福建省福州市2023届高三下学期高考模拟第三次质量检测物理试题含解析

福建省福州市2023届高三下学期高考模拟第三次质量检测物

理试题

一、单选题

1.（2023•福建福州•统考三模）一架无人机在同一水平面内运动，初始时悬停于空中，

开始运动后在5s内向西沿直线飞行了40m,之后经过5s向北沿直线飞行30m后再次悬

停。无人机的运动轨迹俯视图如图所示，则无人机在整个运动过程中（）

"►东

A.平均速度大小为5m/sB.平均速度大小为7m/s

C.平均速率为5m/sD.平均速率为8m/s

2.（2023•福建福州・统考三模）有一种瓜子破壳器如图甲所示，将瓜子放入两圆柱体所

夹的凹槽之间，按压瓜子即可破开瓜子壳。破壳器截面如图乙所示，瓜子的剖面可视作

顶角为。的扇形，将其竖直放入两完全相同的水平等高圆柱体A、B之间，并用竖直向

下的恒力F按压瓜子且保持静止，若此时瓜子壳未破开，忽略瓜子自重，不计摩擦，则

A.若仅减小A、B距离，圆柱体A对瓜子的压力变大

B.若仅减小A、B距离，圆柱体A对瓜子的压力变小

C.若A、B距离不变，顶角6越大，圆柱体A对瓜子的压力越大

D.若A、B距离不变，顶角。越大，圆柱体A对瓜子的压力越小

3.（2023•福建福州•统考三模）如图所示，一圆形线圈在水平方向的匀强磁场中绕竖直

方向的轴匀速转动，通过电刷与理想变压器原线圈相连，图示时刻圆形线圈平面与磁感

线平行，R为定值电阻，不计圆形线圈电阻，电压表为理想交流电表，则（）

A.图示时刻，电压表的读数为0

B.若仅将圆形线圈匝数减少为原来的R两端电压减小为原来的3

C.若仅将圆形线圈转速减少为原来的R消耗的电功率减小为原来的g

D.若仅将变压器原线圈匝数减少为原来的通过R的电流减小为原来的g

4.（2023•福建福州•统考三模）某工地小型升降电梯的原理图如图所示，轿厢A、对重

B跨过轻质定滑轮通过足够长轻质缆绳连接，电机通过轻质缆绳拉动对重，使轿厢由静

止开始向上运动，运动过程中A未接触滑轮、B未落地。已知A、B质量分别为

M=600kg、,〃=400kg,电机输出功率恒为P=3kW,不考虑空气阻力与摩擦阻力，

重力加速度g取lOm/s?,则当轿厢速度为lm/s时,A、B之间轻质缆绳的拉力大小为（）

6000NC.6600ND.7000N

二、多选题

5.（2023・福建福州•统考三模）中国制造的列车空气弹簧实现了欧洲高端铁路市场全覆

盖，空气弹簧安装在列车车厢底部，可以起到有效减震、提升列车运行平稳性的作用。

空气弹簧主要由活塞、气缸及密封在气缸内的一定质量气体构成。列车上下乘客及剧烈

颠簸均会引起车厢震动。上下乘客时气缸内气体的体积变化较慢，气体与外界有充分的

热交换；剧烈颠簸时气缸内气体的体积变化较快，气体与外界来不及热交换。若外界温

度恒定，气缸内气体视为理想气体，则（）

试卷第2页，共8页

A.乘客上车造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体对外界放热

B.乘客上车造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体对外界做正功

C.剧烈颠簸造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体的内能增加

D.剧烈颠簸造成气体压缩的过程中，空气弹簧内气体分子的平均动能减小

6.（2023•福建福州•统考三模）某研究小组研发了一款弹跳机器人，总质量仅为30g,

其结构如图所示，流线型头部内的微型电机先将碳纤维细条制成的弹性结构压缩，之后

弹性势能迅速释放，在约为10ms的时间内将机器人由静止加速到28m/s,此时机器人

恰好离开地面，接着沿竖直方向上升，离地最大高度为33m,当地重力加速度为9.8m/s2,

则（△）

凿

A.微型电机工作时，消耗的电能全部转化为弹性结构储存的弹性势能

