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2023届福建省龙岩市一级校高三上学期期末联考物理试卷（解析版）
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这是一份2023届福建省龙岩市一级校高三上学期期末联考物理试卷（解析版），共22页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
龙岩市一级校2022－2023学年第一学期期末高三联考
物理试题
（考试时间：75分钟满分：100分）
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. 近日物理学家创造了一个南瓜形状的镥－149（）原子核，它能以一种罕见的放射性衰变方式释放质子。其衰变方程为：，下列说法正确的是（ ）
A. 降低温度可以延长镥－149的半衰期 B. 镥－149原子核衰变前核内中子数为78
C. 衰变产物的中子数为77 D. 镥－149的比结合能比的大
2. 冰壶运动深受观众喜爱，图1为运动员投掷冰壶的镜头。在某次投掷中，冰壶甲运动一段时间后与对方静止的冰壶乙发生正碰，如图2。若两冰壶质量相等，则碰后两冰壶最终停止的位置可能是图中的（ ）
A. B.
C. D.
3. 如图甲所示，一均匀玻璃体上部为半球下部为圆柱，已知半球的半径和圆柱的半径相同均为R，圆柱体高度也为R，在圆柱体的底部中心O点放一点光源，球冠上发光部分的表面积（已知球冠表面积的计算公式为，R为球的半径，h为球冠的顶端到球冠底面圆心的高度，如图乙所示），不计二次反射后的光线折射，该玻璃对光的折射率为（ ）
A. B. C. D. 2
4. 一个“日”字形的理想变压器，如图所示。其铁芯左右完全对称，原线圈绕在中间的铁芯上，两个副线圈分别绕在左右两侧铁芯上。已知三个线圈的匝数分别为、、，当原线圈接正弦式交流电压时，则下列说法正确的是（ ）
A. 两个副线圈输出电压的频率是电压频率的一半
B. 匝数为的线圈输出电压
C. 匝数为、的两线圈输出电压之比为
D. 匝数为、的两线圈分别接相同标准电阻时，消耗的功率之比为
二、多项选择题：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，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. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T，t＝0时的波形如图所示。时（ ）
A. 质点c的加速度为零
B. 质点d的位移为5cm
C. 质点a沿x轴正方向迁移了1m
D. 质点b振动的速度方向沿y轴负方向，速度最大
6. 2022年7月13日凌晨，天链二号03星精准进入预定轨道，我国第二代地球同步轨道数据中继卫星系统正式建成。03星发射后的运动可近似为如图所示的情境，通过椭圆轨道Ⅰ运行后进入圆形轨道Ⅱ，椭圆轨道近地点与地球相切于a点，远地点与圆轨道相切于b点，地球半径为R，卫星在轨道Ⅱ运行时离地面高度为4R，卫星在轨道Ⅰ运行的周期为T，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道Ⅱ运行的周期为
B. 地球的密度为
C. 卫星在轨道Ⅰ运行经过a点的速度大于7.9km/s
D. 卫星在Ⅰ、Ⅱ两个轨道运行时经过b点的加速度相同
7. 四个完全相同的小球A、B、C、D均在水平面内做圆锥摆运动。如图甲所示，其中小球A、B在同一水平面内做圆锥摆运动（连接B球的绳较长）；如图乙所示，小球C、D在不同水平面内做圆锥摆运动，但是连接小球C、D的绳与竖直方向之间的夹角相同（连接D球的绳较长），则下列说法正确的是（ ）
A. 小球A、B角速度相等
B. 小球A、B线速度大小相同
C. 小球C、D线速度大小相同
D. 小球D受到绳的拉力与小球C受到绳的拉力大小相等
8. 如图所示，一棱长为a的正四面体efgh，在e点固定一电荷量为－Q的点电荷，在f点固定另一点电荷，g点的场强沿△egf底边ef的中垂线gm向下，下列说法正确的是（ ）
A. g点的场强大小为 B. g点与h点的场强相同
C. g点与h点的电势相同 D. 沿棱由g到h电势先降低后升高
三、非选择题：共60分，其中9、10题为填空题，11、12题为实验题，13~15题为计算题。请考生按要求作答。
9. 如图甲所示为某景区内的高空滑索运动，游客可利用轻绳通过轻质滑环悬吊下滑。假设某段下滑过程中钢索与水平方向的夹角为，轻绳始终保持竖直，示意图如图乙所示，在这一阶段下滑过程中，游客的重力______轻绳的拉力（选填“大于”“等于”或“小于”）；以游客、滑环、轻绳为整体，整体的机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）。
10. 如图所示，匝数为n的线圈恰好围住一圆形匀强磁场。当匀强磁场随时间均匀增加时，连接线圈的水平平行金属板中间，有一带电微粒恰能保持静止状态，则该微粒带___________电；若线圈面积为S，两极板间距离为L，微粒质量为m，带电量为q，则磁感应强度的变化率___________。
11. （1）某同学用螺旋测微器测一小球直径，正确读数后得小球直径为1.731mm，如图甲所示，则螺旋测微器a、b位置的刻度示数分别为______、______。
（2）用多用电表的欧姆挡“×10”倍率测量电阻的阻值，正确操作指针偏转如图乙所示。应将倍率更换至______（选填“×100”或“×1”）倍率，正确操作并读出电阻阻值。
12. 某同学要测一橡皮条的劲度系数，同时验证力合成的平行四边形定则。提供的器材有：一个弹簧测力计、重物、刻度尺、橡皮条、贴有白纸的方木板。
