2021届福建省部分地市高三(下)4月质量检测(二模)物理试题(含答案解析).pdf

20212021 届福建省部分地市高三（下）届福建省部分地市高三（下）4 4 月质量检测（二模）物月质量检测（二模）物理试题（厦门、莆田、三明、南平、宁德、龙岩）理试题（厦门、莆田、三明、南平、宁德、龙岩）学校:_姓名：_班级：_考号：_一、单选题一、单选题12021 年 3 月 23 日，在三星堆遗址考古工作中，研究员对新发现的6 个“祭祀坑”的73 份碳屑样本使用14C年代检测方法进行了分析，初步判定其中 4 号坑最有可能属于商代晚期。14C会发生衰变，半衰期T 5730年。空气中12C跟14C的存量比稳定，活着的生物体中碳的这两种同位素之比与空气中相同，生物死亡后，不再与外界交换碳，因此测得生物遗骸中的12C与14C存量比，再与空气中比较，可估算出生物死亡年代。则（）A地球的气候变化会影响14C的半衰期B200 个14C原子经过 11460年后还剩余 50 个14140C14C的衰变方程为6C 7N1eD骨骼中以碳酸钙CaCO3形式存在的14C半衰期比单质14C的半衰期更长2下列四幅图依次涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（）A用回旋加速器加速粒子的过程中，粒子获得的最大动能与电压U的大小有关B重核裂变产生中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫核裂变的链式反应C汤姆孙通过研究阴极射线精确测定出电子所带的电荷量D泊松亮斑说明光具有粒子性3如图所示为海洋生态自动监测浮标，可用于监测水质和气象等参数。一列水波（视为横波）沿海而传播，在波的传播方向上相距4.5m的两处分别有甲、乙两浮标，两浮标随波上下运动。当甲运动到波峰时，乙恰好运动到波谷，此时甲、乙之间只有一个波峰。观察到甲从第 1 次到达波峰与第 11 次到达波峰的时间间隔为20s，则该水波（）试卷第 1 页，共 8 页A振幅为4.5mB波长为3mC频率为2HzD波速为2.25m/s4如图所示，A 车以某一初速度水平向右运动距离L后与静止的B车发生正碰，碰后两车一起运动距离L后停下。已知两车质量均为m，运动时受到的阻力为车重力的k倍，重力加速度为g，碰撞时间极短，则（）A两车碰撞后瞬间的速度大小为kgLB两车碰撞前瞬间 A 车的速度大小为2kgLCA 车初速度大小为10kgL二、多选题二、多选题5 2020 年厦门出现过强对流冰雹天气。设一质量为4g的球形冰雹从高空云层里由静止2422开始下落，下落过程中所受空气阻力与速度的关系为f kvk 110Nms，冰D两车碰撞过程中的动能损失为4kmgL雹下落过程质量保持不变，落地前已达最大速度，与地面碰撞时间为0.01s，碰撞后速度为零，g 10m/s2。则（）A冰雹落地瞬间的速度大小为20m/sB冰雹落地瞬间的速度大小为400m/s试卷第 2 页，共 8 页C碰撞过程中冰雹对地面的平均作用力大小约为8ND碰撞过程中冰雹对地面的平均作用力大小约为16N62021 年 2 月 15 日 17 时，天问一号火星探测器在“火星捕获轨道”的远火点成功实施平面机动，进入两极上空的“环火星 1 轨道”，之后多次在近火点实施制动，进入运行周期为火星自转周期 2 倍的“火星停泊轨道”载荷的高分辨率相机、光谱仪等仪器将对预选着陆区地形地貌、沙尘天气等进行详查，为择机着陆火星做好准备，则天问一号（）A在“火星停泊轨道”的运行周期大于它在“环火星 2 轨道”的运行周期B在“火星停泊轨道”从近火点向远火点运动过程机械能守恒C在“火星停泊轨道”每次经过近火点时，都在火星上同一个位置的正上空D在“火星捕获轨道”的远火点要沿捕获轨道的速度反方向点火进入“环火星 1 轨道”7如图甲所示，一光滑绝缘细杆水平固定在非匀强电场中，在O点固定一带正电的小球 A，一带电量为q 2106C的小球B套在杆上。