福建省泉州市南平市2024届高三下学期省质检测评（一模）物理试卷（Word附解析）

这是一份福建省泉州市南平市2024届高三下学期省质检测评（一模）物理试卷（Word附解析），共10页。

全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、单项选择题：本题共4 小题，每小题4分，共 16 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.肥皂膜看起来常常是彩色的，雨后公路积水上漂浮的油膜，也经常显现出彩色条纹.下列现象的原理与之相同的是
A.杨氏双缝干涉实验
B.影子的形成
C.利用光导纤维传递信息，实现光纤通信
D.泊松亮斑
2.近年，我国阶段性建成并成功运行了“电磁撬”，创造了大质量电磁推进技术的世界最高速度纪录，其原理如图所示.两平行长直金属导轨固定在水平面，导轨间垂直安放金属棒，且始终与导轨接触良好，电流从一导轨流入，经过金属棒，再从另一导轨流回.已知平行导轨中的电流在两导轨间产生的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度 B 与电流 I 的关系式为B=kI(k为常量且已知).回路中的电流 I=1k,两导轨内侧间距为 k，金属棒被推进的距离为s=2m，金属棒的质量为 m=1kg，不计任何摩擦与阻力，下列说法正确的是
A.该“电磁撬”的原理为电磁感应
B.金属棒所在区域的磁场方向为垂直纸面向外
C.金属棒受到安培力的大小为1 N
D.金属棒从静止开始经过推进后的速度大小为1m/s
【高三物理 第 1页(共 6页)】 24470C3.人体的细胞膜模型图如图甲所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压(医学上称为膜电位)，现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为 d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图乙所示，初速度可视为零的钠离子(带正电)仅在电场力的作用下，从图中的 A 点运动到B点，下列说法正确的是
A.若膜电位增加，则钠离子离开细胞的速度更小
B.若膜电位不变，膜的厚度越大，则钠离子离开细胞的速度越大
C.钠离子的电势能增大
D. A 点电势高于 B 点电势
4.趣味比赛“毛毛虫竞速”锻炼体能的同时，也考验班级的团队协作能力.某高中校运动会比赛中某班五位同学齐心协力，默契配合，发令后瞬间将“毛毛虫”提起并沿水平跑道加速出发，加速度大小约为 7.5m/s².已知“毛毛虫”道具质量为 4kg，重力加速度g=10m/s²,不计空气阻力.则在发令后瞬间平均每位同学对道具的作用力约为
A.6 N B.8N
C.10 N D.30 N
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分.每小题有两项符合题目要求.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.通过观测木星的卫星，可以推算出木星的质量.假设卫星绕木星做匀速圆周运动，除了引力常量 G外，至少还需要两个物理量才能计算出木星的质量.这两个物理量可以是
A.卫星的半径和角速度 B.卫星的质量和轨道半径
C.卫星的线速度和角速度 D.卫星的运行周期和轨道半径
6.在某次台球游戏中，出现了如图所示的阵型，5个小球B、C、D、E、F并排放置在水平桌面上，其中4 个球B、C、D、E质量均为 m₁,A球、F 球质量均为m₂,A 球以速度 v₀ 与 B 球发生碰撞，所有的碰撞均可认为是弹性碰撞，下列说法正确的是
A.若 m₁=m₂,最终将有1个小球运动
B.若 m₁C.若 m₁>m₂,最终将有3个小球运动，且运动方向一致
D.若 m₁>m₂,最终将有 3个小球运动，且运动方向不一致
【高三物理 第2 页(共6页)】 24470C7.市面上有一种自动计数的智能呼拉圈.如图甲，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿过轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的细绳，其模型简化如图乙所示.将腰带水平套在腰上，通过人体微小扭动，使配重在水平面内做匀速圆周运动，此时绳子与竖直方向夹角为6.配重运动过程中认为腰带没有变形，下列说法正确的是
A.若增大转速，绳子的拉力变小
B.若增大转速，腰受到腰带的弹力变大
C.若减小转速，腰受到腰带的摩擦力不变
D.若只增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向夹角θ变小
8.如图所示，绝缘的水平面上固定两根相互垂直的光滑金属杆，沿两金属杆方向分别建立 x轴和y轴.另有两光滑金属杆1、2，t=0时刻与两固定杆围成正方形，金属杆间彼此接触良好，空间存在竖直向上的匀强磁场.分别沿x轴正向和y轴负向以相同大小的速度匀速移动金属杆 1、2，已知四根金属杆完全相同且足够长，回路中的电流为I(以逆时针为电流正方向)，通过金属杆截面的电荷量为q，用下列相关图像描述某段运动过程中电流 I 与电荷量q 关于时间t 变化的规律，可能正确的是
三、非选择题：共60分.考生根据要求作答.
