2023-2024学年福建省泉州市泉港区某中学高三（第四次）模拟考试物理试卷+答案解析

2023-2024学年福建省泉州市泉港区第二中学高三(第四次)模拟考试

物理试卷

一、单选题：本大题共4小题，共16分。

1.2023年6月7日，世界首台第四代核电技术社基熔盐堆在我国甘肃并网发电。铉基熔盐堆用我国储量丰

富的牡；：I。作为燃料，并使用熔盐冷却剂，避免了核污水排放，减少了核污染。如图所示是不易裂变的；：/

转化为易发生裂变的；:，并裂变的过程示意图。下列说法正确的是

电子电子中子

o

232

9()

233233“2种产物及

9192U2~3个中子

A.中子轰击/力生成J”的核反应是核聚变

B.释放的电子是由原子核内部核反应产生的

C.「的比结合能大于1的比结合能

D.可以通过升温、加压的方式减小核废料的半衰期，从而减少核污染

2.2024年3月5日，李强总理在全国人大会议的政府工作报告中提出：鼓励和推动消费品以旧换新，提振

智能网联新能源汽车、电子产品等大宗消费。智能网联汽车也将是未来的趋势。假设某智能网联汽车在平

直路面上启动后的牵引力厂随时间t变化的图像如图所示，已知该汽车以额定功率启动，在平直路面上运动

的最大速度为「，所受阻力恒定，由此可知该汽车()

A.在()-,时间内做加速度增大的加速运动B.启动后速度为：时的加速度为‘

C.额定功率为〃，D.在()-,时间内位移可能小于

3.2024年3月2日13时32分，神舟十七号航天员乘组再次出舱，此次重点完成了天和核心舱太阳翼的维

修工作，为我国空间站的稳定运行提供了坚实保障，书写了中国航天史上的辉煌篇章。根据卫星跟踪网站

的实时数据，目前中国天宫空间站在近地点高度为R公里，远地点高度为公里，倾角为113度的

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近圆轨道上运行，运行周期为li，,，已知地球半径A=（ii川h”，地球表面重力加速度为g,月球公转周

期为27天，下列说法正确的是

A.空间站在近地点的速度可能大于第一宇宙速度

B,空间站运行角速度比月球运行角速度要小

C.空间站绕地球运动的向心加速度大小约为9

D.若某时刻空间站与同步卫星共线最近，则至少需要8h后再次共线最近

4.如图所示，°灰力为水平固定的足够长的形金属导轨，间距为力导轨处在垂直于导轨平面的匀强

磁场中，磁感应强度大小为8,导轨电阻不计，长度为£的金属棒仍倾斜放置（完全处在磁场当中I,与导

轨成夹角〃，金属棒电阻不计，保持金属棒以速度「I速度方向平行于导轨，如图I匀速运动，金属棒与导轨

接触良好，下列物理量计算正确的是（）

A.金属棒两端的电压为2〃B.整个回路中产生的电流大小为

R

C.电阻R消耗的电功率为D.导体棒仍受到的安培力为

nR

二、多选题：本大题共4小题，共24分。

5.声呐是利用声波在水中的传播和反射特性，通过电声转换和信息处理对水下目标进行探测和通讯的电子

设备，现代军舰多利用声呐探测水下目标。图甲是某舰搭载的声呐发出的一列超声波在，।时刻的波形图,

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图乙是质点P的振动图像，则下列说法正确的是（）

A.超声波遇到大尺寸障碍物可以发生明显的衍射现象

B.舰艇靠近静止的障碍物时，障碍物接收到超声波的频率大于声呐发出的超声波的频率

C.超声波沿x轴负方向传播，波速为、

D.坐标为原点处质点在।1।•时相对平衡位置的位移为1“'，

62

6.某同学设计了一个电容式风力传感器，如图所示。将电容器与静电计组成回路，尸点为极板间的一点。可

动电极在风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大（可动电极不会到达尸点I。若极板上电荷量保持

