2024年高考物理考前信息必研卷05（福建专用）（Word版附解析）

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物理（考试版）
（试卷满分：100分）
全国高考物理试卷的试题题型式是4（单选题）＋4（双选题）＋3（填空题）＋2（实验题）＋3（计算题），高考命题依然是“内容不超过范围，深度不超要求”，注重增强灵活性和创新性为支撑，把考查的重点放在学生思维品质和综合应用所学科知识解决问题能力上。
2023年福建卷物理试题依据高考课程标准，在具体情境中深化基础性，考查学生对规律本质的理解，预测2024年物理高考命题整体上稳中有进，在求进中回归基础，在基础中强化融合，在融合中注重应用，在应用中力求创新，如“力学中情景模型”有：第1题水枪喷水灭火、第2题鲁南高铁、第5题耙、第6题北斗卫星导航、第7题风洞实验、第13题阿特伍德机，第14题镐，第15题乒乓球，“电学中情景模型”有：第3题静电除尘，本试卷的最后两道解答题分别考查动能定理、弹性碰撞、竖直上抛运动，以带电小球在有界平行电、磁场运动为载体来综合考查学生用物理知识分析和解决综合问题的能力。
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。）
1．一住宅阳台失火，消防员用靠在一起的两支水枪喷水灭火，如图所示甲水柱射向水平阳台近处着火点，乙水柱射向水平阳台远处清火点，两水柱最高点在同一水平线上，不计空气阻力，甲、乙水柱喷出时的速度大小分别为，甲、乙水柱在空中运动的时间分别为。以下判断正确的是（ ）
A．，B．，
C．，D．，
2．鲁南高铁是山东省“三横五纵”高速铁路重要组成部分，全长494公里。小明同学在济宁北站乘坐动车时，利用手机加速度传感器测量动车的加速度a随时间t的变化关系，如图所示。6s时动车由静止开始加速，可以认为加速度随时间均匀增大，10s时达到最大加速度，并以此加速度做匀加速直线运动直至达到最大速度252km/h，随后匀速行驶。在动车水平桌板上放置一质量为2kg的物体，该物体始终相对桌板静止。重力加速度，动车加速过程始终在水平面上，下列说法正确的是（ ）
A．10s时动车的速度大小为2m/s
B．动车匀加速直线运动的时间为138s
C．匀加速直线运动过程中，桌板对物体的作用力大小为1N
D．匀加速直线运动过程中，桌板对物体做的功为4900J
3．图甲为一个简易的静电除尘装置，没有底的空塑料瓶上固定着一块铝片和一根铜棒，将它们分别与起电机的正、负极相连。在塑料瓶里放置点燃的蚊香，瓶内产生烟尘，摇动起电机后瓶内变得清澈透明。图乙为瓶内俯视图，其中a、b、c为瓶内电场中同一条电场线上的三个点，且。则起电机摇动时（ ）
A．带负电的烟尘会向铜棒聚集
B．a点的电场强度大于b点的电场强度
C．a、b两点间的电势差小于b、c两点间的电势差
D．带负电的烟尘在b点时的电势能大于它在c点时的电势能
4．如图所示，质量为的小球P和质量为的小球Q通过两根长度均为的细线悬挂在天花板的点，两球之间通过长度为的轻杆相连，重力加速度为。现对小球P施加一外力并确保轻杆始终处于水平状态，则作用在小球P上的外力最小值为（ ）
A．B．C．D．
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．耙在中国已有1500年以上的历史，北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”，将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示，牛通过两根耙索拉粑沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为，夹角，拉力大小均为F，平面与水平面的夹角为（为AB的中点），如图乙所示。忽略耙索质量，下列说法正确的是（ ）
A．两根耙索的合力大小为FB．两根耙索的合力大小为
C．地对耙的水平阻力大小为1.5FD．地对耙的水平阻力大小为F
