2024年高考物理最后一卷（福建卷）（全解全析）-試卷下載-教習網(wǎng)

1．答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號等填寫在答題卡和試卷指定位置上。
2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。
3．考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回
1．2024年3月5日，李強總理在全國人大會議的政府工作報告中提出：鼓勵和推動消費品以舊換新，提振智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車、電子產品等大宗消費。智能網(wǎng)聯(lián)汽車也將是未來的趨勢。假設某智能網(wǎng)聯(lián)汽車在平直路面上啟動后的牽引力F隨時間t變化的圖像如圖所示，已知該汽車以額定功率啟動，在平直路面上運動的最大速度為，所受阻力恒定，由此可知該汽車（）
A．在時間內做加速度增大的加速運動
B．啟動后速度為時的加速度為
C．額定功率為
D．在時間內位移可能小于
【答案】B
【詳解】A．汽車在平直路面上啟動由牛頓第二定律有，在時間內牽引力逐漸減小，則汽車做加速度減小的加速運動，故A錯誤；
BC．汽車運動的最大速度為，則有，可得額定功率為，而啟動后速度為時，有，，聯(lián)立解得，故B正確，C錯誤；
D．若時間做勻加速直線運動，則位移為，而汽車在內做的是加速度減小的直線運動，若其位移一定大于，故D錯誤。
故選B。
2．2023年6月7日，世界首臺第四代核電技術釷基熔鹽堆在我國甘肅并網(wǎng)發(fā)電。釷基熔鹽堆用我國儲量豐富的釷作為燃料，并使用熔鹽冷卻劑，避免了核污水排放，減少了核污染。如圖所示是不易裂變的轉化為易發(fā)生裂變的并裂變的過程示意圖。下列說法正確的是（）
A．中子轟擊生成的核反應是核聚變
B．釋放的電子是由原子核內部核反應產生的
C．的比結合能大于的比結合能
D．可以通過升溫、加壓的方式減小核廢料的半衰期，從而減少核污染
【答案】B
【詳解】A．中子轟擊生成的核反應不是核聚變，故A錯誤；
B．釋放電子的過程是衰變，實質是原子核中一個中子轉變成一個質子和一個電子，故B正確；
C．整個過程中釋放能量，的比結合能小于的比結合能，故C錯誤；
D．放射性元素的半衰期由原子核決定，與外界的溫度、壓強無關，與化學狀態(tài)也無關，故D錯誤。
故選B。
3．2024年3月2日13時32分，神舟十七號航天員乘組再次出艙，此次重點完成了天和核心艙太陽翼的維修工作，為我國空間站的穩(wěn)定運行提供了堅實保障，書寫了中國航天史上的輝煌篇章。根據(jù)衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)站的實時數(shù)據(jù)，目前中國天宮空間站在近地點高度為392.6公里，遠地點高度為400.2公里，傾角為41.5度的近圓軌道上運行，運行周期為1.5h，已知地球半徑，地球表面重力加速度為g，月球公轉周期為27天，下列說法正確的是（）
A．空間站在近地點的速度可能大于第一宇宙速度
B．空間站運行角速度比月球運行角速度要小
C．空間站繞地球運動的向心加速度大小約為
D．若某時刻空間站與同步衛(wèi)星共線最近，則至少需要8h后再次共線最近
【答案】C
【詳解】A．近地衛(wèi)星周期為84min，空間站周期為1.5h，由萬有引力定律和開普勒第三定律可知，空間站在近地點的速度一定小于第一宇宙速度，故A錯誤；
B．月球公轉周期為27天，軌道更高，角速度更小，即空間站運行角速度比月球運行角速度要大，故B錯誤；
