2024届江西省九江市高三二模物理试题及答案

这是一份2024届江西省九江市高三二模物理试题及答案，共19页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．一些星球由于某种原因而发生收缩，假设某星球的直径缩小到原来的四分之一。若收缩时质量与自转周期均不变，与收缩前相比，则（ ）
A．该星球的密度增大到原来的16倍
B．该星球表面的重力加速度增大到原来的16倍
C．该星球的第一宇宙速度增大到原来的16倍
D．该星球的同步卫星到星球中心的距离增大到原来的16倍
2．如图甲所示，A、B是电场中一条电场线上的两点，一个负点电荷从A由静止释放，仅在电场力的作用下从A运动到B，其运动的图像为抛物线的一段，如图乙所示。则（ ）
A．A点的场强大于B点的场强
B．A点的电势高于B点的电势
C．该电荷在A点的电势能大于在B点的电势能
D．该电荷在A点的加速度小于在B点的加速度
3．n匝半径为r的圆形闭合线圈，置于如图所示的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直。若磁感应强度与时间的关系为（、k为常数），线圈中产生的感应电动势为E；若磁感应强度，使线圈绕直径匀速转动时，线圈中产生的感应电动势的有效值也为E．则线圈的角速度为（ ）
A．B．C．D．
4．如图所示，当照射光敏电阻的光减弱时，则（ ）
A．电压表的示数减小B．电流表的示数减小
C．电容器所带电荷量减小D．电源输出功率减小
5．如图所示，有两列相干简谐横波在同一介质中相向传播，两列波在介质中的传播速度为，在时刚好分别传到A、B两点。已知P点为振动减弱点、间距20m、。则（ ）
A．两波源的起振方向可能向上B．间振动加强点可能有4个
C．两列波的周期可能为4sD．两列波的波长可能为4m
6．质量为m的质点P在时刻由静止开始做直线运动，其合外力F随时间t按图示曲线变化。则（ ）
A．时间内，合外力对P做的功为
B．时间内，P的速度变化量为
C．时，P的动量大小为
D．时，P的速率最大
7．用图示的实验装置来“探究压强不变时气体体积与温度的关系”。往杯中加入适量的热水，使注射器内的空气柱位于水面之下，每隔几分钟，记录气体体积和此时温度计的示数；用表示水降低的摄氏温度，用表示注射器内气体体积的改变量。根据测量数据作出的图线是（ ）
A．B．
C．D．
二、多选题
8．“梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空，对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示为某原子钟工作的四能级体系，原子吸收波长为的光子从基态能级跃迁至激发态能级，然后自发辐射出波长为的光子，跃迁到“钟跃迁”的上能级，并在一定条件下跃迁到“钟跃迁”的下能级，并辐射出波长为的光子，实现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出波长为的光子回到基态。则（ ）
A．该钟激光的光子的能量
B．该钟激光的光子的动量
C．该原子钟产生的钟激光的波长
D．该钟激光可以让极限波长为的金属材料发生光电效应
9．如图所示是磁吸基座无线充电器，当送电线圈通入的交流电源后，手机上的受电线圈产生感应电流，手机即进入“无线超充模式”。若手机“超充模式”下的充电电压为20V，充电电流为5A，充电基座送电线圈接有理想电流表，受电线圈接有电阻，线圈电阻不计且充电过程中不计一切能量损失，则（ ）
A．电流表的示数为0.5A
B．此无线充电器的耗电功率是100W
C．送电线圈与受电线圈的匝数比为
D．若此手机的电池容量为5000mAh，则超充模式下的充电时间为75分钟