6．如图所示，I为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星，其对地张角为2θ；Ⅱ为地球的近地卫星。两卫星绕地球同向转动，已知地球的自转周期为T0，万有引力常量为G，根据题中条件，可求出（ ）
A．卫星I和卫星II的周期之比为
B．卫星I和卫星II的加速度之比为
C．地球的平均密度为
D．卫星II运动的周期内无法直接接收到卫星I发出电磁波信号的时间为
7．图甲中竖直放置的轻质弹簧一端固定在风洞实验室中的水平面上，以此水平面为重力势能的零势能面，质量为0.1kg的小球在弹簧正上方某处由静止下落，同时受到一个竖直向上恒定的风力。以小球开始下落的位置为原点O，竖直向下为x轴正方向，在小球下落的过程中，小球重力势能随其位移变化关系如图乙中的图线①，弹簧弹性势能随小球位移变化关系如图乙中的图线②，弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为108N/m，重力加速度g取。则下列说法正确的是（ ）
A．弹簧原长为0.5m
B．小球刚接触弹簧时的动能为0.45J
C．小球下落过程中所受风力为0.2N
D．小球的最大加速度大小为
8．如图所示，两根型平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为l和，处于竖直向下的磁场中，磁感应强度大小分别为和B。已知导体棒ab的电阻为R、长度为l，导体棒cd的电阻为、长度为，cd的质量是ab的3倍。两棒中点之间连接一原长为L轻质绝缘弹簧。现将弹簧拉伸至后，同时由静止释放两导体棒，两棒在各自磁场中往复运动直至停止，弹簧始终在弹性限度内。整个过程中两棒保持与导轨垂直且接触良好，导轨足够长，电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．整个过程中，回路中始终产生顺时针方向的电流
B．整个运动过程中，ab与cd的路程之比为3∶1
C．cd棒克服安培力做的功等于cd棒产生的热量
D．整个运动过程中，通过cd的电荷量为
第Ⅱ卷
三、填空题（每空1分，共9分）
9．（3分）2022年，中国新一代“人造太阳”科学研究取得突破性进展，HL-2M等离子体电流突破100万安培，创造了我国可控核聚变装置运行新记录。其中，氢核聚变的核反应方程为，则为 ，已知质量为，质量为，质量为，的质量为，光速，则该核反应释放的核能大小为
10．在“测量玻璃的折射率”的实验中，某同学经正确操作后作出的光路图如图所示，该玻璃砖的横截面为梯形。该同学测量出入射光线与玻璃砖前表面的夹角为30°，折射光线与玻璃砖前表面的夹角为60°，玻璃砖前、后表面的间距为。已知光在真空中的传播速度为，则可计算出玻璃砖的折射率为 ；该光在玻璃砖中的传播速度为 m/s；该光在玻璃砖中从A点传播到B点的时间为 s。
11．图甲为某一列沿x轴正向传播的简谐横波在时刻的波形图，图乙为参与波动的某一质点的振动图像，该简谐横波的传播速度为 m/s，从此时刻起，经过2秒，P质点运动的路程为 m。
四、实验题（共12分，第12题6分，第13题6分）
12．描绘一个标有“ ”的小灯泡的伏安特性曲线，有以下器材供选用：
A．电压表V量程，内阻为
B．电流表量程，内阻约
C．毫安表量程，内阻约
D．电阻箱（）
E.滑动变阻器（10Ω，2A）
F.滑动变阻器（，0.5A）
G.蓄电池（电动势，内阻不计）电键一个
(1)电流表选择 （选填“”或“”）滑动变阻器选择 （选填“”或“”）
(2)实验要求能够实现在的范围内对小灯泡的电压进行测量，尽可能减少实验误差，请你在虚线方框中画出实验电路原理图 。
(3)由实验可描绘出小灯泡的伏安特性曲线如下图，现把该小灯泡和一个电源（电动势，）串联在一起如乙图，则小灯泡的实际功率 （保留两位有效数字）
13．阿特伍德机是著名的力学实验装置，根据该装置可测量重力加速度，也可验证牛顿第二定律、机械能守恒定律或动量定理等力学规律。图甲是阿特伍德机的其中一种简化模型，铁架台上固定一轻质滑轮，跨过滑轮的轻质细绳悬吊质量均为的两个物块P、Q，物块P侧面粘贴小遮光片，其宽度为d、质量忽略不计。在物块P、Q下各挂5个相同的小钩码，质量均为。光电门1、2通过连杆固定于铁架台上，并处于同一竖直线上，且光电门1，2之间的距离为h。两光电门与数字计时器相连记录遮光片通过光电门的时间。整个装置现处于静止状态，当地的重力加速度为g。实验步骤如下：
