福建省信息必研卷02-2024年高考物理考前信息必研卷（福建专用）（解析版）

2024年高考物理考前信息必刷卷（福建卷）02（解析版）第Ⅰ卷一、单项选择题（共4小题，每题4分，共16分。在每小题选项中，只有一项是符合题目要求的。）1．“羲和号”太阳探测卫星首次在轨获取太阳，谱线精细结构，属于：氢原子巴耳末系中的谱线，其光子能量为1．89eV，巴耳末系能级图如图所示，则此谱线来源于太阳中氢原子的（）A．和能级之间的跃迁 B．和能级之间的跃迁C．和能级之间的跃迁 D．和能级之间的跃迁【答案】C【解析】氢原子巴耳末系中的谱线，其光子能量为1.89eV，即电子由较高能级跃迁到较低能级并以光子的形式释放能量，由公式有跃迁时释放的能量为，代入数据可知此谱线来源于太阳中氢原子的和能级之间的跃迁。故选C。2．随着智能手机的普及，年轻人长时间低头玩手机，对颈椎产生了很大的压力．近些年青少年颈椎病发病率呈明显上升趋势，患颈椎病常有颈部疼痛、四肢麻木与无力、头晕与视觉障碍甚至瘫痪等严重症状．现将人体头颈部简化为如图的模型，重心在P点的头部，在可绕O转动的颈椎OP（可视为轻杆）的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下处于静止。当人低头时，颈椎与竖直方向的夹角为53°，PQ与竖直方向的夹角为60°，此时，颈椎受到的压力约为直立时颈椎受到的压力的（取cos83°＝0.122，）（）A．3.3倍 B．4.5倍 C．5.6倍 D．7.1倍【答案】D【解析】对头部进行受力分析，如图所示，设人的颈椎对头的支持力为F，由正弦定理得，其中，联立解得，颈椎受到的压力与直立时颈椎受到的压力的比值为。故选D。3．2023年12月15日我国在文昌航天发射场使用长征五号遥六运载火箭，成功将遥感四十一号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，该星是高轨光学遥感卫星．已知遥感四十一号卫星在距地面高度为h的轨道做圆周运动，地球的半径为R，自转周期为，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，下列说法正确的是（

）A．遥感四十一号卫星绕地球做圆周运动的速度大于7.9km/sB．遥感四十一号卫星绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度C．遥感四十一号卫星运行的周期为D．地球的密度为【答案】C【解析】第一宇宙速度是最大环绕速度，大小为7.9km/s，遥感四十一号卫星绕地球做圆周运动的速度小于7.9km/s，A错误；B．根据万有引力与重力的关系，根据牛顿第二定律，遥感四十一号卫星绕地球做圆周运动的轨道半径大于地球的半径，遥感四十一号卫星绕地球做圆周运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度，B错误；根据万有引力提供向心力，根据万有引力与重力的关系，解得遥感四十一号卫星运行的周期为，C正确；设同步卫星的轨道半径为，根据万有引力提供向心力，地球的密度为，D错误。故选C。4．来自太阳和其他星体的宇宙射线含有大量高能带电粒子，若这些粒子都到达地面，将会对地球上的生命带来危害．但由于地磁场的存在改变了宇宙射线中带电粒子的运动方向，使得很多高能带电粒子不能到达地面。为研究地磁场，某研究小组模拟了一个地磁场，如图所示，半径分别为R、2R的两个同心圆，圆心为O，大圆和小圆之间有垂直于纸面向外的匀强磁场、磁感应强度为B，一个不计重力比荷为k的带正电粒子从大圆边缘的A点沿与AO连线成某一θ角（）以速度v射入磁场，要使粒子不进入小圆，则v的最大值为（）A． B． C． D．