[物理]江西省普通高中2024届高三下学期学业水平选择性考试试题(解析版)

这是一份[物理]江西省普通高中2024届高三下学期学业水平选择性考试试题(解析版)，共19页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、考号等填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
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. 用黄光照射某种金属时，能发生光电效应。如图所示，用该金属制成光电管，并将光电管与微安表连接成闭合回路。现用蓝光照射该光电管，下列说法正确的是（ ）
A. 微安表中没有电流通过，因为电路中没有电源
B. 微安表中不一定有电流通过，因为蓝光的频率有可能小于该金属的截止频率
C. 微安表中一定有电流通过，且用紫光照射一定比用蓝光照射时微安表中的电流更大
D. 微安表中一定有电流通过，且增加光的强度时微安表中的电流变大
【答案】D
【解析】AB．因为蓝光的频率高于黄光的频率，故用蓝光照射时一定发生光电效应，微安表中一定有电流通过，故AB错误；
CD．光电流的大小与光强有关，与频率无关，故C错误、D正确。
故选D。
2. 小明站在力传感器上做蹲、起动作，该过程中力传感器的示数随时间的变化情况如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 小明质量约为70kg
B. 0~6s内小明完成一次蹲、起动作
C. 小明在“站起”过程做匀变速运动
D. 1~2s内小明先“下蹲”后“站起”
【答案】B
【解析】BD．“下蹲”过程向下运动，先加速再减速，先失重再超重，“站起”过程向上运动，先加速再减速，故先超重再失重，因此对应图像1~2s内是“下蹲”过程，4~6s内是“站起”过程，故B正确，D错误；
A．从图中可知小明的体重约为
故A错误；
C．小明在“站起”过程受到的力是变力，则加速度是变化的，不是匀变速运动，故C错误。
故选B。
3. “天问一号”火星探测器获取的科学数据是利用电磁波从遥远的火星传送回地球的。已知火星的公转周期约为1.9年，太阳光从太阳传到地球约需要500s，假设地球和火星都在同一平面内绕太阳做圆周运动，则理论上电磁波从火星传到地球的最短时间约为（ ）
A. 270sB. 370sC. 420sD. 480s
【答案】A
【解析】设地球、火星的公转轨道半径分别为和，公转周期分别为和，根据开普勒第三定律有
解得
地球和火星之间的最小距离
太阳光从太阳传到地球约需要500s，故理论上电磁波从火星传到地球的最短时间约为
由于270s接近265s，故A符合题意。
故选A。
4. 物体在空气中运动时受到的阻力大小与很多因素有关，在研究此类问题时通常简化为以下两种模型，模型①认为空气阻力大小恒定不变，模型②认为空气阻力大小与速率成正比。一物体以大小为v0的初速度竖直上抛，落回出发点时的速度大小为v（），若按模型①得到物体运动的时间为T1，按模型②得到物体运动的时间为T2，则T1和T2的大小关系为（ ）
A. B.
C. D. 条件不足，无法判断
【答案】C
【解析】在模型①中物体上升和下落均做匀变速直线运动，设空气阻力为Ff，上升的最大高度为H，上升过程根据动能定理有
下落过程根据动能定理有
联立解得
故上升时间
同理下落时间
整个运动时间
在模型②中设空气阻力为kv'，上升时间为t3，下落时间为t4，根据动量定理有
式中v3、v4均为平均速度，故有
整理可得
即总时间
可得
故选C。
5. 奥斯特实验表明通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场。一束彼此绝缘细铜导线被约束在半径为R的圆柱体内，在圆柱体外距中心轴线为r的P点产生的磁场等同于全部电流集中于轴线的直线电流I产生的磁场，即，其中为常数。若P点在圆柱体内，上述公式中的I则为以轴线上一点为圆心、以r为半径的截面所通过的电流，则下列图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由电流微观表达式可知
其中S为圆柱体的横截面积，当圆柱体的截面为圆形、半径为r时
则在圆柱体内部有
与r成正比，在圆柱体外部有
与r成反比，故A图符合题意。故选A。
6. 我国农村地区幅员辽阔，在人烟稀少的地区，一台低压变压器的供电半径可达1000m左右，这使得远离变压器的用户由于输电线的电阻较大导致供电电压偏低。某同学为了研究这种现象设计了如图所示的电路，图中T为理想降压变压器，对用户供电，甲用户离变压器很近，输电线电阻不计，乙用户距变压器500m，丙用户距变压器1000m，、为两段低压输电线的等效电阻，可认为，、、是三个用户正在工作的用电器的等效电阻，且，为丙用户未接入的用电器，用、、分别表示、、两端的电压，输入电压的有效值不变，下列说法正确的是（ ）
A.
