2024届江西省吉安市第一中学高三下学期一模物理试题（解析版）

这是一份2024届江西省吉安市第一中学高三下学期一模物理试题（解析版），共22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。

1. 三星堆遗址考古入选世界重大田野考古发现。三星堆古遗址距今已有3000至5000年历史，昭示长江流域与黄河流域一样同属中华文明的母体。利用14C衰变测定年代技术进行考古研究，可以确定文物的大致年代，14C衰变方程为，14C的半衰期是5730年，下列说法中正确的是（ ）
A. 方程中的X是电子，它是碳原子电离时产生的，是原子的组成部分
B. 方程中的X是中子，来源于原子核
C. 文物所埋藏的环境会影响的半衰期，进而对推算年代造成影响
D. 若、、X的质量分别是、、，一个发生衰变释放能量为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．在核反应方程中，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X是电子，它是核反应产生的，来源于原子核，不是电离产生的，A、B错误；
C．放射性元素的半衰期非常稳定，不受环境影响，C错误；
D．根据质能方程可知，该反应释放的能量
D正确。
故选D。
2. 俄乌冲突中，无人机被广泛用来投放炸弹．如图所示，有三架无人机静止在空中，离地面的高度之比．若同时由静止释放炸弹a、b、c,不计空气阻力，则以下说法正确的是（ ）
A. a、b、c下落时间之比为B. a、b、c落地前瞬间速度大小之比为
C. a与b落地的时间差等于b与c落地的时间差D. a与b落地的时间差小于b与c落地的时间差
【答案】D
【解析】
【详解】ACD．根据
可得
可知a、b、c下落时间之比为
则a与b落地的时间差与b与c落地的时间差之比为
可知a与b落地的时间差小于b与c落地的时间差，故AC错误，D正确；
B．根据
可知a、b、c落地前瞬间速度大小之比为
故B错误。
故选D。
3. 水平地面上有一质量为的长木板，木板的左端上有一质量为的物块，如图（a）所示，用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中、分别为、时刻F的大小。木板的加速度随时间t的变化关系如图（c）所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为，物块与木板间的动摩擦因数为。假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小取。则（ ）
A. 当拉力F逐渐增大时，物块首先相对长木板发生相对滑动B. 在时间段物块做匀加速运动
C. D. 木板加速度所能达到的最大值为
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．木板与地面间的最大静摩擦力为
木板与物块间的最大静摩擦力为
当拉力逐渐增大到时，木板首先相对地面发生相对滑动，此时拉力大小为，当拉力达到时，木板相对物块发生相对滑动，A错误；
B．在时间段，物块和木板都处于静止状态，B错误；
CD．t2时刻木板开始相对物块滑动，此时两者加速度仍相等，据牛顿第二定律，对木板
对物块
联立解得
，
之后木板加速度保持不变，故木板加速度的最大值为，C错误，D正确。
故选D。
4. 如图所示，边长为L正方形金属回路（总电阻为R）与水平面的夹角为，虚线圆与正方形边界相切，虚线圆形边界内（包括边界）存在竖直向下匀强磁场，其磁感应强度与时间的关系式为（且为常量），则金属回路产生的感应电流大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据法拉第电磁感应定律得，回路产生的感应电动势
由闭合电路欧姆定律得，金属回路产生的感应电流大小为
故选D
