2024届福建省福州一中等名校高三下学期2月大联考物理试题（解析版）

这是一份2024届福建省福州一中等名校高三下学期2月大联考物理试题（解析版），共14页。试卷主要包含了考试结束后，将答题卡交回，2 m/s等内容，欢迎下载使用。
准考证号 姓名 (在此卷上答题无效)
2024届福建省福州一中等名校高三下学期2月大联考
物 理 试 题
2024.2
本试卷共8页，考试时间75分钟，总分100分。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如 需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。 写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将答题卡交回。
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。
1.2023年10月3日，在杭州亚运会田径女子4×100 m 接力决赛中，位于第8道的中国队以 43秒39的成绩夺得冠军，时隔9年重返亚洲之巅，其中第四棒运动员是福建选手葛曼棋。 如图所示为4×100m 跑道的起终点区域，部分赛道起点位置及比赛终点线如图中所标注， 则在整个比赛中
A.43 秒39表示时刻
B. 每位运动员位移的大小都为100m
C. 中国队的平均速度约为9.2 m/s
D. 中国队运动员的总位移比位于第3道的新加坡队大
2. 太阳发射出的高能带电粒子击穿大气层，并与大气中的分子和原子相碰撞，使被撞击的 分子和原子处于激发状态，恢复常态时，其激发的能量就以光能的形式发射出来，从而 形成了绚丽多彩的极光。受大地磁爆影响，2023年12月1日北京上空罕见地出现了极光， 已知此次出现的深红色极光波长约为630nm, 真空中的光速为3×10°m/s, 则
A. 极光是由分子和原子从高能级向低能级跃迁时产生的
B. 大气层中的分子和原子可以吸收任意大小的能量发生跃迁
C. 深红色极光的频率约为4.8×10"Hz
D. 对极光进行光谱分析可以推测太阳的物质组成
3. 如图甲所示，弹跳鞋是一种新型体育用品鞋，其底部装有弹簧。使用时人对弹簧施加压 力，使弹簧形变后产生竖直向上的弹力，将人向上弹离地面。某次上升过程中人的动能 E 随重心上升高度h 变化的图像如图乙所示，上升高度为h,时动能达到最大值，图中h₂~h₃ 段为直线，其余部分为曲线，已知弹簧始终处于弹性限度内，空气阻力忽略不计，则
甲
乙
A. 上升高度为h₁ 时，人的加速度达到最大值
B. 上升高度为h₂ 时，弹跳鞋离开地面
C. 在0~h₂的上升过程中，人的机械能先增大后减小
D. 在hz~h₂的上升过程中，人处于超重状态
4.2023年12月1日发生了大地磁爆，低层大气受热膨胀，导致高层大气密度增加，增大了 对航天器的飞行阻力，造成风云三号G 星的轨道高度单日降低了约400m。 已知风云三号 G星质量m=3.6×10°kg, 正常运行的轨道半径约r=6.8×10°m, 地球质量M=6.0×10*kg, 万有引力常量G=6.7×10"N·m²·kg^。已知质量为m 的物体从距地心r处运动到无穷远处
轨道降低前后风
的过程中克服地球引力所做的功为
,
云三号G 星的运动均视为匀速圆周运动，则此次大地磁暴中
风云三号G 星单日损失的机械能约为
A.6.3×10⁶J B.1.3×10⁷J
C.6.3×10 J D.1:3×10⁸J
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. 如图所示，粗细均匀的金属棒MN两端由等长的轻质绝缘细线水平悬挂，处于竖直向上的 匀强磁场中。棒中通有从M到N的电流，平衡时两细线与竖直方向的夹角均为θ,则以下 情况中会使金属棒平衡时与竖直方向夹角0变大的是
A, 仅增大金属棒的质量
B. 仅增大通过金属棒的电流
C. 仅增大匀强磁场的磁感应强度
D. 仅让两轻质细线增加相同的长度
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6. 如图甲所示为某品牌漏电保护器，其内部结构及原理如图乙所示，虚线框内为漏电检测 装置，可视为理想变压器，其中原线圈由入户的火线、零线在铁芯上双线并行绕制而成， 副线圈与控制器相连。当电路发生漏电时，零线中的电流小于火线，从而使副线圈中产 生感应电流，通过控制器使线路上的脱扣开关断开，起到自动保护的作用。若入户端接 入u=311sin100πt(V) 的交变电流，则
