江西省部分学校2024-2025学年高三下学期2月一模考试物理试题（解析版）

这是一份江西省部分学校2024-2025学年高三下学期2月一模考试物理试题（解析版），共16页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4．本卷命题范围：高考范围。
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。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. 如图所示为氢原子的能级图，一群处于基态的氢原子吸收某种频率的光子后，跃迁到同一激发态上，处在激发态的氢原子不稳定，向低能级跃迁，可辐射多种频率的光子，其中能量最小的光子能量为0.31eV，则氢原子处在基态时吸收的光子能量为（ ）
A. 13.6eVB. 13.06eVC. 12.75eVD. 12.09eV
【答案】B
【解析】根据能级图判断，能量最小的光子是从n=5向n=4跃迁辐射的，因此氢原子处在基态时吸收的光子的能量为，故选B。
2. 如图所示，置于绝缘水平面上、沿顺时针方向的环形电流在圆心O点产生的磁感应强度的大小为B，环形电流上的a、b两点的连线为圆环的直径，现将右边半圆环绕直径ab向上弯折60°，则O点的磁感应强度的大小变为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】根据对称性，两段半圆环中的电流在O点产生的磁感应强度的大小均为，方向均竖直向下，将右边半圆环绕直径ab向上弯折60°后，右边半圆环中的电流在O点产生的磁感应强度的方向也转过了60°，根据磁场的矢量叠加可得，O点的磁感应强度的大小变为
故选D。
3. 一辆汽车正在平直的公路上以20 m/s的速度匀速行驶，某时刻，司机发现前方有险情，经短暂的反应后立即刹车，刹车过程汽车做匀减速运动，减速运动的时间为反应时间的4倍，从看到险情到汽车停下，汽车行驶的距离为30 m，刹车过程看成匀减速直线运动，则刹车过程的加速度大小为（ ）
A 5 m/s2B. 7 m/s2C. 10 m/s2D. 12 m/s2
【答案】C
【解析】设反应时间为t，则刹车时间为4t，根据题意
代入数据解得t＝0.5 s
则汽车刹车的加速度大小为
故选C。
4. 如图所示，一列简谐波沿x轴正方向传播，t＝0时刻的波形如图所示，平衡位置在x＝1m处的质点P从图示时刻开始经过0.5s后第一次位移为0.25cm，则下列判断正确的是（ ）
A. 波的周期为4sB. 波的波长为3m
C. 波的传播速度大小为0.4m/s D. t＝2s时刻，质点P的速度为正，加速度为负
【答案】C
【解析】ABC．简谐波沿x轴正方向传播，则时刻质点P从平衡位置向上振动，则质点P的振动方程为
质点P从图示时刻开始经过0.5s后第一次位移为0.25cm，则有
解得周期为
由图可知
解得波长为
则波的传播速度大小为
故AB错误，C正确；
D．由于
可知时，质点P处于波峰向平衡位置振动的过程，则此时质点P的速度为负，加速度为负，故D错误。
故选C。
5. 2024年5月，“嫦娥六号”月球探测器进入周期为12 h的椭圆环月轨道，椭圆轨道的远月点离月心的距离是近月点离月心的距离的5倍，BD为椭圆的短轴，已知引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. “嫦娥六号”在地球表面的发射速度大于第二宇宙速度
B. “嫦娥六号”在椭圆轨道上运行时，在A点动能最大，机械能最小
C. “嫦娥六号”从A点运动到B点的时间大于3小时
D. “嫦娥六号”在A点和在C点的速度大小之比为5：1
【答案】D
【解析】A．“嫦娥六号”环月运行时仍在地球的引力范围内，因此“嫦娥六号”在地球表面的发射速度小于第二宇宙速度，A错误；
B．“嫦娥六号”在椭圆轨道上运行时，在A点动能最大，在椭圆轨道上各处的机械能相同，B错误；
