[物理]江西省红色十校2024-2025学年高三上学期第一次联考月考试卷(解析版)

这是一份[物理]江西省红色十校2024-2025学年高三上学期第一次联考月考试卷(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。
试卷共6页，15小题，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. 在太阳内部存在两个主要的核聚变反应过程，碳循环和质子一质子循环。碳循环中有一个过程是放射性的氮13衰变为碳13，关于此衰变，下列说法正确的是（ ）
A. 氮13和碳13中子数相同B. 氮13和碳13质子数相同
C. 衰变放出的一个粒子是中子D. 衰变放出的一个粒子是正电子
【答案】D
【解析】根据题意可知，衰变方程为
可知衰变放出一个粒子是正电子；氮13的质子数为7，中子数为6；碳13的质子数为6，中子数为7。
故选D。
2. 如图，长木板倾斜放置，质量均为m的直角三角形木块和光滑圆球静止放置在斜面上。木块与木板间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当木板倾角为时，三角形木块恰好沿斜面下滑，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】对直角三角形木块和光滑圆球组成的整体受力分析，受重力、斜面支持力和沿斜面向上的摩擦力，由平衡条件可得
对三角形木块受力分析，受重力、斜面支持力和圆球的弹力，由平衡条件可得
对圆球受力分析，受重力、斜面支持力和木块的弹力，由平衡条件可得
与是一对相互作用力，由牛顿第三定律可知，与大小相等，方向相反，即
联立解得
故选A。
3. 如图甲，某水池中有一点光源S，点光源S仅发射出单色光a和b，在水面上形成一个被照亮的圆形区域（如图乙），小圆区域为复色光照亮区域，大圆环区域仅为单色光b照亮区域。已知水对单色光a的折射率为，对单色光b的折射率为，则单色光b照射到小圆区域边界处的折射角正弦值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】由图乙可知，单色光a照射到小圆区域边界处刚好发生全反射，设此时入射角为，则有
则单色光b照射到小圆区域边界处时，根据折射定律可得
联立可得单色光b照射到小圆区域边界处的折射角正弦值为
故选B。
4. 磁电式电流表的构造如图所示，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布。长方形线圈的匝数为n，平行于纸面的边长度为，垂直于纸面的边长度为，垂直于纸面的边所在处磁场的磁感应强度大小为B。线圈在图中实线位置时，线圈中电流大小为I，改变线圈中电流，线圈稳定后停留在图中虚线位置，下列说法正确的是（ ）
A. 在虚线位置，线圈的磁通量最大
B. 在实线位置，线圈垂直磁场的某一边受到的安培力小于
C. 不论在哪个位置，线圈平行于纸面的某一边受到的安培力大小均为
D. 从实线位置到虚线位置，线圈中的电流减小
【答案】D
【解析】A．线圈在虚线位置时，处于水平位置，穿过线圈的磁通量为零，故A错误；
B． 磁电式电流表内部的磁场是均匀辐向分布的，这种分布确保了不论线圈转到什么角度，其平面都与磁感线保持平行，所以线圈在通电时，无论在那个位置始终受到大小相同的安培力，由于线圈匝数为n，根据安培力公式可知，线圈垂直磁场的某一边在实线位置所受的安培力大小为
故B错误；
C． 不论在哪个位置，线圈平行于纸面的某一边与磁场方向平行，受到的安培力为零，故C错误；
D． 根据线圈的转动与电流的关系，即电流的大小决定了线圈转动的幅度，电流变大线圈转动的幅度变大，电流变小线圈转动的幅度变小，从实线位置到虚线位置，线圈转动的幅度变小，线圈中的电流减小，故D正确。
故选D。
5. 高压输电线上有较高的电压和较大的电流，通常不能直接测量其电压和电流，如图所示电路中，正用电流互感器（变压器）、电压互感器（变压器）分别测量高压输电线的电流、电压，变压器的原、副线圈匝数比为，变压器的原、副线圈匝数比为，电流表的示数为m，电压表的示数为n，和均为理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A. 变压器为降压变压器B. 变压器为升压变压器
