福建省福州第四中学新高考物理二模试卷及答案解析

福建省福州第四中学新高考物理二模试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、我国计划在2030年之前制造出可水平起飞、水平着陆并且可以多次重复使用的空天飞机。假设一航天员乘坐空天飞机着陆某星球后，由该星球表面以大小为v0的速度竖直向上抛出一物体，经时间t后物体落回抛出点。已知该星球的半径为R，该星球没有大气层，也不自转。则该星球的第一宇宙速度大小为（）A． B． C． D．2、如图，质量为m、带电荷量为＋2q的金属块a，在绝缘光滑水平台面上以水平初速度v0向右匀速运动，正碰完全相同的不带电的静止金属块b，碰后金属块b从高台上水平飞出，金属块a恰好无初速度下落(金属块a，b均可视为质点)。已知在足够高的光滑高台边缘右边空间中存在水平向左的匀强电场(电场区域足够大)。场强大小E＝，碰撞前后两金属块之间的库仑力不计，空气阻力不计。则（）A．在水平台面上碰后金属块b带电荷量为＋2qB．在水平台面上碰撞后金属块b的速度为C．第一次碰撞后两金属块不可能发生第二次碰撞D．碰撞后运动过程中金属块b距高台边缘的最大水平距离3、小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示，将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点()A．P球的速度一定大于Q球的速度B．P球的动能一定小于Q球的动能C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度4、氢原子的能级图如图所示，有一群处于n=4能级的氢原子，若氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光恰能使某种金属A发生光电效应，则下列说法中正确的是（）A．这群氢原子辐射出的光中共有3种频率的光能使金属A发生光电效应B．如果辐射进来能量为0.32eV的光子，可以使氢原子从n＝4能级向n＝5能级跃迁C．如果辐射进来能量为1.32eV的光子，不可以使处于n＝4能级的氢原子发生电离D．用氢原子从n＝4能级向n＝1能级跃迁时辐射出的光照射金属A，所产生的光电子的最大初动能为10.2eV5、有关科学发现，下列说法中正确的是（）A．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了质子B．汤姆孙通过α粒子散射实验，发现了原子核具有一定的结构C．卢瑟福依据α粒子散射实验，提出了原子核内部存在着质子D．最近探测到13亿年前两个黑洞撞击产生的引力波是利用了激光干涉的原理6、为探测地球表面某空间存在的匀强电场电场强度E的大小，某同学用绝缘细线将质量为m、带电量为+q的金属球悬于O点，如图所示，稳定后，细线与竖直方向的夹角θ=60°；再用另一完全相同的不带电金属球与该球接触后移开，再次稳定后，细线与竖直方向的夹角变为α=30°，重力加速度为g，则该匀强电场的电场强度E大小为（）A．E=mg B．E=mg C．E=mg D．E=二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、a、b两物体沿同一直线运动，运动的位置一时间（）图像如图所示。分析图像可知（）A．时刻两物体的运动方向相同 B．时间内的某时刻两物体的速度相等C．时间内a、b两物体运动的路程不等 D．时刻b物体从后面追上a物体8、如图所示的电路中，电源电动势，内阻，定值电阻，R为滑动变阻器，电容器的电容，闭合开关S，下列说法中正确的是（）A．将R的阻值调至时，电容器的电荷量为B．将R的阻值调至时，滑动变阻器的功率为最大值C．将R的阻值调至时，电源的输出功率为最大值D．在R的滑动触头P由左向右移动的过程中，电容器的电荷量增加9、如图，在光滑的水平面上有一个长为L的木板，小物块b静止在木板的正中间，小物块以某一初速度从左侧滑上木板。已知物块、与木板间的摩擦因数分别为、，木块与木板质量均为，、之间的碰撞无机械能损失，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。下列说法正确的是（）A．若没有物块从木板上滑下，则无论多大整个过程摩擦生热均为B．若，则无论多大，都不会从木板上滑落C．若，则一定不相碰D．若，则可能从木板左端滑落10、荷兰某研究所推出了2023年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划．登陆火星需经历如图所示的变轨过程，已知引力常量为G，则下列说法正确的是A．飞船在轨道上运动时，运行的周期TⅢ>TⅡ>TⅠB．飞船在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能C．