C．根據(jù)，，，，解得加速度約為，故C正確；
D．空間站周期，同步衛(wèi)星周期，再次共線最近至少需時為t，則有，解得，故D錯誤。
故選C。
4．空間存在沿x軸方向的電場，從O點沿x軸正方向釋放一質量為m、電荷量為q的帶正電粒子，粒子只在電場力作用下剛好運動到處，粒子在運動過程中電勢能隨位置變化的關系如圖所示，下列說法正確的是（）
A．由圖可知，粒子在x1處受到的電場力最大
B．電場中x2點的電勢低于x1點
C．粒子釋放時的動能為
D．粒子經過x2處的動能為
【答案】D
【詳解】A．圖像的斜率表示，由于x1處的斜率為零，則粒子在x1處受到的電場力為零，故A錯誤；B．粒子帶正電，粒子在電勢高處電勢能大，因為，故，故B錯誤；
CD．粒子運動過程中能量守恒，解得粒子釋放時的動能為，粒子經過x2處的動能為，故D正確，C錯誤。
故選D。
二、雙項選擇題（本題共4小題，每小題6分，共24分。每小題只有兩個選項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。）
5．如圖，圓心為O、半徑為R的圓形區(qū)域內有垂直于紙面向里的勻強磁場，磁感應強度大小為B．一帶電粒子從磁場邊界上的P點沿紙面射入磁場，射入速度大小為v、方向與PO連線的夾角θ=60°，粒子運動過程中恰能經過O點，不計粒子的重力。下列說法正確的是（）
A．該粒子帶正電
B．該粒子的荷質比為
C．該粒子可能從P點離開磁場
D．若僅增大射入速度，粒子在磁場中運動的時間將變短
【答案】BD
【詳解】A．根據(jù)題意可知，粒子向下偏轉，根據(jù)左手定則可知該粒子帶負電，故A錯誤；
BC．粒子的運動軌跡如圖所示
根據(jù)幾何關系可得粒子做勻速圓周運動的半徑為
根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得
解得，由圖可知該粒子不可能從Р點離開磁場，故B正確，C錯誤；
D．根據(jù)可得粒子運動的半徑，若僅增大射入速度，粒子做圓周運動的半徑增大，根據(jù)幾何關系可知粒子在磁場運動的圓心角變小，粒子在磁場中運動的時間，可知粒子在磁場中運動的時間變短，故D正確。
故選BD。
6．如圖甲所示，勁度系數(shù)k=500N/m的輕彈簧，一端固定在傾角為θ=37°的帶有擋板的光滑斜面體的底端，另一端和質量為mA的小物塊A相連，質量為mB的物塊B緊靠A一起靜止，現(xiàn)用水平推力使斜面體以加速度a向左勻加速運動，穩(wěn)定后彈簧的形變量大小為x。在不同推力作用下、穩(wěn)定時形變量大小x隨加速度a的變化如圖乙所示。彈簧始終在彈性限度內，不計空氣阻力，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，下列說法正確的是（）
A．a0=7.5m/s2
B．mA=3kg
C．若a=a0，穩(wěn)定時A、B間彈力大小為0
D．若a=a0，穩(wěn)定時A對斜面的壓力大小為12.5N
【答案】ACD
【詳解】A．由圖結合題意可知時彈簧處于原長狀態(tài)，對AB整體，根據(jù)牛頓第二定律，解得，故A正確；
B．當時，對AB整體分析有，當時，圖中另一縱截距的意義為，聯(lián)立解得，，故B錯誤；
C．當時，對B，根據(jù)牛頓第二定律，解得，故C正確；
D．當時，物塊A、B恰要分離，對A有，由牛頓第三定律知A對斜面的壓力大小為12.5N，故D正確。
故選ACD。
7．自耦變壓器以結構簡單，體積小、成本低廣泛運用于各種需要變換電壓的場合，一自耦理想變壓器結構如圖乙所示，電路中的電流表和電壓表均為理想電表，已知定值電阻、、，滑動變阻器的最大阻值為40Ω，電源電壓隨時間的變化如圖甲所示（電源內阻不計），下列說法正確的是（）
