[物理]江西省多校联考2023_2024学年高三下学期5月模拟预测试题(解析版)

这是一份[物理]江西省多校联考2023_2024学年高三下学期5月模拟预测试题(解析版)，共19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。

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. 2024年2月29日，ITER组织宣布与中核集团签署合作协议，展示了我国核技术领域的强大实力。某核聚变反应的方程式为，已知、、的比结合能分别为、、。下列说法正确的是（ ）
A. 核聚变产能效率高、安全、清洁，所以核电站均采用核聚变发电
B. 要使核聚变能发生，反应物必须具备足够大的体积和质量
C. 由能量守恒定律可知
D. 一定大于
【答案】D
【解析】A．轻核聚变其产能效率高、安全、清洁，但是核电站采用核裂变发电，故A项错误；
B．要使核聚变能发生，其轻核需要具有足够大的动能，即应该给反应物加热到很高的温度，故B项错误；
C．设该核反应中的质量亏损为，对该核反应，由能量守恒可得
故C项错误；
D．比结合能越大，原子核越稳定，由于比更稳定，所以大于，故D项正确。
故选D。
2. 在研究气体等温变化时，某组同学先后两次使用如图甲所示实验装置获得多组注射器内封闭气体的体积V和压强p的测量值，并通过计算机拟合得到如图乙所示两组图线。在实验操作过程中，下列操作错误的是（ ）
A. 实验前在注射器的活塞一周涂上润滑油
B. 在移动活塞时，为了保持注射器静止，要用手握紧注射器
C. 移动注射器的活塞时要缓慢进行
D. 在读取压力表上的示数时要等示数稳定时再读取
【答案】B
【解析】A．研究气体等温变化时，需要保证一定质量的理想气体，则在活塞上涂上润滑油是为了避免实验过程中气体泄露，故A正确，不符题意；
B．研究气体等温变化时要保持温度不变，则不要用手直接握在注射器上，防止气体温度升高，故B错误，符合题意；
C．推拉活塞时要缓慢，使封闭气体有足够的时间与外界发生热交换，从而保持封闭气体的温度不变，故C正确，不符题意；
D．气体的压强在移动注射器的活塞时有变化，则读取压力表上的示数时要等示数稳定时再读取，故D正确，不符题意。
故选B。
3. 如图甲，位于敦煌的“超级镜子电站”是全球最高、聚光面积最大的熔盐塔式光热电站。发电站输出正弦交流电，假设直接用该电压输电，再用一个匝数比的理想变压器给五盏相同的小灯泡供电，如图乙所示。已知输电线上的电阻，小灯泡的额定功率为110 W，电压表示数为110 V，小灯泡恰好正常发光，电压表是理想电压表。下列说法正确的是（ ）
A. 小灯泡的额定电压为55 VB. 流经电阻R的电流为0.5 A
C. 发电站输出电压的峰值为D. 发电站的输出功率为550 W
【答案】C
【解析】A．电压表示数为110 V，根据电压与线圈匝数之比的规律可知
解得
V
小灯泡恰好正常发光，则小灯泡的额定电压为220 V，故A错误；
B．小灯泡的额定功率为110 W，则额定电流为
A
副线圈电流为
A
根据电流与线圈匝数之比的规律可知
解得
A
故B错误；
C．输电线的电压为
V
发电站输出电压的峰值为
V
故C正确；
D．发电站的输出功率为
W
故D错误；
故选C。
4. 如图，光滑固定斜面上方存在一沿斜面向下的匀强电场，一轻弹簧一端固定在斜面的顶端，另一端与一质量为m，电荷量为+q的滑块相连，滑块恰好静止在O点。现给滑块沿斜面向上的初速度，下列关于滑块从O点第一次运动到最高点的过程中，系统的电势能、滑块的加速度a及动能随距离变化的图像正确的是（ ）
A B.