C. 高压输电线上的电压为D. 高压输电线输送的功率为
【答案】C
【解析】A．串联在高压电线上测量电流，是电流互感器，原线圈电流大于副线圈电流，根据变压器电流与匝数关系可知，原线圈匝数小于副线圈匝数，则变压器为升压变压器，故A错误；
B．并联在高压电线上测量电压，是电压互感器，原线圈电压大于副线圈电压，所以变压器为降压变压器，故B错误；
C．设高压输电线上的电压为，则有
解得
故C正确；
D．设输电线电流为，则有
解得
则高压输电线输送功率为
故D错误。
故选C。
6. 如图，一列简谐横波沿x轴正向传播，时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示，振动周期T满足，P是波传播路径上的一个质点，下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，质点P正沿y轴负方向运动
B. 质点P振动周期为1s
C. 波的传播速度大小为
D. 波的波长为4m
【答案】C
【解析】A．简谐横波沿x轴正向传播，，根据波形平移法可知，时刻，质点P正沿y轴正方向运动，故A错误；
D．由波形图可知波的波长为5m，故D错误；
BC．由于振动周期T满足，结合题图可知，在内波传播的距离为
则波的传播速度大小为
质点P振动周期为
故B错误，C正确。
故选C。
7. 如图，不可伸长的轻绳绕过光滑的钉子，一端固定在地面上，另一端吊着一个小球。在钉子沿水平方向向左匀速运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小球在竖直方向上做加速运动B. 小球在竖直方向上做减速运动
C. 小球在竖直方向上做匀速运动D. 小球的运动轨迹是一条倾斜直线
【答案】A
【解析】在钉子沿水平方向向左匀速运动的过程中，设钉子的速度为，倾斜绳子与水平方向的夹角为，将钉子速度分解为沿倾斜绳子方向分速度和垂直倾斜绳子方向分速度，则有
小球由于受到绳子拉力与重力均处于竖直方向，所以小球水平方向做匀速直线运动，水平速度等于钉子速度，竖直方向小球的速度为
由于逐渐减小，逐渐增大，则小球在竖直方向上做加速运动；小球的合运动为曲线运动，所以小球的运动轨迹是一条曲线。
故选A。
8. 如图为某电子透镜中电场的等势面（虚线）的分布图，相邻等势面间电势差相等。一电子仅在电场力作用下运动，其轨迹如图中实线所示，电子先后经过A、B、C三点，则电子从A点到C点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 加速度一直减小
B. 速度先减小后增大
C. 在A点电势能比在C点电势能大
D. 从A点到B点电场力做功是从B点到C点电场力做功的2倍
【答案】AD
【解析】A．由等差等势面越密集的地方电场线也越密集，电场强度越大可知，电子先后经过A、B、C三点，可知电场强度逐渐减小，电子受到的电场力逐渐减小，则电子的加速度一直减小，A正确；
BC．电子受到的电场力方向指向轨迹的凹侧，则电场强度方向背离轨迹凹侧，并且垂直等势面，即电子受电场力方向与电场强度方向相反，可知电子从A点到C点的过程中，电场力方向与运动方向间的夹角是钝角，即电场力做负功，电子的动能减小，电势能增大，则速度一直减小，在A点电势能比在C点电势能小，BC错误；
D．从A点到B点电子经过两个等差等势面，从B点到C点电子经过一个等差等势面，由电场力做功与电势差关系公式可知，从A点到B点电场力做功是从B点到C点电场力做功的2倍，D正确。
故选AD。
9. 某天文爱好者观测赤道平面内做圆周运动的A、B两颗卫星的运行规律，A是近地卫星，B卫星运行过程中离A卫星的最小距离为d，测得A卫星的运行周期为T，B卫星的运行周期为，引力常量为G，已知，忽略地球自转，由此求得（ ）
A. 地球的半径为B. 地球的密度为
C. 地球的第一宇宙速度为D. 地球表面的重力加速度为
【答案】BC
【解析】A．设地球半径为R ，则卫星B的轨道半径为R+d，根据开普勒第三定律有
解得
故A错误；
B．对A卫星，根据万有引力提供向心力有
解得地球质量为
则地球的密度为
故B正确；
C．A卫星围绕地球做匀速圆周运动的线速度即为第一宇宙速度，则有
故C正确；
