江西省2024届重点中学协作体高三第一次联考物理试卷（解析版）

江西省重点中学协作体2024届高三第一次联考物理试卷（考试时间：75分钟，试卷满分：100分）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的题目的答案标号填涂黑．回答非选择题时，将答案写在答题卡对应题号答题区内．写在试卷上无效。3．本试卷考试内容：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）1.2023年8月24日至今，日本政府已将福岛核电站含64种放射性元素共2.3万吨核污水排入海洋，严重影响全球生态环境。核污水中放射性元素的半衰期长达30.17年，它的衰变方程为，下列说法正确的是（）A.X是中子B.温度降低可减小铯的半衰期C.X粒子射入匀强磁场中一定受到洛伦兹力作用D.经过60.34年，受铯137污染的土地仍含有铯137元素【答案】D【解析】【详解】A．由质量数和电荷数守恒可知衰变方程为所以X是电子；故A错误；B．半衰期由原子核本身决定，与温度无关；故B错误；C．如果电子速度方向与磁场方向平行不受洛伦兹力；故C错误；D．由可知经过了两个半衰期，则仍有四分之一的铯137，故D正确。故选D。2.如图，A、B两物体叠放在一起，并在竖直向上的恒力F作用下一起沿粗糙竖直墙面做匀速运动，A、B两物体的质量分别为M、m，重力加速度为g，则（）A.A物体受6个力作用 B.恒力F等于C.A物体与墙壁间可能有摩擦力的作用 D.A物体对B物体的作用力垂直于接触面【答案】B【解析】【详解】A．对物体A受力分析，A受重力、B给A的摩擦力和压力，外力F，共受到4个力的作用，故A错误；B．以整体为研究对象，根据平衡条件可得恒力的大小为故B正确；C．对物体A、B整体受力分析，受重力、恒力F，由于水平方向墙壁对A没有支持力，否则整体不会平衡，故墙壁对A没有支持力，也就没有摩擦力，故C错误；D．物体B受力平衡，A对B的作用力与B的重力平衡，所以A物体对B物体的作用力大小为mg，方向竖直向上，故D错误。故选B。3.2023年世界泳联锦标赛中，中国军团以20枚金牌的成绩力压美国，位列金牌榜第一名。若把运动员从起跳到接触水面的运动看成匀变速直线运动，某运动员从距离水面某一高度处的跳板上竖直向上跳起，起跳时开始计时，取竖直向下为正方向，速度传感器记录运动员的速度随时间变化的图像如图所示，下列说法正确的是（）A.0~t2，运动员处于失重状态B.运动员t1时刻接触水面C.运动员在水中时，最深处的加速度最大D.运动员潜入水中的深度等于【答案】A【解析】【详解】A.由图可知，加速度为正，方向竖直向下，可知运动员处于失重状态,故A正确；BC.时刻接触水面，时刻在水的最深处，此时加速度为0，故BC错误；D.则运动员潜入水中的深度为时间内图像与坐标轴所围图形的面积，则运动员潜入水中的深度故D错误。故选A。4.2023年10月23日，抚州籍英雄航天员邓清明来到临川一中为广大师生上了一堂别开生面的国防教育课，他给大家分享了自己的航天经历，生动阐述了中国载人航天精神，2022年11月29日晚，邓清明和费俊龙、张陆3名航天员搭乘神舟十五号载人飞船顺利升空执行飞行任务，假设神舟十五号载人飞船在距地面高度为h的轨道做匀速圆周运动，已知运行周期为T，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是（）A.地球的质量等于B.地球的平均密度大于C.神舟十五号载人飞船的线速度等于D.神舟十五号载人飞船轨道处的重力加速度大于g【答案】B【解析】【详解】ACD．设卫星离地面的高度为h，根据万有引力提供向心力可得联立可得故ACD错误；B．根据解得地球的平均密度为故B正确。故选B。5.图甲为某同学设计的充电装置示意图，线圈匝数匝，面积，空间中存在磁场，方向垂直于线圈平面，磁感应强度随时间按正弦规律变化，如图乙所示，理想变压器副线圈接充电器，已知额定电压为5V的充电器恰能正常工作，不计线圈电阻，则下列说法正确的是（）A.若变化的周期变长，则副线圈电压变大 B.变压器原线圈输入电压有效值为C.变压器原、副线圈匝数比为1:5 D.变压器原、副线圈匝数比为2:5【答案】C【解析】【详解】A．周期变长，磁通量变化率变小，原线圈电压变小，副线圈电压变小，故A错误；B．原线圈输入电压最大值有效值为故B错误；CD．根据原、副线圈电压比等于匝数比故C正确，D错误。故选C。6.利用霍尔元件可以进行微小位移的测量，如图甲所示，在两块磁感应强度相同、N极相对放置的磁体缝隙中放入霍尔元件．该霍尔元件长为，宽为，厚为，建立如图乙所示的空间坐标系，保持沿方向通过霍尔元件的电流不变，霍尔元件沿方向移动时，由于不同位置处磁感应强度不同，在表面间产生的霍尔电压不同，当霍尔元件处于中间位置时，磁感应强度为0，为0，将该点作为位移的零点，在小范围内，磁感应强度的大小与位移的大小成正比，这样就可以把电压表改装成测量物体微小位移的仪表，下列说法中正确的是（）A.