2024届江西省高三下学期4月联考物理试题（解析版）

这是一份2024届江西省高三下学期4月联考物理试题（解析版），共20页。试卷主要包含了考生必须保持答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。
满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。
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．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡交回。
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. 2023年8月4日日本将福岛核废水排放至大海。核废水中含有大量核反应产生的放射性元素，对海洋生态造成极其恶劣的影响。关于放射现象，下列说法正确的是（ ）
A. 贝克勒尔通过对天然放射性的研究，揭示了原子有复杂的结构
B. 衰变所释放的电子是核外电子
C. 放射性元素的原子核有半数发生变化所需的时间就是半衰期
D. 如果核废水不排入大海，可以通过改变储藏环境缩短其放射性持续的时间
【答案】C
【解析】
【详解】A．贝克勒尔通过对天然放射性的研究，揭示了原子核有复杂的结构，选项A错误；
B．衰变所释放的电子是核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误；
C．放射性元素的原子核有半数发生变化所需的时间就是半衰期，选项C正确；
D．外界条件不能改变放射性元素的半衰期，即如果核废水不排入大海，通过改变储藏环境不能缩短其放射性持续的时间，选项D错误。
故选C。
2. 小明的爷爷喜欢拉二胡，小明放假期间利用家中一些废弃的木料制作了一个可调节角度的乐谱架子，如图，、为转轴，底座上开了、、、四个卡槽用来调解支架倾角，杆现在放在卡槽中，此时将一本书放在支架上，书本保持静止状态，下列说法正确的是（ ）
A. 支架对书本的支持力和书本的重力为一对相互作用力
B. 支架对书本的作用力小于书本的重力
C. 若将杆移动到卡槽中，书本一定会向下滑动
D. 若将杆移动到卡槽中，书本受到的摩擦力会变小
【答案】D
【解析】
【详解】A．支架对书本的支持力和书本对支架的压力为一对相互作用力，选项A错误；
B．书所受的合力为零，则支架对书本的作用力等于书本的重力大小，选项B错误；
C．若将杆移动到卡槽中，斜面倾角θ变大，重力的分量mgsinθ变大，最大静摩擦力
减小，只有当
时书本才会向下滑动，选项C错误；
D．若将杆移动到卡槽中，斜面倾角θ变大，由C分析可知，重力沿斜面的分力减小，书本与支架间的最大静摩擦力最大，则书本仍静止，可知书本受到的摩擦力
会变小，选项D正确。
故选D。
3. 我国火箭发射技术位于国际前列。某校物理兴趣小组在模拟火箭发射中，火箭模型从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小，匀速直线运动后开始做匀减速直线运动，加速度大小，达到的最大高度为，此过程火箭模型可看作质点，下列说法正确的是（ ）
A. 火箭模型从发射到飞至最高点过程所用的时间
B. 火箭模型从发射到飞至最高点过程所用的时间
C. 火箭模型升空时达到的最大速度为
D. 火箭模型升空时达到的最大速度为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．匀加速直线运动过程有
，
匀速直线运动过程有
匀减速过程，利用逆向思维有
，
根据题意有
解得
，
则总时间为
故AB错误；
CD．结合上述可知，火箭模型升空时达到的最大速度为，故C正确，D错误。
故选C。
4. 如图，为边长为的等边三棱镜的截面图，一束单色光照射在边上的点，入射方向与边的夹角为，其折射入棱镜时光束与平行，折射光线在面的反射光照射到面的点（图中未标出），光在真空中的速度为，，。下列说法正确的是（ ）
A. 光从空气进入棱镜，波长变大B. 该棱镜的折射率为
C. 该光线射到点时会发生全反射D. 该光线从点传播到点的时间为
【答案】D
【解析】
【详解】A．光从空气进入棱镜，频率不变，波速变小，波长变小，故A错误；
B．根据题意作出光路图
根据几何关系可知单色光照射在边上的点入射角为，折射角为，该棱镜的折射率为
故B错误；
C．根据几何关系可知该光线射到点时，入射角为，全反射的临界角为
故该光线射到点时不会发生全反射，故C错误；
