2023-2024年福建省漳州市高三下学期第四次教学质量检测（三模）物理试题（解析版）

福建省漳州市2024届高三毕业班第四次教学质量检测物理试题一、单选题1.如图所示的电路中，电源电动势为，内阻为，开关闭合，电路稳定后，灯泡正常发光，然后向左移动滑动变阻器的滑片，在此过程中（）A.灯泡逐渐变暗 B.电源的路端电压逐渐减小C.电容器所带的电荷量逐渐减小 D.定值电阻两端的电压始终为零【答案】A【解析】向左移动滑动变阻器的滑片，则阻值变大，则该支路的电流较小，则灯泡逐渐变暗，选项A正确；因通过电源的电流减小，则内阻上的电压减小，则可知，电源的路端电压逐渐变大，选项B错误；路端电压变大，则电容器两端电压变大，则根据，电容器所带的电荷量逐渐增加，选项C错误；因电容器充电，则定值电阻两端的电压不为零，选项D错误。故选A。2.光电效应在自动化控制领域有着广泛的应用。如图所示的光电控制报警电路中，某一频率的光束照射到光电管，光电管产生光电效应，与光电管连接的电路有电流，电磁铁产生磁场，会吸引报警电路中的开关断开，从而实现自动控制。则（）A.任意频率的光照射到光电管上，只要光照时间足够长就能产生光电流B.对于光电管来说，入射光波长必须大于某一极限值，才能产生光电效应C.该频率的光照射光电管，光的强度越强，单位时间内逸出的电子数越少D.当物体从光源和光电管间通过时，挡住光束，使报警电路中的开关闭合【答案】D【解析】当入射光的频率大于金属的截止频率时就会有光电子从金属中逸出，发生光电效应现象，并且不需要时间的积累，瞬间就可以发生，故A、B错误；该频率的光照射光电管，光的强度越强，单位时间内射到金属表面上的光子数增大，单位时间内逸出的电子数增加，故C错误；当物体从光源和光电管间通过时，挡住光束，光电效应现象消失，与光电管连接的电路没有电流，电磁铁不产生磁场，报警电路中的开关闭合，故D正确。故选D。3.羽毛球运动是一项深受大众喜爱的体育运动。如图所示是某一羽毛球的飞行轨迹图，图中、为轨迹上等高的两点，为最高点。羽毛球所受空气阻力与运动方向始终相反，则该羽毛球（）A.在、两点的速度相等 B.在段的飞行时间小于在段的飞行时间C.从点运动到点过程中空气阻力做的总功为零 D.经过点时的加速度等于重力加速度【答案】B【解析】由于空气阻力与运动方向相反，则羽毛球在运动过程中受到空气阻力作用，且空气阻力做负功，羽毛球机械能减小，由于、为同一轨迹上等高的两点，则羽毛球在点的速度大于在点的速度，故A、C错误；由于存在空气阻力与运动方向相反，段羽毛球处于上升阶段，可知羽毛球竖直向下的加速度大于重力加速度，而段羽毛球处于下降阶段，羽毛球竖直向下的加速度小于重力加速度，由于上升与下降阶段，竖直方向的位移大小相等，所以段的飞行时间小于段的飞行时间，故B正确；经过点时羽毛球受重力与空气阻力的作用，加速度不等于重力加速度，故D错误；故选B4.如图，一质谱仪由加速电场、静电分析器、磁分析器构成。静电分析器通道的圆弧中心线半径为，通道内有均匀辐向电场，方向指向圆心，中心线处各点的电场强度大小相等。磁分析器中分布着方向垂直于纸面的有界匀强磁场，边界为矩形，，。质量为、电荷量为的粒子（不计重力），由静止开始从板经电压为的电场加速后，沿中心线通过静电分析器，再由点垂直磁场边界进入磁分析器，最终打在胶片上，则（）A.磁分析器中磁场方向垂直于纸面向外B.静电分析器中心线处电场强度C.仅改变粒子的比荷，粒子仍能打在胶片上的同一点D.