（福建卷）物理：2024年高考第三次模擬考試（全解全析）

2024年福建高考第三次模擬考試物理·全解全析注意事項：1．答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號等填寫在答題卡和試卷指定位置上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3．考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回一、單項選擇題（共4小題，每題4分，共16分。在每小題選項中，只有一項是符合題目要求的。）1．運動員以圖示的姿勢靜止于水平地面上，則運動員（）A．一定受到摩擦力B．對地面的壓力就是重力C．受到的支持力和重力是一對平衡力D．受到的支持力是由于腳掌形變產生的【答案】C【詳解】A．運動員靜止于水平地面上，水平方向受力平衡，可知運動員不受摩擦力的作用，故A錯誤；B．運動員對地面的壓力大小等于運動員的重力大小，壓力、重力是不同性質的力，故運動員對地面的壓力不是重力，故B錯誤；C．運動員受到的支持力和重力是一對平衡力，故C正確；D．運動員受到的支持力是由于地面形變產生的，故D錯誤。故選C。2．某電學研究小組根據(jù)電工技術中“鉗形電流測量儀”工作原理，自制了一個50Hz的鉗形電流表，如圖所示，鐵芯左側繞有匝數(shù)為的線圈，并與電流表A組成閉合電路。某次進行測量時，鉗口打開，把被測的通電導線放在鉗口中間，通過電流表A，可以間接測出通電導線中的電流。不考慮鐵芯的漏磁及各種能量損耗，則下列說法正確的是（）A．該測量儀屬于升壓變壓器B．該測量儀工作原理是利用自感現(xiàn)象C．若導線中通過的是10A恒定直流電，電流表中通過的電流是10mAD．電流表的示數(shù)隨鐵芯左側線圈的匝數(shù)增加而變大【答案】A【詳解】A．原線圈匝數(shù)為1，副線圈匝數(shù)為100，則該測量儀屬于升壓變壓器，故A正確；B．該測量儀工作原理是利用互感現(xiàn)象，故B錯誤；C．若導線中通過的是10A恒定直流電，變壓器不工作，電流表無示數(shù)，故C錯誤；D．根據(jù)公式鐵芯左側多繞幾圈導線，即增大，而和不變，故應減小，故電流表示數(shù)減小，故D錯誤。故選A。3．籃球運動員做定點投籃訓練，籃球從同一位置投出，且初速度大小相等，第1次投籃籃球直接進籃筐，第2次籃球在籃板上反彈后進筐，籃球反彈前后垂直籃板方向分速度等大反向，平行于籃板方向分速度不變，軌跡如圖所示，忽略空氣阻力和籃球撞擊籃板的時間，關于兩次投籃說法正確的是（）A．兩次投籃，籃球從離手到進筐的時間相同B．籃球第1次上升的最大高度比第2次的大C．籃球經過a點時，第1次的動能比第2次的大D．籃球兩次進筐時，在豎直方向分速度相同【答案】B【詳解】B．第2次籃球在籃板上反彈后進筐，籃球反彈前后垂直籃板方向分速度等大，若沒有籃板，籃球水平位移較大，又由于兩次初速度大小相等，所以第2次籃球水平初速度較大，豎直分速度較小，籃球第1次上升的最大高度比第2次的大，故B正確；A．豎直方向上，根據(jù)第1次籃球從離手到進筐的時間較大，故A錯誤；C．初動能相等，籃球經過a點時，重力勢能相等，根據(jù)機械能守恒，第1次的動能等于第2次的動能，故C錯誤；D．籃球兩次進筐時，水平方向分速度不同，在豎直方向分速度不同，故D錯誤。故選B。4．如圖所示，ABC為一彈性輕繩，其彈力大小符合胡克定律。