精品解析：2023届福建省福州第一中学高三下学期二模物理试题（解析版）

福州一中2023届高中毕业班质量检测（二）

物 理

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. 2022年1月1日，我国自主三代核电华龙一号中核集团福清核电6号机组首次并网成功，开始向电网送出第一度电，成为全球第三台、我国第二台华龙一号并网发电机组。核反应堆中一种典型的核反应方程为，下列说法正确的是（　　）

A. 方程中，

B. 铀核的链式反应中可用重水吸收中子控制反应速度

C. 一个U原子核中中子比质子多143个

D. 三种原子核的结合能从大到小的顺序为U、、

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒可得

，

解得

，

故A错误；

B．铀核的链式反应中，常用的慢化剂有石墨、重水和普通水；用镉棒吸收中子控制反应速度，故B错误；

C．一个U原子核中中子数为

则有

可知一个U原子核中中子比质子多51个，故C错误；

D．原子核中的核子数越多，原子核的结合能越多，则三种原子核的结合能从大到小的顺序为U、、，故D正确。

故选D。

2. 某次越野滑雪比赛中甲、乙两名运动员从同一倾斜直雪坡顶端水平滑出后落到该雪坡上时所用的时间之比为，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A. 甲、乙在空中下降的高度之比为

B. 甲、乙在空中到雪坡的最远距离之比为

C. 甲、乙水平滑出的初速度大小之比为

D. 甲、乙在空中运动过程中动量改变量的方向不同

【答案】B

【解析】

【详解】AC．设倾斜雪坡的倾角为，两名运动员在空中运动的时间分别为、，初速度分别为、，在空中下落的高度为

则可知两名运动员在空中下落的高度比为

水平位移为

而雪坡倾角的正切值

可得

由此可得

故AC错误

B．将运动员在空中运动至离坡面最大距离处的运动分解为沿坡面和垂直坡面两个方向，沿坡面方向做匀加速直线运动，垂直坡面做匀减速直线运动，运动员在空中到破面的最远距离为

解得

故B正确；

D．运动员在空中运动过程中受到的合外力为重力，方向不变，根据动量定理

可知甲、乙在空中运动过程中动量改变量的方向相同，故D错误。

故选B。

3. 某人在池塘边演示波的干涉现象。把两个气球分别绑在两根木棍上，两手分别握着木棍，让两气球均匀拍打水面。两个气球相当于两个波源，观察水面发生的现象。下列说法正确的是（　　）

A. 若两个气球拍打水面的步调刚好相反，则不能观察到水波的干涉现象

B. 若两个气球拍打水面的振幅不同，则不能观察到水波的干涉现象

C. 若一个气球拍打水面的频率是另一个的2倍，则不能观察到水波的干涉现象

D. 若两个气球同时停止拍打水面，则水面上的干涉图样会立即消失

【答案】C

【解析】

【详解】A．两个气球振动形成的两列水波的频率等于气球拍打水面的频率，若两个气球拍打水面的步调刚好相反，则两列水波的频率仍然相同，能在水面上观察道水波的干涉现象，故A错误；

B．若两个气球拍打水面的振幅不同，但频率相同时，仍能观察到水波的干涉现象，只不过振动减弱点的振幅不为零，故B错误；

C．频率不同的两列波无法产生稳定的干涉现象，因此若一个气球拍打水面的频率是另一个的2倍，则不能观察到水波的干涉现象，故C正确；

D．若两个气球同时停止拍打水面，则已形成的水波会继续在水面上传播，水面上的干涉图样不会立即消失，故D错误。

故选C。

4. 2018年8月12日，“帕克”太阳探测器发射成功，2021年4月，“帕克”越过阿尔文临界面，进入太阳大气层。按照规划，“帕克”将在6.4年服役时间里24次近距离飞掠太阳，且最后一次掠日的轨道高度为600万公里左右。若在2022年以后探测器某圈飞行的轨迹如图所示，椭圆轨道在远日点处与金星轨道相切，只考虑太阳对探测器的引力，下列说法正确的是（　　）

A. 探测器绕太阳运行的周期小于1地球年大于1金星年

B. 相同时间内，探测器与太阳中心连线和金星与太阳中心连线扫过的面积相等

C. 探测器在远日点的速度比金星做圆周运动的速度大

D. 探测器在远日点的加速度与金星做圆周运动的加速度大小相等

【答案】D

【解析】

【详解】A．探测器椭圆轨道的半长轴比地球和金星的轨道半径都小，由开普勒第三定律可知，探测器绕太阳运行的周期小于地球和金星的公转周期，A错误；

B．根据开普勒第二定律可知，某个行星绕太阳运行时，行星与太阳中心的连线在相同时间内扫过的面积相等，但不同轨道的行星与太阳中心的连线在相同时间内扫过的面积不相等，B错误；