要使粒子能到达边界，磁场磁感应强度的最小值为【答案】D【解析】由静电分析器电场力充当向心力可知，粒子带正电，根据左手定则可知，磁分析器中磁场方向垂直于纸面向里，故A错误；在加速电场中，根据动能定理，在静电分析器电场力充当向心力，联立可得，故B错误；在磁分析器中，洛伦兹力提供向心力，可得粒子进入磁分析器到打在胶片上的距离，所以与比荷有关，仅改变粒子的比荷，粒子不能打在胶片上的同一点，故C错误；由上述公式可知，磁场磁感应强度的越小，半径越大，当最小值时，粒子与边相切，由于圆心在上，则半径，此时有，解得，故D正确。故选D。二、多选题5.如何有效地提高能源利用率是人类所面临的一项重要任务。如图是远距离输电示意图，变压器、均为理想变压器，原、副线圈的匝数之比为，负载两端电压随时间变化规律为，下列说法正确的是（）A.交流电源输出的交流电频率为B.原线圈两端的电压有效值等于C.若输入电压不变，负载消耗总功率变大，则副线圈两端的电压不变D.若输入电压不变，负载消耗总功率变大，则输电线上消耗的电功率变小【答案】A、C【解析】变压器改变电压和电流，不改变频率，故电源的频率与的频率相同，则交流电源输出的交流电频率为，故A正确；由题意可知，降压变压器副线圈两端电压的有效值为，原线圈两端电压的有效值满足，解得原线圈两端的电压有效值为，故B错误；若输入电压不变，根据，可知副线圈两端的电压不变；负载消耗总功率变大，根据，可知副线圈电流变大，根据，可知输电线上的电流变大，则消耗的电功率变大，故C正确，D错误。故选A、C。6.如图甲，电荷均匀分布的固定绝缘细圆环，圆心为，轴线上的电场强度如图乙所示。现有一带正电粒子，以大小为的初速度沿轴线仅在电场力作用下由点运动到点，。以轴的正向为电场强度的正方向，则（）A.细圆环带负电 B.两点间电势差等于两点间电势差C.该粒子将会在两点之间做往复运动 D.该粒子由点运动到点的过程，电势能先增大后减小【答案】B、D【解析】由图乙可知，圆环左边电场强度向左，右边电场强度向右，圆环带正电。故A错误；根据图乙可知，圆环的电场具有对称性。由于两点电场强度大小相同，方向相反。可知，由于，结合公式，因此可得，故B正确；由图乙可知，正电荷先受到向左静电力，该力先大后小，再受到向右的静电力，该力先大后小。因此正电粒子先向右减速，再向右加速。故C错误；由点运动到点的过程静电力对正电粒子先做负功再做正功，所以电势能先增大后减小。故D正确。故选B、D7.司马迁最早把岁星命名为木星，如图甲所示，两卫星、环绕木星在同一平面内做匀速圆周运动，绕行方向相同，卫星绕木星做椭圆运动，与卫星、的轨道分别相切于、两点，某时刻开始计时，卫星、间距随时间变化的关系图像如图乙所示，其中为已知量，则（）A.卫星在点的线速度大于卫星的线速度 B.卫星在点的加速度等于卫星的加速度C.卫星、的运动半径之比为 D.卫星的运动周期为【答案】B、D【解析】卫星在点需点火加速才会变轨到卫星所在的轨道，故卫星在点的线速度小于卫星的线速度，A错误；由，可知，只要卫星到中心天体距离相等，加速度就相等，故卫星在点的加速度等于卫星的加速度，B正确；由图乙可知，，解得，，故卫星、的运动半径之比为，C错误；由乙图可知，每隔两卫星距离最近，有，由开普勒第三定律，联立可得，，D正确。故选B、D。8.如图，倾角为的斜面固定在墙角，质量为的尖劈放置在斜面上，尖劈的右侧面竖直，用轻绳系住一质量为的球紧靠在尖劈的右侧，轻绳与斜面平行，球与尖劈的接触面光滑，此时斜面对尖劈的摩擦力恰好为零，整个系统处于静止状态。现沿球心对球施加一水平向左的恒力，系统仍处于静止状态。则（）A.尖劈的质量与球的质量之比为B.对球施加水平推力后，轻绳的拉力变小C.对球施加水平推力后，尖劈对斜面的压力不变D.