2023-2024年福建省莆田市高三下學(xué)期第四次教學(xué)質(zhì)量檢測（三模）物理試題（解析版）

莆田市2024屆高中畢業(yè)班第四次教學(xué)質(zhì)量檢測試卷物理一、單選題1.2023年，某造船公司正式發(fā)布全球首型、世界最大核動力集裝箱船，它采用了第四代釷基堆型熔鹽反應(yīng)堆。其涉及的核反應(yīng)包含（釷）衰變?yōu)椋ㄧh），下列關(guān)于此衰變說法正確的是（）A.衰變方程為 B.釷核含有個質(zhì)子和個中子C.衰變放出的電子來自原子的核外電子 D.核的平均結(jié)合能小于核的平均結(jié)合能【答案】A【解析】根據(jù)反應(yīng)過程滿足質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，衰變方程為，故A正確；核含有個質(zhì)子和個中子，故B錯誤；衰變放出的電子來自原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子，故C錯誤；衰變后，核比核更穩(wěn)定，所以核的平均結(jié)合能大于核的平均結(jié)合能，故D錯誤。故選A。2.機(jī)艙內(nèi)有一個空礦泉水瓶內(nèi)密閉著一定質(zhì)量的空氣，飛機(jī)在高空巡航時瓶子的狀態(tài)如圖甲所示。飛機(jī)著陸時瓶子的狀態(tài)如圖乙所示。假設(shè)機(jī)艙內(nèi)的溫度保持不變，飛機(jī)從巡航到著陸過程（）A.飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)的氣壓減小 B.礦泉水瓶內(nèi)的空氣的壓強(qiáng)增大C.礦泉水瓶內(nèi)的空氣分子平均動能增大 D.礦泉水瓶內(nèi)的空氣內(nèi)能增大【答案】B【解析】飛機(jī)從巡航到著陸過程，溫度不變，由題意知瓶內(nèi)氣體體積變小，以瓶內(nèi)氣體為研究對象，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程，故可知礦泉水瓶內(nèi)的空氣的壓強(qiáng)增大，則飛機(jī)從巡航到著陸過程飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)的氣壓增大，故A錯誤，B正確；由于溫度是平均動能的標(biāo)志，氣體的平均動能只與溫度有關(guān)，機(jī)場地面溫度與高空客艙溫度相同，故從高空客艙到機(jī)場地面，瓶內(nèi)氣體的分子平均動能不變，故C錯誤；由于溫度不變，則內(nèi)能不變，故D錯誤。故選B。3.2023年中國利用FAST發(fā)現(xiàn)了納赫茲引力波，其來源于星系中心的質(zhì)量非常大的黑洞相互繞轉(zhuǎn)的時候發(fā)出來的引力波。假設(shè)宇宙中發(fā)現(xiàn)了一對相互繞轉(zhuǎn)的超大質(zhì)量雙黑洞與系統(tǒng)，兩黑洞繞它們連線上某點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動。若黑洞、的質(zhì)量分別為、，則黑洞、（）A.轉(zhuǎn)動的周期不同 B.做勻速圓周運(yùn)動的向心力大小不同C.軌道半徑之比為 D.動能之比為【答案】D【解析】雙星系統(tǒng)的角速度、周期相同，故A錯誤；做勻速圓周運(yùn)動的向心力由彼此的萬有引力提供，所以向心力大小相同，故B錯誤；根據(jù)題意可得，，所以，故C錯誤；雙星的線速度之比為，所以動能之比為，故D正確。故選D。4.如圖甲所示，平面直角坐標(biāo)系的第一象限（含坐標(biāo)軸）內(nèi)有垂直平面周期性變化的均勻磁場（未畫出），規(guī)定垂直平面向里的磁場方向?yàn)檎?