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江西省新八校2023-2024学年高三上学期第一次联考（期末）物理试题
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这是一份江西省新八校2023-2024学年高三上学期第一次联考（期末）物理试题，共10页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
考试时间：75分钟总分：100分
一、选择题：本题共10小题，共46分；其中第1-7小题只有一个选项符合要求，每小题4分，选错得0分，选对得4分；第8-10小题有多项符合要求，每小题6分，选对但选不全得3分，选错得0分，全部选对得6分。
1.如图所示是氢原子的能级图，一个处于n=3能级上的氢原子发生能级跃迁时，下列说法正确的是（ ）
A.向低能级跃迁时，电子的动能和电势能都减小
B.该氢原子可能发出3种不同频率的光
C.用动能为0.78eV的钾离子去撞击该氢原子，可使该氢原子跃迁到n=4能级
D.要使该氢原子发生电离，入射光的能量最少为13.60eV
2.北京时间2021年9月出现了“火星合日”现象，即当火星和地球分别位于太阳两侧与太阳共线干扰无线电时，影响通信的天文现象，因此中国首辆火星车“祝融号”（在火星赤道表面附近做匀速圆周运动）发生短暂“失联”。已知地球与火星绕太阳做匀速圆周运动的方向相同，火星和地球的公转轨道半径之比约为3：2，引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A.火星与地球绕太阳运动的线速度之比约为2：3
B.出现“火星合日”现象时，火星和地球的相对速度最大
C.火星与地球表面的重力加速度大小之比约为9：4
D.下一次“火星合日”将出现在2022年9月之前
3.在点电荷产生的电场中有两点，其电势分别为，电场强度大小分别为，已知。下列说法正确的是（ ）
A.若，则点电荷带负电
B.若带负电，则；若带正电，则
C.若把带负电的试探电荷从点移到点，试探电荷电势能减小
D.若把试探电荷从点移到点，电场力做正功，则
4.某动车组由两节额定功率为和的动车组成，两节动车在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为和。设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为（ ）
A.B.C.D.
5.近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3圈，其边长分别为1.2cm、1.4cm和1.6cm，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为104T/s，则线圈产生的感应电动势最接近（ ）
6.如图所示，楔形透明物体的横截面POQ的顶角为30°，该材料折射率为，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，不考虑多次反射，OQ边上有光线射出部分的长度为（ ）
A.2dB.C.D.
7.一列简谐横波沿x轴正向传播，波长为120cm，振幅为10cm。介质中有A和B两个质点，其平衡位置分别位于x=-80cm和x=200cm处。某时刻A质点的位移为y=5cm，且向y轴负方向运动。从该时刻开始计时，B质点的振动图像为（ ）
A.B.
C.D.
8.如图所示，质量为m的滑块以初速度v0沿着足够长斜面上滑，发现其返回出发点时速度大小为。则下列说法正确的是（ ）
A.上滑过程和下滑过程中滑块的加速度大小之比为3：1
B.上滑过程和下滑过程中滑块所受重力冲量大小之比1：3
C.上滑过程和下滑过程中滑块机械能变化量大小之比1：1
D.全过程滑块的动量变化量大小为
9.如图所示，在倾角为30°底端具有挡板的固定斜面上，滑块b的一端通过一劲度系数为k=200N/m的轻质弹簧与另一滑块a连接后置于斜面上，滑块b的另一端通过一不可伸长的轻绳跨过光滑的定滑轮与带孔的小球c连接，小球c穿在光滑的固定轻杆上，轻杆与水平方向的夹角为37°，初始用手托住小球c置于M点，此时MO水平，弹簧被拉伸且弹力大小为8N，释放小球c，小球恰好能滑至N点，滑块a始终未离开挡板，已知MO=NO=20cm，，，若整个运动过程中，绳子一直绷紧，sin37°=0.6，cs37°=0.8，g=10m/s2。则下列说法正确的是（ ）
A.滑块b与斜面间的动摩擦因数为0.5
B.小球c滑至MN的中点处的速度
C.小球c从M点滑至N点的过程中，经过MN中点处时重力的功率最大
D.小球c从M点滑至N点的过程中，弹簧的弹性势能经历了先减小再增大再减小再增大的过程
