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2023~2024学年福州市高三年级2月份质量检测
物理试题
（完卷时间75分钟；满分100分）
友情提示：请将所有答案填写到答题卡上！请不要错位、越界答题！
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. 福道梅峰山地公园因其美丽的红色“水杉林”，成为福州冬日新的“打卡点”。如图所示某游客根据导航从福道的“三号口”入“五号口”出，在游览公园过程中（ ）
A. 瞬时加速度可能为零 B. 平均速度大小约为4.1km/h
C. 位移大小为2.4km D. 做匀速直线运动
答案：A
2. 东汉时期思想家王充在《论衡》书中有关于“司南之杓，投之于地，其柢（即勺柄）指南”的记载。如图所示，司南呈勺形，静止在一个刻着方位的光滑盘上。下列说法正确的是（ ）
A. 司南可以由铜制材料制作
B. 司南可以看做条形磁体，“柢”相当于磁体的N极
C. 司南的“柢”在南、北半球指示的方向正好相反
D. 司南能“指南”是因为地球存在地磁场，地磁北极在地理南极附近
答案：D
3. 甲同学在水平匀速直线行驶的车上，利用实验装置竖直向上提起小球，观测小球的运动情况，并作出小球的速度平方与提起高度y的关系图像（如图所示）。静止在地面上的乙同学观察到小球的运动轨迹可能是（ ）
A. B. C. D.
答案：C
4. 滑块以一定的初速度沿倾角为，动摩擦因数为的粗糙斜面从底端上滑，到达最高点B后返回到底端，A点为途中的一点。利用频闪仪分别对上滑和下滑过程进行拍摄，频闪照片示意图分别如图甲、乙所示。若滑块与斜面间动摩擦因数处处相同，不计空气阻力。对比甲、乙两图，下列说法正确的是（　　）
A. 滑块上滑和返回过程运动时间相等
B. 滑块运动加速度大小之比为
C. 滑块过A点时的速度大小之比为
D.
答案：B
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，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. 某兴趣小组利用如图所示的装置给小灯泡供电。矩形闭合导线框abcd处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，线框电阻不计。如图线框平面处于水平位置，并绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，并通过变压器给小灯泡供电。已知线框匝数为n，面积为S。则下列说法正确的是（ ）
A. 若从图示位置开始计时，线框产生的感应电动势瞬时值为
B. 图示位置穿过线框的磁通量最大
C. 使用变压器的目的是提高输出功率
D. 若灯泡偏暗，可通过逆时针转动滑片P来提高灯泡亮度
答案：AD
6. 一绳波形成过程的示意图如图所示，软绳上选9个等间距的质点，相邻两个质点间距离为2cm，时刻质点1在外力作用下开始沿竖直方向振动，其余质点在相互作用力的带动下依次振动，从而形成简谐波。当时质点5开始振动，下列说法正确的是（ ）
A. 该绳波的波长为18cm B. 绳波上每个质点的振动频率相同
C. 质点1起振方向竖直向下 D. 时，质点2加速度方向竖直向下
答案：BC
7. 牛顿著名的“月—地检验”证明思路如下：设月球在半径为r（，R为地球半径）的轨道上绕地球做匀速圆周运动，运行周期为T，从运动学角度得到月球的向心加速度为a；假定物体在地面受到的重力与地球吸引月球的力是相同性质的力，都遵从与距离的平方成反比的规律，从动力学角度得到物体在地面处的重力加速度为g和物体在月球所在轨道处的加速度为。根据牛顿的思路，下列关系正确的是（ ）
A. B. C. D.
答案：AC
8. 地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，将一带正电的小球自电场中Q点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大小相等，重力势能和电势能的零点均取在Q点。则射出后，小球水平方向分速度、动能、机械能E及电场力瞬时功率随时间t变化图像可能正确的是（　　）
A. B.
C. D.
答案：BD
三、非选择题：共60分，其中9、10、11为填空题，12、13为实验题，14、15、16为计算题
9. “玉兔二号”装有核电池，能将衰变释放的核能一部分转换成电能。的衰变方程为，其中x等于______，的平均结合能______（选填“大于”、“等于”或“小于”）的平均结合能，从地球到月球，的半衰期______（选填“变大”、“不变”或“变小”）。
答案： ①. 234 ②. 小于 ③. 不变
10. 如图所示，一束复色光从空气射入到玻璃三棱镜，出射光分成a、b两束单色光，则______（选填“a”或“b”）光在玻璃中折射率更大；在真空中a光传播速度______（选填“大于”、“等于”或“小于”）b光的传播速度；将a，b两束光分别经过相同的单缝衍射装置，______（选填“a”或“b”）光产生的中央亮条纹更宽。
答案： ①. a ②. 等于 ③. b
11. 某电场的等势面如图所示，一个电子仅在电场力作用下运动，A、B、C是某轨迹上的三个点，A处的电场强度______（选填“大于”或者“小于”）C处的电场强度；电子在A点的速度大小______（选填“大于”、“小于”或者“等于”）B点的速度大小；电子从A点移到C点，电场力做功______eV。
答案： ①. 大于 ②. 等于 ③.
