2024届江西省贵溪市实验中学高三上学期第五次月考物理试题（1月）（解析版）

这是一份2024届江西省贵溪市实验中学高三上学期第五次月考物理试题（1月）（解析版），共22页。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 某同学在滑冰时，先后两次以不同的初速度沿同一水平冰面滑出，滑出后做匀减速直线运动，滑行不同距离后停下。若该同学第一次与第二次滑出的初速度大小之比为，则他第一次与第二次滑行的距离之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】假定两次初速度分别为v1、v2，而加速度大小相等，两次滑行距离分别为x1、x2，依题意有
因
则可得
故选D。
2. 钍（）是一种放射性元素，广泛分布在地壳中。钍经中子（）轰击可得到核燃料铀（），其反应方程为，此反应能将地球上现有的钍资源变成潜在的核燃料。下列说法正确的是（ ）
A. X为质子
B. 该过程发生了一次衰变
C. 该过程产生了两个电子
D. 原子核的质量大于原子核的质量
【答案】C
【解析】
【详解】A．由质量数和电荷数守恒可知X的质量数为
232+1-233=0
电荷数为
所以X为电子，故A错误；
BC．反应方程为，该过程产生了两个电子，发生了两次衰变，故B错误，C正确；
D．原子核的质量质量数为232，原子核的质量数233，原子核的质量小于原子核的质量，故D错误。
故选C。
3. 如图，为某装配车间自动安装设备，配件吸附在电磁铁上，为水平固定转轴，可绕点在竖直平面内转动。配件与电磁铁间磁力大小不变，方向垂直于；电磁铁绕转轴逆时针缓慢转至其左侧对称位置处，释放配件并安装到位，转动过程中配件相对保持静止。在电磁铁缓慢转动过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 配件与电磁铁间的弹力先减小后增大
B. 配件与电磁铁间的摩擦力先减小后增大
C. 配件所受弹力与摩擦力的合力大小逐渐减小
D. 配件对电磁铁的作用力逐渐减小
【答案】C
【解析】
【详解】AB．在电磁铁旋转到竖直线之前，设配件与电磁铁间的磁力大小为F，与水平夹角为θ，对配件受力分析，如图1所示，由平衡条件可得
由于θ在增大，因此在增大，在减小；在电磁铁转到竖直线之后，与水平夹角θ，配件受力分析，如图2所示，由平衡条件可得
随θ的减小，在减小，在减小，所以电磁铁绕转轴逆时针缓慢转至其左侧对称位置处的过程中，配件与电磁铁间的弹力一直减小，摩擦力先增大后减小，AB错误；
C．由平衡条件可知，配件所受弹力与摩擦力的合力大小始终与配件的重力、电磁铁的磁力的合力等大反向，由于重力与磁力二力大小不变，夹角一直增大，因此二力合力大小逐渐减小，C正确；
D．电磁铁对配件的作用力与配件的重力等大反向，保持不变，因此配件对电磁铁的作用力保持不变，D错误。
故选C。
4. 如图为某种材料制成的半圆形透明砖，三束不同颜色的光垂直于直径方向射入半圆形透明砖，都恰好能在圆弧面PMN相应位置发生全反射，则下列说法正确的是（ ）
A. a光的折射率最大、光子能量最大B. b光的波长最长、光子能量最大
C. c光的折射率最大、光子能量最大D. a光的折射率最小、光子能量最大
【答案】C
【解析】
【详解】如图所示：
由光路图可以发现三束光发生全反射的临界角
由全反射临界角关系式
得
由光的色散可以知道完的折射率越大，光的频率就越大，则该光的光子能量越大，即c光的光子能量最大；
故选C。
5. 如图所示，两端封闭的玻璃管在常温下竖直放置，管内充有理想气体，一段汞柱将气体封闭成上下两部分，两部分气体的长度分别为，，且，下列判断正确的是（ ）

A. 将玻璃管转至水平，稳定后两部分气体长度
B. 将玻璃管转至水平，稳定后两部分气体长度
C. 保持玻璃管竖直，使两部分气体升高相同温度，稳定后两部分气体长度
D. 保持玻璃管竖直，使两部分气体升高相同温度，稳定后两部分气体长度
【答案】B
【解析】
【详解】AB．设上方气体为a、下方气体为b，初状态时b内气体压强大，a内气体压强小，将玻璃管转至水平，b内的气体压强减小，a内的气体压强增大，则b内气体体积增大、长度增加，a内气体长度减小，故，则A错误，B正确；
CD．假设水银柱不动，则两部分气体做等容变化，对a内气体应用查理定律有
解得
同理对b气体由查理定律有
可得
由于，可得，故b气体的压强增加量较大，水银柱将向上移动，稳定后两部分气体的长度，故CD错误。
故选B。
