资源描述
2022届4月高三联合测评（福建）
物理
注意事项：
1．本试卷满分100分，考试时间75分钟．
2．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置．
3．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．
4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并收回．
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．
1．2022年3月11日，辽宁省红沿河核电厂核能供暖项目进入了实质性推进阶段．该项目提高了地方集中供热能力和市政基础配套设施水平，还将助力地方践行“双碳”目标，从而为我国在东北地区实施长距离、大温差核能供热提供有力的先行示范．下列说法正确的是（ ）
A．核反应过程中原子核的质量和质量数均减少
B．原子核比结合能越大，核子的平均质量越小，原子核越稳定
C．红沿河核电厂的原理是热核反应
D．核裂变反应中，反应物的结合能之和大于生成物的结合能之和
2．为了节约用水又能完成浇水任务，绿化洒水车在工作时需要根据工作环境中的实际情况控制水量的大小．如图所示，若洒水车的水平喷水口满管径工作，且距某绿化带两侧的水平距离分别为、，忽略水滴受到的空气阻力，为完成绿化带浇水任务，则洒水车单位时间内最大出水量和最小出水量之比为（ ）
A． B． C． D．
3．2022年2月7日，我国运动员任子威、李文龙在北京冬奥会短道速滑男子1000米决赛中分获冠、亚军．如图所示为短道速滑比赛场地示意图，比赛场地周长约为，其中直道长度为，弯道半径为．若一名质量为的运动员在弯道紧邻黑色标志块做匀速圆周运动，转弯时冰刀与冰面间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，运动员可看作质点，重力加速度g取，则（ ）
A．该运动员在弯道转弯时不发生侧滑的最大速度为
B．该运动员在弯道转弯时不发生侧滑的最大速度为
C．运动员受到冰面的作用力最大为
D．运动员受到冰面的作用力最大为
4．如图甲所示，轻弹簧下端固定在倾角为的粗糙斜面底端，质量为的物块从轻弹簧上端上方某位置由静止释放，测得物块的动能与其通过的路程x的关系如图乙所示（弹簧始终处于弹性限度内），图像中之间为直线，其余部分为曲线，时物块的动能达到最大．弹簧的长度为l时，弹性势能为，其中k为弹簧的劲度系数，为弹簧的原长．物块可视为质点，不计空气阻力，物块接触弹簧瞬间无能量损失，取重力加速度．则（ ）
A．物块与斜面间的动摩擦因数为0.2 B．弹簧的劲度系数k为
C．的大小为 D．物块在斜面上运动的总路程大于
二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分．每小题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．如图所示，将两个完全相同的圆形金属圆盘水平正对放置，两金属盘间距为d，使其带上等量异种电荷．现将一电荷量为的点电荷放置在上金属盘中心正上方的M点，M点到上金属盘中心的距离为d，此时两金属盘轴心中点处的N点电场强度恰好为0．已知静电力常量为k，忽略点电荷对两金属盘电荷分布的影响，则下列说法正确的是（ ）
A．上金属盘带负电
B．点电荷产生的电场在N点处电场强度大小为
C．两金属盘间电压的数值为
D．上金属盘所带电荷产生的电场在N点处场强为
6．如图甲所示，自耦变压器的原线圈与N匝、半径为x的圆形线圈（图中未画全）相连，副线圈与定值电阻R构成回路，图示位置副线圈的匝数为原线圈匝数的．线圈内有垂直线圈平面向里的磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化．不考虑电阻随温度的变化以及线圈的电阻，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置，定值电阻两端的最大电压为
