2021年福建省普通高中學業(yè)水平選擇性考試

物理本試卷滿分100分,考試時間75分鐘。一、單項選擇題:本題共4小題,每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流,途經雙乳峰附近的M點和玉女峰附近的4點,如圖所示。已知該游客從“點漂流到N點的路程為5.4km,用時1h,MN間的直線距離為1.8km,則從〃點漂流到N點的過程中A.該游客的位移大小為5.4kmB.該游客的平均速率為5.4m/sC.該游客的平均速度大小為0.5m/sD.若以所乘竹筏為參考系,玉女峰的平均速度為0一對平行金屬板中存在勻強電場和勻強磁場,其中電場的方向與金屬板垂直,磁場的方向與金屬板平行且垂直紙面向里，如圖所示。一質子（擔）以速度的自。點沿中軸線射入，恰沿中軸線做勻速直線運動。下列粒子分別自。點沿中軸線射入,能夠做勻速直線運動的是（所有粒子均不考慮重力的影響）A.以速度半射入的正電子（如）B.以速度外射入的電子Q°e）C.以速度2的射入的質核（3）D.以速度4w射入的a粒子&He）3.某住宅小區(qū)變壓器給住戶供電的電路示意圖如圖所示，圖中/?為輸電線的總電阻。若變壓器視為理想變壓器,所有電表視為理想電表,不考慮變壓器的輸入電壓隨負載的變化，則當住戶使用的用電器增加時,圖中各電表的示數變化情況是A.Ai增大,V?不變,V3增大Ai增大,V?減小,Vs增大Az增大,V?增大,V3減小A?增大,Vz不變,V3減小4.福建屬于臺風頻發(fā)地區(qū)，各類戶外設施建設都要考慮臺風影響。已知10級臺風的風速范圍為24.5m/s^28.4m/s,16級臺風的風速范圍為51.0m/s"56.0m/s。若臺風迎面垂直吹向一固定的交通標志牌，則16級臺風對該交通標志牌的作用力大小約為10級臺風的A.2倍B.4倍C.8倍D.16倍二、多項選擇題:本題共4小題,每小題6分，共24分。每小題有多項符合題目要求，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.以聲波作為信息載體的水聲通信是水下長距離通信的主要手段。2020年11月10日，中國載人潛水器奮斗者號創(chuàng)造了10909米深潛紀錄。此次深潛作業(yè)利用了水聲通信和電磁通信等多種通信方式進行指令傳輸或數據交換，如圖所示。下列說法正確的是A.奮斗者號與探索一號通信的信息載體屬于橫波B.奮斗者號與滄海號通信的信息載體屬于橫波C.探索一號與通信衛(wèi)星的實時通信可以通過機械波實現D.探索一號與探索二號的通信過程也是能量傳播的過程6.如圖，四條相互平行的細長直導線垂直坐標系平面，導線與坐標平面的交點為a、b、c、d四點。已知a、b、c、d為正方形的四個頂點，正方形中心位于坐標原點Qe為cd的中點且在y軸上；四條導線中的電流大小相等,其中過a點的導線的電流方向垂直坐標平面向里,其余導線的電流方向垂直坐標平面向外。則a軟 Q6cQ---QdA.。點的磁感應強度為0B.。點的磁感應強度方向由。指向cC.e點的磁感應強度方向沿y軸正方向D.e點的磁感應強度方向沿y軸負方向.如圖，八。是兩根固定在水平面內的光滑平行金屬導軌，間距為/，導軌足夠長且電阻可忽略不計。圖中團部矩形區(qū)域內有方向垂直導軌平面向上、磁感應強度大小為6的勻強磁場。在看右時刻,兩均勻金屬棒a、6分別從磁場邊界以陽進入磁場,速度大小均為的；一段時間后，流經a棒的電流為0,此時看包。棒仍位于磁場區(qū)域內。已知金屬棒a、6由相同材料制成，長度均為/，電阻分別為4和2吊a棒的質量為他在運動過程中兩金屬棒始終與導軌垂直且接觸良好,a、。棒沒有相碰,則A.力時刻a棒的加速度大小為與學3mR.友時刻6棒的速度為0C.右時間內,通過a棒橫截面的電荷量是6棒的2倍D.小，時間內，a棒產生的焦耳熱為前詔8.兩位科學家因為在銀河系中心發(fā)現了一個超大質量的致密天體而獲得了2020年諾貝爾物理學獎。他們對一顆靠近銀河系中心的恒星S的位置變化進行了持續(xù)觀測,記錄到的W的橢圓軌道如圖所示。圖中。為橢圓的一個焦點，橢圓偏心率（離心率）約為0.87。P、0分別為軌道的遠銀心點和近銀心點，。與。的距離約