C．因为探测器在远日点做向心运动，所以在远日点时探测器的速度比金星做圆周运动的速度小，C错误；

D．根据牛顿第二定律可得

解得

由于，都相同，可知探测器在远日点的加速度与金星做圆周运动的加速度大小相等，D正确；

故选D。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有多项符合题目要求，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. 如图甲所示为某品牌负离子空气净化器，其产生负离子的原理如图乙所示，针状电极M和弧形电极N之间加上直流高压，使其间的空气发生电离，产生的负离子通过鼓风装置排出。在MN连线上，下列说法正确的是（　　）

A. 离M点越近，场强越大，电势越低

B. 离M点越近，同一正离子的加速度越小

C. 离M点越近，同一负离子的电势能越大

D. 各点的电势都大于零

【答案】AC

【解析】

【详解】A．高压供电装置正极接地，针状电极接电源负极，而弧形电极接地，可知弧形电极N点的电势高于针状电极M点的电势，且离M点越近电势越低，而针状电极尖端处电荷的密集程度大，因此离M点越近，场强越大，故A正确；

B．离M点越近，场强越大，由

可知，离M点越近，同一正离子的加速度越大，故B错误；

C．带负电的粒子在电势越低的地方电势能越大，因此可知离M点越近，同一负离子的电势能越大，故C正确；

D．因为弧形电极N接地，电势为零，而MN连线各点上的电势都小于N点的电势，因此可知MN连线上各点（不包括N点）的电势都小于零，故D错误。

故选AC。

6. 如图所示，粗糙水平面上放着一横截面为圆的柱状物体A，固定竖直挡板与A物体之间放着一横截面为圆的光滑柱体B。系统平衡时，A、B两物体的接触点恰为圆弧的中点，已知B物体的质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 竖直挡板与B物体间弹力大小为mg

B. A、B两物体之间的弹力大小为mg

C. 若将A稍右移并固定，竖直挡板与B间弹力将增大

D. 若将A稍右移并固定，A、B之间的弹力将减小

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．将圆弧面看成是倾角不同的斜面组合而成，对物体B受力分析如图所示

由平衡条件可得

，

解得

，

当A、B两物体的接触点恰为圆弧的中点时，，此时可得

，

故A正确，B错误；

CD．若将A稍右移并固定，则角增大，可知、均增大，故C正确，D错误。

故选AC。

7. 一滑块从某固定粗糙斜面底端在沿斜面向上的恒力作用下由静止开始沿斜面向上运动，某时刻撤去恒力，上升过程中滑块的动能和重力势能随位移变化的图象如图所示，图中、为已知量，滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 恒力的大小为

B. 斜面倾角的正切值为0.75

C. 滑块下滑到斜面底端时的速度大小为

D. 滑块质量可表示为

【答案】BC

【解析】

【详解】ABD．根据图像结合题意可知，滑块位移为时的动能为，滑块位移为时恒力F撤去，此时滑块的动能为，之后滑块在重力沿斜面向下的分力与摩擦力的作用下做减速运动，位移为时动能减为，可得滑块沿斜面向上的最大位移为，对滑块加速上滑和减速上滑过程分别有

，

根据滑块的重力势能随位移变化的图像有

联立解得

，，

故AD错误，B正确；

C．滑块从最高点下滑到斜面底端的过程中，根据动能定理有

解得

故C正确。

故选BC。

8. 如图所示，发电机可输出频率一定、电压有效值恒为U的正弦交流电，变压器原、副线圈的匝数分别为、，变压器可视为理想变压器。开始时开关断开，闭合，四个灯泡亮度相同。灯泡规格一样且不计灯丝电阻随温度的变化。下列说法正确的是（　　）

A. 变压器原、副线圈匝数比

B. 发电机输出电压U与一个灯泡两端电压的比为

C. 若开关闭合，则灯泡变亮，、变暗

D. 若开关断开，则灯泡、变暗，变亮

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据理想变压器的规律有

可知原、副线圈匝数比为2∶1，故A错误；

B．又

故

即

故B错误；

C．研究灯泡亮度变化时，可把变压器和其右侧电路等效为一个电阻，对理想变压器有

当闭合开关时，等效电阻不变，灯泡被短路，总电阻减小，总电流增大，灯泡分压变大，变亮，等效电阻分压变大，即原线圈两端电压变大，灯泡、变亮，故C错误；

D．当开关断开时，等效电阻，变大，分压变大，即原线圈两端电压变大，灯泡变亮，灯泡、的分压变小，、变暗，D正确。

故选D。

【点睛】发电机输出电压为原副线圈电压之和。

三、非选择题：共60分。其中9、10题为填空题，11、12题为实验题，13~15题为计算题。考生根据要求作答。

9. 如图甲、乙所示，分子力随两分子间距离变化的图像与分子势能随两分子间距离变化的图像比较相似，取无穷远处分子势能为零。___________（选填“图甲”或“图乙”）为分子力随两分子间距离变化的图像，当分子间距离从逐渐增大时，分子间作用力___________。