【答案】A【解析】粒子的临界图像，如图所示，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由余弦定理有，整理有，粒子在磁场中，洛伦兹力提供向心力，有，由题意知，其比荷为k，解得，所以其最大值为。故选A。二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题只有两个选项符合题目要求，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．为了装点城市夜景，市政工作人员常在喷水池水下安装灯光照亮水面。如图甲所示，水下有一点光源S，同时发出两种不同颜色的a光和b光，在水面上形成了一个被照亮的圆形区域，俯视如图乙所示，环状区域只有b光，中间小圆为复合光，以下说法中正确的是（）A．在水中a光波速小于b光B．a光的频率小于b光C．用同一套装置做双缝干涉实验，a光条纹间距更小D．若某单缝能使b光发生明显衍射现象，则a光也一定能发生明显衍射现象【答案】AC【解析】如图，在被照亮的圆形区域边缘光线恰好发生了全反射，入射角等于临界角，由于a光照射的面积较小，则知a光的临界角较小，根据，知a光的折射率较大，由，知a光在水中的传播速度比b光小，a光的频率高于b光，A正确，B错误；由双缝干涉条纹间距公式，可知a光波长更短，条纹间距更小，C正确；单缝的尺寸小于光波的波长，或与波长差不多能发生明显的衍射，由于a的波长小于b的波长，所以若某单缝能使b光发生明显衍射现象，则a光不一定能发生明显衍射现象，D错误。故选AC。6．如图所示是小齐同学设计的一个能够测量电流的装置，其上部是一根粗细均匀横截面积为S的竖直细管，下部是一截面为正方形（边长为L）的容器。该容器左右两壁为导体，其他各面是绝缘的，其底部与大气相通。容器内有一个正方形的金属活塞，其边长也为L，可在容器内无摩擦滑动。活塞下面有一轻质弹簧支撑着，已知弹簧的劲度系数为k，活塞上部充有密度为ρ的绝缘油（测量过程中细管内始终有绝缘油）。容器的左右两壁与一电路连接，整个装置放在水平向里、磁感应强度为B的匀强磁场中。电键K闭合前，活塞处于静止状态，重力加速度为g，弹簧始终处于弹性限度内，则（）A．闭合电键K后，竖直细管中油柱的上表面会向上移动B．闭合电键K后，竖直细管中油柱的上表面会向下移动C．若油柱稳定后上表面变化的高度为x，则回路中的电流为D．若油柱稳定后上表面变化的高度为x，则回路中的电流为【答案】BC【解析】闭合电键K前，活塞受到重力、弹簧的弹力和液体的压强产生的压力，设这时液体的高度为h0，弹簧的弹力为F0，由受力平衡得，闭合电键K后，电流的方向从右向左，根据左手定则可以判定安培力的方向向下，此时的受力平衡，，活塞会向下运动，即液体的高度要减小，油柱的是上表面要下降，A错误，B正确；油柱上表面下降x，则进入容器的液体的体积，活塞下降的高度，液体的高度，弹簧的弹力变化，联立解得，C正确，D错误。故选BC。7．图甲为某品牌家用燃气灶点火装置的电路原理图，转换器左侧电路电源为一节新的干电池时，转换器把直流电压按比例转换为图乙所示的正弦交流电压并加在理想变压器的原线圈上，设变压器原、副线圈的匝数分别为、。当两点火针间电压瞬时值大于5000V就会产生电火花进而点燃燃气，闭合S，下列说法正确的是（

