江西省部分学校2024届高三下学期二模物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高三物理试题本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。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。4．本试卷主要考试内容：高考全部内容。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，只有一项是符合题目要求的。1.钍是一种放射性元素，广泛分布在地壳中。钍经中子轰击可得到核燃料铀（U），其反应方程为，此反应能将地球上现有的钍资源变成潜在的核燃料，是一种前景十分可观的能源材料。以Z、N、A分别表示铀的电荷数、中子数、质量数，下列判断正确的是（）A.，， B.，，C，， D.，，〖答案〗B〖解析〗根据电荷数守恒，U的电荷数为Z=根据质量数守恒，U的质量数为U的中子数为故选B。2.一凿子两侧面与中心轴线平行，尖端夹角为，当凿子竖直向下插入木板中后，用锤子沿中心轴线竖直向下以力敲打凿子上侧时，凿子仍静止，侧视图如图所示。若敲打凿子时凿子作用于木板1、2面的弹力大小分别记为、，忽略凿子受到的重力及摩擦力，下列判断正确的是（）A. B.C. D.〖答案〗D〖解析〗将力在木板1、2面分解如图可得故选D。3.坐标原点处的波源做简谐运动，它在均匀介质中形成的简谐横波沿x轴正方向传播，波源振动4s后波刚好传到处，波形图如图所示。下列说法正确的是（）A.图中M点正沿y轴负方向振动B.波在介质中的速度大小为4m/sC.质点M的平衡位置在处D.波源振动前4s，质点M通过的路程为〖答案〗D〖解析〗A．波沿x轴正方向传播，根据“同侧法”可知，图中M点正沿y轴正方向振动，故A错误；B．根据故B错误；C．M点正沿y轴正方向振动，则质点M的位移为所以故C错误；D．由图可知，波源振动前4s，质点M通过的路程为故D正确。故选D。4.如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，副线圈电路中定值电阻的阻值为5Ω原线圈与一理想交流电流表串联后，接入一电压有效值不变的正弦交流电源。当电阻箱的值为25Ω时，理想电压表的示数为5.0V；现将电阻箱的阻值调为15Ω，此时（）A.原线圈两端的输入电压为120VB.电压表的示数为7.5VC.电流表的示数为0.6AD.原线圈的输入功率为54W〖答案〗B〖解析〗A．当电阻箱的值为25Ω时，理想电压表的示数为5.0V；则变压器副线圈的输出电压为根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比，可得原线圈两端的输入电压为故A错误；BCD．现将电阻箱的阻值调为15Ω，则副线圈电流为则电压表的示数为根据理想变压器原副线圈电流比等于匝数比的反比可得可得原线圈电流为则电流表的示数为；原线圈的输入功率为故B正确，CD错误。故选B。5.如图所示，将原长为3.5L的轻弹簧一固定在P点，另一与质量为m的带孔小球拴接在一起，再将小球套在光滑的竖直杆上，现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中依次经过了N、Q、S三点。已知小球在M点时弹簧的弹力与小球的重力大小相等，小球在N、Q两点时加速度相同，，PM=3L，PS=4L，MS=5L，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A.弹簧的劲度系数为B.小球运动到S点时的速度大小为C.小球从M点运动到S点的过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大D.〖答案〗B〖解析〗A．小球在M点时弹簧的弹力与小球的重力大小相等，此时弹簧被压缩0.5L，则弹簧的劲度系数为选项A错误；B．小球运动到S点时弹簧被拉长0.5L，可知在M点和S点时弹簧弹性势能相等，由能量关系可知解得选项B正确；C．小球从M点运动到S点的过程中，弹簧先被压缩的越来越大，然后被压缩的越来越小，到Q点时弹簧到原长，然后又被拉长，可知弹簧的弹性势能先增加后减小，后又增大，选项C错误；D．由几何关系可知则选项D错误。故选B。6.如图所示，在足够大的水平地面上静置一木板，可视为质点的物块以v0=3m/s的速度滑上木板，最终物块恰好到达木板的右端，木板沿地面运动的距离恰好等于木板的长度。