10．如图所示，用与水平方向夹角为的力F拉物体，使该物体沿水平路面做匀速直线运动。如果增大（始终小于90°），要使该物体仍沿同一水平路面做匀速直线运动，则（ ）
A．力F一定减小
B．该物体对水平路面的压力一定减小
C．该物体对水平路面的摩擦力一定减小
D．该物体对水平路面的作用力一定减小
三、实验题
11．用如图甲所示的双缝干涉实验装置来测量光的波长。
(1)上图中I、II、III、IV的名称依次是______。
A．单缝、双缝、毛玻璃屏、目镜B．双缝、单缝、毛玻璃屏、目镜
C．单缝、双缝、目镜、毛玻璃屏D．双缝、单缝、目镜、毛玻璃屏
(2)在调节仪器时单缝和双缝应该相互 放置。（选填“垂直”或“平行”）
(3)已知测量头主尺的最小刻度是毫米，副尺上有50个分度。某同学调整手轮使测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，并将该亮纹定为第1条亮纹，此时测量头上游标卡尺的读数为；接着再同方向转动手轮，使分划板中心刻线与第6条亮纹中心对齐，此时测量头上游标卡尺如图乙所示，则读数为 mm。已知双缝间距，测得双缝到毛玻璃屏的距离，所测光的波长 nm（保留三位有效数字）。
(4)为减小误差，该实验并未直接测量相邻亮条纹间的距离，而是先测量多个条纹的间距再求出。下列实验采用了类似方法的有______。
A．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量
B．“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧的形变量的测量
C．“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量
12．冰墩墩小巧玲珑可爱，某同学用如图所示装置确定冰墩墩重心位置，实验如下：
将冰墩墩用不可伸长的长长的细线固定在竖直平面内的O点，O点有拉力传感器，将拉力传感器与计算机相连接。（重力加速度为g）
（1）先让冰墩墩做小角度摆动，计算机显示曲线如图甲所示，冰墩墩的周期为 ；
（2）将宽度为d的遮光条固定在冰墩墩的下方，当冰墩墩静止时，在冰墩墩下方的遮光条处安装有光电门（图中未画出），将冰墩墩拉起到不同位置由静止释放，测出遮光条经过光电门的挡光时间。
（3）改变冰墩墩释放的位置，测得多组力传感器的示数F和挡光时间，画出图像，如图乙所示。已知该图线的斜率为k，纵截距为c，则冰墩墩的质量为 ，冰墩墩的重心位置到悬挂点O的距离为 。
四、解答题
13．如图所示，在直角坐标系的第二、第三象限内有一垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场区域，坐标分别为、、。在直角坐标系的第一象限内，有沿y轴负方向、大小为的匀强电场，在处垂直于x轴放置一荧光屏，其与x轴的交点为Q。粒子束以相同的速度由O、C间的各位置垂直y轴射入，已知从y轴上的点射入磁场的粒子恰好经过O点，忽略粒子间的相互作用，不计粒子的重力。求
（1）粒子的比荷；
（2）荧光屏上的发光长度。
14．某同学在水平桌面上玩游戏，在距离桌面左侧边缘处放置质量为1kg的小物体A（可视为质点），距离物体A为1m处有一质量为2kg的物体B（可视为质点），物体B距离桌面右边缘为2m，两物体在一条直线上，如图所示。A、B两物体与桌面的动摩擦因数均为0.2，现使A以某一初速度向B运动，为使A能与B发生碰撞且碰后又不会滑离桌面，重力加速度为g（答案可以保留根号）。
（1）若A、B碰撞时间很短且碰后粘在一起，求物体A初速度大小的范围；
（2）若A、B发生弹性碰撞，且两物体最终间距最大，求物体A初速度的大小。