该仪表的刻度线是不均匀的B.该仪表只能测量微小位移的大小，不能确定位移的方向C.某时刻测得霍尔电压为，则霍尔电场的场强大小为D.若霍尔元件中导电载流子为电子，则当时，表面电势低于表面的电势【答案】C【解析】【详解】A．根据平衡条件可得所以由此可知，与成正比，即该仪表的刻度线是均匀的，故A错误；B．若上表面电势高，则空穴在上表面聚集，根据左手定则可知，磁感应强度方向沿轴负方向，说明霍尔元件靠近右侧的磁铁，位移方向向右，反之位移方向向左，所以该仪表可以确定位移的方向，故B错误；C．根据电场强度与电压的关系可得，霍尔电场的电场强度大小为故C正确；D．若霍尔元件中导电的载流子为电子，则当时，磁场方向向右，根据左手定则可知，电子偏向下表面，下表面电势低，即表面电势高于表面的电势，故D错误。故选C。7.有一列简谐横波沿x轴正方向传播，其波速为10m/s，在某时刻开始计时，其波形如图所示，已知一质点的平衡位置位于处，则时点离平衡位置的距离大小为（）A. B. C.0 D.【答案】A【解析】【详解】由图可知，该波的波长为12m，由公式可得该波的周期为则之后的1.5s内质点振动了，由图可知质点初始时刻距平衡位置3cm，且向上振动，则再经过时间质点距平衡位置。故选A。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.电容式加速度传感器是常见的手机感应装置，结构如图所示。质量块的上端连接轻质弹簧，下端连接电介质，弹簧与电容器固定在外框上，质量块带动电介质移动改变电容，则下列说法正确的是（）A.电介质插入极板越深，电容器电容越大B.当传感器处于静止状态时，电容器不带电C.当传感器由静止突然向前加速时，会有电流由a流向bD.当传感器以恒定加速度向前运动，达到稳定后电流表指针不偏转【答案】AD【解析】【详解】A．电介质插入极板越深变大，电容器电容越大，A正确；B．当传感器处于静止状态时，电容器带电，左极板带正电，右极板带负电，且两极板之间电势差大小恒等于电源电动势，B错误；C．当传感器由静止突然向前加速时，弹簧会伸长，向上的弹力增加，电介质插入极板深度增加，根据电容器的决定式可知电容器电容增大，因电容器两端的电压不变，根据Q=CU可知，两极板间的电荷量增大，会有电流由b流向a，C错误；D．当传感器以恒定加速度向前运动，达到稳定后弹簧弹力不变，电介质插入极板深度不变，则电容器电容不变，极板电荷量也不变，故电流表中没有电流通过，指针不偏转，D正确。故选AD。9.氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（）A.图1中的Hα对应的是ⅡB.图2中的干涉条纹对应的是ⅡC.Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量D.P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大【答案】ACD【解析】【详解】A．由题意可知，氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ，故可见光Ⅰ频率大于可见光Ⅱ，故可见光Ⅰ是紫光，可见光Ⅱ是红光，图1中的Hα对应的是Ⅱ，故A正确；B．因可见光Ⅱ的频率小，故可见光Ⅱ波长大，其条纹间距较大，根据可知图3中的干涉条纹对应的是Ⅱ，故B错误；C．根据可知Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量，故C正确；D．根据，可得可知发生光电效应时I对应的遏制电压大，则P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大，故D正确。故选ACD。10.如图，一根长为L的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为m的小球（可视为质点），开始时，轻杆位于竖直方向，受轻微扰动后由静止开始向左自由转动，小球与轻杆始终在同一竖直平面内运动，在某时刻轻杆与竖直方向的夹角记为α，取重力加速度为g，关于转动过程中小球的以下说法正确的是（）A.竖直分速度先增大后减小B.重力的最大功率为C.水平分速度最大值为D.当时，轻杆对小球有沿杆方向向下的拉力【答案】BD【解析】【详解】A．小球受杆沿杆方向的支持力或拉力作用，竖直向下的重力作用，转动过程中，杆对小球不做功，重力一直做正功，竖直方向速度一直增加，故A错误；B．杆对小球不做功，重力对小球做正功，当时，由机械能守恒定律有解得重力的最大功率为故B正确；C．杆对小球的作用力由支持力逐渐变为拉力，则在水平方向为向左的推力逐渐变为0，再变为向右的拉力，杆对小球无作用力时水平方向速度最大，此时小球做圆周运动需要的向心力为由机械能守恒定律可得解得，所以故C错误；D．当时，小球已越过速度最大位置，此时轻杆对小球有沿杆方向向下的拉力，故D正确。故选BD。三、非选择题（本题共5小题，共54分，考生根据要求作答）11.