福建省龙岩市2024届高三下学期3月一模物理试题（Word版附解析）

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（考试时间：75分钟 满分：100分）
注意：请将试题的全部答案填写在答题卡上。
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. 下列说法正确是（ ）
A. 作用力做正功，反作用力也一定做正功B. 作用力做负功，反作用力也一定做负功
C. 一对静摩擦力所做的功的代数和总为零D. 一对滑动摩擦力所做的功的代数和总为零
【答案】C
【解析】
【详解】A．作用力做正功，反作用力也不一定做正功，例如撞到墙被反弹回去的球，弹力对球做正功，因为墙不动，反作用力对墙不做功，故A错误；
B．作用力做负功，反作用力不一定做负功，如物体在水平面上滑行物体受到的摩擦力做了负功，但其摩擦力的反作用力不做功，故B错误；
C．反作用力一对静摩擦力作用的物体间无相对滑动，故位移始终相等，而二力大小相等，方向相反，故一个做正功，则另一个就做负功，一对静摩擦力所做的功的代数和总为零，故C正确；
D．一对滑动摩擦力，二力大小相等，方向相反，由于物体相对运动，位移为不相等，所以一对相互作用的滑动摩擦力做的功的代数和可以不为零，故D错误。
故选C
2. 潜艇在水下活动时需要用声呐对水下物体及舰船进行识别、跟踪、测向和测距。某潜艇声呐发出的一列超声波在时的波动图像如图甲所示，图乙为质点P的振动图像，则（ ）
A. 该超声波的波速为
B. 该超声波沿x轴负方向传播
C 内，质点P沿x轴运动了
D. 该超声波遇到的障碍物会产生明显的衍射现象
【答案】A
【解析】
【详解】A．由图1可知，该波的波长由图2可知
周期为
该波的波速为
故A正确；
B．由图2可知，在时刻，P质点速度沿y轴正方向，根据上下坡法可知该波沿x轴正方向传播，故B错误；
C．质点P在平衡位置上下附近振动，不会随波迁移，故C错误；
D．只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者比波长更小时，才能发生明显的衍射现象。障碍物的宽度有1m，远大于波的波长，故不会产生明显的衍射现象，D错误。
故选A。
3. 如图所示，倾角为的光滑斜面固定在地面上，A、B球的质量分别为、，轻质弹簧一端固定在斜面顶端、另一端与A球相连，A、B间由一轻质细线连接，弹簧、细线均平行于斜面，系统处于静止状态。当细线被剪断的瞬间，下列说法正确的是（ ）
A. B球处于平衡状态
B. 轻弹簧的弹力大小为
C. B球的加速度大小为，方向沿斜面向下
D. A球的加速度大小为，方向沿斜面向上
【答案】C
【解析】
【详解】AC．当细线被剪断的瞬间，细线拉力为零，对B分析，由牛顿第二定律得
解得B球的加速度大小为
方向沿斜面向下，故A错误，C正确；
B．细线被剪断前，A、B整体分析，由平衡条件得
细线被剪断瞬间，弹簧来不及恢复形变，因此弹力不变, 故B错误；
D．细线被剪断瞬间，对A分析，由牛顿第二定律得
解得
方向沿斜面向上，故D错误。
故选C。
4. 一种静电除尘空气净化器，工作原理如图所示。一重力不计的带电尘埃仅在电场力的作用下沿虚线由M点运动到N点，实线为电场线，以放电极中心为圆心的圆交于M、P两点。下列说法正确的是（ ）
A. 带电尘埃带正电
B. M、P两点的电场强度及电势都相同
C. 该带电尘埃在M点的动能大于在N点的动能
D. 该带电尘埃在M点的电势能大于在N点的电势能
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图可知，根据粒子的运动轨迹可知，带电粒子在M点处受力方向是向下的，所以带电尘埃是带负电的，故A错误；
B．根据对称性可知M、P两点的电场强度大小及电势都相同，电场方向为该点沿电场线的切线方向，结合图中电场线方向可知M点的电场强度方向斜向右上方，P点的电场强度方向斜向左下方，故B错误；