以O点为原点，沿杆向右为x轴正方向建立坐标系。小球 A 对小球 B 的作用力随 B 位置x的变化关系如图乙中曲线 I 所示，小球 B 所受水平方向的合力随B 位置x的变化关系如图乙中曲线所示，静电力常量k 9109Nm2/C2，则（）A小球 A 所带电荷量Q 1106CB非匀强电场在x 0.3m处沿细杆方向的电场强度大小E 2104N/CC将小球 B 从x 0.1m处静止释放运动到x 0.3m处过程中，加速度一直减小D将小球 B 从x 0.1m处静止释放运动到x 0.3m处过程中，速度先增大后减小试卷第 3 页，共 8 页8空间中有水平方向上的匀强电场，一质量为m，带电量为q的微粒在某竖直平面内运动，其电势能和重力势能随时间变化如图所示，则该微粒（）A一定带正电C运动过程中动能不变力对微粒做功为12J三、填空题三、填空题9 变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。如图所示为一小区的降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，则_（填“原线圈”或“副线圈”）应该使用较粗的导线。当副线圈的负载电阻减小时，副线圈中的电流_（填“增大”、“减小”或“不变”）。B03秒电场力做功为9JD03秒内除电场力和重力外所受其它10如图所示，A、B两小球用细线连接，C、D两小球用轻弹簧连接，双手分别提起A、C两球，使四个小球均在空中处于静止状态，双手同时释放A、C瞬间（空气阻力不计，重力加速度为g），小球B 的加速度大小为_，小球D 的加速度大小为_。试卷第 4 页，共 8 页四、实验题四、实验题11某同学为探究气球在空气中运动时所受空气阻力的大小跟速率的定量关系，所使用的器材如下：铁架台、钩码、弹簧测力计、细绳、气球、毫米刻度尺、具有连拍功能的手机，其实验步骤如下：A测出气球及钩码的总重力G；B吹好气球，用细绳将气球扎紧，另一端系上钩码；C将刻度尺竖直固定在铁架台上，将气球（含钩码）从较高位置释放，使其经过刻度尺附近时能匀速下落；D使用手机连拍功能，拍摄气球匀速运动时的多张照片；E改变所悬挂的钩码质量，重复以上步骤；F.记录并处理数据请回答以下问题：(1)某次拍摄的两张照片如图甲、乙，可以从中计算出气球下落的位移。图乙中所示位置的读数为_cm；试卷第 5 页，共 8 页(2)记录每次实验中气球（含钩码）重力G和相邻两次拍摄时间内气球下落的位移l，如下表所示，已知相邻两次拍摄的时间间隔为1s，根据表格数据可以计算出每组实验中气球所受阻力f和其匀速运动时的速率v。图丙中已描出了部分数据，请补描第三组的实验数据并绘制出f v关系图像。（_）次数2重力G/10N14.525.536.547.558.569.5710.52位移l/10 m13.6016.3019.8023.8026.6028.8032.80(3)根据所绘制的图像，可以得到的实验结论为：_。12 某同学为了测量一根合金电阻丝的电阻率，设计了如图甲所示的电路。所用器材有：电流表A1、A2，电阻箱R1、滑动变阻器R2、待测合金电阻丝Rx、电源E、开关S 及导线等。操作步骤如下：调节电阻箱阻值达到最大，调节滑动变阻器滑片到正确位置；闭合开关，调节滑动变阻器和电阻箱的阻值，当两个电流表A1、A2的示数I1、I2满足I1 3I2时，记录此时电阻箱的读数。请回答以下问题：（1）在图乙中，用实线补充完整实验电路实物图。（_）试卷第 6 页，共 8 页（2）用螺旋测微器测量该合金电阻丝的直径，螺旋测微器的示数如图丙所示，该合金电阻丝的直径为_mm。