2023–2024学年福州市高三年级4月末质量检测物理试题+答案（4月27日）

这是一份2023–2024学年福州市高三年级4月末质量检测物理试题+答案（4月27日），共12页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
物 理 试 题
(完卷时间 75 分钟；满分 100 分)
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
友情提示：请将所有答案填写到答题卡上！请不要错位、越界答题！
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。
闽江河口龙舟竞渡历史可追溯到秦汉，那时河口居有一支闽越王无诸氏族，他们擅长划舟，喜赛龙舟，留下了龙舟竞渡传统。《福州地方志》记载：“福州龙舟竞渡，台江、西湖皆有之。”图为龙舟比赛的照片，下列说法正确的是
龙舟的速度越大，惯性也越大
获得冠军的龙舟，其平均速度一定最大 C.龙舟齐头并进时，相对于河岸是静止的
D.龙舟能前进是因为水对船桨的作用力大于船桨对水的作用力
一竖直悬挂的弹簧振子，下端装有记录笔，在竖直面内放置一张记录纸。当振子上下振动时，以恒定速率 v 水平向左拉动记录纸，记录笔在纸上留下如图所示的图像。y₁、y₂、x₀、2x₀为纸上印迹的位置坐标。下列说法正确的是
振子的振幅为 ??1−??2
2
振子的振动周期为 ??0
?
图像记录了振子相对地面的运动轨迹
若纸带速率减小为原来的一半，振子振动的周期变为原来的 2 倍
图甲是氢原子能级图，图乙中的 ????, ????, ????, ????是氢原子从较高能级向 ?? = 2能级跃迁时产生的在可见光区域的四条谱线，其中谱线 ????是氢原子从 ?? = 6能级向 n=2 能级跃迁时产生的，则
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图乙中的氢原子光谱是连续光谱
四条谱线中 Hα.对应的光子能量最大
谱线H。对应的光子能量是 3.02 eV
谱线 Hy 是氢原子从 n=7 能级向 n=2 能级跃迁时产生的
图甲是某小车利用电磁感应实现制动缓冲的示意图：水平地面固定有闭合矩形线圈abcd，线圈总电阻为 R，ab 边长为 L；小车底部安装有电磁铁，其磁场可视为磁感应强度大小为 B、方向竖直向下的匀强磁场，磁场边界 MN 与 ab 边平行。当小车沿水平方向通过线圈 abcd 上方时，线圈与磁场的作用使小车做减速运动，从而实现缓冲。以 α 点为坐标原点、水平向右为正方向建立 x 轴，小车速度v 随x 的变化图像如图乙所示，不计一切摩擦阻力，则缓冲过程
小车向右做匀减速直线运动
磁场边界 MN 刚抵达 ab 边时, 线圈ab 两端电势差为-BLv₀
前、后半程线圈中产生的热量之比为 4：1
?0
2
若摩擦阻力不能忽略且恒定，小车在位移中点的速度将大于
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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。
在科艺节上，老师表演了一个“魔术”：如图甲，在没有底的空塑料瓶上固定着一块易拉罐铝片和一根铁锯条，将它们分别与静电起电机的正、负极相连。在塑料瓶里放置点燃的蚊香，很快瓶里烟雾缭绕；摇动起电机后，顿时瓶内变得清澈透明。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 ab=bc。则起电机摇动时
带负电的烟尘聚集在铝片上
?. ??? = 2???
