2024届江西省高三上学期12月统一调研测试 物理 解析版

这是一份2024届江西省高三上学期12月统一调研测试 物理 解析版，共14页。
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。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求的。
1．2023年，中国全超导托卡马克核反应实验装置（EAST）创造新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒。核技术于现代社会的应用非常广泛，人类对于核反应的研究已经覆盖到电力、医疗、军事、工业等各个领域，下列核反应方程中括号内的粒子为粒子的是（ ）
A．（ ）B．（ ）
C．（ ）D．（ ）
2．水袖舞是我国古典舞中的一种，舞者的手有规律的振动传导至袖子，给人一种“行云流水”的感觉，这一过程可抽象成机械振动的传播。某次水袖舞的运动可等效为位于坐标原点的波源沿y轴做简谐运动，它激起的横波沿x轴正向传播。时刻波源处的质点位于y轴正向最大位移处，其位移y随时间变化的关系为，则时刻的波形图为（ ）
A．B．
C．D．
3．某型号电热水杯的铭牌如图所示，根据铭牌可知此型号电热水杯正常工作时的交变电流i随时间t变化的图像应为（ ）
A．B．
C．D．
4．用如图甲所示的电路给一电容器充电，通过电压传感器和电流传感器测得的电容器两端电压随时间变化的图像以及电路中的充电电流随时间变化的图像如图乙所示，实验后用透明方格薄膜覆盖于图像上，根据图像可知此电容器的电容约为（ ）
A．3.3FB．33mFC．3.3mFD．330μF
5．2023年5月29日，中国载人登月工程宣布已实施启动，计划在2030年前实现载人登月。忽略其他星球的影响，在地月系统中，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，其运行周期为；若将地球和月球视为双星系统，月球绕其轨道中心运行的周期为。如图，即地球和月球（图中未标注）在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，两星球的球心和O三点始终共线，地球和月球分别在O的两侧。则根据分析可知（ ）
A．应大于B．应小于
C．和大小相等D．条件不足，无法判断
6．新闻报道，浙江嘉兴一名2岁女童不慎从10楼坠落，千钧一发之际，一路过女子张开双臂奋力接住了坠落的女童；救人女子吴菊萍亦因双臂承受巨大冲击力发生骨折，被送往医院治疗后康复。网友亲切将吴菊萍唤作“最美妈妈”。若女童的质量约为15kg，与施救者双臂接触约0.1s后停止运动，重力加速度g取。则吴菊萍当时双臂承受的冲击力约为地表处质量多大的物体受到的重力（ ）
A．50kgB．150kgC．350kgD．850kg
7．如图，在竖直平面内，有一水平向右的匀强电场与重力场构成的复合场，在复合场内一半径为R的光滑绝缘半圆弧轨道和光滑绝缘水平轨道在D点平滑相接，O为圆心，Q为半圆弧的最高点，轨道所在平面与电场线平行。一轻质压缩弹簧的一端固定在左侧竖直墙壁上，另一端与带正电小球A接触但未拴接。释放弹簧，小球A在与弹簧分离后从D点进入半圆弧轨道，且小球能通过Q点。则小球与弹簧构成的系统，从释放直至小球到达Q点的全过程中（ ）
A．弹簧弹力做功与电场力做功之和等于动能变化量与重力做功之和
B．电场力做功与重力做功之和等于动能变化量与弹簧弹力做功之和
C．重力势能变化量与电势能变化量之和等于弹性势能变化量与动能变化量之差
D．弹簧弹力做功等于动能变化量与复合场力做功之差
二、多项选择题：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，选对但选不全的得3分，有错选的得0分。
