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福建省福州市2022届高三上学期物理期末质量抽测试卷
一、单选题
1．（2022高三上·福州期末）在东京奥运会上，我国运动健儿取得了38金、32银、18铜的优异成绩。这些项目里面包含了许多物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．全红婵在女子10米台跳水决赛中打破世界纪录获得金牌，研究其跳水动作可将她视为质点
B．巩立姣以20米58的成绩夺得女子铅球比赛金牌，20米58指铅球在空中运动的位移大小
C．苏炳添在男子100米半决赛中以9.83秒刷新亚洲纪录，该过程的平均速度大小约为
D．马龙在乒乓球男单决赛中，把乒乓球以原速率打回，该过程乒乓球的加速度为0
2．（2022高三上·福州期末）如图甲，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。如图乙一件小衣物随着滚筒经过、、、四个位置，小衣物中的水滴最容易被甩出的位置是（ ）
A．位置 B．位置 C．位置 D．位置
3．（2022高三上·福州期末）在如图所示的电路中，电源电动势和内电阻，闭合开关，当滑动变阻器的滑片移动时，发现电压表示数变大，则下列判断正确的是（ ）
A．电流表示数变大 B．电阻的电功率变大
C．滑动变阻器的滑片向上移动 D．电源的输出功率一定增大
4．（2022高三上·福州期末）如图所示，两块小木块和，中间夹上轻弹簧，用细线扎在一起，放在光滑的水平台面上，烧断细线，弹簧将小木块，弹出，最后落到水平地面上，根据图中的有关数据，可以判定下列说法中正确的有（弹簧原长远小于桌面长度）（ ）
A．小木块先落到地面上
B．两小木块质量之比
C．两小木块离开桌面时，动能之比
D．两小木块在空中飞行时所受的冲量大小之比
二、多选题
5．（2022高三上·福州期末）2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。航天员翟志刚、王亚平、叶光富进驻天和核心舱，中国空间站开启有人长期驻留时代。“天和核心舱”在距地面高度为的轨道做匀速圆周运动，地球的半径为，地球表面的重力加速度为，引力常量为。下列说法正确的是（ ）
A．地球的质量
B．“天和核心舱”的线速度为
C．“天和核心舱”运行的周期为
D．“天和核心舱”的线速度大于第一宇宙速度（）
6．（2022高三上·福州期末）福州某地铁站的安检设施如图所示。该设施中的水平传送带以恒定速率运动，乘客将质量为的物品静止放在传送带上，加速后匀速通过安检设施，对此过程下列说法正确的是（ ）
A．物品先受滑动摩擦力，后受静摩擦力作用
B．物品受到滑动摩擦力的方向与其运动方向相同
C．物品由于摩擦产生的热量为
D．传送带动力装置为传送该物品多消耗的能量为
7．（2022高三上·福州期末）已知长直通电导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度与该导线中的电流强度成正比，与该点到导线的距离成反比。如图，两根平行长直通电导线L1、L2中的电流强度分别为I和2I，此时L1受到的磁场力大小为F。现将另一根长直通电导线L3平行放在L1外侧，三根导线间距相等且处于同一平面，L1受到的磁场力大小变为2F，则L3中的电流强度大小可能是（ ）
A．2I B．4I C．6I D．8I
8．（2022高三上·福州期末）如图所示，某品牌电动自行车其电池铭牌标有“”字样，正常工作时，电池输出电压恰好等于电动机额定电压，电动机额定功率为，由于电动机发热造成损耗，电动机的效率为，不考虑其它部件的摩擦损耗。某次平路上行驶的人和车的总质量为，阻力为总重力的0.03倍，当地重力加速度，下列判断正确的是（ ）
A．正常工作时，额定电流为
B．电池内阻大约
C．匀速行驶时速度为
D．充满电后电池存储的能量为
三、填空题
9．（2022高三上·福州期末）物体沿光滑斜面从底端以某一速度沿足够长斜面向上做直线运动，其图像如图所示。则物体运动的加速度大小为 ，出发物体运动的路程为 。
10．（2022高三上·福州期末）如图所示的平面内固定两个带电量为的异种点电荷，它们之间距离为。以其连线中点为圆心，以为半径画圆，、、为圆周上有三点，点在两点电荷连线的中垂线上，、两点连线恰好过点，则、两点的电场强度 （填“相同”或“不同”），点电势 （填“大于”“等于”或“小于”）点电势；已知静电力常数为，则点电场强度大小为 。
四、实验题
11．（2022高三上·福州期末）某小组通过实验测定金属丝的电阻率。
（1）测量金属丝直径时，螺旋测微器如图甲所示，把金属丝置于小砧和测微螺杆之间，接下来需调节部件①、②、③，其调节顺序是 ；测量结果如图乙所示，则读数 。