实验步骤如下：
①如图所示，将方木板竖直固定，将橡皮条上端固定在木板上的O点；
②用弹簧测力计竖直提起重物，静止时读出示数为；
③将三根细线Pa、Pb、Pc结于P点，a端系在橡皮条下端，c端空置，量出此时P到O的长度为，在b端挂上重物，静止时P到O的长度为；
④以O为圆心，以为半径，画一圆弧，用弹簧测力计勾住c端，在板面内沿圆弧缓慢拉动，调整拉力方向，使结点沿圆弧移到图中所示的位置，记录该位置及绳方向和弹簧测力计示数大小F及方向；
⑤在白纸上点以为长度作为橡皮条拉力的大小，并按同样的标度方法作出Pb拉力及F的图示；以橡皮条拉力和Pb拉力为邻边做平行四边形。
（1）橡皮条的劲度系数为______（用所测物理量符号表示）；
（2）若绳Pb拉力与橡皮条拉力所夹的对角线长度为______，且其方向与弹簧测力计拉力的方向______，则平行四边形定则成立。
13. 如图所示，装有同种气体的两圆柱形气缸通过底部的细管和阀门k相连，右侧气缸A横截面积为S，左侧气缸B横截面积为2S，气缸A上端封闭，气缸高度为L，气缸B用活塞封闭，已知大气压强为，活塞质量，阀门k关闭，活塞静止在距缸底处，右侧气缸内气体压强为，活塞不漏气，与气缸无摩擦，细管体积忽略不计，气缸与活塞导热良好。现在活塞上放质量为3M的重物，求：
（1）平衡时活塞到缸底的距离；
（2）打开阀门k，右侧气缸内气体的压强。
14. 如图甲所示，一轻弹簧左端固定，放在水平地面上，弹簧自然伸长到O点，开始滑块A与滑块B并排静止在O点，A与弹簧不栓接，A的质量m=1.0kg、B的质量M=3.0kg，滑块A底面光滑，滑块B与地面间的动摩擦因数为0.4，现用水平向左的拉力拉动滑块A（B仍静止），缓慢压缩弹簧至最短，弹簧压缩量，弹簧弹力F随压缩量x的变化关系如图乙所示，之后由静止释放滑块A，滑块A与滑块B间的碰撞为弹性碰撞，重力加速度大小，求：
（1）滑块A运动最大速度大小；
（2）滑块A与滑块B第1次碰撞后，滑块B运动的距离。
15. 如图所示，在O—xyz三维坐标系中，空间一侧有沿y轴负方向的匀强电场，空间一侧有沿y轴负方向的匀强磁场。一带正电粒子以速度从x轴上的A点（-d，0，0）处在xOy平面内沿与x轴正方向成37°角射入电场中，已知粒子质量为m，电荷量为q，粒子恰好经过O点，磁感应强度大小为，，，粒子的重力忽略不计，求：
（1）匀强电场的电场强度E；
（2）粒子射入电场开始计时，第n次经过y轴的时刻；
（3）粒子在磁场中第n次距y轴最远时离A点的位移大小。
龙岩市一级校2022－2023学年第一学期期末高三联考
物理试题
（考试时间：75分钟满分：100分）
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. 近日物理学家创造了一个南瓜形状的镥－149（）原子核，它能以一种罕见的放射性衰变方式释放质子。其衰变方程为：，下列说法正确的是（ ）
A. 降低温度可以延长镥－149的半衰期 B. 镥－149原子核衰变前核内中子数为78
C. 衰变产物的中子数为77 D. 镥－149的比结合能比的大
【答案】B
【解析】
【详解】A．元素原子核的半衰期是由元素本身决定，与元素所处的物理和化学状态无关，故A错误；
B．根据电荷数守恒可知
镥－149原子核衰变前核内中子数为
故B正确；
C．根据质量数守恒可知
衰变产物的中子数为
故C错误；
D．反应中释放能量，所以衰变后产物更稳定，比结合能更大，故镥－149的比结合能比的小，故D错误。
故选B。
2. 冰壶运动深受观众喜爱，图1为运动员投掷冰壶的镜头。在某次投掷中，冰壶甲运动一段时间后与对方静止的冰壶乙发生正碰，如图2。若两冰壶质量相等，则碰后两冰壶最终停止的位置可能是图中的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A．若两球不是对心碰撞，则两球可能在垂直于甲的初速度方向上均发生移位，但垂直于甲初速度方向上应保证动量为零，碰撞后在垂直于甲的初速度方向上两冰壶应向相反方向运动，由图甲所示可知，两壶碰撞后向垂直于甲初速度方向的同侧滑动，不符合动量守恒定律，故A错误；
BCD．如果两冰壶发生弹性碰撞，碰撞过程动量守恒、机械能守恒，两冰壶质量相等，碰撞后两冰壶交换速度，甲静止，乙的速度等于甲的速度，碰后乙做减速运动，最后停止，由图示可知，B正确，CD错误。
故选B
3. 如图甲所示，一均匀玻璃体上部为半球下部为圆柱，已知半球的半径和圆柱的半径相同均为R，圆柱体高度也为R，在圆柱体的底部中心O点放一点光源，球冠上发光部分的表面积（已知球冠表面积的计算公式为，R为球的半径，h为球冠的顶端到球冠底面圆心的高度，如图乙所示），不计二次反射后的光线折射，该玻璃对光的折射率为（ ）
A. B. C. D. 2
【答案】D
【解析】
【详解】球冠上发光部分的表面积，已知球冠表面积的计算公式为，则
如图，分析几何关系知
联立解得
结合图知
由图可知
则
根据题意知，入射角为时恰好发生全反射，则该玻璃对光的折射率为
故D正确。
故选D。
4. 一个“日”字形的理想变压器，如图所示。其铁芯左右完全对称，原线圈绕在中间的铁芯上，两个副线圈分别绕在左右两侧铁芯上。已知三个线圈的匝数分别为、、，当原线圈接正弦式交流电压时，则下列说法正确的是（ ）
A. 两个副线圈输出电压的频率是电压频率的一半
B. 匝数为的线圈输出电压
C. 匝数为、的两线圈输出电压之比为
D. 匝数为、的两线圈分别接相同标准电阻时，消耗的功率之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A．理想变压器的原线圈的磁通量的变化率与副线圈中磁通量变化率相同，则电压的频率也相同，故A错误；
B．左右两侧线圈中的磁通量只有原线圈中一半，则
故B错误；
C．匝数为、的两线圈输出电压之比为
故C正确；