不变，则下列说法正确的是（）

可动电极固定电极

A.风力越大，电容器电容越小B.风力越大，极板间电场强度越大

C.风力越大，尸点的电势越小D.风力越大，静电计指针张角越小

7.如图甲所示，劲度系数，：7此\，”的轻弹簧，一端固定在倾角为“；斤的带有挡板的光滑斜面体的底

端，另一端和质量为的小物块/相连，质量为的物块8紧靠N一起静止，现用水平推力使斜面体以

加速度。向左匀加速运动，稳定后弹簧的形变量大小为X。在不同推力作用下、稳定时形变量大小x随加速

度。的变化如图乙所示。弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，取重力加速度“Ui-..vin47-U.6.

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C5：f7下列说法正确的是（）

A.-I,7「

B.rn4=31g

C.若"=«®,稳定时/、8间弹力大小为15N

D.若.....,稳定时/对斜面的压力大小为I

8.我国研制的世界首套磁聚焦霍尔电推进系统已经完成了全部在轨飞行验证工作，可作为太空发动机使用,

带电粒子流的磁聚焦是其中的关键技术之一。如图，实线所示的两个圆形区域内存在垂直于纸面的匀强磁

场/、II,磁感应强度分别为〃:，两圆半径均为r,相切于。点。一束宽度为2r的带电粒子流沿x轴

正方向射入后都汇聚到坐标原点。。已知粒子的质量均为加、电荷量均为-八进入磁场的速度均为v,不

计带电粒子的重力及粒子间的相互作用力。下列说法正确的是（）

B.从。点进入磁场〃的粒子的速度仍相等

C.若4>1H,则粒子在磁场〃的边界的射出点在四分之一圆周上

D.若a，则粒子在磁场〃中运动的最长时间为巴

3”

三、填空题：本大题共1小题，共4分。

9.某型号光电管连接在如图的电路中，用一种单色光照射能够产生光电效应，如果只增大入射光的强度，

光电子最大初动能I填“增大”“不变”或“减小”），经过测量发现此金属逸出功为，I，现

接通电源，用光子能量为11；”「的光照射阴极电源K,灵敏电流计中有示数，若将滑动变阻器的滑片P缓

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慢向右滑动，电流计的示数逐渐减小，当滑至某一位置时电流计的读数恰好为零，此时电压表的示数为

Vo

四、实验题：本大题共4小题，共24分。

10.如图所示，一定质量的理想气体依次经历了」的循环过程，/，，图像如图所示，/、瓦

C三个状态中内能最大的状态为（填“A"、"B"或”小）。已知在状态3时压强为热，体积为柘,

状态/?一「过程气体吸收的热量为0从状态「一.1过程气体.I填“吸收”或“放出”I热量,

该热量的数值为

11.身高L即〃，质量70炫的小悟高中生涯即将结束，回首三年校园生活确实是精彩纷呈。

1）医生用心电图仪为小悟做毕业体检，将测量电极置于体表的一定部位，记录出心脏兴奋过程中所发生的

有规律的电变化曲线，称为心电图。检查仪卷动纸带的速度为检查的结果如图所示。小悟的心

465次/n：/：'1次min

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C.75次/mm/9.S0JX/min

「对于人体来说，整个心脏可等效为两个等量异号点电荷组成的系统泡在电解质溶液中。体内电荷分布如

图…I所示，等效电场如图1所示。8与B'为两点电荷连线的中垂线上关于。点的对称点，8点电场强度

8'点电场强度。/与1为两点电荷连线上关于O点的对称点，/点电势1点电势。

(b)

12.N，如图1反映“用油膜法估测分子的大小”实验中的4个步骤，将它们按操作先后顺序排列应是

用符号表示);

图1图2

1在做“用油膜法估测分子的大小”的实验中，将油酸溶于酒精，其浓度为每1000〃辽溶液中有().(,“小油

酸。用注射器测得1〃位上述溶液有75滴，把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，画出油膜的形

状。如图2所示，坐标纸中正方形方格的边长为1”?,试求:

①油酸膜的面积是t».