（2）某同学设计了图丙电路测量金属丝的电阻。闭合开关，滑动变阻器调至某一合适位置后不动，多次改变线夹的位置，测得多组电压表的读数和段电阻丝的长度、电流表的读数，作出图象如图丁，该图象的斜率为，则金属丝的电阻率 （用、、表示）。
12．（2022高三上·福州期末）物理小组用如图甲所示装置测量滑块与木板之间的动摩擦因数。已知打点计时器使用的交流电源的频率为，当地重力加速度为。
（1）调整木板水平调节滑轮让细线与木板面平行，并在托盘中放入适量砝码，接通打点计时器电源，然后放开滑块，在纸带上打出一系列点。
图乙是实验中获取的一条纸带的一部分，0、1、2、3、……是计数点，每相邻两计数点之间还有1个点（图中未标出），相邻计数点之间测出的距离分别为、、、、、、、、、、、。分析数据算得滑块加速运动时加速度大小 （结果保留三位有效数字）；托盘在打点计时器打 （选填：“第6和第7”或“第7和第8”）个计数点之间某时刻落到地面。
（2）实验中已测出滑块的质量、托盘和砝码的总质量，加速度为，则滑块与木板之间的动摩擦因数 （用、、和表示）。
五、解答题
13．（2022高三上·福州期末）游乐场中滑滑梯是儿童喜欢的游乐项目，如图所示，其滑面可视为与水平地面夹角为的平直斜面。可以观察到有些小朋友能从滑梯上端加速下滑，有些小朋友却一直无法滑下来。已知当地的重力加速度为，忽略滑滑梯侧壁对小朋友下滑的摩擦力。
（1）若小朋友下滑过程与滑面间的动摩擦因数为，求下滑加速度大小；
（2）找出小朋友坐在滑面上却无法滑下的物理原因。
14．（2022高三上·福州期末）如图所示，圆形区域半径为R，圆心在O点，区域中有方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电子在电子枪中经电场加速后沿AO方向垂直进入磁场，偏转后从M点射出并垂直打在荧光屏PQ上的N点，PQ平行于AO，O点到PQ的距离为2R。电子电荷量为e，质量为m，忽略电子加速前的初动能及电子间的相互作用。求：
（1）电子进入磁场时的速度大小v；
（2）电子枪的加速电压U；
（3）若保持电子枪与AO平行，将电子枪在纸面内向下平移至距AO为处，则电子打在荧光屏上的点位于N点的左侧还是右侧及该点距N点的距离。
15．（2022高三上·福州期末）冰壶运动是北京第24届冬奥会上一项比赛项目。如图所示，一蓝壶静止在距大本营圆周边界与中心线的交点点位置，其边界恰好与大本营边界相外切；红壶推出后，其前沿经过栏线与中心线交点点时速度为，方向沿中心线向蓝壶滑去；滑行一段距离后，两壶发生正碰（碰撞时间极短），碰后红壶速度大小变为，方向不变。已知两大本营圆心之间距离，栏线与各自大本营圆心之间的距离为，红、蓝冰壶质量均为，半径均为，大本营半径为，冰壶与赛道间的动摩擦因数，刷冰后动摩擦因数，取。求：
（1）红壶与蓝壶碰撞前速度大小；
（2）请通过计算判断，红壶和蓝壶停下后，哪个壶更加接近大本营的圆心；
（3）若仅在红壶与蓝壶碰撞前刷冰，要让监壶碰后滑出大本营，红队队员应沿中心线至少刷多长的冰面。（碰撞前后两冰壶分离速度与靠近速度比值不变，用表示，即：）
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】质点；位移与路程；加速度；平均速度
【解析】【解答】A．研究全红婵在女子10米台决赛中的姿态，全红婵不可看作质点，A不符合题意；
B．巩立姣以20米58的成绩夺得女子铅球金牌，20米58不是指铅球路径的长度，即不是在空中运动的路程，B不符合题意；
C．苏炳添在东京奥运会男子100米半决赛中以9.83秒刷新亚洲纪录，该过程苏炳添的平均速度大小约为
C符合题意；
D．马龙在乒乓球男单决赛中，把乒乓球以原速率打回，该过程乒乓球速度的变化量不为零，则其加速度不为0，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】研究全红婵的姿态，全红婵不可看作质点。路程为铅球实际运动路径长度。炳添的平均速度大小等于位移除以时间。
2．【答案】C
【知识点】离心运动和向心运动；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】水滴随衣服紧贴着滚筒壁做匀速圆周运动，转动过程中所需向心力大小相同，水滴所受合力提供向心力。设、、、四个位置水滴与衣物之间的附着力分别为Fa、Fb、Fc、Fd，因、两点，重力与向心力（合力）的方向夹角既不是最大，也不是最小，附着力不会出现极值，所以只分析、两点即可，设转动的角速度为ω，在位置有
此时所需附着力最小；在位置有
此位置所需附着力最大，所以小衣物中的水滴最容易被甩出的位置是c位置，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】水滴做匀速圆周运动，转动过程中所需向心力大小相同，在位置所需附着力最大，最容易出现向心力不足情况被甩出。
3．【答案】A