為120AU（太陽到地球的距離為1AU）,星的運行周期約為16年。假設S的運動軌跡主要受銀河系中心致密天體的萬有引力影響,根據上述數據及日常的天文知識，可以推出A.￡與銀河系中心致密天體的質量之比B.銀河系中心致密天體與太陽的質量之比S在尸點與。點的速度大小之比￡在P點、與Q點的加速度大小之比三、非選擇題:共60分。其中9、10題為填空題，11、12題為實驗題，13）5題為計算題。考生根據要求作答。（4分）核污水中常含有僦（汨）等放射性核素,處置不當將嚴重威脅人類安全。僦B衰變的半衰期長達12.5年,衰變方程為汨f,He+i°e+v其中v是質量可忽略不計的中性粒子，則Z= .A=。若AZ ee 將含有質量為勿的僦的核污水排入大海,即使經過50年,排入海中的瓶還剩成用分數表示）。（4分）如圖,一定質量的理想氣體由狀態(tài)｛變化到狀態(tài)B,該過程氣體對外（填“做正功”“做負功”或“不做功”），氣體的溫度（填“升高”“降低”“先升高后降低”或“始終不變”兀（6分）某實驗小組使用多用電表和螺旋測微器測量一長度為80.00cm的電阻絲的電阻率,該電阻絲的電阻值約為100200C。材料未知,實驗過程如下:圖（a） 圖（b）（1）用螺旋測微器測量該電阻絲的直徑,示數如圖（a）所示,該電阻絲的直徑為mmo(2)對多用電表進行機械調零。(3)將多用電表的選擇開關旋至 倍率的電阻擋(填“XI”“X10”“X100”或“XIk”)。(4)將黑、紅表筆短接,調節(jié)歐姆調零旋鈕，使指針指在電阻擋零刻度線。(5)將黑、紅表筆接在待測電阻絲兩端，多用電表的示數如圖(b)所示,該電阻絲的電阻值為(6)測量完成之后，將表筆從插孔拔出，并將選擇開關旋到“OFF”位置。(7)實驗測得的該電阻絲電阻率為Q-m(結果保留3位有效數字)。(6分)某實驗小組利用圖(a)所示的實驗裝置探究空氣阻力與速度的關系,實驗過程如下：薄板圖(a)、??????圖(b)(1)首先將未安裝薄板的小車置于帶有定滑輪的木板上,然后將紙帶穿過打點計時器與小車相連。(2)用墊塊將木板一端墊高，調整墊塊位置,平衡小車所受摩擦力及其他阻力。若某次調整過程中打出的紙帶如圖(b)所示(紙帶上的點由左至右依次打出)，則墊塊應該(填“往左移”“往右移”或“固定不動”)□(3)在細繩一端掛上鉤碼,另一端通過定滑輪系在小車前端。(4)把小車靠近打點計時器,接通電源，將小車由靜止釋放，小車拖動紙帶下滑，打出的紙帶的一部分如圖(c)所示。已知打點計時器所接交流電的頻率為50Hz,紙帶上標出的每兩個相鄰計數點之間還有4個打出的點未畫出。打出尸點時小車的速度大小為m/s(結果保留2位小數).ABC。 E - G心；？；； ： ： ； 2圖(c)圖圖(c)圖(d) 1Q.68;■1.54"2.60單位：cm3.855.296.92(5)保持小車和鉤碼的質量不變,在小車上安裝一薄板。實驗得到的某時刻起小車的v-t圖象如圖(d)所示,由圖象可知小車加速度大小(填“逐漸變大”“逐漸變小”或“保持不變”)，據此可以得到的實驗結論是?(12分)火星探測器著陸火星之前，需經歷動力減速、懸停避障兩個階段。在動力減速階段，探測器速度大小由96m/s減小到0,歷時80s。在懸停避障階段，探測器啟用最大推力為7500N的變推力發(fā)動機，在距火星表面約百米高度處懸停,尋找著陸點。已知火星半徑約為地球半徑的；,火星質量約為地球質量的2，地球表面重力加速度大小取10m/s：探測器在動力減速階段的運動視為豎直向下的勻減速運動。求：(1)在動力減速階段,探測器的加速度大小和下降的距離；(2)在懸停避障階段,能借助該變推力發(fā)動機實現懸停的探測器的最大質量。