入户端
甲 乙
A. 入户端接入的交变电流方向每秒变化100次
B. 当用电器发生短路时，该漏电保护器会切断电路
C. 没有发生漏电时，通过副线圈的磁通量始终为0
D. 没有发生漏电时，通过副线圈的磁通量随原线圈中电流的增加而增加
7. 如图甲所示，物块A 、B相互紧靠着放置在光滑水平面上，劲度系数为k的轻质弹簧左、 右端分别与墙壁和物块A 连接，用外力向左缓慢推动物块B 运动一段距离，使弹簧处于压 缩状态。t=0 时撤去外力，A 向右运动过程中，速度v随时间t变化的规律如图乙所示，已
知t、t₃时刻A 的速度大小均 t₂时刻A的速度达到最大值v,t, 时刻A的速度减为0,则
甲 乙
A.L₂=3t₁ B,L=2L₂ C,t=1.k D,b₃-L₂=2(4₄-b)
8. 如图甲所示，足够长的U 型导轨放置在光滑水平绝缘桌面上，CD 长为1m, 导轨电阻不 计。质量为0,1kg 、长为1m 、电阻为0.5Ω的导体桦MN放置在导轨上，与导轨间的动摩 擦因数为μ且始终接触良好。I区域内存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B 的匀强磁 场；Ⅱ区域内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为2B的匀强磁场。f=0 时，对导轨施加 一个水平向右恒力F,t=2s 时撤去F,2s 前导轨与导体棒的v-/图像如图乙所示。MN 与 CD停止运动时分别位于I区域和Ⅱ区域，已知重力加速度g 取10m/s, 最大静摩擦力等于 滑动摩擦力，则
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B 2B
甲
A. 动摩擦因数μ=0.2
B. 导轨质量为0.2 kg
C. 恒力F 做的总功为2.4J
D. 撤去F 后通过导体棒的总电荷量为2C
乙
三、非选择题：本题共8题，共60分。
9 . (3分)
2023年4月12日，由我国自主设计、研制的全超导托卡马克实验装置——东方超环 (EAST) 成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，创造了新的世界纪录。其内部 的核反应方程之一为；H+;H→ ;He+X, 则该反应中X 为 (选填“质子”“中子”或
“电子”),该反应属于 (选填“核聚变”“核裂变”或“α衰变” 10.(3分)
一定质量的理想气体经历了A→B→C→D→A的循环过程后回到状态A,
其P-V图如图所示，则完成一次循环，气体内能 (选填“增
加”“减少”或“不变”),气体 (选填“吸热”“放热”或
“不吸热也不放热”)。
11.(3分)
如图甲所示，真空中有一半圆形玻璃砖AB, 一束单色光沿半径方向射向其圆心0,入射 光与直边AB的夹角为θ,另一侧放置可探测反射光强度的光学传感器CD 。通过实验测得 反射光强度与角度θ的关系如图乙所示，则该单色光由玻璃砖AB 射向真空时发生全反射 的临界角为 ,该单色光在玻璃砖AB中的折射率为 (已知sin53°=0.8,
cs53⁰=0.6)。
甲 乙
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12 . (6分)
基同学利用铁架台、打点计时器、刻度尺等装置研究直径为6cm 的空心塑料球竖直下落
的运动规律。
(1)该同学将打点计时器竖直安装在铁架台上，将纸带一端连接塑 料球， 另一端穿过打点计时器限位孔，接通电源后，即将释放 纸带时的实验情景如图甲所示。指出一处该同学本次实验操作 不当之处：
(2)按正确操作得到一条纸带后，从纸带上选择便于测量的某点作 为计数起点，每隔一个点选取一个计数点，并计算得到打下每 个计数点时塑料球的速度大小如下表，其中打下计数点6时塑料 球的速度尚未算出。
甲
部分纸带如图乙所示，纸带上标记的数值为计数点5、6、7与计数起点的距离，由这 些数据可计算出打下计数点6时塑料球的速度大小为 m/s (结果保留三位有 效数字)。
乙
(3)在图丙中标出打下计数点6时塑料球的速度，并作出塑料球竖直下落的v- 图像。
丙