8．一铝合金制折叠扶梯上端A点斜靠在墙壁上，下端B点静止在粗糙地面上，一工人紧贴扶梯由地面缓慢上爬，若墙壁与扶梯的摩擦及扶梯自重可忽略不计，则（ ）
A．墙壁对扶梯的作用力方向水平向右B．地面对扶梯的摩擦力方向水平向右
C．地面对扶梯的作用力逐渐增大D．地面对扶梯的作用力方向竖直向上
9．如图甲为某汽车在环形线路上做匀速圆周运动的场景，司机前方悬挂的小球向右发生了偏移，其悬线与竖直方向的偏角稳定，乘客拍摄了当时的照片，事后在照片上附上了刻度尺，如图乙所示，拍照时看见汽车速度表盘上显示的车速为54km/h。如果认为路面是水平的，可估算该汽车运动轨迹的半径，实际上汽车向左拐弯时，外侧路面比内侧略高一点，因此，根据照片估算的半径和真实半径不同。下列说法正确的是（ ）
A．若路面水平则估算的半径约为60m
B．若路面水平则估算的半径约为90m
C．若路面略微内倾，则其真实半径略大于估算半径
D．若路面略微内倾，则其真实半径略小于估算半径
10．如图，两根足够长的光滑平行金属导轨固定在同一水平面内，两导轨间的距离为。导轨上放置两导体棒、，与导轨垂直并构成闭合回路，两导体棒、的质量分别为、，长度均为，电阻均为，其余部分电阻不计。在整个导轨所在平面内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场。初始时，两导体棒均在导轨上静止不动，某时刻给导体棒以水平向右的初速度，若两杆初始时相距足够远，运动全程中两杆始终不相遇，则当两杆速度最终稳定时（ ）
A．两杆的最终末速度相等，大小为
B．电路中产生的焦耳热为
C．安培力对杆做功
D．电路中通过的电荷量为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（6分）老师组织物理兴趣小组到梅岭罗汉峰体验物理沉浸式课堂，他们登上罗汉峰后，粗略测出山顶处的重力加速度。实验过程简化为用轻质细绳拴住一不规则的小石头M系在树枝上A点做成一个单摆，如图甲所示。同学们首先用卷尺测出悬绳长L作为摆长，然后将小石头拉开一个小角度，由静止释放，使其在竖直平面内摆动（假设树枝始终静止），利用手机秒表测出单摆完成n次全振动所用的时间t。
（1）利用测量数据计算山顶处重力加速度的表达式________。
（2）老师告诉学生就算单摆周期测量正确，按照上面方法测量计算出来的山顶处重力加速度值仍比真实值________（选填“偏大”、“偏小”或“相等”）。
（3）为了减小实验误差，老师指导学生对该实验数据处理进行改进，多次改变悬绳长L，测量对应的单摆周期T，用多组实验数据绘制图像，如图乙所示。由图可知重力加速度________（用图中字母表示）。采用上述方法________（选填“需要”或“不需要”）测量小石头重心到悬点A的距离。
12．（10分）老师布置同学们把一个电流计（内阻未知）改装成一个量程为10V的电压表，该表满偏电流为1mA，为了先测量该电流计的电阻，小李同学设计了如图甲所示的实验电路。滑动变阻器总阻值20kΩ，电源电压15V。
（1）该同学连接好电路后进行了如下实验操作：
①保持断开，闭合，将由最大阻值逐渐调小，使电流计读数达到满偏电流；
②保持接入电路阻值不变，闭合，调节电阻箱的值，使电流计读数等于，记录下此时电阻箱的值；
③根据实验记录的数据，可求得待测电流计的内阻________Ω，电流计内阻真实值比测量值________（选填“偏大”或“偏小”）。
（2）现用标准电压表与改装后的电压表进行校准，请根据虚线框内的电路图丙，连接好实物图丁。
（3）乙图为改装表的读数，此时标准电压表读数为6.3V，则改装后的电压表量程为________V（保留一位小数）。
（4）因电流计内阻测量值不准，导致电压表改装后的量程也存在偏差，该同学仔细思考后并没有重新测量电流计的内阻，而是将改装电压表时串联的阻值为R的电阻换为一个阻值为的电阻，其中________（用分数表示）。