D．匝数为、的两线圈分别接相同标准电阻时，消耗的功率之比为
故D错误。
故选C。
二、多项选择题：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，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. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T，t＝0时的波形如图所示。时（ ）
A. 质点c的加速度为零
B. 质点d的位移为5cm
C. 质点a沿x轴正方向迁移了1m
D. 质点b振动的速度方向沿y轴负方向，速度最大
【答案】AB
【解析】
【详解】A．在时，质点c运动到平衡位置，所受合外力等于零，加速度是零，A正确；
B．在时，质点d运动到正的最大位移处，位移为5cm，B正确；
C．由波传播的特点可知，质点a只能在各自的平衡位置附近上下振动，不能随波迁移，C错误；
D．波沿x轴正方向传播，在时，质点b向下振动到负方向最大位移处，此时速度是零，D错误。
故选AB。
6. 2022年7月13日凌晨，天链二号03星精准进入预定轨道，我国第二代地球同步轨道数据中继卫星系统正式建成。03星发射后的运动可近似为如图所示的情境，通过椭圆轨道Ⅰ运行后进入圆形轨道Ⅱ，椭圆轨道近地点与地球相切于a点，远地点与圆轨道相切于b点，地球半径为R，卫星在轨道Ⅱ运行时离地面高度为4R，卫星在轨道Ⅰ运行的周期为T，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道Ⅱ运行的周期为
B. 地球的密度为
C. 卫星在轨道Ⅰ运行经过a点的速度大于7.9km/s
D. 卫星在Ⅰ、Ⅱ两个轨道运行时经过b点的加速度相同
【答案】CD
【解析】
【详解】A．卫星在轨道Ⅰ运行时轨道半长轴为，卫星在轨道Ⅱ运行时轨道半长轴为，根据开普勒第三定律有
解得
故A错误；
B．卫星在轨道Ⅱ运行时，有
解得
根据密度的定义式
联立解得
故B错误；
C．近地卫星的运行速度等于7.9km/s，而卫星由近地卫星轨道从a点变轨进入轨道Ⅰ需要加速，因此卫星在轨道Ⅰ运行经过a点的速度大于7.9km/s，故C正确；
D．卫星在Ⅰ、Ⅱ两个轨道运行时均有万有引力提供加速度，有
可知，卫星在Ⅰ、Ⅱ两个轨道运行时经过b点的加速度相同，故D正确。
故选CD。
7. 四个完全相同的小球A、B、C、D均在水平面内做圆锥摆运动。如图甲所示，其中小球A、B在同一水平面内做圆锥摆运动（连接B球的绳较长）；如图乙所示，小球C、D在不同水平面内做圆锥摆运动，但是连接小球C、D的绳与竖直方向之间的夹角相同（连接D球的绳较长），则下列说法正确的是（ ）
A. 小球A、B角速度相等
B. 小球A、B线速度大小相同
C. 小球C、D线速度大小相同
D. 小球D受到绳的拉力与小球C受到绳的拉力大小相等
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．对题图甲，A、B两小球分析，设绳与竖直方向的夹角为θ，绳长为l，小球的质量为m，小球A、B到悬点的竖直高度为h，如图所示，则有
解得
可知小球A、B的角速度相同，由可知，小球A、B的线速度大小不同，A正确，B错误；
C．对题图乙，C、D两小球分析，设绳与竖直方向的夹角为α，小球的质量为m，绳长为L，
又
由可知
小球C、D的绳与竖直方向之间的夹角相同，绳长不同，因此小球C、D线速度大小不同，C错误；
D．设绳上的拉力为T，水平方向则有
竖直方向则有
联立解得
则有
可知小球D受到绳的拉力与小球C受到绳的拉力大小相等，D正确。
故选AD
8. 如图所示，一棱长为a的正四面体efgh，在e点固定一电荷量为－Q的点电荷，在f点固定另一点电荷，g点的场强沿△egf底边ef的中垂线gm向下，下列说法正确的是（ ）
A. g点的场强大小为 B. g点与h点的场强相同
C. g点与h点的电势相同 D. 沿棱由g到h电势先降低后升高
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．g点场强沿△egf底边ef的中垂线gm向下，根据合成可知，f点电荷也为-Q，则g点的场强大小
故A正确；
B．根据场强叠加可知，g点与h点的场强大小相同，方向不同，故B错误；
C．根据对称性可知，g点与h点的电势相同，故C正确；
D．沿棱由g到h到两电荷距离先减小后增大 ，负电荷周围电势为负，沿电场线方向电势降低，距离负电荷越近电势越低，根据电势合成可知，电势先降低后升高，故D正确。
故选ACD。
三、非选择题：共60分，其中9、10题为填空题，11、12题为实验题，13~15题为计算题。请考生按要求作答。
9. 如图甲所示为某景区内的高空滑索运动，游客可利用轻绳通过轻质滑环悬吊下滑。假设某段下滑过程中钢索与水平方向的夹角为，轻绳始终保持竖直，示意图如图乙所示，在这一阶段下滑过程中，游客的重力______轻绳的拉力（选填“大于”“等于”或“小于”）；以游客、滑环、轻绳为整体，整体的机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）。
【答案】 ①. 等于 ②. 不守恒
【解析】
【详解】[1][2] 以人为研究对象，受自身的重力和沿绳方向的拉力，由于轻绳始终保持竖直，故重力和拉力平衡， 以游客、滑环、轻绳为整体，做匀速直线运动，这个过程重力势能减小，动能不变，故整体的机械能不守恒。
10. 如图所示，匝数为n的线圈恰好围住一圆形匀强磁场。当匀强磁场随时间均匀增加时，连接线圈的水平平行金属板中间，有一带电微粒恰能保持静止状态，则该微粒带___________电；若线圈面积为S，两极板间距离为L，微粒质量为m，带电量为q，则磁感应强度的变化率___________。
【答案】 ①. 正 ②.