5. 通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路总电阻的R．当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1，和 （ ）
A. ，B. ，
C. ，D. ，
【答案】D
【解析】
【详解】由
得
若
故选D。
6. 如图所示，绝热汽缸封住一定质量的理想气体，竖直倒放于水平地面，活塞质量不可忽略，不计摩擦。现把汽缸稍微倾斜一点重新达到平衡，则（ ）
A. 气体的密度变小B. 气体的密度不变
C. 气体的压强增大D. 气体的压强减小
【答案】C
【解析】
【详解】CD． 当汽缸竖直放置时，对活塞受力分析如图
所以
即外界大气压力等于重力与内部气体产生的压力之和。当汽缸倾斜时活塞受力如图
由以上可知
即末状态压强大于初状态，故C正确，D错误；
AB．由
可知当气体压强增大，减小，根据热力学第一定律
整个过程是绝热变化， ，即，必定有气体体积减小，气体温度T升高，则密度增大，故AB错误；
故选C。
7. 光敏电阻是一种阻值对光照极其敏感的电路元件。在光照条件下光敏电阻的电子能够脱离束缚，离开原有位置成为自由电子，而缺失电子的位置便称为空穴。如图所示，自由电子与空穴总是成对出现，称为电子—空穴对，空穴可视为正电荷，空穴周围的束缚电子受到空穴吸引会填补该空穴。光敏电阻具有延时性，表现为光照突然消失时，其阻值会缓慢恢复为无光照时的阻值。根据上述材料，下列说法正确的是（ ）
A. 光敏电阻受到的光照越强，其电阻阻值越大
B. 光敏电阻内部的空穴也能够参与导电
C. 光照消失后，电子—空穴对迅速消失
D. 光敏电阻适合用于需要快速响应的电路场合
【答案】B
【解析】
【详解】A．由于在光照条件下光敏电阻的电子能够脱离束缚，离开原有位置成为自由电子，则光敏电阻受到的光照越强，自由电子越多，导电性能越强，其电阻阻值越小，A错误；
B．由于光敏电阻的电子脱离束缚，离开原有位置成为自由电子时，缺失电子的位置便称为空穴，空穴可视为正电荷，可知空穴相对于自由电子的运动方向与电子的运动方向相反，因此光敏电阻内部的空穴也能够参与导电，B正确；
C．由于光敏电阻具有延时性，表现为光照突然消失时，其阻值会缓慢恢复为无光照时的阻值，即光照消失后，电子—空穴对并不会迅速消失，C错误；
D．光敏电阻具有延时性，因此光敏电阻不适合用于需要快速响应的电路场合，D错误。
故选B。
二、多选题
8. 《天问》是屈原笔下的不朽诗篇，而“天问”行星探索系列代表着中国人对深空物理研究的不懈追求。如下图所示，两球形行星A、B的密度之比为、半径之比为，A、B各有一个近地卫星C、D。下列说法正确的是（ ）
A. C、D绕A、B运行的速度之比为
B. C、D绕A、B运行的速度之比为
C. C、D绕A、B运行的周期之比为
D. C、D绕A、B运行的周期之比为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．近地卫星绕行星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
可得
可知C、D绕A、B运行的速度之比为
故A正确、B错误；
CD．近地卫星绕行星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
可得
可知C、D绕A、B运行的周期之比为
故C错误、D正确。
故选AD。
9. 一列周期为T、沿x轴方向传播的简谐横波在某时刻的部分波形如图所示。P，Q，M为波上三个质点，已知该时刻质点P、Q坐标分别为（，），（，），质点M纵坐标为2cm，且质点M正沿y轴正方向振动。则（ ）

A. 该波沿x轴负方向传播
B. 质点M横坐标为20m
C. 经过，质点P和质点Q的位移相同
D. 经过，质点M通过的路程为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由于该时刻质点M正沿y轴正方向振动，根据波形平移法可知，波沿x轴负方向传播，故A正确；
B．设此时波的波动方程为