B.
C. 若闭合，不变，、均增大
D. 若闭合，不变，、均减小
【答案】D
【解析】由理想变压器的电压特点可知
其中、分别为原副线圈匝数，由题意可知电路中保持不变。由图可知
①
②
又有
③
根据并联电路特点可得
因，所以有上式可知
上述结论结合③式得
④
又，由①②④三式可得
S闭合后，根据并联电路特点可知，、并联电阻之和，小于，所以S闭合后，R2、R3、R、的和电阻减小，设和电阻为，又有欧姆定律可得
所以增大，再结合①可得减小。又
通过R2电流减小，结合③式得通过电流增大，又有②得减小。
故选D。
7. 如图所示，某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以的速度水平向右飞行，经过倾角为45°的斜面底端O点正上方的A点时，释放了一个小球，结果小球打在斜而上的C点。已知A点与O点的距离，无人机的飞行速度不变，空气阻力忽略不计，重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A. 增大，小球落到斜面的速度方向不变
B. 小球打在C点时，无人机恰好飞到斜面上的B点
C. 小球打在C点前瞬间的速率为22m/s
D. 小球从A点运动到C点用时2s
【答案】D
【解析】A.增大，则下落时间减小，根据
可知小球落到斜面时的竖直速度减小，根据
则小球落到斜面时的速度方向改变，故A错误；
B．小球的运动轨迹如图所示
小球的水平速度与无人机的速度相等，小球打在C点时，飞机刚好在C点正上方F点，故B错误；
D．设小球从A点到C点的运动时间为t，则
由几何关系可知
解得
故D正确；
C．小球打在C点前瞬间的速率
故C错误。
故选D。
8. 如图甲所示为一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻的波形图，质点M、N、P、Q分别位于图甲中、、、的位置处。如图乙所示为质点M、N、P、Q中某一质点的振动图像，时刻波恰好传播至Q点，下列说法正确的是（ ）
A. 该波的传播速度为1m/s
B. 波源的起振方向沿y轴正方向
C. 图乙为质点N的振动图像
D. 质点Q起振后的振动步调与质点N完全一致
【答案】AC
【解析】A．由波形图和振动图像可知波长，周期，解得波速
故A正确；
B．波沿x轴正方向传播，根据图乙可知波源的起振方向沿y轴负方向，故B错误；
C．根据“上下坡”规律可知，时刻质点M、Q在平衡位置向y轴负方向振动，质点N在平衡位置向y轴正方向振动，故C正确；
D．质点N与Q相差半个波长，振动步调相反，故D错误。
故选AC。
9. 已知均匀带电的空心球壳内部场强处处为零，球壳内部电势处处相等且与球壳的电势相等，球壳外部空间的电场等同于将全部电荷集中于球心处的点电荷产生的电场。现有三个均匀带电的空心球壳，球心都在O点，半径分别为r、2r、3r，电荷量分别为q、2q、3q（），它们的截面如图所示，在过O点的一条直线上有A、B、C三点，各点到O点的距离分别为1.5r、2.5r、3.5r，三点的场强分别为、、，电势分别为、、，下列说法正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】AB．A点场强只由最内侧球壳上的电荷产生，依题意
B点场强由内侧的两个球壳上的电荷产生，故
同理
则
故A错误，B正确；
CD．因为，三个球壳上都带正电荷，任意球壳内部电势高于外部电势，球壳外部各点离O越远电势越低，A点在两个球壳内部，B点在一个球壳内部，C点在三个球壳外，且A点离O点最近，C点离O点最远，故有
故C正确，D错误。
故选BC。
10. 如图所示，足够长的固定绝缘斜面的倾角，沿斜面长度为s的区域内存在着垂直于斜面向上的匀强磁场，质量为0.2kg的“U”形金属导轨间距为0.5m，长度，整个导轨电阻不计，导体棒pq质量也为0.2kg、电阻、长度也为0.5m。现将导轨放在斜面上，b、d两端点恰好位于磁场的上边界，导体棒放在导轨的正中间并平行于ac边，然后将导体棒和导轨同时由静止释放，导体棒进入磁场时恰好做匀速运动，导体棒出磁场时ac边恰好进入磁场。已知导轨上表面光滑，下表面与斜面间的动摩擦因数，，，重力加速度，导体棒始终与导轨接触良好，下列说法正确的是（ ）