B．图示位置，定值电阻消耗的电功率为
C．若磁感应强度的变化周期减小，则变压器的输出功率将增大
D．若自耦变压器的滑片P顺时针转动，则通过原线圈的电流增大
7．农历除夕，神舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富在遥远的太空专门发来视频，向祖国和人民送上祝福．如图所示，假设空间站绕地心做近似圆周运动，地球半径为R，航天员在空间站内观察地球的最大张角为．万有引力常量为G，地球表面的重力加速度为g，航天员给全国人民拜年的时长为t．下列说法正确的是（ ）
A．空间站运行的轨道半径为 B．空间站所在轨道的重力加速度为
C．空间站绕地球运动的速率为 D．拜年期间空间站运行的弧长为
8．如图所示，光滑水平面上虚线和之间存在竖直向上的匀强磁场，宽度．质量、电阻的单匝长方形线框静止放在虚线左侧距离为处，线框的边长为，的边长为．现用一水平向右的恒力拉线框，当边刚进入磁场时线框受到的安培力等于恒力F的0.8倍，当边刚要出磁场时线框受到的安培力恰好等于F．下列说法正确的是（ ）
A．线框在磁场中受到的安培力始终向左 B．磁感应强度的大小为
C．边在磁场中运动的时间为 D．边刚进入磁场时，线框的加速度大小为
三、非选择题：共60分．考生根据要求作答，
9．（4分）煤气罐是部分家庭的必需品，安全使用煤气罐是人们比较关注的话题．煤气罐密封性良好，将一定量的天然气封闭在罐中，假设罐内的气体为理想气体．当罐内气体温度升高时，罐内气体的压强______（填“增大”“减小”或不变）；罐内气体从外界________（填“吸收”或“放出”）热量．
10．（4分）如图所示为一质点做简谐运动的位移-时间图像，则关于质点的振动，时间内，质点的动能逐渐___________（填“增大”或“减小”）时间内，质点的加速度逐渐_______（填“增大”或“减小”）；时间内，质点向_________（填“正”或“负”）方向运动．
11．（5分）某学习小组欲测量某型号手机所用锂电池的电动势E和内阻r（电动势约为，内阻约为几欧），他们找到的器材有：电压表V（量程，内阻约为）、定值电阻、电阻箱、开关S一只、导线若干．
（1）请以笔画线代替导线将图甲中的实物图补充完整；
（2）闭合开关，调节电阻箱的阻值R，得到多组测量数据，根据测量数据作出图像，如图乙所示．则该锂电池的电动势______V、内阻_________．（结果均保留三位有效数字）
12．（7分）某实验小组同学利用图甲装置测量滑块（含遮光条）和砝码的质量．主要操作步骤如下：
①打开气泵，待气流稳定后调节气垫导轨使其水平；
②用20分度游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示；
③用毫米刻度尺测量光电门1和光电门2之间的距离L；
④挂上槽码，调节定滑轮使细线与气垫导轨平行；
⑤打开气泵，由静止释放滑块，数字计时器记录下遮光条通过光电门1和2的遮光时间和；
⑥依次在滑块上添加个砝码，重复实验．
回答下列问题：
（1）调节气垫导轨时，轻推滑块，若发现遮光条通过光电门2的时间小于遮光条通过光电门1的时间，应_____________________直至气垫导轨水平；
（2）遮光条的宽度_________；
（3）滑块运动的加速度______________（用测量的物理量的符号表示）；
（4）已知槽码和挂钩的总质量为，重力加速度为g，以放在滑块上的砝码数n为横坐标，滑块加速度a的倒数为纵坐标作出图像，获得该图像的斜率为k，纵截距为b．由以上数据可得滑块和遮光条的总质量__________，每个砝码的质量____________．（用已知量的物理符号表示）
13．（10分）如图所示，倾角的斜坡与光滑水平面平滑连接，斜坡长度．质量为的滑板爱好者站在质量为的滑板上，从斜面顶端由静止开始下滑，刚滑到水平面时立刻用力蹬滑板，以的速度沿与滑板运动方向成角斜向上跳离滑板．已知滑板与斜坡间的动摩擦因数，取重力加速度，求：
（1）人的着地点距斜坡底端的距离；