彈性輕繩一端固定于A點，另一端連接質量為m的小球，小球穿在豎直桿上。輕桿OB一端固定在墻上，另一端為定滑輪。若彈性輕繩自然長度等于AB，初始時ABC在一條水平線上，小球從C點由靜止釋放滑到E點時速度恰好為零。已知C、E兩點間距離為h，D為CE的中點，重力加速度為g，小球在C點時彈性繩的拉力為，小球與桿之間的動摩擦因數(shù)為0.6，彈性輕繩始終處在彈性限度內，其彈性勢能的表達式為，其中k為勁度系數(shù)、x為伸長量。則小球下滑經過D點時的速度大小為（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】小球在C點時，桿對小球的彈力為釋放小球后，設彈性繩與豎直桿夾角為，桿對小球的彈力等于彈性繩垂直于桿的分力，即又故桿對小球的彈力保持不變，則小球所受滑動摩擦力大小始終為小球從C到E過程，由功能關系得彈性繩勁度為小球從C到D的過程，同理得小球在D點速度為故選B。二、雙項選擇題（本題共4小題，每小題6分，共24分。每小題只有兩個選項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）5．利用微距相機可以拍攝到形狀各異的雪花圖像，其中有一種“彩虹”雪花，中間部分有一個夾有空氣的薄冰層，呈彩色花紋，下列現(xiàn)象的原理與之相同的是（）A．利用光導纖維傳遞信息，實現(xiàn)光纖通信B．光的雙縫干涉現(xiàn)象C．陽光下的肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋D．泊松亮斑【答案】BC【詳解】A．薄冰中間所夾的空氣薄層相當于一層薄膜，光在此空氣薄層上形成薄膜干涉，呈現(xiàn)彩色花紋，而光導纖維的原理為光的全反射，故A錯誤；B．雙縫干涉為光的干涉現(xiàn)象，故B正確；C．陽光下的肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋為薄膜干涉，故C正確；D．泊松亮斑是光的衍射，故D錯誤。故選BC。6．魔術師表演了一個“魔術”，如圖甲，一個空塑料瓶中固定著一根鋸條和一塊易拉罐（金屬）片，將金屬片和鋸條分別與靜電起電機的正、負極相連，圖乙為塑料瓶俯視圖，在塑料瓶里放一盤點燃的蚊香，很快就看到整個瓶內煙霧繚繞，搖動起電機，瓶內頓時清澈透明，停止搖動，瓶內又是煙霧繚繞，已知金屬片是半徑為的圓弧，鋸條恰好位于其圓心，兩者的高度均為，若勻速搖動起電機時，兩極間的電壓恒為，下列說法正確的是（）A．該實驗裝置演示的是靜電除塵現(xiàn)象，煙塵帶了負電荷B．勻速搖動起電機時，塑料瓶內的電場是勻強電場C．若煙塵帶的電荷量為，電場力對煙塵做正功，電勢能減少D．質量為、帶電量為的煙塵被金屬片吸附時水平方向受的沖量最大為【答案】AD【詳解】AC．除塵過程中，鋸條和金屬片之間存在強電場，它使空氣電離成負離子和正離子，負離子在電場力作用下，向正極移動時，碰到煙塵使它帶負電，帶電煙塵在電場力作用下，向正極移動，煙塵最終被吸附到金屬片上，這樣消除了煙塵中的塵粒，所以帶電量為q且能到達金屬片的煙塵減小的電勢能最大值為qU，故A正確，C錯誤；B．根據(jù)俯視圖可以看出塑料瓶內存在的是輻射狀的電場，不是勻強電場，故B錯誤；D．質量為m、帶電量為q的煙塵被金屬片吸附前瞬間水平方向速度為v，則煙塵受到電場力做的功與速度的關系為根據(jù)動量定理則吸附時水平方向受到的沖量最大為，故D正確。