10.一个带电粒子仅在电场力作用下在x轴上由静止开始从-x1向+x1做直线运动，其v2（速度平方）随位置x变化的图线如图所示，图象关于纵轴对称，由图象可知（ ）
A.粒子从-x1向+x1运动过程中，加速度先增大后减小
B.带电粒子在x=0处所受电场力大小为零
C.在x轴上，-x2和+x2两个位置的电场强度不同
D.粒子沿x轴正向运动过程中，电势能先减小后增大
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（第一空2分，第二空3分，共5分）利用图1所示的装置研究物块与木板之间的摩擦力。实验台上固定一个力传感器，传感器用细线拉住质量为1.0kg的物块，物块放置在粗糙的长木板上。现用一水平向左的力（从零开始缓慢增大）拉木板，此过程传感器记录的F—t图像如图2所示。物块受到的最大静摩擦力为__________N，物块与木板间的动摩擦因数约为__________。（均保留到小数点后1位，g取10m/s2）
12.（每空2分，共10分）某同学准备测量电池组的电动势和内阻。除被测电池组、开关、导线若干外，还有下列器材供选用：
A.电压表V1（量程为15V，内阻约为10000Ω）
B.电压表V2（量程为6V，内阻约为3000Ω）
C.电阻箱R（0～99.9.Ω）
D.定值电阻R1=10Ω
E.定值电阻R2=1000Ω
（1）该同学首先用多用电表的直流10V挡粗略测量电池组的电动势，电表指针如图甲所示，则该电表读数为__________V；
（2）已知电池组的内阻约为1Ω，为准确测量电池组的电动势和内阻，该同学设计了如图乙所示的电路图，其中电压表应选择__________（选填“A”或“B”）；定值电阻R0应选择__________（选填“D”或“E”）；
（3）改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的图像如图丙所示，图线横、纵坐标轴的截距分别为-q、p，定值电阻的阻值用R0表示，则可得该电池组的电动势为__________，内阻为__________。（用题目中所给的字母表示）
三.计算题（本题共3小题，13题10分、14题12分，15题17分，共39分）
13.（10分）如图，一个质量为m=3kg的活塞在气缸内封闭一定量的理想气体，活塞下方连接一个劲度系数为k=600N/m的轻质弹簧，活塞体积可忽略不计，距气缸底部h1=4cm处连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计），初始时，封闭气体温度为T1=390K，活塞距离气缸底部为h2=20cm，两边水银柱存在高度差.已知大气压强为p0=1×105Pa，气缸横截面积为S=1×10-3m2，弹簧原长为L=10cm，重力加速度为g取10m/s2，求：
（1）通过制冷装置缓慢降低气体温度，当温度为多少时两边水银面恰好相平；
（2）从开始至两水银面恰好相平的过程中，若气体向外界放出的热量为20J，气体内能的变化量△U。
14.（12分）如图甲所示，带电量q=-2.0×10-4C、质量M=0.3kg的物块放在足够大的绝缘粗糙水平面上，物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2；长=2m的轻质细线上端固定，下端系着一质量m=0.1kg的绝缘小球。以O为原点，水平向右为x轴建立坐标。O点右侧空间有一水平电场，电场强度E随位置x的变化关系如图乙所示，规定水平向右为场强正方向。现给小球一个初速度，运动至最低点O时与物块发生弹性正碰，碰后恰好可以做完整的圆周运动。设物块在碰撞和滑行过程中电荷量保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，小球与物块均视为质点。g取10m/s2，求：
（1）碰撞前瞬间细线对小球的拉力和碰撞后瞬间物块的速度大小；
（2）物块最终停止的位置坐标。
15.（17分）如图，在平面直角坐标xy中，x<0区域内有一沿x轴正方向的匀强电场，x≥0区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为5m，带电量为+q的粒子a，从x轴上的A点由静止释放，经t0时间，以速度v0与静止在坐标原点的另一质量为m，带电量也为+q的粒子b发生弹性正碰。碰撞之后，b粒子第3次经过y轴时与第1次经过y轴的粒子a又发生弹性正碰，不计重力、空气阻力，a、b在碰撞前后带电量不变，a、b均可视为质点。
求：（1）求电场强度E的大小；
（2）求磁感应强度B的大小；
（3）若第一次碰撞（发生在坐标原点）时记为零时刻，试求各次碰撞的时刻。
江西省东乡一中都昌一中丰城中学赣州中学景德镇二中上栗中学上饶中学新建二中新八校
2024届高三第一次联考物理试题答案
命题人： 都昌一中 邵同前 审题人：新建二中刘泉生