D．根据几何关系可知该光线从点传播到点的距离为，光在棱镜中的速度为
该光线从点传播到点的时间为
故D正确。
故选D。
5. 2024年2月23日19时30分，我国在文昌航天发射场使用长征五号遥七运载火箭，成功将通信技术试验卫星十一号发射升空，卫星顺利进入目标轨道，发射任务获得圆满成功。卫星发射并进入轨道是一个复杂的过程，如图，发射卫星时先将卫星发射至近地轨道，在近地轨道的A点调整速度进入转移轨道，在转移轨道上的远地点调整速度后进入目标轨道；已知引力常量为，地球质量为，近地轨道半径为，目标轨道半径为，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在近地轨道与目标轨道上运动的周期之比为
B. 卫星在转移轨道上运动经过点时的线速度大小为
C. 卫星在近地轨道与目标轨道上运动的向心加速度大小之比为
D. 卫星在转移轨道上从点运动到点的过程中，引力做负功，机械能减小
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据万有引力提供向心力有
解得
则卫星在近地轨道与目标轨道上运动周期之比为，故A正确；
B．在目标轨道的卫星，根据万有引力提供向心力有
解得
卫星在近地轨道运动到B点加速做离心运动进入目标轨道，卫星在转移轨道上运动经过点时的线速度小于，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力有
解得
卫星在近地轨道与目标轨道上运动的向心加速度大小之比为，故C错误；
D．卫星在转移轨道上从A点运动到点的过程中，引力做负功，机械能不变，故D错误。
故选A。
6. 如图，真空中正方形的四个顶点、、、处分别固定有电荷量为、、、的点电荷，点为正方形的中心，、点分别是、的中点，规定无穷远处电势为零。下列说法正确的是（ ）
A. 点的场强方向由指向
B. 点的电势为零
C. 点的电场强度大于点的电场强度
D. 点的电势高于点的电势
【答案】D
【解析】
【详解】A．因b、d两处的正电荷在O点的合场强为零，a、c两处的正负电荷在O点的场强方向为从a指向O，选项A错误；
B．a、c两处的正负电荷在O点的合电势为零，bd两处的正电荷在O点的电势大于零，可知点的电势大于零，选项B错误；
C．因a、c处的等量异号电荷在M、N两点处的场强等大同向；b、d处的等量同种电荷在M、N两点的场强等大反向，如图
则两点的合场强为点的电场强度小于点的电场强度，选项C错误。
D．因a、d两处的正电荷在M、N两点的电势相同，b、c两处的电荷在M点的电势高于N点，则点的电势高于点的电势，选项D正确。
故选D。
7. 如图，两个质量相同的带电粒子、，从圆上A点沿方向进入垂直于纸面向里的圆形匀强磁场，为圆心，其运动轨迹如图所示，两粒子离开磁场区域的出射点连线过圆心，且与方向的夹角为60°，两粒子在磁场中运动的时间相等。不计粒子的重力，，，下列说法正确的是（ ）
A. 粒子带正电，粒子带负电
B. 、两粒子在磁场中运动的速度之比为
C. 、两粒子的电荷量之比为
D. 、两粒子在磁场中运动的周期之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据左手定制可判断粒子带负电，粒子带正电，故A错误；
BCD．粒子，粒子的轨迹如图所示
由图可得粒子，粒子圆心角分别为120°、60°，轨道半径为
由洛伦兹力提供向心力，有
解得
带电粒子运动时间为
两粒子在磁场中运动的时间相等，有
即
解得
故B正确，CD错误。
故选B。
8. 均匀介质中，波源位于点的简谐横波在水平面内传播，时刻、所有波峰、波谷的分布如图甲所示，其中实线表示波峰，虚线表示相邻的波谷，坐标处的质点处于波峰，质点的振动图像如图乙所示，轴正方向竖直向上。下列说法正确的是（ ）

A. 该波的传播速度大小为
B. 末坐标处的质点在轴上的坐标为
C. 坐标处的质点第一次处于波谷的时刻为
D. 坐标处质点的振动方程为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由图可知波长，周期T=4s，则该波的传播速度大小为
选项A错误；
B．因8s末坐标处的质点在波谷，则再经过0.5s，即在8.5s末质点N在轴上的坐标为
选项B正确；
C．坐标处的质点第一次处于波谷的时刻为t=0时刻y=10m处的波谷传到M点时的时刻，即经过的时间为
选项C正确；
D．坐标处的质点与质点P平衡位置相差半个波长，则质点N的振动方程为
选项D错误。
故选BC。