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】ABC．根据串反并同可知，电压表示数变大时，说明滑动变阻器阻值变大，即滑动变阻器的滑片向下移动，同理电流表示数变大，电阻的电功率变小，A符合题意，BC不符合题意；
D．当外电阻和内电阻相等时，电源的输出功率最大。当滑向下移动时外电阻变大，但是不能确定外电阻和内电阻的关系，所以输出功率不一定变大。D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】电压表示数变大，滑动变阻器阻值变大，滑动变阻器的滑片向下移动，电流表示数变大。当外电阻和内电阻相等时，电源的输出功率最大。
4．【答案】D
【知识点】动能定理的综合应用；冲量
【解析】【解答】A．两木块被弹簧弹开后离开桌面做平抛运动，下落的高度相同，则下落时运动的时间相同，物块B平抛的位移较大，则抛出时B的速度较大，物块B在桌面上运动的时间较短，则小木块B先落到地面上，A不符合题意；
B．物块B做平抛的水平射程等于A的2倍，则
根据动量守恒定律
两小木块质量之比
B不符合题意；
C．两小木块离开桌面时，动能之比
C不符合题意；
D．两小木块在空中飞行时所受的冲量大小IG=mgt
在空中运动的时间相等，则所受的冲量之比
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】木块被弹簧弹开后离开桌面做平抛运动，下落时运动的时间相同由高度决定。在空中运动的时间相等，则所受的冲量之比为重力的大小之比。根据动量守恒定律求出速度之比，求出动能之比。
5．【答案】A,B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．忽略地球自转，设地球表面有一质量为m的物体，由重力等于万有引力得
解得地球质量
A符合题意；
B．“天和核心舱”在距地面高度为的轨道做匀速圆周运动，设其质量为m1，由万有引力提供向心力得
解得“天和核心舱”的线速度
再将
代入得
B符合题意；
C．由
得“天和核心舱”运行的周期
C不符合题意；
D．“天和核心舱”的线速度
D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】地球表面物体，重力等于万有引力。“天和核心舱”做匀速圆周运动，有引力提供向心力。结合圆周运动知识求出线速度周期。
6．【答案】B,D
【知识点】摩擦力做功；能量守恒定律
【解析】【解答】A．物品加速时受滑动摩擦力，匀速时不受摩擦力，A不符合题意；
B．物品受到滑动摩擦力的方向与其运动方向相同，滑动摩擦力使物体加速运动，B符合题意；
C．设物体由加速到匀速所用时间为t，则这段时间内传送带的位移
物体的位移
物体与传送带之间产生的热量
物体加速过程应用动能定理得
物品由于摩擦产生的热量
C不符合题意；
D．传送带动力装置为传送该物品多消耗的能量有两部分，一部分转化为物体的动能
另一部分由于摩擦产生热量
故多消耗的能量为E=Ek+Q=mv2
D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】物品在皮带上加速时受滑动摩擦力，匀速时不受摩擦力。滑动摩擦力使物体加速运动，传送带和物体之间产生的热量等于相对运动位移乘以摩擦力大小。
7．【答案】A,C
【知识点】安培力
【解析】【解答】只有平行长直通电导线L1、L2时，L1受到向右的安培力，将另一根长直通电导线L3平行放在L1外侧，L1受到的磁场力大小变为2F，若L3电流向上，L3电流产生的磁场对L1有向左的安培力，分析可知大小为3F，因长直通电导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度与该导线中的电流强度成正比，对比L2电流强度大小可知L3中的电流强度大小6I，若L3电流向下，L3电流产生的磁场对L1有向右的安培力，分析可知大小为F，对比L2电流强度大小可知L3中的电流强度大小2I，AC符合题意，BD不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】只有平行长直通电导线L1、L2时，同向电流相互吸引。长直通电导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度与该导线中的电流强度成正比，与距离成反比。
8．【答案】A,D
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】A．正常工作时，额定电流
A符合题意；
B．由题意知
电池内阻
B不符合题意；
C．电动机的效率
电动机的输出功率
车匀速行驶时，牵引力等于阻力
解得匀速行驶时速度，C不符合题意；
D．充满电后电池存储的能量
D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】 电动自行车的额定电流等于额定功率除以额定电压。电动车匀速行驶时，牵引力等于阻力。根据电功公式求出充满电后电池存储的能量。