a 点的电场强度小于 b 点的电场强度
带负电的烟尘在 b 点的电势能大于在c 点的电势能
6.2024 年 1 月 1 日太阳爆发了一个 X5.0 级耀斑，同时还伴随日冕物质抛射，这一
刻被我国“夸父一号”卫星成功记录，再次刷新了第 25 太阳活动周最大耀斑的
纪录。如图所示，“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动，距地面高度约为 7
20km，运行一圈所用时间约为 100 分钟。为了随时跟踪和观测太阳的活动，“夸父一号”在随地球绕太阳公转的过程中，需要其轨道平面始终与太阳保持固定的取向，使太阳光都能照射到“夸父一号”。下列说法正确的是
由题目所给信息可估算出太阳的质量
“夸父一号”绕地球做圆周运动的速度小于 7.9 km/s
“夸父一号”的运行轨道平面平均每星期转动的角度约为 7°
“夸父一号”和地球的连线与地球和太阳的连线在相同时间内扫过的面积相同
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如图甲，某科技小组要探究长直导线周围磁场分布情况，将长直导线沿南北方向水平放置，在导线正下方、与导线距离为 r 的P 处放置一枚可自由转动的小磁针。当导线中通以恒定电流后，小磁针 N 极向纸外偏转，测得小磁针静止时 N 极偏离
南北方向的角度θ，其正切值 tanθ 与 1的关系图像如图乙所示。已知实验所在
?
处地磁场水平分量大小恒为 B₀，则下列判断正确的是
导线中的电流方向由北向南
电流在 P 处产生的磁场方向就是小磁针静止时N 极所指的方向
电流在导线正下方 r₀处产生的磁场的磁感应强度大小为 �3 ?
3
0
20
导线正下方 r₀处磁场的磁感应强度大小为 2�3 ?
如图所示，带电圆环 P 套在足够长的、粗糙绝缘水平细杆上，空间中存在与水平杆成θ 角斜向左上方的匀强电场，现给圆环 P 一向右初速度，使其在杆上与杆无挤压地滑行。当圆环 P 滑至 A 点时，在空间加上水平方向且垂直细杆的匀强磁场，并从此刻开始计时，t₁时刻圆环 P 再次返回A 点。选取水平向右为正方向，则运动过程圆环 P 受到的摩擦力 f、速度 v、加速度 a、动能. ??ₖ随时间 t 变化的图像，可能正确的是
三、非选择题: 共 60 分, 其中 9、10、11 为填空题, 12、13 为实验题, 14、15、1 6 为计算题
(3 分)如图所示，柜子静置于水平地面，某人用大小为 F的水平推力推柜子，但没有推动，则柜子和地面间摩擦力大小 f= ；在同一时间内，推力冲量大小 摩擦力冲量大小 (选填“大于”、“小于” 或“等于” )。
(3 分)夜间行车时，高速公路上标志牌表面的“反光膜”能反射光线，使标志牌上的字特别醒目。如图所示“反光膜”内均匀分布着一层小玻璃珠，一束单色光平行于直径 DB 从 A 点射入玻璃球，在 B 点反射后从 C 点射出，出射光线恰好与入射光线平行。
已知∠ABC=60°，该单色光从空气射入玻璃频率(选填“增大”、“减小”
或“不变”)，玻璃珠的折射率为。
11.(3 分)如图甲所示，某款自动洗衣机进水时，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的气体，通过压力传感器感知管中的气体压强，从而控制进水量。假设细管内气体温度不变，其压强与体积的关系如图乙所示，当气体从状态 A 变化到状态 B 时，洗衣缸内的水位(填“升高”、 “降低”或“不变”)，该过程细管内气体 (填
“吸热”“放热”或“不吸热不放热”)。
(6 分)某物理兴趣小组利用传感器探究：向心力大小 F 与半径 r、线速度 v、质量 m 的关系，实验装置如图甲所示。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力 F 的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为 d，光电门可以记录遮光片的遮光时间。
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用游标卡尺测得遮光片的宽度 d 如图乙所示，则 d=mm；
若某次实验中测得遮光片经过光电门的遮光时间为 Δt，则滑块的线速度表达式为 v=(用 Δt、d 表示);
