2022-2023学年江西省丰城中学、新余一中高三上学期联考物理试题含答案

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2023届江西省丰城中学 、新余一中高三联考
物 理 试 卷
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 已知半衰期为，其衰变方程为，X是某种粒子，为释放的核能。真空中光速为c，用质谱仪测得原子核质量为m。下列说法正确的是（　　）
A. 发生的是衰变
B. 原子核质量大于m
C. 100个原子核经过，一定有75个发生了衰变
D. 若中子质量为，质子质量为，则核的比结合能为
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据质量数守恒电荷数守恒可知，X是 ，发生的是 衰变，故A错误；
B．因为衰变过程有质量亏损，所以原子核质量小于m，故B错误；
C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，统计少量个数原子核是没有意义的，故C错误；
D．若中子质量为，质子质量为，则核的比结合能为

N为核子数，故D正确。
故选D。
2. 甲、乙两个质点沿同一直线运动，其中质点甲以3m/s的速度做匀速直线运动，质点乙做初速度为零的匀变速直线运动，它们的位置随时间的变化如图所示。已知t=3s时，甲、乙图线的斜率相等。下列判断正确的是（　　）

A. 最初的一段时间内，甲、乙的运动方向相反
B. t=3s时，乙的位置坐标为
C. 时，两车相遇
D. 乙经过原点的速度大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A．位移时间图像的斜率表示速度，则最初的一段时间内，甲、乙的斜率都为正方向，所以运动方向相同，故A错误；
B．质点乙作初速度为零的匀变速直线运动，t=3s时，甲、乙图线的斜率相等，所以，t=3s时乙的速度是3m/s，乙的加速度

0-3s，乙的位移

所以t=3s时，乙的位置坐标为

故B正确。
C．时甲车的位移x甲=30m，乙车的位移

因

则两车没相遇，故C错误；
D．根据
v2-0=2ax
乙经过原点时的速度大小为

故D错误。
故选B。
3. 如图所示，O为正四面体的顶点，处在水平面上，D为边的中点，E为边的中点。在O点沿不同方向水平拋出两个小球，甲球恰好落在E点，乙球恰好落在D点，空气阻力不计。则甲球和乙球平抛初速度大小之比为（　　）

A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】设O在面ABC的投影点为，的高度为h，正四面体的边长为a，由几何知识可知
，
甲球落在E点，其竖直位移为，则有

解得

乙球落在D点，其竖直位移为h，则有

解得

根据水平方向做匀速直线运动，则有
，
故

故选C。
4. 理想变压器电路如图所示，定值电阻、、，R为总阻值为的滑动变阻器，正弦交流电源输出电压的有效值U恒定。当滑动变阻器的滑片P刚好位于R的中间时，原线圈中电流表的示数为，当滑动变阻器的滑片P向下移动到最下端时，原线圈中电流表的示数为。若，电流表为理想电表，则该变压器原、副线圈匝数比值为（　　）

A. 4 B. 3 C. 2 D. 5
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】由题意可知电流之比为1∶5，设滑片P刚好位于R的中间时原线圈电流为I，则滑片P向下移动达到最下端时电流为。P刚好位于R的中间时，原、副线圈的电流比

通过的电流

副线圈的输出电压

由

可得原线圈两端的电压

则

滑片P达到最下端时，原副线圈的电流比

通过的电流

副线圈的输出电压

由

可得原线圈两端的电压

则

解得

选项A正确。
5. 如图所示，有一长方体，，，M、N、P、Q分别为AB、、、CD的中点（图中未画出），下列说法正确的是（　　）

A. 若B点放置一正点电荷，则电势差
B. 若B点放置一正点电荷，则电势差
C. 若在、B两点分别放置等量异种点电荷，则、M两点的电场强度大小相等
D. 若在、B两点分别放置等量异种点电荷，则D、两点的电势相等
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】AB．B点放一正点电荷时，如图所示

