2022年福建省莆田市高考物理一模试卷

2022年福建省莆田市高考物理一模试卷

1. 如图所示，有P、N两块质量相同的物块，在物块P上施加一沿水平方向的外力F，使它们叠放在竖直面上且处于静止状态，下列说法正确的是
   
    

A. 物块P一定受到4个力的作用 B. 物块P一定受到3个力的作用
C. 物块N一定受到4个力的作用 D. 物块N可能受到6个力的作用

2. A、B、C三根通电长直导线均水平固定且互相平行，导线通入大小相等的恒定电流，方向如图所示，其中导线A，B垂直纸面且在同一水平面上，导线C垂直纸面并在导线A的正下方。下列说法正确的是

A. 导线B对导线A的安培力方向竖直向上
B. 导线C对导线A的安培力方向竖直向下
C. 若解除导线C的固定，则其仍可能处于静止状态
D. 若把导线C固定在导线A和导线B正中间，则导线C受到的安培力为0

3. 如图所示，a、b、c、d为一矩形的四个顶点，一匀强电场的电场强度方向与该矩形平行．已知a、b、c三点的电势分别为、，。ab的长为6cm，bc的长为8cm，下列说法正确的是

A. 该匀强电场的电场强度大小为
B. 把一带电荷量为的正点电荷从d点移动到矩形中心处的过程中，电场力做的功为
C. 矩形abcd电势最高的点的电势为1V
D. 矩形abcd上电势最低的点的电势为

4. 随着宇宙航天技术不断地发展，人类也越来越向往探索其他的外文明，若有一个和地球类似的星球，其质量和地球质量几乎相等，半径却达到了地球半径的3倍，则该星球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度的大小之比约为

A.  B.  C.  D. 9

5. 抗战时期，某战士居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，该战士从同一位置先后投出甲、乙两颗手榴弹，手榴弹在空中的运动可视为平抛运动，最后均落在敌方工事的同一水平面上，手榴弹的轨迹如图所示，下列说法正确的是

A. 甲在空中运动的时间比乙的长 B. 甲、乙在空中运动的时间相同
C. 甲刚被抛出时的速度比乙的大 D. 甲、乙刚被抛出时的速度相同

6. 一辆质量为的小汽车以的速度在平直公路上匀速行驶，司机突然发现前方125m处有障碍物，立即紧急刹车，汽车恰好在障碍物前停止。已知汽车刹车过程做匀减速直线运动，则下列说法正确的是

A. 汽车刹车时的加速度大小为
B. 汽车刹车过程用时为10s
C. 汽车刹车后运动时的速度大小为
D. 汽车刹车过程受到的平均阻力大小为4000N

7. 2021年夏天，中国多地出现暴雨，导致洪涝灾害．在某次救援演习中，一冲锋舟匀速横渡一条两岸平直、水流速度不变的河流，当冲锋舟船头垂直河岸航行时，恰能到达正对岸下游600m处；若冲锋舟船头保持与河岸成角向上游航行时，则恰能到达正对岸，已知河水的流速大小为，下列说法正确的是

A. 冲锋舟在静水中的速度大小为
B. 河的宽度为
C. 冲锋舟在静水中的速度大小为
D. 河的宽度为

8. 如图所示，矩形区域MNPQ内有水平向右的匀强电场，半径为、内壁光滑的绝缘半圆细管ADB固定在竖直平面内，直径AB垂直于水平虚线MN，圆心O在MN的中点，半圆管的一半处于电场中。质量为、电荷量为的带正电的小球视为质点从半圆管的A点由静止开始滑入管内，到达B点时的速度大小为，之后小球从MNPQ区域的右边界NP离开电场．取重力加速度大小，不计空气阻力，下列说法正确的是

A. 小球在B点受到的支持力大小为2N
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 电场区域的最小面积为
D. 电场区域的最小面积为

9. 面积为的矩形导线圈处于磁感应强度大小为、方向水平的匀强磁场中，线圈平面与磁感线方向垂直，穿过该线圈的磁通量为______ Wb，若以线圈ab边为轴，使线圈顺时针转动，则在该转动过程中，穿过该线圈的磁通量______填“变大”、“变小”、“不变”或“先变大后变小”