飞船在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P点朝速度反方向喷气D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知飞船在轨道Ⅰ上运动的角速度，可以推知火星的密度三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻的阻值：(1)现有电源(4V,内阻可不计、滑动变阻器(0～50aΩ，额定电流2A)、开关和导线若干,以及下列电表：A．电流表(0～3A,内阻约0.025Ω)B．电流表(0～0.6A,内阻约0.125Ω)C．电压表(0～3V,内阻约3kΩ)D．电压表(0～15V,内阻约15kΩ)为减小测量误差,在实验中,电流表应选用_____,电压表应选用______(选填器材前的字母)；(2)下图是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线．要求电压表和电流表从零开始读数,补充完成图中实物间的连线____：(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U，某次电表示数如图所示,可得该电阻的测量值_______Ω(保留三位有效数字)．(4)在测量电阻的过程中产生误差的主要原因是________(选填选项前的字母)A．电流表测量值小于流经的电流值B．电流表测量值大于流经的电流值C．电压表测量值小于两端的电压值D．电压表测量值大于两端的电压值(5)实验中为减少温度的变化对电阻率的影响,采取了以下措施,其中在确的是______A．多次测量U、I,画图像,再求R值B．多次测量U、I,先计算R,再求R的平均值C．实验中通电电流不宜过大,通电时间不宜过长D．多次测量U、I,先求U、I的平均值,再求R12．（12分）如图所示为某同学设计的一种探究动量守恒定律的实验装置图。水平桌面固定一长导轨，一端伸出桌面，另一端装有竖直挡板，轻弹簧的一端固定在竖直挡板上，另一端被入射小球从自然长度位置A点压缩至B点，释放小球，小球沿导轨从右端水平抛出，落在水平地面上的记录纸上，重复10次，确定小球的落点位置；再把被碰小球放在导轨的右边缘处，重复上述实验10次，在记录纸上分别确定入射小球和被碰小球的落点位置(从左到右分别记为P、Q、R)，测得OP=x1，OQ=x2，OR=x3（1）关于实验的要点，下列说法正确的是___A.入射小球的质量可以小于被碰小球的质量B.入射小球的半径必须大于被碰小球的半径C.重复实验时，每次都必须将弹簧压缩至B点D.导轨末端必须保持水平（2）若入射球的质量为m1，被碰小球的质量为m2，则该实验需要验证成立的表达式为__（用所给符号表示）；（3）除空气阻力影响外，请再说出一条可能的实验误差来源_______。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）应急救援中心派直升机营救一被困于狭小山谷底部的探险者。直升机悬停在山谷正上方某处，放下一质量不计的绳索，探险者将绳索一端系在身上，在绳索拉力作用下，从静止开始竖直向上运动，到达直升机处速度恰为零。己知绳索拉力F随时间t变化的关系如图所示，探险者（含装备）质量为m=80kg，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力。求：(1)直升机悬停处距谷底的高度h；(2)在探险者从山谷底部到达直升机的过程中，牵引绳索的发动机输出的平均机械功率。14．（16分）静止在水平地面上的两小物块A、B（均可视为质点），质量分别为mA=1.0kg、mB=4.0kg，两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧竖直墙壁的距离L，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为EK=10.0J。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2。重力加速度取g=10m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。（1）求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；（2）若要让B停止运动后A、B才第一次相碰，求L的取值范围；（3）当L=0.75m时，B最终停止运动时到竖直墙壁的距离。15．（12分）如图所示，倾角为的斜面体固定在水平面上，斜面上两个位置之间的距离为2m，第一次用沿斜面向上、大小为的力把质量为0.5kg的物体由静止从处拉到处，所用时间为1s;第二次用水平向右、大小为的力作用在物体上，物体仍由A处从静止沿斜面向上运动，一段时间后撤去外力，物体运动到B处时速度刚好减为零。已知，不计物体大小，重力加速度。求:（1）物体与斜面间的动摩擦因数;（2）物体第二次从运动到的过程，水平力F'的作用时间。(结果可保留根式)