9.(3 分)碳 14(¹⁶C)是由宇宙射线撞击所产生的具有放射性的粒子，可衰变为氮14(N).其各个半衰期所剩原子比例如图所示，某古木样品中碳14 的比例正好是现代植物所制样品的四分之一.则该古木的年代距今约 年；碳14 发生的是 衰变；碳14 和氮 14 中含有的中子个数之比为 .
【高三物理 第 3 页(共 6页)】 24470C10.(3分)一个容器内部呈不规则形状，为测量它的容积，在容器上插入一根两端开口的玻璃管，接口用蜡密封.玻璃管内部横截面积为 S，管内一静止水银柱封闭着长度为l₁ 的空气柱，如图所示，此时外界的温度为 T₁.现把容器浸在温度为 T₂ 的热水中，水银柱静止时下方的空气柱长度变为 l₂.实验过程中认为大气压没有变化，则容器内空气分子的数密度 (填“变大”“变小”或“不变”)，容器内空气分子的平均动能 (填“变大”“变小”或“不变”)，根据以上数据推导容器容积的表达式 V=.
11.(3分)如图甲,在均匀介质中有 A、B、C、D 四点:其中 A、B、C三点位于同一直线上,AC=BC=4m,DC=3m,DC垂直AB. t=0时,位于A、B、C处的三个完全相同的横波波源同时开始振动，振动图像均如图乙所示，振动方向与平面 ABD垂直，已知波长为 4m .这三列波的波速均为 m/s，t= s时，D处的质点开始振动，t=6s时，D处的质点与平衡位置的距离是 cm.
12.(6分)一同学利用如图所示装置来测定当地的重力加速度.已知光滑圆弧凹槽ABC的半径为R，B为圆弧轨道最低点，A、C 等高，θ很小.钢球的半径为r，当钢球经过圆弧轨道最低点 B时，钢球的球心恰好经过光电门(图中未画出).现将钢球从 A 点由静止释放，沿凹槽 ABC 自由往复运动，当光电门第一次被挡光时计数为“0”并开始计时，之后每挡光一次计数增加1，当计数为20 时,计时为 t.
(1)钢球往复运动的周期为
(2)钢球在圆弧轨道上的运动与单摆运动相似，根据“用单摆测量重力加速度”实验原理，可得当地的重力加速度的表达式为 g= .
(3)由于在计数时误将“19”计为“20”，由此测得重力加速度值与真实值相比是 .(填“偏大”或者“偏小”)
13.(10分)某同学想用一支新 HB铅笔笔芯(粗细均匀)的电阻来探索石墨的导电性.
(1)先用多用电表直接测量笔芯的电阻，先把选择开关调至欧姆“×10”挡，经过正确的操作后，发现指针偏转角度过大，此时应将选择开关调至欧姆 (填“×1”或“×100”)挡，并重新进行 调零，最终测量结果如图甲所示，则该铅笔笔芯的电阻为 Ω.
【高三物理 第 4页(共6页)】 24470C
(2)该同学想更准确地测出这支铅笔笔芯的电阻，他从实验室找到如下器材：
A.电源E:电动势约为 3.0 V;
B.电流表 A₁:量程为0~10mA,内阻 r₁=20Ω;
C.电流表 A₂:量程为0~100 mA,内阻 r₂=10Ω;
D.滑动变阻器 R₁:最大阻值为 5 Ω;
E.电阻箱 R₀:最大阻值为 999.9Ω;
F.开关S、导线若干.
为了尽量准确地测量这支铅笔笔芯电阻Rₓ的阻值，根据实验室提供的仪器，他设计图乙所示的电路，图中电流表 a 应选用 ，电流表 b应选用 .(均填“A₁”或“A₂”)
(3)要将电流表 a 与电阻箱R。改装为量程为 3 V 的电压表，则电阻箱的阻值应调至 R₀= Ω.
(4)闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表 A₁ 的示数 I₁和电流表 A₂的示数 I₂，根据测得的多组数据描绘出 I₂−I₁图像，如图丙所示，则笔芯电阻的阻值 Rₓ=Ω(结果保留 3 位有效数字).