已知物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2，木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.05，取重力加速度大小g=10m/s2，则木板的长度为（）A.1.0m B.1.5m C.2.0m D.2.5m〖答案〗B〖解析〗设滑块的质量为，木板的质量为，在滑块减速和木板加速到共速的时间为，加速度为、，有木板的位移为两者共速后，因，则一起减速到停止，共同减速的加速度为，有木板的位移为木板沿地面运动的距离恰好等于木板的长度，即最终物块恰好到达木板的右端，即滑块相对滑动的位移为板长，有联立各式解得，故选B。7.如图所示，三角形为棱镜的横截面，，，一束光线从边的中点M以45°的入射角射入棱镜，从N点射出的光线恰好与平行。已知，光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（）A.棱镜对光的折射率为1.5 B.棱镜对光的折射率为C.光在棱镜中传播时间为 D.光在棱镜中传播的时间为〖答案〗D〖解析〗AB.如图所示设光在点的折射角为，由几何关系得因为N点射出的光线恰好与BC平行，则折射角根据光路可逆原理，有所以由折射定律有棱镜对光的折射率故AB错误；CD.设光在棱镜中传播的速度为，根据折射定律有由正弦定理有又由几何关系光在棱镜中传播的时间解得故C错误，D正确。故选D。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，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.某一沿x轴方向的静电场，电势在x轴上的分布情况如图所示，B、C是x轴上的两点。一负电荷仅在电场力的作用下从B点运动到C点，该负电荷在（）A.O点的速度最大B.B点受到的电场力小于在C点受到的电场力C.B点时的电势能小于在C点时的电势能D.B点时的动能小于在C点时的动能〖答案〗AC〖解析〗B．根据可知图像的切线斜率表示电场强度，则B点的场强大于C点场强，负电荷在B点受到的电场力大于在C点受到的电场力，故B错误；CD．根据由图像可知B点的电势大于C点的电势，由于电荷带负电，则负电荷在B点时的电势能小于在C点时的电势能，由于只有电场力做功，所以动能和电势能之和保持不变，则负电荷B点时的动能大于在C点时的动能，故C正确，D错误；A．根据由于O点的电势最高，则负电荷在O点时的电势能最小；由于动能和电势能之和保持不变，则负电荷在O点时的动能最大，负电荷在O点的速度最大，故A正确。故选AC。9.如图甲所示，电阻不计，间距为0.5m的光滑平行金属导轨竖直放置，上端连阻值为3Ω的定值电阻，虚线下方存在垂直于导轨平面向里、磁感应强度大小为2T的匀强磁场。现将电阻为1Ω的金属杆ab从上方某处由静止释放，金属杆ab下落过程中始终水平且与导轨接触良好，其速度大小v与下落时间t的关系图像如图乙所示，取重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是（）A.金属杆进入磁场后a端的电势较高B.金属杆释放位置到的距离为0.8mC.金属杆进入磁场后两端的电压为4VD.金属杆的质量为0.1kg〖答案〗BD〖解析〗A．金属杆进入磁场后，根据右手定则可知，电流方向沿逆时针方向，b端为等效电源的正极，则a端的电势较低，故A错误；B．金属杆释放位置到过程做自由落体运动，则有故B正确；C．金属杆进入磁场后做匀速直线运动，感应电动势为感应电流金属杆两端电压进入的速度为自由落体运动的末速度，则有解得U=3V故C错误；D．金属杆进入磁场后做匀速直线运动，则有结合上述解得故D正确。故选BD。10.预计在2025年1月16日，地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线，此现象被称为“火星冲日”。如图所示，火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，火星与地球的公转轨道半径之比约为，地球与火星的质量之比约为，地球与火星的半径之比约为，已知半径为R的球的体积，取，根据以上信息结合生活常识可知（）A.火星与地球的平均密度之比约为B.火星与地球绕太阳运动的周期之比约为C.火星与地球表面的重力加速度大小之比约为D.相邻两次“火星冲日”的时间约为801天〖答案〗ACD〖解析〗A．根据密度联立得代入数据可知，火星与地球的平均密度之比约为，故A正确；B．根据代入数据可知，火星与地球绕太阳运动的周期之比约为，故B错误；C．根据代入数据可知，火星与地球表面的重力加速度大小之比约为，故C正确；D．