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、A【解析】

根据小球做竖直上抛运动的速度时间关系可知t=所以星球表面的重力加速度g=星球表面重力与万有引力相等，mg=近地卫星的轨道半径为R，由万有引力提供圆周运动向心力有：联立解得该星球的第一宇宙速度v=故A正确，BCD错误。故选A。2、D【解析】

A．由于金属块与金属块完全相同，根据接触后先中和再平分可知金属块与金属块的电荷量相等，即在水平台面上碰后金属块带电荷量为，故A错误；B．金属块与金属块碰撞过程系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：解得在水平台面上碰撞后金属块的速度为：故B错误；C．碰后金属块在竖直方向做自由落体运动，在水平方向受到电场力和高台边缘对金属块的支持力，处于静止状态；碰后金属块在竖直方向做自由落体运动，在水平方向受到向左电场力，做匀减速直线运动，所以第一次碰撞后两金属块会发生第二次碰撞，故C错误；D．碰撞后运动过程中金属块在水平方向有：距高台边缘的最大水平距离：故D正确。故选D。3、C【解析】从静止释放至最低点，由机械能守恒得：mgR=mv2，解得：，在最低点的速度只与半径有关，可知vP＜vQ；动能与质量和半径有关，由于P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短，所以不能比较动能的大小．故AB错误；在最低点，拉力和重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得：F-mg=m，解得，F=mg+m=3mg，，所以P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力，向心加速度两者相等．故C正确，D错误．故选C．点睛：求最低的速度、动能时，也可以使用动能定理求解；在比较一个物理量时，应该找出影响它的所有因素，全面的分析才能正确的解题．4、D【解析】

A．氢原子从n=4能级向低能级跃迁时可以辐射出6种频率的光子，其中只有从n=4能级向n=3能级跃迁时所辐射出的光子以及从n=3能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光子的能量小于从n=4能级向n=2能级跃迁时所辐射出的光子的能量，不能使金属A发生光电效应，故共有4种频率的光能使金属A发生光电效应，故A错误；B．因为从n=4能级向n=5能级跃迁时所需要的能量为不等于光子能量为0.32eV，故B错误；C．因为要使处于n=4能级的氢原子发生电离，所需要的能量只要大于0.85eV就可以，故C错误；D．由题意可知，金属A的逸出功为2.55eV，氢原子从n=4能级向n=1能级跃迁时所辐射出光子的能量为由爱因斯坦光电效应方程可得最大初动能故D正确。故选D。5、D【解析】

A．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子，A错误；B．汤姆孙发现了电子，揭示了原子具有一定的结构，B错误；C．卢瑟福用粒子轰击氮核，发现了原子核内部存在着质子，C错误；D．最近探测到13亿年前两个黑洞撞击产生的引力波是利用了激光干涉的原理，D正确。故选D。6、D【解析】

设电场方向与竖直方向夹角为α，则开始时，水平方向竖直方向当用另一完全相同的不带电金属球与该球接触后移开，再次稳定后电量减半，则水平方向竖直方向联立解得qE=mgα=60°即故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BCD【解析】

A．图像的切线斜率表示速度，时刻a的速度为正、b的速度为负，运动方向相反，选项A错误；B．如图所示，时间内有一点N，在这一点b图像的斜率与a图像的斜率相等，即二者速度相等（临界点），选项B正确。C．时刻和时刻，二者位置坐标均相等，则时间内两物体位移相等。但该过程中，a始终正向运动，b先负向、后正向运动，则二者运动的路程不等，选项C正确。D．时刻两物体在同一位置，之前一段时间二者速度方向相同，且b的速度大于a的速度，则b从后面追上a。选项D正确；故选BCD.8、AB【解析】