6. 2023年5月30日，搭载中国航天员景海鹏、朱杨柱和桂海潮的神舟十六号，在距离地球表面约的轨道上与空间站进行对接。而目前还处在工作状态的国际空间站也大约在距离地球表面的轨道上运行。为什么都大约在的轨道上呢？一种观点认为低于（卡门线）不能满足微重力的实验条件，高于受到来自太阳辐射的粒子伤害比较大，再加上安全和发射成本以及技术等因素，科学界普遍认为飞行高度设置在附近是最为稳妥的。已知地球半径为。下列相关说法中正确的是（ ）
A. 宇宙飞船处在卡门线轨道和空间站轨道做匀速圆周运动的加速度大小之比约为1.1
B. 航天员所受空间站的作用力大小等于地球的吸引力大小
C. 若两个空间站在同一轨道上，则经过足够长的时间两个空间站会撞上
D. 宇宙飞船在卡门线轨道上运行的动能小于在离地的轨道上运行的动能
【答案】A
【解析】
【详解】A．由万有引力表达式可以得到，加速度满足
可以求出
A正确；
B．航天员处于失重状态，受到空间站的作用力为0，B错误；
C．在同一轨道上，两个空间站的速度大小始终是相等的，故不会相撞，C错误；
D．由万有引力提供向心力，得
可以知道
则宇宙飞船的轨道半径越大，动能越小，D错误。
故选A。
二、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，有多项符合题目要求全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7. 如图所示，水平面内有一正方形区域ABCD，所在的平面与某一匀强电场平行，在A点有一个粒子源沿各个方向发射带负电的粒子，若与AB成45°的方向以的速度射入正方形区域的粒子恰好垂直于BC打到了E点，E点是BC的中点，已知正方形的边长为1m，粒子的比荷为0.1C/kg，C点电势为0，不计粒子的重力和粒子之间的相互作用，则下列说法正确的是（ ）
A. 该匀强电场的方向可能水平向右
B. 打到E点的粒子在运动过程中动能逐渐减少，电势能逐渐增加
C. C点电势低于B点电势，
D. 从AD方向射入的粒子可能到达C点
【答案】BC
【解析】
【详解】A．与AB成45°的方向以速度射入正方形区域的粒子恰好垂直于BC打到了E点，E点恰好是BC的中点，粒子水平方向做匀变速有
竖直方向匀减速有
解得水平方向的末速度
说明粒子水平方向速度不变做的是匀速直线运动，所以粒子可以看成从E到A的类平抛，该匀强电场方向由B指向C，故A错误；
B．在该粒子的运动过程中电场力做负功，动能逐渐减少，电势能逐渐增加，故B正确；
C．根据类平抛的原理，粒子在水平方向做匀速
代入
可得
故C正确；
D．从AD方向射入粒子做直线运动，故D错误。
故选BC。
【点睛】
8. 如图所示，空间存在水平垂直于纸面的匀强磁场，在磁场中放着四个用同样的细导线做成的刚性单匝闭合线框，其中线框Ⅰ和线框Ⅱ是边长为L的正方形线框，线框Ⅲ是长为、宽为的矩形线框，线框V是周长为的圆形线框。四个线框绕各自的轴（如图中的虚线所示）匀速转动，其中线框Ⅰ的转速为n，其他线框的转速均为。四个线框产生的最大感应电动势分别为和，产生的最大电流分别为和。下列说法正确的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．根据法拉第电磁感应定律，可以得到
转动线圈产生的感应电动势与形状和转轴位置无关，所以，故A正确，B错误；
CD．再由电阻定律（其中，S为导线的横截面积、l为导线的长度、ρ为导线的电阻率）可知
所以，故C错误，D正确。
故选AD。
9. 如图所示是一儿童游戏机的简化示意图，光滑游戏面板倾斜放置，长度为8R的AB直管道固定在面板上，A位于斜面底端，AB与底边垂直，半径为R的四分之一圆弧轨道BC与AB相切于B点，C点为圆弧轨道最高点（切线水平），轻弹簧下端固定在AB管道的底端，上端系一轻绳。现缓慢下拉轻绳使弹簧压缩，后释放轻绳，弹珠经C点水平射出，最后落在斜面底边上的位置D（图中未画出），且离A点距离最近。假设所有轨道均光滑，忽略空气阻力，弹珠可视为质点。直管AB粗细不计。下列说法正确的是（ ）
A. 弹珠脱离弹簧的瞬间，其动能达到最大
B. 弹珠脱离弹簧的瞬间，其机械能达到最大
C. A、D之间的距离为
D. A、D之间的距离为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．弹珠与弹簧接触向上运动过程，对弹珠分析可知，弹珠先向上做加速度减小的加速运动，后做加速度方向反向，大小减小的减速运动，可知，弹簧弹力与重力沿斜面的分力恰好抵消时，合力为0弹珠的动能达到最大，此时弹簧处于压缩状态，A错误；
B．弹珠脱离弹簧之前，弹簧处于压缩，弹簧对弹珠做正功，因此弹珠脱离弹簧瞬间，弹珠的机械能达到最大，B正确；