对于P、Q两点有
则有
，
解得
，
则有
则有
解得质点M横坐标为
故B错误；
C．以该时刻为时刻，设质点P的振动方程为
则有
由于此时质点P向下振动，则有
则经过，质点P的位移为
设质点Q的振动方程为
则有
则有
则经过，质点Q的位移为
故C正确；
D．设此时质点M的振动方程为
则有
由于此时质点M向上振动，则有
则经过，质点M的位移为
则经过，质点M通过的路程为
故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，一倾角为的光滑斜面固定在水平面上，斜面的底端固定一垂直斜面的挡板，上端固定一定滑轮O。劲度系数为的轻弹簧下端固定在挡板上，上端与质量为2m的物块Q连接。一跨过定滑轮O的轻绳一端与物块Q连接，另一端与套在水平固定的光滑直杆上质量为m的物块P连接。初始时物块P在水平外力F作用下静止在直杆的A点，且恰好与直杆没有相互作用，轻绳与水平直杆的夹角也为。去掉水平外力F，物块P由静止运动到B点时轻绳与直杆间的夹角。已知滑轮到水平直杆的垂直距离为d，重力加速度大小为g，弹簧轴线、物块Q与定滑轮之间的轻绳与斜面平行，不计滑轮大小及摩擦，，。则下列说法正确的是（ ）
A. 物块P在A点时外力F的大小为
B. 物块P从A点运动到B点时，物块Q沿斜面下移的距离为
C. 物块P在A点和B点，这两个状态弹簧弹性势能相等
D. 物块P运动到B点时，物块P、Q速度之比为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．对物块P在A点时进行受力分析，有
解得
，
故A错误；
B．物块P到A点时，对物块Q进行受力分析，沿斜面方向上
解得此时弹簧弹力为
由胡克定律可得弹簧此时的伸长量为
物块P到B点时，由几何可得物块Q沿斜面向下滑了
故B正确；
C．物块P到B点时，弹簧此时的压缩量为
所以物块P在A点和B点，这两个状态弹簧弹性势能相等
故C正确；
D．物块P到B点时，P、Q速度满足
物块P、Q的速度之比为
故D错误。
故选BC。
三、实验题
11. 为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图甲所示的实验装置，其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计）
（1）该同学从打出的纸带中选择一条点迹清晰的纸带，将纸带沿计数点剪断得到6段纸带，由短到长并排贴在坐标中，各段紧靠但不重叠，如图乙所示。最后将各纸带上端中心点连起来可得到一条直线，如图丙所示。若用横轴表示时间t，纸带宽度表示相邻计数点时间间隔T，纵轴表示相邻计数点间距离xn（n=1、2、3、4、5、6），则所连直线的斜率表示_________（填序号）。
A.各计数周期内的位移 B.各计数点的瞬时速度
C.相邻计数点的瞬时速度的变化 D.纸带运动的加速度
（2）该同学根据测量数据作出如图丁所示的图像，该图像的斜率为k，在纵轴上的截距为b，重力加速度为g，则小车的质量为_________；小车与桌面间的动摩擦因数为_________。
【答案】 ①. C ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]横轴表示时间t，纸带宽度表示相邻计数点时间间隔T，纵轴表示相邻计数点距离，则斜率为
因此斜率表示，相邻计数点的瞬时速度的变化。
故选C。
（2）[2][3]物块连接动滑轮，则由牛顿第二定律有
变形得
则有
解得
12. 现代社会，喝酒不开车已经成为基本行为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精检测仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材：
A．蓄电池（电动势E＝2 V，内阻r＝0.6 Ω）
B．表头G（满偏电流6.0 mA，内阻未知）
C．电流表A（满偏电流10 mA，内阻未知）
