2027年福建省南平市高考物理四模试卷（含答案解析）

这是一份2027年福建省南平市高考物理四模试卷（含答案解析），共35页。
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。
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、如图所示，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框，在导线框右侧有一宽度为d（d＞L）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动，t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，并以此位置开始计时做为导线框位移x的起点，随后导线框进入磁场区域，直至导线框的右边与磁场区域右边界重合。下列图象中，可能正确描述上述过程的是（其中q表示流经线框的电荷量，v表示线框的瞬时速度）（ ）
A．B．
C．D．
2、甲、乙两个质点沿同一直线运动，它们的位移一时间图象如图所示。对0-t0时间内甲、乙两质点的运动情况，下列说法正确的是
A．甲运动得比乙快
B．甲运动的位移比乙运动的位移小
C．乙先沿负方向运动后沿正方向运动
D．甲、乙两质点间的距离先增大后减小
3、如图所示，甲球用细线悬挂于车厢顶，乙球固定在竖直轻杆的下端，轻杆固定在天花板上，当车向右加速运动时，细线与竖直方向的夹角为θ=45°，已知甲球的质量为m，乙球 的质量为2m，重力加速度为g。则轻杆对乙球的作用力大小等于（ ）
A．mgB．mgC．2mgD．mg
4、双星系统由两颗相距较近的恒星组成，每颗恒星的半径都远小于两颗星球之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，相距为L的M、N两恒星绕共同的圆心O做圆周运动，M、N的质量分别为m1、m2，周期均为T。若另有间距也为L的双星P、Q，P、Q的质量分别为2m1、2m2，则( )
A．P、Q运动的轨道半径之比为m1∶m2
B．P、Q运动的角速度之比为m2∶m1
C．P、Q运动的周期均为T
D．P与M的运动速率相等
5、如图所示，AO、BO、CO是完全相同的绳子，并将钢梁水平吊起，若钢梁足够重时，绳子AO先断，则（ ）
A．θ=120°
B．θ＞120°
C．θ＜120°
D．不论θ为何值，AO总是先断
6、2019年1月3日，嫦娥四号成功登陆月球背面，全人类首次实现月球背面软着陆。嫦娥四号登陆月球前，在环月轨道上做匀速圆周运动，其与月球中心连线在单位时间内扫过的面积为S，已知月球的质量为M，引力常量为G，不考虑月球的自转，则环月轨道的半径大小为( )
A．B．C．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、大型对撞机是科学研究的重要工具，中国也准备建造大型正负电子对撞机，预计在2022至2030年之间建造，对撞机是在回旋加速器的基础上逐步发展出来的。回旋加速器的原理示意图如图所示，和是两个中空的半圆金属盒，均和高频交流电源相连接，在两盒间的窄缝中形成匀强电场，两盒处于与盒面垂直的匀强磁场中，中央O处是粒子源。若忽略粒子在电场中的加速时间，不考虑相对论效应，下列说法正确的是（ ）
A．带电粒子每运动一周被加速两次
B．带电粒子在磁场中运动的周期越来越小
C．粒子的最大速度与半圆金属盒的尺寸无关
D．磁感应强度越大，带电粒子离开加速器时的动能就越大
8、如图所示，ac和bd是相距为L的两根的金属导轨，放在同一水平面内。MN是质量为m，电阻为R的金属杆，垂直导轨放置，c和d端接电阻R1=2R，MN杆与cd平行，距离为2L，若0－2t0时间内在导轨平面内加上如图所示变化的匀强磁场，已知t=0时刻导体棒静止，磁感强度竖直向下为正方向，那么以下说法正确的是（ ）
A．感应电流的方向先沿顺时针后沿逆时针方向
B．回路中电流大小始终为
C．导体棒受到的摩擦力方向先向左后向右
D．导体棒受到的摩擦力大小不变
9、图甲是光电效应的实验装置图，图乙是光电流与加在阴极K和阳极A上的电压的关系图象，下列说法正确的是
A．由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大
B．由图线①、②、③可知对某种确定的金属来说，其遏止电压只由入射光的频率决定
C．只要增大电压，光电流就会一直增大