A．當滑片滑至正中間時，電流表讀數(shù)為0.5A，則
B．保持不變，滑片往下移動，電流表讀數(shù)減小
C．如果，變壓器輸出功率最大值時，最大輸出功率為55W
D．如果，滑片滑至正中間，功率為4.4W
【答案】AC
【詳解】A．當R3滑片滑至正中間時，變壓器輸出端總電阻為，電壓為、電流為，根據(jù)，可得，，，又，聯(lián)立可得，故A正確；
B．滑片下滑，輸出端總電阻減小，總電流增大，則輸入電流增大，電流表讀數(shù)增大，故B錯誤；
C．當變壓器輸出功率最大時，輸出端總電阻R，有，可得，根據(jù)串并聯(lián)電路電阻的規(guī)律有，可得，根據(jù)，可得最大輸出功率為，故C正確；
D．根據(jù)，可得，，又，當滑片滑至正中間時，變壓器輸出端總電阻為，可得，又，可得，所以，故D錯誤。
故選AC。
8．如圖所示，正四棱錐P—ABCD的底面邊長為L，側棱長均為，水平底面的四個頂點處均固定著電荷量為的點電荷，另一個質量為m的帶電小球M恰好可以靜止在P點，把該帶電小球M從點P移動到無窮遠處，電場力做功為W。不考慮帶電小球M對電場的影響，取無窮遠處電勢為零，靜電力常量為k，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）
A．P點的電場強度大小為
B．P點的電場強度大小為
C．P點的電勢為
D．P點的電勢為
【答案】AD
【詳解】AB．水平底面的四個頂點處均固定著電荷量為的點電荷，在P處的場強為，設四棱錐的側棱與豎直線的夾角為；由幾何關系可知，，再由場強的分解法則可知四個頂點的點電荷在P的小球的合場強為，故A正確，B錯誤；
CD．質量為m的帶電小球M恰好可以靜止在P點，設電量為，有，把該帶電小球M從點P移動到無窮遠處電場力做功為W，由功能關系有，聯(lián)立解得P點的電勢為，故C錯誤，D正確。
故選AD。
三、非選擇題：共60分，其中9、10題為填空題，11、12題為實驗題，13～15題為計算題?？忌鶕?jù)要求作答。
9．（4分）軸上的波源、分別位于和處，時刻兩波源同時開始振動，產生的兩列簡諧橫波沿、連線相向傳播，時兩列波的圖像如圖所示。質點的平衡位置位于處，則兩列波傳播速度的大小是；質點從時刻到時運動的路程是。
【答案】；
【詳解】由圖像可知，兩列波的波長，內傳播了一個波長，該波的周期。兩列波的傳播速度相同，由
解得
設再經時間，兩列波傳播至點，則，解得，點振動時間，點為振動加強點，其振幅，質點從開始振動運動的路程
10．（4分）一定質量的理想氣體由狀態(tài)M→N變化的p—V圖像為如圖所示的直線。已知氣體在此過程中的最高熱力學溫度Tmax=320K，氣體內能的變化滿足，常量=1000J/K，則此過程中氣體對外界做的功W= ；氣體在狀態(tài)M時的熱力學溫度TM= 。
【答案】 240K
【詳解】氣體p—V圖線與橫軸所圍的面積就是氣體對外界做的功，有，解得
設氣體在狀態(tài)N時的熱力學溫度為TN，某狀態(tài)時的氣體對應的壓強、體積、熱力學溫度分別為p、V、T，則有
當V=2m3時，T取最大值，代入上式解得
11．（5分）在“金屬絲電阻率的測量”的實驗中：
(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑，某次測量示數(shù)如圖1所示，金屬絲直徑。
(2)按圖2所示的電路測量金屬絲的電阻。小明將單刀雙擲開關分別打到a處和b處，通過觀察分析，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變化更明顯，由此判斷開關打到（填“a”、“b”）處時進行實驗系統(tǒng)誤差較小。