故選AD。7．2024年，我國探月計劃第六個探測器嫦娥六號將于上半年出征月球，并且飛往月球背面采集土壤并返回地球。如圖所示，為地球的球心、為月球的球心，圖中的P點為地一月系統(tǒng)的一個拉格朗日點，在該點的物體能夠保持和地球、月球相對位置關系不變，以和月球相同的角速度繞地球勻速圓周運動。地球上的人總是只能看到月球的正面，嫦娥六號將要達到的卻是月球背面的M點，為了保持和地球的聯(lián)系，我國還將發(fā)射鵲橋二號中繼通信衛(wèi)星，讓其在以P點為圓心、垂直于地月連線的圓軌道上運動。下列說法正確的是（

）A．我們無法看到月球的背面，是因為月球的自轉周期和公轉周期相同B．發(fā)射嫦娥六號時，發(fā)射速度要超過第二宇宙速度，讓其擺脫地球引力的束縛C．以地球球心為參考系，鵲橋二號中繼衛(wèi)星做勻速圓周運動D．鵲橋二號中繼衛(wèi)星受到地球和月球引力的共同作用【答案】AD【詳解】A．因為潮汐鎖定，月球的自轉周期和公轉周期相同，所以我們無法看到月球的背面，故A項正確；B．嫦娥六號并沒擺脫地球引力的束縛，因此發(fā)射速度不會超過第二宇宙速度，故B項錯誤；C．以地球為參考系，鵲橋二號一方面繞地月系統(tǒng)共同的圓心做勻速圓周運動，另一方面繞P點做勻速圓周運動，因此以地心為參考系，它是兩個勻速圓周運動的合運動，故C項錯誤；D．鵲橋二號中繼衛(wèi)星受地球和月球共同引力的作用，故D項正確。故選AD。8．如圖所示，兩根型平行光滑金屬導軌固定在絕緣水平面上，左、右兩側導軌間距分別為l和，處于豎直向下的磁場中，磁感應強度大小分別為和B。已知導體棒ab的電阻為R、長度為l，導體棒cd的電阻為、長度為，cd的質量是ab的3倍。兩棒中點之間連接一原長為L輕質絕緣彈簧?，F(xiàn)將彈簧拉伸至后，同時由靜止釋放兩導體棒，兩棒在各自磁場中往復運動直至停止，彈簧始終在彈性限度內。整個過程中兩棒保持與導軌垂直且接觸良好，導軌足夠長，電阻不計。下列說法正確的是（

）A．整個過程中，回路中始終產生順時針方向的電流B．整個運動過程中，ab與cd的路程之比為3∶1C．cd棒克服安培力做的功等于cd棒產生的熱量D．整個運動過程中，通過cd的電荷量為【答案】BD【詳解】A．根據(jù)題意可，由靜止釋放，向右運動，向左運動，即彈簧收縮，由右手定則可知，回路中產生順時針電流，設某時刻電流大小為，可知，所受安培力大小為方向向左，所受安培力大小為方向向右，可知，兩棒系統(tǒng)受合外力為零，動量守恒，則當彈簧伸展過程中，一定有向左運動，向右運動，根據(jù)右手定則可知，回路中產生逆時針方向的電流，故A錯誤；B．由A分析可知，兩棒系統(tǒng)受合外力為零，動量守恒，由于開始運動時，系統(tǒng)動量為零，則任意時刻兩棒的動量大小相等，方向相反，則有設運動時間為，則有即則ab與cd的路程之比為故B正確；C．由上述分析可知，整個運動過程中，兩棒所受安培力一直保持大小相等，且ab與cd的路程之比為，則ab與cd克服安培力做的功之比為，由公式可知，由于ab與cd的電阻之比為，則ab與cd產生的熱之比為，可知，cd棒克服安培力做的功不等于cd棒產生的熱量，故C錯誤；D．由公式、和可得，整個運動過程中，通過cd的電荷量為當兩棒在各自磁場中往復運動直至停止，彈簧恢復原長，兩棒間距離減小，則向右運動的距離為向左運動的距離為則有故D正確。故選BD。三、填空題（每空1分，共9分）9．