9．【答案】5；62.5
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】根据图像可知，物体运动的加速度大小
由图像可知物体前4s做沿斜面向上做匀减速运动，位移大小为
后3s沿斜面向下加速运动，位移大小为
则出发物体运动的路程
【分析】根据图像，图像斜率等于加速度。图像与坐标轴围成的图像面积等于位移。路程等于两端位移长度之和。
10．【答案】相同；大于；
【知识点】电场强度；电场线；电势
【解析】【解答】两个等量的异种电荷之间电场线如图所示
由对称性可知，M、N两点的电场强度相同。
设无穷远处电势为零，则P、O所在直线上的所有点电势均为零；由沿着电场线方向电势逐渐降低，可知点电势大于零，点电势小于零，所以点电势大于点电势。
由勾股定理可得P点到两个电荷之间的距离为
P点的电场强度为两个带电量为的异种点电荷在P点产生的电场强度的矢量和，如图所示
+Q、在P点产生的场强
则点电场强度大小
【分析】M、N两点的电场强度大小相等，方向相同，所以M、N两点的电场强度相同。无穷远处电势为零，沿着电场线方向电势逐渐降低，P点的电场强度P点产生的各个电场强度的矢量和。
11．【答案】（1）②③①；（均给分）
（2）
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】解：（1）先粗调②，再微调③，最后锁定开关①，再读数，应是②③①。
固定刻度读数为0.5mm，可转动刻度读数为0.01mm×40.7=0.407mm
读数0.5mm+0.407mm=0.907mm=9.07×10-4m
（2）由欧姆定律可得
由图象斜率为可有
解得
【分析】（1）固定刻度读数为0.5mm，可转动刻度读数为0.407mm，两个读数加起来为螺旋测微器读数。
（2）结合欧姆定律和电阻定律可得图象斜率为的物理意义。由斜率得到金属丝的电阻率的表达式。
12．【答案】（1）1.58；第7和第8
（2）
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】（1）每相邻两计数点之间还有1个点，所以相邻两计数点之间的时间间隔为
根据逐差法，加速度大小
代数解得
托盘落到地面之后，滑块开始减速，由题中相邻计数点之间距离可知托盘在“第7和第8”个计数点之间某时刻落到地面。
（2）以m1与m2组成的整体为研究对象，由牛顿第二定律得
解得滑块与木板之间的动摩擦因数
【分析】（1）相邻两计数点之间的时间间隔为0.04S。根据逐差法求出加速度大小。
（2）以m1与m2组成的整体为研究对象，合力让物体产生加速度。由牛顿第二定律求解加速度。
13．【答案】（1）解：设小朋友的质量为，由牛顿第二定律
由滑动摩擦力公式
解方程组得
（2）解：把小朋友的重力分解，如图示
重力沿斜面向下的分力最大静摩擦力（）时，小朋友坐在滑面上无法滑下
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【分析】（1） 由牛顿第二定律求解小朋友下滑过程中下滑加速度大小。
（2）重力沿斜面向下的分力小于最大静摩擦力 ，小朋友无法下滑。
14．【答案】（1）解：电子在磁场中，洛伦兹力提供做圆周运动的向心力
电子轨迹如图甲所示，由几何关系得r＝R，联立解得
（2）解：电子在电子枪中加速，由动能定理得
联立解得
（3）解：电子在磁场中运动的半径r＝R，故平行于AO射入磁场的电子都将经过M点后打在荧光屏上。从与AO相距的C点射入磁场的电子打在荧光屏上的G点，G点位于N点的左侧，其轨迹如图乙所示；由几何关系α＝60°
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1） 电子在磁场中，洛伦兹力提供做电子圆周运动的向心力。由几何关系求出电子进入磁场时的速度大小v。
（2）由动能定理得电子在电子枪中加速的加速电压U 。
（3）求出粒子运动半径， 电子在磁场中运动的半径r＝R， 画出运动的轨迹。 由几何关系求解G点位置以及该点距N点的距离。
15．【答案】（1）解：依题意得：两壶碰撞之前，红壶滑行的距离为
此过程由动能定理得
解方程得
（2）解：设：碰后蓝壶速度为，滑行距离为，在碰撞过程：由动量守恒定律
滑行过程，由动能定理
解方程组得
对于红壶：设碰后滑行的距离为，由动能定理
解得
所以蓝壶距离大本营圆心近。
（3）解：设：碰后蓝壶速度为时，蓝壶恰好离开大本营，依题意得：蓝壶移动的位移
由动能定理得
设：红壶相碰之前速度为，相碰之后速度为，则两壶相碰过程，由动量守恒定律
依题意得
设：在冰面上刷冰距离为时，蓝壶碰后恰好滑出大本营，由动能定理
联立解得
【知识点】动量守恒定律；动能定理的综合应用；碰撞模型
【解析】【分析】（1）求出红壶滑行的距离 ，由动能定理求解 红壶与蓝壶碰撞前速度大小 。