对球施加水平推力后，斜面对尖劈的摩擦力方向沿斜面向下【答案】A、D【解析】对球施加水平推力前，以尖劈和球整体为研究对象，如图1，可知轻绳拉力，斜面对尖劈的支持力，以球为研究对象，如图2，可知轻绳的拉力，联立解得，故A正确；以球为研究对象，可知对球施加水平推力后不影响竖直方向力的大小，轻绳的拉力不变，如图3，故B错误；以尖劈和球整体为研究对象，对球施加水平推力后，如图4，有，总重力不变，可得斜面对尖劈的弹力变大，即尖劈对斜面的压力变大；轻绳拉力不变，总重力不变，施加推力后，要保持平衡，有，则斜面对尖劈的摩擦力沿斜面向下，斜面对尖劈的摩擦力不可能为，故C错误，D正确。故选A、D。三、实验题9.如图为“研究一定质量气体在体积不变的条件下，压强随温度变化的关系”实验装置示意图。弯曲玻璃管臂插入烧瓶，臂与玻璃管下部用橡胶管连接，管开口向上，一定质量的气体（视为理想气体）被封闭于烧瓶内。开始时，、内的水银面等高。若气体温度升高，为使瓶内气体的体积不变，应将管_____（填“向上”或“向下”）移动，使管内水银面恢复原有高度，此过程气体_______（填“吸热”或“放热”），气体压强_______（填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】向上，吸热，变大【解析】气体的温度升高，压强增大，管的水银面下降，要使气体的体积不变，需使的水银面上升，从而维持烧瓶内气体的体积不变；根据克拉伯龙方程（常量），当体积不变时，温度升高，压强增大，故气体应吸热，压强增大。10.光纤准直器是光通讯系统中的一种重要组件，它的作用是将光纤内传输来的发散光转变成准直光（平行光），其简化工作原理如图所示，棱镜的横截面为等腰三角形，从光纤一端射出三束相同的单色光、、，光与棱镜的中心线重合，，光经棱镜折射后与中心线平行。已知棱镜横截面的底角和入射光与中心线的夹角均为，光在真空中的传播速度为，则光进入棱镜后的频率______（填“变大”“变小”或“不变”），棱镜对光的折射率为______，光在棱镜中的速度______。【答案】不变，，【解析】光的频率由光本身的性质决定的，跟介质无关，故光进入棱镜后其频率不变；作出光在介质中传播的光路图，如图所示，由图可知，其入射角，折射角，故其折射率；又因为，解得。11.为检测某新能源动力车的刹车性能，现在平直公路上做刹车实验，某次测试该车做匀减速直线运动，由于位移和时间的关系图像为抛物线，为便于直观研究该运动规律，改作如图所示的与关系图像，则该车的初速度为______，刹车过程中加速度大小为______，刹车距离为______。【答案】，，【解析】由图可得，变形得，由关系式知初速度等于。由表达式知，则，解得，故刹车过程中加速度大小为。由速度与位移关系式知，刹车距离为，代入得，故刹车距离为。12.在“探究单摆摆长和周期关系”实验中:（1）如图甲为实验装置示意图，小金用秒表记录下单摆次全振动所用时间如图乙所示，其示数为______；（2）图甲中为小球摆动的平衡位置，为摆动的最高点，则应选______（填“”或“”）位置作为计时起点；（3）小金同学以摆线的长度（）作为纵坐标，以单摆周期的平方（）作为横坐标，作出的图像如图丙所示，若作出的图线斜率为，则根据图像得到当地的重力加速度______（用题中已知物理量符号表示），图线不过坐标原点的主要原因是______。【答案】（1）；（2）；（3），漏掉小球半径或把摆线长度作为摆长【解析】（1）小盘的读数加上大盘的读数即可。（2）通常在平衡位置开始计时，此时小球的速度最大，特征明显。即在位置开始计时。