D．对在地球表面上的物体，则有
又地球质量为
解得
故D错误。
故选BC。
10. 如图，足够长光滑绝缘斜面的倾角为，斜面上水平虚线MN和PQ之间有垂直斜面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，MN和PQ之间的距离为2L，一边长为L、质量为m、电阻为R的正方形金属线框abcd从MN下方某处以一定的初速度沿斜面向上滑行，线框穿过磁场区域后继续沿斜面向上滑行到速度为零，然后线框开始沿斜面下滑，cd边刚进磁场时和ab边刚要出磁场时，线框的加速度均为零。重力加速度大小为g，线框运动过程ab边始终水平，，下列说法正确的是（ ）
A. 线框向上运动过程中，进磁场过程与出磁场过程安培力冲量相同
B 线框向上运动过程中，进磁场克服安培力做功和出磁场克服安培力做功相等
C. 线框向下运动过程中，线框中产生的焦耳热为1.2mgL
D. 线框向下运动过程中，线框穿过磁场所用的时间为
【答案】AD
【解析】A．线框向上进磁场和出磁场过程中，安培力的冲量均为
A正确；
B．线框向上运动过程中，进磁场平均安培力大于出磁场平均安培力，因此进磁场克服安培力做功大于出磁场克服安培力做功，B错误；
C．根据题意，线框向下运动过程中，cd边刚进磁场时的速度与ab边刚要出磁场时的速度相等，线框穿过磁场过程根据能量守恒，线框中产生的焦耳热
C错误；
D．线框向下运动过程中，设线框运动的时间为t，根据动量定理有
式中
解得
D正确。
故选AD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学用如图甲所示装置做探究加速度与力关系的实验。打点计时器所用交流电频率为50 Hz，当地的重力加速度大小为g。
（1）该同学做实验时，将木板右端适当垫高，这样做的目的是为了____________________。
（2）该同学按正确的操作，打出的一条纸带如图乙所示，纸带上选定A、B、C、D、E五个计数点（相邻两个计数点间有四个点未画出），并测出每两个相邻计数点间的距离，根据纸带可求出小车的加速度大小为__________m/s2。用槽码重力作为细线拉力F，不断改变槽码质量，发现随着F增大，a − F图像由直线逐渐变为一条弯曲的图线，如图丙所示。图线在末端弯曲的原因是____________________。如果槽码质量越来越大，小车运动的加速度的值最终趋向于__________。
【答案】（1）平衡摩擦力 （2） 0.51 不满足槽码的质量远小于小车的质量 g
【解析】【小问1详解】
将木板右端适当垫高，这样做的目的是为了平衡摩擦力。
【小问2详解】
[1]由相邻两个计数点间有四个点未画出可知，相邻两个计数点间的时间间隔为
由逐差法可知，小车的加速度大小为
[2][3]以小车为对象，由牛顿第二定律得
以槽码为对象，由牛顿第二定律得
联立解得
，
可知当小车质量远大于槽码的质量时，小车受到的合外力可以近似等于槽码的重力，此时图线较为平直；随着槽码质量的增加，小车质量不再远大于槽码的质量，图线上部将会弯曲，且加速度趋近于重力加速度g。
12. 某实验小组要测定一段粗细均匀的电阻丝的电阻率及电源的电动势和内阻，选取合适的器材设计了如图甲所示的电路。R为电阻箱，定值电阻的阻值为，电压表V内阻很大。
（1）先用螺旋测微器测电阻丝直径，示数如图乙所示，则电阻丝的直径__________mm。
（2）将开关合向1，将电阻箱接入电路的电阻调到最大，闭合开关，多次调节电阻箱，记录每次调节后电阻箱接入电路的电阻R及电压表的示数U，根据测得的数值作图像，得到图像与纵轴的截距为、斜率为，则电源的电动势__________，内阻__________。（均用、、表示）
（3）断开开关，将开关合向2，调节电阻丝上的导电夹P的位置，用毫米刻度尺测量并记录导电夹P到电阻丝右端B的长度L；闭合开关，记录电压表的示数U；多次改变电阻丝上的导电夹P的位置，测得多组导电夹P到电阻丝右端B的长度L及对应的电压表的示数U；根据测量得到的多组实验数据作出图像，则得到的图像与纵轴的截距等于__________，若图像的斜率为，则电阻丝的电阻率__________。（均用d、、、、表示）
【答案】（1）1.850
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