C．“嫦娥六号”从A点运动到C点的时间为6小时，在AB段的平均速率大于BC段的平均速率，因此“嫦娥六号”从A点运动到B点的时间小于3小时，C错误；
D．设“嫦娥六号”在A点和在C点时到月心的距离分别为r1、r2，则有
根据开普勒第二定律有
解得
D正确。
故选D。
6. 如图所示将一个小球先后两次从A点斜向右上方抛出，第一次垂直打在竖直墙面上的B点，第一次抛出的初速度大小为v01，小球打在B点的速度大小为v1，小球从A点运动到B点的时间为t1，克服重力做功的平均功率为P1；第二次垂直打在竖直墙面上的C点，第二次抛出的初速度大小为v02，小球打在C点的速度大小为v2，小球从A点运动到C点的时间为t2，克服重力做功的平均功率为P2；则下列关系正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A．由于竖直方向的高度第一次小于第二次，逆向看成平抛运动，根据平抛运动规律
可知
A正确；
B．两次水平分位移相同，结合上述分析可知
因此
B错误；
C．设水平位移为x，初速度为v0，初速度与水平方向的夹角为θ，则有，
解得
由此可见，有可能
C错误。
D．克服重力做功的平均功率
由此可知
D错误。
故选A。
7. 如图所示，某热水瓶的容积为V，瓶中刚好有体积为的热水，瓶塞将瓶口封闭，瓶中气体压强为1.2p0，温度为87℃，环境大气压强为p0，将瓶塞打开，一会儿瓶中气体温度变为57℃，瓶中气体可看成理想气体，则从打开瓶塞至瓶中气体温度变为57℃的过程中，跑出热水瓶的气体质量与未打开瓶塞时瓶中气体质量之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设原来瓶中气体变成57℃、压强为p0时，气体的总体积为V′，根据理想气体状态方程，有
解得
则跑出气体的质量与原来气体的质量之比为
故选A。
8. 一辆机车在水平路面上从静止开始做直线运动，其加速度随时间变化的图像如图甲所示，机车牵引力F和车速倒数的关系图像如图乙所示，机车前进过程中所受阻力大小恒定，时刻机车达到额定功率，之后保持该功率不变，下列说法正确的是（ ）
A. 所受恒定阻力大小为1.5×105NB. 机车运动的额定功率为6×106W
C. 机车匀加速运动的时间为30 sD. 机车的质量为6×105kg
【答案】AD
【解析】A．由图乙可知，机车在BC段恒定功率启动，当速度最大时，机车匀速行驶，机车所受恒定阻力大小等于机车牵引力的大小，则有
A正确；
B．机车运动的额定功率
B错误；
C．机车匀加速的末速度
AB段机车恒定加速启动，由甲图可知机车的加速度为
机车匀加速运动的时间
C错误；
D．根据牛顿第二定律，结合图甲可得
解得
故选AD。
9. 如图所示，A点固定一个电荷量为+8q（q＞0）的点电荷，在B点固定一个电荷量为－q的点电荷，以A点为圆心、半径为2r画圆，以B点为圆心、半径为r画圆，两圆相交于C、D两点，与A、B两点所在直线分别相交于M、Q、P、N，则下列说法正确的是（ ）
A. C、D两点电势相等
B. C、D两点电场强度相同
C. 将一个负的试探电荷从M点沿半圆弧运动到Q点，电场力一直做正功
D. 将一个正的试探电荷从P点沿半圆弧运动到N点，电势能一直增加
【答案】AB
【解析】A．根据电势叠加可知，C、D两点电势相等，A正确；
B．A点点电荷在C点产生的场强大小
B点点电荷在C点产生的场强大小为
根据三角形相似可知，C点场强平行于AB向右，同理可知，D点场强方向也平行于AB向右，根据场强叠加可知，C、D两点场强大小相等，B正确；
C．根据电势叠加可知，从M点到Q点的半圆弧上，电势越来越低，将一个负的试探电荷从M点沿半圆弧运动到Q点，电势能一直增大，电场力一直做负功，C错误；
D．从P点到N点的半圆弧上，电势越来越低，一个正的试探电荷从P点沿半圆弧运动到N点，电势能一直减小，D错误。
故选AB。
