2021年福建省福州市高考物理质检试卷(4月份)

2021年福建省福州市高考物理质检试卷（4月份）

一、单选题（本大题共4小题，共16.0分）

1. “东方超环”是全超导托卡马克核聚变试验装置，被称为“人造太阳”，位于安徽省合肥市“科学岛”上，近日其等离子体中心温度首次实现1亿摄氏度运行近10秒。该装置主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是 12𝐻+12𝐻→23𝐻𝑒+01𝑛，假设两个氘核以相同大小的速度沿同一直线相向碰撞，聚变反应释放的能量全部转化为两个新核的动能，分别用𝑚𝐻、𝑚𝐻𝑒、𝑚𝑛表示 12H、 23𝐻𝑒、 01𝑛的质量，用c表示光速，则下列说法正确的是( )

A. 该聚变反应中释放的核能为(𝑚𝐻𝑒+𝑚𝑛)𝑐2

B. 该聚变反应中释放的核能为(𝑚𝐻−𝑚𝐻𝑒−𝑚𝑛)𝑐2

C. 反应后中子和氦核的速度大小之比为𝑚𝑛𝑚𝐻𝑒

D. 反应后中子与氦核的动能之比为𝑚𝐻𝑒𝑚𝑛

2. 如图所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的。一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为𝑚1和𝑚2的小球。当它们处于平衡状态时，质量为𝑚1的小球与O点的连线与水平线的夹角为𝛼=90°，质量为𝑚2的小球位于水平地面上。几位同学在学习了受力分析之后，对两个小球的受力情况进行了分析，其中对𝑚1、𝑚2受力个数的讨论中，你认为正确的是( )

A. 小张说：𝑚1 受3个力、𝑚2受3个力作用

B. 小李说：𝑚1 受2个力、𝑚2受3个力作用

C. 小黄说：𝑚1 受2个力、𝑚2受2个力作用

D. 小明说：𝑚1 受4个力、𝑚2受3个力作用

3. 一摩托车在竖直的圆轨道内侧做匀速圆周运动，人和车的总质量为m，轨道半径为R，车经最高点时发动机功率为𝑃0，车对轨道的压力为2𝑚𝑔.设轨道对摩托车的阻力与车对轨道的压力成正比，则( )

A. 车经最低点时对轨道的压力为mg

B. 车经最低点时发动机功率为2𝑃0

C. 车从最高点经半周到最低点的过程中发动机牵引力先变大后变小

D. 车从最高点经半周到最低点的过程中，人和车组成的系统机械能守恒 4. 如图所示，重物M通过两个定滑轮连接着两个质量均为m的物体，由于对称，图中两滑轮之间的绳与竖直方向夹角均为𝛽，当𝛽=60°时，且重物下降的速率为v时，两边质量为m的物体速度大小为( )

A. v B. 𝑣2 C. √3𝑣 D. √32𝑣

二、多选题（本大题共4小题，共24.0分）

5. 满载A国公民的一航班在飞行途中神秘消失，A国推断航班遭到敌对国家劫持，政府立即调动大量海空军事力量进行搜救，并在第一时间紧急调动了21颗卫星参与搜寻．“调动”卫星的措施之一就是减小卫星环绕地球运动的轨道半径，降低卫星运行的高度，以有利于发现地面(或海洋)目标．下面说法正确的是( )

A. 轨道半径减小后，卫星的环绕速度减小

B. 轨道半径减小后，卫星的环绕速度增大

C. 轨道半径减小后，卫星的环绕周期减小

D. 轨道半径减小后，卫星的环绕周期增大

6. 如图所示，甲图中A，B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通如图乙所示的交变电流i，则

A. 从0到𝑡1时间内A、B两线圈吸引

B. 从𝑡2到𝑡3时间内A、B两线圈中电流方向相反

C. 𝑡1时刻两线圈间作用力最大

D. 𝑡2时刻两线圈间的吸引力为零

7. 如图箭头为某一电场的电场线．在电场力作用下，一带电粒子(不计重力)经A点飞向B点，径迹如图中虚线所示，下列说法正确的是( )

A. 电场力对粒子做正功 B. 粒子在A点加速度比较小

C. 粒子在B点动能大

D. A、B两点相比，B点电势较低

8. 如图所示，两个相同的灯泡A、B分别接在理想变压器的原、副线圈上(灯泡的电阻不随温度变化)，已知原、副线圈的匝数比𝑛1：𝑛2=2：1，电源的电压为U，则( )