，磁場變化?guī)律如圖，已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，不計粒子重力及磁場變化影響。某一帶負(fù)電的粒子質(zhì)量為、電量為，在時從坐標(biāo)原點(diǎn)沿軸正向射入磁場中，將磁場變化周期記為，要使粒子在時距軸最遠(yuǎn)，則的值為（）A. B. C. D.【答案】A【解析】粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動，時間內(nèi)，有，解得，周期為，時間內(nèi)，有，解得，周期為，要求在時，粒子距軸最遠(yuǎn)，做出粒子運(yùn)動軌跡如圖，根據(jù)幾何關(guān)系，可得，解得，則時間內(nèi)圓周運(yùn)動轉(zhuǎn)過的圓心角為，可得，聯(lián)立，解得，故選A。二、多選題5.海嘯常由海底地震引起，是一種破壞性海浪，能傳播很遠(yuǎn)距離，而能量損失很少。某次海嘯傳播波速、波長隨海水深度的變化如圖所示。以下說法正確的是（）A.隨著海水深度減小，波長減小 B.隨著海水深度減小，波速增大C.隨著海水深度減小，海嘯的波浪高度也會減小 D.海嘯傳播的周期約為【答案】A、D【解析】由圖數(shù)據(jù)可知，隨著海水深度減小，波長減小，波速減小，故A正確，B錯誤；由圖可知，隨著海水深度減小，海嘯的波浪高度會增大，故C錯誤；由圖數(shù)據(jù)可知，海嘯傳播的周期約為，故D正確。故選A、D。6.豎直鐵絲環(huán)中的肥皂液膜由于受重力作用，呈上薄下厚的楔形，如圖甲所示。當(dāng)白光照射肥皂液膜時，會出現(xiàn)水平彩色條紋，如圖乙。以下說法正確的是（）A.觀察者是透過肥皂液膜對著光源觀察B.若將鐵絲環(huán)在豎直面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)過，會出現(xiàn)豎直彩色條紋C.不同顏色的光在液膜的不同位置產(chǎn)生明條紋，這些明條紋相互交錯，出現(xiàn)彩色條紋D.若分別用黃光和紫光照射同一液膜，黃光相鄰明條紋的間距更大【答案】C、D【解析】薄膜干涉是薄膜前后兩個面的反射光疊加產(chǎn)生的，肥皂液膜上形成相互平行的橫條紋，應(yīng)該從入射光的同側(cè)觀察，即從肥皂液膜左側(cè)觀察干涉圖樣，故A錯誤；肥皂液膜干涉是等厚干涉，同一干涉條紋對應(yīng)的肥皂液膜厚度相同，若將鐵絲環(huán)在豎直面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)過，仍會出現(xiàn)水平彩色條紋，故B錯誤；任意兩相鄰亮條紋處對應(yīng)的薄膜厚度之差是，不同顏色的光在液膜的不同位置產(chǎn)生明條紋，這些明條紋相互交錯，出現(xiàn)彩色條紋，故C正確；若分別用黃光和紫光照射同一液膜，黃光波長較長，則黃光相鄰明條紋的間距更大，故D正確。故選C、D。7.如圖所示，空間存在足夠大的豎直方向勻強(qiáng)電場和水平方向（垂直紙面）的勻強(qiáng)磁場。豎直平面內(nèi)有一個等腰三角形，底角大于。一個帶正電的小球，以一定初速度從點(diǎn)沿著三角形所在平面入射，恰好做勻速圓周運(yùn)動，經(jīng)過三角形的一個頂點(diǎn)；若將電場的方向反向，其他條件不變，則該小球?qū)⒆鲋本€運(yùn)動，經(jīng)過時間到達(dá)三角形的另一個頂點(diǎn)。已知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為，小球的比荷為，重力加速度為，則（）A.磁場的方向垂直紙面向外 B.小球從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)過程，其電勢能減小C.三角形的底角等于 D.