以 F 为纵坐标、 1
(??)2
为横坐标建立坐标系，描出多组数据点，作出如图丙所示
图像，图线斜率为 k，测得滑块的质量为 m，则滑块转动半径为(用 k、m、d 表示)。
(6 分)某同学要进行“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”的实验。实物图如图所示
关于实验，下列说法正确的是。
为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数 B.为了确保人身安全，只能使用低于 12 V 的电源
C.通电情况下不可以用手接触裸露的导线、接线柱
为了探究 ??₁ = 400匝、??₂ = 200匝的变压器原、副线圈电压与匝数的关系，请用笔画线代替连线，将图中的实物连接补充完整。
在实验中，两个电压表的读数记录如下
该同学多次实验后发现原、副线圈的电压之比总是(选填“稍
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电压
次数
1
2
3
4
5
U₁/V
2.5
4.5
7.0
9.0
10.5
U₂/V
1.2
2.2
3.4
4.4
5.2
大于”、“等于”或者“稍小于”)原、副线圈的匝数之比，试分析其原因:
。
14.(11 分)随着科技的发展，无人机越来越多的走进人们的生活。如图所示，某同学在无风的天气做无人机飞行测试，让无人机从地面由静止开始匀加速竖直上升，经时间 t=5s 速度达到 ? = 5??/??。已知无人机总质量 ?? = 1????,空气阻力恒为无人机总重力的 0.1 倍，重力加速度 g 取 10??/??²,求:
无人机竖直向上的动力. ??₁;
无人机上升 5m 时的动能. ??ₖ;
若无人机以 5m/s 速度水平匀速飞行，求无人机的动力 F₂的大小 (结论用根号表示)。
15.(12 分)质谱仪是分析研究同位素的重要仪器。如图甲为某质谱仪的截面图，速度很小的带电粒子从 O 点进入电压为( ?₁的加速电场，加速后经狭缝 ??′进入磁感应强度为 B₁的速度选择器，沿直线运动从狭缝 S 垂直直线边界 MN 进入磁分析器，速度与磁感应强度为. ?₂的匀强磁场垂直，经偏转最终打在照相底片上。粒子质量为m、电荷量为 q。不计粒子重力。求：
速度选择器中匀强电场的场强大小 E；
P₁和 P₂是互为同位素的原子核。若保持( ?₁、?₁、?₂不变,改变 E,原子核
??₁、??₂沿直线通过速度选择器，最终打到照相底片的位置到狭缝 S 的距离之比为k，则. ??₁、??₂的质量之比 ??₁: ??₂;
某次实验，由于加速电场和速度选择器场强出现微小波动，并考虑狭缝 S 有一定的宽度且为 d，使得粒子从 S 射出时速度大小在 ?₀ ∼ ?₀ +△ ?、方向与边界 MN 垂直线间的夹角范围为( 0° ∼ ??,如图乙所示。则粒子打在照相底片上沿 MN 方向的宽度为多少?
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(16 分) 如图甲, 质量 ???? = 4????的 L 形木板P 和质量 ???? = 4????的物块Q静止在光滑的水平面上。A、B 分别是木板P 的左、右端点，物块 Q 的左端与一根处于原长的轻弹簧连接，弹簧的劲度系数k=20 N/m (弹簧的弹性势能
2
???? = 1 ????2,x 为弹簧的形变量)。t=0 时，质量 ???? = 2????的物块 C 以 ?₀ = 3.
3??/??的速度从 A 端滑上木板P，木板P 和物块Q 的v-t 图像如图乙所示,其中 t=0 到 ?₁ = 0.6??内图像是一条直线。t=t₂时,物块 C 与木板 P 相碰并粘在一起，C、P 碰前瞬间，木板P 的v-t 图像的斜率恰好为零。重力加速度 g 取 10??/??²。求:
0~0.6s 内, 木板 P 的加速度大小 ap 和所受摩擦力大小 f；
物块 C 与木板 P 相碰前的速度大小v 和碰撞的时刻t₂；
弹簧最大的弹性势能；
0.6 s~t₂过程物块 Q 的位移大小。
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