A. 通过A、B的电流之比𝐼𝐴：𝐼𝐵=2：1

B. A、B两端的电压之比𝑈𝐴：𝑈𝐵=1：2

C. A、B两端的电压分别为𝑈𝐴=𝑈5、𝑈𝐵=2𝑈5

D. A、B消耗的功率之比𝑃𝐴：𝑃𝐵=1：1

三、填空题（本大题共2小题，共8.0分）

9. 在如图所示𝑝−𝑉图象中，一定质量的理想气体从状态M变化至状态N，分别经历了过程1和过程2，已知M、N状态的温度相等，则在过程1中气体温度的变化情况是______ (选填“先减少后增大”、“不变”或“先增大后减少”)，若过程1中气体吸热𝑄1，过程2中气体吸热𝑄2，则𝑄1 ______ 𝑄2(选填“>”、“=”或“<”)．

10. 手持较长软绳左端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，如图所示．绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为𝐿.𝑡时刻，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上．该简谐波是______(填“横波”或“纵波”)，该简谐波的最大波长为______，最大传播速度为______．

四、实验题（本大题共2小题，共12.0分）

11. 用螺旋测微器测量某金属圆柱体的直径，用游标卡尺测量长度，测量结果如图所示，直径𝑑=______cm，长度𝐿=______cm．

12. 某学习小组用伏安法测量一未知电阻𝑅𝑥的阻值，给定器材及规格为：

电流表𝐴(量程为0～5𝑚𝐴.内阻约为10𝛺)；

电压表𝑉(量程为0～3𝑉.内阻约为3𝑘𝛺)；

最大阻值约为50𝛺的滑动变阻器；

电源𝐸(电动势约3𝑉)；开关S、导线若干．

(𝑙)由于不知道未知电阻的阻值范围，先采用如图电路试测，读得电压表示数大约为2.0𝑉.电流表示数大约为4.0𝑚𝐴，则未知电阻阻值𝑅𝑥大约为______ 𝛺；

(2)经分析，该电路测量误差较大，需要作改进．请在答卷的方框内画出改进后的测量原理图；

(3)用改进后的电路进行测量，其测量值______ (填“等于”、“小于”、“大于”)真实值．

五、计算题（本大题共3小题，共40.0分）

13. 如图所示，固定的长直水平轨道MN与位于竖直平面内的光滑半圆轨道相接，轨道半径为R，PN恰好为该圆的一条竖直直径。可视为质点的物块A以某一初速度经过M点，沿轨道向右运动，到达N点时速度为√5𝑔𝑅，且恰好能通过P点。已知物块A的质量为m，重力加速度为g，求

(1)物块B运动到P点时的速度大小𝑣𝑝；

(2)物块运动到N点对轨道的压力多大

14. 在光滑水平面上有一带挡板的长木板，其质量为M，长度为𝐿(挡板的厚度可忽略).木板左端有一质量也是𝑚(可视为质点)的滑块．挡板上固定有一个小炸药包(质量不计，可视为质点)，如图所示．滑块与木板间的动摩擦因数恒定，整个系统处于静止状态．给滑块一个水平向右的初速度𝑣0，滑块相对于木板向右运动，刚好能与小炸药包接触，此时小炸药包爆炸(此过程时间极短，爆炸后滑块与木板只在水平方向运动，且完好无损)，滑块最终回到木板的左端，恰与木板相对静止．求：

(1)小炸药包爆炸完毕时，滑块𝑣1和木板的速度𝑣2.(结果用M、m和𝑣0表示)

(2)若𝑀=3𝑚，𝑣0=2𝑚/𝑠，则𝑣1和𝑣2各为多少？(请注明速度方向)

15. 示波器的示意图如图所示，金属丝发射出来的电子被加速后从金属板上的小孔穿出，进入偏转电场．电子在穿出偏转电场后沿直线前进，最后打在荧光屏上．设加速电压𝑈1=1640𝑉，偏转极板长𝑙=4𝑐𝑚，偏转极板间距𝑑=1𝑐𝑚，当电子加速后从两偏转极板的中央沿板平行方向进入偏转电场．