15．如图甲所示，两根光滑平行导轨固定在水平面内，相距为L，电阻不计，整个导轨平面处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨左端接有阻值为R的电阻，沿导轨方向建立x坐标轴。质量为m、电阻为r的金属棒ab垂直导轨放置在处。在金属棒ab上施加x轴方向的外力F，使金属棒开始做简谐运动，当金属棒运动到时作为计时起点，其速度随时间变化的图线如图乙所示，其最大速度为。求：
（1）简谐运动过程中金属棒的电流i与时间t的函数关系；
（2）在时间内通过金属棒的电荷量；
（3）在时间内外力F所做的功；
（4）外力F的最大值。
参考答案：
1．B
【详解】A．该星球的直径缩小到原来的四分之一，则体积
该星球的直径缩小到原来的四分之一，体积变成原来的，因收缩时质量不变，则密度变成原来的64倍，故A错误；
B．根据
得
因星球的质量不变，故星球表面的重力加速度增大到原来的16倍，故B正确；
C．由
可知，星球的第一宇宙速度增大到原来的2倍，故C错误；
D．由
可得
可知，该星球的同步卫星到星球中心的距离不变，故D错误。
故选B。
2．C
【详解】BC．由图像可知，负电荷从A点运动到B点做加速运动，则动能增加，电场力做正功，则电势能减小，则该负电荷在A点的电势能大于B点的电势能，A点电势低于B点电势，故C正确，B错误；
AD．该电荷运动的图像为抛物线的一段，则点电荷做匀变速运动，该电荷在A点的加速度等于在B点的加速度，A点的场强等于B点的场强，故AD错误。
故选C。
3．D
【详解】若磁感应强度与时间的关系为（、k为常数），则线圈中产生的感应电动势为
若磁感应强度，使线圈绕直径匀速转动时，线圈中产生的感应电动势
联立解得
故选D。
4．C
【详解】A．减弱对光敏电阻R3光照的强度，R3增大，总电阻增大，根据闭合回路欧姆定律可得干路电流减小，则路端电压增大，即电压表示数增大，故A错误；
B．路端电压增大，则R1两端的电压增大，电流减增大，电流表的示数增大，故B错误；
C．总电流减小，R1的电流表示数增大，则通过R2的电流减小，R2的电压减小，即电容器两端的电压减小，又
可得电容器所带电荷量减小，故C正确；
D．当电源的内阻和外电阻阻值相等时，电源输出功率最大，本题中电源内阻与外阻阻值之间的大小关系未知，故无法判断电源输出功率增大还是减小，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】A．由微平移法可知两列波的起振方向均向下，故A错误；
C．由于起振方向均向下，且P点为振动减弱点，说明两列波传播到P点时相差的时间为半周期的奇数倍
其中为自然数，解得周期的可能值有；；…… 故C错误；
D．由于起振方向均向下，且P点为振动减弱点，说明两列波传播到P点时相差的位移为半波长的奇数倍
其中为自然数，解得
波长的可能值由有；；…… 故D正确。
B．间若为振动加强点，要满足
（）
结合D项分析中的波长的可能值可得间振动加强点不可能有4个，B错误。
故选D。
6．A
【详解】A．图线与横轴所围区域的面积表示力的冲量，在0~t0时间内，根据动量定理可得
所以在0~t0时间末，质点的速度为
由动能定理可得，合外力对P做的功为
故A正确；
B．同理，时间内，速度变化量为
故B错误；
C．时，由图可知，合外力F的冲量为0，质点动量变化量为0，P的动量大小为0，故C错误；
D．2t0时，质点速度为0，2t0~3t0时间内，质点受力方向与运动方向一致，质点运动速度始终沿正方向，3t0时刻速度最大，故D错误。
故选A。
7．A
【详解】压强不变时，有
可得
可见当气体压强不变时，体积变化与温度的变化的关系是成正比的。
故选A。
8．AB
【详解】A．该钟激光的光子的能量为
A正确；
B．该钟激光的光子的动量为
B正确；
C．原子吸收波长为的光子从基态能级Ⅰ跃迁到激发态能级Ⅱ，则有
且从激发态能级向下跃迁到基态的过程有
联立可得
C错误；
D．由题意可知，该金属材料的极限频率为
该钟激光的频率为