连接B、P，以B为圆心，分别以BC、BN（长度与相等）的长为半径作圆弧，分别交BP于R、S，因


故

又因

故

设，则有


显然，根据正点电荷电场的特点，RS段的平均电场强度大于SP段，且离电荷越远场强越小、电势越低，故必有

综上可知

故AB错误；
C．若在、B两点分别放置等量异种点电荷，由等量异种点电荷的电场特点可知M、N两点的电场强度大小相等，C、两点的电场强度大小相等，M、C两点的电场强度大小相等，则、M两点的电场强度大小相等，故C正确；
D．若在、B两点处放置等量异种点电荷，则、B连线的中垂面是等势面，则D、两点分布在中垂面的两侧，电势不相等，故D错误。
故选C。
6. 如图所示，物体A、B质量分别为m、2m，叠放在轻质弹簧上（弹簧下端固定于地面上，上端和物体A拴接）。对B施加一竖直向下、大小为F的外力，使弹簧再压缩一段距离（弹簧始终处于弹性限度内）后物体A、B处于平衡状态。已知重力加速度为g，F>3mg。现突然撤去外力F，设两物体向上运动过程中A、B间的相互作用力大小为FN，则在A、B分离前，下列说法正确的是（　　）

A. 刚撤去外力F时，
B. 弹簧弹力等于F时，
C. 两物体A、B在弹簧恢复原长之前分离
D 弹簧恢复原长时FN=2mg
【答案】B
【解析】
【详解】A．刚撤去外力F时，由牛顿第二定律，对A、B组成的整体有
F=3ma1
对物体B有
FN-2mg=2ma1
联立解得

故A错误；
B．弹簧弹力等于F时，对A、B组成的整体有
F-3mg=3ma2
对物体B有
FN-2mg=2ma2
联立解得

故B正确；
CD．当A、B恰好分离时，A、B间相互作用力为0，对B有
2mg=2ma，a=g
A的加速度也为g，根据牛顿第二定律分析可知弹簧恰好恢复到原长，故C、D错误。
故选B。
7. 已知引力常量为G，星球的质量M，星球的半径R，飞船在轨道I上运动时的质量m，P、Q点与星球表面的高度分别h1、h2，飞船与星球中心的距离为r时，引力势能为（取无穷远处引力势能为零），飞船经过Q点的速度大小为v，在P点由轨道I变为轨道II的过程中，发动机沿轨道的切线方向瞬间一次性喷出一部分气体，喷出的气体相对喷气后飞船的速度大小为u，则下列说法正确的是（　　）

A. 飞船在圆形轨道I上运动速度大小约
B. 飞船经过P点时的速度大小为
C. 飞船在轨道II上运动时速度大小变化
D. 喷出的气体的质量为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．飞船在圆形轨道I上，根据万有引力提供向心力，则有

解得

A正确；
B．飞船从Q到P，在同一轨道飞船机械能守恒，根据机械能守恒定律，有

解得

B错误；
C．轨道II为椭圆，根据开普勒第二定律可知，飞船在轨道II上运动时速度大小变化，C正确；
D．根据动量守恒定律，有

解得

D正确。
故选ACD。
8. 如图，光滑地面上，有一质量为的木箱停在水平路面上，木箱高，一质量的小物块置于的上表面，它距后端A点的距离为，已知与之间的动摩擦因数为。现对木箱施一水平向右的大小恒为的作用力，木箱开始运动，最后小物块会离开后落至水平地面，运动中小物块可视为质点。下列说法正确的是（　　）

A. 小物块离开木箱时，小物块的速度为
B. 小物块离开木箱时，木箱的速度为
C. 小物块落地时，小物块与木箱之间的距离为
D. 小物块从开始运动到落地时，木箱运动的位移为
【答案】ABD
【解析】
【详解】AB．小物块与木箱间的摩擦力
Ff=µmg=0.2×5×10N=10N
由牛顿第二定律可得物块的加速度为

木箱的加速度为

由位移时间公式可有

解得时间为
t=2s
小物块离开木箱时，小物块的速度为
V m=a mt=2×2 m/s =4m/s
木箱的速度为
V M=a Mt=3×2 m/s=6 m/s
AB正确；
C．小物块离开木箱后做平抛运动，落地时间为


小物块离开木箱后，木箱的加速度为

小物块落地时与木箱之间距离为

C错误；
D．小物块从开始运动到落地时，木箱运动的位移为

D正确。
故选ABD。
9. 如图所示，两导电性良好的光滑平行导轨倾斜放置，与水平面夹角为，间距为L。导轨中段正方形区域内存在垂直于轨道面向上的匀强磁场。电阻相等的金属棒a和b静止放在斜面上，a距磁场上边界为L。某时刻同时由静止释放a和b，a进入磁场后恰好做匀速运动；a到达磁场下边界时，b正好进入磁场，并匀速穿过磁场。运动过程中两棒始终保持平行，两金属棒与导轨之间导电良好，不计其他电阻和摩擦阻力，导轨足够长。则（　　）