考试时间：75分钟 总分：100分
1.C 2.B 3.A 4.C 5.C 6.B 7.B 8.BC 9.BD 10.BCD
11.（第一空2分，第二空3分，共5分）
【答案】2.6（2分） 0.2（3分）
12.（每空2分，共10分）
【答案】4.4 B D
13.【答案】
解:（1）初态时，对活塞受力分析，可求气体压强为（1分）
体积为
要使两边水银面相平，气缸内气体的压强为
此时弹簧下端一定与气缸底接触，对活塞进行受力分析有（1分）
则有
设此时温度为，由理想气体状态方程有（1分）
可得；（1分）
（2）从开始至弹簧恰与气缸底接触，气体压强不变，
外界对气体做功（1分）
在之后弹簧被压缩5厘米的过程中对活塞分析
（1分）
（1分）
外界大气做功（1分）
由热力学第一定律有
气体内能的变化量（2分）
14.【答案】（1）对小球碰撞后可以做完整的圆周运动有最高点，（1分）
从最低点到最高点由动能定理有
（1分）
对碰撞过程中
（1分）
解得 （1分）
碰前瞬间细线对小球的拉力为，
有（1分）
联立代入数据解得:T=21N，v2=10m/s（1分）
（2）碰后瞬间，物块的动能大小
（1分）
此后运动过程中物块受到最大电场力
摩擦力大小
内，电势差等于图像与坐标轴围成的面积，则，根据电场力做功与电势的关系可知
（1分）
摩擦力做功
（1分）
合外力对物块做功
（1分）
此后按该规律可知物块到达处速度为0，此时，物块将反向运动，令物块在速度再次为0处受到的电场力为，反向运动的位移为，则（1分）
解得，可知物块速度再次为0时所在处电场强度为0，所以物块最终停止的位置坐标
（1分）
15、（17分）解析：（1）在0内对a有:
① （2分）
由①得②..（1分）
（2）设第1次碰后，速度分别为与则:
③ （1分）
④ （1分）
由③④得
⑤ （1分）
又 ⑥ （1分）
设
设在碰撞中周期为，b在电场中往返时间为，
则有 ⑧ （1分）
又 ⑨ （1分）
⑩ （1分）
得.. ⑪⑮⑯（1分）
（3）设第2次碰后瞬间速度大小分别为则:
⑫ （1分）
⑬ （1分）
解得...⑭...（1分）
之后在电场中经返回与发生第3次碰撞，第3次碰反又重复第1次碰后的运动过程，设第次碰撞的时刻为，则:
⑮（1分）
⑯（1分）
考试时间：75分钟总分：100分
一、选择题：本题共10小题，共46分；其中第1-7小题只有一个选项符合要求，每小题4分，选错得0分，选对得4分；第8-10小题有多项符合要求，每小题6分，选对但选不全得3分，选错得0分，全部选对得6分。
1.如图所示是氢原子的能级图，一个处于n=3能级上的氢原子发生能级跃迁时，下列说法正确的是（ ）
A.向低能级跃迁时，电子的动能和电势能都减小
B.该氢原子可能发出3种不同频率的光
C.用动能为0.78eV的钾离子去撞击该氢原子，可使该氢原子跃迁到n=4能级
D.要使该氢原子发生电离，入射光的能量最少为13.60eV
2.北京时间2021年9月出现了“火星合日”现象，即当火星和地球分别位于太阳两侧与太阳共线干扰无线电时，影响通信的天文现象，因此中国首辆火星车“祝融号”（在火星赤道表面附近做匀速圆周运动）发生短暂“失联”。已知地球与火星绕太阳做匀速圆周运动的方向相同，火星和地球的公转轨道半径之比约为3：2，引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A.火星与地球绕太阳运动的线速度之比约为2：3
B.出现“火星合日”现象时，火星和地球的相对速度最大
C.火星与地球表面的重力加速度大小之比约为9：4
D.下一次“火星合日”将出现在2022年9月之前
3.在点电荷产生的电场中有两点，其电势分别为，电场强度大小分别为，已知。下列说法正确的是（ ）
A.若，则点电荷带负电
B.若带负电，则；若带正电，则
C.若把带负电的试探电荷从点移到点，试探电荷电势能减小
D.若把试探电荷从点移到点，电场力做正功，则
4.某动车组由两节额定功率为和的动车组成，两节动车在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为和。设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为（ ）
A.B.C.D.
5.近场通信（NFC）器件应用电磁感应原理进行通讯，其天线类似一个压平的线圈，线圈尺寸从内到外逐渐变大。如图所示，一正方形NFC线圈共3圈，其边长分别为1.2cm、1.4cm和1.6cm，图中线圈外线接入内部芯片时与内部线圈绝缘。若匀强磁场垂直通过此线圈，磁感应强度变化率为104T/s，则线圈产生的感应电动势最接近（ ）
6.如图所示，楔形透明物体的横截面POQ的顶角为30°，该材料折射率为，OP边上的点光源S到顶点O的距离为d，不考虑多次反射，OQ边上有光线射出部分的长度为（ ）
A.2dB.C.D.