14.(10分)如图，内径为r=1m、外径为 2r=2m 的圆环内有垂直纸面向里的匀强磁场.圆环左侧的平行板电容器两板间距离为r，电压大小为U=8×10⁴ V，板间存在与圆环内相同的匀强磁场.比荷为 1×10⁴ C/kg的正离子从电容器左侧水平飞入，在两板间恰好做匀速直线运动，并沿圆环直径方向射入环形磁场，求：
(1)当两匀强磁场的磁感应强度大小均为. B₀=2T时，离子射入两板间的速率以及离子在环形磁场中做圆周运动的半径；
(2)保持两磁场相同，仍使离子在两板间做匀速直线运动且不进入小圆区域，磁感应强度 B的取值范围.
【高三物理 第5页(共6页)】 24470C15.(10分)图甲为某品牌共享单车第一代产品，单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电.单车内小型发电机发电原理可简化为图乙所示，矩形线圈abcd的面积为S=100cm²，共有 N=10 匝，线圈总电阻为r=2Ω，线圈处于磁感应强度大小为 B=52πT的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO′转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路阻值为 R=8Ω电阻连接，不计交流电流表的内阻.在外力作用下线圈以 n=3r/s的转速绕轴OO'匀速转动，求：
(1)从图乙中位置开始计时，线圈产生电动势的瞬时值表达式；
(2)线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻 R 的电荷量；
(3)外力对线圈做功的功率.
16.(15 分)如图,质量 m₁=2kg的木板静止在光滑水平地面上，右侧的竖直墙面固定一劲度系数k=25 N/m的轻弹簧，弹簧处于自然状态.质量 m₂=3kg的小物块以水平向右的初速度滑上木板左端，两者共速时速度为 v₁=2m/s且木板未与弹簧接触.木板足够长，物块与木板间的动摩擦因数 μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.弹簧始终处在弹性限度内，弹簧的弹性势能 E，与形变量x的关系为 Ep=12kx2.重力加速度 g=10m/s²,结果可用根式表示.
(1)求小物块滑上木板时的初速度 v₀ 的大小；
(2)求木板与弹簧接触以后，物块与木板之间即将相对滑动时弹簧的压缩量x及此时木板速度 v₂ 的大小;
(3)已知木板向右运动的速度从 v₂减小到0 所用时间为0.3s.求木板从速度为 v₂时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，系统因摩擦产生的热量 Q.
【高三物理 第6页(共6页)】 24470C参考答案、提示及评分细则
一、单项选择题：本题共4小题，每小题 4 分，共 16 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.【答案】A
【解析】彩色肥皂膜和油膜是由于光在此薄层上形成薄膜干涉，呈现彩色花纹.杨氏双缝实验为光的干涉，A正确；影子的形成为光沿直线传播，B错误；光导纤维原理为光的全反射，C 错误；泊松亮斑为光的衍射，D错误.
2.【答案】C
【解析】该“电磁撬”的原理为电流的磁效应、磁场对电流的作用力，A 错误；金属棒所在区域的磁场方向为垂直纸面向里，B错误；由题意可知磁感应强度大小为 B=kI，金属棒受到安培力的大小为 F=BId=1N，C正确；金属棒从静止开始经过推进后，根据动能定理可得 Fs=12mv2−0解得 v=2m/s,D错误.
3.【答案】D
【解析】由动能定理可知 qU=12mv2,若膜电位不变时，即电压U 不变时，钠离子进入细胞内的速度不变；电压U 增加时，速度增大，故 A、B错误；初速度可视为零的钠离子仅在电场力的作用下，从图中的 A 点运动到B 点，可知钠离子运动中电场力做正功，所以钠离子的电势能减小，故C 错误；电场线从 A 到B，沿电场线电势降低，所以 A 点电势高于 B 点电势，故 D正确.
4.【答案】C
【解析】设平均每位同学对道具的作用力为 F，对“毛毛虫”道具受力分析，该道具受到重力和五位同学的作用力，如图所示，由几何关系和牛顿第二定律得 mg²+ma²=5F²,解得 F=10N,故选 C.
二、双项选择题：本题共4小题，每小题 6 分，共24分.每小题有两项符合题目要求.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.【答案】CD
【解析】根据 GMmr2=mω2r可知，卫星的星球半径无用，只知道角速度不能求出木星质量，故 A 错误；根据 GMmr2=mv2r可知，卫星的质量可以约去，只知道半径不能求出木星质量，故B 错误；卫星围绕木星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，已知卫星的速度和角速度，则轨道半径 r=vω,根据 GMmr2=mωv,即可求解木星质量 M，故 C正确；根据 GMmr2=m4π2rT2可知，知道卫星的运行周期和轨道半径可求解木星质量 M，故D正确.