(1)偏转电压为多大时，电子束打在荧光屏上偏转距离最大？

(2)如果偏转极板右端到荧光屏的距离𝐿=20𝑐𝑚，则电子束打在荧光屏上最大偏转距离为多少？ 【答案与解析】

1.答案：D

解析：解：AB、核反应过程中的质量亏损为△𝑚=2𝑚𝐻−(𝑚𝐻𝑒+𝑚𝑛)，

根据质能方程可得该聚变反应中释放的核能为△𝐸=△𝑚𝑐2=(2𝑚𝐻−𝑚𝐻𝑒−𝑚𝑛)𝑐2，故AB错误；

CD、根据核反应前后系统的总动量守恒，知核反应前两氘核动量等大反向，系统的总动量为零，则有𝑚𝐻𝑒𝑣𝐻𝑒−𝑚𝑛𝑣𝑛=0

反应后中子和氦核的速度大小之比为𝑣𝑛𝑣𝐻𝑒=𝑚𝐻𝑒𝑚𝑛

反应后中子与氦核的动能之比为𝐸𝑘𝑛𝐸𝑘𝐻𝑒=12𝑚𝑛𝑣𝑛212𝑚𝐻𝑒𝑣𝐻𝑒2=𝑚𝐻𝑒𝑚𝑛，故C错误，D正确。

故选：D。

先求核反应亏损的质量，根据爱因斯坦质能方程△𝐸=△𝑚𝐶2即可求出核反应释放的核能；

根据动量守恒定律求解生成物中两种粒子的速度之比，根据动能和动量的关系求解生成物种两粒子的动能之比；

质能方程是原子物理中的重点内容之一，该知识点中，关键的地方是要知道反应过程中的质量亏损等于反应前的质量与反应后的质量的差。注意动量守恒定律与总能量守恒定律综合运用是解题的突破口。

2.答案：C

解析：解：先对小球𝑚1受力分析，受重力和支持力，假设细线对小球𝑚1有拉力作用，则小球𝑚1受力不能平衡，故拉力T为零，𝑚1 受2个力；再对小球𝑚2受力分析，受到重力和支持力，支持力与重力平衡，𝑁=𝑚2𝑔，故𝑚2受2个力作用，故C正确、ABD错误。

故选：C。

先对小球𝑚1受力分析，再对小球𝑚2受力分析，根据共点力平衡条件分析受力个数。

本题关键是对小球𝑚1受力分析，得出细线的拉力为零，然后再对球𝑚2受力分析，掌握平衡条件的应用。

3.答案：B

解析：解：A、在最高点：向心力大小为𝐹𝑛=𝑁1+𝑚𝑔=3𝑚𝑔，摩托车做匀速圆周运动，向心力大小不变，则在最低点：𝑁2−𝑚𝑔=𝐹𝑛，得：𝑁2=4𝑚𝑔.故A错误；

B、在最高点：发动机功率𝑃0=𝐹1𝑣=𝜇𝑁1𝑣=2𝜇𝑚𝑔𝑣，在最低点：发动机功率为：𝑃=𝐹2𝑣=𝜇𝑁2𝑣=4𝜇𝑚𝑔𝑣，则有：𝑃=2𝑃0.故B正确． C、车从最高点经半周到最低点的过程中，根据向心力公式可知，压力先减小后增大，故摩擦力先减小后增大，因牵引力等于摩擦力大小，故发动机的牵引力先减小后增大，故C错误．

D、摩托车做匀速圆周运动，动能不变，而在运动中重力势能改变，故机械能不守恒，故D错误；

故选：B．

摩托车做匀速圆周运动，向心力大小不变，根据牛顿第二定律可求出摩托车在最高点时的向心力大小，即可求出最低点时轨道对它的支持力．发动机的功率等于牵引力与速度乘积，而牵引力与摩擦力大小相等．根据动能和重力势能的变化可以分析机械能是否守恒．

本题主要是牛顿第二定律和动能定理的结合应用型问题，解决问题的关键是抓住向心力大小不变和动能不变是来分析，要掌握基本规律是基础．

4.答案：A

解析：解：由题意可知，将M速度v分解为如图所示，两个𝑣1速度构成菱形，因菱形的对角线相互垂直，根据三角函数可知：

2𝑣1𝑐𝑜𝑠𝛽=𝑣；

解得两边质量为m的物体速度大小为：𝑣1=𝑣，故A正确，BCD错误；

故选：A。

将M的速度分解，结合平行四边形定则与三角函数的关系，即可求解。

本题考查速度的合成与分解的应用，注意实际运动与分运动的确定，注意菱形的对角线垂直是解题的突破口，同时三角函数正确应用也是关键。

5.答案：BC

解析：解：人造卫星绕地球做圆周运动时，由万有引力提供向心力，则有：

𝐺𝑀𝑚𝑟2=𝑚𝑣2𝑟=𝑚4𝜋2𝑇2𝑟