10. 悬崖速降是选择崖面平坦，高度适合的崖壁，用专业的登山绳作保护，由崖壁主体缘绳下滑，从崖顶下降到崖底的一种运动，如图所示，某次速降可视为竖直方向的直线运动，速降者先从静止开始做匀加速运动至，接着匀速运动了20s，之后做匀减速运动，到达地面时速度恰好减为零，总共历时40s，若速降者及装备的总质量为75kg，运动方向始终竖直向下，取重力加速度大小，则速降者下降的起点距地面的高度为______ m，在整个下降过程中，速降者及装备所受重力的最大功率为______ W。
11. 小明利用如图甲所示的实验装置探究加速度与力的关系，滑块放在长木板上，长木板置于水平桌面上，砂桶通过滑轮与细线拉滑块，在细线上接有一个微型力传感器，通过力传感器可以直接读出细线的拉力大小F。保持滑块质量不变，在砂桶中添加少量细砂来改变力传感器的示数F，利用打点计时器打出的纸带求出对应拉力F时的加速度a，从而得到如图乙所示的图像．
    
    关于该实验，下列说法正确的是______.
    A.需要略微垫起长木板左端来平衡摩擦力
    B.砂桶和砂的总质量应远小于滑块的质量
    C.需要让细线与长木板保持平行
    实验中打出的一条纸带如图丙所示，打点计时器打点的周期，在纸带上依次标上1、2、3、4、5、6，7等计数点，相邻两个计数点之间还有四个点没有画出来，测得、、、、、。利用以上数据可知，打该纸带时滑块的加速度大小______。结果保留三位有效数字
    
    图乙中直线的延长线没有经过原点的原因是______任写一条即可，由图乙可知滑块的质量______结果保留两位有效数字
12. 物理兴趣小组的同学们想通过实验探究热敏电阻的阻值与温度的关系及并联电路的电流与电阻的关系．实验中有如下器材：
    A.热敏电阻；
    B.定值电阻；
    C.学生直流电压电源电动势为5V，内阻不计；
    D.电流表量程为，内阻为；
    E.电流表量程为3A，内阻约为；
    F.数字温控箱；
    G.开关S，导线若干．
    为了更精确地描述出电阻随温度变化的关系精确测定不同温度时的阻值，请完成虚线框内图甲电路图的设计．
    
    闭合开关S，分别记下电流表、的示数为、，其中的示数如图乙所示，则______A，可得______用题中已知和测量出的物理量的符号表示
    实验中改变温控箱的温度，分别测出了热敏电阻在不同温度下的阻值，得到了如图丙所示的图像．由图像分析可知，当温控箱中的温度达到时，通过热敏电阻的电流为，此时热敏电阻的阻值仍满足图丙中的变化规律，则电流表的示数为______结果保留两位有效数字
13. 我国探月工程已进入实质性工作阶段，我们在不久的将来必能登陆月球。若在登月后的某次实验中，测得一质量的物块由静止开始下落所用的时间，然后在水平月面上以初速度推出物块，已知月面与物块间的动摩擦因数，求：
    月球表面的重力加速度大小g；
    推出物块的内，物块的位移大小x。
    
    
    
    
    
    
     
14. 如图所示，竖直平面内粗糙水平轨道AB与光滑的半圆轨道BC相切连接，一质量的滑块在与水平方向成的拉力F的作用下从A点由静止开始向右运动，一段时间后撤去拉力F，撤去拉力F时滑块未到达B点，滑块恰好能运动到半圆轨道的最高点。已知水平轨道AB长为10m，半圆轨道的半径为，拉力，滑块与水平轨道间的动摩擦因数。取重力加速度大小，，，求：
    滑块到达B点时的速度大小；
    拉力F的作用时间。

15. 现代研究微观粒子的碰撞，往往会采用电场和磁场的相关变化来控制带电粒子的运动状态．如图甲所示，水平直线MN下方有竖直向上，电场强度大小的匀强电场．现将一重力不计、比荷的正点电荷从电场中的O点由静止释放。O点与N点的水平距离，竖直距离，一段时间后电荷通过MN进入其上方的匀强磁场，磁场方向与纸面垂直，其磁感应强度大小为未知，电荷第六次经过电场和磁场的边界时，到达N点．
    