D．不论哪种颜色的入射光，只要光足够强，就能发生光电效应
10、关于热现象，下列说法正确的是（ ）
A．在“用油膜法估测分子的大小”的实验中，油酸分子的直径(也就是单层油酸分子组成的油膜的厚度)等于一小滴溶液中纯油酸的体积与它在水面上摊开的面积之比
B．两个邻近的分子之间同时存在着引力和斥力，它们都随距离的增大而减小，当两个分子的距离为r0时，引力与斥力大小相等，分子势能最小
C．物质是晶体还是非晶体，比较可靠的方法是从各向异性或各向同性来判断
D．如果用Q表示物体吸收的能量，用W 表示物体对外界所做的功，ΔU表示物体内能的增加，那么热力学第一定律可以表达为Q =ΔU + W
E.如果没有漏气没有摩擦，也没有机体热量的损失，这样的热机的效率可以达到100%
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）某研究性学习小组的一同学想测量一下某电阻丝的电阻率，实验室供选择的器材如下：
A．量程0.6A，内阻约0.5Ω的电流表
B．量程3A，内阻约0.01Ω的电流表
C．量程0.6A，内阻0.5Ω的电流表
D．量程15V，内阻约30kΩ的电压表
E.阻值为0~1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器
F.阻值为0~10Ω，额定电流为1A的滑动变阻器
G.阻值为0~99.9Ω的电阻箱
H.电动势为3V的电池
I.开关一个、导线若干
（1）如图甲是他先用螺旋测微器测量电阻丝直径的示意图，则该电阻丝的直径D=____mm，用多用电表粗测了该电阻丝的电阻如图乙所示，则多用电表的读数为____Ω；
（2）该同学想用伏安法精确测量该电阻丝的电阻，他检查了一下所给器材，发现所给电压表不能用，就用电流表改装一电压表，你认为所给电压表不能用的理由是____；如果要改装成量程为3V的电压表，需要串联的电阻R=____Ω；如果他选好器材后设计了如图所示的电路，电流表他应选用_____；滑动变阻器应选用_____；
（3）该同学连好电路后，测出该电阻丝的长度为L，直径为D，然后改变滑动变阻器滑动头的位置读出两个电流表和电阻箱的若干数据，其中电流表A1、A2的读数分别用I1、I2来表示，从而测出该电阻丝的电阻率ρ，则ρ的表达式是___；(用所有测量的物理量的字母表示)
（4）如果要求电流表A2的读数从零开始，请你根据上图将电路添加一条线改画在电路图上。（__________）
12．（12分）某同学要测量一个未知电阻Rx的阻值，实验过程如下：
（1）先用多用电表粗测电阻Rx的阻值，将多用电表功能选择开关置于“×1k”挡，调零后经测量，指针位置如图所示，电阻Rx的阻值为______kΩ。
（2）为了尽可能精确测量其内阻，除了Rx，开关S、导线外，还有下列器材供选用：
A．电压表V1（量程0～1V，内阻约3kΩ）
B．电压表V2（量程0～10V，内阻约100 kΩ）
C．电流表A1（量程0～250μA，内阻Ω）
D．电流表A2（量程0～0.6A，内阻约0.125Ω）
E．滑动变阻器R0（阻值范围0～10Ω，额定电流2A）
F．定值电阻R1（阻值R1=400Ω）
G．电源E（电动势12V，额定电流2A，内阻不计）
①电压表选用________，电流表选用_____________（填写器材的名称）
②请选用合适的器材，在方框中画出实验电路图，标出所选器材的符号。（________）
③待测Rx阻值的表达式为Rx=_______。（可能用到的数据：电压表V1、V2示数分别为U1、U2；电流表A1、A2的示数分别为I1、I2）
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）如图，质量为6m、长为L的薄木板AB放在光滑的平台上，木板B端与台面右边缘齐平．B端上放有质量为3m且可视为质点的滑块C，C与木板之间的动摩擦因数为μ＝，质量为m的小球用长为L的细绳悬挂在平台右边缘正上方的O点，细绳竖直时小球恰好与C接触．现将小球向右拉至细绳水平并由静止释放，小球运动到最低点时细绳恰好断裂，小球与C碰撞后反弹速率为碰前的一半．

(1)求细绳能够承受的最大拉力；
(2)若要使小球落在释放点的正下方P点，平台高度应为多大；
(3)通过计算判断C能否从木板上掉下来．
14．（16分）在容积为40L的容器中，盛有压缩二氧化碳3.96kg，该容器能承受的压强不超过6.0106pa，求容器会有爆炸危险时内部气体达到的摄氏温度？（已知二氧化碳在标准状态下的密度是1.98kg/m3，温度是0，压强是1105pa）