②每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是mL；

③按以上实验数据估测出油酸分子的直径是%。〔结果保留两位有效数字I

,I如果实验中油膜没有完全散开，测得的油酸分子直径_____。1选填“偏大”或“偏小”)

13.某同学想描绘标有,"工』”字样的小灯泡£的伏安特性曲线，实验电路如图甲所示，可供选择

的器材除小灯泡、开关、导线外，还有:

4电压表II量程5匕内阻约!八

2.电流表八1(量程300加工,内阻约I"

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C电流表.1」量程500%工,内阻约（-5

D滑动变阻器/；最大阻值1喻,额定电流2.04）

E.滑动变阻器。2最大阻值WOOU，额定电流2QA）

F.直流电源/电动势约6V,内阻不计＞

I为使测量尽最准确，电流表应选,滑动变阻器应选-I均填写所选器材前的字母।

口该同学通过实验得出了小灯泡的//图像如图乙所示，由图乙可知，当小灯泡上的电压为2“川时，

小灯泡的电阻ft=।保留两位有效数字I

该同学在获得了如图乙所示的小灯泡的/，.图像后，把小灯泡直接接在电动势E_3「、内阻।",li

的电源上组成闭合回路，则小灯泡的功率，少。।保留两位有效数字）

五、简答题：本大题共1小题，共10分。

14.如图甲所示，一物块放置在水平台面上，在水平推力厂的作用下，物块从坐标原点。由静止开始沿x轴

正方向运动，下与物块的位置坐标x的关系如图乙所示。物块在，处从平台飞出，同时撤去R物块

恰好由尸点沿其切线方向进入竖直圆轨道，随后刚好从轨道最高点M飞出。已知物块质量…物

块与水平台面间的动摩擦因数为〃==；，轨道圆心为。，半径为"，」：，,：为竖直直径，-37,

重力加速度g=Wm//,vin.17-h.i＞＞不计空气阻力。求：

11水平推力下做的功；

।物块运动到P点时的速度大小；

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办物块在圆轨道上运动时克服摩擦力做的功。

甲

六、计算题：本大题共2小题，共22分。

15.如图所示，固定在水平地面上的斜面倾角为.W,物块N与斜面间的动摩擦因数为"J,轻绳一端通过

两个滑轮与物块N相连，另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量。已知物块/的质

量为小连接物块/的轻绳与斜面平行，挂上物块3后，滑轮两边轻绳的夹角为90,物块/、3都保持静

止，重力加速度为g,假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

若挂上物块3后，物块/恰好不受摩擦力作用，求轻绳的拉力下的大小;

2）若物块8的质量为、、”，求物块N受到的摩擦力的大小和方向;

