福建省莆田九中2024年高考压轴卷物理试卷含解析

福建省莆田九中2024年高考压轴卷物理试卷

考生须知：

1.全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色

字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2.请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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。

1、氢原子的能级图如图所示，已知可见光的光子能量范围是1.63eV~3.10cV。则大量氢原子从高能级向低能级跃迁

时可产生不同能量的可见光光子的种类有（）

O

«w

7门

60克

5-yo

4M

3-o

二3|

2.4

A.1种B.2种C.3种D.4种

2、一人站在滑板上以速度％在冰面上滑行忽略滑板与冰面间的摩擦某时刻人沿水平方向向正前方距离滑板离开时人

相对冰面的速度大小为2%。已知人与滑板的质量分别为根则人离开时滑板的速度大小为（）

mtnM-mM+m

A.—VB.——VC.------vD.------%

Mom+Mom0m

3、在竖直平面内有一条抛物线，在抛物线所在平面建立如图所示的坐标系。在该坐标系内抛物线的方程为），二41,

在）'轴上距坐标原点〃=1.5m处，向右沿水平方向抛出一个小球，经0.5s后小球落到抛物线上。则小球抛出时的速度

大小为（g取lOm/s?）

A.1m/sB.0.75m/sC.0.5m/sD.0.25nVs

4、下列关于衰变与核反应的说法正确的是（）

A.2靠坨衰变为普山明经过3次。衰变，2次“衰变

B./?衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的

C.核聚变反应方程：H+：Hf；He+X中，X表示质子

D.高速a粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为；He+[Nf[O+；,n

5、在光滑的水平桌面上有两个质量均为m的小球，由长度为21的拉紧细线相连.以一恒力作用于细线中点，恒力的

大小为F,方向平行于桌面.两球开始运动时，细线与恒力方向垂直.在两球碰撞前瞬间，两球的速度在垂直于恒力

方向的分量为（）

6、研究光电效应的实验规律的电路如图所示，加正向电压时，图中光电管的A极接电源正极，K极接电源负极时,

加反向电压时，反之.当有光照射K极时，下列说法正确的是

A.K极中有无光电子射出与入射光频率无关

B.光电子的最大初动能与入射光频率有关

C.只有光电管加正向电压时，才会有光电流

D.光电管加正向电压越大，光电流强度一定越大

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得。分。

7、如图甲所示，倾角为30的足够长的固定光滑斜面上，有一质量机=0.8kg的物体受到平行斜面向上的力尸作用，其

大小户随时间，变化的规律如图乙所示，fo时刻物体速度为零，重力加速度g=10m/s20下列说法中正确的是（）

A.0~2s内物体向上运动

B.第2s末物体的动量最大

C.第3s末物体回到出发点

D.0~3s内力户的冲量大小为9N・s

8、如图，水平面内固定有两根平行的粗糙长直金属导轨，两根相同的导体棒人以CO置于导轨上并与导轨垂直，整

个装置处于竖直方向的匀强磁场中。从仁0时开始，对棒施加一与导轨平行的水平外力凡使棒从静止开始向

右做加速度大小为的的匀加速直线运动。导轨电阻不计，两棒均与导轨接触良好，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。

下列关于C。棒的速度八加速度。、安培力产安和外力尸随时间，变化的关系图线可能正确的是（）

9、下列说法正确的是.

A.做简谐振动的物体，速度和位移都相同的相邻时间间隔为一个周期

B.当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时才能发生衍射

C.波的周期与波源的振动周期相同，波速与波源的振动速度相同

D.电磁波在与电场和磁场均垂直的方向上传播

E.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关

10、如图所示，在同一软铁芯上绕有两个独立的线圈甲与乙，甲线圈连接电池、滑动变阻器、电阻R。乙线圈中接有

电容器C,向左移动滑动变阻器的滑片P,使甲线圈中的电流均匀变化。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正

比，下列说法正确的是（）

甲

A.电容器的上极板带正电

B.电容器的上极板带负电

C.电容器所带的电荷量恒定

D.电容器所带的电荷量增大

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11.（6分）在练习使用多用电表的实验中。请完成下列问题：

⑴用多用表测量某元件的电阻，选用“xlOO”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转角度过小，因此需选择