13．（10分）骑行是一种健康自然的出行方式。一辆单车，一个背包即可出行，简单又环保。某品牌自行车的气压避震装置主要由活塞、气缸组成，该自行车共有4个完全相同的避震器。为研究其减震效果可将其简化成如图所示结构，在与水平面成夹角的斜坡上运动员正匀速向上骑行，自行车车架和运动员总质量为M，通过支架连接活塞，气缸底部固定安装在车轴上，上坡时气缸内气体的体积为。（已知活塞横截面积为S，质量不计，重力加速度为g，外界大气压强为，，活塞内气体视为理想气体且温度不变，4个避震器可视为等高且与斜坡垂直，不计一切摩擦。）
（1）求上坡时气缸内气体的压强；
（2）当自行车行驶至水平路面时，求此时避震器气缸内的气体体积。
14．（13分）如图，在x轴上方区域存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度为B，在x轴下方区域存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E。一带正电的粒子（不计重力）从坐标原点O以的速度垂直磁场射入第二象限，粒子的入射速度方向与y轴成45°，粒子比荷为。
（1）求粒子第一次经x轴射出磁场的位置离O点的距离；
（2）求粒子第一次经x轴射出磁场后离x轴最远位置Q点的坐标。
15．（15分）如图甲，质量的长木板B上表面放置一质量的物块A，另有质量的物块C以某一初速度从长木板最左端滑上长木板，物块C与物块A发生弹性碰撞后恰好能从长木板左端滑落，且最终物块A未从长木板滑离。物块A、C与长木板B之间的动摩擦因数均为，长木板B与地面之间的动摩擦因数为，两物块碰撞前长木板与地面相对静止，从两物块碰后瞬间开始计时，物块A的图像如图乙所示，重力加速度g取。
（1）求两物块碰前瞬间C的速度大小；
（2）求动摩擦因数、的大小；
（3）求物块C的初速度的大小。
2023—2024学年江西省高三12月统一调研测试
物理参考答案
1．【答案】C
【解析】根据质量数和电荷数守恒可知，（A）为电子，（B）为中子，（C）为粒子，（D）为质子，C项正确。
2．【答案】D
【解析】时刻波源处的质点位于y轴正向最大位移处，经过时刻，波源处质点位于坐标原点O，且向上振动，故而此时波形为D图所示，D项正确。
3．【答案】D
【解析】根据铭牌可以判断，额定功率为440W，额定电压为220V，则额定电流有效值为2A；则其峰值为，频率为50Hz，则周期。故正确图像为D，D项正确。
4．【答案】B
【解析】由图乙图像可知，稳定后电容器两端电压，由图乙图像及电流的定义式可知，充电过程中，图像所包围面积为电量Q，每格面积代表，约有50格，，根据，B项正确。
5．【答案】B
【解析】根据，将两天体视作质点，设地月间距为L，若地球为中心天体，月球为环绕天体，则月球圆周运动的半径为，即，若将系视作双星系统，则球周运动的半径，即，故而，B项正确。
6．【答案】C
【解析】设每层楼高约为3.3m，则，由，得，根据动量定理有，，得，C项正确。
7．【答案】D
【解析】根据动能定理，，A项错误；，B项错误；，，，根据动能定理可得，，，C项错误；，D项正确。
8．【答案】AC
【解析】墙壁与扶梯的摩擦及扶梯自重可忽略不计，将人与扶梯作为整体，重力为，墙壁弹力为，水平向右，地面对扶梯弹力竖直向上，地面对扶梯摩擦力水平向左，受力分析如图甲，A项正确，B项错误；地面对扶梯的作用力为地面弹力和地面摩擦力的合力设为，根据共点力平衡，、和三力应交于一点，（将四力合并为三力），故而地面对扶梯的作用力斜向左上方，D项错误；初始时三力交于P点，将受力以矢量三角形作图，如图乙；随着人体在扶梯上升，三力交汇点逐渐移动至点，将受力以矢量三角形作图，如图丁，对比乙、丁两图可知，墙壁弹力及地面作用力均增大，C项正确。