小球的運(yùn)動速度大小為【答案】B、C【解析】一個帶正電的小球，以一定初速度從點(diǎn)沿著三角形所在平面入射，恰好做勻速圓周運(yùn)動，則重力與電場力等大反向，電場力方向向上，若將電場的方向反向，則電場力方向向下，由于該小球?qū)⒆鲋本€運(yùn)動（由到），則受到的洛倫茲力方向向上，磁場的方向垂直紙面向里，故A錯誤；小球從點(diǎn)運(yùn)動到點(diǎn)過程，電場力做正功，其電勢能減小，故B正確；小球恰好做勻速圓周運(yùn)動，則重力與電場力等大反向，即，小球?qū)⒆鲋本€運(yùn)動（由到），有，小球的比荷為，聯(lián)立得，故D錯誤；邊長，小球做勻速圓周運(yùn)動的向心力由洛倫茲力提供，，，，根據(jù)題意，底角大于，聯(lián)立可得，故C正確。故選B、C。8.如圖所示，一滿足胡克定律的彈性輕繩，左端固定在傾角為的斜面上點(diǎn)，跨過固定的小定滑輪連接一個質(zhì)量為的小物塊，小物塊靜止，在斜面上點(diǎn)，垂直斜面。物塊從點(diǎn)由靜止釋放沿斜面滑到點(diǎn)時速度恰好為零。已知、兩點(diǎn)間距離為，為的中點(diǎn)，物塊在點(diǎn)時彈性繩的拉力為，，物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)為，彈性繩自然長度等于，始終處在彈性限度內(nèi)。下列說法正確的是（）A.從到物塊受到的摩擦力一直增大B.物塊在點(diǎn)時速度最大C.物塊在階段損失的機(jī)械能等于物塊在階段損失的機(jī)械能D.若在點(diǎn)給物塊一個向上的速度，物塊恰好能回到點(diǎn)，則【答案】B、D【解析】物塊受力如圖所示，物塊受到的摩擦力為，，，解得，由此可知，從到物塊受到的摩擦力不變，始終為，故A錯誤；物塊剛開始下滑階段，根據(jù)牛頓第二定律可得，所以，即小球的加速度先隨下滑的距離增大而減小到零，再隨下滑的距離增大而反向增大，根據(jù)運(yùn)動的對稱性（沿斜面方向可以看作單程的彈簧振子模型）可知，小球運(yùn)動到中點(diǎn)時，加速度為零，速度最大，故B正確；除重力之外的合力做功等于物塊機(jī)械能的變化，物塊在段所受繩子拉力沿斜面分量較小，則物塊在段時摩擦力和彈力做的負(fù)功比物塊在段時摩擦力和彈力做的負(fù)功少，所以物塊在階段損失的機(jī)械能小于物塊在階段損失的機(jī)械能，故C錯誤；對物塊從運(yùn)動到的過程，根據(jù)動能定理得，若在點(diǎn)給物塊一個向上的速度，物塊恰能從點(diǎn)回到點(diǎn)，根據(jù)動能定理得，聯(lián)立解得，故D正確。故選B、D。三、實(shí)驗(yàn)題9.如圖甲所示，理想變壓器的原副線圈匝數(shù)比為，圖中為定值電阻，電表均為理想交流電表。原線圈接如圖乙所示的正弦式交變電流，則電壓表的示數(shù)為___________，當(dāng)滑動變阻器的滑片向下移動時，電流表的示數(shù)將___________（選填“變大”“不變”或“變小”）。【答案】；變大【解析】根據(jù)題意可得，，所以，即電壓表的示數(shù)為；當(dāng)滑動變阻器的滑片向下移動時，副線圈回路中的電阻減小，由于不變，則副線圈回路中的電流變大，即電流表的示數(shù)將變大。10.取中國象棋的“炮”和“車”兩個棋子。如圖所示，將“車”夾在拇指與彎曲的食指之間，“炮”放在中指上，使兩個棋子處于同一高度。用食指彈擊放在中指上的“炮”，使其水平方向飛出，同時“車”被釋放，自由下落。改變高度或改變食指彈擊的力量，觀察到“炮”和“車”兩個棋子總是___________（選填“同時”或“不同時”）落地；該現(xiàn)象可以說明棋子“炮”在豎直方向做___________運(yùn)動?！敬鸢浮客瑫r；自由落體【解析】由題意可知，“炮”被彈出后做平拋運(yùn)動，“車”同時做自由落體運(yùn)動，兩者在豎直方向的運(yùn)動相同，均為自由落體運(yùn)動，則“炮”和“車”兩個棋子總是同時落地；該現(xiàn)象可以說明棋子“炮”在豎直方向做自由落體運(yùn)動。