物理（福建卷）：2024年高考第一次模拟考试（全解全析）

2024年福建高考物理第一次模拟考试物理·全解全析注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。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，将本试卷和答题卡一并交回一、单项选择题（共4小题，每题4分，共16分。在每小题选项中，只有一项是符合题目要求的。）1．2022年6月23日，东北首座核电站辽宁红沿河核电站正式具备商业运行条件，成为国内在运的最大核电站。现代核电站主要是通过可控链式核裂变反应来实现核能的和平利用。已知一个原子核在中子的轰击下发生裂变反应，其裂变方程为，、、、的质量分别为m1、m2、m3、m4，光在空气中的速度大小为c。下列说法正确的是A．核反应中X为中子B．此核反应为聚变反应C．原子核的比结合能比原子核的小D．此核反应中释放的核能为(m1-3m2-m3-m4)c21．【答案】A【解析】根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒知：，X为中子，A正确；在中子轰击下发生裂变反应，B错误；比结合能越大，原子核越稳定，原子核裂变得到原子核，说明原子核比原子核更稳定，即原子核的比结合能比原子核的大，C错误；此核反应中释放的核能为(m1-2m2-m3-m4)c2，D错误。2．2023年10月3日，在杭州亚运会蹦床项目女子决赛中，中国选手朱雪莹夺冠，图为朱雪莹在东京奥运会上决赛时腾空后下落的照片，朱雪莹从刚接触床面到运动至最低点的过程中，下列说法正确的是A．朱雪莹刚接触床面时速度最大B．朱雪莹在该过程中始终处于失重状态C．在该过程中蹦床对朱雪莹一直做负功D．在该全过程中朱雪莹的动能全部转化为蹦床的弹性势能2．【答案】C【解析】朱雪莹重力与床面的弹力等大反向时，速度最大，A错误；朱雪莹在该过程中加速度方向先向下后向上，先处于失重状态，后处于超重状态，B错误；在该过程中蹦床对朱雪莹的弹力和朱雪莹的位移方向一直相反，一直做负功，C正确；在该全过程中朱雪莹的动能和重力势能全部转化为蹦床的弹性势能，D错误。3．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1︰n2=2︰1，输入端接在（V）的交流电源上，R1为电阻箱，副线圈连在电路中的电阻R=10Ω，电表均为理想电表。下列说法正确的是A．当R1=0时，电压表的读数为15eq\R(2)VB．当R1=0时，若将电流表换成规格为“5V5W”的灯泡，灯泡能正常发光C．当R1=10Ω时，电流表的读数为1AD．当R1=10Ω时，电压表的读数为6V3．【答案】B【解析】当R1=0时，根据理想变压器原副线圈电压与匝数之间关系，有，其中，联立，解得，A错误；由部分电路欧姆定律，可得，又，联立，解得，则把电流表换成灯泡后，灯泡两端电压为，即灯泡正常发光，B正确；当R1=10Ω时，原线圈接入的交流电压有效值为，由理想变压器原副线圈电流和电压与匝数的关系，可得，又，联立，解得，CD错误。4．如图，四个等量点电荷分别固定在平面内一菱形的四个顶点上，，电性如图中所示，A、B、C、D分别为四条边的中点，下列说法正确的是A．A点的场强小于D点的场强B．B点的电势小于C点的电势C．电子在A点的电势能小于在O点的电势能D．质子从B点沿直线BC移动到C点，电势能先增大再减小4．【答案】D【解析】根据电场叠加，以及A与D的对称性可知，A点场强与D点场强大小相等，A错误；根据电场力做功特点，以及B与C的对称性可知，将试探电荷从B点移动至C点，电场力不做功，电势差为0，B点电势与C点电势相等，B错误；将电子从A点移动至O点，电场力做正功，电势能减小，所以电子在A点的电势能大于在O点的电势能，C错误；质子从B点沿直线BC移动至C点，电场力先做负功，再做正功，所以电势能先增大后减小，D正确。二、双项选择题（本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题只有两个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）-225．