（2）由 动量守恒定律和动能定理 分别求出碰后壶速度以及滑行距离 判断出蓝壶距离大本营圆心近 。
（3） 两壶相碰过程动量守恒 ，由动能定理求解 红队队员应沿中心线刷的冰面的长度。
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福建省福州市2022届高三上学期物理期末质量抽测试卷
一、单选题
1．（2022高三上·福州期末）在东京奥运会上，我国运动健儿取得了38金、32银、18铜的优异成绩。这些项目里面包含了许多物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．全红婵在女子10米台跳水决赛中打破世界纪录获得金牌，研究其跳水动作可将她视为质点
B．巩立姣以20米58的成绩夺得女子铅球比赛金牌，20米58指铅球在空中运动的位移大小
C．苏炳添在男子100米半决赛中以9.83秒刷新亚洲纪录，该过程的平均速度大小约为
D．马龙在乒乓球男单决赛中，把乒乓球以原速率打回，该过程乒乓球的加速度为0
【答案】C
【知识点】质点；位移与路程；加速度；平均速度
【解析】【解答】A．研究全红婵在女子10米台决赛中的姿态，全红婵不可看作质点，A不符合题意；
B．巩立姣以20米58的成绩夺得女子铅球金牌，20米58不是指铅球路径的长度，即不是在空中运动的路程，B不符合题意；
C．苏炳添在东京奥运会男子100米半决赛中以9.83秒刷新亚洲纪录，该过程苏炳添的平均速度大小约为
C符合题意；
D．马龙在乒乓球男单决赛中，把乒乓球以原速率打回，该过程乒乓球速度的变化量不为零，则其加速度不为0，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】研究全红婵的姿态，全红婵不可看作质点。路程为铅球实际运动路径长度。炳添的平均速度大小等于位移除以时间。
2．（2022高三上·福州期末）如图甲，滚筒洗衣机脱水时，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做顺时针的匀速圆周运动。如图乙一件小衣物随着滚筒经过、、、四个位置，小衣物中的水滴最容易被甩出的位置是（ ）
A．位置 B．位置 C．位置 D．位置
【答案】C
【知识点】离心运动和向心运动；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】水滴随衣服紧贴着滚筒壁做匀速圆周运动，转动过程中所需向心力大小相同，水滴所受合力提供向心力。设、、、四个位置水滴与衣物之间的附着力分别为Fa、Fb、Fc、Fd，因、两点，重力与向心力（合力）的方向夹角既不是最大，也不是最小，附着力不会出现极值，所以只分析、两点即可，设转动的角速度为ω，在位置有
此时所需附着力最小；在位置有
此位置所需附着力最大，所以小衣物中的水滴最容易被甩出的位置是c位置，C符合题意，ABD不符合题意。
故答案为：C。
【分析】水滴做匀速圆周运动，转动过程中所需向心力大小相同，在位置所需附着力最大，最容易出现向心力不足情况被甩出。
3．（2022高三上·福州期末）在如图所示的电路中，电源电动势和内电阻，闭合开关，当滑动变阻器的滑片移动时，发现电压表示数变大，则下列判断正确的是（ ）
A．电流表示数变大 B．电阻的电功率变大
C．滑动变阻器的滑片向上移动 D．电源的输出功率一定增大
【答案】A
【知识点】电路动态分析
【解析】【解答】ABC．根据串反并同可知，电压表示数变大时，说明滑动变阻器阻值变大，即滑动变阻器的滑片向下移动，同理电流表示数变大，电阻的电功率变小，A符合题意，BC不符合题意；
D．当外电阻和内电阻相等时，电源的输出功率最大。当滑向下移动时外电阻变大，但是不能确定外电阻和内电阻的关系，所以输出功率不一定变大。D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】电压表示数变大，滑动变阻器阻值变大，滑动变阻器的滑片向下移动，电流表示数变大。当外电阻和内电阻相等时，电源的输出功率最大。
4．（2022高三上·福州期末）如图所示，两块小木块和，中间夹上轻弹簧，用细线扎在一起，放在光滑的水平台面上，烧断细线，弹簧将小木块，弹出，最后落到水平地面上，根据图中的有关数据，可以判定下列说法中正确的有（弹簧原长远小于桌面长度）（ ）
A．小木块先落到地面上
B．两小木块质量之比
C．两小木块离开桌面时，动能之比
D．两小木块在空中飞行时所受的冲量大小之比
【答案】D
【知识点】动能定理的综合应用；冲量
【解析】【解答】A．两木块被弹簧弹开后离开桌面做平抛运动，下落的高度相同，则下落时运动的时间相同，物块B平抛的位移较大，则抛出时B的速度较大，物块B在桌面上运动的时间较短，则小木块B先落到地面上，A不符合题意；
B．物块B做平抛的水平射程等于A的2倍，则
根据动量守恒定律
两小木块质量之比
