福建省龙岩市2024届高三下学期五月教学质量检测（三模）物理试卷(含答案)

这是一份福建省龙岩市2024届高三下学期五月教学质量检测（三模）物理试卷(含答案)，共23页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．如图是学校举行的田径运动会上一跳高运动员过杆的情景。当跳高运动员从地面起跳到落地的过程中，下列说法正确的是( )
A.运动员起跳时处于失重状态
B.运动员过杆时处于超重状态
C.起跳过程中地面对运动员向上的平均作用力大于他对地面的压力
D.落地过程中地面对运动员向上的平均作用力大于他所受到的重力
2．甲车和乙车从同一位置出发，它们运动的速度v随时间t变化的图像分别为如图所示的直线甲和曲线乙，时，两图线刚好相切。有关两车在0~5s内的运动，下列说法正确的是( )
A.甲车做直线运动，乙车做曲线运动B.时两车之间的距离为3m
C.时两车相遇D.两车之间的距离先增大后减小
3．如图所示，在竖直向下的匀强磁场B中，将一根水平放置的金属棒ab以某一水平速度抛出，金属棒在运动过程中始终保持水平且未离开磁场区域，不计空气阻力，下列关于金属棒在运动过程中的说法正确的是( )
A.机械能保持不变B.感应电动势越来越大
C.a点电势比b点电势高D.所受重力的功率保持不变
4．如图所示，带电小球P固定在绝缘竖直墙面上，用绕过固定在竖直墙上O点的小定滑轮的细线拉着带电小球Q。小球Q静止时P、Q间的距离为r，O、P间的距离为h，。现用拉力F缓慢拉动绳端，使小球Q缓慢移动，在小球Q从图示位置缓慢移动到O点的过程中( )
A.拉力F先增大后减小
B.小球P、Q间的库仑力逐渐减小
C.小球P、Q系统的电势能先不变后减小
D.小球Q在P球位置产生的电场强度大小不变
二、多选题
5．某一B超探头发送的简谐超声波沿x轴正方向传播，其波的图像如图所示，此刻（）处于平衡位置的质点M刚开始振动。已知波的频率为，下列说法正确的是( )
A.质点M开始振动的方向沿y轴正方向
B.时，N点第一次出现波峰
C.时，质点M运动到N点处
D.经过质点M运动的路程为2mm
6．如图所示，嫦娥五号、天问一号探测器分别在近月、近火星轨道运行。已知火星的质量为月球质量的9倍，火星的半径为月球半径的2倍。假设月球、火星可视为质量均匀分布的球体，忽略其自转影响，则下列说法正确的是( )
A.月球表面的重力加速度与火星表面的重力加速度之比为2:3
B.月球的第一宇宙速度与火星的第一宇宙速度之比为
C.嫦娥五号绕月球转动的周期与天间一号绕火星转动的周期之比为
D.嫦娥五号绕月球转动轨道半径的三次方与周期的平方的比值与天问一号绕火星转动轨道半径的三次方与周期的平方的比值相等
7．磁电式电流表内部结构如图甲所示，电流表外部结构如图乙所示，下列说法正确的是( )
A.图甲中，磁电式电流表指针偏转角度与通过线圈的电流成正比
B.图甲中，当线圈有电流通过时，处于匀强磁场中的线圈最终达到转动平衡
C.在运输时把电流表的正、负接线柱用导线连在一起，如图乙所示，目的是应用电磁阻尼保护电流表指针
D.在运输时把电流表的正、负接线柱用导线连在一起，如图乙所示，目的是应用电磁驱动保护电流表指针
8．某理想自耦变压器构造如图所示，线圈AB绕在一个圆环形闭合铁芯上，左端输入正弦交流电压为相同的灯泡，其电阻均为110Ω且恒定不变，定值电阻的阻值为灯泡阻值的。当滑动触头P处于如图所示位置时，AB端与PB端匝数比为4:1，、闭合时，两灯泡消耗的电功率相同。下列说法正确的是( )
A.灯泡的电流为0.4A
B.灯泡消耗的电功率为27.5W
C.均闭合时，将P沿逆时针方向转动（灯泡一直没有损坏），、均变亮
D.断开，闭合，将P沿逆时针方向转动（灯泡一直没有损坏），定值电阻消耗的电功率先变大后变小