（填“xlO”或“xlk”）倍率的电阻挡，并需（填操作过程）后，再次进行测量，多用表的指针如图甲所

示，测量结果为。。

⑵某同学设计出了一个“欧姆表”，用来测量电阻，其内部结构可简化成图乙电路，其中电源内阻r=LOQ,电流表G

的量程为6故能通过读取流过电流表G的电流值而得到被测电阻的殂值。该“欧姆表”的调零方式和普通欧姆表不同。

该同学想用一个电阻箱心来测出电路中电源的电动势E和表头的量程A进行如下操作步骤：

A.先使两表笔间不接入任何电阻，断开状态下闭合开关，调滑动电阻器使表头满偏；

B.将该“欧姆表”与电阻箱及连成闭合回路，改变电阻箱阻值；记下电阻箱示数及和与之对应的电流表G的示数/；

1111

C.将记录的各组凡.,1的数据转换成-、右后并描点得到彳-丁图线，如图丙所示;

1Kx1&

11

D.根据国丙中的7-丁图线，求出电源的电动势E和表头的量程小由图丙可知电源的电动势为________,电流表

IK

G的量程是o

⑶在（2）中，某次实验发现电流表G的指针半偏，则电阻箱接入电路中的电阻&=（保留2位有效数字）

12.（12分）某科技小组想测定弹簧托盘秤内部弹簧的劲度系数A,拆开发现其内部简易结构如图（a）所示，托盘A、

竖直杆B、水平横杆H与齿条C固定连在一起，齿轮D与齿条C啮合，在齿轮上固定指示示数的指针E,两根完全

相同的弹簧将横杆吊在秤的外壳I上。托盘中不放物品时，指针E恰好指在竖直向上的位置。指针随齿轮转动一周后

刻度盘的示数为尸o=5kgo

科技小组设计了下列操作：

A.在托盘中放上一物品，读出托盘秤的示数尸I,并测出此时弹簧的长度八;

B.用游标卡尺测出齿轮D的直径出

C.托盘中不放物品，测出此时弹簧的长度如

D.根据测量结果、题给条件及胡克定律计算弹簧的劲度系数A;

E.在托盘中增加一相同的物品，读出托盘秤的示数尸2,并测出此时弹簧的长度

F.再次在托盘中增加一相同的物品，读出托盘秤的示数尸3,并测出此时弹簧的长度小

G.数出齿轮的齿数〃；

H.数出齿条的齿数N并测出齿条的长度

（1）小组同学经过讨论得出一种方案的操作顺序，即〃方案：采用BD步骤。

①用所测得的相关量的符号表示弹簧的劲度系数k,则k=O

②某同学在实验中只测得齿轮直径，如图（b）所示，并查资料得知当地的重力加速度g=9.80m/s2,则弹簧的劲度系数攵

=o（结果保留三位有效数字）

⑵请你根据科技小组提供的操作，设计》方案：采用：________步骤；用所测得的相关量的符号表示弹簧的劲度系数

k,则〃=。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算

步骤。

13.（10分）如图所示，水平传送带右端与半径为展=0.5m的竖直光滑圆弧轨道的内侧相切于。点，传送带以某一速

度顺时针匀速转动。将质量为血=0.2kg的小物块轻轻放在传送带的左端尸点，小物块随传送带向右运动，经。点后恰

好能冲上光滑圆弧轨道的最高点N。小物块与传送带之间的动摩擦因数为M=0.5,g=10m/s2o

（1）求传送带的最小转动速率vo

⑵求传送带PQ之间的最小长度L

⑶若传送带尸。之间的长度为4m,传送带以⑴中的最小速率如转动，求整个过程中产生的热量。及此过程中电动机

对传送带做的功W

14.（16分）如图所示，竖直放置的U型管内装有水银，右管封闭了一段长L=20cm的空气柱，此时左右两侧的水银

面高度差儿=6cm,现从管的开口端慢慢倒入水银，最终左管水银面比右管水银面高厄=4cm,整个过程温度不变，外

界大气压po=76cmHgo求：

（1）右管封闭空气柱的最终长度r；

（2）加入的水银柱长度x。

15.（12分）如图所示，水平桌面上竖直放置上端开口的绝热圆柱形汽缸，导热性能良好的活塞甲和绝热活塞乙质量

均为孙两活塞均与汽缸接触良好，活塞厚度不计，忽略一切摩擦，两活塞把汽缸内部分成高度相等的三个部分，下边

两部分封闭有理想气体A和瓦汽缸下面有加热装置，初始状态温度均为T=-3C,气缸的截而积为S,外界大气压强为巡

S

且不变，其中g为重力加速度，现对气体8缓慢加热。求：

①活塞甲恰好到达汽缸上端时气体B的温度；

②若在活塞甲上放一个质量为帆的祛码丙，继续给气体“加热，当活塞甲再次到达汽缸上端时，气体笈的温度。

参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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。