11.如圖所示，傾角為的斜面固定在水平地面上，兩個物塊、用輕質(zhì)彈簧連接，兩個物塊恰好能靜止在斜面上。已知物塊的質(zhì)量為，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為，兩物塊受到的摩擦力方向相同，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力，取重力加速度大小，，則彈簧中的彈力大小為___________，物塊的質(zhì)量為___________?！敬鸢浮?；【解析】對有，解得；對整體有，解得。12.為了探究“重力勢能轉(zhuǎn)化為動能過程機(jī)械能守恒”。提供可使用的實(shí)驗(yàn)器材有：光滑帶凹槽導(dǎo)軌（兩段）、鋼球、電子秤、毫米刻度尺、停表、木塊等。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①將兩段導(dǎo)軌連接在一起，放在水平桌面上，如圖甲所示。抬起一段導(dǎo)軌的一端并在它下面墊一木塊。確保裝置的穩(wěn)固性，使小球得以平滑地滾過兩段槽軌的連接處。②用毫米刻度尺測量導(dǎo)軌水平部分的長度為。把一個小球放在木塊支撐點(diǎn)的正上方的導(dǎo)軌上，測得小球離水平面的高度為，然后靜止釋放這個小球。當(dāng)小球到達(dá)導(dǎo)軌的水平段時，啟動停表，當(dāng)小球到達(dá)導(dǎo)軌水平段的終點(diǎn)時，停下停表，測得運(yùn)動時間為。③將支撐木塊移動到傾斜導(dǎo)軌的中部下方，如圖乙所示。把小球放在木塊支撐點(diǎn)的正上方的導(dǎo)軌上。釋放小球并測量小球滾過導(dǎo)軌水平部分所用的時間。④將支撐木塊移動到傾斜導(dǎo)軌長度約三分之一處的下方，如圖丙所示。把小球放在木塊支撐點(diǎn)的正上方的導(dǎo)軌上。釋放小球并測量小球滾過導(dǎo)軌水平部分所用的時間?；卮鹣铝袉栴}：（1）該實(shí)驗(yàn)________測量鋼球的質(zhì)量。（填“需要”或“不需要”）（2）實(shí)驗(yàn)過程中，在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，若________（用、、表示），則說明鋼球沿傾斜導(dǎo)軌下落到水平導(dǎo)軌過程，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的過程機(jī)械能守恒。（3）多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)始終是，分析其主要原因可能是________。【答案】（1）不需要；（2）；（3）小球克服軌道摩擦阻力做功【解析】（1）由于該實(shí)驗(yàn)是“探究重力勢能轉(zhuǎn)化為動能過程機(jī)械能守恒”，即，該等式兩邊均有小球質(zhì)量，可以約掉，顯然不影響實(shí)驗(yàn)的探究，所以不需要測量小鋼球的質(zhì)量。（2）實(shí)驗(yàn)過程中，小鋼球達(dá)到水平軌道時的速度設(shè)為，小球在水平軌道上近似做勻速直線運(yùn)動，則有，在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)，若滿足，聯(lián)立求得，則說明鋼球沿傾斜導(dǎo)軌下落到水平導(dǎo)軌過程中，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的過程機(jī)械能守恒。