【解析】
【详解】[1]依题意，根据楞次定律，可判断知线圈中产生逆时针方向的感应电流，线圈相当于电源，则金属板下极板带正电，上级板带负电，粒子处于静止状态，由平衡条件知粒子受到电场力方向竖直向上，粒子带正电；
[2]根据法拉第电磁感应定律可得金属板两极间电压为
则粒子由平衡条件可得
又
联立可得
11. （1）某同学用螺旋测微器测一小球直径，正确读数后得小球直径为1.731mm，如图甲所示，则螺旋测微器a、b位置的刻度示数分别为______、______。
（2）用多用电表的欧姆挡“×10”倍率测量电阻的阻值，正确操作指针偏转如图乙所示。应将倍率更换至______（选填“×100”或“×1”）倍率，正确操作并读出电阻阻值。
【答案】 ①. 1.5mm ②. 23.1mm ③. ×100
【解析】
【详解】（1）[1]用螺旋测微器测一小球直径，正确读数后得小球直径可表示为
则螺旋测微器a、b位置的刻度示数分别为1.5mm、23.1mm。
（2）用多用电表的欧姆挡“×10”倍率测量电阻的阻值，正确操作指针偏转如图乙所示，则读数偏大，要使读数变小指针回到中间区域，应使倍率增大，即将倍率更换至×100倍率，正确操作并读出电阻阻值。
12. 某同学要测一橡皮条的劲度系数，同时验证力合成的平行四边形定则。提供的器材有：一个弹簧测力计、重物、刻度尺、橡皮条、贴有白纸的方木板。
实验步骤如下：
①如图所示，将方木板竖直固定，将橡皮条上端固定在木板上的O点；
②用弹簧测力计竖直提起重物，静止时读出示数为；
③将三根细线Pa、Pb、Pc结于P点，a端系在橡皮条下端，c端空置，量出此时P到O的长度为，在b端挂上重物，静止时P到O的长度为；
④以O为圆心，以为半径，画一圆弧，用弹簧测力计勾住c端，在板面内沿圆弧缓慢拉动，调整拉力方向，使结点沿圆弧移到图中所示的位置，记录该位置及绳方向和弹簧测力计示数大小F及方向；
⑤在白纸上点以为长度作为橡皮条拉力的大小，并按同样的标度方法作出Pb拉力及F的图示；以橡皮条拉力和Pb拉力为邻边做平行四边形。
（1）橡皮条的劲度系数为______（用所测物理量符号表示）；
（2）若绳Pb拉力与橡皮条拉力所夹的对角线长度为______，且其方向与弹簧测力计拉力的方向______，则平行四边形定则成立。
【答案】 ①. ②. ③. 相反
【解析】
【详解】（1）[1]因为挂上重物后橡皮条伸长量为，根据胡克定律有
得
（2）[2]由实验步骤可知，在处橡皮条伸长量不变，橡皮条拉力大小不变，其大小用长度表示，绳Pb拉力大小仍为F0，也用长度表示；根据的受力平衡条件可知，绳Pb拉力与橡皮条拉力的合力应与弹簧测力计拉力大小相等，方向相反，因此绳Pb拉力与橡皮条拉力所夹的对角线长度为
[3]绳Pb拉力与橡皮条拉力所夹的对角线长度表示两者的合力大小，合力方向与弹簧测力计拉力的方向相反时，说明力的合成遵循平行四边形定则。
13. 如图所示，装有同种气体的两圆柱形气缸通过底部的细管和阀门k相连，右侧气缸A横截面积为S，左侧气缸B横截面积为2S，气缸A上端封闭，气缸高度为L，气缸B用活塞封闭，已知大气压强为，活塞质量，阀门k关闭，活塞静止在距缸底处，右侧气缸内气体压强为，活塞不漏气，与气缸无摩擦，细管体积忽略不计，气缸与活塞导热良好。现在活塞上放质量为3M的重物，求：
（1）平衡时活塞到缸底的距离；
（2）打开阀门k，右侧气缸内气体的压强。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）阀门k关闭，活塞静止在距缸底处，有
在活塞上放质量为3M的重物，有
设平衡时活塞到缸底的距离为H，由玻意耳定律得
解得
（2）打开阀门k，活塞对气体有5p0的压强，则气体全部被压入气缸A，有
解得
14. 如图甲所示，一轻弹簧左端固定，放在水平地面上，弹簧自然伸长到O点，开始滑块A与滑块B并排静止在O点，A与弹簧不栓接，A的质量m=1.0kg、B的质量M=3.0kg，滑块A底面光滑，滑块B与地面间的动摩擦因数为0.4，现用水平向左的拉力拉动滑块A（B仍静止），缓慢压缩弹簧至最短，弹簧压缩量，弹簧弹力F随压缩量x的变化关系如图乙所示，之后由静止释放滑块A，滑块A与滑块B间的碰撞为弹性碰撞，重力加速度大小，求：
（1）滑块A运动最大速度大小；
（2）滑块A与滑块B第1次碰撞后，滑块B运动的距离。
【答案】（1）4m/s；（2）0.5m
【解析】
【详解】（1）释放A至运动至O位置，弹簧弹力做功为
根据动能定理有
解得
（2）对滑块A、B有
，
碰撞后，滑块B向右做匀减速直线运动，则有
解得
x=0.5m
15. 如图所示，在O—xyz三维坐标系中，空间一侧有沿y轴负方向的匀强电场，空间一侧有沿y轴负方向的匀强磁场。一带正电粒子以速度从x轴上的A点（-d，0，0）处在xOy平面内沿与x轴正方向成37°角射入电场中，已知粒子质量为m，电荷量为q，粒子恰好经过O点，磁感应强度大小为，，，粒子的重力忽略不计，求：
（1）匀强电场的电场强度E；
（2）粒子射入电场开始计时，第n次经过y轴的时刻；
（3）粒子在磁场中第n次距y轴最远时离A点的位移大小。
【答案】（1）；（2）（n=1，2，3…）；（3）（n=1，2，3…）
【解析】
【详解】（1）粒子在电场中做类斜抛运动，则有
，
解得
（2）粒子进入磁场后，在xOz平面内做匀速圆周运动，在y轴上沿y轴负向做匀速直线运动，则有
，
则粒子射入电场开始计时，第n次经过y轴的时刻
（n=1，2，3…）
解得
（n=1，2，3…）
（3）粒子在磁场中第n次距y轴最远时，粒子沿y轴负方向移动的距离
（n=1，2，3…）
粒子距离y轴最大距离
则A点的位移大小
解得
（n=1，2，3…）
龙岩市一级校2022－2023学年第一学期期末高三联考
物理试题
（考试时间：75分钟满分：100分）
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. 近日物理学家创造了一个南瓜形状的镥－149（）原子核，它能以一种罕见的放射性衰变方式释放质子。其衰变方程为：，下列说法正确的是（ ）
A. 降低温度可以延长镥－149的半衰期 B. 镥－149原子核衰变前核内中子数为78
C. 衰变产物的中子数为77 D. 镥－149的比结合能比的大
2. 冰壶运动深受观众喜爱，图1为运动员投掷冰壶的镜头。在某次投掷中，冰壶甲运动一段时间后与对方静止的冰壶乙发生正碰，如图2。若两冰壶质量相等，则碰后两冰壶最终停止的位置可能是图中的（ ）
