福建省名校2024届高三上学期2月大联考物理试卷(含答案)

这是一份福建省名校2024届高三上学期2月大联考物理试卷(含答案)，共16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
1．2023年10月3日，在杭州亚运会田径女子接力决赛中，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葱曼棋。如图所示为跑道的起终点区域，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
C.中国队的平均速度约为
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接，使被撞击的分子和原子处于激发状态，恢复常态时，其湤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，真空中的光速为，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
D.对极光进行光学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，其底部㳖有弹签。使用时人对弹签施加压力，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随重心上升高度h变化的图像如图乙所示，上升高度为时动能达到最大值，图中段为直线，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( )
A.上升高度为时，人的加速度达到最大值
B.上升高度为时，弹跳鞋离开地面
C.在的上升过程中，人的机㭜能先增大后减小
D.在的上升过程中，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。已知风云三号G星质量，正常运行的轨道半径约，地球质量，万有引力常量。已知质量为m的物体从距地心r处运动到无穷远处的过程中克服地球引力所做的功为，轨道降低前后风云三号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.B.C.D.
二、多选题
5．如图所示，粗细均匀的金属牶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θ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喣应强度D.仅让两轻质细线增加相同的长度
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，感线框内为漏电检测装置，可视为理想变压器，其中原线图由入户的火线、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，从而使别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。若入户端接的交变电流，则( )
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，通过副线图的磁通量始终为0
D.没有发生漏电时，通过副线图的磁通量随原线图中电流的增加而增加
7．如图甲所示，物块A、B相互紧苝着放詛在光消水平面上，劲度系数为k的轻质弹签左、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，使弹筑处于压缩状态。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、时刻A的速度大小均为时刻A的速度达到最大值v，时刻A的速度减为0，则( )
A.B.C.D.
8．如图甲所示，足垑长的U型导轨放置在光滑水平绝缘穼面上，长为，导轨电阻不计。质量为、长为、电阻为的导体棒放置在导轨上，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，磁感应强度大小为的匀强磁场。时，对导轨施加一个水平向右恒力F，时撤去欮导轨与导体棒的图像如图乙所示。与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，最大静陪擦力等于消动摩擦力，则( )
A.动摩擦因数
B.导轨质量为
C.恒力F做的总功为
D.撤去F后近过导体棒的总电荷量为
三、填空题
9．2023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一一东方超环（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，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”)。
10．一定质量的理想气体经历了的循环过程后回到状态A，其图如图所示，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．如图甲所示，真空中有一半圆形玻璃砖，一束单色光沿半径方向射向其圆心O，入射光与直边的夹角为θ，另一侧放置可探测反射光强度的光学传感器。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射向真空时发生全反射的临界角为_____，该单色光在玻璃砖中的折射率为_____（已知，。
四、实验题
12．某同学利用铁架台、打点计时器、刻度尺等装置研究直径为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。
部分纸带如图乙所示，纸带上标记的数值为计数点、、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_____（结果保留三位有效数字)。
(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图像。
(4)由作出的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_____(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__________。
13．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：
(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图像如图丙所示：
(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”)。
五、计算题
14．为保证航海安全，海员需进行跳水训练。某次跳水训练中，质量的海员从距水面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。
(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，式中水的密度，比例系数，触水瞬间的有效面积，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，求该过程中水对海员平均作用力的大小。
15．一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O点，套在转轴上的轻质弹㥅连接在O点与圆环P之间，弹㥅原长为。装置静止时，轻杆与竖直方向的夹角均为，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，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，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时该装置转动角速度的大小。
16．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。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(g为重力加速度)，物块与木板间的动摩擦因数。（已知）时，物块速度为且恰好飞离木板，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)时，木板速度的大小；
(3)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。
参考答案
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，没有位移的确切数据不能计算出平均速度(9.2约等于平均速度)，全程总位移为起点位温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：对极光进行光谐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，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，上升高度为时，由段为直线知此时人和洼离开地面，故B正确。上升高度为的过程中，弹笑弹力一直对人做正功，人的机械能不断增大，故C错误。上升高度为的过程中，人做竖直上地运动，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，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：，式中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：。
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减小，θ变小；增大通过金属棒电流、增大匀强磁场的磁感应强度，均会使变大，θ变大。θ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，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，副线图中没有电流，漏保不会切断电源（这个时候应该工作的是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，因此，。为简谐运动，且时刻速度为时刻速度为v，故为简谐运动，且时刻速度为时刻速度为v，故。
8．答案：AD
解析：由图知，未产生电磁感应现象，为常规的模块滑板模型。时，导体棒，导轨，对导体棒分析，，可得，A正确；
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，对导轨分析，可得。在时间内，对导轨分析，，得导轨质量，B错误；
在内，导轨位移，恒力做功，C错误；
在内，电流，金属棒平衡，解得。撤去恒力，流过导体棒电量，D正确。
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，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，外界对气体做功大于气体对外界做功，因此，因此，气体放热。
11．答案：；1.67或
解析：由图乙可知当θ小于即入射角大于时反射光强度最大且保持不变，说明全反射的临界角为，故
12．答案：(1)塑料球应靠近打点计时器；手应抓住纸带末端并使纸带拉直
(2)2.19
(3)如图所示
(4)8.1
在塑料球下落的这段过程中，受到较为明显、大小稳定的阻力
解析：(1)该同学本次实验操作不当之处：重锤没有停靠在打点计时器附近。
(2)打下计数点6时塑料球的速度大小为
(3)
(4)由作出的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
此加速度明显小于当地重力加速度的原因可能是空气阻力或限位器与纸带间的阻力比较大。
13．答案：(1)如图所示
(2)之问均可)(3)增大
解析：由图像分析可知，电压较小时电动机不转动，仅有线图内阻接入，其电流随电压变化也表现为定值电阻特征，做出伏安特性曲线分析得电动机内阻约为；电动机机械效率，由图像可知，在之间，电动机已经转动，其的值逐渐减小，故电动机机械效率逐渐增大。
14．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)海员作自由落体运䢵至接触水而时：
(2)水的作用力：
解得
(3)海员作自由落体运动至接触水面时：
以竖直向上为正方向
解得
15．答案：(1)(2)(3)
解析：(1)装置静止时，小球M受力分析如图所示
对M
得：
(2)装置静止㳡，小环P受力分析如图所示
对P
得：
(3)轻杆与竖直方向夹角为时，对P
得：
小球M受力分析如图，对M
得：
16．答案：(1)(2)(3)(4)看解析
解析：(1)设物块电量为q，依题意得：
物块刚好飞离木板，有
得
(2)对系统分析，由动量定理得
得
或隔离法：对物块分析，
对木板分析，
得
(3)时间内，对物块分析有：
微元叠加有；
得
能量守恒：
得
(4)物块飞离木板后，物块在重力与洛伦兹力作用下做复杂的曲线运动，由于洛伦兹力始终垂直于速度，根据矢量分解思想有x轴的速度产生y轴的洛伦兹力，y轴的速度产生轴的洛伦兹力，水平与竖直动量定理有
x方向：
y方向：
二式相加得
能量守恒：
解得：
碰到墙壁之后，贴着墙壁竖直上升
据地最大高度：