A. 匀强磁场的磁感应强度大小为0.4T
B. s=1.75m
C. 导体棒穿过磁场的过程中产生的焦耳热为3.6J
D. ac边刚进入磁场时导轨的加速度大小为3m/s2
【答案】AD
【解析】A．刚释放时，导体棒的加速度大小
对导轨受力分析，有
解得
设经过时间导体棒进入磁场，有
解得
此时导体棒的速度大小
导体棒进入磁场时做匀速运动，根据平衡条件有
解得
故A正确；
B．假设导体棒始终未离开导轨，ac边进入磁场前，导轨一直做匀加速直线运动，设由静止释放后经过t2时间ac边进入磁场，有
解得
导体棒在磁场中运动的时间
故磁场沿斜面方向的长度
导体棒恰好运动到bd处，假设成立，故B错误；
C．导体棒穿过磁场的过程中产生的焦耳热
故C错误；
D．ac边进入磁场时导轨的速度大小
受到的安培力大小
根据牛顿第二定律有
解得
即加速度大小为3m/s2，方向沿斜面向上，故D正确。故选AD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学用如图甲所示的装置验证查理定律，操作步骤简述如下：
①将一装有细导管的橡皮塞塞住试管口封闭一定质量的气体，细导管的另一端接压强传感器；
②将压强传感器与计算机相连，将一温度传感器也与计算机相连；
③将适量热水（约80℃）倒入大号烧杯中，并将试管浸入热水中至管口与水面相平，再将温度传感器浸没入水中；
④在计算机上打开相应软件，等待水温缓慢下降，计算机将两传感器的示数拟合成一条曲线，如图乙所示为部分图线。
（1）在实验误差允许的范围内，所得的图像是一条直线，说明一定质量的气体，在体积不变时 。（填正确答案标号）
A. 压强p与摄氏温度t成正比B. 压强p与摄氏温度t成一次函数
（2）若实验过程中有少量气体缓慢逸出，则所得图像为 。（填正确答案标号）
A. B.
（3）另外一位同学用一个较小的试管也按相同的步骤做了该实验，现用计算机将两位同学实验采集的数据描绘在同一个p—t坐标系上，则得到的图像可能是 。（填正确答案标号）
A. B. C.
【答案】（1）B （2）B （3）C
【解析】【小问1详解】
根据查理定律有
其中的C为与气体的质量成正比的常量，且温度为热力学温度，则有
则有
可知，压强与摄氏温度t成一次函数。
故选B。
【小问2详解】
结合上述可知，根据查理定律，一定质量的气体在体积不变时有
其中C与气体的质量成正比，当有气体逸出时，C减小，则图像上的点与（-273，0）点连线的斜率减小，因为本实验中气体的温度是逐渐降低的，故图像从右向左斜率减小。
故选B。
【小问3详解】
结合上述可知，根据查理定律，一定质量的气体在体积不变时有
其中C与气体的质量成正比，则一定质量的气体在体积不变时，其p—t图像与t轴的交点坐标均为-273℃，只有第三个选择项符合要求。
故选C。
12. 某实验小组利用如图甲所示的电路测量一未知电阻Rx的阻值（大约为90Ω），图中电源电动势E=4.5V、内阻约为6Ω，R0为定值电阻，毫安表的量程为50mA、内阻约为30Ω。
I.断开开关S1、S2，按图甲连接电路；
II.先接通S2，再接通S1，记下此时毫安表的读数I0；
III.断开S2，记下此时毫安表的读数Ix。
（1）如图乙所示，某次毫安表的读数Ix=___________mA。
（2）在（1）的条件下，若I0=45.0mA，待测电阻Rx=___________Ω（结果保留一位小数）。
（3）该小组尝试将Rx换为一系列不同阻值的电阻进行实验，并在毫安表的刻度上标出对应的阻值，这样就改装成了一个新式“欧姆表”，则Rx的表达式为Rx=__________（用E、I0、Ix表示）；根据此式，毫安表上30.0mA处对应的阻值为__________Ω。
（4）若用了一段时间后电源的内阻变大了，电动势可认为不变，则用此欧姆表测量电阻的结果将__________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】（1）24.0 （2）87.5 （3） 50 （4）偏大
【解析】（1）[1]由题图乙可得知最小刻度0.1mA，需要估读一位，则