( 4 ) 由 作 出 的v₁ 图像可知这段时间内塑料球近似做匀变速直线运动，根据图像计算出其 加速度大小为 m/s² (结果保留两位有效数字),发现此加速度明显小于当地 重力加速度，其原因可能是
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计数点
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
时刻(s)
0.04
0.08
0.12
0.16
0.20
0.24
0.28
0.32
0.36
0.40
速度(m/s')
0.56
0.89
1.22
1.53
1.88
2.50
2.83
3.14
3.44
13. (6分)
某同学用图甲所示的电路研究通过玩具中小电动机的电流随电压变化规律。 (1)根据图甲所示电路图将图乙中实物连线补充完整；
甲
乙
(2)缓慢移动滑动变阻器滑片，使电动机两端的电压从零开始增大，同时观察电动机的 运转状态并记录电压表示数U 和电流表的示数I, 根据实验数据得到电动机的I-U图 像如图丙所示：
丙
(3)由图丙可知，该电动机的内阻约为 Ω(结果保留两位有效数字)
(4)由图丙可知，当电动机两端电压在2~3V 之间逐渐增大时，若该电动机内阻阻值变化 忽略不计，则电动机的机械效率逐渐 (选填“增大”或“减小”)。
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14. (12分)
为保证航海安全，海员需进行跳水训练。某次跳水训练中，质量m=75 kg的海员从距水
面h=5m 的跳台边缘处由静止自由下落，下落过程中双脚并拢，脚尖绷直，身体始终保
持竖直。忽略空气阻力，重力加速度g 取10m/s²。
(1)求海员从离开跳台到接触水面所用的时间；
(2)已知海员本次跳水触水瞬间受到水的作用力方向竖直向上，大小F=pCAv²,式中水的 密度p=1.0×10³kg/m³, 比例系数C=6, 触水瞬间的有效面积A=1.0×10~³m², 求海员触 水瞬间加速度的大小：
(3)若海员从触水到速度减为0用时2s, 求该过程中水对海员平均作用力的大小。
15. (12分)
一离心调速装置如图所示，四根轻杆a 、b 、c 、d 与两小球M 、N 以及圆环P 通过铰链连 接，轻杆长均为L,M、N、P 的质量均为m, 轻 杆a、b 上端通过铰链固定在竖直转轴上
的0点，套在转轴上的轻质弹簧连接在O 点与圆环P 之间，弹簧原长为 装置静止
时，轻杆与竖直方向的夹角均为37°,绕转轴转动该装置并缓慢增大转速，圆环缓慢上 升，使轻杆与竖直方向的夹角均变为53°,弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气 阻力，重力加速度为g,sin37°=0.6,cs37°=0.8, 求 ：
(1)装置静止时，轻杆a 对小球M 弹力的大小；
(2)弹簧的劲度系数；
(3)轻杆与竖直方向夹角为53°时该装置转动角速度的大小。
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16.(15分)
如图所示，光滑水平地面上放置一质量为m 的不带电绝缘长木板，空间中存在水平向右 的匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B,E 、B大小均未知。t=0时，在木板上表面静 止释放一个质量为m 的带正电物块，物块所受电场力大小为mg(g 为重力加速度),物块 与木板间的动摩擦因数μ=0.5。F=h(4₁已知)时，物块速度为v₀ 且恰好飞离木板，再经过
时间，物块速度的水平分量第一次减到0,且恰好到达右侧光滑竖直墙壁的P点。 已知物块可视为质点，忽略木板厚度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块飞离木板前 木板未与墙壁发生碰撞，求：
(1)电场强度与磁感应强度的大小之比；
(2)t=t₁ 时，木板速度的大小；
(3)0~t,时间内，物块与木板间摩擦发热量；
(4)物块运动过程中距地面的最大高度。
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E
× × × X
P
×B X X ×
X X × X