CD．分析可知N点处等势线与M点所在电场线相交处位于M点下方，沿着电场线电势降低，可知M点的电势小于N点的电势，尘埃带负电，故该带电尘埃在M点的电势能大于在N点的电势能；尘埃只受到电场力作用，电势能与动能之和保持不变，故在M点的动能小于在N点的动能，故C错误，D正确。
故选D。
二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，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. 如图所示为物体做直线运动的图像，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中，物体在时间内的位移大于
B. 乙图中，物体的加速度为
C. 丙图中，阴影面积表示时间内物体的末速度
D. 丁图中，时物体的速度为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．根据v-t图像中，图线与横轴围成的面积表示位移，由图甲可知，物体在这段时间内的位移
故A正确；
B．根据运动学公式
可得
可知，v2-x图像中图线的斜率为2a，由图乙可得，物体的加速度为0.5m/s2。故B错误；
C．根据a-t图像中图线与横轴所围面积表示速度的变化量可知，丙图中，阴影面积表示t1~t2时间内物体的速度变化量，故C错误；
D．根据运动学公式
可得
结合图丁可得
由运动学公式
可得，t=１s时物体的速度为
故D正确。
故选AD。
6. 2023年10月26日，“神舟十七号”载人飞船将十七乘组三名航天员送入空间站，图中轨道Ⅰ为载人飞船运行的椭圆轨道，轨道Ⅱ为空间站运行的圆轨道。两轨道相切于B点，A为椭圆轨道的近地点，B为椭圆轨道的远地点，C为轨道Ⅱ上一点，C、A、B三点在一条直线上，则下列说法正确的是（ ）
A. 载人飞船在轨道Ⅰ上B点的速度大于A点的速度
B. 载人飞船在轨道Ⅰ上B点的速度小于空间站在轨道Ⅱ上C点的速度
C. 载人飞船在轨道Ⅰ上B点的加速度等于空间站在轨道Ⅱ上B点的加速度
D. 载人飞船从A点运行到B点和空间站从C点运行到B点所用的时间相等
【答案】BC
【解析】
【详解】A．根据开普勒第二定律可知，载人飞船在轨道Ⅰ上B点的速度小于A点的速度，选项A错误；
B．载人飞船在轨道Ⅰ上B点加速做离心运动才能进入轨道Ⅱ，则在轨道Ⅰ上B点的速度小于空间站在轨道Ⅱ上C点的速度，选项B正确；
C．加速度
可知载人飞船在轨道Ⅰ上B点的加速度等于空间站在轨道Ⅱ上B点的加速度，选项C正确；
D．根据开普勒第三定律可知，在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上运动时周期不同，则空间站从C点运行到B点和载人飞船从A点运行到B点所用的时间不相等，选项D错误。
故选BC。
7. 下列关于四种仪器的说法正确的是（ ）
A. 甲中回旋加速器加速带电粒子的最大动能与加速电压有关
B. 乙中不改变质谱仪各区域的电场、磁场时，击中光屏同一位置的粒子比荷不相同
C. 丙中载流子为负电荷的霍尔元件有如图所示的电流和磁场时，N侧电势低
D. 丁中长、宽、高分别为a、b、c的电磁流量计在如图所示的匀强磁场中，若流量Q恒定，前后两个金属侧面的电压与a、b无关
【答案】CD
【解析】
【详解】A．根据
，
得
粒子的最大动能与加速电压无关，A错误；
B．在速度选择器中
得
通过速度选择器的粒子速度相同。根据
得
击中光屏同一位置的粒子比荷相同，B错误；
C．负电荷运动运动方向与电流方向相反，根据左手定则，负电荷向N侧偏转，则N侧电势低，C正确；
D．带电粒子在磁场做功下向M、N两侧偏转，当电场力与洛伦兹力相等时
又
得
则前后两个金属侧面的电压与a、b无关，D正确。
故选CD。
8. 如图所示，水平面内固定有两根足够长的光滑平行导轨，导轨间距为l，电阻忽略不计。质量为m、电阻为R的导体棒与质量为、电阻为的导体棒均垂直于导轨静止放置，两导体棒相距为d，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。现让棒以初速度v水平向左运动，直至最终达到稳定状态，导体棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，则在此过程中（ ）