小刘同学准备用实验探究胡克定律，他把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，弹簧的右侧固定一刻度尺，如图1所示．在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧在不同拉力作用下的长度，以弹簧弹力为纵轴、弹簧长度为横轴建立直角坐标系。（1）测得弹力与弹簧长度的关系如图2所示，图中表示______（选择字母代号）。A．弹簧的形变量B．弹簧形变量的变化量C．弹簧处于水平状态下的自然长度D．弹簧处于竖直状态下的自然长度（2）实验中，使用两条不同的轻质弹簧和，得到的弹力与弹簧长度的图像如图3所示，由此可知弹簧的劲度系数______（填“大于”，“等于”或“小于”）弹簧的劲度系数。（3）实验过程中发现某类弹簧自身受到的重力相对其弹力非常小，可视为轻质弹簧，若把该类弹簧在铁架台上竖直悬挂时，弹簧呈现的形态是图4中的哪一幅图______。（选择字母代号“A”或“B”或“C”）（4）小刘同学在完成实验（2）后，将质量为的钩码分别挂在轻质弹簧上，并测得弹簧的长度分别为，若将弹簧首尾相连串接在一起，则串接后整根弹簧的劲度系数k=______。（已知当地重力加速度为，结果用“”等符号表示）【答案】①.D②.小于③.A④.【解析】【详解】（1）[1]图2为弹力与弹簧长度的关系图像，根据胡克定律知由于弹簧竖直悬挂，当的时候弹簧的长度为弹簧处于竖直状态下的自然长度。故选D。（2）[2]弹力与弹簧长度的关系图像的斜率表示弹簧的劲度系数，图线的斜率小于图线的斜率，故的劲度系数小于的劲度系数。（3）[3]弹簧自身受到的重力可忽略时，其各部分均匀伸长，故A正确。（4）[4]由图3可知未挂钩码时弹簧的长度为，弹簧的长度为则两根弹簧连接竖直悬挂时，整根弹簧根据胡克定律有解得12.“伽利略”学习小组通过串联两节完全相同的干电池测单节干电池的电动势和内阻。他们手头有一量程为0~250µA、内阻为1000Ω的表头，首先把表头改装为0~3V的电压表。（1）小组同学先把表头______（填“串联”或“并联”）一个阻值大小为______Ω的定值电阻即可使改装后的电压表量程变为0~3V。（结果保留2位有效数字）（2）小组同学将改装电压表V与电阻箱R（最大阻值为99.99Ω）、待测电源按图1连接，闭合开关S，调节电阻箱，记录多组电阻箱和改装电压表换算后示数，得到如图2所示图像，若不考虑电压表内阻的影响，结合图2可知单节干电池的电动势E=______V，内阻r=______Ω。（结果均保留2位有效数字）【答案】①.串联②.1.1×104③.1.4④.0.11【解析】【详解】（1）[1][2]由于串联分压，所以电压表改装时表头应与定值电阻串联，则可得定值电阻为（2）[3][4]由闭合电路欧姆定律可知变形可得结合图像可得解得，13.某探究小组设计了一个报警装置原理如图，在竖直放置的圆柱形容器内用面积、质量m=10kg的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦地滑动。开始时活塞与容器底的距离，容器内密封气体处于状态A，温度为TA=300K。环境温度升高时容器内封闭气体被加热，活塞缓慢上升恰好到达容器内的卡口处，此时气体达到状态B。活塞保持不动，气体被继续加热至温度为TC=363K的状态C时触动报警器。从状态A到状态C的过程中气体内能增加了。取大气压p0=1×105Pa，求气体：（1）在状态B的温度；（2）在状态C的压强；（3）由状态A到状态C过程中从外界吸收热量Q。【答案】（1）330K；（2）1.21×104Pa；（3）161.3J【解析】【详解】（1）状态，压强不变，由盖吕萨克定律可得可得（2）状态，体积不变，由查理定律可得又解得（3）从状态，外界对气体做功由热力学第一定律，解得14.如图所示，足够长的光滑金属直导轨水平平行放置，右端接有阻值为的定值电阻，左端接电阻为粗细均匀的光滑“<”形金属框，，。的左侧区域Ⅰ、的右侧区域Ⅱ内均分布着方向竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场，两磁场边界之间距离为d。质量为、长度为d的导体棒在大小为的水平恒力作用下，从金属框最左端A点由静止开始沿导轨方向（且与垂直）运动。当棒运动的距离时速度大小为（已知），棒进入磁场区域Ⅱ时恰好做匀速运动。棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，棒与导轨的电阻均不计。（1）求导体棒速度为时加速度的大小；（2）求导体棒从A点到过程中，回路内产生的焦耳热；（3）若棒运动到边界时撤去水平恒力，求此后棒运动位移时定值电阻上的功率。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）当棒运动的距离时，棒接入有效长度为由几何关系可知回路总电阻为此时电流为由牛顿第二定律得解得（2）设导体棒