Q

16.微波炉中的磁控管是一种用来产生微波的电真空器件。管内电子在相互垂直的恒定磁场和恒定电场的控

制下，把从恒定电场中获得能量转变成微波能量，从而达到产生微波的目的。如图所示，MN.为带电

金属板，板间有相互垂直的匀强电场和匀强磁场，电场强度为E,磁感应强度为瓦一束电子以平行于的速

度自。点射入复合场区域，恰好沿直线通过。。为VP中点，W2,1,足够长，电子比荷为/,=

不计电子重力及它们之间的相互作用。

III求电子沿直线经过两板间的速度大小；

白若撤去电场，求电子打在金属板上距所在金属板左端的距离X；

，若电子进复合场的初速度不变，将电场强度变为,求电子在两板间运动的最大速度以及电子沿电场

5

线方向上的最大位移。

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MN

XXXX

%

O

XXXX

F1

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答案和解析

1.【答案】B

【解析】【分析】本题主要考查了原子核的裂变，明确核反应过程中，电荷数和质量数守恒，知道结合能

的概念，知道半衰期的决定因素。

【解答】I中子轰击「生成>的核反应不是核聚变，/错误；

B."，释放的电子是由原子核内部核反应产生的，3正确；

c生成物，比更稳定，r的比结合能小于的比结合能，c错误；

D半衰期与环境温度无关，将核废料升温加压后，放射性元素的半衰期不变，故。错误。

故选瓦

2.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查汽车的启动问题，汽车以恒定的功率启动，由〃入，速度增加牵引力减小，由牛顿第二定律,

加速度减小，做加速运动，直至牵引力和重力相同，匀速运动。

【解答】

4汽车在平直路面上启动由牛顿第二定律有

F-/■rna

在，，L时间内牵引力厂逐渐减小，则汽车做加速度减小的加速运动，故/错误；

'.汽车运动的最大速度为，则有

可得额定功率为

P-/m

而启动后速度为：时，有

/»=R.幺

2

片一/,FTICIi

联立解得

"1=mL

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故B正确，C错误i

D若八时间做匀加速直线运动，则位移为

0+5

Z力■-2-

而汽车在1，--内做的是加速度减小的直线运动，若其位移一定大于'故。错误。

2

故选Bo

3.【答案】C

【解析】【分析】

由万有引力定律和开普勒第三定律分析近地点和第一宇宙速度的关系，由万有引力提供向心加速度分析，

根据时间关系求解共线时间。

本题考查卫星的运行规律，同步卫星的特点，天体的相遇问题。

【解答】

/、近地卫星周期为Nmin，空间站周期为13人由万有引力定律和开普勒第三定律可知，空间站

在近地点的速度一定小于第一宇宙速度，故N错误；

2、月球公转周期为27天，轨道更高，角速度更小，即空间站运行角速度比月球运行角速度要大，故3错

误；

C、根据”,,flOHH'i.in,।o',in,解得加速度约为故C正确；

D、空间站周期7」；也，同步卫星周期/再次共线最近至少需时为3则有二

Ti12

解得，=1fi.G,故。错误。

4.【答案】C

【解析】N.金属棒两端的电压为「=/=HLi故/错误；

A整个回路中产生的电流大小为/，一竿，故8错误；

c电阻及消耗的电功率为-""-，一,故。正确；

/?R

D导体棒ab受到的安培力为F■BII='''।

/?Nii0Rsin8

故。错误。

故选C。

5.【答案】BD

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【解析】4只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能发生明显的衍射现

象。超声波的波长为\二1，所以遇到大尺寸障碍物不可以发生明显的衍射现象，故/错误；

8根据多普勒效应，舰艇靠近静止的障碍物时，则障碍物接收到超声波的频率大于声呐发出的超声波的频率,

故3正确；

C由乙图可知，II时，质点P沿y轴负方向振动，根据“同侧法”可得，超声波沿x轴正方向传播。由图

甲可得，超速波的波长为八;15.1（1

由图乙可得，超速波的周期为/1.山.

则超速波的波速为।'177"•,故C错误；

1

D坐标原点处质点与质点尸相距半个波长，振动相反，故，U时，坐标原点处质点沿〉轴正方向振动，

根据_丁,.I3-111,

坐标原点处质点的振动方程为“3-1H）27.Hitim

将，1-IH>代入，解得45v，i.li>故。正确。

62

故选3D。

6.【答案】CD

【解析】解：.1〃可动电极在风力作用下向右移动，风力越大，移动距离越大，则板间距离d越小，根据

电容决定式：C--5,可得电容越大。极板上电荷量保持不变，根据电容定义式：C,可得板间

AnkaU

电压越小，则静电计指针张角越小，故/错误，。正确；

lUQQ

川风力越大，板间距越小，极板间电场强度为：।Vs—,-TT-可得极板间电场强度

•lirkd

保持不变。由于风力越大，P点与接地的负极板的距离X越小，根据厂/.,可知P点与接地的负极板的

电势差越小，则P点的电势越小，故3错误，C正确。

故选：CD.