B不符合题意；
C．两小木块离开桌面时，动能之比
C不符合题意；
D．两小木块在空中飞行时所受的冲量大小IG=mgt
在空中运动的时间相等，则所受的冲量之比
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】木块被弹簧弹开后离开桌面做平抛运动，下落时运动的时间相同由高度决定。在空中运动的时间相等，则所受的冲量之比为重力的大小之比。根据动量守恒定律求出速度之比，求出动能之比。
二、多选题
5．（2022高三上·福州期末）2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。航天员翟志刚、王亚平、叶光富进驻天和核心舱，中国空间站开启有人长期驻留时代。“天和核心舱”在距地面高度为的轨道做匀速圆周运动，地球的半径为，地球表面的重力加速度为，引力常量为。下列说法正确的是（ ）
A．地球的质量
B．“天和核心舱”的线速度为
C．“天和核心舱”运行的周期为
D．“天和核心舱”的线速度大于第一宇宙速度（）
【答案】A,B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】A．忽略地球自转，设地球表面有一质量为m的物体，由重力等于万有引力得
解得地球质量
A符合题意；
B．“天和核心舱”在距地面高度为的轨道做匀速圆周运动，设其质量为m1，由万有引力提供向心力得
解得“天和核心舱”的线速度
再将
代入得
B符合题意；
C．由
得“天和核心舱”运行的周期
C不符合题意；
D．“天和核心舱”的线速度
D不符合题意。
故答案为：AB。
【分析】地球表面物体，重力等于万有引力。“天和核心舱”做匀速圆周运动，有引力提供向心力。结合圆周运动知识求出线速度周期。
6．（2022高三上·福州期末）福州某地铁站的安检设施如图所示。该设施中的水平传送带以恒定速率运动，乘客将质量为的物品静止放在传送带上，加速后匀速通过安检设施，对此过程下列说法正确的是（ ）
A．物品先受滑动摩擦力，后受静摩擦力作用
B．物品受到滑动摩擦力的方向与其运动方向相同
C．物品由于摩擦产生的热量为
D．传送带动力装置为传送该物品多消耗的能量为
【答案】B,D
【知识点】摩擦力做功；能量守恒定律
【解析】【解答】A．物品加速时受滑动摩擦力，匀速时不受摩擦力，A不符合题意；
B．物品受到滑动摩擦力的方向与其运动方向相同，滑动摩擦力使物体加速运动，B符合题意；
C．设物体由加速到匀速所用时间为t，则这段时间内传送带的位移
物体的位移
物体与传送带之间产生的热量
物体加速过程应用动能定理得
物品由于摩擦产生的热量
C不符合题意；
D．传送带动力装置为传送该物品多消耗的能量有两部分，一部分转化为物体的动能
另一部分由于摩擦产生热量
故多消耗的能量为E=Ek+Q=mv2
D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】物品在皮带上加速时受滑动摩擦力，匀速时不受摩擦力。滑动摩擦力使物体加速运动，传送带和物体之间产生的热量等于相对运动位移乘以摩擦力大小。
7．（2022高三上·福州期末）已知长直通电导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度与该导线中的电流强度成正比，与该点到导线的距离成反比。如图，两根平行长直通电导线L1、L2中的电流强度分别为I和2I，此时L1受到的磁场力大小为F。现将另一根长直通电导线L3平行放在L1外侧，三根导线间距相等且处于同一平面，L1受到的磁场力大小变为2F，则L3中的电流强度大小可能是（ ）
A．2I B．4I C．6I D．8I
【答案】A,C
【知识点】安培力
【解析】【解答】只有平行长直通电导线L1、L2时，L1受到向右的安培力，将另一根长直通电导线L3平行放在L1外侧，L1受到的磁场力大小变为2F，若L3电流向上，L3电流产生的磁场对L1有向左的安培力，分析可知大小为3F，因长直通电导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度与该导线中的电流强度成正比，对比L2电流强度大小可知L3中的电流强度大小6I，若L3电流向下，L3电流产生的磁场对L1有向右的安培力，分析可知大小为F，对比L2电流强度大小可知L3中的电流强度大小2I，AC符合题意，BD不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】只有平行长直通电导线L1、L2时，同向电流相互吸引。长直通电导线在其周围某点产生磁场的磁感应强度与该导线中的电流强度成正比，与距离成反比。
8．（2022高三上·福州期末）如图所示，某品牌电动自行车其电池铭牌标有“”字样，正常工作时，电池输出电压恰好等于电动机额定电压，电动机额定功率为，由于电动机发热造成损耗，电动机的效率为，不考虑其它部件的摩擦损耗。某次平路上行驶的人和车的总质量为，阻力为总重力的0.03倍，当地重力加速度，下列判断正确的是（ ）