A. B.
C. D.
3. 如图甲所示，一均匀玻璃体上部为半球下部为圆柱，已知半球的半径和圆柱的半径相同均为R，圆柱体高度也为R，在圆柱体的底部中心O点放一点光源，球冠上发光部分的表面积（已知球冠表面积的计算公式为，R为球的半径，h为球冠的顶端到球冠底面圆心的高度，如图乙所示），不计二次反射后的光线折射，该玻璃对光的折射率为（ ）
A. B. C. D. 2
4. 一个“日”字形的理想变压器，如图所示。其铁芯左右完全对称，原线圈绕在中间的铁芯上，两个副线圈分别绕在左右两侧铁芯上。已知三个线圈的匝数分别为、、，当原线圈接正弦式交流电压时，则下列说法正确的是（ ）
A. 两个副线圈输出电压的频率是电压频率的一半
B. 匝数为的线圈输出电压
C. 匝数为、的两线圈输出电压之比为
D. 匝数为、的两线圈分别接相同标准电阻时，消耗的功率之比为
二、多项选择题：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，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. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T，t＝0时的波形如图所示。时（ ）
A. 质点c的加速度为零
B. 质点d的位移为5cm
C. 质点a沿x轴正方向迁移了1m
D. 质点b振动的速度方向沿y轴负方向，速度最大
6. 2022年7月13日凌晨，天链二号03星精准进入预定轨道，我国第二代地球同步轨道数据中继卫星系统正式建成。03星发射后的运动可近似为如图所示的情境，通过椭圆轨道Ⅰ运行后进入圆形轨道Ⅱ，椭圆轨道近地点与地球相切于a点，远地点与圆轨道相切于b点，地球半径为R，卫星在轨道Ⅱ运行时离地面高度为4R，卫星在轨道Ⅰ运行的周期为T，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道Ⅱ运行的周期为
B. 地球的密度为
C. 卫星在轨道Ⅰ运行经过a点的速度大于7.9km/s
D. 卫星在Ⅰ、Ⅱ两个轨道运行时经过b点的加速度相同
7. 四个完全相同的小球A、B、C、D均在水平面内做圆锥摆运动。如图甲所示，其中小球A、B在同一水平面内做圆锥摆运动（连接B球的绳较长）；如图乙所示，小球C、D在不同水平面内做圆锥摆运动，但是连接小球C、D的绳与竖直方向之间的夹角相同（连接D球的绳较长），则下列说法正确的是（ ）
A. 小球A、B角速度相等
B. 小球A、B线速度大小相同
C. 小球C、D线速度大小相同
D. 小球D受到绳的拉力与小球C受到绳的拉力大小相等
8. 如图所示，一棱长为a的正四面体efgh，在e点固定一电荷量为－Q的点电荷，在f点固定另一点电荷，g点的场强沿△egf底边ef的中垂线gm向下，下列说法正确的是（ ）
A. g点的场强大小为 B. g点与h点的场强相同
C. g点与h点的电势相同 D. 沿棱由g到h电势先降低后升高
三、非选择题：共60分，其中9、10题为填空题，11、12题为实验题，13~15题为计算题。请考生按要求作答。
9. 如图甲所示为某景区内的高空滑索运动，游客可利用轻绳通过轻质滑环悬吊下滑。假设某段下滑过程中钢索与水平方向的夹角为，轻绳始终保持竖直，示意图如图乙所示，在这一阶段下滑过程中，游客的重力______轻绳的拉力（选填“大于”“等于”或“小于”）；以游客、滑环、轻绳为整体，整体的机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）。
10. 如图所示，匝数为n的线圈恰好围住一圆形匀强磁场。当匀强磁场随时间均匀增加时，连接线圈的水平平行金属板中间，有一带电微粒恰能保持静止状态，则该微粒带___________电；若线圈面积为S，两极板间距离为L，微粒质量为m，带电量为q，则磁感应强度的变化率___________。
11. （1）某同学用螺旋测微器测一小球直径，正确读数后得小球直径为1.731mm，如图甲所示，则螺旋测微器a、b位置的刻度示数分别为______、______。
（2）用多用电表的欧姆挡“×10”倍率测量电阻的阻值，正确操作指针偏转如图乙所示。应将倍率更换至______（选填“×100”或“×1”）倍率，正确操作并读出电阻阻值。
12. 某同学要测一橡皮条的劲度系数，同时验证力合成的平行四边形定则。提供的器材有：一个弹簧测力计、重物、刻度尺、橡皮条、贴有白纸的方木板。
实验步骤如下：
①如图所示，将方木板竖直固定，将橡皮条上端固定在木板上的O点；
②用弹簧测力计竖直提起重物，静止时读出示数为；
③将三根细线Pa、Pb、Pc结于P点，a端系在橡皮条下端，c端空置，量出此时P到O的长度为，在b端挂上重物，静止时P到O的长度为；
④以O为圆心，以为半径，画一圆弧，用弹簧测力计勾住c端，在板面内沿圆弧缓慢拉动，调整拉力方向，使结点沿圆弧移到图中所示的位置，记录该位置及绳方向和弹簧测力计示数大小F及方向；
⑤在白纸上点以为长度作为橡皮条拉力的大小，并按同样的标度方法作出Pb拉力及F的图示；以橡皮条拉力和Pb拉力为邻边做平行四边形。
（1）橡皮条的劲度系数为______（用所测物理量符号表示）；
（2）若绳Pb拉力与橡皮条拉力所夹的对角线长度为______，且其方向与弹簧测力计拉力的方向______，则平行四边形定则成立。