15．（12分）在室温(27 °C)环境中,有一罐压强为9.0标准大气压、容积为0.02m3的氦气， 现将它与一气球连通给气球充气。当充气完毕时，气球压强为1.2标准大气压，假若充气过程中温度不变，求：
①充气后气球的体积；
②充气前罐内氢气的质量。(已知氢气的摩尔质量为4.0g/ml，标况下气体的摩尔体积为22.4 L/ml)
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、D
【解析】
AB．线圈进入磁场时，产生的感应电动势为
E=BLv
感应电流为
线框受到的安培力大小为
由牛顿第二定律为
F=ma
则有
在线框进入磁场的过程中，由于v减小，所以a也减小，则流经线框的电荷量
则q∝x，q-x图象是过原点的直线。根据数学知识得：
因为v减小，则q-t图象切线斜率减小；当线框完全进入磁场后，无感应电流，不受安培力，线框做匀速直线运动，磁通量不变，故AB错误；
C．线圈进入磁场的过程做加速度减小的变减速运动，v-t图象是曲线，故C错误；
D．线圈进入磁场的过程，根据动量定理得：
又
联立整理得
v-x图象是向下倾斜的直线，线框完全进入磁场后，做匀速直线运动，故D正确。
故选D。
2、B
【解析】
C.由图可知，甲、乙做的是同向运动， C错误；
D.由图可知，甲、乙间的距离在逐渐减小，D错误；
A.图线的斜率为速度，因此中运动得比乙慢，A错误；
B.乙运动的位移比甲的位移大， B正确。
3、D
【解析】
对甲球由牛顿第二定律知
ma=mgtanθ
则加速度大小为：
a=gtanθ
设杆对乙球的作用力为F，则
解得：
F=2mg；
A. mg，与结论不相符，选项A错误；
B. mg，与结论不相符，选项B错误；
C. 2mg，与结论不相符，选项B错误；
D. mg，与结论相符，选项D正确；
4、C
【解析】
双星系统的两颗恒星运动的角速度相等，由万有引力提供向心力，对M、N有
G ＝m1·r1
G＝m2·r2
对P、Q有
G＝2m1·r′1
G＝2m2·r′2
其中
r1＋r2＝L，r′1＋r′2＝L
联立解得
T′＝T
由
2m1r′1＝2m2r′2
可知
r′1∶r′2＝m2∶m1
则可知
r1＝r′1
结合v＝可知P与M的运动速率不相等，故ABD错误，C正确。
故选C。
5、C
【解析】
以结点O为研究对象，分析受力，作出力图如图．
根据对称性可知，BO绳与CO绳拉力大小相等．由平衡条件得：FAO=2FBOcs，当钢梁足够重时，AO绳先断，说明FAO＞FBO，则得到2FBOcs＞FBO，解得：θ＜120°，故C正确，ABD错误。
6、A
【解析】
根据万有引力提供向心力
解得该人造卫星做圆周运动的周期为
人造卫星绕地球做匀速圆周运动的圆的面积为为πr2，所以人造卫星与地心连线在单位时间内所扫过的面积为
解得环月轨道的半径大小为：
A. ，与结论相符，选项A正确；
B. ，与结论不相符，选项B错误；
C. ，与结论不相符，选项C错误；
D. ，与结论不相符，选项D错误。
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、AD
【解析】
A．带电粒子转动一周，两次经过电场，所以每运动一周被加速两次，故A正确；
B．带电粒子在磁场中运动的周期与速度无关，故B错误；
C．粒子从回旋加速器中射出时，最后一圈圆周运动的半径与金属盒半径相同，由
得
可知金属盒半径r越大，最大速度ν越大，故C错误；
D．由，可知磁感应强度B越大，最大速度v越大，粒子动能越大，故D正确。
故选AD。
8、BC
【解析】
AB．设导体棒始终静止不动，由图乙可知，图线斜率绝对值即为磁场变化率且恒定，由公式
感应电动势恒定，回路中电流
恒定不变，由于t=0时刻导体棒静止，由可知，此时的安培力最大，则导体棒始终静止不动，假设成立，由楞次定律可知，感应电流方向始终为顺时针方向，故A错误，B正确；
C．由于感应电流方向不变，内磁场方向竖直向下，由左手定则可知，安培力方向水平向右，由于导体棒静止，则摩擦力方向水平向左，同理可知，时间内安培力方向水平向左，摩擦力方向水平向右，故C正确；
D．由平衡可知，摩擦力大小始终与安培力大小相等，由于电流恒定，磁场变化，则安培力大小变化，摩擦力大小变化，故D错误。
故选BC。
9、AB
【解析】