三、填空题
9．如图甲，一定质量理想气体经历了两个等温和两个等容过程。气体经历的过程中，气体分子单位时间内对器壁单位面积撞击的次数______（填“增加”“减少”或“不变”），状态B和状态C的气体分子热运动速率的统计分布图像如图乙中两条曲线，则状态C对应______（选填“①”或“②”）曲线，气体完成一次循环对外界做______（选填“正功”“负功”或“不做功”）。
10．光电管中金属材料的极限波长为，现用一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时发出的光照射该光电管，只有一种频率的光能发生光电效应，其频率为ν，已知普朗克常量为h，真空中光速为c，则用该光照射时光电子的最大初动能为______，氢原子基态能量为______（用题中所给物理量表示）。
11．两种单色光a、b从水中射向空气，折射角相同，形成的光路如图所示，则______（选填“a”或“b”）光在水中的传播速度较大。现将这两种单色光分别经同一单缝衍射装置做单缝衍射实验，则______（选填“a”或“b”）光衍射条纹中央亮纹较窄。再将这两种单色光分别在空气中经同一双缝干涉实验装置做双缝干涉实验，观察到a光在屏上出现第2级亮纹的中心刚好是b光在屏上出现第3级暗纹的中心，则______。
四、实验题
12．某小组同学利用传感器进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验，实验装置如图甲所示，力传感器固定在竖直转轴上，角速度传感器固定在水平直杆上，水平直杆随竖直转轴一起转动，质量为m的滑块套在水平直杆上，细线一端连接滑块，另一端连接力传感器，细线拉力的大小F可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度ω通过角速度传感器测得。
（1）小组同学保持滑块质量不变，将其运动半径r分别调整为0.22m、0.20m、0.18m、0.16m、0.14m，改变转动角速度，得到相应的向心力大小，在同一坐标系中分别得到图乙中①、②、③、④、⑤五条图线。请分析这五组图线不过坐标原点的原因是______。
（2）因图乙中图线不便于研究F与ω的关系，便对其中某条图线的数据进行处理，获得的图像如图丙所示，该图线是一条直线，则图像横坐标x代表的是______。（填“”“”或“”）
（3）把图乙中的图线转换成图丙中的图线所应用的物理思想与下列实验相同的是______。
A.探究两个互成角度的力的合成规律
B.当物体受力不变，探究加速度与物体质量的关系
C.研究匀变速直线运动时，用图像求物体运动加速度
13．某同学制作一个多量程的电流表和欧姆表，他设计的电表电路如图所示。所用器材分别为：
A.电流表G（满偏电流，内阻）；
B.定值电阻、；
C.滑动变阻器R（最大阻值为120Ω）；
D.电源（电动势为1.5V，内阻忽略不计）；
E.单刀双掷开关、；
F.表笔及导线若干。
①将单刀双掷开关接b，分别接2、1时，c、d可串联在电路中作为电流表，量程分别为10mA和100mA；
②若单刀双掷开关接a，分别接1、2时，可作为双量程的欧姆表使用。
回答下列问题：
（1）c端接______（选填“红”或“黑”）表笔。
（2）电路中定值电阻的阻值为______Ω。
（3）当单刀双掷开关接a，再将开关接1时，欧姆表的挡位为______（选填“×1”或“×10”），欧姆调零后将待测电阻接在c、d间，发现电流表指针偏转角很小，断开电路并将挡位换成另一挡位，再次欧姆调零时，滑动变阻器R的滑片______（填“向上”或“向下”）移动。调零后再次将电阻接在c、d间，电流表G的指针对准刻度盘上的0.6mA处，则电阻______Ω。