(12分)如圖(a),一傾角為37°的固定斜面的段粗糙、比段光滑,斜面上一輕質彈簧的一端固定在底端C處,彈簧的原長與比長度相同。一小滑塊在沿斜面向下的拉力7作用下,從1處由靜止開始下滑，當滑塊第一次到達6點時撤去T,7隨滑塊沿斜面下滑的位移s的變化關系如圖(b)所示。已知46段長度為2m,滑塊質量為2kg,滑塊與斜面段間的動摩擦因數為0.5,彈簧始終在彈性限度內，重力加速度大小取10m/s2,sin370=0.6o求：(1)當拉力為10N時,滑塊的加速度大?。?2)滑塊第一次到達4點時的動能；(3)滑塊第一次在8點與彈簧脫離后，沿斜面上滑的最大距離。圖(a)圖(b)圖(a)圖(b)(16分)如圖(a),同一豎直平面內從B、M、”四點距0點的距離均為近上,0為水平連線小的中點,MN在48連線的中垂線上,1、6兩點分別固定有一點電荷，電荷量均為。(。0)。以。為原點,豎直向下為正方向建立x軸，若取無窮遠處為電勢零點，則加上的電勢。隨位置x的變化關系如圖(b)所示。一電荷量為。(0，0)的小球S以一定的初動能從材點豎直下落,一段時間后經過N點,其在6JV段運動的加速度大小a隨位置x的變化關系如圖(c)所示。圖中g為重力加速度大小、在為靜電力常量。(1)求小球S在M點所受電場力的大?。?2)當小球S運動到V點時,恰與一沿x軸負方向運動的不帶電絕緣小球W發(fā)生彈性碰撞。已知S與S的質量相等,碰撞前、后S的動能均為萼,碰撞時間極短。求碰撞前S的動量大?。?3)現將S固定在N點,為保證S能運動到N點與之相碰,S從〃點下落時的初動能需滿足什么條件?

.C必備知識:位移、平均速度、平均速率、參考系。解題思路:根據位移的定義，從亂點漂流到'點的過程中，該游客的位移大小為x=L8km,根據平均速度的定義，平均速度的大小r—~1800m/s=O.5m/s,選項A錯誤，C正確。平均速率v±-吃°°m/s=1.5m/s,t3600 t3600選項B錯誤。若以所乘竹筏為參考系，玉女峰的平均速度為0.5m/s,選項D錯誤。.B必備知識:洛倫茲力、電場力、平衡條件。解題思路:根據題述，質子（擔）以速度的自。點沿中軸線射入，恰沿中軸線做勻速直線運動，可知質子所受的電場力和洛倫茲力平衡，即員因此凡是滿足速度/4=跖的粒子都能夠做勻速直線運動，所以選項B正確。.D必備知識:理想變壓器、電路的動態(tài)變化。解題思路:當住戶使用的用電器增加時，變壓器副線圈的輸出電流增大，即A?增大，根據理想變壓器的變壓規(guī)律知V?不變，故%減小，根據變壓器輸入功率等于輸出功率可知，Ai增大，選項D正確。.B關鍵能力:模型建構能力。解題思路:設交通標志牌迎風面積為S、空氣密度為O、標志牌對臺風的作用力為尸，在，時間內吹向標志牌的空氣體積為々4S、空氣質量片由動量定理得解得QoS應由牛頓第三定律可知，臺風對該交通標志牌的作用力大小為尸'正OS'10級臺風的風速我們?。ァＶ?m/s進行估算，16級臺風的風速我們取小芯4m/s進行估算，16級臺風對該交通標志牌的作用力大小與10級臺風對該交通標志牌的作用力大小之比為瞥坐即16級臺風對該交通標志牌的作用力大小約為10級臺風的4倍，Fiovfo選項B正確。BD必備知識:機械波、電磁波的相關知識。解題思路:根據題述，奮斗者號與探索一號的通信方式是以聲波作為信息載體的水聲通信，而聲波在水中傳播時屬于縱波，選項A錯誤；奮斗者號與滄海號的通信方式是以無線藍綠光作為信息載體的電磁通信，而電磁波屬于橫波，選項B正確；由于探索一號與太空中的通信衛(wèi)星相距很遠，聲波不能在真空中傳播，所以探索一號與通信衛(wèi)星的實時通信只能通過電磁波實現，選項C錯誤；探索一號與探索二號間利用的是水面無線通信，其通信過程也是能量傳播的過程，選項D正確。BD必備知識:磁場疊加原理、安培定則。解題思路：由安培定則可知，通電直導線6、c在。點產生磁場的磁感應強度大小相等、方向相反，相互抵消；通電直導線a、d在。點產生的磁場方向均垂直ad連線指向c,故0點的磁感應強度不為零，方向由。