福建省2023-2024高三上学期物理模拟试题（含解析）

福建省2023-2024学年高三上学期物理模拟试题
注意事项：
1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
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、电梯在t=0时由静止开始上升，运动的图像如图所示，电梯总质量m=2.0×103kg。电梯内乘客的质量m0=50kg，忽略一切阻力，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（　　）
A．第1s内乘客处于超重状态，第9s内乘客处于失重状态
B．第2s内乘客对电梯的压力大小为450N
C．第2s内钢索对电梯的拉力大小为2.2×104N
D．第2s内电梯对乘客的冲量大小为550N·s
2、一质点静止在光滑水平面上，现对其施加水平外力F，F随时间变化规律如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．在0~4s时间内，位移先增后减
B．在0~4s时间内，动量一直增加
C．在0~8s时间内，F的冲量为0
D．在0~8s时间内，F做的功不为0
3、2019年北京时间4月10日21时，人类历史上首张黑洞照片被正式披露，引起世界轰动。黑洞是一类特殊的天体，质量极大，引力极强，在它附近（黑洞视界）范围内，连光也不能逃逸，并伴随着很多新奇的物理现象。传统上认为，黑洞“有进无出”，任何东西都不能从黑洞视界里逃逸出来，但霍金、贝肯斯坦等人经过理论分析，认为黑洞也在向外发出热辐射，此即著名的“霍金辐射”，因此可以定义一个“ 黑洞温度"T”。T=其中T为“黑洞”的温度，h为普朗克常量，c为真空中的光速，G为万有引力常量，M为黑洞的质量。K是一个有重要物理意义的常量，叫做“玻尔兹曼常量”。以下几个选项中能用来表示“玻尔兹曼常量”单位的是（ ）
A． B． C． D．
4、三根通电长直导线垂直纸面平行固定，其截面构成一正三角形，O为三角形的重心，通过三根直导线的电流分别用I1、I2、I3表示，方向如图。现在O点垂直纸面固定一根通有电流为I0的直导线，当时，O点处导线受到的安培力大小为F。已知通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小和电流成正比，则（　　）
A．当时，O点处导线受到的安培力大小为4F
B．当时，O点处导线受到的安培力大小为
C．当时，O点处导线受到的安培力大小为
D．当时，O点处导线受到的安培力大小为2F
5、如图所示，斜面体置于粗糙水平面上，斜面光滑．小球被轻质细线系住放在斜面上，细线另一端跨过定滑轮，用力拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离，斜面体始终静止．移动过程中（ ）
A．细线对小球的拉力变小
B．斜面对小球的支持力变大
C．斜面对地面的压力变大
D．地面对斜面的摩擦力变小
6、放置于固定斜面上的物块，在平行于斜面向上的拉力F作用下，沿斜面向上做直线运动。拉力F和物块速度v随时间t变化的图象如图，则不正确的是：（　　）
A．第1s内物块受到的合外力为0.5N
B．物块的质量为11kg
C．第1s内拉力F的功率逐渐增大
D．前3s内物块机械能一直增大
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0分。
7、如图所示，在x轴的负方向，存在磁感应强度为B1，方向垂直于纸面向里的匀强磁场，在x轴的正方向，存在磁感应强度为B２，方向也垂直于纸面向里的匀强磁场，且B1∶B2＝3∶2。在原点O处同时发射两个质量分别为ma和mb的带电粒子，粒子a以速率va沿x轴正方向运动，粒子b以速率vb沿x轴负方向运动，已知粒子a带正电，粒子b带负电，电荷量相等，且两粒子的速率满足mava＝mbvb。若在此后的运动中，当粒子a第4次经过y轴(出发时经过y轴不算在内)时，恰与粒子b相遇。粒子重力不计。下列说法正确的是（ ）