A. 两导体棒任意时刻加速度均相同B. 通过两导体棒的电荷量总是相等
C. 棒上所产生的热量为D. 最终稳定时两导体棒间的距离为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．棒切割磁感线，产生感应电动势，整个回路中产生感应电流，所以两导体棒中电流大小相同，根据
可知，通过两导体棒的电荷量总是相等。
再根据左手定则及安培力公式
可判断出两棒所受安培力大小相等，方向相反，根据
可知，两导体棒质量不同，所以加速度大小方向均不同，A错误，B正确；
C．经分析可知，棒受向后的安培力，减速，棒受向前的安培力，加速，直到两个导体棒共速，则不再产生感应电流，两棒匀速，根据动量守恒定律，有
解得
根据能量守恒定律，有
解得，棒上所产生的热量为
C错误；
D．整个过程中通过的电荷量为
对棒，根据动量定理，有
即
联立解得
所以最终稳定时两导体棒间的距离为
D正确。
故选BD。
三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12、13题为实验题，14~16题为计算题。请考生按要求作答。
9. 自2023年8月以来，日本政府无视国际社会的强烈反对，单方面强行启动福岛核事故污染水排海，经检测福岛附近某鲈鱼体内的铯137含量严重超标，铯137衰变方程为，X的质量数和电荷数分别为______、______，已知铯137的半衰期为30年，则从现在开始算起，60年后此鲈鱼体内已衰变与未衰变的铯137的质量比为______。
【答案】 ①. 0 ②. -1 ③.
【解析】
【详解】[1][2]根据质量数和电荷数守恒可知X为，故质量数为0，电荷数为-1；
[3]设对于质量为的铯137，60年后未衰变的铯137的质量为
故60年后此鲈鱼体内已衰变与未衰变的铯137的质量比为
10. “强力吸盘挂钩”如图所示，安装时让吸盘紧压在平整、清洁的墙面上，扳下锁扣时细杆向外拉起吸盘，吸盘便紧紧吸在墙上。假设扳下锁扣前空腔内气体（视为理想气体且温度不变）压强为、体积为，扳下锁扣后气体的体积为，则扳下锁扣后气体压强______，此过程空腔内气体内能______（选填“增大”“不变”或“减小”），空腔内气体______（选填“吸热”或“放热”）。
【答案】 ①. ②. 不变 ③. 吸热
【解析】
【详解】[1]根据玻意耳定律可得
解得
[2]扳下锁扣后气体的温度不变，故气体的平均动能不变。理想气体，气体的内能等于气体的分子动能之和，气体的质量不变，所以气体的内能不变；
[3]由于气体体积变大，外界对气体做负功，气体的内能不变，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热。
11. 小明做了一个如图所示的水流导光实验。在透明塑料瓶下方侧面开一个小孔，瓶中灌入适量清水，水从小孔中流出。将红光和绿光同时从瓶的另一侧水平射向小孔，观察到有一色光从水流侧方射出，而另一色光顺着水流中呈锯齿形路线传播。则呈锯齿形路线传播的是______（选填“红光”或“绿光”），其原因是该光在水与空气的界面上发生了多次______（选填“折射”“折射及反射”或“全反射”）；随着瓶中水位下降过程中，单位长度的水柱内锯齿的数目将______（选填“增加”“减少”或“保持不变”）。
【答案】 ①. 绿光 ②. 全反射 ③. 增加
【解析】
【详解】[1][2]光呈锯齿形路线传播而并不从侧方射出，其原因是该光在水与空气的界面上发生了多次全反射。由于
红光的折射率较小，临界角较大，不容易发生全反射，若在同样的水流下分别用红光和绿光照射，只有一种色光呈锯齿形路线传播，则该光的颜色是绿光。
[3]随着瓶中水位下降过程中，水流速度变慢，水流更弯曲，则对在水中的绿光而言，入射角减小，单位长度的水柱内，锯齿的数目将增加。