(3)小明為了消除系統(tǒng)誤差，他設計用電流計G和電阻箱替代V，電路如圖3所示。實驗繪制出了圖像是如圖4所示直線，斜率為k，縱截距為b。為電阻箱阻值讀數(shù)，I為A示數(shù)，為G示數(shù)。試求。
【答案】(1)0.500（0.498-0.502均可） (2)a (3)
【詳解】（1）由圖中的顯示可知，螺旋測微器讀數(shù)為
（2）單刀雙擲開關分別打到a處和b處，發(fā)現(xiàn)電壓表示數(shù)變化更明顯，說明電流表分壓對實驗影響較大，應采用電流表外接法，即開關應接a處。
（3）根據(jù)并聯(lián)電路兩支路電壓相等可得
化簡整理可得
圖像中的斜率為，所以可得
12．（7分）如圖所示，某實驗小組用軌道和兩輛相同規(guī)格的小車驗證動量守恒定律。該小組首先通過實驗驗證了小車在水平軌道上運動所受阻力正比于小車重力，然后驗證動量守恒定律實驗步驟如下：
①在小車上適當放置砝碼，分別測量甲車總質量m1和乙車總質量m2；
②將卷尺固定在水平軌道側面，零刻度與水平軌道左端對齊。先不放乙車，讓甲車多次從傾斜軌道上擋板位置由靜止釋放，記錄甲車停止后車尾對應刻度，求出其平均值x0；
③將乙車靜止放在軌道上，設定每次開始碰撞位置如圖所示，此時甲車車尾與水平軌道左端剛好對齊，測出甲車總長度（含彈簧）L。由擋板位置靜止釋放甲車，記錄甲車和乙車停止后車尾對應刻度，多次重復實驗求出其對應平均值x1和x2；
④改變小車上砝碼個數(shù)，重復①、②、③步驟。
(1)由圖可知得L= cm；
(2)實驗中，在傾斜軌道上設置擋板以保證甲車每次從同一位置靜止釋放，其原因是；
(3)若本實驗所測的物理量符合關系式（用所測物理量的字母表示），則驗證了小車碰撞前后動量守恒；
(4)某同學先把4個50g的砝碼全部放在甲車上，然后通過逐次向乙車轉移一個砝碼的方法來改變兩車質量進行實驗，若每組質量只采集一組位置數(shù)據(jù)，則該同學最多能采集組有效數(shù)據(jù)；
(5)實驗小組通過分析實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，碰撞前瞬間甲車的動量總是比碰撞后瞬間兩車的總動量略大，原因是。
A．碰撞過程中彈簧上有機械能損失
B．兩車間相互作用力沖量大小不等
C．碰撞過程中阻力對兩小車有沖量
【答案】(1)20.00（19.50~20.50） (2)確保每次甲車尾部到達水平軌道左端時速度相等 (3) (4)3 (5)C
【詳解】（1）刻度尺估讀到0.1mm，甲車車尾與水平軌道左端剛好對齊，測出甲車總長度（含彈簧）L為20.00cm（19.50~20.50）；
（2）在傾斜軌道上設置擋板以保證甲車每次從同一位置靜止釋放，其原因是確保每次甲車尾部到達水平軌道左端時速度相等；
（3）小車在水平軌道上運動所受阻力正比于小車重力，即，甲車停止后車尾對應刻度，求出其平均值x0，則甲的初速度為
由擋板位置靜止釋放甲車，記錄甲車和乙車停止后車尾對應刻度，多次重復實驗求出其對應平均值x1和x2，則碰后的速度為
由碰撞過程滿足動量守恒，有
（4）兩輛相同規(guī)格的小車，即質量相同，而甲車上裝上鉤碼后與乙車碰撞，為了防止反彈，需要甲的總質量大于等于乙的質量，則最多能夠轉移2個鉤碼兩車的質量就相等，算上最開始4個鉤碼在甲車上的一組數(shù)據(jù)，共可以獲得3組碰撞數(shù)據(jù)；
（5）碰撞前瞬間甲車的動量總是比碰撞后瞬間兩車的總動量略大，則碰撞過程有外力作用，即碰撞過程中阻力對兩小車有沖量；故選C。