1、D

【解析】

大量氢原子从高能级向〃=1能级跃迁时，辐射的光子能量都大于10.2eV,不在1.63eV〜3.10eV范围之内，发出的

光都是不可见光；大量氢原子从高能级向〃=3能级跃迁时，辐射的光子能量都小于1.5leV,不在1.6女V〜3.10cV范

围之内，发出的光都是不可见光；〃=3能级向〃=2能级跃迁时，辐射的光子能量为1.89eV,属于可见光；〃=4能

级向〃=2能级跃迁时，辐射的光子能量为2.55eV,属于可见光；〃=5能级向〃=2能级跃迁时，辐射的光子能量为

2.86eV,属于可见光；〃=6能级向〃=2能级跃迁时，辐射的光子能量为3.O2eV,属于可见光；”=7能级向〃=2

能级跃迁时，辐射的光子能量为3.12eV,属于不可见光；可知只有4种可见光，故ABC错误，D正确。

故选D。

2、C

【解析】

规定初速度处的方向为正方向，根据动量守恒定律可知:

(M+-2v0+inv

解得

M-m

y=-------%

m

M-ni

负号表示速度与正方向相反，大小为一-v；

m0

故选C。

3、C

【解析】

小球做平抛运动，如图所示

在竖直方向有

712

h_y=、gr

在水平方向有

由题意得

y=4x2

联立解得小球抛出时的速度大小为

%=0.5m/s

故A、B、D错误，C正确；

故选C。

4、A

【解析】

A.设发生〃次?衰变，，〃次。衰变，根据电荷数和质量数守恒，则有

234=222+4〃

90=86+2/?-777

解得〃=3,m=2f故A正确；

B.4衰变所释放的电子是原子核内一个中子转变成一个质子和一个电子，故B错误；

C.根据质量数守恒和电荷数守恒可知，聚变反应方程；H+：Hf；He+X中，X的质量数为

机=2+3—4=1

电荷数为

z=1+1-2=0

可知X表示中子，故C错误；

D.高速。粒子轰击氮核可从氮核中打出质子.不是中子.核反应方程为

；He+[N.[O+；H

故D错误。

故选A。

5、B

【解析】

以两球开始运动时细线中点为坐标原点，恒力F方向为x轴正方向建立直角坐标系如图1,设开始到两球碰撞瞬间任

一小球沿x方向的位移为s,根据对称性，在碰撞前瞬间两球的Vx、力、v大小均相等，对其中任一小球，在x方向做

F1F/，

初速度为零的匀加速直线运动有：V=—/；S=--t2；v2=Jp?4-V；；细线不计质量，F对细线所做的功等于

2m22m丫)

2

细线对物体所做的功，故对整体全过程由动能定理有：F(s+I)=2xlmv；由以上各式解得：匕.=、叵八二但,

故选B.

6、B

【解析】

K极中有无光电子射出与入射光频率有关，只有当入射光的频率大于K极金属的极限频率时才有光电子射出，选项A

错误；根据光电效应的规律，光电子的最大初动能与入射光频率有关，选项B正确；光电管加反向电压时，只要反向

电压小于截止电压，就会有光电流产生，选项C错误；在未达到饱和光电流之前，光电管加正向电压越大，光电流强

度一定越大，达到饱和光电流后，光电流的大小与正向电压无关，选项D错误.