13. 如图所示，装有同种气体的两圆柱形气缸通过底部的细管和阀门k相连，右侧气缸A横截面积为S，左侧气缸B横截面积为2S，气缸A上端封闭，气缸高度为L，气缸B用活塞封闭，已知大气压强为，活塞质量，阀门k关闭，活塞静止在距缸底处，右侧气缸内气体压强为，活塞不漏气，与气缸无摩擦，细管体积忽略不计，气缸与活塞导热良好。现在活塞上放质量为3M的重物，求：
（1）平衡时活塞到缸底的距离；
（2）打开阀门k，右侧气缸内气体的压强。
14. 如图甲所示，一轻弹簧左端固定，放在水平地面上，弹簧自然伸长到O点，开始滑块A与滑块B并排静止在O点，A与弹簧不栓接，A的质量m=1.0kg、B的质量M=3.0kg，滑块A底面光滑，滑块B与地面间的动摩擦因数为0.4，现用水平向左的拉力拉动滑块A（B仍静止），缓慢压缩弹簧至最短，弹簧压缩量，弹簧弹力F随压缩量x的变化关系如图乙所示，之后由静止释放滑块A，滑块A与滑块B间的碰撞为弹性碰撞，重力加速度大小，求：
（1）滑块A运动最大速度大小；
（2）滑块A与滑块B第1次碰撞后，滑块B运动的距离。
15. 如图所示，在O—xyz三维坐标系中，空间一侧有沿y轴负方向的匀强电场，空间一侧有沿y轴负方向的匀强磁场。一带正电粒子以速度从x轴上的A点（-d，0，0）处在xOy平面内沿与x轴正方向成37°角射入电场中，已知粒子质量为m，电荷量为q，粒子恰好经过O点，磁感应强度大小为，，，粒子的重力忽略不计，求：
（1）匀强电场的电场强度E；
（2）粒子射入电场开始计时，第n次经过y轴的时刻；
（3）粒子在磁场中第n次距y轴最远时离A点的位移大小。
龙岩市一级校2022－2023学年第一学期期末高三联考
物理试题
（考试时间：75分钟满分：100分）
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. 近日物理学家创造了一个南瓜形状的镥－149（）原子核，它能以一种罕见的放射性衰变方式释放质子。其衰变方程为：，下列说法正确的是（ ）
A. 降低温度可以延长镥－149的半衰期 B. 镥－149原子核衰变前核内中子数为78
C. 衰变产物的中子数为77 D. 镥－149的比结合能比的大
【答案】B
【解析】
【详解】A．元素原子核的半衰期是由元素本身决定，与元素所处的物理和化学状态无关，故A错误；
B．根据电荷数守恒可知
镥－149原子核衰变前核内中子数为
故B正确；
C．根据质量数守恒可知
衰变产物的中子数为
故C错误；
D．反应中释放能量，所以衰变后产物更稳定，比结合能更大，故镥－149的比结合能比的小，故D错误。
故选B。
2. 冰壶运动深受观众喜爱，图1为运动员投掷冰壶的镜头。在某次投掷中，冰壶甲运动一段时间后与对方静止的冰壶乙发生正碰，如图2。若两冰壶质量相等，则碰后两冰壶最终停止的位置可能是图中的（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】A．若两球不是对心碰撞，则两球可能在垂直于甲的初速度方向上均发生移位，但垂直于甲初速度方向上应保证动量为零，碰撞后在垂直于甲的初速度方向上两冰壶应向相反方向运动，由图甲所示可知，两壶碰撞后向垂直于甲初速度方向的同侧滑动，不符合动量守恒定律，故A错误；
BCD．如果两冰壶发生弹性碰撞，碰撞过程动量守恒、机械能守恒，两冰壶质量相等，碰撞后两冰壶交换速度，甲静止，乙的速度等于甲的速度，碰后乙做减速运动，最后停止，由图示可知，B正确，CD错误。
故选B
3. 如图甲所示，一均匀玻璃体上部为半球下部为圆柱，已知半球的半径和圆柱的半径相同均为R，圆柱体高度也为R，在圆柱体的底部中心O点放一点光源，球冠上发光部分的表面积（已知球冠表面积的计算公式为，R为球的半径，h为球冠的顶端到球冠底面圆心的高度，如图乙所示），不计二次反射后的光线折射，该玻璃对光的折射率为（ ）
A. B. C. D. 2
【答案】D
【解析】
【详解】球冠上发光部分的表面积，已知球冠表面积的计算公式为，则
如图，分析几何关系知
联立解得
结合图知
由图可知
则
根据题意知，入射角为时恰好发生全反射，则该玻璃对光的折射率为
故D正确。
故选D。
4. 一个“日”字形的理想变压器，如图所示。其铁芯左右完全对称，原线圈绕在中间的铁芯上，两个副线圈分别绕在左右两侧铁芯上。已知三个线圈的匝数分别为、、，当原线圈接正弦式交流电压时，则下列说法正确的是（ ）
A. 两个副线圈输出电压的频率是电压频率的一半
B. 匝数为的线圈输出电压
C. 匝数为、的两线圈输出电压之比为
D. 匝数为、的两线圈分别接相同标准电阻时，消耗的功率之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A．理想变压器的原线圈的磁通量的变化率与副线圈中磁通量变化率相同，则电压的频率也相同，故A错误；
B．左右两侧线圈中的磁通量只有原线圈中一半，则
故B错误；
C．匝数为、的两线圈输出电压之比为
故C正确；
D．匝数为、的两线圈分别接相同标准电阻时，消耗的功率之比为
故D错误。
故选C。
二、多项选择题：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，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. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，周期为T，t＝0时的波形如图所示。时（ ）