9．【答案】BD
【解析】合外力提供向心力，根据受力分析可知，，，由图可知，代入数据可知，。若路面内倾，则的实际角度应增大，故而r的真实值应偏小，B、D项正确。
10．【答案】ACD
【解析】，．A项正确；，得，B项错误，安培力对杆做功，C项正确；，，，D项正确。
11．【答案】（1）（2分） （2）偏小（1分） （3）（2分） 不需要（1分）
【解析】（1）根据单摆周期公式可得，解得。
（2）摆长实际应为石块重心到悬点A的距离，距离（摆线长）比实际的摆长小，所以把摆线长当做摆长较实际摆长值偏小，根据前面得出重力加速度的表达式可知，这样计算出来的山顶处重力加速度值比真实值偏小。
（3）图像的斜率为，由周期公式，变形得，所以，变形得，不需要测量实际摆长。
12．【答案】（1）③200（2分） 偏大（2分） （2）见解析（2分） （3）10.5（2分） （4）（2分）
【解析】（1）③由部分电路的欧姆定律整理可得，待测的电流计内阻为，实际由于并联了电阻，总电阻减小，使干路电流增大，则通过的电流大于，可知电流计内阻的真实值比测量值偏大。
（2）
（3）标准电压表的示数为6.3V，电流计的读数为0.6mA，对应的电压为6.3V，则改装后电压表量程为，所以改装后的电压表量程偏大。
（4）由于改装后的量程为10.5V，则改装后的电表的电阻为，而正确量程下，电表的内阻应为10000Ω，即电路串联电阻多了500Ω，按照计算所得，串联电阻应为，实际应串联电阻，。
13．解：（1）自行车上坡时气缸倾斜，对活塞受力分析如图甲所示，沿垂直气缸方向有三个力，重力分力、外界大气对气缸压力、内部气体对气缸压力。
（1分）
即（1分）
解得（1分）
（2）当自行车行驶至水平路面时，受力分析如图乙所示
（1分）
（1分）
解得（1分）
（2分）
代入数据得（2分）
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分。
14．解：（1）设粒子从x轴出射的位置离O的距离为s，在磁场中的运动半径为r，则
（2分）
（2分）
由题意，代入上式，联立得
（2分）
（2）粒子进入电场后沿y轴方向的速度减为零时，离x轴最远
沿y方向匀减速：（1分）
（1分）
（1分）
x方向匀速运动：（1分）
联立解得（1分）
（1分）
Q点位置的坐标：
离x轴最远的点的坐标为（1分）
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分。
15．解：（1）设两物块碰前瞬间C物体的速度为，碰后瞬间C的速度为，A的速度为
（2分）
（2分）
由图像乙可知，联立可得：
，（1分）
（2）由两物块碰撞之前长木板与地面相对静止可知，物块C对长木板的摩擦力小于长木板与地面之间的最大静摩擦力，
C与A碰后，C与A均相对B滑动，B的上表面受到的摩擦力的合力仍然小于木板与地面之间的最大静摩擦力
即碰后B相对地面仍然静止，在C从长木板上滑落后，长木板才开始加速向右运动
在A、B共速之前，A相对B始终向右滑动，所受滑动摩擦力始终向左，A一直以一恒定加速度匀减速运动，A、B共速后摩擦力发生变化，加速度发生变化，图线出现折点
由图乙可知，物块A与长木板在时共速，之后A与长木板相对静止一起减速，设共速之前A的加速度为，长木板开始加速时的加速度为，C与A碰后滑动过程的加速度为，则有
（1分）
对A：（1分）
（1分）
对长木板：（1分）
对C：，
设碰后经，C从长木板左端滑落，C刚滑落时A的速度为，这一过程中
（1分）
（1分）
B加速后经与物块A共速，共速速度
联立上式解得：（1分）
（3）设C碰后在B的上表面滑行了L的距离，则
，（1分）
（1分）
（1分）
说明：只有结果，没有公式或文字说明的不给分，其他正确解法亦可得分。