C. D.
【答案】B
【解析】A．滑块从O点第一次运动到最高点的过程中，电场力做功为
根据功能关系有
解得
图像斜率为正值，故A错误；
B．滑块在O点静止，根据平衡条件有
滑块向上运动过程中，根据牛顿第二定律有
解得
图像是一条过原点的倾斜的直线，故B正确；
CD．根据动能定理有
解得
可知，图像中，图像上某一点的切线的斜率的绝对值表示合力大小，结合上述可知，滑块向上运动过程中，合力逐渐增大，即图像上某一点的切线的斜率的绝对值逐渐增大，故CD错误。
故选B。
5. 一根长为L、横截面积为S的金属棒，电阻率为ρ，棒内单位体积自由电子数为n，电子的质量为m，电荷量为e。在棒两端加上恒定的电压时，棒内产生电流，自由电子定向移动的平均速率为v，则金属棒两端的电势差为（ ）
A. ρnevLB. C. D.
【答案】A
【解析】根据电阻定律，可知金属棒的电阻为
金属棒中电流可表示为
则金属棒两端所加的电压为
联立可得金属棒两端的电势差为
故选A。
6. 质量可以忽略的甲、乙两棒一端各固定一相同小球，另一端可以绕水平转轴在竖直平面内转动，如图所示，现将两棒由水平位置无初速度释放，转过θ角（）。已知甲棒较长，不计一切阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 两棒转过相同角度θ时，两小球的线速度一样大
B. 两棒转过相同角度θ时，甲棒上小球的向心加速度较大
C. 两棒转过相同角度θ时，两棒转动的角速度一样大
D. 两棒转过相同角度θ时，运动时间的关系为
【答案】D
【解析】A．根据动能定理有
所以则甲球的速度比乙球大，故A错误；
B．向心加速度为
根据A项可知
两球向心加速度相等，故B错误；
C．根据可知角速度为
可知两棒转过相同角度θ时，乙棒转动的角速度较大，故C错误；
D．根据角速度的计算公式可知，两棒转过相同角度θ时，运动时间的关系为，故D正确；
故选D。
7. 张弦梁，是由上弦的刚性构件和高强度的张拉索，再通过若干个撑杆连接而组成的刚柔混合结构，是一种高效的大跨度空间结构体系，图甲就是利用了张弦梁原理建设的淘金大桥。现分析其力学原理：如图乙所示，钢缆固定在两侧的桥墩顶端，桥跨度为3L，将桥面简化为三块质量均为M的相同木块，中间两个重力可不计的“桥墩”高均为，钢缆重力也忽略不计，重力加速度大小为g。为了保证安全，斜钢缆能承受的张力至少为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】以最左侧木块为对象，对其受力分析可知，受到左侧桥墩与中间靠左的一个“桥墩”的支持力，均为，以中间的木块为对象，对其受力分析可知，受到中间两个“桥墩”的支持力均为，故中间“桥墩”受到的弹力为大小为
再以钢缆和中间“桥墩”的左侧交点为对象分析，受“桥墩”竖直向下的弹力，受左侧斜钢缆倾斜向上的拉力，受中间钢缆水平向右的拉力，分析几何关系知，左侧斜钢缆承受的张力大小为
左右钢缆对称，受力大小相同，故斜钢缆能承受张力至少为。
故选A。
8. 如图，2024年3月20日地月中继卫星一鹊桥二号发射成功，最终将进入环月椭圆冻结轨道，该轨道近月点距离月球表面约为200 km、远月点距离月球表面约为16000 km，为探月工程提供坚实的通信支持。对鹊桥二号在环月椭圆冻结轨道由近月点向远月点运行的过程中，不考虑其他星球引力的影响，下列说法正确的是（ ）
A. 线速度增大B. 线速度减小C. 所受向心力减小D. 机械能增大
【答案】BC