由图线①、③可知在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流越大，故A正确；根据光电效应方程知，Ekm=hv-W0=eUc，可知入射光频率越大，最大初动能越大，遏止电压越大，可知对于确定的金属，遏止电压与入射光的频率有关，故B正确；增大电压，当电压增大到一定值，电流达到饱和电流，不再增大，故C错误；发生光电效应的条件是入射光的频率大于截止频率，与入射光的强度无关，故D错误．
故选AB．
10、ABD
【解析】
A.根据用“油膜法”估测分子大小的实验原理可知，让一定体积的纯油酸滴在水面上形成单分子油膜，由于油酸分子是紧密排列的，而且形成的油膜为单分子油膜，然后用每滴油酸酒精溶液所含纯油酸体积除以油膜面积得出的油膜厚度即为油酸分子直径，故A正确；
B.当分子间的距离r＜r0时，分子力表现为斥力，减小分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加；当分子间的距离r＞r0时，分子力表现为引力，增大分子间的距离，分子力做负功，分子势能增加，所以当两个分子的距离为r0时，引力与斥力大小相等，分子势能最小，故B正确；
C.单晶体具有各向异性，多晶体与非晶体都具有各向同性，所以不能根据各向异性或各向同性来判断物质是晶体还是非晶体；晶体具有一定的熔点，而非晶体没有固定的熔点，比较可靠的方法是通过比较熔点来判断，故C错误；
D.根据热力学第一定律可知，如果用Q表示物体吸收的能量，用W 表示物体对外界所做的功，U表示物体内能的增加，那么热力学第一定律可以表达为Q=U+W，故D正确；
E.即使没有漏气没有摩擦，也没有机体热量的损失，根据热力学第二定律可知，热机的效率不可以达到100%．故E错误。
故选ABD．
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、2.000 5.0 因为电源电动势只有3V，所给电压表量程太大 4.5 A、C F
【解析】
（1）[1]根据螺旋测微器读数规则读数为2.000mm。
[2]从图上可以看出选择开关放在了“×1挡”，根据读数规则读出电阻为5.0Ω。
（2）[3]因为电源电动势只有3V，所给电压表量程太大。
[4]改装成量程为3V的电压表，选用电流表A改装，需要串联的电阻
R=Ω=4.5Ω
[5]由于所求电阻丝的电阻约为5Ω，两端的电压不超过3V，电流不超过0.6A，为求电表读数准确，量程不能过大，所以电流表选A和C。
[6]阻值为0~1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器阻值太大，为方便调节滑动变阻器应选用F。
（3）[7]根据电阻定律和欧姆定律，有
因此ρ的表达式是
（4）[8]因为要求电压表读数从零开始，所以用分压式接法，又电压表的内阻比待测电阻大的多，故采用电流表外接法，故完整的电路图如图所示
12、10 V2 A1 或
【解析】
（1）[1]将多用电表功能选择开关置于“×1k”挡，调零后经测量，则电阻Rx的阻值为：10×1kΩ=10kΩ；
（2）①[2]因电源E的电动势12V，所以电压表选V2；
[3]回路中的最大电流：
A=1.2μA
所以电流表选A1；
②[4]根据题意，为了尽可能精确测量其内阻，所以滑动变阻器用分压式接法；因该电阻是大电阻，所以电流表用内接法，又回路程中的最大电流=1.2μA大于A1的量程，所以应并联定值电阻R1，改成一个大量程的电流表，则设计的电路图，如图所示：
③[5]根据电路图可知，Rx两端的电压为
流过Rx的电流为：
根据欧姆定律有：
代入解得：或
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)3mg(2)L(3) 滑块C不会从木板上掉下来
【解析】
（1）设小球运动到最低点的速率为v0，小球向下摆动过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：
解得：
小球在圆周运动最低点，由牛顿第二定律：
由牛顿第三定律可知，小球对细绳的拉力：T´=T
解得：T´=3mg
（2）小球碰撞后平抛运动．在竖直方向上：
水平方向：L=
解得：h=L
（3）小球与滑块C碰撞过程中小球和C系统满足动量守恒，设C碰后速率为v1，以小球的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：
设木板足够长，在C与木板相对滑动直到相对静止过程，设两者最终共同速率为v2，由动量守恒定律的：
由能量守恒定律得：
联立⑨⑩⑪解得：s=L/2
由s