同一均匀介质中，位于x=0和x=1.2m处的两个波源沿y轴振动，形成了两列相向传播的简谐横波a和b，a波沿x轴正方向传播，b波沿x轴负方向传播。在t=0时两波源间的波形如图所示，A、B为介质中的两个质点，-22A．b波的周期为0.2sB．A质点开始振动时沿y轴负方向运动C．t=0.25s时，B质点位于平衡位置D．t=0.125s时，x=0.65m的质点的位移为-4cm5．【答案】AB【解析】简谐横波a和b在同一均匀介质中，则va=vb=2m/s，再由题图可知λa=λb=0.4m，则根据得Ta=Tb=0.2s，A正确；由于va=vb，且由题图可看出t=0时A质点距a波最近，则a波先传播到质点A，则A质点开始振动时沿y轴负方向运动，B正确；由于质点B距离a波和b波均为0.2m，则经过0.1s质点B开始振动，则t=0.25s时，质点B振动了0.15s即，由于B质点的起振方向向下，则B质点运动到波峰，即最大位移处，C错误；t=0.125s时，x=0.65m的质点的位移为-2cm，D错误。6．如图，位于地球和月球连线上的L1点的物体，在地球和月球引力的共同作用下，可与月球同步绕地球做匀速圆周运动，此点称为地月系统的拉格朗日点。据此，科学家设想在L1点建立空间站，则A．该空间站的运动周期等于地球同步卫星的周期B．该空间站的线速度小于月球的线速度C．该空间站的加速度大于月球的加速度D．在地月连线上，月球的外侧，也存在一个拉格朗日点6．【答案】BD【解析】该空间站绕地球运动的周期与月球绕地球运动的周期相同，不等于地球同步卫星的周期，A错误；根据，月球绕地球的半径大于空间站绕地球的半径，所以该空间站的线速度小于月球的线速度，B正确；根据向心加速公式，可知该空间站的加速度小于月球的加速度，C错误；在地月连线上，月球的外侧，也存在一个拉格朗日点，地球和月球的引力合提供向心力，使卫星和月球同步绕地球运行，D正确。7．如图所示，O点为半圆形区域的圆心，该区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，ON为圆的半径，长度为R，从圆上的A点沿AO方向以速度v射入一个不计重力的粒子，粒子从N点离开磁场。已知，则A．粒子带负电荷B．做圆周运动的半径为eq\F(R,2)C．粒子的电荷量大小与质量的比值为D粒子在磁场中运动的时间为eq\F(\R(3)πR,9v)7．【答案】AC【解析】粒子向上偏转，在A点受洛伦兹力向上，根据左手定则可知，四指指向与速度方向相反，粒子带负电，A正确；粒子的轨迹如图，粒子射出磁场时速度偏转角为，设粒子做圆周运动的轨迹半径为r，由几何关系可知，B错误；由牛顿第二定律，洛伦兹力提供向心力，可得粒子的比荷为，C正确；粒子在磁场中运动的时间t=eq\F(\F(2,3)πr,v)=eq\F(2\R(3)πR,9v)，D错误。8．如图，水平传送带以恒定速度顺时针转动，传送带右端上方的挡板上固定着一水平轻弹簧。将质量为m的小物块P轻放在传送带左端，P在接触弹簧前速度已达到，之后与弹簧接触继续运动。设P与传送带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在向右运动到第一次到达最右端的过程中（）A．接触弹簧前，P一直受到传送带的摩擦力作用B．接触弹簧后，P先做匀速运动后做减速运动C．接触弹簧后，传送带对P做功的功率先变大再变小D．接触弹簧后，弹簧对P做的功等于8．【答案】BC【解析】因为P在接触弹簧前速度达到时，即物块与传送带共速，此时物块与传送带相对静止，物块与传送带之间没有摩擦力，A错误；物块P开始接触弹簧到弹力与最大静摩擦力相等的过程中，物块P受到的摩擦力为静摩擦力，此时静摩擦力的大小和弹簧弹力大小相等，物块P仍做匀速直线运动，物块P接触弹簧后P的速度并不是不断减小，而是先做匀速直线运动，后做减速运动，B正确；由之前的分析可知，物块P接触弹簧后，先做匀速直线运动，后做减速运动，根据功率公式有，开始时随着静摩擦力变大，所以功率变大，当物块P开始做减速运动时，其摩擦力为滑动摩擦力，其大小不变，但是速度减小，所以功率开始减小，综上所述，物块P的功率先增大后减小，C正确；接触弹簧后，对物块P由动能定律得，整理有，D错误。