A．粒子a、b在磁场B1中的偏转半径之比为3∶2
B．两粒子在y正半轴相遇
C．粒子a、b相遇时的速度方向相同
D．粒子a、b的质量之比为1∶5
8、如图所示，轻弹簧一端与不可伸长的轻绳OC、DC连接于C（两绳另一端均固定），弹簧另一端连接质量为m的小球。地面上竖直固定一半径为R、内壁光滑的开缝圆弧管道AB，A点位于O点正下方且与C点等高，管道圆心与C点重合。现将小球置于管道内A点由静止释放，已知轻绳DC水平，当小球沿圆弧管道运动到B点时恰好对管道壁无弹力，管道与弹簧间的摩擦不计，重力加速度为g。则小球从A运动到B的过程中（　　）
A．弹簧一直处于伸长状态
B．小球的机械能不守恒
C．小球在B点的动能为mgR
D．轻绳OC的拉力不断增大
9、甲乙两物体从同一地点开始沿同一方向运动，用某测速仪描绘出两物体的v-t图象如图所示，已知甲物体的图象是两段半径相同的圆弧，乙物体的图象是一倾斜直线，t4=2t2，甲的初速度末速度均等于乙的末速度。已知则下列说法正确的（　　）
A．0～t1时间内，甲乙两物体距离越来越小
B．t1时刻，甲乙两物体的加速度大小可能相等
C．t3～t4时间内，乙车在甲车后方
D．0～t4时间内，两物体的平均速度相等
10、一空间有垂直纸面向里的匀强磁场B，两条电阻不计的平行光滑导轨竖直放置在磁场内，如图所示，磁感应强度B＝0.5 T，导体棒ab、cd长度均为0.2 m，电阻均为0.1 Ω，重力均为0.1 N，现用力向上拉动导体棒ab，使之匀速上升(导体棒ab、cd与导轨接触良好)，此时cd静止不动，则ab上升时，下列说法正确的是(　　)
A．ab受到的拉力大小为2 N
B．ab向上运动的速度为2 m/s
C．在2 s内，拉力做功，有0.4 J的机械能转化为电能
D．在2 s内，拉力做功为0.6 J
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）用如图所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，下图给出的是实验中获取的一条纸带：O是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点未标出，交流电的频率为50Hz，计数点间的距离如图所示。已知m1=50g，m2=150g，则：（g取9.8m/s2，结果均保留两位有效数字）
(1)在打点0~5过程中系统动能的增加量ΔEk=________J，系统势能的减少量ΔEP=__________J；
(2)若某同学作出v2-h图像如图所示，则当地的实际重力加速度g=_________m/s2。
12．（12分）指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器。请回答下列问题：
（1）使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡“×100”挡，经正确操作后，指针指示如图甲a。为了使多用电表测量的结果更准确，该同学应该选择欧姆挡_____档（选填“×10”“×1k”）；若经过正确操作，将两表笔接待测电阻两端时，指针指示如图甲b，则待测电阻为_____Ω。
（2）图乙是某多用电表欧姆挡内部电路示意图。其中，电流表满偏电流为0.5mA、内阻为10Ω；电池电动势为1.5V、内阻为1Ω；变阻器R0的阻值范围为0 5000Ω。
①该欧姆表的两只表笔中，_____是黑表笔。（选填“A”或“B”）；
②该欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5V、内阻为1Ω进行刻度的。当电池的电动势下降到1.45V、内阻增大到4Ω时，欧姆表仍可调零，则调零后R0接入电路的电阻将变_____（填“大”或“小”），若用重新调零后的欧姆表测得某待测电阻阻值为400Ω，则这个待测电阻的真实阻值为_____Ω．（结果保留三位有效数字）
