福建莆田第一中学2027届高三上学期开学质量诊断练习物理试题

莆田市2027届高三开学质量诊断试卷 物理参考答案及评分标准 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。 题号 1 2 3 4 答案 B C C C 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。 题号 5 6 7 8 答案 AC AD BD BD 三、非选择题：本题共8小题，共60分。 9．（3分） 大于（1分） 2（1分） 2（1分） 10．（3分） <（1分） <（1分） 吸收（1分） 11．（3分） 负电（1分） （2分） 12．（5分） （1）0.60（1分） 2.6（1分） 偏小（1分） （2）（2分） 13．（7分） （1）AD（2分） （1分） （2）（1分） （2分） 空心铁球的半径或（1分） 14．（11分）解： （1）小物体先做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有 ① （2分） 代入数据，得，方向水平向右。 ② （2分） （2）小物体加速至与传送带速度相等过程中，由运动学，有 ③ （1分） 联立②③解得 ④ （1分） 则匀加速直线运动时间 ⑤ （1分） 之后做匀速直线运动，所用时间 ⑥ （2分） 小物体由到的时间 ⑦ （1分） 联立⑤⑥⑦代入数据解得 （1分） 15．（12分）解： （1）由图像可知粒子的初速度 ① （1分） 带电粒子在点的速度方向与轴正方向的夹角为，有 带电粒子在电场中作类平抛运动可知 ② （1分） 带电粒子第一次经过点的速度为 ③ （1分） 联立①②③解得 （1分） （2）由带电粒子在磁场中 ④ （1分） 根据图像可知 ⑤ （1分） 设匀强电场的场强大小为， ⑥ 粒子在匀强电场中有 ⑦ （1分） 联立④⑤⑥⑦解得 （1分） （3）粒子在电场中运动的时间 ⑧ （1分） 粒子在磁场中的运动的周期为 ⑨ 粒子在磁场中运动的时间 ⑩ （1分） 带电粒子从点到第二次经过点所用的时间 ⑪ （1分） 联立⑧⑨⑩⑪解得 （1分） 16．（16分） （1）， （5分） （2）， （4分） （3） （7分） 【详解】（1）从到，由动能定理得： （1分） 得： （1分） 在点，由牛顿第二定律和向心力公式得 （1分） 得： （1分） 由牛顿第三定律得：对轨道的压力大小为。 （1分） （2）由题意可知：小物块在内一直向下做匀减速运动，其位移为长木板长度，加速度大小为 （1分） （1分）公式一分 板长也是长木板与物块在内的相对位移，故有（2分）公式1分，答案1分 （3）由（1）、（2）分析可知，以初速度在长板上匀减速滑行时，长木板所受摩擦力始终向下，在做简谐运动，摩擦力先对其做正功，后做负功，全程做功为零。根据功能关系，要使长木板与弹簧组成系统获得最大的机械能，则摩擦力对长木板做的正功要最大，即在时，与长木板恰好分离，如图像所示。、碰后以速度滑上长木板向下做匀减速运动，加速度大小仍为，由题意可知：长木板沿斜面向下运动为单方向简谐运动，当刚好滑上长木板时，长木板处于简谐运动的最大位移处，（判断1分）此时有： （1分） 得 依题意：当长木板简谐运动半个周期（周期）时，物块恰好与其分离，此时长木板位移为；滑块位移 （1分） （1分） 得 依题意：与碰前瞬间的速度仍为，由动量守恒定律得： （1分） 由能量守恒定律得： （1分） 解得： （1分） 学科网（北京）股份有限公司 $ 莆田市2027届高三开学质量诊断试卷 物理 本试卷满分100分，考试用时75分钟 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2 B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。 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。 1．一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41 km，需用时59 min；选择走“高速优先”有44 km，需用时41 min，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a、b。关于单色光a、b，下列说法正确的是 A．在该三棱镜中a光的波长小于b光 B．该三棱镜对a光的折射率大于对b光 C．在该三棱镜中a光的传播速度大于b光 D．把a光和b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m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θ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F1，右侧筷子对小球的弹力大小为F2，该过程中 A．F2保持不变 B．F1先减小再增大 C．F1始终大于F2 D．两根筷子对小球弹力的合力不断减小 4．光滑细圆管固定在竖直平面内，O为圆心，M、N分别为圆管的最高、最低点。可视为质点的小球（直径略小于管道）由静止从M点开始下滑，从M到N的过程中，设小球的位移大小为x，则小球的重力势能Ep（以N点所在平面为零势能面）、动能Ek、速率v、绕O点做圆周运动的角速度ω随x变化的关系图像，正确的是 A． B． C． D． 二、双项选择题：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，只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．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4 V B．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50 Hz D．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t=2 s时的图像，图（b）是这列波中质点P的振动图像，则该列波的 A．周期为2 s B．波长为50 cm C．振幅为0.4 cm 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Q点变速进入椭圆轨道Ⅱ，再经椭圆轨道Ⅱ的远地点P变速进入预定圆轨道Ⅲ。已知地球半径为R，卫星在圆轨道Ⅰ上运行时的动能为E。圆轨道Ⅲ距离地面高度为4R。取无穷远处引力势能为零，则质量为m的物体在距离地球球心为r时的引力势能（M为地球的质量，G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MN、PQ水平平行放置于竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨间距为L。