B.机器人在10ms的加速时间内平均加速度大小约为2800m/s2

C.弹跳机器人在空中上升时加速度大小大于9.8m/s2

D.弹跳机器人在空中上升的过程中机械能守恒

7.（2023•福建福州•统考三模）目前大多数医院进行输液治疗时都采用传统的人工监护

方式，为减轻医务人员负担，有不少输液传感器投入使用。某电容输液传感器测量装置

示意图如图甲所示，测量电路如图乙所示，A、3间接入恒定电压U。，自动控制开关S

置于1时电容器充电、置于2时电容器放电。电容器在S的作用下周期性充放电，系统

监测每次充电过程中电容器两端电压随时间的变化曲线，可自动判定输液管中是否有药

液。在输液管中有药液和无药液的两次电容器充电过程中，电容器两端电压随时间的变

化曲线如图丙所示，已知有药液时测量电路中的电容值更大，则（）

B.曲线2为有药液时的充电曲线

C.曲线1对应的情况下电容器充满电后所带的电荷量较大

D.曲线2对应的情况下电容器充满电后所带的电荷量较大

8.（2023•福建福州・统考三模）如图甲所示，质量为m的物块A与竖直放置的轻弹簧上

端连接，弹簧下端固定在地面上。/=0时，物块A处于静止状态，物块B从A正上方

一定高度处自由落下，与A发生碰撞后一起向下运动（碰撞时间极短，且未粘连），到

达最低点后又向上运动。已知B运动的UT图像如图乙所示，其中0~%的图线为直线,

A.物块B的质量为B.f=q时，弹簧的弹性势能最大

C.『=时，B速度为零D."铝时,A、B开始分离

O

三、填空题

9.（2023•福建福州•统考三模）氢原子的能级示意图如图所示，现有大量处于〃=3能级

的氢原子向低能级跃迁，最多能发出种频率的光子；用这些光照射逸出功为

3.34eV的锌板，则锌板表面逸出光电子的最大初动能为eV。

试卷第4页，共8页

nE/eV

oo-—0

4---0.85

3---1.51

2---3.40

1-13.6

10.（2023•福建福州•统考三模）一列沿x轴传播的简谐横波在r=0时的波形图如图所示,

传播速度为v=2m/s,则该简谐横波的周期T=S;片3s时，，位于x=4m处的质点

。处于波谷位置，则该简谐横波沿x轴.（选填“正”或“负”）方向传播。

四、实验题

11.（2023•福建福州•统考三模）某同学利用粗细均匀的细杆做成一个矩形框，并结合光

电门的多组计时功能，设计了一个测量当地重力加速度g的实验。

（1）实验步骤如下：

①用螺旋测微器测出细杆的直径4如图甲所示，则"=mm；

一

三

二

O二

二

IIUIL

二

三

三

甲

②用刻度尺测出矩形框的长度为L；

③如图乙所示，将光电门固定在铁架台上并伸出桌面,将矩形框竖直放在光电门正上方,

其中短杆1、2保持水平；

④静止释放矩形框，短杆1、2经过光电门时，分别得到挡光时间乙、

（2）求得当地重力加速度g=（用"，L,4，4表示）；

（3）如图丙所示，若释放的时候矩形框短杆部分未水平放置，与水平方向成一小角度,

则g的测量值________真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。

12.（2023•福建福州•统考三模）酒驾严重危害交通安全，喝酒不开车已经成为准则。某

款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的

关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精测量仪，除酒精气体传

感器外，在实验室中找到了如下器材：

A.干电池组（电动势E=3.0V,内阻r=1.2O）

B.表头G（满偏电流6.0mA,内阻4=42。）

C.电阻箱K（最大阻值9999.9。）

D.电阻箱尺（最大阻值9999.9C）

E.开关及导线若干

（1）该同学设计的测量电路如图丙所示，他首先将表头G量程扩大为90mA,则应将

电阻箱号的阻值调为C;