CD．弹珠飞出后做类平抛运动，沿斜面方向有
可知弹珠落地D的时间为一定值，水平方向有
可知，弹珠飞出速度越小，距离A点越近，由于弹珠做圆周运动，若恰能越过C，则此时有
解得
C错误，D正确
故选BD。
10. 如图所示，有一半径为R的半圆形光滑绝缘轨道PDQ（PQ为直径）固定在竖直平面内，空间分布着水平方向、垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，轨道的最低点D处放一质量为m、带电荷量为q（）的小球（图中未画出），现给小球一水平向左的初速度，小球恰好能运动到与圆心O等高处，在此过程中小球始终与轨道接触，已知重力加速度为g。关于此过程，下列说法正确的是（ ）

A. 小球在D处的速度大小为
B. 小球在D处对轨道的压力大小为
C. 小球由D处到P处对轨道的压力先增大后减小
D. 小球由D处到P处对轨道的压力一直减小
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．小球从D点运动至最高点P的过程，只有重力做负功，所受的洛伦兹力和轨道的支持力均不做功，由动能定理有
解得
故A正确；
B．小球在D处受力分析，由牛顿第二定律有
由牛顿第三定律可知
解得小球在D处对轨道的压力大小为
故B正确；
CD．小球由D处到P处，设小球的位置和圆心的连线与竖直方向的夹角为，由牛顿第二定律有
因逐渐增大，即减小，速度逐渐减小，则轨道的支持力逐渐减小，故小球对轨道的压力逐渐减小，故C错误，D正确。
故选ABD。
三、非选择题：共56分。
11. 某实验小组用图甲所示的装置“研究匀变速直线运动的规律”，实验步骤如下：
①在斜面上靠近底端的适当位置A处安装光电门，连接数字毫秒计，并确保小球在斜面上运动时球心可以通过光电门发射孔与接收孔的连线；
②用游标卡尺测量小球的直径d；
③将小球从斜面上适当位置B处，由静止开始释放，从数字毫秒计中读出小球通过光电门的挡光时间；
④通过固定在斜面上的刻度尺测出A、B之间的距离；
⑤改变小球释放位置B，重复步骤③④，完成多次测量并记录数据。
（1）用游标卡尺测量小球的直径d时，游标卡尺的读数如图乙所示，则_______mm；某次实验中，测得，则小球通过光电门的瞬时速度_______m/s（结果保留两位有效数字）。
（2）若采用如图丙所示的图像法求小球的加速度，可以选用_______（填正确答案标号）。
A．图像 B．图像 C．图像 D．图像
（3）根据上述图像得到直线的斜率为k，则小球的加速度为_______（用题中出现的字母表示）。
【答案】 ①. 5.00 ②. 0.43 ③. C ④.
【解析】
【详解】（1）[1]游标卡尺读数为
[2]小球通过光电门的瞬时速度
（2）[3]小球由B处运动到A处的过程中做匀加速运动，由运动学公式得
即
解得
故选C。
（3）[4]根据
可知，斜率
故小球的加速度
12. 测量小灯泡额定功率的实验中，器材如下：待测小灯泡（额定电压为）、电源（电压恒为，不计内阻）、电流表，电压表、滑动变阻器、开关各一只，导线若干。
（1）如图甲所示是某同学开始时连接的电路，仔细观察发现该电路存在连接错误，但只需改动一根导线，即可使电路连接正确。需要改动的导线为________（填“a”“b”“c”“d”“e”“f”或“g”）。
（2）当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，示数为________A，小灯泡的额定功率为________W，小灯泡正常发光的电阻为________。
（3）完成上述实验后，另有同学设计了如图丙所示的电路，测出了额定电流为的小灯泡的额定功率。电源电压不变，滑动变阻器的最大阻值为R，实验方案如下：
①按电路图连接电路。
②只闭合开关，移动的滑片，使电流表的示数为，灯泡正常发光。
③只闭合开关，保持的滑片位置不动，移动的滑片，使电流表的示数为。
④保持的滑片位置不动，将的滑片移到最左端，电流表的示数为，再将的滑片移到最右端，电流表的示数为。
⑤小灯泡额定功率的表达式为________（用表示）。
【答案】 ①. d ②. 0.30 ③. 0.75 ④. 8.33 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]原电路中，电流表与变阻器串联后与灯并联，电压表串联在电路中是错误的，应该为电流表与变阻器串联，电压表与灯并联，故需要改动导线d，让灯泡左接线柱接电压表负接线柱或者电源负极；