12. 某小组同学要探究加速度与力、质量的关系，利用如图甲所示的装置，轨道上安装两个光电门，小车上固定有挡光板，细线一端与小车连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘。该小组同学把砝码盘及砝码的总重力作为小车所受的合力。
（1）先用游标卡尺测出挡光板的宽度，测量示数如图乙所示，则挡光板的宽度______，为了完成该实验，砝码盘及砝码的总质量______（选填“远大于”或“远小于”）小车的质量。
（2）实验前，要平衡小车所受的摩擦力，判断摩擦力已平衡的直观依据是______。
（3）测量出以下数据：小车和挡光板的总质量M；挡光板的宽度d；当砝码盘及砝码（距地面足够高）的总质量为m时，挡光板从光电门1运动到光电门2所用的时间为t，挡光时间分别为、。已知当地重力加速度大小为g，则该实验要探究的关系式是______。
【答案】（1） ①. 2.50 ②. 远小于
（2）挡光板经过两个光电门的时间相等
（3）
【解析】
【小问1详解】
[1]挡光板的宽度
[2]为使绳子的拉力等于砝码和砝码盘的总重力，砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量。
【小问2详解】
[1]实验前，要平衡小车所受的摩擦力，判断摩擦力已平衡的直观依据是挡光板经过两个光电门的时间相等。
【小问3详解】
[1]挡光板经过两个光电门的速度分别为
又
联立得
则有
13. 某同学利用图（a）所示电路测量电压表V（量程0~3V，内阻大约2000Ω）的内阻Rv和电阻Rx（阻值大约1000Ω）的阻值。
实验器材有：
A.电源E（电动势约为4.5V，内阻可忽略不计）
B.电流表A1（量程0~0.6A，内电阻约0.2Ω）
C.电流表A2（量程0~6mA，内电阻约10Ω）
D.定值电阻R（阻值为1000Ω）
E.滑动变阻器R0（0~20Ω，额定电流2A）
F.若干电键和导线
实验步骤如下：
（1）选实验器材：为了使测量结果尽量准确且两电表读数均不小于其量程的，电流表A应选用______。（填仪器前面的字母代号）
（2）实物连线：根据原理图（a），完成图（b）中的实物连线；______
（3）断开电键S2，闭合电键S1，移动R0的滑动片，读出多组对应的电压表和电流表的读数U和I；
（4）断开电键S1，把R0的滑动片滑到最初的位置；
（5）闭合电键S1和S2，移动R0的滑动片，读出多组对应的电压表和电流表的读数U'和I'；
（6）根据步骤（3）和（5）的实验数据得到如图（c）所示的两条I-U图线。
（7）已知图（c）两条图线的斜率（a、b图像的斜率分别为k1和k2）和定值电阻R，求出电压表的内阻Rv=______和待测电阻的阻值Rx=______。（用k1、k2和R表示）
【答案】 ①. C ②. ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]根据实验电路，闭合时，根据题意，和的总电阻约为，则电流表最大示数约为
为了使测量结果尽量准确且两电表读数均不小于其量程的，电流表A应选用电流表A2，即选C。
（2）[2]实物连线根据电路图连接实物图，如下图所示
（7）[3][4]断开电键，闭合电键，有
图线为b，得
闭合电键、，有
图线为a，得
根据题意
，
14. 如图所示，某滑板运动者在距地面高度的平台上滑行，从A点水平离开后落在水平地面上的B点，其水平位移。由于人与滑板着地时存在机械能损失，着地后速度大小变为、方向水平向右，在水平地面滑行一段距离后停止。已知人与滑板的总质量，人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小为，重力加速度，不计空气阻力。求：
（1）人与滑板离开平台时的水平初速度；
（2）人与滑板在水平地面滑行的距离；
（3）人与滑板在着地过程中损失的机械能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据平抛运动的规律，有
