2022-2023学年福建省泉州市丰泽区重点中学高三（下）第一次月考物理试卷
一、单选题（本大题共4小题，共12.0分）
1. 一质点沿轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，图像如图，则( )
A. 质点做匀速直线运动，速度为
B. 质点做匀加速直线运动，加速度为
C. 质点在末速度为
D. 质点在第内的位移为
2. 如图所示的电路用来测量电池电动势和内电阻，由测得的数据作出了如图所示的图线，由图可知( )
A. 电池内阻的测量值为
B. 当滑动滑动变阻器的电阻为时，该电源的输出功率最大
C. 外电路发生短路时的电流为
D. 电压表的示数为时，电源的热功率为
3. 将一金属小球置于竖直放置的带电平行金属板间，、间电场线分布如图所示，则下列判断正确的是( )
A. ，
B. ，
C. 将正试探电荷从点移到点，电场力做正功
D. 将负试探电荷从点移到点，电荷的电势能减小
4. 矩形导线框放在匀强磁场中静止不动，磁场方向与线框平面垂直，磁感应强度随时间变化的图象如图所示。设时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，则在时间内，选项图中能正确反映线框边所受的安培力随时间变化的图象是规定边所受的安培力向左为正( )
A. B.
C. D.
二、多选题（本大题共4小题，共12.0分）
5. 如图所示，一个电阻值为、匝数为的圆形金属线圈与阻值为的电阻连接成闭合回路。线圈的半径为在线圈中半径为的圆形区域内存在垂直于线圈平面向里的匀强磁场，磁感应强度随时间变化的关系图线如图所示。图线与横、纵轴的交点坐标分别为和导线的电阻不计。在至时间内，下列说法正确的是( )
A. 中电流的方向由到通过 B. 电流的大小为
C. 线圈两端的电压大小为 D. 通过电阻的电荷量
6. 如图甲所示，是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，金属线框的质量为，电阻为，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，和是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的边平行，磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从上方某一高度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到边刚好运动到匀强磁场边界的图象，图中数据均为已知量，重力加速度为，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿方向
B. 磁场的磁感应强度为
C. 金属线框在的时间内所产生的热量为
D. 和之间的距离为
7. 在一静止点电荷的电场中，任一点的电势与该点到点电荷的距离的关系如图所示。电场中四个点、、和的电场强度大小分别、、和，点到点电荷的距离与点的电势已在图中用坐标标出，其余类推。现将一带正电的试探电荷由点依次经、点移动到点，在相邻两点间移动的过程中，电场力所做的功分别为、和。下列选项正确的是( )
A. ：： B. ：：
C. ：： D. ：：
8. 如图所示，光滑平行金属导轨、倾斜放置，上端用导线相连，导轨平面与水平方向成角，，两导轨间距为，导轨处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为，金属棒放置在导轨上并由静止释放，金属棒沿导轨下滑过程中始终与导轨垂直且接触良好，棒的质量为、接入电路部分的电阻为，当流过棒某一横截面的电荷量为时，金属棒恰好达到最大速度，导轨和上端金属导线的电阻不计，则在金属棒这一运动过程中( )
A. 金属棒两端的最大电压为
B. 金属棒受到安培力冲量大小为
C. 金属棒沿导轨下滑的距离为
D. 金属棒中产生的焦耳热为
三、填空题（本大题共1小题，共3.0分）