【答案】    ①. 图甲    ②. 先增大后减小

【解析】

【详解】[1]两图中的均表示平衡位置，即分子引力和斥力合力为零时的分子间距，甲图中在处图像与横轴相交，纵坐标为零，表示分子力为零，因此可知甲图为分子力随两分子间距离变化的图像；

[2]根据甲图分析可知，当分子间距离从逐渐增大时，分子间作用力整体表现为引力，且先增大后减小。

10. 继共享单车进入人们的日常生活之后，共享电动汽车也在各个城市出现。如表所示为某款电动汽车的参数，若某次充满电后在平直路面驾驶时，该车载重为100kg，所受阻力为车与载重总重力的0.02倍，重力加速度g取。该电动汽车的最大行驶速度为___________km/h，该车以额定功率行驶时最长行驶时间为___________h，电池充满电后储存的能量为___________J。

【答案】    ①. 90    ②. 5    ③. 5.4×107

【解析】

【详解】[1]根据题意可知该车所受阻力为

而当车速最大时有

代入数据解得

[2]由表中数据可知，该车在额定功率下的输出电流为

则可知在额定功率下最长行驶时间为

[3]电池充满电后储存的能量为

11. 某学习小组利用如下方案探究两个互成角度的力的合成规律。如图（a）所示，竖直木板上固定有白纸，两个光滑的滑轮a、b固定在木板上同一高度处，三根细线在O点打结，细线1绕过滑轮a悬挂4个钩码，细线2绕过滑轮b悬挂3个钩码，弹簧测力计通过细线3拉结点O。最后在白纸上画出力的图示进行探究，钩码均相同。

（1）实验过程中，下列做法符合要求的是___________。

A．测量时，弹簧测力计要与细线3处在同一直线上且与木板平行

B．测量时，弹簧测力计必须竖直向下拉细线3

C．稳定后，应在白纸上记录结点O的位置、三根细线的方向及弹簧测力计的示数

（2）读出弹簧测力计的示数为5.6N，三根细线的方向用在白纸上的投影点标记，如图（b）所示，请选择合适的标度，在图（b）中完成作图________。当弹簧测力计单独悬挂5个相同的钩码时，读数为5.0N。

（3）根据所作的图，得出的结论为___________。

【答案】    ①. AC##CA    ②. 见解析    ③. 在误差允许的范围内，力的合成遵循平行四边形定则

【解析】

【详解】（1）[1]A．测量时，为了减小误差，弹簧测力计要与细线3处在同一直线上且与木板平行，故A正确；

B．本实验探究两个互成角度的力的合成规律，对力的方向没有要求，则测量时，弹簧测力计不需要竖直向下拉细线3，故B错误；

C．稳定后，应在白纸上记录结点O的位置、三根细线的方向及弹簧测力计的示数，故C正确。

故选AC。

（2）[2]当弹簧测力计单独悬挂5个相同的钩码时，读数为5.0N，可知每个钩码的重力为，则有

，

选择合适的标度作图，的等大反向的力即为测量出的、的合力，利用平行四边形定则作出的、的合力的理论值为，如图所示

（3）[3]根据所作的图，比较和，得出的结论为：在误差允许的范围内，力的合成遵循平行四边形定则。

12. 电子温度计的核心元件是热敏电阻。某型号的热敏电阻说明书显示的图如图甲所示。学习小组想测量该热敏电阻在34~42°C的阻值与温度的关系。实验器材有电源（输出电压恒为，电流表A（量程，内阻约为50Ω）等，实验电路图如图乙所示。

主要实验步骤如下：

①闭合开关S，调节滑动变阻器R，使电流表满偏；

②保持滑动变阻器R接入电路的阻值不变，断开开关S，将做好防水处理后同温度计一起放进烧杯里，烧杯中倒入温水，当温度计示数为合适值时，读出电流表示数I；

③水温逐渐降低，读出不同温度下电流表示数I，填到记录表格中。

请完成以下问题；

（1）有两个滑动变阻器可供选择，最大阻值分别为100Ω、200Ω，本实验应选择最大阻值为_____Ω的滑动变阻器。

（2）温度为42°C时电流表指针如图丙所示，读数为I=___________mA，则测得此温度下热敏电阻的阻值=___________Ω（保留1位小数）。

（3）小组利用此热敏电阻和电磁继电器设计一个温度报警装置，环境温度低于42°C时报警指示灯不亮，达到或超过42°C时指示灯亮，电路图如图丁所示。则指示灯应连接在___________间（填“AB”或“CD”）。