（2）跳离滑板过程中人做的功．
14．（14分）如图所示，两条足够长的粗糙长直平行金属导轨和固定在绝缘水平面上，导轨的间距为d，导轨电阻不计，导轨之间有方向竖直向上、大小为B的匀强磁场．质量为m、电阻为r的导体棒垂直放在粗糙水平金属轨道上，棒与轨道间的动摩擦因数为．现给导体棒一个水平向右平行于金属轨道的初速度，运动过程中棒与金属轨道保持良好接触并始终与金属导轨垂直．已知导体棒向右运动全过程中，左端电阻r上产生的热量为Q，重力加速度为g．求：
（1）导体棒向右运动过程中速率为v时的加速度大小；
（2）导体棒从开始运动到停止过程的位移大小和时间．
15．（16分）如图甲所示，正方形荧光屏与正方形金属板相距L水平平行放置，二者的边长也为L．金属板的中心开有小孔，小孔正下方有一通电金属丝可持续发射热电子，金属丝与金属板之间加有恒定电压U．以金属板中心小孔为坐标原点，沿平行于金属板两边和垂直金属板方向建立x、y和z坐标轴，电子从金属丝发射经小孔沿之轴正方向射入磁场区域，测得电子经电场加速后经过小孔时的速度大小介于v与之间．z轴与荧光屏的交点为s，金属板与荧光屏之间存在磁场（图中未画出），其磁感应强度沿z轴方向的分量始终为零，沿x轴和y轴方向的分量和随时间周期性变化规律如图乙所示，图中．已知电子的质量为m、电荷量大小为e，忽略电子间的相互作用，且电子在磁场中的运动时间远小于磁场变化周期T．求：
（1）从金属丝发射的电子的初速度大小范围；
（2）时以速度v进入磁场的电子打在荧光屏上的位置；
（3）请通过分析计算说明电子在内打在荧光屏上的位置，并画在荧光屏的俯视图丙中．
2022届4月高三联合测评（福建）·物理
参考答案、提示及评分细则
1．【答案】B
【解析】核裂变反应过程中要释放能量，根据爱因斯坦质能方程，可知质量是减少的，但反应前后质量数保持不变，故A错误；原子核比结合能越大，核子的平均质量越小，原子核越稳定，故B正确；核电的原理是重核裂变，故C错误；核裂变反应中，反应物的结合能之和小于生成物的结合能之和，故D错误．
2．【答案】C
【解析】设管的横截面积为S，喷水距离为L，水流速度为v，则出水量为．最大出水量水流速为，则t时间内出水量，最小出水量水流速为，则t时间内出水量，单位时间内最大出水量与最小出水量之比，故C正确，ABD错误．
3．【答案】A
【解析】最大静摩擦力等于滑动摩擦力，运动员在弯道转弯时不发生侧滑的最大速度为，则，运动员在水平面内做匀速圆周运动需要的向心力为，竖直方向受力平衡，所以运动员受到冰面的作用力，故A正确，BCD错误．
4．【答案】D
【解析】物块接触弹簧前，由动能定理得：，解得：，故A错误；由能量守恒定律得：，解得：，故B错误；由能量守恒定律得：，解得：；故C错误；物块的路程为时，，物块反向沿斜面向上运动，所以物块在斜面上运动的路程大于，故D正确．
5．【答案】AC
【解析】两金属圆盘可视为平行板电容器，由于M点处的正电荷在N点产生的场强方向向下，且N点的合场强为零，所以两盘间场强方向应向上，所以下金属盘带正电，故A正确；N点的合场强为零，所以点电荷与两金属盘在N点处的场强均为，故B错误；由可知两金属盘电压数值为，C正确；由于两金属盘间产生的电场为匀强电场，板间N点场强为上金属盘和下金属盘在N点产生场强的合场强，根据对称性可知，上金属盘在N点产生的场强为，故D错误．
6．【答案】BC
【解析】由图乙可得磁感应强度为：，由法拉第电磁感应定律得圆形线圈中产生的感应电动势为：，所以原线圈两端的最大电压为：，由得定值电阻两端的最大电压为：，故A错误；定值电阻消耗的电功率为：，故B正确；若磁感应强度的变化周期减小，则感应电动势的最大值增大，有效值增大，副线圈两端的电压增大，定值电阻消耗的电功率即变压器的输出功率将增大，故C正确；自耦变压器的滑片P顺时针转动，副线圈的匝数减小，副线圈两端的电压减小，通过副线圈的电流减小，由可知通过原线圈的电流减小，故D错误．
7．【答案】BD
【解析】由几何关系得：，解得：，故A错误；由万有引力等于重力得：，解得空间站所在轨道的重力加速度为：，故B正确；由万有引力提供向心力得：，又，解得：，故C错误；拜年期间空间站运行的弧长为：，故D正确．