9. 质子与中子发生核反应生成氘核，放出能量，其核反应方程为______；已知中子的质量，质子的质量，氘核的质量，真空中的光速为，则氘核的比结合能为______保留两位有效数字。
四、实验题（本大题共3小题，共9.0分）
10. 如图所示为甲乙两个单摆的振动图象，由图可知：
甲乙两个单摆的摆长之比为：______
以向右为单摆偏离平衡位置位移的正方向，从时刻起，当甲第一次到达右方最大位移时，乙偏离平衡位置的位移为______．
11. 如图所示：某同学对双缝干涉实验装置图进行调节并观察实验现象：
图甲、图乙是光的条纹形状示意图，其中干涉图样是______填字母．
下述现象中能够观察到的是：______
A.将滤光片由蓝色的换成红色的，干涉条纹间距变宽
B.将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距变宽
C.换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄
D.去掉滤光片后，干涉现象消失
如果测得第一条亮条纹中心与第六条亮条纹中心间距是，求得这种色光的波长为______已知双缝间距，双缝到屏的距离
12. 如下图螺旋测微器读数为______ ，如下图游标卡尺读数为______ 。
某表头满偏电流为、内阻为。以下计算结果均取整数
为了将表头改装成量程为的电压表，需要一个阻值为______ 的电阻与表头串联
为了将表头改装成量程为的电流表，需要一个阻值约为______ 的电阻与表头并联
为了测量一个“、”的小灯泡的不同电压下的功率。某位同学测得小灯泡的伏安特性曲线如下左图所示。某次测量时，电流表指针位置如下图所示，电流表读数为______ ，此时小灯泡的实际功率为______ 。
如图所示，直线为电源的图线，直线为电阻的图线，由该图可以判断：电源的电动势 ______ ；电源的内电阻为 ______ ；电阻 ______ 。
五、计算题（本大题共3小题，共30.0分）
13. 如图所示，在光滑水平面上有一边长为的单匝正方形闭合导体线框，处于磁感应强度为的有界匀强磁场中，其边与磁场的右边界重合。线框由同种粗细均匀的导线制成，它的总电阻为现将线框以恒定速度水平向右匀速拉出磁场，此过程中保持线框平面与磁感线垂直，拉力在线框平面内且与边垂直，边始终与磁场的右边界保持垂直。求线框被拉出磁场的过程中
线框内的电流大小；
两端的电压；
线框中产生的热量。
14. 如图所示，在轴左则有一平行轴方向的匀强电场，电场强度，在轴右侧存在垂直纸面向里的匀强 磁场，第一象限内磁场的磁感应强度大小，第四象限内磁场的磁感应强度大小为现有一比荷的粒子中，从电场中与轴相距的点图中未标出由静止释放，粒子运动一段时间后从点进入磁场，并一直在磁场中运动且多次垂直通过轴，不计粒子重力，试求：
粒子进入磁场时的速度大小；
从粒子进入磁场开始计时到粒子第三次到达轴所经历的时间；
粒子轨迹第一次出现相交时所对应的交点坐标。
15. 如图所示光滑的水平地面上放置一四分之一光滑圆弧轨道，圆弧轨道质量为，半径为，左侧放置一竖直固定挡板，右侧紧靠轨道放置与其最低点等高的水平长木板，质量为，长木板上表面粗糙，动摩擦因数为，左端放置一物块，质量为，从圆弧轨道最高点由静止释放另一质量为的物块，物块滑至最低点时与物块发生弹性碰撞，碰后沿圆弧轨道上升至速度为时撤去挡板、均可视为质点，重力加速度取，求
碰后上升的高度；
撤去挡板后圆弧轨道与物块分离时的位移；
若恰好未滑离长木板，求长木板的长度。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：、由图得：，根据匀变速运动的位移公式，得：，质点的初速度，加速度，物体做匀加速直线运动，故AB错误；
、质点做匀加速直线运动，在未速度为：，质点在第内的位移为：，或者将代入一次函数方程或者位移方程即可，故C错误，D正确。
故选：。
根据图中的解析式结合运动学公式分析质点的初速度和加速度，并由此判断质点的速度和位移。
本题的实质上是速度时间图象的应用，写出解析式，分析物体的运动性质是关键，要明确斜率的含义，能根据图象读取有用信息。