保密★启用前 试卷类型： A
物 理 答 案 解 析 及 评 分 标 准
2024.2
1. 答案： D
解析：43秒39表示时间，运动轨迹存在曲线，不是每位运动员的位移皆为100m, 没 有位移的确切数据不能计算出平均速度(9.2约等于平均速率),全程总位移为起点位置 指向终点线的有向线段，可知中国队的总位移大于位于第3道新加坡队。
2. 答案： A
解析：极光是由分子和原子从高能级向低能级跃迁时产生的，故 A 正确；分子和原子
不能吸收任意大小的能量发生跃迁，故B 错误； , 故 C 错误；对
极光进行光谱分析可以推测地球大气的物质组成，无法推测太阳的物质组成，故 D 错 误。
3. 答案： B
解析：上升过程中， Ek-h图像的斜率为人的合外力。由图可知，合外力先减小后反向增 大，故加速度先减小后增大，故 A 错误。上升高度为 h₁ 时，此时人所受的合外力为0, 弹簧对人的弹力和人的重力相等，上升高度为h₂ 时，由hz-h₃段为直线知此时人和鞋离 开地面，故 B 正确。上升高度为0-h₂ 的过程中，弹簧弹力一直对人做正功，人的机械 能不断增大，故 C 错误。上升高度为hz-h₃的过程中，人做竖直上抛运动，处于失重状 态，故D 错误。
4. 答案： C
解 析 ： 设 降 低 后 的 轨 道 半 径 为 r', 则 对 此 过 程 地 球 引 力 所 做 的 功 为
, 在 轨 道 做 匀 速 圆 周 运 动 时 ： , 动 能 ：
对此过程由动能定理可得： 中 W. 为 克 服 阻 力 所 做 的 功 ， 即 为 损 失 的 机 械 能 ， 整 理 可 得 ：
代入数据得：△E=6.3×10⁷J。
5. 答案： BC
解析：作出金属棒侧视图，其受力分析如图所示， , 可
知增大金属棒质量会使 lanO减小，0变小；增大通过金属棒电流、增大 匀强磁场的磁感应强度，均会使使 tan0变大，0变大。0大小与细线长 度无关。
6. 答案： AC
解析：接入入户端的交变电流频率为50Hz, 电流方向每秒改变100次，故 A 正确；没
有发生漏电时，原线圈双线绕法，火线、零线中电流方向始终相反且等大，故在铁芯中 产生的磁场相互抵消，通过副线图的磁通量始终为零，故C 正确， D 错误；用电器发生 短路时，双线中电流依然等大反向，副线圈中没有电流，漏保不会切断电源(这个时候 应该工作的事空气开关或保险丝而非漏电保护器),故B 错误。
7. 答案： AD
解析：物块A 、B 分离瞬间，两者间弹力为零，加速度均为零，弹簧处于原长状态。分 离前物块 A 、B向右的运动为简谐运动的一部分，从加速度最大到加速度为零，恰好为
周期；分离后物块A 向右的运动为简谐运动的一部分，但弹簧振子的质量发生了变 化，物体振动的固有频率改变，周期T2≠T, 因此，14≠21₂,₁ ≠ t₄-l₃ 。0-z 为简谐 运动，且11时刻速度为 t₂ 时刻速度为v, 故t₂≠2t:lz-la 为简谐运动，且l₃ 时刻速 度为事 t₂ 时刻速度为v, 故 3 -l₂=2(₄-l₃)。
8. 答案： AD
解析：由图知，0~1s 未产生电磁感应现象，为常规的滑块滑板模型。f=1s 时，导体棒
v₁=2 m/s, 导轨 vz=4m/s, 对导体棒分析， umg=ma, , 可得
μ=0.2,A 正确；
1~2s 匀 速 ，说 明 CD 与 MN 同 时 进 入 磁 场 . 而 且 受 力 平 衡 ， 对 导 体 棒 分 析
BIL=f=μmg, 对导轨分析2BIL+f=F, 可得1=3F=0.6 N。在0~1s 时间内，对导
轨分析F-f=m₂a₂,
得导轨质量m₂ =0.1kg, B 错误；
在0~2s 内，导轨位移 恒力做功W₁₂=F·S₂=3.6J,C 错误； 在1-2内，电流 金属棒平衡BIL=f, 解得 B=0.1T。撤去恒力
后，安培力冲量使得系统动量发生改变，有-(BIL+2BIL)At=△p, 整理得
-3BL(If)=0-(mγ+m₂v₂), 流过导体棒电量
9. 答案：中子；核聚变
解析：由质量数守恒及电荷守恒可写出核反应方程}H+³H→2He+(n, 可知X 为中
子，这是典型的核聚变反应。
10. 答案：不变，放热
解析：回到初始状态 A, 气体温度不变，内能不变。对一次循环，由热力学第一定律 △U=△W+△Q, 外界对气体做功大于气体对外界做功，因此△W>0, 因此
△Q