9. 社团活动丰富了同学们的课余生活，如图为小冬同学制作的一台手摇式交流发电机，当缓慢摇动大皮带轮手柄时，连接在发电机上的小灯泡就会一闪一闪的发光。若已知大皮带轮的半径为，小皮带轮的半径为，，摇动手柄的角速度为，且摇动过程中皮带不打滑，下列说法正确的是（ ）
A. 小灯泡闪烁的频率为
B. 发电机产生的交变电流频率为
C. 增大摇动手柄的角速度，小灯泡的闪烁频率增大，但亮度不变
D. 增大摇动手柄的角速度，小灯泡的闪烁频率增大，亮度也增大
【答案】AD
【解析】
详解】B．根据题意可知
皮带传动时，两皮带轮边缘线速度大小相等，根据
解得
可知，发电机转子的角速度为手柄角速度的5倍，发电机产生的交变电流频率为
B错误；
A．小灯泡发光亮度与实际功率有关，因此它在一个周期内会闪烁两次，其闪烁频率为
A正确；
CD．感应电动势的峰值为
增大摇动手柄的角速度，小灯泡的闪烁频率增大，电动势的峰值增大，即电动势的有效值增大，即小灯泡的亮度也增大，C错误；D正确。
故选AD。
10. 如图，肖同学制作了一个“摆”玩具，三根长度均为的轻绳悬挂质量均为的相同小钢球，静止时三个钢球刚好接触但彼此之间没有弹力。现将1号球向左拉到与最低点高度差为处由静止释放，且偏角，所有碰撞均为弹性正碰且时间极短，钢球均视为质点，重力加速度大小为，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 球1摆到最低点与球2碰撞后，球3上摆最高为
B. 以后的每一次碰撞都发生在最低点，球2始终没有离开最低点
C. 若去掉球3且将球2质量变为，在以后运动中，球2最多只能上摆
D. 若去掉球3且将球2质量变为，在以后运动中，球1不能到达的高度
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由题意可知，三球之间为弹性正碰且时间极短，可分析得出发生碰撞时动量、动能均守恒。因此与球1的动量和动能全部传递给球2，球2的动量和动能又传递给球3，球3最终以与球1碰撞时相同大小的速度向上摆动，能到达的高度也为h。故B错误；
B．由于每次碰撞都是完全弹性碰撞，所以球2的动能和动量会完全转移给与它相碰的另一个球，所以不会离开最低点。故B正确；
C．若去掉球3，球2质量变为2m，球1与球2之间为完全弹性碰撞，动量、能量守恒。假设碰撞时球1速度为v，则有
可得
因此碰撞后球2以的速度向上运动，由动能定理可得
可得
故C正确；
D．因为摆角很小，因此小球的摆动都可以看成单摆，单摆的周期相同，因此下次小球会在最低点相遇发生弹性碰撞，由对称性可知此时小球1的速度变为v，能够到h的高度。故D错误。
故选BC。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 如图为测量物块与斜面之间动摩擦因数的实验装置示意图，斜面的倾角为。实验步骤如下：
A．用游标卡尺测量遮光条的宽度，用米尺测量两光电门之间的距离；
B．让物块从光电门1的右侧由静止释放，分别测出遮光条经过光电门1和光电门2所用的时间和，求出加速度；
C．多次重复步骤（2），求出平均值；
D．根据上述实验数据求出动摩擦因数。
回答下列问题：
（1）本实验________（选填“需要”或“不需要”）用天平测量物块和遮光条的总质量。
（2）测量时，某次游标卡尺（主尺的最小分度为）的示数如图所示，其读数为________。
（3）物块的加速度大小可用、、和表示为________；动摩擦因数可用、和重力加速度大小表示为________。
【答案】（1）不需要 （2）10.60
（3） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
实验中要求解动摩擦因数则
可得
则本实验不需要用天平测量物块和遮光条的总质量。
【小问2详解】
游标卡尺读数1cm+0.05mm×12=10.60mm
【小问3详解】
[1][2]滑块经过两个光电门时的速度分别为
根据
可得
根据
可得
12. 某实验小组的同学在测量一未知电阻的阻值时，完成了如下操作：
（1）首先用多用电表粗略测量了该电阻的阻值约为。

（2）为了精确地测量该电阻的阻值，可供选择的实验器材如下：
电流表（，内阻）；
电流表（量程为，内阻约为）；
定值电阻（）；
定值电阻（）；
滑动变阻器（）
滑动变阻器（）；
电源（电动势，内阻很小）；
待测电阻；
电键及导线若干。
（3）该小组同学根据题中提供的实验器材设计电路图，进一步精确地测定电阻，要求两电流表的示数从零开始调节，定值电阻应选________，滑动变阻器应选________。（均选填仪器的符号）请将电路图画在虚线框内，并标明所用器材符号。__________