将R的阻值调至，两端的电压为，根据公式，代入数据解得电容器的电荷量为，故A正确；根据公式，可知滑动变阻器的功率，可知当时，最小，则最大，故B正确；电源的输出功率，当时，电源输出功率最大，故C错误；在R的滑动触头P由左向右移动的过程中，其接入电路的电阻减小，滑动变阻器两端的电压减小，电容器两极板间电压减小，电容器的电荷量减小，故D错误．9、ABD【解析】

A．若没有物块从木板上滑下，则三者最后共速，以三者为整体，水平方向动量守恒，mv0=3mv1

①则整个过程产生的热量等于动能的变化，有Q=mv02−×3mv12

②联立①②，得Q=mv02故A正确；

BD．a、b之间的碰撞无机械能损失，故碰撞过程中动量守恒和机械能守恒，设碰前速度分别为v1、v2，碰后分别为v1'、v2'，且有v1＞v2，以v1方向为正方向，则有mv1+mv2=mv1'+mv2'③mv12+mv22＝mv1′2+mv2′2

④联立③④，得v1'=v2v2'=v1即碰后a和木板共速，b向右运动，以a和木板为整体，此时

a和木板的加速度a1=对a分析知，a的加速度最大值为a0=μag若μb＜2μa

则a1＜a0，a和木板保持相对静止，则无论v0多大，a都不会从木板上滑落；故B正确；

若μb＞2μa，则a1＞a0，a相对木板向左运动，故a可能从木板左端滑落，故D正确；

C．若a与b碰前三者已经共速，则ab一定不相碰，此时有⑤联立①⑤，得故若，则ab一定不相碰，故C错误；

故选ABD。10、AD【解析】

A．根据开普勒第三定律，可知，飞船在轨道上运动时，运行的周期TⅢ＞TⅡ＞TⅠ。故A正确。

BC．飞船在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P点朝速度方向喷气，从而使飞船减速到达轨道Ⅰ，则在轨道Ⅰ上机械能小于在轨道Ⅱ的机械能。故BC错误。D．据万有引力提供圆周运动向心力，火星的密度为：。联立解得火星的密度：故D正确。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、B；C；5.20；B；C；【解析】

(1)由于电源电动势为4V，所以电压表应选C（因为若选择电压表D时，电动势3V还不到电压表量程的）；根据欧姆定律可知，通过待测电阻的最大电流为：所以电流表应选B；(2)实物连线图如图所示：(3)由图可知，电流表的读数为：I=0.50A，电压表的读数为：U=2.60V，所以待测电阻为：(4)根据欧姆定律和串并联规律可知，采用甲电路时由于电压表的分流作用，导致电流表的测量值大于流经Rx的电流，所以产生误差的主要原因是B；故选B．(5)由于电流流过电阻丝发热，所以在实验时流过电阻丝的电流不能过大，并且时间不要太长，故选C．12、CD轨道摩擦的影响：确认落点P、Q、R时的误差：，，的测量误差【解析】

（1）[1]A．为防止两球碰撞后入射球反弹，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，故A错误；B．为使两球发生正碰，入射小球的半径必须与被碰小球的半径相同，故B错误；C．为了保证入射球每次到达桌面边缘的速度相同，则重复实验时，每次都必须将弹簧压缩至B点，从而让入射球获得相同的弹性势能，故C正确；D．为了保证两球碰后都能做平抛运动从而能求出飞出时的速度，导轨末端必须保持水平，故D正确。故选CD。（2）[2]两球碰撞过程系统的动量守恒，以向右为正方向，有小球做平抛运动的时间t相等，两边同时乘以t，有结合碰撞前后的小球落点情况，换算水平距离后，有，，可得（3）[3]除空气阻力影响外，本实验其它的误差有：轨道摩擦的影响；确认落点P、Q、R时的误差；，，的测量误差。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)112.5m；(2)3000W【解析】

(1)探险者先做匀加速，再匀