如圖所示，一定質量的理想氣體依次經歷了的循環(huán)過程，圖像如圖所示，A、B、C三個狀態(tài)中內能最大的狀態(tài)為（填“A”、“B”或“C”）。已知在狀態(tài)B時壓強為，體積為，狀態(tài)B→C過程氣體吸收的熱量為。從狀態(tài)過程氣體（填“吸收”或“放出”）熱量，該熱量的數(shù)值為?！敬鸢浮緾（1分）放出（1分）（1分）【詳解】[1]由圖像可知，A、B、C三個狀態(tài)中溫度最高的狀態(tài)是C，則A、B、C三個狀態(tài)中內能最大的狀態(tài)為C；[2][3]由圖像可知，B→C過程氣體的體積不變，則該過程做功為0；C→A過程氣體發(fā)生等壓變化，則有可知則C→A過程氣體外界對氣體做功為C→A過程氣體溫度降低，則氣體內能減少，又外界對氣體做正功，根據(jù)熱力學第一定律可知氣體放出熱量，設放出熱量為Q1，從B→C→A過程，根據(jù)熱力學第一定律可得可得10．如圖甲所示，某同學探究光電效應實驗中遏止電壓Uc隨入射光頻率變化的關系?，F(xiàn)用單色光照射光電管的陰極K，發(fā)生了光電效應。圖乙為測得的遏止電壓Uc隨入射光頻率變化的關系圖像。已知圖線的橫坐標截距為v0，斜率為k，普朗克常量為h，則該光電管陰極材料的逸出功為，若換用不同陰極材料制成的光電管，圖像的斜率（選填“不變”或“改變”）?！敬鸢浮浚?分）不變（1分）【詳解】[1]根據(jù)故可得該光電管陰極材料的逸出功為。[2]由可知，圖像的斜率為所以換用不同陰極材料制成的光電管，Uc-v圖像的斜率不變。11．如圖（a）所示，演員正在舞臺上表演“水袖”，“水袖”來自于戲曲舞蹈中，不僅肢體動作得以延伸，更是擴展了身體的表現(xiàn)力和延伸了內在感情，體現(xiàn)了中華民族精神氣質和韻味。某次表演中演員甩出水袖的波浪可簡化為簡諧橫波，沿x軸正方向傳播的某時刻部分波形圖如圖（b）所示（3-18m之間有多個完整波形圖未畫出），若手抖動的頻率是0.4Hz，袖子足夠長且忽略橫波傳播時振幅的衰減，則圖示時刻P點的振動方向為（填“沿y軸正方向”或“沿y軸負方向”），該簡諧橫波的波長為m，該簡諧橫波的傳播速度為m/s?！敬鸢浮垦貀軸正方向（1分）7.5（1分）3（1分）【詳解】[1]根據(jù)題意，演員甩出水袖的波浪可簡化為簡諧橫波，沿x軸正方向傳播，則根據(jù)“同側法”可知，圖示時刻P點的振動方向為沿y軸正方向；[2][3]根據(jù)波形圖可知可得而根據(jù)波的傳播方向，結合“同側法”可知，時刻，位移平衡位置處的質點和處的質點均將向下振動，則可得可知，根據(jù)波速與頻率之間的關系可得四、實驗題（共12分，第12題5分，第13題7分）12．（5分）某同學用如圖甲所示的裝置“驗證牛頓第二定律”，打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，紙帶每打5個點選一個計數(shù)點。已知重物的質量為m，重力加速度為g，滑輪重力不計。(1)為了能完成該實驗，下列操作正確的是（）A．保證小車的質量遠大于重物的質量B．調節(jié)滑輪的高度，使細線與長木板平行C．實驗開始時應先釋放小車，后接通電源D．將長木板左端墊高適當角度，以平衡長木板對小車的摩擦力(2)由如圖乙所示紙帶，可求得小車的加速度大小為m/s2。（保留兩位有效數(shù)字）(3)若實驗中彈簧測力計讀數(shù)，則說明牛頓第二定律成立。