三、填空题（每空1分，共9分）9．在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨。如图所示，当火车以规定的行驶速度水平转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，设此时的速度大小为v，火车受到的_______________________（选填“重力”“支持力”或“支持力的水平分力”）提供火车转弯的向心力。当火车质量更大时，规定的行驶速度应_______________v（选填“大于”“等于”或“小于”）；当火车速率大于v时，外轨_______________（选填“会”或“不会”）受到轮缘的侧向挤压。9．【答案】[1]支持力的水平分力（1分）[2]等于（1分）[3]会（1分）【解析】当内、外轨均不会受到轮缘的挤压，由重力和支持力的合力或支持力的水平分力提供向心力，则有，解得，则v与质量无关；当火车速率大于v时，支持力的水平分力不足以提供所需的向心力，则外轨将受到轮缘的侧向挤压。10．如图所示，一定量的理想气体从状态A经等温过程AB、绝热过程BC、等温过程CD、绝热过程DA后，又回到状态A。其中，过程AB中气体会（选填“释放”或“吸收”）热量；若过程AB中气体的温度为T1、过程CD中气体的温度为T2，则T1T2（选填“>”“=”或“<”）；完成一次循环，气体回到状态A时内能是（选填“增加”、“减少”或“不变”）。10．【答案】[1]吸收（1分）[2]>（1分）[3]不变（1分）【解析】[1]过程AB是等温变化过程，内能不变，气体压强减小，体积增大，气体对外做功，根据可知，,气体吸收热量。[2]过程BC为绝热过程，压强减小，体积增大，气体对外做功，根据可知，,气体内能减小，温度降低，所以T1大于T2.[3]同理可知等温过程CD气体内能增加，温度升高和AB过程相同，所以BC过程减小的内能和DA过程增加的内能相同，所以完成一次循环，气体回到状态A时内能不变。11．五边形为单反照相机取景器中五棱镜的一个截面示意图，AB⊥BC，由a、b两种单色光组成的细光束从空气垂直于射入棱镜，光线经两次反射后垂直于射出，且在、边b光均恰好发生全反射，只有a光射出，如图所示，则a、b两束光的频率关系为（选填“大于”“小于”或“等于”），从到的传播时间关系（选填“大于”“小于”或“等于”），该五棱镜对b光的折射率为（可用三角函数表示）。11．【答案】[1]小于（1分）[2]小于（1分）[3]（1分）θθθθ【详解】[1]b光恰好发生全反射，a光射出，则b光的临界角小于a光的临界角，由临界角公式可知，b光的折射率大于a光的折射率，则有小于。θθθθ[2]由公式可知，b光在棱镜中的传播速度小于a光在棱镜中的传播速度，则从到的传播时间关系小于。[3]画出光路图如图所示，根据光路图和反射定律可知，又有，可得四、实验题（共13分，第6题6分，第7题7分）12．某物理兴趣小组将力传感器固定在小车上，小车置于水平桌面上，用如图所示的装置探究物体的加速度与力的关系，反复往桶里增添细沙，可获得力传感器的读数F和加速度a的多组数据，并根据所测数据在坐标系中作出了如图所示的图像。（1）本实验是否要求细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量？（填“是”或“否”）。（2）由图像求出小车与桌面之间的摩擦力为N，小车和传感器的总质量为kg。12．【答案】[1]否（2分）[2]0.1（2分）[3]1（2分）【解析】（1）[1]由于本实验装置中，绳子拉力可以通过力传感器测得，不需要用细沙和桶的总重力代替绳子拉力，本实验不要求细沙和桶的总质量远小于小车和传感器的总质量。（2）[2][3]以小车和传感器为对象，根据牛顿第二定律可得，可得，可知图像的斜率为，eq\F(1,M)×0.1-eq\F(f,M)=0，解得：f=0.1N，。13．某同学在“练习使用多用电表”的实验中：（1）若用此表测量一阻值约为150Ω的定值电阻，下列操作正确的是。A．将选择开关调到“×100”欧姆挡B．欧姆调零时，两表笔短接，调节欧姆调零旋钮，直到指针与表盘左边零刻度对齐C．在测量电阻时，双手不能同时接触电阻两端D．