（2）如图丁所示，该同学想将酒精气体浓度为零的位置标注在表头上2mA处，则应将

电阻箱R?的阻值调为C;

（3）完成步骤（2）后，某次在实验室中试测酒精浓度时，表头指针如图丁所示。已知

酒精浓度在0.2~0.8mg/mL之间属于饮酒驾驶;酒精含量达到或超过0.8mg/mL属于醉酒

驾驶，则该次测试的酒精浓度属于范围（选填“酒驾”或“醉驾”）；

（4）使用较长时间后，干电池组电动势降低，内阻增大，则此时所测的酒精气体浓度

与真实值相比（选填“偏大""偏小''或"不变”）。

五、解答题

13.（2023•福建福州・统考三模）在第73届国际宇航大会上，我国“天问一号''火星探测

任务团队被国际宇航联合会授予2022年度“世界航天奖"。天问一号着陆器在着陆火星

的动力减速阶段，从火星表面附近以%=96m/s的初速度竖直向下做匀减速运动，经

f=80s速度减为0。已知着陆器质量约为5=1200kg,火星表面重力加速度g火取4m/s2,

试卷第6页，共8页

忽略火星自转，求：

(1)着陆器在动力减速阶段下降的距离/?;

(2)着陆器在动力减速阶段所受阻力大小人

(3)若火星的半径是地球半径的地球表面重力加速度g取lOm/s?,求火星与地球

的质量之比。

14.(2023•福建福州•统考三模)如图所示，间距为L=lm的水平导轨右端接有R=的

定值电阻。虚线OO'与导轨垂直，其左侧有方向竖直向上、大小为B=1T的匀强磁场。

一质量加=0.9kg的金属棒垂直于导轨放置在距OO'右侧d=2m处，一重物通过绕过轻

质定滑轮的绝缘轻绳与金属棒连接。，=0时，将金属棒由静止释放，在4=2s时，金属

棒恰好经过。。‘边界进入磁场。已知导轨足够长，不计导轨与金属棒电阻，金属棒始终

垂直导轨且与导轨接触良好，重物始终未落地，重力加速度g取lOm/sZ,不计一切摩擦,

求：

(1)金属棒进入磁场前的加速度大小。及重物的质量M;

(2)金属棒刚进入磁场时，电阻的热功率P；

(3)「2=3s时金属棒速度为u=1.37m/s,求此时金属棒与OO'的距离x。

15.(2023・福建福州•统考三模)如图甲所示，离子源持续逸出带电量为+4、质量为加

的离子，其初速度视为0,离子经过加速电场后，以速度%沿两平行极板尸。的中线飞

入交变电场。已知极板P、。水平放置，间距为d,长度为L极板上所加的交变电压

如图乙所示，变化周期下二^,所有离子均能从PQ极板右侧射出，不计离子重力及离

子间相互作用，求：

(1)加速电场的电压大小U。；

(2)尸。极板间所加电压U的最大值Um；

(3)当PQ极板间交变电压为(2)问中所求的时，在极板右侧建立。-型直

角坐标系，其中Ox与极板。的中轴线在同一直线上，图中的两个正方体边长均为4,

正方体OCCE-OCAE区域内存在沿y轴正方向、大小为用=翳的匀强磁场，正方

体区域内存在沿X轴正方向、大小为区=沿的匀强磁场，求离子

lOqd

在正方体CDGH-区域内运动的最长时间。

UpQ

U

O

2

-U

甲乙

试卷第8页，共8页

参考答案:

1.A

【详解】连接飞机初末位置，如图

可得飞机位移为

x=J302+402m=50m

则平均速度为

X尸,

匕=—=5m/s

'总

路程为

5=30m+40m=70m

则平均速率为

Sr/

匕=—=7m/s

f总

故选Ao

2.D

【详解】AB.瓜子处于平衡状态，若仅减小A、B距离，A、B对瓜子的弹力方向不变，则

大小也不变，AB错误；

CD.若A、B距离不变，顶角。越大，则A、B对瓜子弹力的夹角减小，合力不变，则两弹

力减小，C错误，D正确。

故选D。

3.B

【详解】A.电压表为理想交流电表，示数为电压有效值，即电压表的读数为不0,故A错

误；

B.根据

Em=nBSco

若仅将圆形线圈匝数减少为原来的可知原线圈输入电压减少为原来的副线圈电压减

答案第1页，共10页

少为原来的即R两端电压减小为原来的3,故B正确；

C.若仅将圆形线圈转速减少为原来的可知原线圈输入电压减少为原来的副线圈电

压减少为原来的根据

R

可知R消耗的电功率减小为原来的!，故C错误；

D.若仅将变压器原线圈匝数减少为原来的g,根据

4.=%

5n}

可知副线圈电增大为原来的2倍，则通过R的电流增大为原来的2倍，故D错误。

故选Bo

4.C

【详解】当轿厢速度为lm/s时，电动机的牵引力为

以轿厢A为对象，根据牛顿第二定律可得

T-Mg=Ma

以对重B为对象，根据牛顿第二定律可得

F+mg-T=ma

联立解得A、B之间轻质缆绳的拉力大小为

T=6600N

故选C。

5.AC

【详解】AB.乘客上车造成气体压缩的过程中，外界对气体做功，气体内能不变，则空气

弹簧内气体对外界放热，A正确，B错误；

CD.剧烈颠簸造成气体压缩的过程中，气体与外界来不及热交换，外接对气体做功，则，

空气弹簧内气体的内能增加，气体分子的平均动能增大，C正确，D错误。

故选AC。

6.BC

【详解】A.微型电机工作时有内阻，则消耗的部分电能会转化为焦耳热，故A错误；

答案第2页，共10页

B.由题意可求加速阶段加速度为

a.=—=28000m/s2

△t

故B正确；

CD.设上升过程中加速大小为42,则有

2a

解得

6/2-11.88m/s2>9.8m/s2

加速度大于重力加速度，则可知空气存在阻力，上升过程中需要克服空气阻力做功，则机械

能不守恒，故C正确，D错误。

故选BCo

7.BD

【详解】CD.设电容器两端电压为U,则电路中电流为

根据/T图像与横轴围成的面积表示电荷量。，可以得到曲线2对应情况下电容器充满电后

所带的电荷量较大，故C错误，D正确；

AB.根据充满电后电容器满足

C=2

4

曲线2对应情况下电容器充满电后所带的电荷量较大，故曲线2对应情况下的电容值较大，

已知有药液时测量电路中的电容值更大，故曲线2为有药液时的充电曲线，故A错误，B

正确。

故选BD。

8.AC

答案第3页，共10页

【详解】A.碰撞时间极短，可认为碰撞过程满足动量守恒，则有

〃%匕=（WB+〃?）]

解得

D=tn

故A正确;

B.当％为零时，弹簧压缩量最短，弹簧的弹性势能最大，故B错误;

C.B与A一起运动过程属于简谐振动，故图乙中B物体的速度时间图线为正余弦函数关系,

设振动周期为T，由数学知识可得

.2万

v=v}sin—r

v..27

万=匕"

解得

=—T

112

则有

312

t.-L=-T一一T=-T

214123

故B速度为零时刻为

T

t=t——

24

联立解得

[-5—+34

8

故C正确;

D.根据

5,一八_:—八_T

414-6

可得

5…T3TT11

t=二-L=L+—=—+—=—T

4264612

可知此时B的速度为

.2111T.1Uv.