风力越大板间距离越小，根据电容的决定式与定义式进行分析电容器电容、板间电压如何变化。根据电场

强度与电势差的关系分析极板间电场强度如何变化。根据电势差与电势的关系分析P点的电势如何变化。

根据板间电压越大静电计张角越大的关系判断静电计指针张角的变化。

本题考查了电容器的动态分析问题，基础题目。掌握电容的决定式与定义式，匀强电场的电场强度与电势

差的关系。

7.【答案】AD

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【解析】4由图结合题意可知「时弹簧处于原长状态，对Z8整体，根据牛顿第二定律可得

+ni0)</tau37.(rn,4+”而

解得

/=(T.Fijin//n—J

故/正确；

B.当““时，对整体分析有

(rn4+，"u)gHin3r"

当"」，时，图中另一纵截距的意义为

m43sin37D=kti

联立解得

IH|Ii1I,',IN'J>

故3错误；

C当〃“时，对8,根据牛顿第二定律有

F、sin0-=nt^i

FyCUB0+F4/1bin9■，〃ng

解得

f.m—0

故C错误；

D当“时，物块/、8恰要分离，对N有

八.4=上黑=12.5加

CUKJC

由牛顿第三定律知/对斜面的压力大小为12二、，故。正确。

故选

8.【答案】AD

【解析】4由磁聚焦的特点可知，粒子在磁场中的运动半径与磁场圆的半径相等，即

mi?

0n阳，=---

r

解得

01--

qr

故/正确；

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8.洛伦兹力只改变带电粒子的运动方向不改变其速度的大小，其速度大小相等，但速度的方向不同，故3

错误；

C若211,贝!!

rnv1

r*>■■-■—r

/2

可知粒子离开磁场〃最远的位置离原点为r,如图所示

由几何关系，弦所对最大圆心角为,故粒子在磁场〃的边界的射出点在六分之一圆周上，故C正确;

D若/L-O.SZ;,则

mr

——=2r

%

由此可知，粒子离开磁场〃运动轨迹的弦越长，运动的时间越长，如图所示

粒子在磁场中运动轨迹的圆心角为“I,则粒子在磁场〃中运动的最长时间为

12JF12r2vr

6Xv3r

故。正确;

故选40。

9【答案】不变；5.D

【解析】光电子的最大初动能仅与入射光频率有关，与光照强度无关，故光电子最大初动能不变;

根据

Ek=八"一Ho

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结合

代入数据解得

Uf=5.0V

10.【答案】C放出<?-P.I.

【解析】」由图像可知，N、8、C三个状态中温度最高的状态是C,则N、8、C三个状态中内能最

大的状态为C;

」1由图像可知，「过程气体的体积不变，则该过程做功为0；<」过程气体发生等压变化，

则有

可知

1,%%

I4=—=

422

则「一I过程气体外界对气体做功为

I,I,」过程气体温度降低，则气体内能减少，又外界对气体做正功，根据热力

学第一定律可知气体放出热量，设放出热量为Q,从打一「一.4过程，根据热力学第一定律可得

AU=5-Qi+IV=0

可得

Qi=5+If=Qo+nM

11.【答案】lie

(2)等于高于

【解析】设小悟心跳动的周期为7,由心电图可知，相邻峰值之间的距离为20〃加，检查仪卷动纸带的

速度为1,则可得

»20mm1.