五、计算题
14．如图甲所示，滑梯是一种有趣的娱乐设施，可以简化为如图乙所示的圆弧形滑道，其在竖直面内的半径，过A点的切线与竖直方向的夹角为30°。一质量的小孩（可视为质点）从A点由静止开始下滑，利用速度传感器测得小孩到达圆弧最低点B（切线水平）时的速度大小为，g取。
（1）求小孩在B点时，滑梯对小孩的支持力；
（2）求小孩在下滑过程中损失的机械能；
（3）若用外力将小孩缓慢从B点推到A点，设摩擦阻力大小恒为重力的倍，求外力做的功。
15．如图所示，在xOy坐标平面内，半径为R的圆形匀强磁场区域的边界与x轴相切于原点O，与PM相切于A点，。PQ、MN间存在着匀强电场，。现有一个质量为m、电荷量为q的正离子，从O点以速率沿y轴正方向射入磁场，并经过A点打到了D点。离子到达MN上即被吸收，不计离子重力。
（1）求磁感应强度大小B；
（2）若其他条件不变，仅将该离子从O点以偏向y轴正方向左侧方向射入磁场，求离子在磁场中运动的时间t；
（3）若其他条件不变，将大量的上述离子从O点均匀向各个方向射入的区域，不计离子间的相互作用。求在CD区域接收到的离子数占发射出的总离子数的比例η。
16．如图所示，两平行导轨ab、cd固定在水平面上，其中ef、gh是两小段绝缘导轨，其余部分是金属导轨，导轨间平滑相接，导轨间距为，整个导轨置于磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。导轨左侧接有一阻值为R的电阻和一电容为C、极板间距为的电容器（开始时不带电），右侧接有自感系数为L的线圈。质量为m、电阻为R的金属棒M垂直导轨放置于绝缘导轨左侧某处，质量为m、电阻不计的金属棒N垂直导轨放置于绝缘导轨上。现给M一水平向右初速度，当M达到稳定状态，一带电荷量为的粒子（重力不计）恰能以速度从极板间水平穿过。此后，M继续运动与N发生弹性正碰（碰撞时间极短），忽略金属棒在绝缘导轨上的运动时间。不考虑其它电阻，不计一切摩擦，忽略电磁辐射，M、N均始终与导轨接触良好。求：
（1）M达到稳定状态时，电容器极板间的电场强度大小E；
（2）M稳定时产生的电动势ε及其速率v；
（3）给M的水平向右初速度大小；
（4）M和N从第一次碰撞到第二次碰撞的时间。（已知：自感系数为L、电流变化率为的自感线圈产生的自感电动势，简谐运动周期公式：，k为比例系数）
参考答案
1．答案：D
解析：A.运动员起跳时，加速度向上，处于超重状态，故A错误；
B.运动员过杆时，受重力作用，加速度向下，处于失重状态，故B错误；
C.由牛顿第三定律可知起跳过程中地面对运动员向上的平均作用力等于他对地面的压力，故C错误；
D.由动量定理可知
落地过程中地面对运动员向上的平均作用力大于他所受到的重力，故D正确。
故选D。
2．答案：B
解析：A.图像描述的都是直线运动，甲车做匀加速直线运动，乙车做变加速直线运动，故A错误；
B.图像的斜率表示加速度
时甲车的位移
由于甲车和乙车从同一位置出发，所以时两车之间的距离为3m，故B正确；
C.图像下与坐标轴围成的面积表示位移，时甲车的位移大，甲车在乙车前面，故C错误；
D.乙车的速度一直不大于甲车的速度，两车之间的距离一直增大，故D错误。
故选B。
3．答案：A
解析：A.金属棒做平抛运动中，只有重力做功，因此机械能保持不变，A正确；
B.金属棒做平抛运动中，水平方向的分速度不变，因而金属棒在垂直切割磁感线的速度不变，由电磁感应定律公式可得
可知，金属棒产生的感应电动势大小保持不变，B错误；
C.由右手定则可知，金属棒ab切割磁感线产生感应电动势，相当于电源，因此b点电势高，即a点电势比b点电势低，C错误；
D.金属棒做平抛运动中，速度逐渐增大，由功率公式可得