D．电阻箱R1（最大阻值999.9 Ω）
E．电阻箱R2（最大阻值999.9 Ω）
F．开关及导线若干
（1）该同学设计的测量电路如图丙所示，为将表头G的量程扩大为原来的10倍，他进行了如下操作：先断开开关S1、S2、S3，将R1、R2调到最大值。合上开关S1，将S3拨到2处，调节R2，使表头G满偏，电流表A示数为I。此时合上开关S2，调节R1和R2，当电流表A仍为I时，表头G示数如图丁所示，此时R1为108.0 Ω，则改装电表时应将R1调为______ Ω，改装结束后断开所有开关。
（2）该同学若将图丙中开关S1、S2合上，而将S3拨到1处，电阻箱R2的阻值调为14.0 Ω，酒精气体浓度为零时，表头G的读数为________ mA。
（3）完成步骤（2）后，某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向5.0 mA。已知酒精浓度在0.2～0.8 mg/mL之间属于“酒驾”；酒精含量达到或超过0.8 mg/mL属于“醉驾”，则该次测试的酒精浓度范围属于________（选填“酒驾”或“醉驾”）。
（4）使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，可调整________（“R1”或“R2”），使得所测的酒精气体浓度仍为准确值。
【答案】 ①. 6.0 ②. 2.0 ③. 醉驾 ④. R2
【解析】
【详解】（1）[1]合上开关S1，将S3拨到2处，调节R2，使表头G满偏，电流表A示数为I。则表头G与电流表A串联，可知
I＝Ig＝6.0 mA
合上开关S2，调节R1和R2，当电流表A仍为I时，表头G与R1并联，由图丁可知表头G的示数
I′＝4 mA
则R1中的电流
由，解得表头的内阻
将表头G的量程扩大为原来的10倍，则与表头并联的电阻R1中的电流为
IR1＝(10－1)Ig＝9Ig
则由，解得改装电表时应将R1调为
（2）[2]改装后电流表的内阻为
由图乙可知酒精气体浓度为零时，传感器的电阻为
R＝80 Ω
由闭合电路欧姆定律可得电路中总电流
则表头G的读数为
（3）[3]某次在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向5.0 mA，电路中总电流
I3＝10×5.0 mA＝50.0 mA＝0.05 A
由闭合电路欧姆定律可得
解得传感器的电阻
由图乙可知酒精浓度为0.8 mg/mL，所以该次测试的酒精浓度范围属于醉驾。
（4）[4]由闭合电路欧姆定律可知
使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，要想所测的酒精气体浓度仍为准确值，则电路中电流不变，则需要把R2调小，使电路中总电阻减小。
四、解答题
13. “哈尔滨冰灯冰雕景观”是中华民族文化旅游的知名品牌，在国际舞台上享有盛名。大师们把现代光雕艺术与传统灯艺相结合，打造出璀璨梦幻的现场效果。如图所示，在半径为R圆柱体冰块的底面有一个半径为r的圆形面状光源，其圆心与冰块底面圆心重合，面状光源发出蓝光，冰对蓝光的折射率为n。已知真空中的光速为c，不计面状光源的厚度，求：
（1）设圆柱高为H0，蓝光从光源发出到从圆柱体上表面射出所需的最短时间t。
（2）要使从光源发出且直接照射到上表面的所有光线都能直接折射出去，圆柱的高度H应满足什么条件？

【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）蓝光在冰块中传播的速度大小为
由几何关系可知，面状光源各点到圆柱上表面的最小距离均为H0，则
解得最短时间
（2）在面状光源上任取一点A，A发出的光直接照射到圆柱上表面任一点B，设光从A射到B时的入射角为α，则
圆柱的高一定，且α小于90°，所以，AB越大，csα越小，则α越大，由此，如图所示

从面状光源发出且直接照射到圆柱上表面的所有光线入射角的最大值为β，根据几何关系有
要使从面状光源发出且直接照射到圆柱上表面的所有光线都能直接折射出去，应有