（3）已测得该合金电阻丝的长度L 80.00cm，电阻箱R1的读数为20.0，根据上面测量的数据可计算出合金电阻丝的电阻率 _ m（结果保留 2 位有效数字）。（4）若电流表内阻不能忽略，则合金电阻丝电阻率的测量值 _真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。五、解答题五、解答题13气压式升降椅内的气缸填充了氮气，气缸上下运动支配椅子升降。如图乙所示为其简易结构示意图，圆柱形气缸与椅面固定连接，总质量为m 5kg。横截面积为S 10cm2的柱状气动杆与底座固定连接。可自由移动的气缸与气动杆之间封闭一定质量氮气（视为理想气体），稳定后测得封闭气体柱长度为L 21cm。设气缸气密性、导热性能良好，5忽略摩擦力。已知大气压强为p0110 Pa，环境温度不变，重力加速度为g 10m/s2。求：(1)初始状态封闭气体的压强；(2)若把质量为M 30kg的重物放在椅面上，稳定后椅面下降的高度。14如图所示，质量为M的可移动“”型导轨MNPQ位于光滑水平桌面上，两条平行轨道间的距离为L。质量为m的金属杆可垂直于导轨滑动，与轨道之间存在摩擦力，金属杆接入回路中的电阻为R。初始时金属杆位于图中的虚线OO处，OO的左侧有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小为B。在t 0时，用一平行于导轨的恒力F作用于金属杆，使之由静止开始沿导轨向左运动。t0时刻回路中的电流为I0，此过程中导轨MNPQ向左移动的距离为x0（杆与轨道始终保持相对运动，NP尚未进入磁场）。不考虑导轨的电阻与回路的自感，求：（1）t0时刻金属杆的速度大小v；试卷第 7 页，共 8 页（2）金属杆与“”型导轨间的滑动摩擦因数；（3）该过程中金属杆移动的距离x。15 如图甲所示，在空间中同时存在匀强电场和匀强磁场，建立空间直角坐标系Oxyz。一质量为m、电荷量为q(q 0)的带电小球从z轴上的P点沿x轴正方向以速度v0射出，恰好做匀速直线运动，图乙为yOz平面。已知匀强磁场大小为B mg，方向与yOz平2qv0面平行且与y轴正方向的夹角为60，重力沿z轴负方向，P点距原点O的距离为d，重力加速度为g。求（1）电场强度大小；（2）若仅去掉电场，带电小球运动到xOy平面的速度大小和所用时间；（3）若仅让带电小球速度方向反向，其运动到xOy平面时的动能。试卷第 8 页，共 8 页参考答案参考答案1C【详解】AD放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间叫半衰期，放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关，故AD 不符合题意；B半衰期是一个统计规律，对于大量的原子核才适用，对于少量原子核是不成立的，故B不符合题意；141401414C根据电荷数守恒，质量数守恒，C发生衰变产生电子，C的衰变方程为6C 7N1e，故 C 符合题意。故选 C。2B【详解】A设 D 形盒的半径为 R，磁感应强度为 B，粒子的电荷量为 q，质量为 m，能达到的最大速度为 vm，根据牛顿第二定律有2vmqvmB mR解得粒子获得最大动能为Ekmq2B2R22m可见 Ekm与 B 和 R 有关，与 U 的大小无关，故 A 错误；B重核裂变产生中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫核裂变的链式反应，故B正确；C汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，密立根通过油滴实验精确测定出电子所带的电荷量，故 C 错误；D泊松亮斑说明光具有波动性，故D 错误。