    求电荷第一次经过电场和磁场边界时的速度大小；
    求磁感应强度的大小；
    其他条件不变，仅使磁场的磁感应强度按照图乙所示图乙中以磁场方向垂直纸面向外为正，以电荷第一次通过MN时为时刻做周期性变化且周期，如果在O点右方距O点的距离为L处有一垂直于MN的足够大的挡板，电荷从O点运动到挡板处所需的时间，求L。
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】A
 

【解析】解：如果P、N之间没有摩擦力，则物块P不能平衡，所以N对P有向左下的支持力和沿着接触面向左上的摩擦力，物块P一定受到4个力的作用，故A正确，B错误；
整体分析可知，墙对N有向上的摩擦力，大小等于两者的重力之和，物块N还受到重力、墙对N的支持力，P对N的支持力，P对N的摩擦力，所以物块N一定受到5个力的作用，CD错误；
故选：A。
将P、N作为整体分析，墙壁对N的摩擦力，隔离P、N分别分析两物体受力即可。
本题考查共点力作用下的物体平衡，受力分析一般步骤：一重二弹三摩擦，解题关键是整体法和隔离法的应用，较为典型。
 

2.【答案】B
 

【解析】解：A、根据电流之间的相互作用规律“同向相吸，反向相斥”可知导线B对导线A的安培力方向水平向左，故A错误；
B、根据电流之间的相互作用规律“同向相吸，反向相斥”可知导线C对导线A的安培力方向竖直向下，故B正确；
C、若解除导线C的固定，由于A对C的力竖直向上，B对C的力向左下，则C水平方向受力不平衡，所以C不可能处于静止状态，故C错误；
D、若把导线C固定在导线A和导线B正中间，则导线C受到A对C的吸引力和B对C的排斥力，方向都向左，所以C受到的安培力不为0，故D错误；
故选：B。
根据电流之间的相互作用规律“同向相吸，反向相斥”判定任两个平行通电直导线间的作用力，根据平行四边形定则得出安培力大小和方向，从而判定导线的运动状态。
解决本题的关键掌握电流之间的相互作用规律：“同向相吸，反向相斥”，以及知道磁感应强度是矢量，合成遵循平行四边形定则。
 

3.【答案】D
 

【解析】解：因ab中点O的电势为，则bd为等势面，则场强方向垂直bd斜向上，则
故A错误；

B.因bd是等势线，则把一带电荷量为的正点电荷从d点移动到矩形中心处O的过程中，电场力做的功为0，故B错误；
C.矩形abcd中c点电势最高，即电势最高的点的电势为，故C错误；
D.矩形abcd中a点的电势最低，则电势最低的点的电势为，故D正确。
故选：D。
先求出ab中点O点电势，判断bd为一条等势线，电场线和该等势线垂直，根据几何方法，求出c点到bd的距离，再根据电场强度的定义式求出电场强度，同时判断最高电势与最低电势，在等势线上的点电势相等。
本题考查了电势和电势差、电场力做功、电场强度的计算等知识点。找出等势面是解题的关键。
 

4.【答案】A
 

【解析】解：根据万有引力提供向心力解得第一宇宙速度表达式为，由于两星球质量相同，则
该星球半径是地球半径的3倍，所以第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的，约为倍，故A正确，BCD错误。
故选：A。
第一宇宙速度也叫最大的环绕速度，建立环绕模型，根据万有引力提供向心力，由牛顿第二定律即可求解。
本题考查对第一宇宙速度理解以及圆周运动的解决方法。
 

5.【答案】BC
 

【解析】解：由题意可知，甲乙下落的高度相同，由，得，
可知甲、乙在空中运动的时间相同，在水平方向，由，甲的水平位移大于乙的水平位移，可知甲刚被抛出时的速度比乙的大，故BC正确，AD错误。
故选：BC。
抛出后甲乙做平抛运动，可将运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，从而进行分析比较。
本题考查平抛运动，要求学生结合运动的分解进行分析求解，难度适中。
 

6.【答案】BD
 

【解析】解：汽车初速度为，汽车刹车时的加速度大小为
，故A错误；
B.汽车刹车过程用时为

故B正确；
C.汽车刹车后运动时的速度大小为

解得：
故C错误；
D.根据牛顿第二定律得

汽车刹车过程受到的平均阻力大小为4000N，故D正确。
故选：BD。
根据位移-速度公式求刹车时的加速度；根据速度-时间公式求刹车用时；根据位移-速度公式求刹车后速度，根据牛顿第二定律求平均阻力。
本题考查了运动学公式的应用，根据题意分析清楚汽车的运动过程是解题的前提，应用运动学公式可以解题。
 