可知所受重力的功率逐渐增大，D错误。
故选A。
4．答案：C
解析：AB.设小球Q的质量为m，O、Q间距离为L，在小球Q到达竖直墙之前，对小球Q受力分析，小球受重力、拉力、库仑力，如图
根据力的矢量三角形与几何三角形相似可得
在小球Q从图示位置到与墙壁接触的过程中，均不变，L变小，r不变，因此这个过程小球Q绕小球P做圆周运动，当小球Q与墙壁接触后受重力、拉力、向上的库仑力，在拉力作用下沿墙壁直线上升，库仑力变小，小球在竖直方向受力平衡，所以F变大，所以拉力F先减小后增大；小球P、Q间的库仑力先不变，再逐渐减小故AB错误；
C.当小球Q与墙壁接触前，库仑力不做功，小球P、Q系统的电势能不变；当小球Q与墙壁接触后库仑力做正功，小球P、Q系统的电势能减小；所以小球P、Q系统的电势能先不变后减小，故C正确；
D.小球Q在P球位置产生的电场强度由可知先大小不变后减小，故D错误。
故选C。
5．答案：BD
解析：A.根据同侧法，由图可知，质点M开始振动的方向沿y轴负方向，故A错误；
BD.由图可知，该波的波长为，波的周期为
经过质点M振动，运动的路程为
波的传播速度为
波传播到N点处的时间为
时，质点N振动的时间为
可知，N点第一次出现波峰，故BD正确；
C.质点不随波移动，则质点M不能运动到N点处，故C错误。
故选BD。
6．答案：BC
解析：A.在月球表面
解得
同理，可得
所以
A错误；
B.在星球表面，可以认为重力为其圆周运动提供向心力，故有
解得
同理可得
所以
B正确；
C.根据周期公式可知
C正确
D.开普勒第三定律是对于同一中心天体而言，嫦娥五号与天问一号圆周运动的中心天体不同，D错误。
故选BC。
7．答案：AC
解析：A.极靴与圆柱形软铁之间的磁场是辐向分布的磁场，因此不管线圈转动什么角度，其平面都跟磁感线平行，磁力矩与线圈中的电流成正比，当线圈转动时，螺旋弹簧将被扭动，产生一个阻碍线圈转动的阻力矩，其大小与线圈转动的角度成正比，当磁力矩与螺旋弹簧中的阻力矩相等时，线圈停止转动，此时指针偏向的角度与电流成正比，故A正确；
B.极靴与圆柱形软铁之间的磁场是辐向分布的磁场，不是匀强磁场，故B错误；
CD.在运输时把电流表的正、负接线柱用导线连在一起，如图乙所示，目的是应用电磁阻尼保护电流表指针，故C正确，D错误。
故选AC。
8．答案：ACD
解析：A.闭合时，副线圈电路的阻值
副线圈电路的等效电阻为
则此时流过灯泡的电流
根据左端输入正弦交流电压瞬时值的表达式可得左端输入电压的有效值为
联立解得
故A正确；
B.灯泡消耗的电功率为等于的功率
故B错误；
C.均闭合时，将P沿逆时针方向转动（灯泡一直没有损坏），增大，则变小，因此变小，则流过灯的电流增大，根据理想变压器原副线圈电流与线圈匝数的关系，流过灯的电流也增大，故、均变亮，故C正确；
D.断开，闭合，则有
将P沿逆时针方向转动（灯泡一直没有损坏），增大，则变小，分析可知变小，由逐渐减小为，将灯泡的电阻看作电源的“等效内阻”，定值电阻消耗的电功率为
当时，的电功率将有最大值，故将P沿逆时针方向转动（灯泡一直没有损坏），定值电阻消耗的电功率一定是先变大后变小，故D正确。
故选ACD。
9．答案：减小；②；正功
解析：根据影响密闭气体压强微观原因：单位时间内气体分子对器壁单位面积撞击的次数和每次撞击的平均作用力；由图像可知的过程属于等温变化，温度不变，每次撞击的平均作用力不变，又因为该过程压强减小，所以气体分子单位时间内对器壁单位面积撞击的次数减小；
过程属于等容变化，根据查理定律
可得，而温度又是分子平均动能的标志，由图像可看出，图线②表示速率较大的分子数目多，也就是分子平均动能较大，所以图线②对应状态C；