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，水平面上固定一倾角为=37°的斜面体，在其左侧一定距离有一水平桌面，现将一可视为质点的物块A由水平桌面的左端以初速度v0=6m/s向右滑动，滑到右端时与物块B发生弹性碰撞，物块B离开桌面后,经过一段时间，刚好无碰撞地由光滑固定的斜面体顶端C点滑上斜面体已知桌面两端之间的距离为x=4.0m，mB=1kg，物块A与水平桌面之间的动摩擦因数为μ=0.25，桌面与斜面体C点的高度差为h=0.45m，重力加速度取g=10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，忽略空气阻力。求：
（1）物块A的质量；
（2）如果斜面体C点距离水平面的高度为H=4.8m，求从物块A开始运动到物块B到达D点的总时间。
14．（16分）如图所示，光滑水平面上小球A、B分别以、的速率相向运动，碰撞后B球静止．已知碰撞时间为，A、B的质量均为求：
碰撞后A球的速度大小；
碰撞过程A对B平均作用力的大小．
15．（12分）如图所示，水平虚线ab和cd在同一竖直平面内，间距为L，中间存在着方向向右与虚线平行的匀强电场，虚线cd的下侧存在一圆形磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，圆形磁场与虚线cd相切于M点。一质量为m、带电量为+q的粒子由电场上边界的S点以速度v0垂直电场方向进人电场，经过一段时间粒子从M点离开电场进人磁场，粒子在磁场中的速度大小为2v0，经偏转后，粒子由虚线cd上的N点垂直于虚线返回匀强电场且刚好再次回到S点。粒子重力忽略不计，求：
（1）SM两点间的距离；
（2）圆形磁场的半径r以及磁感应强度B的大小；
（3）带电粒子在整个运动过程中的总时间。
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】
A．第1s内和第9s内加速度均竖直向上，乘客处于超重状态，故A错误；
B．第2s内研究乘客，根据牛顿第二定律
代入数值解得电梯对乘客的支持力为550N，由牛顿第三定律可知，乘客对电梯的压力为550N，故B错误；
C．第2s内研究乘客和电梯整体，根据牛顿第二定律
代入数值解得钢索对电梯的拉力为22550N，故C错误；
D．图像的面积表示速度变化，得第2s内速度的变化量为
m/s
第2s内研究乘客，根据动量定理
代入数值解得电梯对乘客的冲量为Ns，故D正确。
故选D。
2、C
【解析】
A．由图可知，在0-4s内力F先向正方向，再向反方向，故质点先加速再减速到0，速度方向不变，位移增加，故A错误；
B．在0-4s内，速度先增加后减小，动量先增加后减小，故B错误；
C．0到8s内，一半时间的冲量为正，另一半时间的冲量为负，则总的冲量为0，故C正确；
D．因8s内总的冲量为0，根据动量定理，可知动量的变化为0，即初末速度为0，则动能的变化量为0，F做功为0，故D错误。
故选C。
3、A
【解析】
根据
得，h的单位为
c的单位是m/s， G的单位是
M的单位是kg， T的单位是K，代入上式可得k的单位是
故A正确，BCD错误。
故选A。
4、C
【解析】
根据安培定则画出在O点的磁感应强度的示意图如图所示
当时，三根导线在O点产生的磁感应强度大小相等，设为，根据磁场叠加原理可知，此时O点的磁感应强度为
此时O点处对应的导线的安培力
AB．由于通电长直导线在某点产生的磁感应强度大小和电流成正比，当时，则有
，
根据磁场叠加原理可知，此时O点的磁感应强度为
此时O点处对应的导线的安培力
故AB错误；
C．当时，有
，
如图所示
根据磁场叠加原理可知
此时O点处对应的导线的安培力
故C正确；