8．【答案】AC
【解析】边在磁场中运动的过程中，根据右手定则可知通过线框的感应电流沿顺时针方向，由左手定则可知线框在磁场中受到的安培力向左，边在磁场中运动的过程中，根据右手定则可知通过线框的感应电流沿逆时针方向，由左手定则可知线框在磁场中受到的安培力向左，故A正确；线框进入磁场前，由动能定理得：，由法拉第电感感应定律得：，由闭合电路欧姆定律得：，线框受到的安培力为：，又，解得：，故B错误；由B项分析可知边刚要出磁场时的速度大小为：，边在磁场中运动的过程中，由动量定理得：，又，解得：，C正确；边出磁场到边进磁场的过程中，由动能定理得：，由B项分析和牛顿第二定律得：，解得：，故D错误．
9．【答案】增大 吸收
【解析】煤气罐中气体体积不变，气体不对外做功，当温度升高时，罐内气体压强增大，气体内能增大，由热力学第一定律可知，气体一定吸热
10．【答案】减小 减小 负
【解析】的时间内，质点由平衡位置向正的最大位移处运动，则质点的速度逐渐减小，动能逐渐减小；时间内，质点的位移逐渐减小，回复力逐渐减小，则质点的加速度逐渐减小；时间内，质点由平衡位置着x轴的负方向运动．
11．【答案】（1）实物图见解析
（2）3.75（3.74～3.76都对，2分） 5.00（4.90~5.10都对，2分）
【解析】（1）根据图乙的图像可知电压表测量电阻箱两端的电压，实物图连接如下；
（2）根据闭合电路欧姆定律得：，化简得：，所以图像的纵截距表示电源电动势，即；图像的斜率表示定值电阻和电源内阻r的和，即，所以电源内阻．
12．【答案】（1）调节旋钮P使左侧升高或调节旋钮Q使右侧降低
（2）0.220 （3） （4）
【解析】（1）遮光条通过光电门2的时间小于遮光条通过光电门1的时间，说明气垫导轨左侧偏低，应调节旋钮P使左侧升高或调节旋钮Q使右侧降低；
（2）遮光条的宽度即游标卡尺的读数为：；
（3）滑块通过光电门1的瞬时速度为：，通过光电门2的瞬时速度为：，由匀变速直线运动规律得：，解得：；
（4）由牛顿第二定律得：，化简得：，所以图像的斜率为：，所以每个砝码的质量为：，纵截距为：，所以滑块和遮光条的总质量为：．
13．【答案】（1） （2）
【解析】（1）人跳离车后做斜抛运动
竖直方向：
水平方向：
解得：
（2）设滑板质量为M，人的质量为m，从斜坡上滑下做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得：
设滑到底端的速度为，有
人跳车过程水平方向动量守恒：
跳离滑板过程中由能量守恒得：
解得：
14．【答案】（1） （2）
【解析】（1）导体棒水平方向受摩擦阻力、安培力的作用，其中安培力为
摩擦力为
则导体棒向右运动过程中速率为v时的加速度大小为
（2）根据能量守恒有
解得导体棒从开始运动到停止过程的位移大小
根据动量定理有
其中
解得导体棒从开始运动到停止过程的时间
15．【答案】（1） （2）荧光屏边的中点 （3）见解析图
【解析】（1）电子从金属丝到金属板之间做加速运动，射入磁场速度为v时，由动能定理得
解得：
射入磁场速度为时，由动能定理得：
解得：
即电子的初速度大小
（2）时，磁感应强度方向沿x轴正方向，电子的运动轨迹在过小孔且平行于边的竖直平面内，电子在磁场中做匀速圆周运动，有：
得：设打到荧光屏上的点为f，到s点的距离为，
由几何关系：
得：
其运动轨迹如图
打在荧光屏上的位置为荧光屏边的中点．
（3）电子在内经过磁场时，磁感应强度大小为，方向在平面内且方向与x轴、y轴负方向成夹角，电子的运动轨迹在过O、s、b点的竖直平面内．
当速度为v时，由向心力公式得：
得：
由几何关系可知，电子打不到荧光屏上
当速度为时，由向心力公式得：
得：
设打到荧光屏上的点为k，到s点的距离为
由几何关系：
得：
当速度介于v与之间时，打到荧光屏上的位置在直线上．所以电子在内打在荧光屏上的位置如图所示
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