13．（10分）用某透明材料制作的半球形光學元件如圖所示，平行單色光垂直射到半徑為R的半球底平面上，材料對該單色光的折射率，半球的上方平行于半球底平面放置一足夠大的光屏，單色光經半球折射后在光屏上可形成一個圓形光斑。不考慮光的干涉、衍射及在半球內的多次反射，真空中光速為c。求：
（1）當以臨界角入射時，光線匯集點到O點的距離；
（2）圓心O到光屏的距離時，光屏被照亮的面積。
【答案】（1）；（2）
【詳解】（1）作出剖面圖如圖所示，光線入射到D點時恰好發(fā)生全反射
則有
由幾何關系可得
（2）由上圖可得
解得
光屏被照亮的面積
14．（14分）如圖所示，長為l的細線一端固定，另一端系著質量為m的小球，細線豎直時，小球恰好與靜止在光滑水平面上的足夠長的木板左端接觸，長木板C的質量為，在長木板上放有質量分別為m、的A、B兩個物體，兩物體相距為L?，F(xiàn)把細線向左側拉離平衡位置后釋放，小球以的速度水平向右撞擊木板，木板被撞擊后獲得速度為。設B物體與木板間的摩擦不計，A與B碰撞為彈性正碰，重力加速度為g。
（1）求小球碰撞木板后的瞬間對細線的拉力大??；
（2）要使物體A在與C相對靜止后碰撞物體B，求物體A與木板間的動摩擦因數(shù)最小值以；
（3）若物體A與木板間的動摩擦因數(shù)為，求物體A、B發(fā)生第一次碰撞到第二次碰撞所需時間。
【答案】（1）；（2）；（3）
【詳解】（1）設小球撞擊木板后的速度為，根據(jù)動量守恒定律
解得
根據(jù)牛頓第二定律
解得
（2）設A與木板相對靜止時的速度為，根據(jù)動量守恒定律
解得
A與木板相對靜止前，B物體保持靜止，A物體做加速直線運動，根據(jù)運動學公式
根據(jù)牛頓第二定律
聯(lián)立解得
（3）設A與B碰撞后的速度分別為、，根據(jù)動量守恒定律
根據(jù)能量守恒定律
解得，
之后B物體向右勻速運動，A與木板相互摩擦，最終速度相同，設為，則
解得
在這一過程中，物體A先向左做勻減速運動，后向右做勻加速運動，所用時間為
物體A發(fā)生向右的位移為
物體B向右勻速直線運動，發(fā)生的位移為
此時，物體A、B相距為
物體A和木板共速后一起向右運動追擊物體B，所用時間為
物體A、B發(fā)生前二次碰撞的時間差為
15．（16分）如圖1所示為永磁式徑向電磁阻尼器，由永磁體、定子、驅動軸和轉子組成，永磁體安裝在轉子上，驅動軸驅動轉子轉動，定子上的線圈切割“旋轉磁場”產生感應電流，從而產生制動力。如圖2所示，單個永磁體的質量為m，長為、寬為（寬度相對于所在處的圓周長度小得多，可近似為一段小圓?。?、厚度很小可忽略不計，永磁體的間距為，永磁體在轉子圓周上均勻分布，相鄰磁體磁極安裝方向相反，靠近磁體表面處的磁場可視為勻強磁場，方向垂直表面向上或向下，磁感應強度大小為B，相鄰磁體間的磁場互不影響。定子的圓周上固定著多組金屬線圈，每組線圈有兩個矩形線圈組成，連接方式如圖2所示，每個矩形線圈的匝數(shù)為N、電阻為R，長為，寬為，線圈的間距為。轉子半徑為r，轉軸及轉子質量不計，定子和轉子之間的縫隙忽略不計。
（1）當轉子角速度為時，求流過每組線圈電流I的大?。?br>（2）若轉子的初始角速度為，求轉子轉過的最大角度；
（3）若在外力作用下轉子加速，轉子角速度隨轉過的角度的圖像如圖3所示，求轉過過程中外力做的功。
【答案】（1）；（2）；（3）
【詳解】（1）當轉子角速度為時，線圈產生的感應電動勢為
所以感應電流為
（2）線圈所受安培力為
根據(jù)動量定理可得
可得
（3）一組磁鐵在轉過過程中克服安培力做功為
根據(jù)圖像的面積可獲得一組磁鐵轉過過程中克服安培力做功
所有磁鐵轉過過程中克服安培力做功
所有磁鐵轉過過程中動能的增加量
轉過過程中外力做的功

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