（4）若电流表的示数为，电流表的示数为，则待测电阻的阻值________（用测量量和已知量的符号表示），这样测量电阻的阻值________（选填“存在”或“不存在”）因电表内阻产生的系统误差。
【答案】 ①. ②. ③. ④. ⑤. 不存在
【解析】
【详解】（3）[1][2][3]电流表的内阻未知，所以在测量电路的干路上，内阻已知，与已知阻值的电阻串联计算电压，所在支路的最大电压为电源电动势，为了不超量程，则电阻的最小阻值为
因此用与串联后再与并联，由于要尽可能多测量几组数据，滑动变阻器采用分压电路，选用最大阻值小的，电路图如图所示

（4）[4]由题意知电阻的电压为
电流为
根据欧姆定律
[5]通过计算得到的两端的电压和电流都是准确值，所以电阻的阻值不存在因电表内阻产生的系统误差。
13. 如图，一汽缸固定在水平地面，可自由移动的活塞和固定隔板将气缸分成两个体积均为的气室，活塞面积为且与汽缸间无摩擦，隔板上安装一单向阀门，且单向阀门只能向右开启；初始时，左边气室中的气体压强为，右边气室中的气体压强为，气体温度始终保持不变。现对活塞施加一水平向右的力缓慢推动活塞，求：
（1）至少要多大时，阀门才能开启；
（2）当时，右边气室中气体的压强为多大？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）阀门开启时有
解得
（2）当时，左边气室中气体的压强为
气体做等温变化，假设左边气室中气体全部进入右边气室中，则
解得
故假设成立，左边气室中气体全部进入右边气室中，则
解得右边气室中气体的压强为
14. 2024年将迎来名副其实的“体育大年”，今年有两个奥运会，分别是江原冬青奥会和巴黎奥运会，滑板运动是其中一个精彩的比赛项目。一滑板训练场地如图，斜坡与光滑圆轨道相切于点，斜坡长度为，倾角为37°，圆轨道半径为，圆心为，圆轨道右侧与一倾角为60°足够长斜面相连，运动员连同滑板总质量为，运动员站在滑板上从斜坡顶端点由静止下滑，滑板与左侧倾斜轨道间的摩擦因素为，其通过光滑圆弧轨道的点后落在了右侧的斜面上，滑板和人可视为质点，不计空气阻力，重力加速度大小取，，，求：
（1）滑板和人通过圆弧轨道最低点时对点的压力大小；
（2）右侧斜面的落点到点的距离。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）对滑板和人从点到C点，应用动能定理可得
求得
最低点C点
求得
由牛顿第三定律可得，滑板和人通过圆弧轨道最低点时对点的压力为；
（2）从C到P应用动能定理可得
求得
设右侧斜面的落点到点的距离为，由抛体运动规律可得
其中
求得
15. 如图，用金属制作的导轨与水平导轨平滑连接，导轨宽轨部分间距为，窄轨部分间距为，轨道倾斜部分与水平面成角，整个空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为。质量为、阻值为的金属棒N垂直于导轨静止放置在水平轨道与倾斜轨道交接处；质量为、边长为且每条边阻值均为的正方形裸露线框P静止在轨道窄部。现将质量为的橡胶棒M自倾斜导轨上高度处由静止释放，当橡胶棒M运动到水平轨道后与N棒发生弹性碰撞，随后立即将M棒拿走，金属棒N和线框P在运动过程中始终相互平行且与导轨保持良好接触，导轨电阻不计且足够长，N棒总在宽轨上运动，线框P总在窄轨上运动，不计所有摩擦，重力加速度大小为（已知两个完全相同的电源并联时，电动势不变，内阻减半）。求：
（1）碰撞后N棒速度大小；
（2）N棒最终速度大小；
（3）整个过程中线框P产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）M棒为绝缘材料，所以不会切割产生电动势，M棒由静止下滑到底端过程中，由动能定理可得
M棒与N棒在水平轨道发生弹性碰撞，根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
联立解得碰后N棒速度
（2）N棒在水平轨道运动时，P线框中ab和cd两段与轨道接触良好，导致电阻变为0，相当于bc和ad两段并联，长度仍为L，阻值为，再与N棒形成闭合回路、回路总电阻为，最终N和P线框均为匀速运动，回路电流为零，有
在N和P运动过程中，分别对N和P列动量定理
联立解得
（3）N棒在水平轨道运动过程中，对N和P系统能量守恒有
N棒和P线框形成闭合回路电流相等，所以产生焦耳热与电阻成正比，其中
联立解得