（2）[2]S2接通时，根据欧姆定律有
可得
同理S2断开时有
相减可得
解得
（3）[3]由（2）可得
[4]将代入，解得
（4）[5]电源内阻变大时，偏小，而E不变，且电阻的刻度还是按算出来的，故测量结果偏大。
13. 全反射棱镜的截面为等腰直角三角形。如图所示为某种材料制成的全反射棱镜的截面图，∠C为直角，一束单色光从AC边上的O点射入棱镜，在AB面上恰好发生了全反射，之后从BC面射出，射出的光线恰好与从O点入射的光线平行。已知光在真空中的传播速度为c。
（1）求单色光在棱镜中的折射率；
（2）若AC边长为d，且O点为AC边的中点，求光从O点第一次传播到AB边所需的时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）传播路径如图所示
设光线在AC边上的入射角为，由对称性可知光线在BC边上的折射角也为，两光线平行，故
设光线在AB边上的入射角为θ，依题意有
则
由几何关系可知，光线在AC边上的折射角
根据光的折射定律有
解得
（2）在三角形中，，，设OD长为s，根据正弦定理有
解得
光在介质中的传播速度
故
14. 如图所示，平面直角坐标系xOy的第一象限内存在着垂直于坐标平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，第四象限内存在着方向沿x轴负方向、场强大小为E的匀强电场，y轴负半轴上固定着足够长的荧光屏。现有大量质量均为m、电荷量均为的粒子从y轴正半轴上不同位置以不同的速率平行于x轴正方向射入磁场，经偏转后所有粒子均从P（d，0）点进入电场，不计粒子重力和粒子之间的相互作用力。
（1）求以最小速度进入磁场的粒子的纵坐标及该粒子的速度大小；
（2）求（1）中粒子打在荧光屏上的位置与O点的距离；
（3）若从y轴上M（0，）点和N点进入磁场的粒子速度大小相等，求N点的纵坐标。
【答案】（1）d，；（2）；（3）
【解析】（1）如图甲所示
速度最小的粒子在磁场中的运动半径最小，所有粒子轨迹的圆心均在y轴上，故圆心在O点的粒子其运动半径最小，以O点为圆心，OP为半径画圆，交y轴于Q点，即从Q点进入磁场的粒子速度最小，依题意可知Q点的纵坐标为d，洛伦兹力提供粒子做匀速圆周运动的向心力
解得
（2）由（1）知粒子垂直于x轴进入电场，在电场中做类平抛运动，设其加速度大小为a，在电场中的运动时间为t，有
x轴方向有
y轴方向有
解得
（3）两种情况的粒子运动轨迹如图乙所示
设从M点进入磁场的粒子的轨迹圆心为，半径为r，由几何关系有
解得
设从N点进入磁场的粒子轨迹圆心在点，其轨迹半径也为r，由几何关系得
故N点的纵坐标
15. 如图所示，足够长的长木板固定在水平面上且右端固定一定滑轮，甲、乙、丙三个物块的质量分别为M、m、2m，甲右端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧的右端连接一轻质细绳，细绳跨过定滑轮并穿过乙（乙中央有孔）与丙相连，长木板上方的细绳和弹簧均保持水平。先将乙提起，甲、丙处于静止状态，然后将乙紧挨着丙由静止释放，之后的过程中甲恰好未发生滑动。已知弹簧的弹性势能（式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略空气阻力及滑轮的摩擦。求：
（1）乙释放的瞬间受到丙的支持力大小；
（2）乙、丙一起下落过程中的最大速度；
（3）甲与长木板之间的动摩擦因数。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）乙释放前丙受到绳的拉力
设乙释放瞬间，乙、丙的加速度大小为a，刚释放时对乙、丙整体有
对乙有
解得
（2）初始时，弹簧的形变量
弹簧的弹性势能
设乙与丙的速度最大时弹簧的形变量为x2，速度最大时乙、丙整体的合力为零，故
弹簧的弹性势能
从刚释放乙到乙、丙速度最大，乙、丙和弹簧组成的系统机械能守恒，有
解得
（3）乙、丙运动到最低点时速度为0，弹簧拉力最大，甲刚好不滑动，设此时弹簧的形变量为x3，则弹簧的弹性势能
从刚释放乙到乙、丙到最低点，乙、丙和弹簧组成的系统机械能守恒，有
解得
解得