解得
（2）人水平面上滑行，根据动能定理，有
解得
（3）设人与滑板着地时速度为，根据动能定理有
解得
人与滑板在着地过程中损失的机械能为
15. 如图所示，真空中两个电荷量均为的点电荷分别固定在同一水平线上的A、B两点，O为连线的中点，C、D为连线竖直中垂线上关于O点对称的两点，A、C两点的距离为r，与的夹角为。已知连线竖直中垂线上的点到A点的距离为x，则该点的电势为（以无穷远处为零电势点），静电力常量为k，重力加速度为g。
（1）求C点的电场强度；
（2）将一质量为M带负电的小球从D点以某一初速度向上抛出，恰能上升到C点，求抛出时的速度；
（3）一个质量为m、电荷量为的试探电荷（重力不计）从C点以某一竖直向下的初速度运动，若此电荷能够到达O点，求其在C点的速度最小值。
【答案】（1），方向竖直向上；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）两点电荷均为正电荷且带电量相等，则两点电荷在C点处的电场强度方向均背离各自电荷，电场强度如图所示
根据电场强度的矢量合成法则可得C点的场强
方向竖直向上。
（2）带负电的小球从D点O静电力做正功，从O到C电场力做负功，根据对称性可知，小球从D到C的过程中，静电力对小球所做功的代数和为零，则根据动能定理有
解得
（3）根据题意，C点的电势为
O点的电势为
则可得
若一个质量为m、电荷量为的试探电荷（重力不计）从C点以某一竖直向下的初速度运动恰好能够到达O点，则由动能定理有
解得
可知能够到达O点的最小速度
16. 如图，在同一竖直平面内有由绝缘传送带、光滑圆弧轨道及水平轨道组成的装置。传送带与圆弧轨道平滑相接，水平轨道略低于P点，O为圆心，圆弧半径，水平，传送带长，与水平面夹角，滑块（视为质点）质量，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，，。
（1）传送带静止时，滑块以速度从A点沿传送带向上滑行一段距离停下，求滑块与传送带间的动摩擦因数；
（2）若传送带以速率顺时针转动，将滑块轻放于A点，求滑块经过C点时对轨道的压力；
（3）将圆弧轨道改成光滑圆弧细管，各轨道平滑相接，水平轨道Q处放一质量的另一滑块（视为质点），传送带以速率顺时针转动，滑块以初速度从A点沿传送带、光滑圆弧细管滑到P处与另一滑块发生弹性正碰，求滑块最终经过B点的速率（结果可带根号）；
（4）若滑块带有电荷量，区间有磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外的匀强磁场，长，在（2）的条件下，滑块在磁场中运动时间为，求滑块离开B点时的速率。
【答案】（1）；（2）16N，方向水平向右；（3）；（4）4m/s
【解析】
【详解】（1）由运动学公式有
解得滑块上滑加速度大小
由牛顿第二定律，滑块上滑加速度大小
解得
（2）由牛顿第二定律，得滑块上滑加速度大小
假设滑块从A匀加速直线运动到B，由运动学公式有
解得
假设成立。
滑块从B到C，由机械能守恒定律有
滑块在C点，由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律知滑块对轨道的压力大小为16N，方向水平向右。
（3）假设滑块从A匀加速直线运动到B，由运动学公式有
解得滑块到B点时的速率
假设成立。
滑块从B到P，由机械能守恒定律有
解得滑块到达P处时速度
两滑块碰撞过程，由动量守恒定律有
由能量守恒定律有
解得碰后滑块以速度
沿细管PCB返回传送带。滑块从P到B，由机械能守恒定律有
解得滑块以速度
从B点返回传送带，在传送带上做匀减速直线运动，假设滑块减速到零通过的位移为
说明滑块减速到零之前已从A点离开传送带，则滑块最终经过B点速率为。
（4）由（2）可知滑块从A到D，由运动学公式有
解得滑块进入磁场时速度
假设滑块从D加速到B，由动量定理有
即
解得滑块离开B点时的速率
假设不成立。
则滑块到达B点前已与传送带共速，再与传送带一起匀速运动，则滑块离开B点时的速率为4m/s。