【高三物理参考答案 第 1页(共 4 页)】 24470C题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
A
c
D
C
CD
AD
BC
AB
6.【答案】AD
【解析】碰撞时由动量守恒和能量守恒可知 m2v0=m2v2+m1v1,12m2v02=12m2v22+12m1v12，可得 v₂= m2−m1m1+m2v0,v1=2m2m1+m2v0.若 m₁=m₂,，则碰后两球交换速度，则最终只有 F 小球运动，选项 A 正确；若 m₁v₂>0,然后 B 和C 交换,直到 D 和 E 交换,E再与F 碰撞,F 向右运动,E 被弹回再与 D 交换…，则不只发生1次碰撞，选项B错误；若 m₁>m₂,则A、B碰后A 反弹，B向右运动与C 碰撞交换速度，最后 D、E 交换速度,最后 E 与F 碰撞,E、F都向右运动,B、C、D停止,则最终将有3个小球A、E、F 都运动,且运动方向相反，选项 C错误、D 正确.
7.【答案】BC
【解析】因对配重而言 mgtanθ=mω²lsinθ+r₀,若增大转速，配重做匀速圆周运动的半径变大，绳与竖直方向的夹角θ将增大，竖直方向 mg=Tcsθ，水平方向 Tsinθ=Fₙ,，可知配重在竖直方向平衡，拉力 T变大，向心力 Fₙ变大，对腰带受力分析如图所示，可得竖直方向f=Mg+Tcsθ=Mg+mg,水平方向 N=Tsinθ=Fₙ,故腰受到腰带的摩擦力不变，腰受到腰带的弹力增大，故 A 错误，B正确；若减小转速，根据 AB选项的分析，腰受到腰带的摩擦力仍是保持不变，故C正确；若增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向夹角为θ将不变,故 D错误.
8.【答案】AB
【解析】设初始正方形边长为 L，金属杆单位长度电阻为 r₀，分别沿x轴正向和y轴负向以相同大小的速度 v匀速移动金属杆 1、2，1杆产生的感应电动势为 E₁=BL−vtv,，方向为顺时针，2杆产生的感应电动势为 E₂=BL+vtv,方向为逆时针 E₂>E₁,回路中总电阻 R总=2L+vt+L−vtr0=4r0L不变，故回路中总电流为 I=E2−E1R总=2Bv2tR总,随时间均匀增加，当2 杆运动至y轴负半轴时，电流方向反向，故A、B正确；根据q=It 可得,C、D错误.
三、非选择题：共60分.考生根据要求作答.
9.【答案】11460 β 8:7(每空1分)
【解析】根据图像可知，剩余四分之一，时间约为 11460年；根据质量数守恒和电荷数守恒，所以衰变方程为发生的是β衰变；可知碳 14 中子数为 8，氮 14 中子数为7.
10.【答案】变小 变大 l2T1−l1T2T2−T1S每空 1 分)
【解析】由于空气体积增大，故分子的数密度变小；由于温度升高，空气分子的平均动能变大；根据气体实验定律得 V+l1ST1=V+l2ST2,解得 V=l2T1−l1T2T2−I1S.
11.【答案】1 3 2(每空1分)
【解析】由图乙的振动图像可知，振动的周期为4s，故三列波的波速为 v=λT=1m/s;山图甲可知，D处距离波源最近的距离为3m，故开始振动后波源C处的横波传播到D处所需的时间为 tc=DCv=3s;由几何关系可知AD=BD=5m，波源A、B产生的横波传播到 D 处所需的时间为 tAB=ADv=5s,t=6s时，波源C处的横波传播到 D 处后振动时间为 l2=t−tc=3s由振动图像可知此时 D 处为波源C 处传播横波的波谷. l=6s时，波源 A、B处的横波传播到 D 处后振动时间为 t3=t−tAB=1s,由振动图像可知此时D处为波源A、B处传播横波的波峰，根据波的叠加原理可知此时 D处质点的位移为y=2A-A=2cm，故t=6s时，D处的质点与平衡位置的距离是 2cm.
【高三物理参考答案 第 2 页(共4 页)】 24470C12.【答案】(1) 110(2分)
2400π2R−rt2(2分)
(3)偏大(2分)
【解析】(1)根据题意可得 t=10 T，解得钢球往复运动的周期为 T=t10;
(2)单摆的摆长 L=R-r,根据 T0=2πLg,结合上述解得 g=400π2R−rt2;
(3)由于计数失误使测量的周期偏小，根据上述可知，测得重力加速度值与真实值相比是偏大.