A. 质点c的加速度为零
B. 质点d的位移为5cm
C. 质点a沿x轴正方向迁移了1m
D. 质点b振动的速度方向沿y轴负方向，速度最大
【答案】AB
【解析】
【详解】A．在时，质点c运动到平衡位置，所受合外力等于零，加速度是零，A正确；
B．在时，质点d运动到正的最大位移处，位移为5cm，B正确；
C．由波传播的特点可知，质点a只能在各自的平衡位置附近上下振动，不能随波迁移，C错误；
D．波沿x轴正方向传播，在时，质点b向下振动到负方向最大位移处，此时速度是零，D错误。
故选AB。
6. 2022年7月13日凌晨，天链二号03星精准进入预定轨道，我国第二代地球同步轨道数据中继卫星系统正式建成。03星发射后的运动可近似为如图所示的情境，通过椭圆轨道Ⅰ运行后进入圆形轨道Ⅱ，椭圆轨道近地点与地球相切于a点，远地点与圆轨道相切于b点，地球半径为R，卫星在轨道Ⅱ运行时离地面高度为4R，卫星在轨道Ⅰ运行的周期为T，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道Ⅱ运行的周期为
B. 地球的密度为
C. 卫星在轨道Ⅰ运行经过a点的速度大于7.9km/s
D. 卫星在Ⅰ、Ⅱ两个轨道运行时经过b点的加速度相同
【答案】CD
【解析】
【详解】A．卫星在轨道Ⅰ运行时轨道半长轴为，卫星在轨道Ⅱ运行时轨道半长轴为，根据开普勒第三定律有
解得
故A错误；
B．卫星在轨道Ⅱ运行时，有
解得
根据密度的定义式
联立解得
故B错误；
C．近地卫星的运行速度等于7.9km/s，而卫星由近地卫星轨道从a点变轨进入轨道Ⅰ需要加速，因此卫星在轨道Ⅰ运行经过a点的速度大于7.9km/s，故C正确；
D．卫星在Ⅰ、Ⅱ两个轨道运行时均有万有引力提供加速度，有
可知，卫星在Ⅰ、Ⅱ两个轨道运行时经过b点的加速度相同，故D正确。
故选CD。
7. 四个完全相同的小球A、B、C、D均在水平面内做圆锥摆运动。如图甲所示，其中小球A、B在同一水平面内做圆锥摆运动（连接B球的绳较长）；如图乙所示，小球C、D在不同水平面内做圆锥摆运动，但是连接小球C、D的绳与竖直方向之间的夹角相同（连接D球的绳较长），则下列说法正确的是（ ）
A. 小球A、B角速度相等
B. 小球A、B线速度大小相同
C. 小球C、D线速度大小相同
D. 小球D受到绳的拉力与小球C受到绳的拉力大小相等
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．对题图甲，A、B两小球分析，设绳与竖直方向的夹角为θ，绳长为l，小球的质量为m，小球A、B到悬点的竖直高度为h，如图所示，则有
解得
可知小球A、B的角速度相同，由可知，小球A、B的线速度大小不同，A正确，B错误；
C．对题图乙，C、D两小球分析，设绳与竖直方向的夹角为α，小球的质量为m，绳长为L，
又
由可知
小球C、D的绳与竖直方向之间的夹角相同，绳长不同，因此小球C、D线速度大小不同，C错误；
D．设绳上的拉力为T，水平方向则有
竖直方向则有
联立解得
则有
可知小球D受到绳的拉力与小球C受到绳的拉力大小相等，D正确。
故选AD
8. 如图所示，一棱长为a的正四面体efgh，在e点固定一电荷量为－Q的点电荷，在f点固定另一点电荷，g点的场强沿△egf底边ef的中垂线gm向下，下列说法正确的是（ ）
A. g点的场强大小为 B. g点与h点的场强相同
C. g点与h点的电势相同 D. 沿棱由g到h电势先降低后升高
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．g点场强沿△egf底边ef的中垂线gm向下，根据合成可知，f点电荷也为-Q，则g点的场强大小
故A正确；
B．根据场强叠加可知，g点与h点的场强大小相同，方向不同，故B错误；
C．根据对称性可知，g点与h点的电势相同，故C正确；
D．沿棱由g到h到两电荷距离先减小后增大 ，负电荷周围电势为负，沿电场线方向电势降低，距离负电荷越近电势越低，根据电势合成可知，电势先降低后升高，故D正确。
故选ACD。
三、非选择题：共60分，其中9、10题为填空题，11、12题为实验题，13~15题为计算题。请考生按要求作答。
9. 如图甲所示为某景区内的高空滑索运动，游客可利用轻绳通过轻质滑环悬吊下滑。假设某段下滑过程中钢索与水平方向的夹角为，轻绳始终保持竖直，示意图如图乙所示，在这一阶段下滑过程中，游客的重力______轻绳的拉力（选填“大于”“等于”或“小于”）；以游客、滑环、轻绳为整体，整体的机械能______（选填“守恒”或“不守恒”）。
【答案】 ①. 等于 ②. 不守恒
【解析】
【详解】[1][2] 以人为研究对象，受自身的重力和沿绳方向的拉力，由于轻绳始终保持竖直，故重力和拉力平衡， 以游客、滑环、轻绳为整体，做匀速直线运动，这个过程重力势能减小，动能不变，故整体的机械能不守恒。
10. 如图所示，匝数为n的线圈恰好围住一圆形匀强磁场。当匀强磁场随时间均匀增加时，连接线圈的水平平行金属板中间，有一带电微粒恰能保持静止状态，则该微粒带___________电；若线圈面积为S，两极板间距离为L，微粒质量为m，带电量为q，则磁感应强度的变化率___________。
【答案】 ①. 正 ②.