（2）[2][3][4]当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，电流表选用小量程分度值为0.02A，示数为0.30A，小灯泡额定功率为
由欧姆定律，小灯泡正常发光的电阻为
（3）[5]根据②③可知
由串联电路特点和欧姆定律可得
解得
小灯泡额定功率的表达式为
13. 一简谐横波以4m/s的波速沿水平绳向x轴正方向传播。已知t=0时的波形如图所示，绳上两质点M、N的平衡位置相距波长。设向上为正，经时间t1（小于一个周期），此时质点M向下运动，其位移仍为0.02m。求
（1）该横波的周期；
（2）t1时刻质点N的位移。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由波形图像知，波长
λ=4m
又波长、波速和周期关系为
联立以上两式并代入
得该波的周期为
（2）由已知条件知从t=0时刻起，质点M做简谐振动的位移表达式为
经时间t1（小于一个周期），M点的位移仍为0.02m，运动方向向下。可解得
由于N点在M点右侧波长处，所以N点的振动滞后个周期，其振动方程为
当时
14. 电阻不计的平行金属导轨EFG与PMN如图所示放置，EF与PM段水平且粗糙，FG与MN段倾斜且光滑，F、M连接处接触良好，FG与MN与水平面成θ=37°角，空间中存在匀强磁场，磁感应强度为B=5T，方向竖直向上，导轨间距均为L=1m，金属棒ab、cd与轨道垂直放置，两金属棒质量相等，均为m=0.1kg，电阻均为R=2Ω，ab、cd间用轻质绝缘细线相连，中间跨过一个理想定滑轮，两金属棒始终垂直于导轨，cd棒与水平导轨间的动摩擦因数为μ=0.4，两金属棒始终不会与滑轮相碰，金属导轨足够长，g=10m/s2，sin37°=0.6，现将金属棒由静止释放。
（1）求释放瞬间两棒的加速度大小；
（2）判断释放后ab棒上感应电流的方向，并求出两金属棒的最大速度；
（3）假设金属棒ab沿倾斜导轨下滑s=4m时达到最大速度，试求由静止释放至达到最大速度所用的时间及该过程中ab棒产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2）从a到b，；（3），
【解析】
【详解】（1）释放时对金属棒ab、cd由牛顿第二定律分别可得
联立解得
（2）由右手定则可知，金属棒ab中的电流方向从a到b，经分析，当两金属棒加速度为0时速度最大，设最大速度为，对ab棒有
对cd棒有
又安培力大小为
此时感应电动势为
由闭合电路欧姆定律可得
联立解得
（3）设金属棒由静止释放至最大速度所需时间为t，则对ab棒有
对cd棒有
而
联立解得
设系统产生的焦耳热为Q，由能量守恒定律可得
故金属棒ab产生的焦耳热为
联立解得
15. 如图所示，足够长的倾角为θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面底端固定有垂直于斜面的挡板P。质量为M=1kg的“L”形木板A被锁定在斜面上，木板下端距挡板P的距离为x0=40cm。质量为m=1kg的小物块B（可视为质点）被锁定在木板上端，A与B间的动摩擦因数。某时刻同时解除A和B的锁定，经时间t=0.6s，A与B发生第一次碰撞，在A与P发生第二次碰撞后瞬间立即对B施加沿A向上的恒力F=20N。当B速度最小时再一次锁定A。已知A与P、A与B的碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2.求：
（1）A与P发生第一次碰撞前瞬间B的速度大小；
（2）从开始运动到A与B发生第一次碰撞的时间内，系统损失的机械能；
（3）A与P第二次碰撞时，B离挡板的距离；
（4）B从开始运动到离开A所用的时间。

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【解析】
【详解】（1）刚解锁时AB相对静止，对AB整体根据牛顿第二定律
根据匀加速直线运动公式
解得
（2）A与P相撞所用的时间
解得
B滑动后撞A的时间
可得
木板与挡板第一次碰撞后，对A
解得
对B
解得
木板与挡板第一次碰撞后,A运动的位移
B运动的位移
木板的长度
根据摩擦生热
（3）A、B碰前的速度
A、B碰时动量、能量守恒
解得
AB碰后，对A
对B
根据
解得
这段时间B运动的位移
B离挡板的距离
（4）木板与档板第二次碰撞时木块B的速度
对A
解得
对B
解得
B减速到零所用时间为t4，则
解得
A经过这段时间后的速度
这段时间AB的位移
此时，AB间距离
B离木板右端的距离
木板锁定后，对B
解得
其中
解得
B从开始运动到离开A所用的时间