D．当时，有
，
如图所示
根据磁场叠加原理可知
此时O点处对应的导线的安培力
故D错误。
故选C。
5、D
【解析】
此题是力学分析中的动态变化题型，其中球的重力以及支持力方向都没变，故可画动态三角形，如图，可知慢慢增大，减小，故AB错；可由隔离法分析斜面与地面之间力的作用，已知球给斜面的压力减小，故斜面对地面压力减小，对地面摩擦力减小，可知D正确，C错误．故选D．
6、B
【解析】
AB．由图像可知，0～1s内物体的加速度为
由牛顿第二定律可得
1s后有
其中
联立解得
第1s内物块受到的合外力为
故A正确，B错误；
C．第1s内拉力F的功率P=Fv，F不变，v增大，则P增大，故C正确；
D．前1s内物块的动能和重力势能均增大，则其机械能增大，2－3s内，动能不变，重力势能增大，其机械能增大，所以物块的机械能一直增大，故D正确。
本题选择不正确的，故选B。
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0分。
7、BCD
【解析】
本题涉及到两个粒子分别在两个不同磁场中做匀速圆周运动问题，相遇问题既考虑到位移问题，又考虑到时间等时，比较复杂，所以要从简单情况出发，由题意a粒子逆时针旋转，b粒子顺时针旋转，由于两粒子的动量（m2va=m1vb）和电量相同，则半径之比就是磁感应强度的反比，所以在B1磁场中的半径小，则两粒子在两磁场旋转两个半周时，a粒子相对坐标原点上移，b粒子相对坐标原点下移，若b粒子在最初不相遇，则以后就不能相遇了。所以只考虑b粒子旋转半周就与a粒子相遇的情况。
【详解】
由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式知道：，所以选项A错误。由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式r＝知道，a粒子从O点出发沿x轴正方向射出向上逆时针转半周在y轴上上移2ra2，穿过y轴后逆时针向下转半周后下移2ra1，由于B2＜B1，则第二次经过y轴时在从标原点的上方（2ra2-2ra1）处，同理第四次经过y轴时在坐标原点上方2（2ra2-2ra1）处，所以由题意知选项B正确。从最短时间的情况进行考虑，显然是b粒子向上转半周后相遇的，a粒子第四次经过y轴时是向右方向，而b粒子转半周也是向右的方向，所以两者方向相同，所以选项C正确。根据周期公式及题意，当两粒子在y轴上相遇时，时间上有：Tb1＝Ta1+Ta2 即：，结合B1：B2=3：2，得到：，所以选项D正确。故选BCD。
【点睛】
本题的难点在于两个粒子在不同的两个磁场中以不同的速度做半径和周期不同匀速圆周运动，又涉及到相遇问题，需要考虑多种因素。关键的一点是a粒子在两个磁场旋转一次后通过y轴时位置上移，而b粒子恰恰相反，所以是b粒子经过半周后与a粒子相遇的，有此结论可以判断选项的正误。
8、ACD
【解析】
AB．当小球沿圆弧管道运动到B点时恰好对管道壁无弹力，则小球在B点由弹簧的拉力和重力提供向心力，即弹簧处于伸长状态，从A到B的过程弹簧的形变量没有变，故小球的机械能不变，选项A正确，B错误；
C．从A到B的过程弹簧的形变量没有变，小球在B点的动能等于小球在A点的重力势能为mgR，选项C正确；
D．设OC与OA的夹角为θ，CA与水平夹角为α，C点受力平衡，则竖直方向上有
解得
从A到B的过程中，θ和弹簧的弹力FAC不变，α不断增大，故OC的拉力不断增大，D正确。
故选ACD。
9、BD
【解析】
A．甲乙两物体从同一地点开始沿同一方向运动，0～t1时间内，甲的速度比乙的大，则甲在乙的前面，甲乙两物体距离越来越大，故A错误。
B．根据速度时间图线的斜率表示加速度，可知，t1时刻，甲乙两物体的加速度大小可能相等，故B正确。
C．根据“面积”表示位移，结合几何知识可知，0～t4时间内，两物体的位移相等，t4时刻两车相遇，而在t3～t4时间内，甲车的位移比乙车的位移大，则知在t3～t4时间内，乙车在甲车前方，故C错误。