=V.sin——x-----=V.sin------=——L

B1T12162

可知此时A、B刚好回到碰撞时的位置，此时弹簧仍处于压缩状态，A、B并未分离，故D

答案第4页，共10页

错误。

故选ACo

9.38.75

【详解】［1］根据

C”3

可知大量处于〃=3能级的氢原子向低能级跃迁，最多能发出3种频率的光子；

⑵用这些光照射逸出功为3.34eV的锌板，其中从〃=3跃迁到，?=1发生的光子能量最大，则

有

矶=£一片=12.09eV

根据爱因斯坦光电效应方程，锌板表面逸出光电子的最大初动能为

Ekin=-叱）=12.09eV-3.34eV=8.75eV

10.4正

【详解】［1］由图可知波长为8m,则可求周期为

T=-=4s

V

⑵由于周期T=4s,则当仁3s时，Q点振动了四分之三个周期，此时Q处于平衡位置，则Q

走过的路程为3A,又有/=3s时Q处于波谷，则可知仁0时。向上振动，由同侧法可得，该

简谐横波沿x轴正方向传播。

11.3.800（力一1）大于

2L

【详解】（1）口］细杆直径为

d=3.5inm+0.01mmx30.0=3.800mm

（2）［2］由

2T\2

二2gL

J2>

重力加速度为

图一切

g

2L

（3）［3］矩形框倾斜时，两次通过光电门的实际竖直距离增大，则g的测量值大于真实值。

答案第5页，共10页

12.316酒驾偏小

【详解】(1)[1]将表头G量程扩大为90mA,则有

(2)[2]表头G显示电流为2mA,电路实际电流为

/,=15x2mA=30mA

由图乙可知，当酒精气体浓度为零时，该气体传感器电阻R=80。，改装后电流表等效电阻

为

R：=邓=2.82

'4+N

根据闭合电路欧姆定律可得

E

4+R+r+&

解得

&=16。

(3)[3]由图乙可知，当酒精气体浓度达到醉驾标准时，该气体传感器电阻R=20C,此时

电路中的实际电流为

E

2=75mA

-R's+R'+r+R2

此时表头G中的实际电流为5mA,则图丁所示的酒精浓度未到达醉驾，属于酒驾范围。

(4)[4]使用较长时间后，干电池组电动势降低，内阻增大，根据

,E

R'i+R+r+R,

同一酒精浓度下，电路中的总电流将偏小，流经表头的电流也同比偏小，故所测得的酒精浓

度值偏小。

13.(1)3840m；(2)6240N；(3)1:10

【详解】(1)根据运动学公式，有

〃=&普x80m=3840m

22

(2)动力减速阶段下降过程中的加速度为

Av96—0.21.2

a=—=-----m/s~=1.2m/s

Ar80

答案第6页，共10页

根据牛顿第二定律，有

于一mg,火=ma

代入数据解得

/=6240N

(3)在地球表面，万有引力等于重力，有

G1^—=mg

R地

在火星表面，万有引力等于重力，有

监”

G-^=吗火

R火

联立可得

也」

"地10

14.(1)lm/s2,0.1kg；(2)4W；(3)1.63m

【详解】(1)0~•乙时间内，根据运动学公式得

解得

a=Im/s2

对重物及金属棒整体分析，根据牛顿第二定律得

Mg=(M+m)a

解得

M=0.1kg

(2)乙时刻，金属棒速度为

匕=叫=2m/s

金属棒刚进入磁场产生的电动势为

£,=BLv]=2V

感应电流为

答案第7页，共10页

F

"刍=2A

1R

电阻的热功率为

p=I：R=4W

（3）%=3s时金属棒速度为v=1.37m/s,对重物及金属棒整体分析，根据动量定理可得

Mg(t2-0-BILK=(M+m)v-(M+/%)/

又

△①

—EAtA①BLx

RRR~R~

联立解得此时金属棒与0。的距离为

x=1.63m

⑹⑴2q；⑵据’⑶4%

【详解】（1）离子经过加速电场后有

解得

3哈

（2）离子在平行极板PQ间运动时,水平方向为匀速直线运动

L=vot

解得

L

%

即离子在平行极板P。间运动的时间恰为电场变化的一个周期，f=〃T，〃=0,1，2,3

时刻进入电场的离子恰从极板边缘离开时，电压最大

'ma

解得

答案第8页，共10页

2-%2d2

(3)离子飞过平行极板PQ过程中，沿竖直方向的速度增量为

TT

Av=ax----ax一