2024届江西省鹰潭市贵溪市实验中学高三下学期5月模拟考试压轴（三）物理试卷

这是一份2024届江西省鹰潭市贵溪市实验中学高三下学期5月模拟考试压轴（三）物理试卷，共16页。

本试卷满分100分，考试用时75分钟。
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7小题，每小题4分，共28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．第十四届夏季达沃斯论坛发布2023年度突破性技术榜单，列出最有潜力对世界产生积极影响的十大技术，这些新技术的应用正在给我们的生活带来潜移默化的改变．磁流体发电技术是目前世界上正在研究的新兴技术．如图所示是磁流体发电机示意图，相距为d的平行金属板A、B之间的磁场可看作匀强磁场，磁感应强度大小为B，等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）以速度v垂直于B且平行于板面的方向进入磁场．金属板A、B和等离子体整体可以看作一个直流电源．将金属板A、B与电阻R相连，当发电机稳定发电时，假设两板间磁流体的等效电阻为r，则A、B两金属板间的电势差为（ ）
A．B．C．D．
2．某同学采用如图所示的实验装置（电源正负极可调换）来研究光电效应现象，当用频率为的单色光分别照射光电管的阴极K时，测得遏止电压之比为1∶2，则下列说法中正确的是（ ）
A．应选择电源右端为负极来测遏止电压
B．当电源左端为正极时，滑动变阻器的滑片向右滑动，电流表的示数一定持续增大
C．增大入射光的强度，光电子的最大初动能也一定增大
D．光电管金属的截止频率为
3．如图甲所示，可视为质点的一物块置于粗糙水平桌面上的A点，A点与斜面顶端B点的距离为x．每次用水平拉力F，将物块由A点从静止开始拉动，当物块运动到B点时撤去拉力F．获得物块在不同拉力作用下落在斜面上的不同水平射程s，作出如图乙所示的图像．若物块与水平桌面间的动摩擦因数为0.5，斜面与水平地面之间的夹角，g取，不计空气阻力，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．则A、B间的距离为（ ）
A．0.85mB．0.65mC．0.45mD．0.25m
4．一列简谐横波沿x轴正向传播，时刻波的图像如图所示，质点S的平衡位置在处．该波的周期．下列说法正确的是（ ）
A．时质点S位于波峰
B．在0~3s内质点S通过的路程为57cm
C．在0~3s内波传播的距离为9m
D．质点S的振动方程是
5．打夯亦称“夯实”，俗称“打地基”．打夯原为建住宅时对地基以人力方式用夯锤进行夯实，防止房屋建造后因墙底松软导致的墙体塌陷或裂纹．如图所示，在某次打夯过程中，两人通过绳子同时对夯锤各施加一个大小均为F的力，力的方向都与竖直方向成α角，夯锤离开地面H后两人同时停止施力，最后夯锤下落把地面砸深h．以地面为零势能面，重力加速度大小为g．则（ ）
A．两人施力时夯锤所受的合外力大小为，方向竖直向上
B．两人停止施力前夯锤上升过程中加速度大小为，方向竖直向上
C．夯锤具有重力势能的最大值为
D．夯锤砸入地面过程中，对地面的平均冲击力大小为
6．一台小型发电机与交流电压表、小灯泡按图甲所示连接，发电机产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示，发电机内阻不可忽略，交流电压表视为理想电压表．则（ ）
A．发电机产生的交变电流的电动势的最大值为440V
B．交流电压表V的示数为220V
C．发电机产生的交变电流的电动势表达式为
D．任意时刻穿过线圈的磁通量为
7．某密封钢瓶的体积为V，内装有密度为ρ的氮气，已知氮气的摩尔质量为M，阿伏伽德罗常数为，则下列说法正确的是（ ）
A．钢瓶中氮气的物质的量为
B．钢瓶中氮气的分子数为
C．每个氮气分子的质量为
D．只要知道氮气的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，就可以算出氮气的分子体积
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