£=-=7773：-----；~~—=—min

r/nun75

则小悟的心率为

I；；-一次

故选C。

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，「根据题意，由图1”和等量异种点电荷空间电场的对称关系可知，3点电场强度等于。'点电场强度。

根据沿电场线方向电势逐渐降低可知，/点电势高于［，点电势。

12.【答案］|1!'«；2I：；」；II、.“"；：I♦1.』」；陶，偏大

【解析】【分析】

根据题意先求得1滴酒精油酸溶液的体积和油膜面积，从而根据”:可求解。实验过程中，若油膜没有

完全散开，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，可知所求直径偏大。

知道油膜法测分子直径的原理、实验步骤即可正确解题，注意油酸体积与酸酒精溶液体积的区别，及误差

分析的原因是解题的突破口。

【解答】

I用“油膜法估测分子的大小”的实验，实验步骤为：配制油酸酒精溶液•测定一滴油酸酒精溶液的体积

・准备浅水盘,形成油膜描绘油膜边缘・测量油膜面积计算分子直径，因此操作先后顺序应为：bead;

⑵①根据题图，不满半格舍去，超过半格计一格，数得格子数为132个，那么油膜面积是

S132<1<132”厂；

②根据已知条件可知，溶液中有75滴，1滴溶液的体积是又已知每1000〃1溶液中有纯油酸

75

1

则一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积是「-75,、,,,tr；

\-------------IHL-A*1（1ml.

1000

③油酸分子的直径为〃''.（,ri<li|-10I»I-Hl11•；

S132

131若油膜没有完全散开，则油酸溶液在水面上形成的油膜面积偏小，由4'可知，实验测量的油酸分子

的直径偏大。

故答案为：⑴ferorf；12）①132；②8xUT‘；③6.1*10叫（3）偏大。

13.【答案】1110；D；

（3）0.13o

【解析】【分析】

I，根据小灯泡的额定电流选择电流表，由滑动变阻器接法可知使用阻值范围较小的滑动变阻器；

」由/!图象找出电压为二"i时通过小灯泡的电流，求解其电阻；

川由闭合电路欧姆定律写出小灯泡/，表达式，根据两图象的交点可得出灯泡的电流和电压，由功率公

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式可求得电功率。

掌握实验原理是解题的关键。

【解答】

I小灯泡的额定电流为（1.3」，故电流表选择3;滑动变阻器采用分压接法，故选择阻值范围较小的滑动

变阻器D。

1由/，图像可知，当小灯泡上的电压为口，4时，电流约为mi，则小灯泡的电阻为

;把小灯泡直接串联接在电源上，根据闭合电路欧姆定律有/=/-

化简可得（＜,"

将此函数绘制在/-r图像上

可知两图像的交点表示此时小灯泡的实际电压和电流，故小灯泡的功率为

PUI1.H0KO.24MFO.43W。

14.【答案】解：17，图像的面积表示力尸做的功，可得水平推力/做的功：H,।1.2.111./

:1物块在水平台面上运动过程，由动能定理有：117

代入数据可得：口,-1”、

物块恰好由尸点沿其切线方向进入竖直圆轨道，由平行四边形定则可得：「,，，仆37

代入数据可得物块运动到尸点时的速度大小为：，，：，，，，、

小物块刚好从轨道最高点M飞出，在〃点由牛顿第二定律有：，

物块在圆轨道上运动过程，由动能定理有：--小…:十一L

代入数据可得：»

答：H「水平推力/做的功为11J;

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1物块运动到P点时的速度大小为:，…、；

人物块在圆轨道上运动时克服摩擦力做的功为。SJ。

【解析】(1｝根据F-r图像的面积表示力尸做的功求解；

”物块在水平台面上运动过程，由动能定理可得物块飞离水平台面的速度大小，在尸点把速度分解，由平

行四边形定则可得尸点速度大小；

，，在“点由牛顿第二定律列式，物块在圆轨道上运动过程由动能定理列式，两式联立可得克服摩擦力做的

功。

本题考查了动能定理、圆周运动，解题的关键是知道/,『图像的面积表示力做功，注意物块恰好通过M

点，可知物块在M点，恰好由重力提供向心力。