根据图线与横坐标所围成的面积表示做功可知的过程气体体积变小，外界对气体做正功为折线ABC与横轴所围成的面积；的过程气体体积变大，气体对外界做功为折线CDA与横轴所围成的面积；根据面积大小关系可知气体完成一次循环对外界做正功。
10．答案：；
解析：根据光电效应方程有
其中逸出功为
解得
一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时发出的光照射该光电管，只有一种频率的光能发生光电效应，可知，该光子为4能级跃迁至基态时辐射的光子，根据波尔理论有
其中
解得
11．答案：a；b；
解析：两种单色光a、b从水中射向空气，折射角相同，单色光a的入射角较大，根据折射定律，可知b光的折射率较大，根据
可知a光在水中的传播速度较大。
根据
b光的折射率较大，b光的频率较大，则b光的波长较短，b光衍射条纹中央亮纹较窄。
根据双缝干涉条纹间距公式
a光在屏上出现第2级亮纹的中心刚好是b光在屏上出现第3级暗纹的中心，则
可得
12．答案：（1）滑块受到摩擦力的作用（2）（3）B
解析：（1）由题图可知，当滑块角速度不为零时，传感器显示的力为零，是因为滑块受到摩擦力的作用。
（2）对滑块受力分析有
整理有
所以滑块质量不变，半径一定时，F与成线性关系，所以该图像的横坐标代表的。
（3）在对图像的数据处理获得图像过程中，将原本的曲线图像，处理成线性的图像，这与探究加速度与质量的关系中将图像转化为图像的原理相同。
故选B。
13．答案：（1）黑（2）4（3）×1；向上；100
解析：（1）根据欧姆表的“红入黑出”原则，c端接黑表笔。
（2）由串并联电路特点及欧姆定律得
由以上两式得
（3）由题意及闭合电路欧姆定律得，
开关接1时
开关接2时
由以上两式得
因为欧姆表内阻大的挡位大，所以再将开关接1时，欧姆表的挡位为“×1”。
设欧姆调零，接1时，滑动变阻器电阻大小为，接2时，滑动变阻器电阻大小为
由闭合电路的欧姆定律得，接1时
接2时
由以上两式比较可得
所以，将开关接1时换成2时，滑动变阻器电阻变大，滑片向上滑动。
开关接2时，由闭合电路的欧姆定律得
由以上三式并代入数据得
14．答案：（1），方向竖直向上（2）（3）
解析：（1）小孩在B点时，由牛顿第二定律有
解得
方向竖直向上。
（2）根据题意可知，小孩在下滑过程中损失的机械能
代入数据解得
（3）根据题意，设外力做的功为W，由动能定理有
代入数据解得
15．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）离子在磁场中做圆周运动，轨迹如图
有
根据几何关系有
解得
（2）如图可知，离子在磁场中运动的圆心角为
离子在磁场中运动的时间为
解得
（3）如图
由几何关系可知，离子射出磁场时速度均为水平方向，设打在C点的离子从磁场边界B点射出，在电场中做类平抛运动的水平位移为x，竖直位移为y，则有
从A点射出的离子打到了D点，有
联立可得
设离子射入磁场时偏向y轴正方向角度为θ，由几何关系可得
所以在CD区域接收到的离子数占发射出的总离子数的比例为
16．答案：（1）
（2）；
（3）
（4）
解析：（1）对带电粒子，由平衡条件
可得
（2）M达到稳定状态时由
可得M稳定时产生的电动势
又根据
可得M运动稳定时的速率
（3）对M，由动量定理
即
M稳定时，电容器带电量
可得M的初速度
（4）对M和N，由动量守恒定律
由能量守恒定律
得碰后M和N交换速度
在N和线圈构成的回路中，由于线圈不计电阻，N产生的自感电动势与线圈产生的自感电动势相等，即
可得
从M和N碰后开始，对上式两边求和
N所受安培力
可得
由楞次定律可知，安培力方向与x方向相反，故N在绝缘导轨右侧做简谐振动，M和N从第一次碰撞到第二次碰撞的时间即为N简谐运动的半个周期