导体棒a、b中点通过一长为2d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m，导体棒a、b在导轨间的电阻分别为R、2R。t=0时，a、b间的距离为d。现导体棒a、b分别以速率2v0、v0水平向右运动，t0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、的速率均为 C．时间内通过导体棒的电荷量为 D．若仅将时导体棒的速率变为，则系统稳定时回路产生的焦耳热为 三、非选择题：本题共8小题，共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14～16题为计算题。考生根据要求作答。 9．（3分）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k=________，d=________。 10．（3分）一定质量的理想气体，其体积保持不变，温度由T1变化到T2，两种状态下气体分子的速率分布如图所示，图中是速率v附近单位速率区间内分子数占总分子数的百分比。则T1________T2（填“>”“=”或“<”），两种状态下所对应的压强p1________p2（填“>”“=”或“<”），此过程气体需要________热量（填“吸收”或“放出”）。 11．（3分）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d，为两盘中心连线，连线上的M点到的距离为d。现将一电荷量为+Q的点电荷放置在M点时，的中点N处电场强度为0。已知静电力常量为k，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N点产生的场强大小为________。 12．（5分）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50 Hz，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B点时，滑块运动的速度大小为________m/s，滑块运动的加速度大小是________m/s2。（计算结果均保留2位有效数字） 若交流电的实际频率大于50 Hz，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M，当地重力加速度为g。若实验中弹簧测力计示数为F时，测得滑块运动的加速度为a，则滑块和木板之间动摩擦因数的计算式为μ＝________。（结果用F、M、a、g表示） 13．（7分）（1）某同学用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，重物从高处由静止开始下落，重物拖着的纸带打出一系列的点，图乙是从纸带中选择一条符合实验要求的纸带（部分纸带未画出），其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F、G均为连续的计时点。已知打点周期为T，重力加速度为g。 ①关于本实验，下列说法正确的是______； A．应尽量选择密度大、体积小的重物进行实验 B．可以利用或计算瞬时速度 C．用天平测出重物的质量 D．先接通电源，后释放纸带 ②若已知OF的长度为h1，EG的长度为h2，选取从O点到F点的过程来验证机械能守恒定律，请用题中所给的字母写出需要验证的表达式为gh1=______； （2）该同学发现由于空气阻力以及纸带与打点计时器摩擦阻力对实验的影响比较大，为此设计出图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。真空管竖直固定在铁架台上，空心铁球被电磁铁吸引在真空管内，真空管下方连接的是抽气装置。 ①断开电磁铁控制器，让空心铁球在真空管中从静止开始自由下落，经过光电门的挡光时间t，已知空心铁球的直径d，则空心铁球通过光电门时的瞬时速度可表示为v=______。 ②通过改变光电门到电磁铁下端之间的距离h，重复实验，记录多组数据，若空心铁球下落过程中机械能守恒，重力加速度为g，作出图像如图乙所示，则图线的斜率k=______（用题目中所给字母表示），图线与h轴交点的物理意义为____________________________________。 14．（11分）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v=4 m/s向右运行，现将一质量m=1 kg的小物体无初速度地放在传送带A端，小物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，A端与B端相距6 m，重力加速度g=10 m/s2，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．（12分）如图（a）所示，在y>0区域分布着沿着y轴负方向的匀强电场，在y<0区域分布着垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向未知。t=0时刻一带电粒子从点沿x轴正方向射入电场，t0时刻从x轴上的点射入磁场。粒子运动过程的位置横坐标x与时间t变化关系如图（b）所示，x1、x2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M点的速度大小； （2）匀强电场的场强大小； （3）带电粒子从P点到第二次经过M点所用的时间。 16．（16分）如图甲所示，水平面上固定一倾角θ=30°的光滑斜面，劲度系数k=6 N/m的轻弹簧一端固定在斜面挡板上，另一端与质量M=0.15 kg的长木板相连，长木板静止在斜面上，与锁定在斜面上半径R=0.5 m的光滑圆弧AB平滑相接于B点，A、B两点的竖直高度差，质量m=0.1 kg的小物块a从圆弧A点由静止滑下。从a滑上长木板开始计时，t=1 s时a滑至长木板下端，此时长木板速度恰好为零，长木板在前1 s内的速度v随时间t按正弦规律变化的图像如图乙所示。已知物块与长木板间动摩擦因数，重力加速度g=10 m/s2，弹簧形变在弹性限度内。求： （1）a滑至B点的速度大小v0及对轨道的压力大小N； （2）长木板长度L及系统因摩擦而产生的热量Q； （3）假设开始时物块a在外力作用下置于圆弧B点，现有另一小物块b从圆弧A点静止滑下与a发生弹性正碰（碰前瞬间撤去a的外力，碰后立即撤走b和圆弧AB），b的质量为多少可使长木板与弹簧组成系统获得最大的机械能。 学科网（北京）股份有限公司 $