A．正常工作时，额定电流为
B．电池内阻大约
C．匀速行驶时速度为
D．充满电后电池存储的能量为
【答案】A,D
【知识点】焦耳定律；电功率和电功
【解析】【解答】A．正常工作时，额定电流
A符合题意；
B．由题意知
电池内阻
B不符合题意；
C．电动机的效率
电动机的输出功率
车匀速行驶时，牵引力等于阻力
解得匀速行驶时速度，C不符合题意；
D．充满电后电池存储的能量
D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】 电动自行车的额定电流等于额定功率除以额定电压。电动车匀速行驶时，牵引力等于阻力。根据电功公式求出充满电后电池存储的能量。
三、填空题
9．（2022高三上·福州期末）物体沿光滑斜面从底端以某一速度沿足够长斜面向上做直线运动，其图像如图所示。则物体运动的加速度大小为 ，出发物体运动的路程为 。
【答案】5；62.5
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】根据图像可知，物体运动的加速度大小
由图像可知物体前4s做沿斜面向上做匀减速运动，位移大小为
后3s沿斜面向下加速运动，位移大小为
则出发物体运动的路程
【分析】根据图像，图像斜率等于加速度。图像与坐标轴围成的图像面积等于位移。路程等于两端位移长度之和。
10．（2022高三上·福州期末）如图所示的平面内固定两个带电量为的异种点电荷，它们之间距离为。以其连线中点为圆心，以为半径画圆，、、为圆周上有三点，点在两点电荷连线的中垂线上，、两点连线恰好过点，则、两点的电场强度 （填“相同”或“不同”），点电势 （填“大于”“等于”或“小于”）点电势；已知静电力常数为，则点电场强度大小为 。
【答案】相同；大于；
【知识点】电场强度；电场线；电势
【解析】【解答】两个等量的异种电荷之间电场线如图所示
由对称性可知，M、N两点的电场强度相同。
设无穷远处电势为零，则P、O所在直线上的所有点电势均为零；由沿着电场线方向电势逐渐降低，可知点电势大于零，点电势小于零，所以点电势大于点电势。
由勾股定理可得P点到两个电荷之间的距离为
P点的电场强度为两个带电量为的异种点电荷在P点产生的电场强度的矢量和，如图所示
+Q、在P点产生的场强
则点电场强度大小
【分析】M、N两点的电场强度大小相等，方向相同，所以M、N两点的电场强度相同。无穷远处电势为零，沿着电场线方向电势逐渐降低，P点的电场强度P点产生的各个电场强度的矢量和。
四、实验题
11．（2022高三上·福州期末）某小组通过实验测定金属丝的电阻率。
（1）测量金属丝直径时，螺旋测微器如图甲所示，把金属丝置于小砧和测微螺杆之间，接下来需调节部件①、②、③，其调节顺序是 ；测量结果如图乙所示，则读数 。
（2）某同学设计了图丙电路测量金属丝的电阻。闭合开关，滑动变阻器调至某一合适位置后不动，多次改变线夹的位置，测得多组电压表的读数和段电阻丝的长度、电流表的读数，作出图象如图丁，该图象的斜率为，则金属丝的电阻率 （用、、表示）。
【答案】（1）②③①；（均给分）
（2）
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】解：（1）先粗调②，再微调③，最后锁定开关①，再读数，应是②③①。
固定刻度读数为0.5mm，可转动刻度读数为0.01mm×40.7=0.407mm
读数0.5mm+0.407mm=0.907mm=9.07×10-4m
（2）由欧姆定律可得
由图象斜率为可有
解得
【分析】（1）固定刻度读数为0.5mm，可转动刻度读数为0.407mm，两个读数加起来为螺旋测微器读数。
（2）结合欧姆定律和电阻定律可得图象斜率为的物理意义。由斜率得到金属丝的电阻率的表达式。
12．（2022高三上·福州期末）物理小组用如图甲所示装置测量滑块与木板之间的动摩擦因数。已知打点计时器使用的交流电源的频率为，当地重力加速度为。
（1）调整木板水平调节滑轮让细线与木板面平行，并在托盘中放入适量砝码，接通打点计时器电源，然后放开滑块，在纸带上打出一系列点。
图乙是实验中获取的一条纸带的一部分，0、1、2、3、……是计数点，每相邻两计数点之间还有1个点（图中未标出），相邻计数点之间测出的距离分别为、、、、、、、、、、、。分析数据算得滑块加速运动时加速度大小 （结果保留三位有效数字）；托盘在打点计时器打 （选填：“第6和第7”或“第7和第8”）个计数点之间某时刻落到地面。
（2）实验中已测出滑块的质量、托盘和砝码的总质量，加速度为，则滑块与木板之间的动摩擦因数 （用、、和表示）。
【答案】（1）1.58；第7和第8
（2）
【知识点】探究小车速度随时间变化的规律
【解析】【解答】（1）每相邻两计数点之间还有1个点，所以相邻两计数点之间的时间间隔为
