2024届江西省抚州市金溪县第一中学高三下学期3月考试物理试题（解析版）

这是一份2024届江西省抚州市金溪县第一中学高三下学期3月考试物理试题（解析版），共19页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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，再选涂其他答案标号。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。
4．本试卷主要考试内容：高考全部内容。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 我国第四代反应堆钍基熔盐堆能源系统（TMSR）研究已获重要突破。该反应堆以钍为核燃料，钍俘获一个中子后经过若干次衰变转化成铀。铀的一种典型裂变产物是钡和氪，同时释放巨大能量。下列说法正确的是（ ）
A. 钍核有90个中子
B. 钍核经过2次β衰变后转化成铀
C. 钍核衰变后核子的比结合能减小
D. 钍核有的半衰期与钍核的数量有关
【答案】B
【解析】
【详解】A．钍核有90个质子和142个中子。故A错误；
B．钍核经过2次衰变后原子核内两个中子转化成了质子，转化成铀。故B正确；
C．钍核衰变后，释放核能，核子的比结合能增加。故C错误；
D．钍核有的半衰期由原子核内部性质决定，与钍核的数量无关。故D错误。
故选B。
2. 如图所示，A、B、C、D是正方形的四个顶点，O是正方形的中心。在A、C两点固定两等量异种点电荷，下列说法正确的是（ ）
A. O点的电场强度为0
B. B、D两点的电场强度相同
C. 电子从B点沿直线移动到D点，电场力做正功
D. 电子从B点沿直线移动到D点，电势能先变小后变大
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据点电荷场强公式可知，A、C两点的点电荷在O点的电场强度大小相等，方向相同，故O点的电场强度不为0，故A错误；
B．根据对称性可得，B、D两点的电场强度大小相等，等量异种电荷连线中垂线为等势线，电场线与等势线垂直，可知B、D两点的电场强度方向相同，故B、D两点的电场强度相同，故B正确；
CD．等量异种电荷连线中垂线为等势线，故电子从B点沿直线移动到D点，电场力不做功，电势能不变，故CD错误。
故选B。
3. 如图所示，平行单色光从真空垂直底面射入球心为、半径为的半球玻璃介质，只有以为圆心、半径为的区域内的光线才能从球面射出，则该玻璃介质对单色光的折射率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意，可画出光路如图所示
设光线在半圆曲面上发生全反射的临界角为C，可知
由
故选A。
4. 电磁炮通过给导轨回路通以很大的电流，使抛射体在导轨电流产生的磁场的安培力作用下沿导轨加速运动，最终将抛射体以很高的速度发射出去。电磁炮的原理示意图如图所示，图中电源可提供恒定的电流，抛射体处于垂直导轨向下的匀强磁场中，磁感应强度与回路中的电流成正比，要使抛射体离开轨道时的速度增大一倍，下列措施可行的（ ）
A. 仅使抛射体的质量减半B. 仅使导轨长度变为原来的两倍
C. 仅使两导轨间距变为原来的两倍D. 仅使回路中的电流变为原来的两倍
【答案】D
【解析】
【详解】设导轨的长度为，导轨的间距为，回路中的电流为，磁感应强度与回路中的电流的比例系数为，则抛射体受到的安培力为
根据动能定理
抛射体离开轨道时的速度为
A．仅使抛射体的质量减半，抛射体离开轨道时的速度为原先的倍，故A不符合题意；
B．仅使导轨长度变为原来的两倍，抛射体离开轨道时的速度为原先的倍，故B不符合题意；
C．仅使两导轨间距变为原来的两倍，抛射体离开轨道时的速度为原先的倍，故C不符合题意；
D．仅使回路中电流变为原来的两倍，抛射体离开轨道时的速度为原先的两倍，即抛射体离开轨道时的速度增大一倍，故D符合题意。
故选D。
5. 一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图中的实线所示，t=0.5s时的波形图如图中的虚线所示，则该简谐横波在介质中的传播速度可能为（ ）
A. 88m/sB. 160m/sC. 258m/sD. 340m/s
【答案】C
【解析】
【详解】若该简谐横波沿x轴正方向传播，则有
当n=16时
v=258m/s
若该简谐横波沿x轴负方向传播，则有
当简谐横波在介质中的传播速度为88m/s、160m/s和340m/s时，均不满足波速表达式。故ABD错误；C正确。
故选C。
6. 如图所示，绝缘水平面上固定有两根足够长的光滑平行导轨，导轨间距为d，左端连接阻值为R的定值电阻，一质量为m、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，现给导体棒一个水平向右的初速度，导体棒在运动过程中始终与导轨接触良好，导轨电阻不计，下列说法正确的是（ ）
A. 从上往下看，回路中产生逆时针方向的电流
B. 电阻R上产生的热量为
C. 通过导体棒某截面的电荷量为