）A．当时，才能点燃燃气B．在正常点燃燃气的情况下，两点火针间电压的有效值一定大于5000VC．电压表的示数为25VD．当燃气灶中的干电池使用太久，输出电压变小，可能会使燃气灶打不着火【答案】AD【解析】原、副线圈的电压关系为，由于原线圈最大电压为50V，副线圈最大电压要大于5000V，可得，故A正确；根据，在正常点燃燃气的情况下，两点火针间电压的峰值一定大于5000V，电压的有效值不一定大于5000V，B错误；电压表的示数为正弦交流电的有效值，电压表的示数为，C错误；干电池旧了，输出电压变小，转换器输出电压相应减小，两点火针最大电压达不到要求，会使燃气灶打不着火，D正确。故选AD。8．如图所示，水平地面上固定有一足够大的导体板，上表面绝缘，右端接地。板上放置着两滑块M、N，其中M带正电，N不带电且绝缘。滑块M、N的质量分别为m、2m。N的正上方P处固定一电荷量为Q的正点电荷。现给滑块M向右的初速度，经过一段时间与滑块N发生弹性碰撞，碰撞时间极短，碰后滑块N向右运动距离l恰好静止。已知两滑块与导体板间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，两滑块均视为质点，整个过程滑块电荷量不变。则下列说法中正确的是（）A．M在运动过程中的电势能不变B．M在运动过程中的加速度不变C．碰撞前M运动的时间为D．碰撞前M克服摩擦力所做的功为【答案】AD【解析】导体板上表面绝缘，右端接地，电势为0，M在运动过程中的电势能不变，A正确；滑块M在除碰撞外，运动的整个过程中受重力mg、支持力N、摩擦力f和电场力F作用，其中重力、支持力和电场力在竖直方向上，三个力平衡，有mg+F=N，由于M质量小于m，碰撞后M向左减速到零。由于电荷量为Q的正点电荷的正下方的导体板表面电场强度比两侧的要大，因此电场力先变大后变小，则支持力N先变大后变小，水平方向的摩擦力，根据牛顿第二定律可得f=ma，解得，可以判断加速度先变大后变小，B错误；设绝缘滑块N刚刚发生弹性碰撞后的速度为v，之后匀减速运动，根据牛顿第二定律得加速度大小为，由运动学公式得，联立，解得，设刚碰撞前M的速度为v1，刚刚碰撞后的速度为v2，设向右为正，根据动量守恒定律得，根据弹性碰撞机械能守恒，有，联立解得，碰撞前，运动的整个过程中滑块M所受摩擦力为合力，根据动量定理可得，若无电场力，摩擦力为，可得，C错误；设碰撞前M克服摩擦力所做的功为W，根据动能定理，有，解得，D正确。故选AD。第Ⅱ卷三、填空题（每空1分，共9分）9．如图（a）所示，水平面上A、B、C、D四点构成一矩形，两波源分别位于A、C两点；两波源振动规律如图（b）所示，已知A、C两波源产生的两列简谐波传到B点的时间差是1s，，，则两列波的波长均为m，B、D两点的振动规律（填“相同”或“不同”），A、C两点所在的直线共有个振动加强的点。【答案】2相同5【解析】由题图（b）可知两列波的周期为，A、C两波源产生的两列简谐波传到B点的时间差是1s，则有，解得，则波长。A、C两波源振动情况相同，B、D两点到A、C两点的距离对称，则B、D两点的振动规律相同。由几何关系可知，而波长，当A、C间的点与A、C的距离差等于波长的整数倍时，该点为振动加强点，设该点到A、点的距离为x，有（n=0，1，2……）解得所以A、C两点所在的直线共有5个点为振动加强点。10．智能寻迹小车上装有传感器，会自动识别并沿水平面内的黑色轨迹行驶，黑色轨迹上标有数值的短线为分值线。比赛时，小车从起点出发，以停止时车尾越过的最后一条分值线的分数作为得分。如图，小车沿水平黑色轨迹匀速率运动，经过圆弧上A、B两位置时的向心力由___________（选填“重力”“静摩擦力”或“支持力”）提供；其大小分别为、，则有FA______（选填“大于”“等于”或“小于”）FB；小车以恒定功率从起点由静止沿水平黑色直线轨迹做加速运动，在其车尾刚越过“60分”线时恰好达到最大速度v，设小车受到的阻力恒定，牵引力大小的变化情况_______（选填“一直变大”“不变”或“一直减小”）。