2024届福建省部分地市高中毕业班高三下学期4月诊断性质量检测物理试题及答案

这是一份2024届福建省部分地市高中毕业班高三下学期4月诊断性质量检测物理试题及答案，共13页。

2023~2024学年福州市高三年级第三次质量检测
物理试题
2024.4
本试卷共6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，只有一项符合题目要求。
1．福厦高铁是中国首条设计速度达350km/h的跨海高铁，自福州向南经莆田、泉州、厦门，终至漳州，其线路如图所示。一高速列车从福州南站出发行驶230km抵达厦门北站，历时1小时，已知列车使用电能进行供能且平均功率约为5600kW，则列车从福州南站行驶到厦门北站的过程中（ ）
A．最大速度“350km/h”约为1260m/s
B．位移大小为230km
C．平均速率约为230m/s
D．消耗的电能约为
2．某小组在实验室进行平行板电容器特性研究时，不小心转动其中一极板而使其发生倾斜，已知两板带有等量异种电荷，则两极板之间的电场线分布情况可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
3．如图所示为某手机防窥膜的原理简化图，在透明介质中等距排列有相互平行的吸光屏障，屏障的高度与防窥膜厚度相等、方向与屏幕垂直。从手机屏幕上相邻两吸光屏障中点O发出的光线经透明介质由吸光屏障边缘射入空气，在空气中的出射角称为可视角度，可视角度越小防窥效果越好，则下列做法中能提高防窥效果的是（ ）
A．增大手机屏幕亮度B．增大相邻两吸光屏障间距
C．减小防窥膜的厚度D．减小透明介质的折射率
4．某博物馆发起了一项“单手拿金砖”的挑战。如图所示，静置在桌面上金砖的纵截面为上窄下宽的梯形，挑战者用单手捏住金砖a、b两侧面，竖直拿起金砖并保持25秒以上即挑战成功。已知金砖质量为25kg，截面底角为，手与金砖间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度取，，，若要缓慢竖直拿起金砖，挑战者对a侧面的压力至少约为（ ）
A．2500NB．2000NC．1500ND．300N
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．汽油发动机内经过压缩的汽油与空气混合物需要火花塞来点燃。某汽油发动机火花塞需要高达10kV的电压才能点火，如图所示为其工作原理图。闭合点火开关，凸轮不断旋转，使断电器触点不断开闭，当断电器触点闭合时，电压为12V的电源、断电器和变压器原线圈构成闭合回路，当断电器触点被凸轮顶开时，原线圈中电流急剧减小，变压器铁芯中的磁通量急剧变化，副线圈感应产生高压，使火花塞产生电火花，则（ ）
A．该变压器为升压变压器B．该变压器为降压变压器
C．原线圈回路中的电源可为直流电源D．原线圈回路中的电源必须使用交流电源
6．如图所示，水平放置的轻质绝缘弹簧左端固定在竖直墙壁上，右端连接一放置在光滑绝缘水平面上的带正电小球，水平面上方存在水平向右的匀强电场。初始时弹簧处于压缩状态，将小球由静止释放，小球运动过程中弹簧始终在弹性限度内，则在小球向右运动的过程中（ ）
A．弹簧恢复原长时，小球的速度最大
B．小球速度为零时，小球的加速度最大
C．小球运动到最右端时，弹簧的弹性势能与初始时相等
D．小球运动到最右端时，弹簧的弹性势能比初始时的大
7．科学家最近发现了一个双星系统，由质量约为（为太阳质量）的致密白矮星与质量约为的热亚矮星两颗恒星组成。它们的轨道平面几乎与地球的观测平面重合，用望远镜观测，发现双星系统的亮度周期性地变暗和变亮，这是因为两个天体周期性地互相遮挡造成的。某次观测记录该双星系统的亮度随时间t的变化情况如图所示，亮度可用“星等”进行描述，图中实线为实验数据经最佳拟合得到的正弦曲线。已知太阳质量，引力常量，则（ ）
A．该双星系统的运转周期约为615sB．该双星系统的运转周期约为1230s
C．两星体之间的距离约为D．两星体之间的距离约为
8．如图甲所示，M、N是两根固定在水平面内的平行金属长导轨，导轨间距为L，电阻不计。两虚线PQ、ST与导轨垂直，PQ左侧存在竖直向上的匀强磁场，ST右侧存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。质量为m的金属棒ab与导轨垂直，静置在左侧磁场中。位于两虚线之间的金属棒cd与导轨夹角为，在外力作用下以速度v向右始终做匀速直线运动，从c端进入右侧磁场时开始计时，回路中的电流i随时间t的变化关系如图乙所示，图中部分为直线，，、为已知量，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ）