D. 导体棒向右运动的最大距离为
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据楞次定律可知，从上往下看，回路中产生顺时针方向的电流。故A错误；
B．根据能量守恒，可知回路中产生的热量为
电阻上产生的热量为
故B错误；
C．通过导体棒某截面的电荷量为
由动量定理可得
联立解得
故C正确；
D．设导体棒向右运动的最大距离为L，则有
联立解得
故D错误。
故选C。
7. 如图所示，半径为，质量不计的均匀圆盘竖直放置，可以绕过圆心且与盘面垂直的水平光滑固定轴转动，在盘面的最右边边缘处固定了一个质量为的小球A，在圆心的正下方离点处固定了一个质量为的小球B。现从静止开始释放圆盘让其自由转动，重力加速度大小为，下列说法正确的是（ ）
A. 小球A在最低点时的速度为0B. 小球B上升的最大高度为
C. 小球A的最大速度为D. 小球B转动过程中的最大动能为
【答案】B
【解析】
【详解】A．因为A、B两球的角速度相同，根据
可知同一时刻小球A的速度总是B的两倍；小球A在最低点时，设此时A的速度为，B的速度为，根据系统机械能守恒可得
又
联立可得
故A错误；
B．设B球上升到最大高度时与水平方向的夹角为，此时两球的速度均为零，根据系统机械能守恒有
解得
则B球上升到最大高度为
故B正确；
CD．从静止开始释放圆盘，设某一时刻，小球A与圆心O的连线与水平方向的夹角为，此时小球A下降的高度为
小球B上升的高度为
设此时小球A的速度为，小球B的速度为，根据系统机械能守恒可得
又
联立可得
其中
可知B的最大速度为
则A的最大速度为
小球B转动过程中的最大动能为
故CD错误。
故选B。
8. 如图所示，一台交流发电机通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处的用户供电，输电线的总电阻为；的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和；的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和。下列判断正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】根据题意输电线的损失的电压为
输电线的电流为
联立解得
故选BC。
9. 航天员在月球表面将小石块从距月球表面高处由静止释放，经时间小石块落到月球表面。已知月球可看作半径为的均质球体，引力常量为，下列说法正确的是（ ）
A. 小石块落到月球表面时的速度大小为
B. 月球表面的重力加速度大小为
C. 月球的质量为
D. 月球的第一宇宙速度为
【答案】CD
【解析】
【详解】AB．根据题意可知小石块在月球表面做自由落体运动
解得
由速度规律公式
联立解得
故AB错误；
C．月球表面的小石块受到的重力等于万有引力
由
联立解得月球质量为
故C正确；
D．月球表面小石块其重力等于万有引力，而万有引力提供向心力，有
由
联立解得
故D正确。
故选CD。
10. 在足够大的水平地面上，静置一质量为、长度为的薄木板，木板上距木板左端处放有质量为的小滑块，右端放有质量为的小滑块，现在木板右端施加一水平恒力，一段时间后撤去恒力，滑块恰好从木板左端掉落。已知木板与地面间的动摩擦因数为0.1，滑块与木板间的动摩擦因数为0.2，滑块与木板间的动摩擦因数为0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两滑块均可视为质点，取重力加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A. 滑块A离开木板时的速度大小为2m/s
B. 滑块B离开木板时的速度大小为5m/s
C. 水平恒力作用的时间为1.5s
D. 木板的最大速度为7m/s
【答案】ACD
【解析】
【详解】若开始时两物块相对木板产生滑动，则木板的加速度
A的加速度

B的加速度
可知假设错误；若B相对木板静止，A产生滑动，则此时木板和B的加速度
可知假设成立，当A离开木板时
解得
t1=1s
此时A的速度
木板和B的速度
设力F再作用时间t2后撤去，则此时木板的加速度
物块B加速度为
经过时间t2木板的速度
B的速度
B相对木板的位移
以后撤去力F后木板加速运动的加速度
当两者共速时
解得
此过程中B相对木板的位移
由题意可知
可得
t2=0.5s
滑块B离开木板时的速度大小为
水平恒力作用的时间为
t=t1+t2=1.5s
木板的最大速度为
则ACD正确，B错误。
故选ACD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某实验小组用如图甲所示的装置做“探究小车加速度与力、质量的关系”实验。将木板固定在水平桌面上，在砂桶中放入适量细砂，闭合打点计时器开关，由静止释放小车，记录图甲中力传感器的示数F，利用纸带上打出的点计算出小车的加速度；改变砂桶中细砂的质量重复实验，得到多组F、a，以小车的加速度a为纵坐标，力传感器的示数F为横坐标，描点得到如图乙所示的a-F图像。回答下列问题：
（1）实验中砂与砂桶的总质量______（填“需要”或“不需要”）远小于小车的质量。