2.【答案】
【解析】解：由闭合电路欧姆定律可得，可得
电池内阻的测量值为：
代入数据得：，故A错误；
B.电源的输出功率
整理得：
当时，电源的输出功率最大，即，故B正确；
C.电路中电流为时，外电路电压为，而不是外电路发生短路，故C错误；
D.由图可知电压表的示数为时，电路中电流为
电源的热功率为：
代入数据得：，故D错误。
故选：。
由图象的纵坐标可知电源的电动势，由纵坐标的交点可知路端电压为时的电流，由闭合电路欧姆定律可得出内电阻；根据闭合电路欧姆定律推导电源输出功率的表达式，求电源的输出功率最大值；电路中电流为时，外电路电压为，而不是外电路发生短路；根据求电源的热功率。
本题考查闭合电路的欧姆定律的数据处理，要明确图象的意义，同时注意纵坐标是否从零开始的，不能想当然地将横坐标的截距当作短路电流。
3.【答案】
【解析】解：、电场线的疏密表示电场强度的强弱，由图象知点处的电场强度大于点处的电场强度，沿电场线的方向电势逐渐降低，点处的电势高于点电势，故AB错误；
C、将正检验电荷从点移到点，即将正电荷沿电场线方向移动，电场力做正功，故C正确；
D、将负检验电荷从点移到点，电场力做负功，该电荷的电势能增加，故D错误。
故选：。
电场线的疏密表示电场强度的强弱，电场线某点的切线方向表示电场强度的方向，沿电场线的方向电势逐渐降低；正电荷沿电场线方向运动、电场力做正功、电势能减小。
本题考查电场线的基本性质，要明确电场线虽然不存在，但可形象来描述电场的分布。电场线的疏密表示电场强度的强弱，电场线某点的切线方向表示电场强度的方向。
4.【答案】
【解析】解：内，磁感应强度向里且均匀减小，由楞次定律可判断电流方向为，根据法拉第电磁感应定律，
电流的大小恒定，由左手定则可判断边受到的安培力向左，为正方向的力，再由安培力大小公式，
可知，安培力的大小与磁场成正比，则大小在减小。
内，磁场向外且均匀增大，线框中电流方向为，电流大小恒定，边受到向右的力，为反方向，大小在增大；
内，磁场向外且均匀减小，线框中电流方向为，电流大小恒定，边受到向左的力，为正方向，大小在减小；
内，磁场向里且均匀增大，线框中电流方向，电流的大小恒定，边受到向右的力，为反方向，大小在增大。
综上所述，故D正确，ABC错误；
故选：。
根据楞次定律和法拉第电磁感应定律，判断出感应电流的方向和大小，
再根据左手定则判断出边所受的安培力，再由安培力大小，
即可求解；
该题看似复杂，但只要学会分段讨论，复杂的题也变得不那么困难了，
但注意在分析时一定要按顺序一步步地分析，切不可省略某一步骤；
平常学习中要对左手定则和法拉第电磁感应定律熟练应用；
5.【答案】
【解析】解：、由图象分析可知，至时间内有，由法拉第电磁感应定律有：
面积为：
由闭合电路欧姆定律有：
联立以上各式解得，通过电阻上的电流大小为：
由楞次定律可判断通过电阻上的电流方向为从到，故A错误，B正确；
C、线圈两端的电压大小为，故C错误；
D、通过电阻上的电量为：，故D正确；
故选：。
线圈平面垂直处于匀强磁场中，当磁感应强度随着时间均匀变化时，线圈中的磁通量发生变化，从而导致出现感应电动势，产生感应电流。由楞次定律可确定感应电流方向，由法拉第电磁感应定律可求出感应电动势大小。
考查楞次定律来判定感应电流方向，由法拉第电磁感应定律来求出感应电动势大小。还可求出电路的电流大小，及电阻消耗的功率。同时磁通量变化的线圈相当于电源。
6.【答案】
【解析】解：、金属线框进入磁场的过程，其磁通量是增加的，根据楞次定律判断，感应电流为逆时针方向，即沿方向，故A错误；
B、根据图像，在时间内金属框以的速度做匀速直线运动进入磁场，此过程金属框所受安培力等于重力，则有：，线框中的感应电流为，联立解得：，故B正确；
C、在时间内线框的位移等于其边长，则有：
金属框在进入磁场过程中金属框产生的热量为，重力对其做正功，安培力对其做负功，由能量守恒定律得：，金属框完全在磁场中的运动过程，金属框不产生感应电流，所以金属线框在一的时间内所产生的热量为，故C正确；