由此可知，即不能让该金属材料发现光电效应，D错误。
故选AB。
9．AC
【详解】C．根据原副线圈的电压与匝数的关系可得
代入数据解得
即送电线圈与受电线圈的匝数之比为10:1，故C正确；
A．由匝数比可知原线圈电流应为
即电流表的示数为0.5A，故A正确；
B．充电器消耗的总功率为
故B错误；
D．由容量单位可知，手机充电时间为电池容量与充电电流的比值，即
故D错误。
故选AC。
10．BCD
【详解】ABC．物体做匀速直线运动，根据平衡条件有
，
解得
设，根据数学知识有
可知增大，力可能增大也可能减小，对水平路面的压力、对水平路面的摩擦力一定减小，故A错误，BC正确；
CD．该物体对水平路面的作用力与支持力和滑动摩擦力的合力大小相等，则有
可知增大（始终小于）时，支持力和滑动摩擦力的合力大小，即对水平路面的作用力减小，故D正确。
故选BCD。
11．(1)A
(2)平行
(3) 15.02
(4)C
【详解】（1）光源后面为滤光片，使光源发出的光变为单色光，之后为单缝，使单色光的相干性较好，之后为双缝，变为两束相干光，在遮光筒中传播，避免外界光线干扰，最后在毛玻璃上叠加形成干涉图样，我们再通过目镜进行观测。故选A。
（2）在组装仪器时单缝和双缝应该相互平行放置。
（3）[1]测量头精度为0.02mm，故读数为
[2]由公式可知
（4）A．“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中合力的测量，采用等效替代的方法，故A错误；
B．“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中弹簧形变量的测量，采用多次测量求平均值的方法，故B错误；
C．“用油膜法估测油酸分子的大小”的实验中1滴油酸酒精溶液体积的测量采用的放大测量取平均值的方法，故C正确。
故选C。
12．
【详解】（1）[1]根据图甲，冰墩墩的周期为
（3）[2][3]遮光条经过光电门的速度
根据牛顿第二定律
联立得
可知
c=mg
得冰墩墩的质量为
冰墩墩的重心位置到悬挂点O的距离为
13．（1）；（2）3a
【详解】（1）由题意可知，粒子在磁场中的轨迹半径为
r＝a
由牛顿第二定律得
Bqv0＝m
故粒子的比荷
（2）能进入电场中且离O点上方最远的粒子在磁场中的运动轨迹恰好与AB边相切，设粒子运动轨迹的圆心为O′点，如图所示：
由几何关系知
O′A＝r·＝2a
则
OO′＝OA－O′A＝a
即粒子离开磁场进入电场时，离O点上方最远距离为
OD＝ym＝2a
则根据几何关系可知x轴上方荧光屏上的发光长度为
x轴下方荧光屏上的发光长度为
所以荧光屏上的发光长度为
14．（1）（2）
【详解】（1）对A由动能定理得
A与B碰撞后粘在一起，由动量守恒，以方向为正方向，有
若A与B恰好能滑行至桌子右侧边缘时，则
当时，A初速度最小，则
当A与B恰好能滑行至桌子左侧边缘时，A初速度最大，则代入数据可得
故A初速度大小的范围是
（2）若A、B发生弹性碰撞，由动量守恒及机械能守恒得
代入数值解得
所以A、B发生弹性碰撞后向相反方向运动；
由牛顿第二定律公式
可得
由题意可知，物体刚好滑到边缘时，间距最大，则
由运动学公式可知
可知
故
代入数值可得
15．（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）由图乙可知简谐运动的周期
由此可得
根据图像乙可知速度与时间的变化关系满足余弦函数，可得其关系为
由闭合回路的欧姆定律有
（2）根据对称性可知在时，金属棒到达
处，则在时间内通过金属棒的电荷量
（3）简谐运动过程回路电流为余弦式交流电，在0到时间内，电路产生热量
其中
，
解得
设在0到的时间内外力所做的功为，安培力所做的功为，由动能定理得
其中
解得
（4）由牛顿第二定得
整理得
则外力F的最大值