10. 如图所示，质量为m、边长为L、电阻为R的金属线框abcd静止在光滑水平面上，平行边界P、Q间有垂直于水平面向上的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，用大小等于mg的水平恒力F拉线框，使线框从静止开始运动，线框运动过程中ab边始终与磁场边界平行，ab边刚进磁场时线框的加速度为零，线框出磁场的过程中，当cd边刚要出磁场时的加速度恰好为0，磁场边界P、Q间的距离为d，则下列判断正确的是（ ）
A. 开始时ab边与边界P间的距离为
B. 线框进磁场过程中，通过线框截面的电量为
C. 从线框cd边刚进磁场到cd边刚好出磁场过程中，线框运动的时间为
D. 线框穿过磁场过程中，拉力F冲量大于
【答案】BC
【解析】A．由题意，设ab边刚进磁场时的速度大小为v1，根据动能定理
解得
则
解得
故A错误；
B．线框进磁场过程中，通过线框截面的电量为
故B正确；
C．从线框cd边刚进磁场到cd边刚好出磁场过程中，根据动量定理有
解得
故C正确；
D．线框穿过磁场的过程中，根据动量定理有
解得
故D错误。
故选BC。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学做“探究加速度与物体质量关系”的实验，实验装置如图甲所示，让槽码通过细绳拖动小车在长木板上做匀加速直线运动。
（1）先平衡摩擦力，再悬挂槽码，调节定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳________；
（2）如图乙所示是实验中得到的一条纸带，每两个计数点间有四个点未画出，图示中标出了部分实验数据。实验所用电源的频率为50Hz，打点计时器打B点时小车的速度vB=________m/s，小车运动的加速度a=________m/s2。（结果均保留2位有效数字）
（3）按正确的步骤操作，保持槽码的质量m0不变，改变小车上的砝码质量从而改变小车和砝码的总质量M，测出对应的加速度a，并作出图像，实验操作无误，下列图像最符合实际的是图丙中的图线________（填“1”“2”“3”或“4”）。
【答案】（1）与长木板平行
（2）0.65 0.52
（3）1
【解析】（1）先平衡摩擦力，再悬挂槽码，调节定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳与长木板平行；
（2）[1]打点计时器打B点时小车的速度为
[2]小车运动的加速度为
（3）根据题意，由牛顿第二定律有
整理得
图像1正确。
12. 要测量一节新型电池的电动势和内阻，某同学设计了如图甲所示的电路，定值电阻的阻值为R0。
（1）请根据电路图甲将图乙的实物连接成实验电路。
（2）第一次将开关S合向1，将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大，闭合开关S0，多次调节滑动变阻器，测得多组电压表和电流表的示数U、I，其中某次电流表指针所指的位置如图丙所示，此时电流表所测电流为I=________A；将测得的多组U、I作图像；第二次将开关S合向2，同样测得多组U、I，作图像；两次的图像在图丁中，则第一次作出的图像为________（填“a”或“b”）。
（3）根据两次实验得到的图像可以求得电池的电动势E=________，内阻r=________。（均用题中字母表示）
【答案】（1） （2）0.26 a
（3）U2
【解析】（1）电路连接如图所示
（2）[1]电流表的分度值为0.02A，示数为0.26 A；
[2]第一次安培表相对电源内接，电动势测量值等于真实值，第二次安培表相对电源外接，电动势测量值小于真实值，因此第一次作出的图像是a。
（3）由两次实验的数据得到，求得电池的电动势
I1为电源和R0两端短路时的电流，即
解得