指向c,選項A錯誤，B正確。通電直導線c、d在e點產生磁場的磁感應強度大小相等、方向相反，相互抵消；通電直導線a、6在e點產生磁場的磁感應強度大小相等、方向分別垂直ae連線和岳連線，二者的合磁場方向沿y軸負方向，故選項C錯誤，D正確。AD必備知識：電磁感應定律、閉合電路歐姆定律、安培力、牛頓運動定律、動量守恒定律、焦耳定律、能量守恒定律。思維導圖:產生的感應電動勢和產生的感應電動勢和感應電流最大，根據受到的安培力，利用牛頓第二定律得出加速度先由焦耳定律得出兩金屬棒產生的焦耳熱的關系，然后由能量守恒定律得出碑產生的焦耳熱解題思路:在時刻，兩均勻金屬棒a、6分別從磁場邊界甌M進入磁場，速度大小均為跖，由右手定則可判斷出兩金屬棒產生的感應電流方向都是逆時針方向，產生的感應電動勢都是應的,由閉合電路歐姆定律可得，小時刻a金屬棒中的感應電流/筆筆，受到的安培力的，由牛頓第二定律尸二ma可得,右時刻1棒的加速度大小為才2?：°,選項A正確；由于金屬棒外b串聯構成回路，所以在力，時間內，通過a棒橫截面的電荷量與6棒的相同，選項C錯誤；由于金屬棒a、6電阻分別為??和2兄金屬棒a、6串聯構成回路，二者電流相等，由焦耳定律可知金屬棒a、6產生的焦耳熱之比為1；2,設右，時間內，a棒產生的焦耳熱為0,則。棒產生的焦耳熱為20,又兩者材料相同，由電阻定律可知，金屬棒a的橫截面積為6的2倍，故體積為6的2倍，質量為6的2倍，即6的質量為0.5好個上時刻流經a棒的電流為0,且6棒仍位于磁場區(qū)域內，說明金屬棒a、6具有共同速度，由動量守恒定律有”的一0.5/nv0=l.5/zzr,解得音，由能量守恒定律有加利X0.5叫=。+2。號XL5皿2,解得。字詔，選項B錯誤，D正確。BCD必備知識:萬有引力定律、開普勒第三定律、牛頓運動定律、橢圓的相關知識。關鍵點撥:解答此題的關鍵點主要有三:一是構造半徑等于恒星S橢圓軌道半長軸的圓軌道，如圖；二是明確橢圓軌道遠銀心點和近銀心點軌道的曲率半徑相同；三是在遠銀心點和近銀心點所受萬有引力不同，根據向心加速度的表達式找出比例關系。解題思路:設銀河系中心超大質量的致密天體質量為〃饃心、恒星￡繞銀河系中心（銀心）運動的橢圓軌道半長軸為a、半焦距為c,根據題述，。與。的距離約為120AU,可得a-c=120AU,又有橢圓偏心率（離心率）約為0.87,BP--0.87,聯立可以解得a和c,設想恒星S繞銀心做半徑為a的勻速圓周運動，由開普勒第a三定律可知周期不變，也為乙=16年，因此拄爐氣（空尸，對地球圍繞太陽運動，有豈譬9地a2 TS2 r2r（冬產，而a=120r+c,良=16￡,聯立可解得銀河系中心致密天體與太陽的質量之比，但不能得出S與銀*1河系中心致密天體的質量之比，選項A錯誤，B正確；由于遠銀心點和近銀心點軌道的曲率半徑相同，設為P,恒星￡在遠銀心點由萬有引力提供向心力有泮手=儂些，在近銀心點由萬有引力提供向心力有型等項、陛，聯立可解得W在〃點與。點的速度大小之比為空三，選項C正確；在遠銀心點和近銀心（a-c）zp Vqa+c點，由萬有引力定律和牛頓第二定律分別有￡^雪二通&，泮卓聯立可解得S在〃點與。點的（a+c）z （a-c）2加速度大小之比為生亭胃，選項D正確。aQ（a+c）2一題多解:選項C也可以利用開普勒第二定律解答。開普勒第二定律也稱等面積定律，指的是太陽系中太陽和運動中的行星的連線在相等的時間內掃過的面積相等。推廣到銀河系，根據開普勒第二定律有”（a+c）=%（a-c）,可得￡在一點與。點的速度大小之比為空三。Vqa+C2（1分）3（1分）卷（2分）必備知識:核反應滿足的規(guī)律。解題思路:根據核反應滿足的質量數守恒和電荷數守恒，可知多4-（T）之、］書。由"瑞三司可知，50年為4個半衰期，若將含有質量為勿的氤的核污水排入大海，即使經過50年，排入海中的晁還剩（；）'卬得他10.做正功（2分）先升高后降低（2分）必備知識:圖象的理解。解題思路:一定質量的理想氣體由狀態(tài)/變化到狀態(tài)6,該過程氣體體積增大，對外做正功。