8．木星的公转周期与中国地支纪年法的周期相同，所以叫岁星，是离太阳第五颗行星，而且是最大的一颗．木星有79颗卫星，已知木卫一、木卫二、木卫三绕木星做匀速圆周运动的周期之比为，木星的质量为M，木星的自转周期为T，木卫三绕木星运动的轨道半径为，万有引力常量为G，根据上述信息可以求出（ ）
A．木星表面的重力加速度大小B．木星同步卫星的线速度大小
C．木卫一绕木星运动的周期D．木卫二绕木星运动的轨道半径
9．拱桥结构是我国古代人们解决建筑跨度的有效方法，赵州桥就是拱桥结构的典型建筑．拱桥结构的特点是利用石块的楔形结构，将受到的重力和压力分解为向两边的压力，最后由拱桥两端的基石来承受（如图甲）．现有六个大小、形状、质量都相同的契形石块组成一个半圆形拱桥（如图乙）.1、6两契形石块放置在拱圈两端的水平地面上．设每块契形石块质量为m．假设在中间两契形石块正上方静置一个质量为2m的方形石块，已知重力加速度大小为g，则（ ）
A．水平地面承受的压力大小为8mg
B．契形石块2对契形石块3的弹力大小为mg
C．契形石块2对契形石块3的摩擦力大小一定小于
D．契形石块5对契形石块4的摩擦力大小为2mg
10．如图所示，在竖直平面内水平向右的匀强电场中，一根长为L不可伸长的绝缘细线，一端连着一质量为m带电量为的小球（可视为点电荷），另一端固定于O点，现把小球拉至细线水平且与场强方向平行的与O点等高的A点，保持细线绷紧并无初速释放，小球能摆到最低点的另一侧，细线与竖直方向的最大夹角，空气阻力可忽略（，g取）．则
A．带电小球从A运动到P的过程中，电势能的改变量为
B．小球通过最低点B时的速度大小为
C．小球速度最大时，细线与水平方向的夹角为
D．小球运动过程中的最大速度为
三、非选择题：共54分．
11．（6分）某同学在做探究加速度与力和质量的关系的实验中，设计了如图甲所示的实验装置．
（1）利用游标卡尺测量遮光条的宽度，测量结果如图乙所示，遮光条的宽度[1]______________cm；
（2）将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平；将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离s；打开气源，释放滑块，读出遮光条通过光电门的挡光时间t；可得滑块经过光电门时的速度大小[2]______________，滑块运动加速度大小。[3]______________（用d、t、s表示）；
（3）实验时用拉力传感器直接测得的拉力F，则滑块运动加速度a与拉力F的关系图像最符合本实验实际情况的是[4]______________．（选填选项前的字母）
A．B．C．D．
12．（8分）某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为1.0mA的电流表．该同学测得微安表内阻为
1200Ω，经计算后将一阻值为的电阻与该微安表连接，进行改装．然后又把该电流表改装为一多挡位欧姆表．
（1）若要将该微安表改装成量程为1.0mA的电流表，需要[1]______________（填“串联”或“并联”）阻值[2]______________Ω的电阻．
（2）把该微安表改装为量程为1.0mA的电流表．下列说法正确的是[3]______________．
A．改装原理为并联电阻能增大通过微安表的电流
B．改装成电流表后，微安表本身允许通过的最大电流并不改变
C．改装后，微安表自身的电阻减小了
D．改装后使用时，微安表本身的参量都不变，整个并联电路允许通过的电流增大
（3）取一电动势为1.5V、内阻较小的电源和调节范围足够大的滑动变阻器，与改装所得1.0mA的电流表连接成如图甲所示欧姆表，其中A为[4]______________（填“红”或“黑”）表笔，改装表盘后，正确使用该欧姆表测量某电阻的阻值，示数如图乙所示，图乙所测电阻为[5]______________Ω．
13．（10分）如图所示，一半径为R的玻璃半球，O点是半球的球心，虚线过球心O与半球截面垂直的直线．有一束单色光平行于从A点射入玻璃，从B点射出玻璃后交于C点，已知，光在真空中的传播速度为c．不考虑被半球的内表面反射后的光线，求：
（1）玻璃的折射率；
（2）光在玻璃中的传播时间．