A. a、b通过磁场区域时间之比为
B. a、b质量之比为
C. a、b中产生的热量之比为
D. a、b能发生碰撞
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．某时刻同时由静止释放a，a进入磁场后恰好做匀速运动，刚进入磁场前，由动能定理得

解得

则得

由电磁感应定律可知，金属棒a在磁场中产生的感应电动势为

设金属棒的电阻为R，由闭合电路欧姆定律，得回路中的电流

金属棒a处于平衡态，受力分析可知

可得

a到达磁场下边界时，b正好进入磁场，并匀速穿过磁场，所用时间为

对b从开始下到磁场上边界的总时间

此时

a、b通过磁场区域的时间之比为

A正确；
B．由于b匀速穿过磁场，则


a、b质量之比为

B正确；
C．由于b匀速穿过磁场，产生的感应电动势为E2，由闭合电路欧姆定律，得回路中的电流

由焦耳定律公式

可得金属棒a产生的焦耳热

金属棒b产生的焦耳热

可得
Q a∶Q b=1∶1
C错误；
D．金属棒a刚出磁场，以初速度，加速度为，做匀加速直线运动，则在b匀速穿过磁场的时间内a的速度为

b出磁场后，以初速度为加速度为的匀加速直线运动，因

且两者加速度相同，故a、b能发生碰撞，D正确。
故选ABD。
10. 质量都为m的木块A和B，并排放在光滑水平地面上，A上固定一竖直轻杆，长为L的细线一端系在轻杆上部的O点，另一端系质量为m的小球C，现将C球向右拉起至水平拉直细线，如图所示，由静止释放，在之后的过程中（　　）

A. 木块A最大速度为
B. 木块A、B分离后，B的速度为
C. 球过O点正下方后，上升的最大高度
D. C球在O点正下方向右运动时，速度
【答案】BC
【解析】
【详解】B．C球至O点正下方时，A、B分离，A、B此时可认为速度相等；当C到达最低点时，A、B分离，刚分离A、B同速，以A、B、C为系统，水平方向动量守恒，并且整个过程机械能守恒，设A、B速度v1，C速度v2，则
，
解得
，
v1水平向右，v2水平向左，故B正确；
C．A、B分离后，A、C水平动量守恒，当小球至最高时，速度

则
，
解得

故C正确；
AD．C球在O点下方运动(向右)，通过动量守恒，机械能守恒可得
，
解得
，
故AD错误。
故选BC。
二、非选择题：共60分。第11~15题为必考题，每个试题考生必须作答。第16~17题为选考题，考生根据要求作答。
11. 某同学用如图甲所示的实验装置验证物块A、B组成的系统机械能守恒。A从高处由静止开始下落，B上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：已知打点计时器所用电源的频率为f，0是打下的第一个点，每5个点取1个计数点，计数点间的距离表示如图乙所示。已知物块A、B的质量分别为m A、m B，重力加速度为g，则

（1）在纸带上打下计数点5时，物块A的速度为___________；
（2）在打计数点0~5点过程中系统动能的增加量___________，系统势能的减少量___________（以上均用题目中所给字母表示）；
（3）该同学以物块A速度的平方为纵轴，以物块A下落的高度h为横轴，做出图像如图丙所示，、 ，则当地的重力加速度___________m/s2（计算结果保留3位有效数字）。
【答案】 ①. ②. ③. ④. 9.60
【解析】
【详解】（1）［1］匀变速运动中，平均速度等于中间时刻的瞬时速度，有

由于每5个点取一个计数点，有

解得

（2）［2］A、B的动能都有增加，有

［3］A物体的重力势能减少，B物体的重力势能增加，故系统的重力势能减少量有

（3）［4］根据机械能守恒定律有

解得

由图像可知

12. 如图1所示为某同学组装完成的简易多量程欧姆表的电路图。该欧姆表具有“”“”两种倍率。所用器材如下：
A．干电池（电动势，内阻）
B．电流表G（满偏电流，内阻）
C．定值电阻
D．可调电阻（最大阻值）
E．单刀双掷开关一个，红黑表笔各一支，导线若干

根据实验电路和实验器材，完成以下问题：
（1）若单刀双掷开关K与a连接测量未知电阻，操作步骤正确，欧姆表的指针如图2所示，则未知电阻的阻值为__________；
（2）根据实验电路可知电阻的阻值为________；
（3）欧姆表使用一段时间后，电池电动势变小，内阻变大，但此表仍能进行欧姆调零。若用此表测量电阻的值，则测量结果_______（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】 ①. 150 ②. 67.5 ③. 偏大
【解析】
【详解】（1）[1] 开关K与a连接时，整个欧姆表的内阻较小，所对应的中值电阻等于内电阻，因此当表针指到中间时，测量的外电阻较小，是“”挡位，因此未知电阻的阻值