D．0～t4时间内，两物体的位移相等，用时相等，则平均速度相等，故D正确。
故选BD。
10、BC
【解析】
A. 导体棒匀速上升，受力平衡，棒静止，受力也平衡，对于两棒组成的整体，合外力为零，根据平衡条件可得棒受到的推力：
故A错误；
B. 对棒，受到向下的重力和向上的安培力安，由平衡条件得：
安
联立解得：
故B正确；
C. 在2s内，电路产生的电能：
则在2s内，拉力做功，有的机械能转化为电能，故C正确；
D. 在2s内拉力做的功为：
故D错误。
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、0.58 0.59 9.7
【解析】
(1)[1]匀变速直线运动某段时间内，中间时刻速度等于平均速度：
动能增加量：
；
[2]系统势能的减少量：
；
(2)[3]根据机械能守恒定律：
得：
斜率：
得出：g≈9.7m/s2。
12、×1k 30000 B 调小 387
【解析】
(1)[1]使用多用电表粗测电阻时，将选择开关拨至欧姆挡“×100”挡，经正确操作后，指针指示如图甲a。显然是批针偏转过小，示数太大，为了减小示数，则必增大倍率，即要欧姆档的倍率调到×1k；
[2]若经过正确操作，将两表笔接待测电阻两端时，指针指示如图甲b，则待测电阻为
(2)[3]由于欧姆表与其他档位的表是共用表头的，所以欧姆表的内接电源的+接线柱必从表头的+相接，电流要求从+接线柱（即红接线柱）流进，所以A是红接线柱，B是黑接线柱；
[4]欧姆表的刻度值是按电池电动势为1.5V、内阻为1Ω进行刻度的。则此时调零电阻连入电路的电阻
当电池的电动势下降到1.45V、内阻增大到4Ω时，欧姆表仍可调零，此时要使电流表仍满偏，则
所以要调小；
[5]若用重新调零后的欧姆表测得某待测电阻阻值为400Ω，则有：此时正常电阻400Ω在正常原电动势中的电流
若把此电阻接入旧的欧姆表中时电流I对应的阻值
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、（1）1kg；（2）2.1s。
【解析】
（1）由平抛运动规律，物块B离开桌面后在竖直方向做自由落体运动，则有
代入数据解得=0.3s
竖直方向速度
3m/s
根据几何关系，可知此时速度与水平速度的夹角等于斜面的倾角，即=37°，则有
解得物块B离开桌面时速度为m/s
设滑块在平台上滑动时的加速度为a，滑块到达B点的速度，根据牛顿第二定律有
解得m/s2
根据速度位移公式有
解得m/s
根据动量守恒得
根据机械能守恒得
代入数据解得，kg
（2）物块A在水平桌面上运动的时间为
s
物块B到达斜面体C点的合速度为
代入数据解得v=5m/s
物块B在斜面上运动时，根据牛顿第二定律有
代入数据解得加速度m/s2
根据几何关系，有斜面的长度
m=0.8m
根据运动学公式有
解得1s（s舍去）
从物块A开始运动到物块B到达D点的总时间
s
14、 (1) (2)
【解析】
①、B系统动量守恒，设B的运动方向为正方向
由动量守恒定律得
解得；
②对B，由动量定理得，
解得；
15、（1）；（2），；（3）。
【解析】
（1）根据题意作出粒子的运动轨迹如图所示
在电场中，粒子带正电，从S到M过程中做类平抛运动，在竖直方向做匀速直线运动，则有
在M点，沿水平方向的速度
所以粒子的侧位移
则SM两点间的距离
（2）在M处，由速度关系知
解得
粒子在电场中从N返回S过程中的时间为
根据位移时间公式有
且
解得
则
由几何关系知，在中
在中，带电粒子的轨道半径为
粒子在磁场中，根据洛伦兹力提供向心力有
又
解得
由图知，为等边三角形，所以圆形磁场区域的半径
（3）带电粒子在磁场中运动的周期，由几何知识可知，带电粒子在磁场中运动轨迹对应的圆心角为，则带电粒子在磁场中运动的时间为
粒子从T点飞出磁场到达N点过程中
则
所以粒子从S点出发到再次返回到S点的时间为