7.一列简谐横波沿x轴正向传播，波长为120cm，振幅为10cm。介质中有A和B两个质点，其平衡位置分别位于x=-80cm和x=200cm处。某时刻A质点的位移为y=5cm，且向y轴负方向运动。从该时刻开始计时，B质点的振动图像为（ ）
A.B.
C.D.
8.如图所示，质量为m的滑块以初速度v0沿着足够长斜面上滑，发现其返回出发点时速度大小为。则下列说法正确的是（ ）
A.上滑过程和下滑过程中滑块的加速度大小之比为3：1
B.上滑过程和下滑过程中滑块所受重力冲量大小之比1：3
C.上滑过程和下滑过程中滑块机械能变化量大小之比1：1
D.全过程滑块的动量变化量大小为
9.如图所示，在倾角为30°底端具有挡板的固定斜面上，滑块b的一端通过一劲度系数为k=200N/m的轻质弹簧与另一滑块a连接后置于斜面上，滑块b的另一端通过一不可伸长的轻绳跨过光滑的定滑轮与带孔的小球c连接，小球c穿在光滑的固定轻杆上，轻杆与水平方向的夹角为37°，初始用手托住小球c置于M点，此时MO水平，弹簧被拉伸且弹力大小为8N，释放小球c，小球恰好能滑至N点，滑块a始终未离开挡板，已知MO=NO=20cm，，，若整个运动过程中，绳子一直绷紧，sin37°=0.6，cs37°=0.8，g=10m/s2。则下列说法正确的是（ ）
A.滑块b与斜面间的动摩擦因数为0.5
B.小球c滑至MN的中点处的速度
C.小球c从M点滑至N点的过程中，经过MN中点处时重力的功率最大
D.小球c从M点滑至N点的过程中，弹簧的弹性势能经历了先减小再增大再减小再增大的过程
10.一个带电粒子仅在电场力作用下在x轴上由静止开始从-x1向+x1做直线运动，其v2（速度平方）随位置x变化的图线如图所示，图象关于纵轴对称，由图象可知（ ）
A.粒子从-x1向+x1运动过程中，加速度先增大后减小
B.带电粒子在x=0处所受电场力大小为零
C.在x轴上，-x2和+x2两个位置的电场强度不同
D.粒子沿x轴正向运动过程中，电势能先减小后增大
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（第一空2分，第二空3分，共5分）利用图1所示的装置研究物块与木板之间的摩擦力。实验台上固定一个力传感器，传感器用细线拉住质量为1.0kg的物块，物块放置在粗糙的长木板上。现用一水平向左的力（从零开始缓慢增大）拉木板，此过程传感器记录的F—t图像如图2所示。物块受到的最大静摩擦力为__________N，物块与木板间的动摩擦因数约为__________。（均保留到小数点后1位，g取10m/s2）
12.（每空2分，共10分）某同学准备测量电池组的电动势和内阻。除被测电池组、开关、导线若干外，还有下列器材供选用：
A.电压表V1（量程为15V，内阻约为10000Ω）
B.电压表V2（量程为6V，内阻约为3000Ω）
C.电阻箱R（0～99.9.Ω）
D.定值电阻R1=10Ω
E.定值电阻R2=1000Ω
（1）该同学首先用多用电表的直流10V挡粗略测量电池组的电动势，电表指针如图甲所示，则该电表读数为__________V；
（2）已知电池组的内阻约为1Ω，为准确测量电池组的电动势和内阻，该同学设计了如图乙所示的电路图，其中电压表应选择__________（选填“A”或“B”）；定值电阻R0应选择__________（选填“D”或“E”）；
（3）改变电阻箱的阻值R，记录对应电压表的读数U，作出的图像如图丙所示，图线横、纵坐标轴的截距分别为-q、p，定值电阻的阻值用R0表示，则可得该电池组的电动势为__________，内阻为__________。（用题目中所给的字母表示）
三.计算题（本题共3小题，13题10分、14题12分，15题17分，共39分）
13.（10分）如图，一个质量为m=3kg的活塞在气缸内封闭一定量的理想气体，活塞下方连接一个劲度系数为k=600N/m的轻质弹簧，活塞体积可忽略不计，距气缸底部h1=4cm处连接一U形细管（管内气体的体积忽略不计），初始时，封闭气体温度为T1=390K，活塞距离气缸底部为h2=20cm，两边水银柱存在高度差.已知大气压强为p0=1×105Pa，气缸横截面积为S=1×10-3m2，弹簧原长为L=10cm，重力加速度为g取10m/s2，求：
（1）通过制冷装置缓慢降低气体温度，当温度为多少时两边水银面恰好相平；