【解析】AB．鹊桥二号在环月椭圆冻结轨道由近月点向远月点运行的过程中，根据开普勒第二定律可知，线速度减小，故A错误，B正确；
C．根据万有引力定律公式有
可知向心力逐渐减小，故C正确；
D．卫星运动过程中只与引力做功，机械能守恒，故D错误；
故选BC。
9. “阳光大课间”跳绳活动中，同学们将一根长30 m的软绳拉直后放在光滑水平地板上。水平面内，沿绳和垂直绳子方向建立如图所示坐标系。两同学分别在绳两端P、Q沿y轴方向持续有节奏地小幅抖动绳，在绳上形成两列振幅分别为20 cm、10 cm的相向传播的绳波，以图示时刻为计时起点，发现2s后处开始振动。下列说法正确的是（ ）
A. 绳波在软绳上的传播速度为1.5 m/s
B. 两列波相遇后，减弱点能保持静止
C. 经过足够长时间，处的点振幅为30 cm
D. 经过足够长时间，除P、Q点外绳上有10个振动加强点
【答案】AC
【解析】A．绳波在软绳上的传播速度为
故A正确；
B．由图可知，两波长相等，所以频率相同，两列波相遇后，能发生干涉，由于两波的振幅不同，所以减弱点不能保持静止，振幅应为10cm，故B错误；
C．当前时刻两波源的振动方向相同，的点到两波源的距离差
所以为加强点，振幅为30cm，故C正确；
D．设P、Q的加强点到P、Q的距离为，，则有
，
当有一个加强点，当分别为1，2，3，4时各有两个加强点，共有9个加强点，故D错误。故选AC。
10. 东方超环，俗称“人造小太阳”，是中国科学院自主研制的磁约束核聚变实验装置。该装置的原理如图所示，混合粒子束先通过加有电压的两极板，再进入垂直于纸面向外的矩形匀强磁场区域，中性粒子继续沿原方向运动，被接收器接收；带电离子一部分打到下极板，剩下的进入宽度足够大的磁场发生偏转并被吞噬板吞噬。已知混合粒子束宽度为d，各种粒子纵向均匀分布，混合粒子进入两极板的初速度均为，方向平行于极板。带电离子电荷量为，质量为m，两极板间电压为U，间距为d，极板长度也为d，离子和中性粒子的重力可忽略不计，不考虑粒子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A. 若要离子匀速通过两极板，可在极板间添加一个大小为、垂直纸面向里的匀强磁场
B. 若要离子匀速通过两极板，可在极板间添加一个大小为、垂直纸面向里的匀强磁场
C. 若极板间电压调整为，右侧磁感应强度为，离子要全部被吞噬板吸收，吞噬板长度至少为d
D. 若极板间电压调整为，右侧磁感应强度为，离子要全部被吞噬板吸收，吞噬板长度至少为
【答案】BD
【解析】AB．若要离子匀速通过两极板，则离子在两极板间受力平衡，即离子所受到的电场力与洛伦兹力大小相同，方向相反，所以有
解得
结合题图可知，离子所受到的电场力竖直向下，则其受到洛伦兹力方向应该竖直向上，由左手定理有，其磁场方向为垂直纸面向里，故A错误，B正确；
CD．粒子在电场中做类平抛运动，由
竖直方向有
即只有一半的离子能够进入偏转磁场，竖直方向速度有
水平方向有
出磁场速度大小为
出磁场时的速度方向与水平方向的夹角为θ，有
离子进入磁场后有
当离子从电极板下极板最右侧进入磁场时，其距离下极板最远，即此距离为，由几何关系有
当离子从电极板中间进入磁场，其距离下极板的距离为，由几何关系有
所以吞噬板长度为
故C错误，D正确