解得
14. 如图所示，足够长的水平光滑直轨道AB和水平传送带平滑无缝连接，传送带长L=4m，以10m/s的速度顺时针匀速转动，带有光滑圆弧管道EF的装置P固定于水平地面上，EF位于竖直平面内，由两段半径均为R=0.8m的圆弧细管道组成，EF管道与水平传送带和水平地面上的直轨道MN均平滑相切连接，MN长L2=2m，右侧为竖直墙壁。滑块a的质量m1=0.3kg，滑块b与轻弹簧相连，质量m2=0.1kg，滑块c质量m3=0.6kg，滑块a、b、c均静置于轨道AB上。现让滑块a以一定的初速度水平向右运动，与滑块b相撞后立即被粘住，之后与滑块c发生相互作用，c与劲度系数k=1.5N/m的轻质弹簧分离后滑上传送带，加速之后经EF管道后滑上MN。已知滑块c第一次经过E时对轨道上方压力大小为42N，滑块c与传送带间的动摩擦因数μ1=0.35，与MN间的动摩擦因数μ2=0.4，其它摩擦和阻力均不计，滑块与竖直墙壁的碰撞为弹性碰撞，各滑块均可视为质点，重力加速度大小g=10m/s2，弹簧的弹性势能（x为形变量）。求：
（1）滑块c第一次经过F点时速度大小（结果可用根号表示）；
（2）滑块a的初速度大小v0：
（3）试通过计算判断滑块c能否再次与弹簧发生相互作用，若能，求出弹簧第二次压缩时最大的压缩量。
【答案】（1）m/s；（2）10m/s；（3）能，0.2m
【解析】
【详解】（1）根据牛顿第二定律，在E点滑块c
解得
滑块c第一次经过E点到F点，根据动能定理
解得
（2）滑块c在传送带上做匀加速运动，因此刚放上传送带时，滑块c的速度设为vc，根据运动学规律
滑块a，b作为整体与滑块c发生相互作用，最终滑块c被弹出，根据动量守恒与能量守恒得
联立解得
a与b发生碰撞，最后共速，满足动量守恒
联立解得
（3）假设滑块c能再次回到E点，从F点到E点，根据动能定理
解得
速度大于零，假设成立，滑块c可再次滑上传送带，做减速运动，根据运动学规律
联立解得
即可以追上滑块a，b发生再次碰撞，设最大压缩量为，根据动量守恒与能量守恒
联立解得
15. 如图所示，xOy平面直角坐标系中第一象限存在垂直于纸面向外的匀强磁场（未画出），第二象限存在沿x轴正方向的匀强电场E0，第四象限交替分布着沿-y方向的匀强电场和垂直xOy平面向里的匀强磁场，电场、磁场的宽度均为L，边界与y轴垂直，电场强度，磁感应强度分别为B、2B、3B……，其中。一质量为m、电量为+q的粒子从点M（-L，0）以平行于y轴的初速度v0进入第二象限，恰好从点N（0，2L）进入第一象限，然后又垂直x轴进入第四象限，多次经过电场和磁场后轨迹恰好与某磁场下边界相切。不计粒子重力，求：
（1）电场强度E0大小；
（2）粒子在第四象限中第二次进入电场时的速度大小及方向（方向用与y轴负方向夹角的正弦表示）；
（3）粒子在第四象限中能到达距x轴的最远距离。
【答案】（1）；（2），与y轴负方向夹角的正弦；（3）14L
【解析】
【详解】（1）设粒子在第二象限运动的时间为，加速度为，由于粒子垂直电场方向进入电场则可知粒子在电场中做类平抛运动，由平抛运动的研究方法，水平方向有
竖直方向有
由牛顿第二定律有
联立解得
，，
（2）设粒子经过N点时的速度为，与轴的夹角为，则有
，
解得
由此可知
，
设穿过轴下方第一个电场后的速度为，由动能定理有
解得
在轴下方第一个磁场中运动的轨迹如图所示
由洛伦兹力充当向心力有
解得
设速度偏转角，则根据几何关系可得
即粒子进入第四象限下方第二个电场时速度的大小为，方向与轴负方向夹角的正弦值为。
（3）粒子到达轴最远距离时，速度方向平行于方向，只要能进入下一个电场，就有方向的速度，由此可知粒子离轴最远时一定处于第个磁场中，此前粒子已经过个电场，设此时粒子速度大小为，由动能定理有
粒子每经过一个电场加速后就进入下一个磁场，则通过第个磁场的过程中，设粒子进入第个磁场时速度方向与水平方向的夹角为，在水平方向上由动量定理有
所以从进入第四象限开始到最后一个磁场，累计有
而
联立解得
解得
可知粒子离轴最远的距离为