（3）设小球的直径为，由单摆的周期可知，解得，故在图像中，其斜率为，则有，所以或；由上述分析可知，图线不过坐标原点的主要原因是漏掉小球半径或把摆线长度作为摆长。13某兴趣小组修复一个电压表，实验过程如下:（1）拆开电压表，取出表头，发现表头完好无损，用标准电流表测出表头满偏电流为。（2）测量表头的内阻，主要步骤如下:①按照如图甲所示电路图连接电路，请将实物图乙补充完整_______；②闭合开关，调节滑动变阻器，直至表头指针满偏；③再闭合开关，保持滑动变阻器的滑片不动，调节的阻值，直至表头示数为满偏示数的一半，此时电阻箱的示数为。（3）电压表内部电路如图丙所示，其中已损坏，请根据电压表的量程，推算损坏之前______；（4）选取相应的电阻替换，重新安装好电表。由于步骤（2）测表头内电阻存在误差，则该修复后的电表测量出的电压值______（填“大于”“小于”或“等于”）实际值。【答案】（1）；（3）；（4）小于【解析】（1）按照如图甲所示电路图，连接实物图乙，如图所示（3）由（1）可知表头的内阻为，满足，根据欧姆定律，代入数据可得。（4）由于步骤（2）测电阻时，实际干路电流大于，则通过电阻箱的电流大于，则电阻箱电阻小于表头的内阻，即所测表头的内阻偏小，则修复后的电表实际量程大于，则电表测量出的电压值比实际值偏小，故该修复后的电表测量出的电压值小于实际值。四、解答题14.水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。如图为某景观水车模型，从槽口水平流出的水，垂直落在与水平面成角的水轮叶面上，轮叶在水流不断冲击下转动，稳定时轮叶边缘线速度与水流冲击的速度大小近似相等。已知槽口到冲击点所在的水平面距离，水车轮轴到轮叶边缘的距离为。忽略空气阻力，重力加速度为。求:（1）水从槽口落到水轮叶面的时间；（2）槽口处水流的初速度大小；（3）轮叶边缘上质量为的钉子，随水车匀速转动时的向心力大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）由平抛运动规律知，竖直方向，解得（2）竖直方向的分速度，由平抛运动得，解得水流的初速度大小。（3）由平抛运动得，向心力大小为，解得。15.如图为某探究活动小组设计的节能运输系统。木箱在倾角为的斜面轨道顶端时，自动装货装置将质量为的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速度滑下（货物与木箱之间无相对滑动），当斜面底端的轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端。已知木箱下滑的最大距离为，木箱与轨道间的动摩擦因数为，重力加速度为。（1）求货物从顶端到弹簧被压缩到最短的过程中，重力所做的功；（2）求木箱的质量；（3）若木箱下滑过程中速度最大时弹簧的形变量为，上滑过程中速度最大时弹簧的形变量为，求两次形变量之比。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）货物从顶端到弹簧被压缩到最短的过程中，重力所做的功，解得。（2）系统从开始下滑到再次回到顶端过程，由能量守恒定律可知货物减少的重力势能等于克服摩擦力所做的功，则，解得。（3）下滑过程中，当木箱速度最大时合力为零，由受力平衡得，同理，上滑过程中，由受力平衡得，故与大小相等，即。16.如图，水平面内间距的平行金属导轨左端连接一恒流源，可以维持回路的电流恒为，且方向不变。、区域有垂直导轨所在平面向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为，宽度