故选BD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某物理兴趣小组借助视频分析软件来研究平抛运动。甲同学将一个网球水平抛出，乙同学从侧面拍摄了一段网球运动的视频，在分析软件中将拍摄好的视频按照设定的时间间隔逐帧播放，那么每帧画面所对应的时间和位置信息也就确定下来了（如图甲所示），以图片中第二帧的时刻为0时刻，并以此时球的位置为坐标原点建立水平和竖直坐标系，选定一旁1m高的立柱作为比例尺，经测量和数据处理，他们得到了网球运动的相关图像，如图乙、丙所示。由图中信息回答以下问题：
（1）网球水平抛出的速度大小为____________m/s。（保留2位有效数字）
（2）网球的加速度大小为____________m/s²。（保留2位有效数字）
（3）若抛出网球时，速度略微向上倾斜，则（1）中所测得的初速度__________实际初速度。（选填“大于”“小于”或“等于”）
【答案】（1）2.0 （2）9.6 （3）小于
【解析】【小问1详解】
根据图乙斜率可知网球水平抛出速度大小为
【小问2详解】
竖直方向有
可得
可得图丙斜率为
解得网球的加速度大小为
【小问3详解】
若抛出网球时，速度略微向上倾斜，则（1）中所测得的初速度为实际初速度的水平分速度，则所测得的初速度小于实际初速度。
12. 某同学学习传感器的知识后，想利用热敏电阻的阻值随温度变化的特性，制作了一个简易低油位报警装置。
（1）该同学首先利用多用电表欧姆“×100”挡粗测该热敏电阻在常温下的阻值，示数如图甲所示，则此时热敏电阻的阻值为＝____________kΩ。
（2）该同学为了进一步探究该热敏电阻阻值随温度变化的关系，设计了如图乙所示的实验电路，定值电阻，在某次测量中，毫安表的示数为5.0 mA，毫安表的示数为2.0 mA，且已知毫安表的内阻为200Ω，则此次测量时，热敏电阻的阻值为____________kΩ。
（3）经过多次测量，该同学得到热敏电阻阻值随温度的变化关系图像如图丙所示，可知该热敏电阻的阻值随温度升高变化得越来越____________（选填“快”或“慢”）。
（4）该同学利用此热敏电阻设计的汽车低油位报警装置如图丁所示，其中电源电动势，定值电阻，长为、粗细均匀的热敏电阻下端紧靠在油箱底部，不计报警器和电源的内阻。已知流过报警器的电流时报警器开始报警，若测得报警器报警时油液（热敏电阻）的温度为30℃，油液外热敏电阻的温度为70℃，由此可知油液的警戒液面到油箱底部的距离约为____________cm。
【答案】（1）1.60 （2）1.8 （3）慢 （4）20
【解析】【小问1详解】
由多用电表欧姆表的读数规则可知，此时热敏电阻的阻值为
【小问2详解】
热敏电阻两端的电压为
通过热敏电阻的电流为
则热敏电阻的阻值为
【小问3详解】
由图丙可得，图线的斜率越来越小，所以，该热敏电阻的阻值随温度升高变化得越来越慢。
【小问4详解】
设警戒液面到油箱底部的距离为x，温度为30℃时热敏电阻的阻值为，则在油液内的热敏电阻的阻值为
同理，可得油液外的热敏电阻的阻值为
其中，由闭合电路欧姆定律有
将E＝5V、I＝2.0mA、R＝1.6kΩ代入可得
13. 如图，某同学测量内径为R，外径为2R的圆环形玻璃砖的折射率。先画出与AO成60°的入射光线，在入射光线上插上大头针，。在右侧观察并插上大头针，同时挡住，的像，再插上大头针，挡住前三枚大头针，作出光路图发现玻璃砖内的光线恰好和内圆相切，光在真空中的传播速率为c。
（1）求玻璃砖的折射率n；
（2）求光在玻璃砖中的传播时间t。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）设光线从A点进入玻璃砖的折射角为，根据几何关系可得
可得
根据折射定律可得玻璃砖的折射率为