故选 B。3B【详解】A根据题给条件无法得知浮标离开平衡位置的最大距离，故A 错误；B设波长为 ，则由题意可知答案第 1 页，共 11 页3=4.5mm2解得 =3m，故 B 正确；C设周期为 T，则由题意可知10T=20s s解得 T=2s，所以频率为f 故 C 错误；D波速为1 0.5HzTv 故 D 错误。故选 B。4C【详解】T1.5m/sA由运动时受到的阻力为车重力的k 倍，由牛顿第二定律得kmg ma则a kg两车碰撞后做匀减速运动，由v2 2aL得两车碰撞后瞬间的速度大小为v 2aL 2kgL故 A 错误；B由于碰撞时间极短，两车相碰由动量守恒得mv1 2mv可得两车碰撞前瞬间 A 车的速度大小为v1 2 2kgL故 B 错误；答案第 2 页，共 11 页C对 A 车由v2v12 2aL得 A 车初速度大小为v v122aL 10kgL故 C 正确；D两车碰撞过程中的动能损失为Ek11mv122mv2 2kmgL22故 D 错误。故选 C。5AC【详解】AB质量为 m 的冰雹下落过程中，受地球重力G 和空气阻力 f 两个力的作用。刚开始下落时，Gf，冰雹加速下落。随着冰雹速度的增大，它受到的阻力也在不断增大，而当阻力增大到与重力相等时，即当 G=f 时，冰雹开始做匀速向下运动，冰雹的速度不再增大，此时的速度就是冰雹的最大速度，由G f得f kv2 mg冰雹落地瞬间的速度大小为v mg0.00410m/s 20m/sk1104故 A 正确，B 错误；CD冰雹与地面碰撞过程，由动量定理得F mgt 0mv解得F mg 00.004200mv 0.00410NN 8.04Nt0.01故 C 正确，D 错误。故选 AC。答案第 3 页，共 11 页6BC【详解】A 在“火星停泊轨道”的运行半长轴小于“环火星 2 轨道”的半长轴，根据开普勒第三定律可知，在“火星停泊轨道”的周期小于它在“环火星 2 轨道”的运行周期，选项A 错误；B 在“火星停泊轨道”从近火点向远火点运动过程，只有火星的引力做功，则机械能守恒，选项 B 正确；C 因为在“火星停泊轨道”上的周期等于火星自转周期的2 倍，则在“火星停泊轨道”每次经过近火点时，都在火星上同一个位置的正上空，选项C 正确；D 在“火星捕获轨道”的远火点要沿捕获轨道的速度方向相同方向喷火减速，才能进入“环火星 1 轨道”，选项 D 错误。故选 BC。7AD【详解】A 由题图乙可知，当小球A和小球B之间距离x=0.3m时，二者之间的库仑力大小为F1=0.2N，根据库仑定律有F1=k代入数据解得Qqx2Q=110-6C故 A 正确；B由题图乙可知，x=0.3m 处，小球 B 所受合电场力大小为F2=0.16N，则有qE F1 F2代入数据解得E=1.8105N/C故 B 错误；CD由题图乙可知，从 x=0.1m 到 x=0.3m，小球 B 所受合力先减小至零后再反向增大，所以加速度先减小至零后再反向增大，速度先增大后减小，故C 错误，D 正确。故选 AD。8BCD【详解】答案第 4 页，共 11 页A由于不清楚电场强度的方向，则无法确定微粒的电性，故A 错误；B由图可知，03内电势能增加 9J，则03秒电场力做功为9J，故 B 正确；C由图可知，电势能均匀增加，即电场力做功与时间成正比，说明电场力方向做匀速直线运动，同理，重力方向也做匀速直线运动，则微粒的合运动为匀速直线运动，所以运动过程中运动不变，故 C 正确；D由功能关系可知，03秒重力势能与电势能之和增加为12J，则03秒内除电场力和重力外所受其它力对微粒做功为12J，故 D 正确。故选 BCD。9副线圈增大【详解】1副线圈的电流大于原线圈的电流，所以副线圈的导线粗。