7.【答案】BC
 

【解析】解冲锋舟恰能到达正对岸时，在静水中速度与水的流速的合速度垂直于河岸，则有
解得
故A错误，C正确；
当冲锋舟船头垂直河岸航行时，恰能到达正对岸下游600m处，由于船在垂直河岸方向和沿河岸方向都是匀速运动，所以两个方向的位移之比等于两方向的速度之比，即
式中s指沿河岸方向的位移，为600m，d指河宽，可解得
故B正确，D错误。
故选：BC。
若冲锋舟船头保持与河岸成角向上游航行时，则恰能到达正对岸，根据几何关系可求冲锋舟在静水中的速度；
当冲锋舟船头垂直河岸航行时，恰能到达正对岸下游600m处，在水流方向上做匀速直线运动，根据几何关系可求河宽。
明确小船渡河问题，最短时间渡河和最短位移过河的情况。
 

8.【答案】BD
 

【解析】解：在B点，根据牛顿第二定律：
解得：
故A错误；
B.A到B的过程中，根据动能定理：
解得：
故B正确；
小球从B点飞出后，水平方向左匀变速运动
解得：
水平速度减速到0

解得：
所以电场区域水平方向宽度至少为
水平方向，带电粒子向左减速的时间：
向右加速：
小球竖直方向上做自由落体运动：
电场竖直方向宽度至少为：
电场区域的面积至少为：
故C错误，D正确。
故选：BD。
在B点，球受受重力和支持力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式分析即可；对从A到B过程，根据动能定理列式求解电场强度；小球在电场区域受向右的电场力和向下的重力，竖直方向的分运动时自由落体运动，水平方向的分运动时匀变速直线运动。
本题关键明确粒子的运动，然后结合动能定理、牛顿第二定律、正交分解法、运动学公式列式求解，不难．
 

9.【答案】  变小
 

【解析】解：线圈平面与磁感线方向垂直，穿过该线圈的磁通量为
若以线圈ab边为轴，使线圈顺时针转动，则在该转动过程中，磁感应强度与面的夹角由逐渐变小至0，则穿过该线圈的磁通量，磁通量变小。
故答案为：；变小
通过线圈的磁通量可以根据进行求解，为线圈平面与磁场方向的夹角．
解决本题的关键掌握磁通量的公式，知道当线圈平面与磁场平行时，磁通量为0，当线圈平面与磁场方向垂直时，磁通量最大．
 

10.【答案】60 1500
 

【解析】解：速降者匀速运动的速度，设加速、匀速和减速的时间分别为、、，则
在这40s内速降者下降的高度
速降者及装备所受重力的最大功率
答：60；1500
由运动学规律求解三阶段的下降高度，再相加即可，用瞬时求解瞬时功率。
解答本题时，要理清速降者的运动情况，灵活运用运动学公式求下降的高度。
 

11.【答案】未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力  1
 

【解析】解：该实验中需要略微垫起长木板左端来平衡摩擦力，需要让细线与长木板保持平行，以保证细线上的拉力就是滑块所受合力，因为通过力传感器可以直接读出细线的拉力大小F，所以不再需要砂桶和砂的总质量远小于滑块的质量，故AC正确，B错误。
故选：AC。
由题意知相邻两计数点间的时间，打该纸带时滑块的加速度大

图乙中直线的延长线没有经过原点，由图可知当时，，说明未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力。
设未完全平衡摩擦力为


斜率表示滑块的质量，可得滑块的质量
故答案为：；；未平衡摩擦力或未完全平衡摩擦力；。
根据实验注意事项与实验原理分析答题。
应用匀变速直线运动的推论求出滑块的加速度大小。
根据图示图象分析图线不过原点的原因；应用牛顿第二定律求出图象的函数表达式，然后求出滑块的质量。
理解实验原理、知道实验注意事项是解题的前提；应用匀变速直线运动的推论与牛顿第二定律即可解题；解题时注意有效数字的保留。
 