(1)该小组同学先用该装置探究牛顿第二定律。将n（依次取、2、3、4、5）个钩码从物块P的下端摘下并挂在物块Q下端的钩码下面。释放物块，用计时器记录遮光片通过光电门1、2的时间、。由匀变速运动规律可得到物块P上升过程的加速度 （用“h、d、、”表示）。该小组同学测量的数据见上表，他们将表格中的数据转变为坐标点画在图乙的坐标系中，并作出图像。从图像可以得出：a与n成正比，图像的斜率 （用“M、m、g”表示）。根据斜率可进一步求得当地的重力加速度。同时也说明当连接体质量一定时，连接体的加速度与其所受的合外力成正比。
(2)该小组同学想利用该装置验证机械能守恒定律，将5个钩码从物块P的下端摘下并挂在物块Q下端的钩码下面。释放物块，用计时器记录遮光片通过光电门1、2的时间、。该过程中系统动能的增加量 ，系统重力势能的减少量 。（用“M，m，g，h、d、、”表示），代入真实的数据计算后即可得出系统的机械能是否守恒的结论。
(3)该小组同学还想利用该装置验证动量定理，将5个钩码从物块P的下端摘下并挂在物块Q下端的钩码下面。释放物块，用计时器记录遮光片通过光电门1、2的时间、。并且记录下遮光片从1运动到2的时间t。若以运动方向为正方向沿绳子建立一维坐标系，则该过程中系统“绳向”的动量变化量为 ，“绳向”合外力对系统的冲量 。（用“M，m，g，d，t，、”表示），代入真实的数据计算后即可验证系统动量的变化量与合外力的冲量大小是否相等。
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．（11分）如图，生产活动中的常用工具“镐”由镐头和木柄两部分组成，镐头嵌套在木柄上。为使两者嵌套深度更大，手持木柄（木柄底端距离地面高为h）使两者一起以相同加速度2g竖直向下运动，木柄与地面碰撞后速度立刻变为零并保持静止不动。已知镐头与木柄间的滑动摩擦力大小为Ff，镐头质量为m，木柄足够长，重力加速度为g，求
（1）镐头和木柄一起向下运动时，两者之间的摩擦力的大小；
（2）木柄与地面碰撞后镐头相对于木柄运动的距离。

15．（12分）一次课外活动中，兰兰让浮有乒乓球的水杯从一定高度下落，撞击地面后发现乒乓球反弹的高度远大于乒乓球起始高度。为了探究水杯里的乒乓球弹得更高的原因，可将上述过程简化为以下过程，如图所示：水杯和乒乓球从H=0.8m处由静止释放，水杯与地面碰撞过程中损失了75%的机械能，且碰撞时间极短，乒乓球与杯内水的相互作用过程近似为弹性碰撞，作用后乒乓球立即竖直上抛，乒乓球的质量m，水和杯的总质量M，忽略空气阻力及杯中水量的变化，重力加速度g取10m/s2，结果均保留两位有效数字。求：
（1）水杯落地时乒乓球的速度为多少；
（2）水杯与地面碰撞后的速度为多少；
（3）若，乒乓球反弹的高度约为多少。
16．（16分）如图所示的平面直角坐标系中，x轴水平向右、y轴竖直向上，区域I存在平行于xy平面的匀强电场，电场强度大小为，区域II存在垂直于xy平面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为，区域III存在竖直向上、场强大小为的匀强电场，和垂直于xy平面向外、宽度均为d、磁感应强度大小依次为，的匀强磁场。在坐标原点O将质量为m、电荷量为的小球以大小为的初速度竖直向上抛出，小球运动过程中经过A、C两点，在A点的速度大小为，方向与x轴正方向相同，第一次经过时速度方向沿x轴正方向；，是相邻区域的边界且均与x轴垂直，C是与x轴的交点，各区域竖直空间足够大。已知重力加速度为g。求：
（1）小球从O到A速度变化量的大小和区域I中电场强度与x轴正方向的夹角；
（2）小球经过C点时的速度大小和在区域II运动时的最大速度v；
（3）若，小球在区域III运动过程中最大的水平位移x。
n
1
2
3
4
5
0.20
0.41
0.59
0.79
1.00