13.【答案】(1)×1(1分) 欧姆(1分) 28(2分)
(2)A₁(1分) A₂(1分)
(3)280.0(2分,280 得 1分)
(4)30.0(2分,30 不得分)
【解析】(1)由题可知，应把选择开关调至欧姆的“×1”挡，使红、黑表笔短接进行欧姆调零后，再进行笔芯电阻的测量,则图甲中的示数为 R=28×1Ω=28Ω;
(2)通过电流表α的电流小于通过电流表b的电流，为使金属电阻阻值的测量结果尽量准确，图中a应选用量程小的 A₁，b应选用量程大的 A₂.
(3)根据: 10mA×20Ω+Rₒ=3V,可得 R₀=280.0Ω.
(4)根据串、并联电路特点和欧姆定律可得 I₁R₀+r₁=I₂−I₁Rₓ,，整理得 I2=R.+Rν+r1R,I1,I2−I1图像的斜率为 k，则 k=Rx+R0+r1Rx,解得金属电阻的阻值为 Rₓ=30.0Ω.
14.【答案 14×104m/s2m2B≥433T
【解析】(1)设离子射入匀强磁场时的速率为 v，根据题意得
qUr=qvB0 (2 分)
解得 v=UBr=4×104m/s (1分)
设离子在磁场中做圆周运动的半径为 R，离子所受洛伦兹力提供向心力
由牛顿第二定律可得 qvB=mv2R,v=UBr (2分)
联立解得 R=mUqB2r=2m (1分)
(2)若离子恰好不进入小圆区域，设离子与小圆相切时轨道半径为 R₀，此时轨迹如图所示
在△OPO'中，由几何关系得 R02+2r2=R0+r2 (1分)
解得 R0=32r (1分)
要使离子不进入小圆，需满足的条件为 R≤R。(1分)
解得磁感应强度 B≥433T (1分)
【高三物理参考答案 第 3 页(共 4 页)】 24470C15.【答案】(1)e=3 2cs6πl(V)(2) 20πC (3)0.9 W
【解析】(1)线圈产生的最大感应电动势为
Em=NBSω=32V (1分)
线圈从垂直中性面位置开始转动，电动势的瞬时表达式为
e=32cs6πtV (2分)
(2)线圈从图示位置转过90°的过程中，感应电动势的平均值
E=NΔΦΔt=NBSΔt (1分)
感应电流的平均值为 I=qΔt=ER+r (1分)
解得通过电阻 R 的电量 q−220πC (1分)
(3)电动势的有效值为 E=Em2=3V (1分)
电流的有效值为 I=ER+r=0.3A (1分)
电路的热功率为. P=I²R+r=0.9W (1分)
由能量的转化关系，可知外力对线圈做功的功率为
P'=P=0.9W (1分)
16.【答案】((1) 103m/s(2)0.4m ⁴√₅m/s 3725−5425J
【解析】(1)由于地面光滑，则 m₁、m₂组成的系统动量守恒，则有
m₂v₀=m₁+m₂v₁ (1分)
代入数据有 v0=103m/s (2分)
(2)木板与弹簧接触以后，对 m₁、m₂组成的系统有
kx=m1+m2a外「 (1分)
对 m₂ 有 a₂=μg=2m/s²
当 aₖ=a₂时物块与木板之间即将相对滑动，解得此时的弹簧压缩量
x=0.4m (1分)
对 m₁、m₂ 组成的系统列动能定理有
−12kx2=12m1+m2v22−12m1+m2v (2分)
代入数据有 v2=455m/s (1分)
(3)木板从速度为v₂时到之后与物块加速度首次相同时的过程中，山于木板 m₁的加速度大于木块 m₂的加速度，则当木板与木块的加速度相同时即弹簧形变量为x时，则说明此时 m₁ 的速度大小为 m₁ v₂,，共用时 2t₀,且 m₂一直受滑动摩擦力作用，则对m₂有
−μm₂g⋅2l₀=m₂v₃−m₂v₂ (2分)
解得 v3=45−65m/s (1分)
则对于 m₁、m₂ 组成的系统有
Wt=12m1v22+12m2v32−12m1+m2v (2分)
Q=−W₁ (1分)
联立有 Q=725−5425 (1分)
【高三物理参考答案 第 4 页(共 4 页)】 24470C