由图乙可知电阻丝的直径为
【小问2详解】
[1][2]由闭合电路欧姆定律
整理可得
结合题意有
，
解得
，
【小问3详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律
由电阻定律
解得
此可知，图像与纵轴的截距等于
解得
13. 如图，导热性能良好的汽缸内封闭一定质量的理想气体，其顶部有一固定卡环，卡环与汽缸底部的高度差为h，活塞与汽缸内壁无摩擦且气密性良好，卡环对活塞有一定的压力，活塞的质量为m、横截面积为S，在活塞上放一质量为2m的重物，活塞向下移动，重力加速度大小为g，已知大气压强等于，环境温度为，求：
（1）不加重物时，卡环对活塞的压力大小；
（2）若不加重物，使环境温度缓慢降低，也使活塞下降，则降温后的温度为多少？
【答案】（1） （2）
【解析】【小问1详解】
设不加重物时，缸内气体压强为，卡环对活塞的压力为F，则
解得
加重物后，缸内气体压强为，则
解得
气体发生等温变化，根据
解得
【小问2详解】
若不加重物，设环境温度降为T时，活塞下降，未降温时，缸内气体的压强
降温后缸内气体的压强为，则
解得
根据理想气体状态方程
解得
14. 如图，在平面直角坐标系xOy的第一象限内，y轴与之间有沿y轴负方向的匀强电场，在右侧，有垂直于坐标平面向里的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从坐标原点O射入第一象限，射入的速度大小为，方向与y轴正方向的夹角为，经电场偏转后从上的P点进入磁场，粒子在P点的速度方向与y轴负方向夹角为，粒子在磁场中的运动轨迹刚好与x轴相切。，，不计粒子的重力，求：
（1）粒子运动到P时的速度大小；
（2）匀强电场的电场强度大小；
（3）匀强磁场的磁感应强度大小。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
设粒子到时速度大小为，根据题意有
解得
【小问2详解】
根据速度时间关系
根据牛顿第二定律
粒子在平行x轴方向做匀速直线运动，则
解得
【小问3详解】
P点离x轴的距离
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，根据题意及几何关系有
解得
根据牛顿第二定律
解得
15. 如图，质量为3m的小球A和质量为m的小球B均用长为L的细线悬于O点，小球A处于静止，将小球B拉到一定的高度，使悬挂B球的细线绷紧并与竖直方向的夹角为，由静止释放小球B，小球B在竖直面内做圆周运动，经过时间，小球B运动到最低点与小球A沿水平方向发生正碰，再经过时间又发生第二次碰撞。若A、B每次碰撞均为弹性碰撞，不计小球大小，不计碰撞过程的时间，重力加速度大小为g，，，求：
（1）小球B与A第一次碰撞前瞬间，细线对小球B的拉力大小；
（2）小球A、B第一次碰撞后至第二次碰撞过程中，小球A运动的路程；
（3）从小球B由静止释放至A、B两球发生第n次碰撞，小球B运动的总时间。
【答案】（1）
（2）
（3）（n为奇数）或（n为偶数）
【解析】【小问1详解】
设小球B与A第一次碰撞前的速度大小为，根据机械能守恒定律有
解得
根据牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
设A、B第一次碰撞后，A、B的速度大小分别为，根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
解得
由于第一次碰撞后，A、B的速度等大反向，因此A、B第二次碰撞的位置仍在悬点正下方，第一次碰撞后，A运动到最高点时设摆角为，此过程根据动能定理
解得
故
故小球A运动的路程为
【小问3详解】
由静止释放小球B，小球B在竖直面内做圆周运动，经过时间，小球B运动到最低点与小球A沿水平方向发生正碰，碰前速度为
第一次碰后速度为
再经过时间又在最低点发生第二次碰撞，设第二次碰撞后，A、B的速度大小分别，根据动量守恒定律有
根据能量守恒定律有
解得碰后速度为
再经时间发生第三次碰撞，碰后再经过时间又发生第四次碰撞，之后重复之前的过程，故从小球B由静止释放至A、B两球发生第n次碰撞，小球B运动的总时间为
（n为奇数）
或
（n为偶数）