根据火星与地球绕太阳运动的周期之比约为已知地球的公转周期为则火星的公转周期为设经过时间t出现下一次“火星冲日”，则有解得即约801天。故D正确。故选ACD。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.在探究加速度与力、质量的关系的实验中，采用如图甲所示的装置。（1）在补偿小车与长木板之间的阻力后，打出了一条纸带，每五个点取一个计数点，量出A、B、C三点到O点的距离如图乙所示，已知打点计时器所接电源的频率为50Hz，则打点时小车的速度大小vB=______m/s，小车的加速度大小a=______m/s2。（结果均保留两位有效数字）（2）改变砝码的质量，重复实验，得到多组小车的加速度a及对应的力传感器示数F，根据质量数据作出的a—F图线为如图丙所示的直线，图像不过原点的原因是______。〖答案〗（1）0.190.40（2）平衡摩擦力不足〖解析〗【小问1详析】[1]由于每五个点取一个计数点，则相邻计数点之间的时间间隔为匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度与全程的平均速度相等，则打B点时小车的速度大小[2]匀变速直线运动中，相邻时间间隔内的位移差相等，则有【小问2详析】根据图丙可知，在绳上拉力较小时，小车加速度仍然为0，可知，图像不过原点的原因是平衡摩擦力不足。12.某实验小组为测量干电池的电动势和内阻，设计了如图甲所示的电路，所用器材如下：A.干电池一节；B．电压表（量程为0~3V，内阻较大）；C．电阻箱（阻值为0~999.9Ω）；D．开关一个和导线若干。（1）根据图甲，用笔画线代替导线，将图乙中的实物图补充完整。（2）调节电阻箱到最大阻值，闭合开关。逐次改变电阻箱的电阻，记录其阻值R、相应的电压表的示数U。根据记录的数据作出的图像如图丙所示，则该干电池的电动势E=_________V、内阻r=_________Ω。（结果均保留两位小数）（3）由于电压表的内阻不是无穷大的，因此本实验干电池的内阻的测量值_________（填“偏大”或“偏小”）。〖答案〗（1）（2）1.560.40（3）偏小〖解析〗【小问1详析】电路连线如图【小问2详析】由电路可知可得可得，解得E=1.56Vr=0.40Ω【小问3详析】由于电压表的内阻不是无穷大的，因此实验中测得的电池的内阻是电压表的内阻与电源内阻并联后的阻值，即即本实验干电池的内阻的测量值偏小。13.一定质量的理想气体由状态M→N变化的p—V图像为如图所示的直线。已知气体在此过程中的最高热力学温度Tmax=320K，气体内能的变化满足，常量=1000J/K，求：（1）此过程中气体对外界做的功W；（2）气体在状态M时的热力学温度TM及此过程中气体从外界吸收的热量Q。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）气体p—V图线与横轴所围的面积就是气体对外界做的功，有解得（2）设气体在状态N时的热力学温度为TN，某状态时的气体对应的压强、体积、热力学温度分别为p、V、T，则有当V=2m3时，T取最大值，代入上式解得所以气体从M→N的过程，气体从外界吸收的热量等于气体对外界做的功，即14.如图所示，在平面直角坐标系xOy的第三象限内存在沿y轴正方向，电场强度大小为E的匀强电场，图中有一半径为R的绝缘刚性圆环，圆环经过坐标原点O（O点开有小孔），圆环圆心在直线y=x上，环内存在垂直坐标平面向里的匀强磁场。电场中的粒子发射源P能沿x轴正方向发射质量为m、带电荷量为q、速度为v0的带正电粒子，粒子恰好从O点以速度v0进入磁场，粒子与圆环碰撞时无能量损失且电荷量不变，不计粒子受到的重力。（1）求发射源P的坐标；（2）调整圆环内匀强磁场的磁感应强度大小可以控制粒子与绝缘圆环的碰撞次数，求粒子在磁场中运动的最短时间tmin及此时的磁感应强度大小B。〖答案〗（1）；（2），〖解析〗（1）设P点的坐标为（x，y），带电粒子做类平抛运动的时间为t，则有解得，所以P点的坐标为。（2）设粒子进入磁场后做半径为r的圆周运动，粒子与绝缘圆环相碰次后恰好从O点射出，设粒子做匀速圆周运动的周期为T，结合图中几何关系有解得，由数学知识知（严密论证过程如下），当n=3时，t有最小值，此时，。证明：令令则有可知所以在定义域内先单调递增，后单调递减，故，即，故在定义域内为增函数，当x=3时，有最小值。15.如图所示，倾角为θ且足够长的固定斜面上放置4个完全相同的滑块，编号为1、2、3、4，相邻滑块间距均为L。现有一表面光滑、质量为m的物体从滑块1上方某处由静止释放，之后所有碰撞均为弹性正碰且碰撞时间极短。已知每个滑块的质量均为m0（m0>m），滑块与斜面