D、由图像与时间轴围成的面积表示位移可知，和之间的距离等于图像中在时间内图像与时间轴围成的面积，显然此面积大于，故D错误。
故选：。
应用楞次定律判断感应电流的方向；依据图像，金属线框进入磁场过程做匀速直线运动，由平衡条件求解磁感应强度；由能量守恒定律求解热量；根据图像与时间轴围成的面积表示位移，判断和之间的距离。
本题是电磁感应与力学知识简单的综合，培养识别、理解图象的能力和分析、解决综合题的能力。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查点电荷的电场问题。
解答此题的关键是正确理解点电荷场强公式和，知道电势差等于两点电势之差。
【解答】
A.由点电荷场强公式可得：，故A正确；
B.由点电荷场强公式可得：，故B错误；
C.从到电场力做功为：，从到电场力做功为：，所以有：，故C正确；
D.从到电场力做功为：，所以，故D错误。
故选AC。
8.【答案】
【解析】解：、金属棒相当于电源，它两端电压是路端电压，外电阻为零，因此，故A错误；
B、金属棒受到安培力冲量大小为，故B正确；
C、由电荷量的经验公式得，故C错误；
D、设金属棒下滑的最大速度为，根据平衡条件可得：，解得：，
根据能量守恒，金属棒产生的焦耳热，故D正确。
故选：。
金属棒相当于电源，根据闭合电路欧姆定律进行分析；根据冲量的计算公式进行解答；由电荷量的经验公式求解位移；根据平衡条件求解速度，根据能量守恒求解金属棒产生的焦耳热。
本题主要是考查电磁感应中力学问题与能量问题的综合，掌握电荷量的经验公式，根据平衡条件求解速度，根据能量关系进行分析是关键。
9.【答案】
【解析】解：由质量数与核电荷数守恒可知，核反应方程式为：，
核反应过程中的质量亏损为：
根据质能方程可知，质子与中子发生核反应，生成氘核的过程中放出的能量：，
氘核的比结合能为：
故答案为：；。
核反应过程中，质量数与核电荷数守恒，据此写出核反应方程式；根据质能方程求出核反应释放出的能量，则核反应释放出的能量与核子数之比是结合能。
考查了核反应方程式书写规律，知道结合能的概念是正确求出结合能的关键，并掌握质能方程与质量亏损的内容，还注意保留有效数字。
10.【答案】：
【解析】解：根据振动图象知，甲、乙两个单摆的周期分别为，
由单摆的周期公式，得单摆的摆长之比：：：．
从起，当甲第一次到达右方最大位移时有：
乙摆的振动方程为：
故答案为：：；．
根据振动图象能读出周期，然后结合单摆的周期公式求解单摆的摆长之比．
写出乙摆的振动方程，将时间值代入求解其位移．
本题的关键写出单摆乙的振动方程，要知道振动方程的一般式为要能根据位移时间关系图象得到两个单摆的振幅和周期的关系，结合周期公式进行分析．
11.【答案】
【解析】解：双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度；衍射条纹特点是中间宽两边窄、中间亮、两边暗，且不等间距；根据此特点知甲图是干涉条纹，故选A；
、根据双缝干涉条纹的间距公式知，将滤光片由蓝色的换成红色的，频率减小，波长变长，则干涉条纹间距变宽．故A正确；
B、根据双缝干涉条纹的间距公式，将单缝向双缝移动一小段距离后，干涉条纹间距不变．故B错误；
C、根据双缝干涉条纹的间距公式，换一个两缝之间距离较大的双缝，干涉条纹间距变窄．故C正确；
D、去掉滤光片后，通过单缝与双缝的光成为白色光，白色光通过双缝后，仍然能发生干涉现象．故D错误．
故选：；
已知第条亮纹中心到第条亮纹中心间距，可得
由得：
代入得：
故答案为：；；．
双缝干涉条纹特点是等间距、等宽度、等亮度；
根据双缝干涉条纹的间距公式判断干涉条纹的间距变化；
根据，求得相邻亮纹的间距根据双缝干涉条纹的间距公式推导波长的表达式，并求出波长的大小．
本题关键是明确实验原理，体会实验步骤，最好亲手做实验；解决本题的关键掌握双缝干涉条纹的间距公式；解决本题的关键掌握双缝干涉的条纹间距公式，明确相邻亮纹的间距与亮纹中心间距的关系．
12.【答案】
【解析】解：螺旋测微器的精度为，所以其螺旋测微器读数为：。
游标卡尺的精度为，所以游标卡尺读数为：。