（2）[2]根据挡位是“”“”两个挡位，满偏时，“”挡位流过电表的电流是“”挡位电流的10倍，可知

代入数据可得

（3）[3]当调整到表头满偏时，欧姆表的内电阻比标准值偏小，比如当表针达到半偏时，外电阻等于内电阻，此时测量时比真实值偏大，因此测量结果偏大。
13. 竖直圆弧轨道与水平轨道平滑连接，轨道宽为L，水平轨道足够长且左侧宽度为L，右侧宽度为，如图所示，轨道水平部分有竖直向上的磁感应强度大小为B的匀强磁场，一导体棒a初始位置在圆弧轨道上离水平轨道高为h处，导体棒b在水平轨道的较宽轨道处，已知导体棒质量分别为，接入轨道的电阻分别为，重力加速度为g，现静止释放导体棒a，导体棒刚好达到稳定状态时，导体棒a仍在水平较窄轨道上运动，导体棒b没离开轨道，不计一切摩擦，轨道电阻不计，求：
（1）导体棒b的最大加速度；
（2）导体棒刚好达到稳定状态时，导体棒b的速度；
（3）导体棒刚好达到稳定状态时，导体棒a产生的热量。

【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）设导体棒a刚进入磁场的速度为v，则有

此时回路内的电动势最大

回路内电流

导体棒b受到的安培力

导体棒b的最大加速度满足

解得

（2）导体棒a进入磁场后做减速运动，导体棒b做加速运动，当时，回路内的电动势为0，感应电流为0，导体棒达到稳定的匀速运动状态，导体棒a在水平轨道的运动过程中有

导体棒b在水平轨道的运动过程中有

解得

（3）整个回路产生的热量为

导体棒a产生的热量为

解得

14. 如图所示，在地面附近，坐标系x O y在竖直平面内，在x>0的空间有沿水平方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在竖直线PQ与y轴之间还有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小为E。一个带正电的小球从A点水平抛出后，恰好从O点进入复合场中，并沿着OP方向做直线运动，已知OP与x轴正方向之间的夹角a=30°。带电小球进入竖直线PQ右侧区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动，需要加一个匀强电场，若带电小球做圆周运动时要通过x轴上的N点，且OM=MN。已知地表附近重力加速为g。求∶
（1）小球从A点抛出时的初速度；
（2）在竖直线PQ右侧所加电场的场强大小和方向；
（3）小球从A点运动到N点所用的时间。

【答案】（1）；（2）（3）
【解析】
【分析】
【详解】（1）小球在OP方向做直线运动，由于在受洛伦兹力、电场力和重力的作用，可以得出小球的速度大小不变，否则不能做直线运动，设小球在OP段的速度为，则由平衡条件得


联立解得

小球从A点到O点作平抛运动，可得小球从A点抛出时的初速度为

联立解得

（2）要使小球在PQ右侧区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动，则小球的合力为洛伦兹力，则电场力需和重力平衡，因为小球带正电，所以电场方向向上，设电场的大小为,可得

与

联立解得

（3）小球从A点抛出运动到O点，设运动时间为，加速度

小球在O点竖直方向的速度为

又

解得

在QP右侧做圆周运动轨迹如下图所示

设小球从P点运动到N点的时间为，小球做圆周运动的周期为，

由


可知

所以

由几何关系可得，小球从P点运动到N点的圆心角为，则

小球做圆周运动的半径

又

由几何关系得

设小球在OP段运动的时间为，则

解得

小球从A点运动到N点所用的时间

15. 如图所示，水平面上有一长为L=14.25m的凹槽，长为l=、质量为M=2kg的平板车停在凹槽最左端，上表面恰好与水平面平齐。轻质弹簧左端固定在墙上，右端与一质量为m=4kg小物块接触但不连接。用一水平力F缓慢向左推物块，当力F做功W=72J时突然撤去。已知小物块与平板车之间的动摩擦因数为μ=0.2，其它摩擦不计，g取10m/s2，平板车与凹槽两端的碰撞均为弹性碰撞，且碰撞时间极短，可以忽略不计。求：
(1)小物块刚滑上平板车时的速度大小；
(2)平板车第一次与凹槽右端碰撞时的速度大小；
(3)小物块离开平板车时平板车右端到凹槽右端的距离。