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得。分。

7、AD

【解析】

AB.对物体受力分析，受重力、支持力和拉力，将重力沿垂直斜面方向和平行与斜面方向正交分解，平行与斜面方向

分力为

G,=mgSin300=4N

0到Is内合外力

F合=5N-4N=1N

方向沿斜面向上，物块沿斜面向上运动，0到1S内物体加速度

a=—=—m/s2=1.25m/s2

m0.8

Is末速度为

V)=al]=1.25m/s

Is到2s内，合力为

/=3N-4N=-1N

加速度为

ci=—=--—m/s2=-1.25m/s2

in0.8

2s末速度为

彩=匕+*/72=Om/s

物体沿斜面向上运动，在2s末物体的速度为0,则动量

生=〃叫=0

A正确，B错误；

C.2s到3s内，合力为

七=1N-4N=-3N

加速度为

)=-3.75m/s2

m

3s末速度为

匕=为+=-3.75m/s

前2s内物体的物体

x=­•(/,+r,)=^x2m=1.25m

2122

第3s内物体的位移

V=xhn=1.875m>1.25m

232

C错误；

D.。〜3s内力歹的冲量大小为

/=%+印2+R,=5xlN-s+3xlN-s-FlxlN-s=9N-s

D正确。

故选AD,

8、BD

【解析】

A.因金属棒与导轨之间有摩擦力，可知开始时导体棒CO的速度为零，当所受的安培力等于最大静摩擦力时才开始

运动，故A错误；

B.开始时，CO棒的速度为零，加速度为零；当CO开始运动后加速度从0开始逐渐变大，与的速度差逐渐变大,

则回路中感应电流逐渐变大，导体棒所受的向右的安培力逐渐变大，加速度逐渐变大，当C。的加速度与45加速度

相等时，两棒的速度差保持不变，安培力保持不变，加速度保持不变，故B正确；

C.在开始CO棒不动时，安培力

尸BLatB213a

F...=BL------=--------1

"2R2R

即安培力随时间成正比关系增加；当CD开始运动后，导体棒所受的向右的安培力逐渐变大，但非线性增加，最后保

持不变，故C错误；

D.对AB外力

F=叫+f++j+1

2A

开始时CD加速度为零，A4加速度为。则此时外力尸随时间，线性增加；当CD开始运动后加速度从0开始逐渐

变大，导体棒A8所受的向左的安培力逐渐变大，但非线性增加，最后保持不变，故D正确。

故选BD.

9、ADE

【解析】

A.做简谐振动的物体，两相邻的位移和速度始终完全相同的两状态间的时间间隔为一个周期，故A正确；

B.当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时才能发生明显衍射，故B错误；

C.波的周期与波源的振动周期相同，波速是波在介质中的传播速度，在均匀介质中波速是不变的，而波源的振动速

度是波源做简谐运动的速度，是时刻变化的，故c错误；

D.电磁波在与电场和磁场均垂直的方向上传播，电磁波是横波，故D正确；

E.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关，故E正确。

故选ADEo

10、BC

【解析】

AB.电池电路的电流如图所示，在铁芯中产生向下的磁场。向左移动滑片P,滑动变阻器有效电阻减小，由欧姆定律

知电路电流增大。由题意知电流均匀增大，则该磁场均匀增强。应用楞次定律知乙线圈的感应电流如图所示，则电容

器的上极板带负电，故A错误，B正确；

CD.穿过乙线圈的磁通量中均匀增加，由电磁感应定律知

E=n---

该值恒定。由电路规律知电容器的板间电压U=则电容器两极板间电压恒定，则电容器所带电荷量

Q=CU

恒定，故C正确，D错误。

故选BC.

三、实验题：本题共2小题，共18分.把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、)xlk欧姆调零600015V0.25A0.83Q

【解析】

用多用表测量某元件的电阻，选用“xlOO”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转角度过小，说明倍率

档选择过低，因此需选择“xlk”倍率的电阻挡，并需欧姆调零后，再次进行测量，多用表的指针如图甲所示，测量结

果为600()。。

⑵⑷⑸.由闭合电路欧姆定律得

P

Ix(y-r)

F

[/+——士—]r+/x(---r)=E

&

把L1.0C代入整理得

1R、4E底

故

r4

得

/B=0.25A

11_9-4

得

E=1.5V

(3)[6].电流表G的指针半偏，则/=0.125A,由

I(EI.

代入数据解得

Kx=0.83C

PA

12、-7.96xl02N/mCAEFD£62

2兀d6do，2-10『‘o’

【解析】

①弹簧的伸长量与齿条下降的距离相等，而齿条下降的距离与齿轮转过的角度对应的弧长相等，齿轮转动一周对

应的弧长即为齿轮周长，即托盘中物品质量为「。-5kg时弹簧的伸长量:

\x=nd

因此只要测出齿轮的直径d即可计算其周长，然后由胡克定律得:

2AAx=尸0g

解得k=料;

24d

⑵②游标卡尺读数为0.980cm,代入:

k=3

2兀d

得A=7.96xl()2N/m；

(2)[3]直接测出不同示数下弹簧的伸长量也可以进行实验，即按CAEFD进行操作，实验不需要测量齿轮和齿条的齿数,

GH是多余的；

⑷求解形变量

Axi=/i—Zo

AX2=/2—A)

AX3=/3—A)

则：

ki=2^

ki=p?g

2AA2

P3g

2Ax

则:

k=:+电+&

1~3~

联立解得：A=

6Ui12TohT”

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式