（用字母m、g、a表示）【答案】(1)B（1分）(2)0.93（2分）(3)（2分）【詳解】（1）A．繩子中的拉力大小可由彈簧測力計的示數(shù)直接讀出，不需要保證小車的質量遠大于重物的質量，故A錯誤；B．要使彈簧測力計的示數(shù)穩(wěn)定，需調節(jié)滑輪的高度，使細線與長木板平行，故B正確；C．為了完整地記錄運動過程，應先接通電源，后釋放小車，故C錯誤；D．實驗中以重物為研究對象驗證牛頓第二定律，故無需平衡長木板對小車的摩擦力，D錯誤。故選B。（2）根據(jù)題意可知，紙帶上相鄰計數(shù)點的時間間隔根據(jù)逐差法可得小車的加速度大小為（3）由圖甲可知，彈簧測力計的示數(shù)等于繩子的拉力，且小車加速度為重物加速度的兩倍，對重物有解得13．（7分）某同學設計了“用DIS測定電源的電動勢和內阻”的實驗電路如圖甲所示。其中為定值電阻，為滑動變阻器。(1)根據(jù)圖甲實驗電路，器材B是傳感器（選“電壓”或“電流”）；閉合開關改變滑動變阻器滑片，進行測量，讀出電壓傳感器和電流傳感器的讀數(shù)，畫出對應的圖線如圖乙所示，由圖線可得該電池的電動勢，內阻（結果保留兩位有效數(shù)字）(2)通過分析發(fā)現(xiàn)圖甲電路存在誤差，于是該同學反復研究設計出如圖丙所示的電路，圖中是輔助電源，AB兩點間有一靈敏電流表G。利用消元法消除了電表內阻造成的系統(tǒng)誤差，實驗步驟為：①閉合開關，調節(jié)和使得靈敏電流表G的示數(shù)為零，讀出電流表的示數(shù)和電壓表的示數(shù)。②改變滑動變阻器和的阻值，重新使得靈敏電流表G的示數(shù)為零，讀出電流表A的示數(shù)和電壓表的示數(shù)。③由上述步驟可以測得電動勢V、內阻。（結果保留到小數(shù)點后兩位）【答案】(1)電流（1分）1.5（2分）1.0（2分）(2)1.53（1分）1.10（1分）【詳解】（1）[1]器材B串聯(lián)接在電路中，則可知qi才B為電流傳感器；[2][3]根據(jù)電路圖，由閉合電路的歐姆定律有結合圖乙可得，（2）[1][2]根據(jù)實驗原理可知，當電流計的示數(shù)為零時，說明A、B兩點的電勢，則可知電流表所測電流即為干路電流，電壓表所測電壓即為路端電壓，根據(jù)閉合電路的歐姆定律有兩式聯(lián)立可得，五、計算題（共11+12+16=39分）14．（11分）潛艇從高密度海水區(qū)域駛入低密度海水區(qū)域時，浮力頓減，潛艇如同“汽車掉下懸崖”，稱之為“掉深”，曾有一些潛艇因此沉沒。我海軍某潛艇在執(zhí)行任務期間，突然遭遇“水下斷崖”急速“掉深”，全艇官兵緊急自救脫險，創(chuàng)造了世界潛艇史上的奇跡?？傎|量為6.0×106kg的某潛艇，在高密度海水區(qū)域距海平面200m，距海底138m處沿水平方向緩慢潛航，如圖所示。當該潛艇駛入低密度海水區(qū)域A點時，浮力突然降為5.4×107N，15s后，潛艇官兵迅速對潛艇減重（排水），結果潛艇剛好零速度“坐底”并安全上浮，避免了一起嚴重事故。已知在整個運動過程中，潛艇所受阻力大小恒為1.2×106N潛艇減重的時間忽略不計，海底平坦，重力加速度g取10m/s2，求：（1）潛艇“掉深”15s時的速度大??；（2）潛艇減重后以有多大的加速度勻減速下沉過程?！