14．（12分）如图甲所示，光滑的1/4圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的C点与光滑水平面相切，其半径为．在水平面内有一质量的小球Q连接着轻质弹簧处于静止状态，现有一质量为m的小球P从B点正上方高处由静止释放，小球P和小球Q均可视为质点，当地的重力加速度大小为g．求：
（1）小球P到达圆弧轨道最低点C时的速度大小和对轨道的压力；
（2）在小球P压缩弹簧的过程中，弹簧具有的最大弹性势能；
（3）若小球P从B点上方高H处释放第一次经过C点后，立即将BC换成半径也为R的固定的光滑3/4圆弧轨道CBD，与光滑水平面仍相切于C点，如图乙所示，求为使P球经弹簧反弹后滑上圆弧轨道过程中不脱离轨道，H应满足的条件．
15．（18分）一位学生在研究电磁感应问题时设计了如下实验．实验装置如图所示，水平放置的金属轨道，FM与平行，相距，NZ与平行，相距，轨道间区域被边界和分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个区域，其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ处于竖直向下的匀强磁场中，Ⅲ处于水平向左的磁场中，磁场磁感应强度的大小均为．轨道上放置着AB、CD两根金属棒，位置如图所示．两金属棒质量均为：，电阻均为，其中AB棒在Ⅰ区域运动时接入电路的有效电阻为．时，AB棒有向右的初速度，CD棒的速度为0（此后各运动过程，两棒与导轨都始终垂直且接触良好），在CD棒到达时AB棒恰好到达，且两棒均已匀速．此时开始给AB棒一个外力，使AB棒在Ⅱ区域做匀加速运动，发现该外力随时间每秒增加4N，且CD棒在Ⅲ区域的运动时间为1s．当CD棒到达时，撤去AB棒外力．此后AB棒继续在Ⅱ区域运动，CD棒在Ⅳ区域运动，直到两者稳定．所有轨道电阻不计，Ⅲ区域轨道粗糙，，其他轨道光滑，g取．求：
（1）时，AB棒两端的电势差；
（2）当CD棒到达时，AB棒的速度大小以及当CD棒到达时AB棒的速度大小；
（3）CD棒在区域运动过程中整个回路产生的焦耳热Q．
参考答案
1．A 由左手定则可知，正离子受向下的洛伦兹力偏向B板，则B板带正电，B板是电源的正极，当达到平衡时有，解得电动势，根据闭合电路欧姆定律可知，A、B两金属板间的电势差，只有选项A正确．
2．D 要用图所示的实验装置测量遏止电压，光电管两端应接反向电压，即电源左端为负极，选项A错误；当电源左端为正极时，将滑动变阻器的滑片从图示位置向右滑动的过程中，则电压增大，单位时间内到达A极的光电子数量增大，电流增大，当电流达到饱和值后，将不再增大，即电流表读数的变化是先增大，后不变，选项B错误；光电子的最大初动能与入射光的频率和金属的逸出功有关，与入射光的强度无关，选项C错误；由爱因斯坦光电方程：，解得，选项D正确．
3．D 根据牛顿第二定律，在AB段有，又，由平抛运动规律和几何关系有物块的水平射程，物块的竖直位移，由几何关系有，联立以上各式可以得到，解得．由题图乙知，代入数据解得，只有选项D正确．
4．B 简谐波沿x轴正方向传播，时刻S点向下振动，，此时，S通过的路程为，可知S点在波谷，选项A错误；0~3s，S点运动的时间为，因此运动的路程为：，选项B正确；由公式可知，在0~3s内波传播的距离为，有，开始S点向下振动，因此S的振动方程为，选项C、D错误．
5．A 两人施力时夯锤所受的合外力大小为，方向竖直向上，选项A正确；两人停止施力前夯锤上升过程中加速度大小为，方向竖直向上，选项B错误；夯锤上升过程中由动能定理，以地面为零势能面，夯锤具有重力势能的最大值，选项C错误；夯锤砸入地面过程中由动能定理，解得，选项D错误．
6．C 由图乙知，线圈是从中性面开始计时的，由图像知电动势的最大值，选项A错误；有效值，发电机线圈有电阻，灯泡两端电压应小于220V，选项B错误；电动势的最大值为，而，则电动势表达式为，选项C正确；由图像知从中性面开始计时，t时间内转过的角度为，则线圈平面与磁场方向夹角为，因此有任意时刻，根据可得，，所以任意时刻的磁通量，因线圈匝数N未知，故D错误．
7．C 钢瓶中氮气的物质的量为，选项A错误；钢瓶中氮气的分子数为，选项B错误；每个氮气分子的质量为，选项C正确；理想气体分子间的距离远大于气体分子的直径，不能认为分子是一个一个紧密相连的，知道氮气的摩尔体积和阿伏伽德罗常数，不能算出氮气的分子体积，选项D错误．