A．cd棒全部进入磁场时，cd棒产生的电动势大小为BLv
B．时刻cd棒所受的安培力大小为
C．时刻ab棒的速度大小为
D．时间内，通过回路某截面电荷量为
三、非选择题：本题共8题，共60分。
9．（3分）
在均匀介质中，位于坐标原点的波源从时刻开始沿y轴做简谐运动，形成沿x轴正方向传播的简谐横波，时的波形如图所示，此刻平衡位置在处的质点刚开始振动，则波源的起振方向沿y轴________（选填“正”或“负”）方向，这列波的周期为________s。
10．（3分）
用不同频率的光照射锌板的表面，可得光电子最大初动能随入射光频率v的变化图像如图所示，图线与横轴、纵轴的截距分别为a、，则锌的逸出功为________，普朗克常量h可表示为________。（结果均用a、b表示）
11．（3分）
如图所示，一定质量的理想气体从状态a沿a→b→c到达状态c的过程中，气体吸热200J，对外做功80J，从状态c沿曲线c→a到状态a的过程中，外界对气体做功50J，则c→a过程中气体________（选填“吸收”或“放出”）的热量数值为________J。
12．（6分）
如图甲所示为一“梯子形”的金属框架，其中各横杆完全相同、间距均匀且与边框垂直。某同学使用该框架结合光电门的多组计时功能，利用如图乙所示的实验装置来验证机械能守恒定律，已知当地重力加速度为g。
（1）实验步骤如下：
①用游标卡尺测量横杆的挡光长度d，其读数如图丙所示，则________mm；
②用刻度尺测出相邻横杆间的间距L，L远大于d；
③如图乙所示，将光电门固定在铁架台上并伸出桌面，将金属框架竖直放在光电门正上方，横杆保持水平；
④静止释放金属框架，下落过程中横杆始终保持水平，依次记录1~5号横杆经过光电门时的挡光时间。
（2）利用步骤④所得各横杆的挡光时间t，作出与对应的横杆序号n之间的关系如图丁所示，由图像可知，在本次实验中金属框架由静止释放时，1号横杆距光电门中心的距离________L（选填“大于”“小于”或“等于”）。
（3）若图丁中图像的斜率________（用g，d，L表示），则说明金属框架下落过程中机械能守恒。
13．（6分）
钙钛矿太阳能电池有成本低、光能转化效率高等优点。某同学利用如图甲所示电路探究某钙钛矿电池的路端电压U与电流I的关系。所用器材有：光强可调的光源、钙钛矿电池、电压表、电流表、滑动变阻器R、开关S以及导线若干。已知当光照强度不变时钙钛矿太阳能电池的电动势视为不变，电流表和电压表均可视为理想电表。
（1）按如图甲所示电路连接器材，将滑动变阻器R的滑片调至最左端。闭合电键S，用一定强度的光照射电池，保持光照强度不变，调节滑动变阻器R，记录滑片在不同位置时电压表和电流表的读数U、I，并描绘出图线如图乙中曲线a所示，则此强度光照下钙钛矿电池的电动势________V（结果保留三位有效数字）。
（2）对曲线a进行分析，当电流超过1.00mA时，内阻随电流的增大而________（选填“增大”或“减小”）；当电流为0.50mA时，电池内阻约为________（结果保留三位有效数字）。
（3）减小光照强度后，重复实验并描绘出图线如图乙中曲线b所示。
（4）将滑动变阻器的滑片P滑动到某位置并保持不变，在曲线a对应的光照强度下，电路中的路端电压为0.90V，则在曲线b对应的光照强度下，外电路消耗的电功率约为________mW（结果保留两位有效数字）。
14．（12分）
太极柔力球运动融合了太极拳和现代竞技体育特征，是一项具有民族特色的体育运动项目。某次训练时，运动员舞动球拍，球拍带动小球在竖直平面内做匀速圆周运动，小球始终与球拍保持相对静止，其运动过程如图乙所示，小球做圆周运动的半径为0.8m，A点为圆周最高点，B点与圆心O等高，C点为最低点。已知小球质量为0.1kg，在C点时球与球拍间的弹力大小为3.0N，重力加速度g取，不计空气阻力，求：
（1）小球在C点的速度大小；
（2）小球从C运动到A的过程中，球拍对小球做功的平均功率；
（3）小球运动到B点时，球拍对小球的作用力大小。
15．（12分）
如图所示，在xOy平面直角坐标系中，虚线与x轴正方向的夹角为，与y轴之间存在垂直纸面向里的匀强磁场（边界存在磁场），第二象限存在沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、带电量为的粒子从x轴负半轴的P点以初速度进入电场，与x轴正方向的夹角为，经电场偏转后从点垂直y轴进入磁场，粒子恰好不从边界射出磁场。不计粒子重力，求：