（2）光在玻璃砖中的传播速度为
光在玻璃砖中的传播距离为
则光在玻璃砖中的传播时间为
14. 如图，是一个用于物流传输的电磁感应导轨的简化模型，足够长的平行导轨MN、PQ间距L为2m，导轨的ON和部分水平，而MO与部分倾斜，与水平面的夹角，整个装置都处在磁感应强度大小为，方向垂直倾斜导轨向上的匀强磁场中，ab棒置于水平导轨上，cd棒置于倾斜导轨上，均与导轨垂直，ab、cd棒的质量m均为2 kg，电阻R均为2Ω，与导轨之间的动摩擦因数均为，重力加速度大小，导轨电阻不计，，。
（1）将cd棒由静止释放，求cd棒能达到的最大速度及此时ab棒受到的摩擦力；
（2）用手托住cd棒，在外力的作用下，使ab棒由静止出发（记为0时刻）向右做的匀加速直线运动，某时刻释放cd棒，cd棒恰好不上滑，求释放cd棒的时刻。
【答案】（1），方向平行斜导体向下，，方向水平向右；（2）
【解析】（1）对cd棒受力分析可知
解得
即cd棒由静止释放时加速下滑，由于在磁场中受到安培力的作用，加速度越来越小，当加速度为零时，速度达到最大，此时
解得
所以此时产生的电动势
所以其最大速度
方向沿斜导轨向下；
此时，ab棒受到的安培力沿水平方向的分力为
其最大静摩擦力
故导体棒ab处于静止状态，此时受到的摩擦力
方向水平向右；
（2）当cd恰好不上滑，则有
解得
故此时的电动势
所以此时ab棒的速度
故释放cd棒的时间等于ab棒的运动时间，即
15. 如图，PQ是长为的绝缘、粗糙斜面，与水平方向的夹角为，斜面上P点放置一电荷量为的小物块A，斜面底端的光滑水平桌面上有长为的长木板C，其上表面与斜面底端相齐，右端带有挡板，离长木板C的左端处，放有一个小物块B，小物块A、B、长木板C的质量均为。在斜面上方加上垂直斜面向下的电场，斜面上各点的电场强度大小E与到P点距离x之间的关系为，小物块A与斜面间的动摩擦因数为，小物块A、B与长木板C之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现给小物块A一个沿斜面向下的瞬时冲量，经过一段时间后小物块A滑上长木板C，不计A物块由斜面运动到长木板C时的动能损失，以后运动过程中所有的碰撞均为弹性碰撞，重力加速度大小，常量，小物块A、B均看作质点，，，求：
（1）若斜面上方无电场时，小物块A由P运动到斜面底端Q时的速度大小；
（2）斜面上方加电场后，小物块A由P运动到斜面底端Q时的速度大小；
（3）在（2）的条件下，小物块A滑到长木板C上后，在木板上运动的整个过程中，小物块A与长木板C之间的摩擦产生的热量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）若斜面上方无电场时，小物块A由P运动到斜面底端Q根据动能定理
瞬时冲量
联立解得
（2）斜面上方加电场后，小物块A受到斜面的支持力
小物块A受到斜面的摩擦力
可知摩擦力均匀变化，下滑过程中的平均摩擦力为
根据动能定理
解得
（3）设小物块A与物块B碰撞前的速度为，BC的速度为，由动量守恒和能量守恒
解得
，
设AB碰撞后速度分别为和，AB碰撞过程，由动量守恒和机械能守恒
解得
，
此时AC共速，B相对AC向右滑动，设AC和B碰撞前速度分别为和，则有
解得
，
B与C碰撞过程动量守恒和机械能守恒，碰后B、C的速度分别为和，由动量守恒和机械能守恒
解得
，
最终ABC共速时，由动量守恒
从BC碰撞结束到最终共速，AB各自相对C移动，整体由能量守恒
解得
小物块A与长木板C之间的摩擦产生的热量