（2）从开始至两水银面恰好相平的过程中，若气体向外界放出的热量为20J，气体内能的变化量△U。
14.（12分）如图甲所示，带电量q=-2.0×10-4C、质量M=0.3kg的物块放在足够大的绝缘粗糙水平面上，物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2；长=2m的轻质细线上端固定，下端系着一质量m=0.1kg的绝缘小球。以O为原点，水平向右为x轴建立坐标。O点右侧空间有一水平电场，电场强度E随位置x的变化关系如图乙所示，规定水平向右为场强正方向。现给小球一个初速度，运动至最低点O时与物块发生弹性正碰，碰后恰好可以做完整的圆周运动。设物块在碰撞和滑行过程中电荷量保持不变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，小球与物块均视为质点。g取10m/s2，求：
（1）碰撞前瞬间细线对小球的拉力和碰撞后瞬间物块的速度大小；
（2）物块最终停止的位置坐标。
15.（17分）如图，在平面直角坐标xy中，x<0区域内有一沿x轴正方向的匀强电场，x≥0区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，一质量为5m，带电量为+q的粒子a，从x轴上的A点由静止释放，经t0时间，以速度v0与静止在坐标原点的另一质量为m，带电量也为+q的粒子b发生弹性正碰。碰撞之后，b粒子第3次经过y轴时与第1次经过y轴的粒子a又发生弹性正碰，不计重力、空气阻力，a、b在碰撞前后带电量不变，a、b均可视为质点。
求：（1）求电场强度E的大小；
（2）求磁感应强度B的大小；
（3）若第一次碰撞（发生在坐标原点）时记为零时刻，试求各次碰撞的时刻。
江西省东乡一中都昌一中丰城中学赣州中学景德镇二中上栗中学上饶中学新建二中新八校
2024届高三第一次联考物理试题答案
命题人： 都昌一中 邵同前 审题人：新建二中刘泉生
考试时间：75分钟 总分：100分
1.C 2.B 3.A 4.C 5.C 6.B 7.B 8.BC 9.BD 10.BCD
11.（第一空2分，第二空3分，共5分）
【答案】2.6（2分） 0.2（3分）
12.（每空2分，共10分）
【答案】4.4 B D
13.【答案】
解:（1）初态时，对活塞受力分析，可求气体压强为（1分）
体积为
要使两边水银面相平，气缸内气体的压强为
此时弹簧下端一定与气缸底接触，对活塞进行受力分析有（1分）
则有
设此时温度为，由理想气体状态方程有（1分）
可得；（1分）
（2）从开始至弹簧恰与气缸底接触，气体压强不变，
外界对气体做功（1分）
在之后弹簧被压缩5厘米的过程中对活塞分析
（1分）
（1分）
外界大气做功（1分）
由热力学第一定律有
气体内能的变化量（2分）
14.【答案】（1）对小球碰撞后可以做完整的圆周运动有最高点，（1分）
从最低点到最高点由动能定理有
（1分）
对碰撞过程中
（1分）
解得 （1分）
碰前瞬间细线对小球的拉力为，
有（1分）
联立代入数据解得:T=21N，v2=10m/s（1分）
（2）碰后瞬间，物块的动能大小
（1分）
此后运动过程中物块受到最大电场力
摩擦力大小
内，电势差等于图像与坐标轴围成的面积，则，根据电场力做功与电势的关系可知
（1分）
摩擦力做功
（1分）
合外力对物块做功
（1分）
此后按该规律可知物块到达处速度为0，此时，物块将反向运动，令物块在速度再次为0处受到的电场力为，反向运动的位移为，则（1分）
解得，可知物块速度再次为0时所在处电场强度为0，所以物块最终停止的位置坐标
（1分）
15、（17分）解析：（1）在0内对a有:
① （2分）
由①得②..（1分）
（2）设第1次碰后，速度分别为与则:
③ （1分）
④ （1分）
由③④得
⑤ （1分）
又 ⑥ （1分）
设
设在碰撞中周期为，b在电场中往返时间为，
则有 ⑧ （1分）
又 ⑨ （1分）
⑩ （1分）
得.. ⑪⑮⑯（1分）
（3）设第2次碰后瞬间速度大小分别为则:
⑫ （1分）
⑬ （1分）
解得...⑭...（1分）
之后在电场中经返回与发生第3次碰撞，第3次碰反又重复第1次碰后的运动过程，设第次碰撞的时刻为，则:
⑮（1分）
⑯（1分）
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