测量完成后，将选择开关调到“OFF”挡（2）图为一正在测量中的多用电表表盘。若选择开关在欧姆挡“×1k”倍率处，则读数为______Ω；若选择开关在直流2.5V挡，则读数为V。（3）若用多用电表的欧姆挡去探测一个正常的二极管，某次探测时，发现表头指针偏转角度很大，则与二极管正极相连的是多用电表的（选填“红表笔”或“黑表笔”）。13．【答案】（1）[1]CD（2分）（2）[2]1.50×104（2分）[3]1.25（2分）（3）[4]黑表笔（1分）【解析】(1)[1]用欧姆表测电阻要选择合适的挡位使指针指在中央刻度线附近，测量一个阻值大约为150Ω的定值电阻，则要先选择开关拨至“×10Ω”挡，A错误；进行欧姆调零，调节的是欧姆调零旋钮不是机械调零，B错误；在电阻测量时，为准确，双手不能同时接触电阻两端，C正确；测量完成后，将选择开关调到“OFF”挡，D正确。(2)[2]选择开关在电阻挡“×1k”，由图示表盘可知，读数为15.0×1000Ω=1.50×104Ω。[3]如果选择开关在直流电压挡“2.5V”，由图示表盘可知，其分度值为0.05V，其读数为1.25V。(3)[4]用欧姆挡，电流由黑表笔流出，接二极管正极则导通，接负极为截止，表头指针偏转角度很大，说明电流由二极管的正极进入，对于电表从黑的表头出，所以是黑表笔与二极管正极相接。五、计算题（共10+12+16=38分）14．（10分）如图所示，间距为L的平行光滑金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨的左端连接一阻值为R的定值电阻。导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一根质量为m、长度为L、电阻为r的导体棒cd放在导轨上。导体棒运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，导轨的电阻可忽略不计。（1）若对cd施加一水平向右的恒力，使其以速度v向右做匀速直线运动，求此力的大小；（2）若对cd施加一水平向右的拉力，使其沿导轨做初速为零的匀加速直线运动，的大小随时间t变化的图像为一条斜率为k（）的直线，求导体棒cd的加速度大小a。14．（1）；（2）【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律可知导体棒产生的感应电动势（1分）根据闭合电路欧姆定律有（1分）根据共点力平衡有（1分）联立解得（1分）（2）导体棒cd沿导轨做初速为零的匀加速直线运动，则有（1分）又（1分）根据牛顿第二定律可得（1分）联立可得（1分）可知图像的斜率为（1分）解得（1分）OLθ15．（12分）在竖直平面内有水平向右的匀强电场，在场中有一根长为L的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系质量为m的带电小球，它静止时细线与竖直方向成θ=37°角，如图所示。现给小球一个方向与细线垂直的初速度让小球恰能绕O点在竖直平面内做顺时针的圆周运动，，重力加速度大小为gOLθ（1）求小球受到电场力的大小F并指出小球带何种电荷；（2）求小球运动的最大速度υm；（3）若小球运动到最低点时细线立即被烧断，求小球经过O点正下方时与O点的高度差h。15．【解析】（1）小球静止时，受重力、电场力、和绳子的拉力，由平衡条件得（2分）解得：（1分）方向水平向右，则小球带正电（1分）（2）由于重力和电场力都是恒力，所以它们的合力G等也是恒力，类比重力场OLθBAυυmυB等效重力G等=OLθBAυυmυB在圆上各点中，小球在平衡位置A时速度最大，在A关于O点的对称点B时，小球的速度最小，则有：G等=meq\F(v\o\al(B,2),L)（1分）从A点运动到B点的过程中，根据动能定理有：-G等·2L=eq\F(1,2)mυeq\o\al(B,2)-eq\F(1,2)mυeq\o\al(m,2)（1分）解得：小球运动的最大速度υm=eq\F(5,2)eq\R(gL)（1分）（3）设细线烧断时小球的速度大小为υ，根据动能定理有：-G等(L-Lcosθ)=eq\F(1,2)mυeq\o\al(,2)-eq\F(1,2)mυeq