（3）由于小球在沿斜軌道下滑時，軌道不可能絕對光滑，小球需要克服摩擦阻力做功，設(shè)小球與軌道間的動摩擦因數(shù)為，小球從斜軌道上距水平軌道為的位置從靜止釋放，斜軌道與水平面的夾角為，根據(jù)功能關(guān)系可知，其中，為小球斜面上的位移在水平面上的投影，可得，顯然由題意可知逐漸減小，則可得逐漸變大，小球在水平軌道上運(yùn)動的時間將逐漸減小，所以多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)始終是，因此主要原因可能是小球克服軌道摩擦力做功所引起的。13.實(shí)驗(yàn)小組找到一刻度清晰的微安表，其滿偏電壓不到，該小組同學(xué)決定測量該微安表的內(nèi)阻，可供選擇器材如下：A.微安表（滿偏電流為，內(nèi)阻未知）；B.滑動變阻器（，允許通過的最大電流為）；C.滑動變阻器（，允許通過的最大電流為）；電源（電動勢約為）；E．電阻箱（最大阻值為）；F.開關(guān)兩個，導(dǎo)線若干。（1）按圖甲所示的電路圖用筆畫線代替導(dǎo)線將圖乙中的實(shí)物連線。___________（2）滑動變阻器應(yīng)選擇___________（填“”或“”）。（3）實(shí)驗(yàn)過程：將滑動變阻器的滑片移至___________（填“左”或“右”）端，合上開關(guān)、，緩慢移動滑動變阻器的滑片，使微安表指針滿偏；保持滑片位置不變，僅斷開開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱使微安表指針半偏，此時電阻箱的四個旋鈕如圖丙所示，則微安表的內(nèi)阻為___________。（4）若將該微安表改裝為量程為的電流表，需___________（填“串”或“并”）聯(lián)一個___________（保留兩位小數(shù)）的定值電阻?！敬鸢浮浚?）見解析；（2）B；（3）左；；（4）并；【解析】（1）如圖（2）為使開關(guān)斷開前后與滑動變阻器并聯(lián)部分電壓幾乎不變，滑動變阻器應(yīng)選擇B。（3）實(shí)驗(yàn)過程：將滑動變阻器的滑片移至左端，合上開關(guān)、，緩慢移動滑動變阻器的滑片，使微安表指針滿偏；保持滑片位置不變，僅斷開開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱使微安表指針半偏，此時電阻箱的四個旋鈕如圖丙所示，則微安表的內(nèi)阻為。（4）若將該微安表改裝為量程為的電流表，需并聯(lián)一個定值電阻，根據(jù)，，聯(lián)立解得。四、解答題14.小明同學(xué)站在平直街道旁點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)一輛公交車正以速度，從身旁勻速駛過，此時小明立刻先勻加速后勻減速追趕公交車。點(diǎn)與公交車站點(diǎn)的距離為，公交車在行駛中到距車站處開始剎車（視為勻減速運(yùn)動），剛好到點(diǎn)停下，此時小明也恰好到點(diǎn)停下。設(shè)小明勻加速和勻減速運(yùn)動的加速度大小相等。求：（1）公交車剎車過程的時間；（2）小明追趕公交車過程的加速度大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）設(shè)，，則公交車剎車過程的時間，解得。（2）公交車勻速運(yùn)動的時間為，設(shè)小明勻加速運(yùn)動的收尾速度為，則，，解得，小明追趕公交車過程的加速度大小為。15.如圖所示，空間存在足夠大的水平方向勻強(qiáng)電場。光滑絕緣水平面上點(diǎn)有一質(zhì)量為，帶電量為的小物塊，水平面上點(diǎn)有質(zhì)量為，不帶電的小物塊。開始時靜止在點(diǎn)，以的速度向右運(yùn)動，到達(dá)點(diǎn)時速度為，再運(yùn)動到點(diǎn)與發(fā)生正碰并立即粘在一起（碰撞