将表头内阻，满偏电流改装成量程为的电压表，根据欧姆定律有：，解得：。
将表头改装成量程为的电流表，根据并联电路电流的关系有：，解得：。
小灯泡正常发光时电流约为：，电流表应接小量程，指针位置如图所示，电流表读数为。
由图可知，此时灯泡两端电压为，小灯泡的实际功率为：；
根据闭合电路欧姆定律得到，所以图象的纵截距为电源电动势，由该图可以判断电源的电动势：。斜率的绝对值为电源的内电阻为：。
根据电阻的定义可知，电阻阻值为：。
故答案为：、；、；、；、、。
游标卡尺和螺旋测微器的读数规则大体为：固定刻度主尺可动刻度游尺但要注意：游标卡尺读数时首先以游标零刻度线为准在尺身上读取毫米整数，即以毫米为单位的整数部分，然后看游标上第几条刻度线与尺身的刻度线对齐，再乘以精确度，精确度为，为游尺上的分度数，切记不估读；用各实验的原理、操作步骤和误差分析解答即可；
根据串并联电路的关系，结合表头的参数求出串联的分压电阻和并联的分流电阻的值；
判断电流表的量程后，根据该量程的最小分度读数。结合曲线求小灯泡的实际功率；
根据电阻的伏安特性曲线和电源的曲线的物理意义求导体的电阻、电源电动势和内阻。
游标卡尺和螺旋测微器一定注意：游标卡尺不估读，螺旋测微器估读；理解电表的改装原理，会求分压电阻和分流电阻的值；掌握图象法处理数据，测电源电动势和内阻的方法。
13.【答案】解：边切割磁感线产生的电动势为，据闭合电路欧姆定律得
两端的电压为路段电压，故；
线框中产生的焦耳热；
答：线框内的电流大小为；
两端的电压为；
线框中产生的热量为。
【解析】根据求出感应电动势的大小，再根据闭合电路欧姆定律求出感应电流的大小；
根据欧姆定律求出、两点的电压大小；
根据焦耳定律求线框产生的热量；
本题是电磁感应与电路的综合，考查了导体切割产生的感应电动势公式，闭合电路欧姆定律等知识，比较基础，难度不大。
14.【答案】解：对粒子在电场中，由动能定理
得
粒子进入磁场做匀速圆周运动，轨迹如图所示
根据向心力公式；
又
得：
所以粒子从进入磁场到第三次运动到轴所用的时间为
代入数值可得：
设粒子第一次出现相交时的轨迹交点为，如图所示，三角形为等边三角形，
根据向心力公式 得：
根据几何关系可得，点坐标
所以点坐标为
答：粒子进入磁场时的速度大小是；
从粒子进入磁场开始计时到粒子第三次到达轴所经历的时间是；
粒子轨迹第一次出现相交时所对应的交点坐标为。
【解析】由动能定理求出经电场加速后进入磁场的速度；
画出粒子在磁场和电场中的运动轨迹，从点进入磁场中转周后进入第四象限转半周，再进入第一象限转半周到达轴，由周期公式和偏转角就能求出第三次经过时的时间。
由几何关系很容易求出粒子轨迹第一次相交的坐标。
在磁场中做匀速圆周运动，分析清楚粒子运动过程、作出粒子运动轨迹是正确解题的关键。
15.【答案】解：下滑过程中，由机械能守恒定律得：
得
与发生弹性碰撞，取水平向右为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律分别得：
解得 ，
之后沿圆弧轨道上滑，由机械能守恒得
解得
撤去挡板后，对、系统，取水平向右为正方向，由系统水平方向动量守恒得：
即
结合
解得
对、系统，由动量守恒定律得：
由能量守恒定律得：
解得
答：
碰后上升的高度是；
撤去挡板后圆弧轨道与物块分离时的位移为；
若恰好未滑离长木板，长木板的长度为。
【解析】下滑过程，由机械能守恒定律求出与碰撞前瞬间的速度。与发生弹性碰撞，根据动量守恒定律和能量守恒定律求出碰后两者的速度。之后沿圆弧轨道上滑，由机械能守恒定律求碰后上升的高度；
撤去挡板后下滑时，向左运动，两者组成的系统水平方向动量守恒，根据水平方向动量守恒和速度与位移的关系求圆弧轨道与物块分离时的位移；
恰好未滑离长木板，两者速度相同，根据系统的动量守恒和能量守恒求长木板的长度。
本题是一道力学综合题，分析清楚物体运动过程是解题的前提与关键，要明确研究对象和研究过程，分别运用动量守恒定律和能量守恒定律进行处理。
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