2当副线圈的负载电阻减小时，由于副线圈电压不变，所以副线圈中的电流增大。10g0【详解】1释放 A 球后，A、B 两球做自由落体运动，则 B 球只受重力作用，加速度为重力加速度 g；2平衡时，弹簧弹力与 D 球重力大小相等，由于弹力渐变，则释放C 球时，D 球受到的重力、弹力均不变，则合力为0，则此时 D 球的加速度为 0。117.00cm在误差允许的范围内，此气球受到空气阻力跟速率成正比【详解】(1)1图乙中所示位置的读数为 7.00cm；(2)2第三组数据是 G=f=6.510-2N 时，速度 v=19.80cm/s，则绘制出f v关系图像如图；答案第 5 页，共 11 页(3)3根据所绘制的图像可知，图像是过原点的直线，可以得到的实验结论为：在误差允许的范围内，此气球受到空气阻力跟速率成正比。120.5002.5106 m小于【详解】(1)1根据原理图连接实物如图所示(2)2螺旋测微器的示数为0.5mm+00.01mm=0.500mm；(3)3电阻丝的电阻为RxI2R120.0I210.0I1 I22I2答案第 6 页，共 11 页由电阻定律可得d2R()xRxS10.03.14(0.500103)22=m 2.5106mLL40.8(4)4若电流表内阻不能忽略，则RxI2(R1rA)I1 I2电阻率为d2R()RxSx2=LL则合金电阻丝电阻率的测量值小于真实值。13(1)1.5105Pa；(2)14cm【详解】(1)对气缸与椅面整体受力分析如图由受力平衡有p1S p0S mgp1 p0mgS得p11.5105Pa(2)重物放上后，设气缸内气体压强为p2，对气缸、椅面与重物整体受力分析如图答案第 7 页，共 11 页由受力平衡有p0S p0S(m M)g得p2 5105Pa对气缸内气体分析，导热性能良好，室温不变气缸内气体温度不变5初状态p21.510 PaV1 LS5末状态p2 510 PaV2 LS对气缸内气体由玻意耳定律pV11 p2V2p1LS p2LS得L 7cm可知气体体积变小，长度较小即为高度下降h L Lh 14cm2Mx02Mx0 Rt0I0mR2I0R14（1）；（2）（3）F 222332；mgt0t0B LB LBL【详解】（1）由闭合电路欧姆定律得E I0R切割感应电动势答案第 8 页，共 11 页E BLv解得v I0RBL（2）滑动摩擦力为f mg对导轨受力分析，由牛顿第二定律得f Ma导轨匀加速运动12x0at02解得2Mx02mgt0（3）在任意短的时间内对金属杆分析，由动量定理得(F f BIL)t mv叠加求和有(F f)t0 BLq mv而E BLxtI ERq It联立解得q BLxR联立解得2Mx0 Rt0I0mR2x F 22233t0B LB L15（1）E【详解】122d3mg2；（2）v 2gd v0，t 2；（3）Ek mgd mv023g2q答案第 9 页，共 11 页1）对带电质点受力分析，如图洛伦兹力f qv0B又B mg则2qv01f mg2方向与z轴正方向的夹角为60，则qE mgsin60得E 所以E方向与B的方向相同；3mg2q（2）带电粒子做类平抛运动，沿x轴方向匀速直线运动，沿B的反方向匀加速直线运动，加速度为a mg sin603gm2沿B的反方向运动到xOy平面的位移l d2dsin603由运动学公式l 12at2解得t 22d3g2v(at)2v0答案第 10 页，共 11 页得2v 2gd v0（3）带电小球的运动平面为过P点与磁感应强度方向垂直的平面，所以运动到xOy平面沿重力与电场力合力方向通过的位移为洛伦兹力不做功，所以由动能定理可得联立得h dcos60W mg cos60 hW E12k2mv0E12k mgd2mv0答案第 11 页，共 11 页