【答案】    ①. 200    ②. 30.7##30.8    ③. 150.9    ④. CD

【解析】

【详解】（1）[1]闭合开关，调节滑动变阻器，当电流表满偏时有

因此可知滑动变阻器大约需要调节到，则需选择最大阻值为得滑动变阻器。

（2）[2]根据电流表的表盘刻度可知，该电流表的精度为1mA，因此读数时需估读到下一位，根据指针所示可读得电流表得示数为；

[3]根据闭合电路得欧姆定律有

代入数据解得

（3）[4]根据温度报警器组装得电路图，当温度低于42°C时，热敏电阻得阻值较大，电磁继电器线圈中的电流较小，磁力不足以把触片吸下，灯不亮，说明报警指示灯连接在CD间。

13. 滑雪运动是冬季人们喜爱的运动之一，甲、乙两同学在倾角为的雪坡上，开始乙同学能静止在B处，甲同学从距乙同学的A点由静止加速滑下，滑到B处时两同学瞬间抱紧一起沿雪坡下滑，后恰好滑到雪坡底端C处，经过C点瞬间甲同学立即给乙同学一水平瞬时冲量，分离后乙继续向前滑行后停止，甲、乙两同学的质量分别为，两同学的滑雪板与雪面之间的动摩擦因数均为，若雪面各处粗糙程度相同，两同学通过C点时无速度损失。不计空气阻力，重力加速度。求：

（1）两同学抱紧瞬间损失的机械能；

（2）过C点瞬间，乙对甲的冲量大小。

【答案】（1）J；（2）

【解析】

【详解】（1）甲同学加速下滑的过程中，设加速度为a，根据牛顿第二定律有

根据匀变速直线运动规律有

解得

两同学抱紧的瞬间，根据动量守恒定律有

损失的机械能为

解得

J

（2）两同学共同下滑时，根据牛顿第二定律有

经过后共同速度为

两同学分离后，乙同学向前做匀减速直线运动，有

设甲、乙分离瞬间乙同学的速度为，根据匀变速直线运动规律有

解得

甲、乙分离过程，对乙根据动量定理有

则乙同学对甲同学的冲量大小为

14. 如图所示，垂直纸面向里的匀强磁场中有一固定竖直挡板，挡板足够长，P处有一粒子源，PO连线垂直挡板，P到O的距离为L。粒子源能垂直磁场沿纸面向各个方向发射速度大小均为v的带正电粒子。粒子质量均为m，电荷量均为q，到达挡板的粒子都被吸收，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。

（1）若有粒子能到达挡板，求磁感应强度大小B应满足的条件；

（2）若粒子到达挡板上侧最远处为M点，下侧最远处为N点，且，求磁感应强度的大小B。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）若恰有粒子能到达挡板，则粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径最小，为

如图1所示，由几何关系可知

洛伦兹力充当向心力，由牛顿第二定律有

解得

即当时，有粒子能到达挡板。

（2）设粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为r，粒子到达挡板上侧最远处M点时，轨迹圆在M点与挡板相切，如图2所示。设O、M间距离为

由几何关系有

粒子到达挡板下侧最远处N点时，PN为轨迹圆直径。设O、N间距离为，由几何关系可得

由题意知

解得

由牛顿第二定律有

解得

15. 如图甲，光滑绝缘斜面上两条虚线之间的区域存在方向垂直斜面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，一质量为m的矩形导线框abcd置于斜面上，且ab边与磁场的上边界重合。现将导线框由静止释放，导线框运动过程中的图象如图乙所示，已知两条虚线之间的距离为4L，，重力加速度为g，斜面的倾角为，导线框的电阻为R，，不考虑电流的磁效应，求：

（1）导线框恰好全部进入磁场时的速率；

（2）在导线框开始离开磁场到恰好全部离开磁场的过程中，导线框中产生的焦耳热；

（3）导线框从刚进入磁场到恰好完全离开磁场所用的时间。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）导线框进出磁场的过程中，由法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得

，

安培力

由图乙知，导线框全部进入磁场前开始做匀速直线运动，由平衡条件得

解得导线框恰好全部进入磁场时的速率为

（2）在cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程中，感应电流为零，由机械能守恒定律得

在导线框开始离开磁场到恰好全部离开磁场的过程中，由能量守恒定律得该过程导线框产生的焦耳热为

由图乙可知

联立各式得

（3）导线框进入磁场的过程中，设通过导线框导线某横截面的电荷量为q，则有

可得

由动量定理得

即

在cd边进入磁场到ab边离开磁场的过程中，由动量定理得

在ab边离开磁场到cd边离开磁场的过程中，由动量定理得

导线框从刚进入磁场到恰好完全离开磁场所用的时间为