13. 如图所示，玻璃砖的横截面所构成的为等腰直角三角形，AB边长为L，一束单色光从AC边上的D点垂直照射在AC边上，光进入玻璃砖后从AB边上的中点E射到AB边上刚好发生全反射，改变光束在D点的入射方向，使在D点的入射光与BC边平行，此时光照射在AB边的位置为F，光在真空中的传播速度为c，不考虑光在AB边的反射，，求：
（1）光在D点平行BC边入射时的入射角与折射角；
（2）光在玻璃砖中从D到F传播的时间。
【答案】（1），
（2）
【解析】（1）根据题意可知，玻璃砖对光的折射率
当光在D点的入射光线与BC平行时，根据几何关系可知，光在D点的入射角为
设折射角为r，则
解得
（2）根据几何关系可知
根据正弦定理
解得
光在玻璃砖中传播时间
14. 如图所示，长木板静止在光滑水平面上，长木板上表面两端分别固定半径均为R的四分之一圆弧体AB、CD，圆弧面光滑，圆弧面的最低点B、C均与长木板上表面相切，长木板BC段上表面粗糙，BC长为2R，长木板（包括两个圆弧体）质量为3m。将一个质量为m的物块在A点上方距离A高度为R的P点由静止释放，物块恰好能到达D点，物块的大小忽略不计，重力加速度为g，求：
（1）长木板向左运动最大距离；
（2）长木板运动过程中的最大速度；
（3）物块与长木板BC间的动摩擦因数。
【答案】（1）x2 = R
（2）
（3）μ = 0.5
【解析】【小问1详解】
物块从A点进入圆弧轨道AB开始至物块到达D点过程中，设物块向右的水平位移大小为x1，长木板向左运动的最大距离为x2。系统水平方向动量守恒，则有
即
又因为
解得
【小问2详解】
当物块第一次到达B点时，长木板的速度最大。设小物块第一次到达B点时物块的速度大小为v1，长木板的速度大小为v2，根据系统水平方向的动量守恒有
根据机械能守恒有
解得
【小问3详解】
从P点到D点运动过程中，根据能量守恒有
解得
15. 如图所示，虚线a、b、c、d为平行的边界，相邻边界间的距离均为L，a、b间和c、d间（含边界）有竖直向下、电场强度大小均为E的匀强电场Ⅰ、Ⅱ，b、c间和d下方有垂直于纸面向里的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ，两磁场的磁感应强度大小相等；一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在边界a上的P点由静止释放，粒子第一次在磁场Ⅰ中运动时速度偏向角为60°，不计粒子的重力。
（1）求匀强磁场Ⅰ的磁感应强度大小；
（2）求粒子进、出磁场Ⅱ时位置间的距离；
（3）若磁场Ⅰ的磁感应强度大小可以变化，通过改变磁场Ⅰ的磁感应强度大小可以改变粒子到达边界d的位置，在边界d上放一接收屏，要使磁场Ⅰ改变后，能进入电场Ⅱ中的粒子始终能打在接收屏上，求接收屏的最短长度。
【答案】（1）
（2）
（3）3L
【解析】【小问1详解】
设粒子第一次进磁场Ⅰ时的速度大小为v0，根据动能定理
解得
由于粒子第一次在磁场Ⅰ中运动时偏向角为60°，根据几何关系，粒子在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为
根据牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
粒子出磁场Ⅰ时沿垂直电场方向的分速度大小为
设粒子进磁场Ⅱ时的速度大小为v，根据动能定理
解得
垂直边界的分速度大小
设粒子进磁场Ⅱ时的速度与边界的夹角为θ，粒子做圆周运动的半径为r2，则有
根据几何关系
解得
【小问3详解】
当磁场Ⅰ的磁感应强度为0时，粒子到达边界d上P点正下方的位置M点，当磁场Ⅰ的磁感应强度大小增大到某值时，粒子在磁场Ⅰ中的运动轨迹恰好与边界c相切，则粒子在电场Ⅱ中做类平抛运动，类平抛的初速度为v0，到达边界d时的速度大小为
设粒子到达边界d时的位置为N点，由于粒子在N点时的速度反向延长线交于类平抛运动水平位移的中点，根据几何关系可知，MN＝3L
因此要使所有粒子均能打在接收屏上，接收屏的长应为3L。