12.【答案】 
 

【解析】解：题中没有电压表，可用已知内阻的电流表可作为量程为3V的电压表使用，电流表测电流，电路图如图所示

的量程为3A，由图乙所示可知，其分度值是，示数为
根据电路图电路图，由欧姆定律得：
根据图示电路图，由欧姆定律可知，电阻阻值
设热敏电阻与温度的关系为
由图丙所示图象可知，纵轴截距，图象的斜率
则
当温控箱中的温度达到时，热敏电阻的阻值为，通过热敏电阻的电流为，
此时电流表的示数为
故答案为：实验电路图如上图所示；；；。
根据实验器材与实验原理作出实验电路图。
根据图乙所示表盘确定其分度值，读出其示数，然后应用欧姆定律求出电阻。
根据图丙所示图象得出热敏电阻的阻值与温度的关系式，由图示图象求出温度对应的电阻值，然后应用欧姆定律求解。
理解实验原理、分析清楚图示图象是解题的前提；应用串并联电路特点与欧姆定律，根据图示图象求出图象的函数表达式即可解题。
 

13.【答案】解：物块在月球上做自由落体运动，则
解得月球表面的重力加速度大小；
物块在月球表面运动时，由牛顿第二定律：
解得物块运动的加速度大小
则物块停下所需的时间
由于，
故物块在内已经停下，物块的位移大小
代入数据解得
答：月球表面的重力加速度大小为；
推出物块的内，物块的位移大小为。
 

【解析】根据平抛运动的规律得出月球表面的重力加速度。
根据牛顿第二定律解得加速度，根据运动学公式解得位移。
本题考查牛顿第二定律与运动学公式的结合，解题抓住加速度是连接动力学的桥梁。
 

14.【答案】解：滑块从B点到C点过程机械能守恒，则有
滑块在C点时由重力提供向心力，有
解得
滑块从A点到B点过程，设拉力作用时间为t。
在拉力作用过程，由牛顿第二定律有
  ，
撤去拉力滑行过程，由牛顿第二定律得
 
根据运动学公式有
其中
联立解得
答：滑块到达B点时的速度大小为；
拉力F的作用时间为。
 

【解析】滑块恰好能运动到半圆轨道的最高点，由重力提供向心力，根据牛顿第二定律求出滑块到达最高点的速度。从B点到C点的过程，利用机械能守恒定律求滑块到达B点时的速度大小；
拉力作用过程，根据牛顿第二定律求出滑块的加速度。根据拉力撤去前后两个过程总位移等于10m列式，结合速度-时间公式求解拉力F的作用时间。
解决本题时，要搞清物体的运动情况，分段运用牛顿第二定律求加速度，结合运动学公式进行处理。
 

15.【答案】解：电荷在电场中做匀加速直线运动，有
根据牛顿第二定律：
解得：
设电荷运动轨道的半径为，洛伦兹力提供向心力有：
电荷第六次经过电场和磁场的边界时，到达N点，根据几何关系可知
解得：
当磁场方向垂直纸面向里时，设电荷运动轨道的半径为，同理可得：
由圆周运动规律有
当磁场方向垂直纸面向外时，周期：
当磁场方向垂直纸面向里时，周期：
电荷从时刻开始做周期性运动，结合磁场的周期性可知电荷的运动轨迹如图甲所示

从电荷第一次通过MN开始，其运动的周期：
此时电荷到O点的水平距离：
电荷在电场中运动一个来回的时间：
正好与无磁场的时间相等，即每经过一个周期，电荷在水平方向向右前进4cm，根据电荷运动的周期性和总时间分析有：
根据电荷的运动情况和总时间可知，电荷到达挡板前运动的完整周期数为5个，即：
则电荷最后运动的情况如图乙所示


解得
由几何关系有：
联立代入数据解得：
答：电荷第一次经过电场和磁场边界时的速度大小为；
磁感应强度的大小为；
的值为。
 

【解析】电荷在电场中做匀加速直线运动，根据运动学公式和牛顿第二定律结合可求出速度。
电荷进入磁场后做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力解得磁感应强度。
电荷在周期性变化的磁场中运动，根据周期性分析电荷到达挡板前运动的完整周期数，根据运动轨迹及几何关系解得。
本题是带电粒子在电场和磁场中运动的问题，电荷在电场中运动时，由牛顿第二定律和运动学公式结合研究是最常用的方法，也可以由动量定理处理。电荷在周期性磁场中运动时，要抓住周期性即重复性进行分析，根据轨迹求解时间。