【答案】静摩擦力小于一直减小【解析】小车在水平面内行走，在水平方向上只受到摩擦力的作用；小车匀速率运动，因此小车牵引力与运动方向相反的动摩擦力平衡，经过圆弧时的向心力由指向圆心的静摩擦力提供。根据向心力公式，由图可知，经过圆弧上A、B两位置时的半径有，小车匀速率运动，则有。小车以恒定功率加速运动，受到的阻力恒定，根据，可知牵引力一直减小。11．A、B两物体在光滑水平地面上沿同一直线均向东运动，A在后，质量为5kg，速度大小为10m/s，B在前，质量为2kg，速度大小为5m/s，两者相碰后，B沿原方向运动，速度大小为10m/s，则A的速度大小为________m/s，方向为________。【答案】8向东【解析】设向东为速度正方向，则碰撞前A物体的速度vA=10m/s，B物体的速度vB=5m/s，碰撞后A物体的速度设为，碰撞后B的速度，两物体碰撞过程，由动量守恒定律有：代入数据，解得，为正值，说明碰撞后A物体的速度方向向东。四、实验题（共12分，第12题6分，第13题6分）12．某实验小组为了验证小球所受向心力与角速度、半径的关系，设计了如图甲所示的实验装置，转轴MN由小电机带动，转速可调，固定在转轴上O点的力传感器通过轻绳连接一质量为m的小球，一根固定在转轴上的光滑水平直杆穿过小球，保证小球在水平面内转动，直杆最外边插一小遮光片P，小球每转一周遮光片P通过右边光电门时可记录遮光片最外边的挡光时间，某次实验操作如下：(1)用螺旋测微器测量遮光片P的宽度d，测量结果如图乙所示，则mm。(2)如图甲所示，安装好实验装置，用刻度尺测量遮光片最外端到转轴O点的距离记为，测量小球球心到转轴O点的距离记为。开动电动机，让小球转动起来，某次遮光片通过光电门时光电门计时为t，则小球此时的角速度等于。（用字母d、t、、中的部分字母表示）(3)验证向心力与半径关系时，让电动机匀速转动，遮光片P每次通过光电门的时间相同，调节小球球心到转轴O点的距离的长度，测出每一个的长度以及其对应的力传感器的读数F，得出多组数据，画出的关系图像应该为。(4)验证向心力与角速度关系时让小球球心到转轴O点距离不变，调节电动机转速，遮光片P每次通过光电门的时间不同，记录某次挡光时间t同时记录此时力传感器的读数F，得出多组F与t的数据，为了准确验证小球所受向心力F与角速度ω的关系，利用实验测量应画（选填“”“”“”或“”）关系图。【答案】(1)(2)(3)A(4)【解析】（1）螺旋测微器的读数为（2）遮光片通过光电门时光电门计时为t时遮光条地线速度为，所以小球此时的角速度为。（3）遮光片P每次通过光电门的时间相同，L1、d不变，则不变，由可知：的关系图像为过原点得倾斜直线。（4）由，为了准确验证小球所受向心力F与角速度ω的关系，利用实验测量应画图像。13．干电池用久后通常电动势会减小，内阻增大。某同学利用DIS系统、定值电阻、电阻箱R等实验器材分别研究新、旧两节干电池的电动势和内阻，实验装置如图甲所示。首先测量电池a的电动势和内阻，实验时多次改变R的阻值，用电流传感器测得对应的电流值I，在计算机上显示出如图乙所示的的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b。(1)某次实验电阻箱调节后如图丙所示，则此时电阻箱的读数为Ω。(2)若定值电阻，令，，由图乙中实验图线a的拟合方程可得，电池a的电动势V，内阻Ω。(3)根据图乙可以判断，图线对应的是新电池（选填“a”或“b”）。(4)根据实验测得的电池a的R、I数据，若令，，则由计算机拟合得出的图线如图丁所示，则图线最高点A的坐标值应为Ω，W（结果均保留2位有效数字）。