根据逐差法，加速度大小
代数解得
托盘落到地面之后，滑块开始减速，由题中相邻计数点之间距离可知托盘在“第7和第8”个计数点之间某时刻落到地面。
（2）以m1与m2组成的整体为研究对象，由牛顿第二定律得
解得滑块与木板之间的动摩擦因数
【分析】（1）相邻两计数点之间的时间间隔为0.04S。根据逐差法求出加速度大小。
（2）以m1与m2组成的整体为研究对象，合力让物体产生加速度。由牛顿第二定律求解加速度。
五、解答题
13．（2022高三上·福州期末）游乐场中滑滑梯是儿童喜欢的游乐项目，如图所示，其滑面可视为与水平地面夹角为的平直斜面。可以观察到有些小朋友能从滑梯上端加速下滑，有些小朋友却一直无法滑下来。已知当地的重力加速度为，忽略滑滑梯侧壁对小朋友下滑的摩擦力。
（1）若小朋友下滑过程与滑面间的动摩擦因数为，求下滑加速度大小；
（2）找出小朋友坐在滑面上却无法滑下的物理原因。
【答案】（1）解：设小朋友的质量为，由牛顿第二定律
由滑动摩擦力公式
解方程组得
（2）解：把小朋友的重力分解，如图示
重力沿斜面向下的分力最大静摩擦力（）时，小朋友坐在滑面上无法滑下
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【分析】（1） 由牛顿第二定律求解小朋友下滑过程中下滑加速度大小。
（2）重力沿斜面向下的分力小于最大静摩擦力 ，小朋友无法下滑。
14．（2022高三上·福州期末）如图所示，圆形区域半径为R，圆心在O点，区域中有方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B。电子在电子枪中经电场加速后沿AO方向垂直进入磁场，偏转后从M点射出并垂直打在荧光屏PQ上的N点，PQ平行于AO，O点到PQ的距离为2R。电子电荷量为e，质量为m，忽略电子加速前的初动能及电子间的相互作用。求：
（1）电子进入磁场时的速度大小v；
（2）电子枪的加速电压U；
（3）若保持电子枪与AO平行，将电子枪在纸面内向下平移至距AO为处，则电子打在荧光屏上的点位于N点的左侧还是右侧及该点距N点的距离。
【答案】（1）解：电子在磁场中，洛伦兹力提供做圆周运动的向心力
电子轨迹如图甲所示，由几何关系得r＝R，联立解得
（2）解：电子在电子枪中加速，由动能定理得
联立解得
（3）解：电子在磁场中运动的半径r＝R，故平行于AO射入磁场的电子都将经过M点后打在荧光屏上。从与AO相距的C点射入磁场的电子打在荧光屏上的G点，G点位于N点的左侧，其轨迹如图乙所示；由几何关系α＝60°
【知识点】带电粒子在匀强磁场中的运动
【解析】【分析】（1） 电子在磁场中，洛伦兹力提供做电子圆周运动的向心力。由几何关系求出电子进入磁场时的速度大小v。
（2）由动能定理得电子在电子枪中加速的加速电压U 。
（3）求出粒子运动半径， 电子在磁场中运动的半径r＝R， 画出运动的轨迹。 由几何关系求解G点位置以及该点距N点的距离。
15．（2022高三上·福州期末）冰壶运动是北京第24届冬奥会上一项比赛项目。如图所示，一蓝壶静止在距大本营圆周边界与中心线的交点点位置，其边界恰好与大本营边界相外切；红壶推出后，其前沿经过栏线与中心线交点点时速度为，方向沿中心线向蓝壶滑去；滑行一段距离后，两壶发生正碰（碰撞时间极短），碰后红壶速度大小变为，方向不变。已知两大本营圆心之间距离，栏线与各自大本营圆心之间的距离为，红、蓝冰壶质量均为，半径均为，大本营半径为，冰壶与赛道间的动摩擦因数，刷冰后动摩擦因数，取。求：
（1）红壶与蓝壶碰撞前速度大小；
（2）请通过计算判断，红壶和蓝壶停下后，哪个壶更加接近大本营的圆心；
（3）若仅在红壶与蓝壶碰撞前刷冰，要让监壶碰后滑出大本营，红队队员应沿中心线至少刷多长的冰面。（碰撞前后两冰壶分离速度与靠近速度比值不变，用表示，即：）
【答案】（1）解：依题意得：两壶碰撞之前，红壶滑行的距离为
此过程由动能定理得
解方程得
（2）解：设：碰后蓝壶速度为，滑行距离为，在碰撞过程：由动量守恒定律
滑行过程，由动能定理
解方程组得
对于红壶：设碰后滑行的距离为，由动能定理
解得
所以蓝壶距离大本营圆心近。
（3）解：设：碰后蓝壶速度为时，蓝壶恰好离开大本营，依题意得：蓝壶移动的位移
由动能定理得
设：红壶相碰之前速度为，相碰之后速度为，则两壶相碰过程，由动量守恒定律
依题意得
设：在冰面上刷冰距离为时，蓝壶碰后恰好滑出大本营，由动能定理
联立解得
【知识点】动量守恒定律；动能定理的综合应用；碰撞模型
【解析】【分析】（1）求出红壶滑行的距离 ，由动能定理求解 红壶与蓝壶碰撞前速度大小 。
（2）由 动量守恒定律和动能定理 分别求出碰后壶速度以及滑行距离 判断出蓝壶距离大本营圆心近 。
（3） 两壶相碰过程动量守恒 ，由动能定理求解 红队队员应沿中心线刷的冰面的长度。
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