8．BCD 不计星球自转，木星表面重力加速度由万有引力提供，根据，木星半径未知，所以无法求出木星表面的重力加速度大小，选项A错误；木星的自转周期为T，木星同步卫星的周期为T，根据，可求出同步卫星的轨道半径，再根据，可求出木星同步卫星的线速度大小，选项B正确；木卫三绕木星运动的周期为，则，已知，可求出，由题意可知，故可以求出木卫一绕木星运动的周期，选项C正确；设木卫二绕木星运动的轨道半径为，由题意可知；则可以求出木卫二的周期，根据，已知，可以求出木卫二绕木星运动的轨道半径，选项D正确．
9．AC 水平地面承受的压力大小等于六个契形石块和方形石块的重力，为，选项A正确；由对称性可知，2对3的弹力大小与5对4的弹力大小相等，2对3的摩擦力大小与5对4的摩擦力大小相等．设2对3的弹力大小为，2对3的摩擦力大小为，4对3的弹力为（将看成已知力），把积木3和质量为m的石块看成整体，对整体进行受力分析，如图所示，由平衡条件可得，联立解得，，，选项C正确、BD错误．
10．AC 小球从A运动到P根据动能定理有，解得，小球从A运动到P的过程中，电场力做负功，则有，电势能的改变量，选项A正确；小球由静止释放至P点，根据动能定理有解得，方向水平向右，小球由静止释放至B点，根据动能定理有，解得，选项B错误；将电场力与重力合成一个等效“重力”，其等效“重力”的最低点即为速度的最大点，由题分析，可知该点在A点与B点之间，设为C点，则有，又小球由静止释放，并运动到与竖直方向夹角θ的P点时速度变为0，根据动能定理有，解得，联立解得，根据数学知识变形得，解得，选项C正确；由A点运动到最大速度C点，根据动能定理有，联立解得，选项D错误．
11．（1）0.540 （2） （3）C
解析：（1）20分度游标卡尺的精确值为，则滑块的宽度为；
（2）根据，将带入可得；
（3）传感器的读数直接得出了拉力F，滑块在气垫导轨上运动不受摩擦力作用，F就是滑块所受的合外力，没有系统误差，所以图像应该是一条通过原点的倾斜的直线，选项C正确．
12．（1）并联 400 （2）BD （3）红 800
解析：（1）连接的电阻起分流作用，所以是并联，根据并联电路的特点可得，解得；
（2）把微安表改装成大量程的电流表时，只是并联了一个分流电阻，使整体并联电路允许通过的最大电流增大，但表头的各特征量都不变．选项B、D正确，A、C错误；（3）由图可知，电流由A回到电源负极，所以A为红表笔．根据电源及电流表量程可知，欧姆表内阻为，结合中值电阻刻度可知，该多用表倍率为，所以待测电阻阻值为800Ω．
13．解：（1）作出过B点的法线，如图所示．
则
由于，则
由几何关系，得：
由折射定律，得玻璃的折射率
（2）光在玻璃中的传播距离为
光在玻璃中的传播速度为
光在玻璃中的传播时间为
联立解得光在玻璃中的传播时间
14．解：（1）小球P从A点运动到C点的过程中有机械能守恒： 又
得．
在最低点C处由牛顿第二定律得： 解得：．
由牛顿第三定律小球对轨道的压力大小，方向向下．
（2）当P、Q两球速度相等时，弹簧具有的弹性势能最大，令共同速度为v，由P、Q两球系统动量守恒得：
根据机械能守恒定律：
由以上关系得
（3）小球从P点上方高为H处释放，到达水平面的速度为
由
弹簧被压缩后再次回复原长时设小球P和Q的速度大小分别为和则根据动量守恒定律有：
根据机械能守恒定律有：
由以上关系得
若小球不脱离轨道有两种情况：
第一种情况：小球到达B点前速度就减为0符合题意，令小球到达B点时速度恰好为0，即
由以上关系得：
第二种情况：小球完成圆周运动符合题意，令小球到达最高点D的速度恰好为，且
由以上关系得：
所以当或时满足题意．
15．解：（1）感应电动势
AB棒两端的电势差为路端电压
（2）在到达前两棒均已匀速，设AB、CD棒的速度分别为
在到达前对两棒各应用动量定理
解得
故当CD棒到达时，AB棒的速度大小
同时可得
CD棒在Ⅲ区域的运动时对AB棒应用牛顿第二定律
得
每秒增加4N即
解得
CD棒到达时，AB的速度
（3）CD棒进入Ⅲ区域
时
时
CD棒到达时速度为
Ⅲ区域：CD棒进入在区域后直到稳定时，AB、CD棒系统动量守恒，最终以共同速度运动，设为有
CD棒进入在区域后整个回路产生的焦耳热