由于圖象中等溫線是雙曲線的一支，且由理想氣體狀態(tài)方程可得，4、夕兩個狀態(tài)的溫度相同，所以氣體的溫度先升高后降低。（1）1.416（1.4141418均可，1分）（3）X10。分）（5）160（2分）（7）3.15X10"（2分）關鍵能力:實驗探究能力。解題思路：（1）根據螺旋測微器讀數規(guī)則，該電阻絲的直徑為占1頓對.416mm=1.416mm。（3）根據電阻擋中值刻度為“15”，測量電阻值約為100200Q的電阻絲，要使指針指在中值刻度附近，應該將多用電表的選擇開關旋至X10倍率的電阻擋。（5）根據多用電表電阻擋讀數規(guī)則，該電阻絲的電阻值為16.0X10Q-160Qo（7）電阻絲長度￡30.00cm=0.8m,橫截面積54=1.574X1（）6m?,由電阻定律有廬g,代入數據解得該電阻絲電阻率0-3.15X1（）TQ-mo（2）往右移（1分）（4）0.15（2分）（5）逐漸變?。?分）空氣阻力隨速度的增大而增大（2分）關鍵能力:實驗探究能力。解題思路：（2）由于紙帶上打出的點間距越來越大，說明小車做加速運動，平衡摩擦力過度，墊塊應該往右移。（4）紙帶上標出的每兩個相鄰計數點之間還有4個打出的點未畫出，則兩個相鄰計數點之間的時間間隔為7節(jié)4sR.10s,做勻變速直線運動的質點在一段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，故打出尸點時小車的速度大小為小器:MO2m/s-0.15m/s.（5）根據v~t圖線的斜率等于加速度可知，小車的加速度大小逐漸減小，據此可以得到的實驗結論是空氣阻力隨速度的增大而增大。（1）1.2m/s2,3840m（2）1875kg必備知識:勻變速直線運動規(guī)律、牛頓運動定律、萬有引力定律、平衡條件。解題過程：（1）設探測器在動力減速階段所用時間為t、初速度大小為匕、末速度大小為呸加速度大小為a,由勻變速直線運動公式有H=%-aKD（2分）代入題給數據得a=L2m/s?②（1分）設探測器下降的距離為s,由勻變速直線運動公式有S=V\t'ad③（2分）聯立②③式并代入題給數據得s3840m（4）（l分）（2）設火星的質量、半徑和表面重力加速度大小分別為"火、r火、g火，地球的質量、半徑和表面重力加速度大小分別為〃地、r地、名地，由牛頓運動定律和萬有引力定律，對處在火星和地球表面的質量為卬的物體有GM.m/、/火⑤（］分）,火GM^m—AM地⑥（1分）rJtk設變推力發(fā)動機的最大推力為只能夠懸停的火星探測器最大質量為儂X,由力的平衡條件有U口axg火⑦（2分）875kg⑧（1分）故在懸停避障階段，該變推力發(fā)動機能實現懸停的探測器的最大質量為1875kg（l分）（1）7m/s2（2）26J（3）1.3m必備知識:牛頓運動定律、動能定理、機械能守恒定律。解題過程：（1）設小滑塊的質量為卬、斜面傾角為，、滑塊與斜面46段間的動摩擦因數為〃、滑塊受斜面的支持力大小為從滑動摩擦力大小為人拉力為10N時滑塊的加速度大小為a。由牛頓第二定律和滑動摩擦力公式有"儂sin ①（1分）JV-mgcos分）分）聯立①②③式并代入題給數據得a=7m/s2@（l分）（2）設滑塊在/夕段運動的過程中拉力所做的功為例由功的定義有a⑤（1分）式中￡、2和鳥、級分別對應滑塊下滑過程中兩階段所受的拉力及相應的位移大小，依題意有7；-8N,Si=lm,a=10N,&=1m（l分）設滑塊第一次到達6點時的動能為我,由動能定理有附（砥sinff-f）（s產攵）=瓦-0⑥（2分）聯立②③⑤⑥式并代入題給數據得笈=26J0（1分）（3）由機械能守恒定律可知，滑塊第一次在6點與彈簧脫離時，動能仍為瓦。設滑塊離5點的最大距離為0由動能定理有-（儂sin9+f）&?*=0-笈⑧（2分）聯立②③⑦⑧式并代入題給數據得品*=1.3m⑨（1分）15.⑴駕⑵幽嬰⑶〃相幽竺4L2 9