【解析】
【详解】[1]依题意，根据楞次定律，可判断知线圈中产生逆时针方向的感应电流，线圈相当于电源，则金属板下极板带正电，上级板带负电，粒子处于静止状态，由平衡条件知粒子受到电场力方向竖直向上，粒子带正电；
[2]根据法拉第电磁感应定律可得金属板两极间电压为
则粒子由平衡条件可得
又
联立可得
11. （1）某同学用螺旋测微器测一小球直径，正确读数后得小球直径为1.731mm，如图甲所示，则螺旋测微器a、b位置的刻度示数分别为______、______。
（2）用多用电表的欧姆挡“×10”倍率测量电阻的阻值，正确操作指针偏转如图乙所示。应将倍率更换至______（选填“×100”或“×1”）倍率，正确操作并读出电阻阻值。
【答案】 ①. 1.5mm ②. 23.1mm ③. ×100
【解析】
【详解】（1）[1]用螺旋测微器测一小球直径，正确读数后得小球直径可表示为
则螺旋测微器a、b位置的刻度示数分别为1.5mm、23.1mm。
（2）用多用电表的欧姆挡“×10”倍率测量电阻的阻值，正确操作指针偏转如图乙所示，则读数偏大，要使读数变小指针回到中间区域，应使倍率增大，即将倍率更换至×100倍率，正确操作并读出电阻阻值。
12. 某同学要测一橡皮条的劲度系数，同时验证力合成的平行四边形定则。提供的器材有：一个弹簧测力计、重物、刻度尺、橡皮条、贴有白纸的方木板。
实验步骤如下：
①如图所示，将方木板竖直固定，将橡皮条上端固定在木板上的O点；
②用弹簧测力计竖直提起重物，静止时读出示数为；
③将三根细线Pa、Pb、Pc结于P点，a端系在橡皮条下端，c端空置，量出此时P到O的长度为，在b端挂上重物，静止时P到O的长度为；
④以O为圆心，以为半径，画一圆弧，用弹簧测力计勾住c端，在板面内沿圆弧缓慢拉动，调整拉力方向，使结点沿圆弧移到图中所示的位置，记录该位置及绳方向和弹簧测力计示数大小F及方向；
⑤在白纸上点以为长度作为橡皮条拉力的大小，并按同样的标度方法作出Pb拉力及F的图示；以橡皮条拉力和Pb拉力为邻边做平行四边形。
（1）橡皮条的劲度系数为______（用所测物理量符号表示）；
（2）若绳Pb拉力与橡皮条拉力所夹的对角线长度为______，且其方向与弹簧测力计拉力的方向______，则平行四边形定则成立。
【答案】 ①. ②. ③. 相反
【解析】
【详解】（1）[1]因为挂上重物后橡皮条伸长量为，根据胡克定律有
得
（2）[2]由实验步骤可知，在处橡皮条伸长量不变，橡皮条拉力大小不变，其大小用长度表示，绳Pb拉力大小仍为F0，也用长度表示；根据的受力平衡条件可知，绳Pb拉力与橡皮条拉力的合力应与弹簧测力计拉力大小相等，方向相反，因此绳Pb拉力与橡皮条拉力所夹的对角线长度为
[3]绳Pb拉力与橡皮条拉力所夹的对角线长度表示两者的合力大小，合力方向与弹簧测力计拉力的方向相反时，说明力的合成遵循平行四边形定则。
13. 如图所示，装有同种气体的两圆柱形气缸通过底部的细管和阀门k相连，右侧气缸A横截面积为S，左侧气缸B横截面积为2S，气缸A上端封闭，气缸高度为L，气缸B用活塞封闭，已知大气压强为，活塞质量，阀门k关闭，活塞静止在距缸底处，右侧气缸内气体压强为，活塞不漏气，与气缸无摩擦，细管体积忽略不计，气缸与活塞导热良好。现在活塞上放质量为3M的重物，求：
（1）平衡时活塞到缸底的距离；
（2）打开阀门k，右侧气缸内气体的压强。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）阀门k关闭，活塞静止在距缸底处，有
在活塞上放质量为3M的重物，有
设平衡时活塞到缸底的距离为H，由玻意耳定律得
解得
（2）打开阀门k，活塞对气体有5p0的压强，则气体全部被压入气缸A，有
解得
14. 如图甲所示，一轻弹簧左端固定，放在水平地面上，弹簧自然伸长到O点，开始滑块A与滑块B并排静止在O点，A与弹簧不栓接，A的质量m=1.0kg、B的质量M=3.0kg，滑块A底面光滑，滑块B与地面间的动摩擦因数为0.4，现用水平向左的拉力拉动滑块A（B仍静止），缓慢压缩弹簧至最短，弹簧压缩量，弹簧弹力F随压缩量x的变化关系如图乙所示，之后由静止释放滑块A，滑块A与滑块B间的碰撞为弹性碰撞，重力加速度大小，求：
（1）滑块A运动最大速度大小；
（2）滑块A与滑块B第1次碰撞后，滑块B运动的距离。
【答案】（1）4m/s；（2）0.5m
【解析】
【详解】（1）释放A至运动至O位置，弹簧弹力做功为
根据动能定理有
解得
（2）对滑块A、B有
，
碰撞后，滑块B向右做匀减速直线运动，则有
解得
x=0.5m
15. 如图所示，在O—xyz三维坐标系中，空间一侧有沿y轴负方向的匀强电场，空间一侧有沿y轴负方向的匀强磁场。一带正电粒子以速度从x轴上的A点（-d，0，0）处在xOy平面内沿与x轴正方向成37°角射入电场中，已知粒子质量为m，电荷量为q，粒子恰好经过O点，磁感应强度大小为，，，粒子的重力忽略不计，求：
（1）匀强电场的电场强度E；
（2）粒子射入电场开始计时，第n次经过y轴的时刻；
（3）粒子在磁场中第n次距y轴最远时离A点的位移大小。
【答案】（1）；（2）（n=1，2，3…）；（3）（n=1，2，3…）
【解析】
【详解】（1）粒子在电场中做类斜抛运动，则有
，
解得
（2）粒子进入磁场后，在xOz平面内做匀速圆周运动，在y轴上沿y轴负向做匀速直线运动，则有
，
则粒子射入电场开始计时，第n次经过y轴的时刻
（n=1，2，3…）
解得
（n=1，2，3…）
（3）粒子在磁场中第n次距y轴最远时，粒子沿y轴负方向移动的距离
（n=1，2，3…）
粒子距离y轴最大距离
则A点的位移大小
解得
（n=1，2，3…）
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