的长木板固定在水平桌面上，长木板上有一滑块，滑块右端固定一个动滑轮，钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的轻绳相连，放开钩码，滑块在水平拉力作用下做匀加速直线运动。(1)打点计时器所用交流电频率为50Hz，实验得到一条如图（b）所示的纸带（每相邻两个计数点间有4个点图中未画出）。打点计时器在打点时，滑块运动的速度大小为________，滑块运动的加速度大小是________。（计算结果均保留2位有效数字）若交流电的实际频率大于50Hz，则上述计算结果与实际值相比________（填“偏大”“偏小”或“相同”）。(2)已知滑块和动滑轮的总质量为，当地重力加速度为。若实验中弹簧测力计示数为时，测得滑块运动的加速度为，则滑块和木板之间动摩擦因数的计算式为________。（结果用、、、表示）13．某同学要测量某太阳能电池的电动势和内阻，在一定光照下，该太阳能电池有一定的电动势，但其内阻不是确定的值，内阻大小随输出电流的变化而变化。该同学设计了如图甲所示的电路。(1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最______（填“左”或“右”）端。闭合开关后，调节滑动变阻器，实验测得多组电流表示数I和电压表示数U，某次电流表的示数如图乙所示，则这时电路中的电流为______A．(2)根据测得的多组数据作图像如图丙所示，根据图像可以判断，在实验给定的光照条件下，该太阳能电池的电动势为______V（保留2位有效数字），从图上看出，当电流I满足时，U与I成线性关系，此时该电池的内阻______（保留2位有效数字）。在不满足U与I成线性关系的条件下，电池内阻随输出电流的增大而______（填“增大”“不变”或“减小”）。(3)由于电压表分流，使测得的电动势比真实值______（填“大”或“小”）。五、解答题14．在物流中心，常用传送带运送货物。如图所示，水平放置的传送带以速度向右运行，现将一质量的小物体无初速度地放在传送带端，小物体与传送带间的动摩擦因数，端与端相距，重力加速度，求小物体(1)匀加速时的加速度；(2)在传送带上运动的总时间。15．如图（a）所示，在区域分布着沿着轴负方向的匀强电场，在区域分布着垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为，方向未知。时刻一带电粒子从（0，）点沿轴正方向射入电场，时刻从轴上的（L，0）点射入磁场。粒子运动过程的位置横坐标与时间变化关系如图（b）所示，，为图线最高点和最低点的位置横坐标。已知、，不计带电粒子的重力，求(1)带电粒子第一次经过点的速度大小；(2)匀强电场的场强大小；(3)带电粒子从点到第二次经过点所用的时间。16．如图（a）所示，在表面光滑的固定水平桌面上，一个处于压缩状态的轻弹簧左侧固定，一小球A紧靠弹簧右端且不拴接，小球B静止在桌面上，两球质量均为。桌子右侧有一质量为的小车，静止在光滑水平地面上。小车内有光滑细管道，管道口下沿刚好与桌面右端平齐，其中段为四分之一圆弧，半径为；段竖直，管内填充一种特殊轻质物质。现释放弹簧，A离开弹簧后与B发生弹性碰撞；B以速度大小经过处进入管道，再经过时间到达处；B过处后立即减速，减速过程加速度大小的倒数与竖直分速度的关系如图（b）所示，（大小未知）为B刚进入段的竖直分速度。空气阻力不计，重力加速度大小为。求(1)释放时弹簧弹性势能的大小；(2)B过处的速度大小；(3)B自进入管道到第一次运动至最低点的过程中，小车运动的位移大小。

题号12345678答案BCCAACADBDBD9．大于22【详解】[1][2][3]该核反应释放核能，根据爱因斯坦质能方程，反应过程存在质量亏损，因此反应前核子的总质量大于反应后核子的总质量。核反应遵循质量数守恒和电荷数守恒：即，联立两个方程解得：，d=210．<<吸收【详解】[1]根据理想气体分子速率分布规律：温度越高，分子平均速率越大，速率分布曲线的峰值向速率更大的方向移动，峰值降低、曲线更平缓，因此。[2]根据压强的微观意义可知，气体分子数密度不变，温度大则压强大，可知。[3]此过程气体体积不变，外界对气体不做功；温度升高则内能增大。根据热力学第一定律可知，此过程气体需要吸收热量。11．负电【详解】[1]由于M点处的正点电荷在N点产生的电场强度方向向左，且N点的合电场强度为零。所以两圆盘间的电场强度方向向右，所以左侧圆盘带正电，右侧圆盘带负电；[2]因N点的合电场强度为零，所以点电荷与两金属盘在N点处的电场强度大小均为根据对称性可知，右侧圆盘在N点产生的电场强度大小为12．(1)0.602.6偏小(2)【详解】（1）[1]由于每两个计数点之间还有四个计时点，则计数点之间的时间间隔为根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度知[2]由逐差法得[3]若交流电的实际频率大于50Hz，则计数点之间的实际时间间隔小于0.1s，可知上述计算结果与实际值相比偏小。（2）由牛顿第二定律得解得13．(1)右0.160(2)2.97.3增大(3)小【详解】（1）[1]闭合开关前，滑动变阻器应在最大阻值处，滑片移到最右端；[2]由图可知电流表的分度值为0.01A，读数为0.160A；（2）[1]根据图像的截距可知电源电动势为2.9V；[2]由闭合电路欧姆定律可知图像线性部分的斜率的绝对值等于内阻的大小，则有[3]当电流大于150mA时，随着电流增大，图线斜率变大，电池的电阻增大；（3）由于电压表的分流作用，使测得的电动势比真实值小。14．(1)，方向水平向右(2)【详解】（1）小物体先做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有解得方向水平向右。（2）小物体加速至与传送带速度相等过程中，由解得则匀加速直线运动时间之后做匀速直线运动，所用时间小物体由A到B的时间解得15．(1)(2)(3)【详解】（1）由图像可知粒子的初速度带电粒子在M点的速度方向与x轴正方向的夹角为，有带电粒子在电场中做类平抛运动可知带电粒子第一次经过M点的速度为联立解得，（2）由图(b)可知，粒子在磁场中运动的横坐标极值x1、x2对应圆周轨迹上x方向的最远、最近点，两点横坐标差为解得由带电粒子在磁场中解得粒子在匀强电场中有，联立解得（3）粒子在磁场中运动的周期为由几何关系可知粒子在磁场中转动的圆心角为240°，运动的时间粒子从磁场回到y=0的界面时，速度方向与x轴正方向夹角为60°，斜向上恰从原点进入上方进入电场后，做类斜抛运动，根据对称性可知该阶段运动时间为。然后从x=2L处再次进入下方的磁场，然后第二次经过M点，则带电粒子从P点到第二次经过M点所用的时间16．(1)(2)(3)【详解】（1）取弹簧和小球A为系统，弹簧释放至A离开弹簧的过程中机械能守恒，得A、B质量相等且发生弹性正碰，碰撞过程动量守恒，得碰撞过程机械能守恒，得联立