【答案】(1)；(2)4m/s；(3)
【解析】
【详解】(1)由题知

解得

(2)物块滑上平板车后，假设平板车与凹槽右端碰撞前已与物块共速


解得


设达到共速时平板车的位移为，有

解得


所以共速时平板车没有到达凹槽右端，共速后做匀速直线运动，平板车第一次与凹槽右端碰撞时的速度大小4m/s。
(3)平板车第一次与凹槽右端碰撞后，物块和平板车组成的系统总动量向右。假设物块与平板车第二次共速前未与凹槽相碰，有


解得


因为

所以物块已从平板车上滑下，不能第二次共速。
设平板车向左速度减小到0时位移为

解得


所以平板车没有与凹槽左端相碰。
即小物块离开平板车之前，未与平板车第二次共速；且平板车没有与凹槽左端相碰。所以



解得



解得

小物块离开平板车时平板车右端到凹槽右端的距离为

16. 如图所示，一定质量的理想气体，经一系列的状态变化，经最终回到状态a，下列说法正确的是（　　）

A. 过程气体从外界吸热 B. 过程气体的温度升高
C. 过程气体从外界吸热 D. 过程气体对外界做功
【答案】D
【解析】
【详解】A．由

可得

由题图可知过程是一条过原点的倾斜直线，斜率不变，即T恒定，即为等温变化，变大，即体积变小，由热力学第一定律
，，
可得

即气体向外放热，故A错误；
B．过程为等压过程，由

知，p不变，V变小，T变小，故B错误；
C．过程，不变，即V不变

由

知，p减小，T减小

由热力学第一定律

可得

即气体向外放热，故C错误；
D．过程，减小，即V变大

即气体对外界做功，故D正确。
故选D。
17. 如图所示，固定的气缸Ⅰ和气缸Ⅱ的活塞用劲度系数为的轻质弹簧相连，两活塞横截面积的大小满足S1＝2S2，其中．两气缸均用导热材料制成，内壁光滑，两活塞可自由移动．初始时两活塞静止不动，与气缸底部的距离均为，环境温度为T0＝300 K，外界大气压强为，弹簧处于原长．现只给气缸Ⅰ缓慢加热，使气缸Ⅱ的活塞缓慢移动了5cm．已知活塞没有到达气缸口，弹簧能保持水平，气缸内气体可视为理想气体．求此时：

(a)弹簧的形变量；
(b)气缸Ⅰ内气体的温度．
【答案】(1) （2）
【解析】
【详解】(a)初始时弹簧处于原长说明两气缸内气体压强均为
加热后，对气缸Ⅱ的活塞受力分析得
…………①
对气缸Ⅱ内气体，由玻意耳定律
…………②
联立解得
（b）对气缸Ⅰ内气体，由理想气体状态方程
…………③
对气缸Ⅰ的活塞受力分析得
…………④
由几何关系
…………⑤
联立解得
18. 一列简谐横波沿x轴传播，图甲是时的波形图，图乙是处质点的振动图像，a、b质点在x轴上的平衡位置分别为、，下列说法正确的是（　　）

A. 波沿x轴负方向传播
B. 波的传播速度为
C. 时，a、b两点的速度和加速度均等大反向
D. 从到质点a的路程为
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图乙可知，时刻质点速度向上，由波形平移法可知，这列波沿x轴正方向传播，故A错误；
B．由图知
，
则波速为

B错误；
C．a、b质点在x轴上的平衡位置分别为，，则

可知a、b相距半个波长，故此两点为反相点，a、b两点的速度和加速度均等大反向，C正确；
D．从1.0s到1.5s，质点a经过个周期，经过的路程，D错误；
故选C。
19. 有一截面为正方形物体ABCD静止浮在水面上，刚好有一半在水下，正方形边长， AB侧前方的水面处有一障碍物。一潜水员从障碍物前方的水面处竖直下潜到深度为的P处时，看到A点刚好被障碍物挡住。已知水的折射率。求：
（1）深度h1；
（2）在P点下方处的Q点有一点光源，其发出的光恰好不能从CD右侧水面射出，则h2为多少？

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）根据题意，设过P点光线恰好被障碍物挡住时，入射角、折射角分别为、，画出光路图，如图所示

则由折射率定义式可得

由几何关系式可得
，
联立解得

（2）根据题意可知，点光源和点连线，延长后相交于水面，它与竖直方向的法线夹角恰好为临界角，则有

由几何关系有

联立解得