【答案】(1)12.0(2)2.0(3)b(4)2.00.22【解析】（1）由电阻箱的读数规则有（2）由闭合电路欧姆定律有，整理有结合题中图线a的解析式，有，，解得，。（3）由之前的分析可知，图像的斜率为电池的电动势的倒数，由题图可知，其图像a的斜率大，所以图线a的电动势小。根据题意，旧电池的电动势减小，所以图线a为旧电池，图线b为新电池。（4）分析题图中电路可知，外电路的用电器为电阻R和，结合题意可知，题图的y轴为电池的输出功率，题图的x轴为外电路的电阻。对电池有，结合题图有，由之前的分析可知，有，。题图中A点为y最大值，由上述公式可知，当，即外电路电阻等于电池内阻时，取得最大值，所以，。五、计算题：本题共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。14．中国作为一个海洋大国，拥有极为广阔的海域。核潜艇是核打击生存能力最强的一种，因其具备高度隐蔽性、机动性、长时间水下续航等特点，是国家核战略的重要基石。我国自主研发的094型战略核潜艇，使我国核威慑力量更加有效，第二次核打击能力得到巨大的提高，被称为“镇国神器”。一个体积为V的简易潜水艇模型如图所示。当储水舱里的气体体积为，压强为时，潜水艇有浸没在海水中。当地大气压强为，海水的密度为ρ，假设各深度处海水温度相同，潜水艇在吸入或排出海水过程中，海水深度对潜水艇的压强变化忽略不计。（1）当潜水艇用空气压缩泵缓慢排出储水舱上方的部分气体时，可以吸入一定量的海水，使潜艇恰好全部浸没在海水里并处于静止状态。此时，储水舱上方气体的压强为，求储水舱剩余气体的质量与原有气体的质量之比；（2）当潜水艇静止潜在深度h处时（潜水艇全部浸入海水后，储水舱内气体的变化忽略不计），用空气压缩泵向储水舱注入一定量的压强为的气体后，打开阀门排出部分海水使潜水艇向上浮。要使舱内的海水排出的体积为，求打开阀门前，储水舱内气体的压强。【答案】（1）；（2）【解析】（1）潜水艇有浸没在海水中时，根据平衡条件有潜水艇全部浸没在海水中静止时，设排出储水舱上方的部分气体的体积为，根据平衡条件有解得根据理想气体状态方程可知储水舱剩余气体的质量与与原有气体的质量之比为（2）设打开阀门前，储水舱内气体的压强为，此时储水舱内气体的体积为打开阀门后，储水舱内气体的压强为打开阀门后，储水舱内气体的体积为根据玻意耳定律可得解得15．临淄的蹴鞠是有史料记载的最早足球活动，图甲是某蹴鞠活动的场景。如图乙所示，某校举行蹴鞠比赛的场地为一长方形ABCD，长，宽，E、E′、F、F′分别为各边中点，O为EE′和FF′交点，EE′上竖直插有两根柱子，两柱之间挂一张大网，网的正中间有一圆形的球洞名为“风流眼”，两支球队分别在网的两侧，若蹴鞠穿过“风流眼”后落地，射门的球队得分。圆形“风流眼”的圆心Q在O点正上方，Q、O之间的高度。甲、乙两位运动员在某次配合训练中，甲将静止在地面F点的蹴鞠斜向上踢出，经时间恰好到达最高点P，P在场地上的投影为P′，P′到FF′的距离为，到AB的距离为2m。乙运动员紧接着从P点将蹴鞠斜向上踢出，恰好经过“风流眼”中的Q点且经过Q点时速度方向水平，穿过“风流眼”后蹴鞠落到EE′CD区域的K点（蹴鞠第一次着地的位置，图中未画出），蹴鞠的质量为，蹴鞠可看作质点，忽略空气阻力，重力加速度大小为。求：（1）甲运动员对蹴鞠做的功W；（2）K点到EE′的距离d。【答案】（1）；（2）【解析】（1）根据题意可知，蹴鞠斜向上运动时，沿和方向做匀速直线运动，竖直向上做竖直上抛运动，则有，竖直方向上有，由几何关系可得，蹴鞠斜向上运动时的初速度为由动