（1）电场强度E的大小；
（2）磁感应强度B的大小；
（3）粒子从P点进入电场到再次回到x轴的时间。
16．（15分）
如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，斜面上AB、BC段长度分别为L、2L，BC段粗糙，斜面其余部分均光滑，底端D处固定一垂直于斜面的挡板。两块质量分布均匀的木板P、Q紧挨着放在斜面上，P的下端位于A点。将P、Q从图示位置由静止释放，已知P、Q质量均为m，长度均为L，与BC段的动摩擦因数均为，重力加速度为g，求：
（1）木板P刚到B点时速度的大小；
（2）木板P刚好完全进入BC段时，P、Q之间弹力的大小；
（3）若木板Q刚好完全离开BC段时木板P还未与挡板发生碰撞，求此时P速度的大小；
（4）若木板Q刚好完全离开BC段时恰好与木板P发生碰撞，求此次碰撞后木板Q速度减为零时其下端到C点的距离。已知木板P与挡板及木板Q之间的碰撞均为弹性碰撞，碰撞时间忽略不计。
福建省部分地市2024届高中毕业班4月诊断性质量检测
物理试题答案及评分参考
2024.4
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，只有一项符合题目要求。
1-4：DCDA
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。
1．AC2．BD3．BD4．AC
三、非选择题：本题共8题，共60分。
9．【答案】负（2分）：0.3（1分）
【解析】根据沿x轴正方向传播的简谐横波中，平衡位置在处的质点刚开始振动，根据波形图可得该质点起振方向沿y轴负方向，则波源的起振方向沿y轴负方向。根据波形图可得波长，波速为，周期为，
10．【答案】b（2分）；（1分）
【解析】根据光电效应方程有，结合图像可知纵截距，得逸出功，斜率，得普朗克常量。
11．【答案】放出（1分）；170（2分）
【解析】气体从a沿回到状态a的过程中，由热力学第一定律可知：，则，解得，即放出热量的数值为170J
12．【答案】2.5（2分）；大于（2分）；（2分）
【解析】（1）由图丙可知，；
（2）观察可知当第0号横杆通过光电门时，速度不为零，可知距离大于L。或设由静止释放时，1号横杆距光电门中心的距离为h，下落加速度为a，则，由图丁可知，当时，即；
（3）如果机械能守恒则，故图像斜率
13．【答案】（1）1.05（2分）（2）增大（1分）180（1分）（4）0.33（2分）
【解析】
（1）由图可知，时，。
（2）由图可知，根据，对于图中的和图像上的两点，内阻．为该点与连线斜率倒数的绝对值。当电流超过1mA时，该连线斜率倒数的绝对值随电流的增大而增大，故内阻随电流的增大而增大。当电流为0.50mA时，由图知路端电压，根据可得此时内阻约为180Ω。
（4）寻找a曲线0.9V时对应的坐标点，连接原点该点交曲线b于，。
14．（12分）
（1）在C点时，由牛顿第二定律
（3分）
解得：（1分）
（2）小球从C运动到A的过程中，所用时间为t
则（1分）
由动能定理（2分）
（1分）
解得：（1分）
（3）小球运动到B点时，设球拍对球的作用力为F，合力提供向心力，由力的合成规则
（2分）
其中
解得：（1分）
15．（12分）
（1）粒子进入电场，y轴方向有：
（1分）
（1分）
（1分）
得：（1分）
（2）粒子进入磁场速度
（1分）
（1分）
几何关系
，得（1分）
得：（1分）
（3）第一次进入电场：（1分）
磁场圆周时间：（1分）
再次进入电场：（1分）
总时间：
得（1分）
16．（15分）
（1）从两木板由静止释放到木板P刚到B点，对两木板组成的整体
（2分）
得：（1分）
（2）木板P刚好完全进入BC段时，对两木板组成的整体
（2分）
对木板Q：
（1分）
得：（1分）
（3）木板P、Q进入BC段时仍相对静止，所受摩擦力大小随着进入BC的长度线性增加
从两木板白静止释放到木板P刚到C点，对两木板组成的整体
（1分）
得：
木板P开始冲出C点后，木板P加速，木板Q匀速，两者分离，木板P滑过C点过程
（1分）
得：（1分）
（4）PQ碰撞时P、Q的速度大小各为
，（1分）
PQ发生弹性碰撞时，以沿斜面向上为正方向，则有
（1分）
（1分）
得：，
设C点以上的粗糙部分长度足够，设Q减速为零时下端离C点距离为x，从碰后到Q静止
（1分）
得：（1分）