敬鸢浮浚?）12m/s；（2）1.5m/s2【詳解】（1）設潛艇剛“掉深”時的加速度大小為a1，對潛艇，由牛頓第二定律得（2分）代入數(shù)據(jù)解得15s末的速度大小為（2分）解得：v=12m/s（1分）（2）掉深15s時，潛艇下落的高度（2分）潛艇減速下落的高度（1分）在減速階段（1分）解得（2分）潛艇減重后以1.5m/s2的加速度勻減速下沉過程。15．（12分）電子擴束裝置由電子加速器、偏轉電場和偏轉磁場組成。偏轉電場的極板由相距為d的兩塊水平平行放置的導體板組成，如圖甲所示。大量電子由靜止開始，經加速電場加速后速度為v0，連續(xù)不斷地沿平行板的方向從兩板正中間OO'射入偏轉電場。當兩板不帶電時，這些電子通過兩板之間的時間為2t0；當在兩板間加最大值為U0，周期為2t?的電壓（如圖乙所示）時，所有電子均能從兩板間通過，然后進入豎直長度足夠大的勻強磁場中，最后打在豎直放置的熒光屏上。已知磁場的水平寬度為L，電子的質量為m、電荷量大小為e，其重力不計。（1）求電子離開偏轉電場時到OO'的最遠距離；（2）要使所有電子都能打在熒光屏上，求勻強磁場的磁感應強度B的范圍；（3）在滿足第（2）問的條件下求打在熒光屏上的電子束的寬度△y。【答案】（1）；（2）；（3）【詳解】（1）由題意可知，從0、2t0、4t0、……等時刻進入偏轉電場的電子離開偏轉電場時的位置到OO′的距離最大，在這種情況下，電子的最大距離為：（1分）加速度大小a=eq\F(eU0,md)（1分）豎直分速度大小vy=at0（1分）解得：（1分）（2）設電子從偏轉電場中射出時的偏向角為θ，由于電子要打在熒光屏上，臨界情況是與屏相切，所以電子在磁場中運動半徑應滿足（1分）設電子離開偏轉電場時的速度為v1，垂直偏轉極板的速度為vy，則電子離開偏轉電場時的偏向角為θ（1分）又（1分）解得（1分）（3）從t0、3t0、……等時刻進入偏轉電場的電子離開偏轉電場時的位置到OO′的距離最小，在這種情況下，電子的最小距離為：（1分）解得：由于各個時刻從偏轉電場中射出的電子的速度大小相等，方向相同，因此電子進入磁場后做圓周運動的半徑也相同，所以打到屏上的粒子是一系列平行的圓弧，由第（1）問知電子離開偏轉電場時的位置到OO′的最大距離和最小距離的差值為△y1，最遠位置和最近位置之間的距離（1分）所以打在熒光屏上的電子束的寬度為（2分）16．（16分）如圖所示，半徑R=1m的光滑圓環(huán)形滑桿MNP豎直固定放置，左側端點M和圓心O1的連線與豎直方向夾角的余弦值cosθ=0.15，右側端點Р和圓心O1、O2在同一水平線上，P點的切線沿豎直方向?，F(xiàn)有一質量m1=0.2kg的小橡膠環(huán)A以=1.2m/s的初速度水平拋出，恰好沿滑桿左側端點M的切線套入滑桿，在滑桿的最高點靜止著質量m2=0.2kg的小橡膠環(huán)B。在右側端點Р的正下方h=4.15m處，有一質量m3=0.1kg、長度L=3m的長直木桿C豎直靜止在水平面上，但跟水平面并不黏合。已知小橡膠環(huán)B與長直木桿C之間的滑動摩擦力大小f=2N，最大靜摩擦力大小等于滑動摩擦力，小橡膠環(huán)A、B均可視為質點，兩小橡膠環(huán)之間和小橡膠環(huán)與水平面間的碰撞都是彈性碰撞；小橡膠環(huán)B套入長直木桿C后，長直木桿C不傾倒，且每次與水平面碰撞瞬間都會立即停下而不反彈、不傾倒。不計空氣阻力，取g=10m/s2。（1）小橡膠環(huán)A到達滑桿最低點Q時所受彈力大?。唬?）小橡膠環(huán)B在長直木桿C上上滑的最大距離；（3）長直木桿C跟水平面第一次碰撞瞬間損失的