（2）根据图乙中的数据可知，小车和动滑轮的总质量为______kg，小车运动过程中受到的阻力大小为______N。
【答案】（1）不需要 （2） ①. 0.4 ②. 0.2
【解析】
【小问1详解】
本实验由力传感器可以直接测得力的大小，故不需要砂与砂桶的总质量远小于小车的质量。
【小问2详解】
[1]由牛顿第二定律得
得
由图象可知图线的斜率
故小车的质量
[2]由纵截距
得
12. 某同学想测绘小灯泡的I-U图像，所用器材如下：
A．待测小灯泡一只（额定电压为3.8V，额定电流为0.3A）；
B．双量程电压表V（0~3V，内阻约为3.0kΩ；0~15V，内阻约为10kΩ）；
C．双量程电流表A（0~0.6A，内阻约为1.0Ω；0~3A，内阻约为0.1Ω）；
D．滑动变阻器（0~10Ω，2A）；
E．滑动变阻器（0~100Ω，1A）；
F．4节干电池（每节干电池的电动势均为1.5V，内阻均为0.8Ω）；
G．开关和导线若干。
（1）请将图甲中的电路补充完整。______
（2）滑动变阻器应选______（填“”或“”），闭合开关前滑动变阻器应移动到______（填“左”或“右”）端。
（3）根据实验数据描绘出小灯泡的I-U图像，如图乙所示，现串联2节干电池并将小灯泡接在干电池两端，如图丙所示，则此时小灯泡的实际功率为______W（结果保留两位小数）。
【答案】12. 13. ①. ②. 右
14. 0.62
【解析】
【小问1详解】
测小灯泡额定电压为3.8V，电压表的量程应选用0~15V，待测小灯泡额定电流为0.3A，电流表的量程应选用0~0.6A，待测小灯泡的阻值约为
根据
为减小实验误差，电流表应采用外接法，想测绘小灯泡的I-U图像，小灯泡两端电压应从零开始，滑动变阻器应采用分压式接法，实物连接如图所示。
【小问2详解】
[1]滑动变阻器应采用分压式接法，为调节方便，滑动变阻器应选阻值较小的，故选。
[2]小灯泡两端电压应从零开始，闭合开关前滑动变阻器应移动到右端。
【小问3详解】
2节干电池的曲线为
整理得
在小灯泡的I-U图像中作出2节干电池的曲线，交点坐标为，此时小灯泡的实际功率为
13. 如图所示，绝热汽缸A与导热汽缸B均固定在水平地面上，由轻弹簧连接的绝热活塞与两汽缸间均无摩擦，开始时弹簧处于原长，两侧封闭气体的体积均为、热力学温度均为。缓慢加热A中气体，使汽缸A中气体压强为原来的1.2倍，左侧活塞移动的距离等于右侧活塞移动距离的2倍。已知两汽缸的横截面积均为S，外部大气压强恒为，环境的热力学温度恒为，封闭气体可视为理想气体。求：
（1）弹簧的劲度系数k；
（2）汽缸A中气体的热力学温度。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）依题意，缓慢加热系统稳定后，设右侧活塞移动距离为l，则左侧活塞移动距离为2l，由平衡条件可知两活塞所受大气压力和弹簧弹力与封闭气体压力等大反向，即两汽缸内压强相等均为1.2p0，对汽缸B中气体由玻意耳定律可得
又
联立，解得
（2）对汽缸A中气体由理想气体状态方程，可得
解得
14. 如图所示，平面直角坐标系xOy第一象限存在沿y轴正方向的匀强电场，第四象限存在垂直于平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一质量为m、带电荷量为-q的粒子从y轴上的P点以速度垂直y轴射入磁场，从x轴上的M点射入第一象限，并垂直y轴从N点以的速度射出电场，不计粒子受到的重力。求：
（1）粒子在第四象限内运动的时间t；
（2）匀强电场的电场强度大小E。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）依题意，带电粒子在电场中的运动可以看作反方向的类平抛运动，分解M点的实际速度，如图
可得
解得
由几何关系可知，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的圆心角为120°，轨迹如图
可知粒子在第四象限内运动的时间为
又
解得
可得
联立，解得
（2）根据类平抛运动规律，可得
又
联立，解得
15. 如图所示，足够长的光滑水平地面上静置一辆小车，长L=0.3m、不可伸长的轻质柔软细绳一端固定在车厢顶部，另一端系一质量m=1.98kg的木块（可视为质点），质量的子弹以的速度水平射入木块并留在其中，此后绳与竖直方向的最大夹角，取重力加速度大小。求：
（1）子弹射入木块时产生的热量；
（2）小车的最大速度；
（3）小车对地面的最小压力。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设子弹射入木块后的速度大小为，由动量定理得
产生的热量为
联立解得
（2）设小车的质量为M，木块与小车共速时大小为，木块第一次回到最低点时，小车的速度最大，设此时木块的速度为，系统在水平方向动量守恒，则有
木块第一次回到最低点时，小车速度最大时有
由能量守恒有
由
联立解得
（3）木块摆动到最高点时，绳中的张力最小，设最小张力为T，此时小车沿绳方向的加速度与木块沿绳方向的加速度相同，有
而
联立解得