12. 某小组同学利用如图甲所示实验装置探究：一定质量气体，在温度不变的情况下，压强和体积的关系。
（1）实验研究对象是______。
（2）关于实验下列说法正确的是______。
A. 快速调节空气柱长度后立刻读数
B. 实验中不需要测量空气柱的横截面积
C 实验中若密封橡胶套脱落，应立刻堵住后继续实验
（3）某小组同学通过压力连杆上拉或下压活塞得到实验数据，画出图（如图乙所示），图线不过原点的可能原因是______。
A. 计算密封气体体积时，无法加上注射器下面橡胶套内气体体积
B. 在实验过程中，封闭的气体质量减少
C. 在实验过程中，封闭的气体温度发生变化
答案： ① 被封闭气体（或空气柱） ②. B ③. A
13. 某同学要测量一新材料制成的均匀圆柱体的电阻（圆柱体的电阻约为）。
（1）如图甲所示，用螺旋测微器测圆柱体直径，读数为______mm。
（2）除待测圆柱体外，实验室还备有如下实验器材，实验过程要求电阻两端电压能够从零开始起调，电压表应选______，电流表应选______，滑动变阻器应选______。（填写器材前对应的序号字母）
A．电压表（量程3V，内阻约为15kΩ）
B．电压表（量程15V，内阻约为75kΩ）
C．电流表（量程0.6A，内阻约为1Ω）
D．电流表（量程3A，内阻约为0.2Ω）
E．滑动变阻器（0~5Ω，2A）
F．滑动变阻器
G．电源E（电动势为4V，内阻不计）
H．开关S，导线若干
（3）请用笔代替导线将图乙中所给的实物器材连线补充完整。（ ）
答案：（1）5.020
（2） ①. A ②. C ③. E
（3）
14. 1897年汤姆孙设计了如图甲所示的装置，测定了电子的比荷。真空玻璃管内，阴极K发出的电子被电场加速后，形成一细束电子流，以一定速度平行于P、P'两极板进入板间区域，板长为L，两极板间距为d。若P、两极板间无电压，电子将沿直线打在荧光屏上的中点O；若在两极板间加电压为U，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的点；保持P、两极板间电压不变，再在极板间施加一个方向垂直于纸面向内、磁感应强度为B的匀强磁场，电子打在荧光屏上的光点又回到O点；不计电子的重力和电子间的相互作用。求：
（1）电子刚进入P、两极板时的速度大小v；
（2）若使两极板P、间的电压为零，并调节匀强磁场的磁感应强度大小为时，电子恰好从下极板边缘射出（如图乙所示），求电子的比荷。
答案：（1）根据题意可知，在两极板间加电压为U和垂直于纸面向内、磁感应强度为B的匀强磁场时，电子在间做匀速直线运动，则有
又有
解得
（2）根据题意，由牛顿第二定律有
由图乙，根据几何关系有
联立解得，电子的比荷为
15. 如图，光滑水平面上固定一竖直的光滑弧形轨道，轨道末端与B的左端上表面相切，右侧的竖直墙面固定一劲度系数的轻弹簧，弹簧处于自然状态，左端与木板右端距离。可视为质点的物块A从弧形轨道某处无初速度下滑，水平滑上B的上表面，两者共速时木板恰好与弹簧接触。已知A、B的质量分别为，物块A、B间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，木板足够长。忽略A滑上B时的能量损失，弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能与形变量x的关系为。取重力加速度，求：
（1）物块在木板上滑动时，物块A和木板B的加速度大小；
（2）物块A在弧形轨道下滑的高度h；
（3）木板与弹簧接触以后，物块与木板之间即将相对滑动时木板B的速度大小。
答案：（1）物块A在木板B上滑动时，设物块和木板的加速度分别为和
对物块
对木板
（2）设物块刚滑上木板时，物块的速度为，两者共速的速度为
木板向右匀加速
解得
对物块和木板，由动量守恒
解得
物块A从开始下滑到弧形轨道最低点过程中，由动能定理
解得
（3）与以相同速度压缩弹簧，对整体受力分析，由牛顿第二定律
对物块A由牛顿第二定律
当满足时，物块A与木板B之间即将发生相对滑动，解得此时弹簧压缩量为
由能量守恒定律
联立解得，此时木板的速度大小为
16. 如图甲所示，两平行长直金属导轨水平放置，间距。PQ右侧区域有匀强磁场，磁感应强度大小，方向竖直向上。时，磁场外的细金属杆M以的速度向右运动，时，细金属杆M恰好到达PQ处，同时，对磁场内处于静止状态的细金属杆N施加一与轨道平行的水平向右的恒力，其大小。N杆运动2s后两杆速度相等，两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直，细金属杆M速度随时间变化的图像如图乙所示，两杆质量均为，与导轨间的动摩擦因数相同，在导轨间的电阻均为，感应电流产生的磁场忽略不计，取重力加速度。求：
（1）金属杆与导轨间的动摩擦因数；
（2）为保证两杆不发生碰撞，初始时金属杆N到边界PQ的最小距离；
（3）金属杆N最终运动的速度大小，并在乙图中作出金属杆N速度随时间变化的图像（无需过程说明）；
（4）若从金属杆N开始运动达到稳定运动状态经历时间（已知），求整个过程两根金属杆产生的总焦耳热Q。
答案：（1）由图像得
对棒，根据牛顿第二定律有
解得
（2）对棒组成的系统，因有
所以系统动量守恒。设棒刚进入磁场的速度为，共速的速度为，有
解得
对棒，根据动量定理有
又
联立解得
（3）棒运动全过程，有
棒最终在水平面做匀速直线运动，有
解得
，
作出金属杆N速度随时间变化的图像如图
（4）对棒，根据动量定理有
又
解得
由能量守恒定律有
联立解得

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