江西省南昌市第十九中学2024-2025学年高三下学期2月月考物理试题（含解析）

这是一份江西省南昌市第十九中学2024-2025学年高三下学期2月月考物理试题（含解析），共17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。
一、单选题（每题4分，共7题28分）
1. 某种铀矿石中含有丰富，把这种铀矿石密封在一个真空的铅箱内，一段时间后，在铅箱内检测到了，下列说法正确的是（ ）
A. 这段时间发生了衰变
B. 铀矿石衰变的核反应方程为
C. 铅箱内的铀矿石至少需一个半衰期后才有粒子产生
D. 放出的粒子是由中2个质子和1个中子结合产生的
【答案】A
【解析】
【详解】AB．根据质量数和核电荷数守恒可知，铀矿石衰变的核反应方程为
A正确，B错误；
C．铀矿石密封时就已经开始衰变，不需要经过一个半衰期后才有粒子产生，C错误；
D．放出的粒子是由中2个质子和2个中子结合产生的，D错误。
故选A。
2. 网球运动员在离地面高度处将网球以大小为的速度斜向上击出，空气阻力的影响不可忽略，网球经过一段时间后升到最高点，此时网球离地面高为，速度大小为。已知网球质量为，重力加速度为。则（ ）
A. 网球从被击出到最高点的过程，机械能守恒
B. 网球从被击出到最高点的过程，减少的动能全部转化为增加的重力势能
C. 网球在其轨迹最高点时重力的功率等于零
D. 网球从被击出到最高点的过程，克服空气阻力做功为
【答案】C
【解析】
【详解】A．网球从被击出到最高点的过程，要克服空气的阻力做功，机械能不守恒，A错误；
B．网球从被击出到最高点的过程，减少的动能一部分转化为重力势能，另一部分用来克服空气阻力做的功，B错误；
C．在最高点时，速度沿水平方向，竖直方向的速度为，根据功率
C正确；
D．由动能定理可知
解得
D错误。
故选C。
3. 如图所示，CD为透明圆柱体的水平直径，a、b两束单色光分别从A、B两点平行于CD射入圆柱体，A、B两点到CD的距离相等。两束光线经圆柱体折射后相交于E点，E点在CD上方。下列说法正确的是（ ）
A. 圆柱体对a光的折射率大于圆柱体对b光的折射率
B. 在圆柱体中，a光的传播速度大于b光的传播速度
C. b光在圆柱体中发生全反射的临界角大于a光在圆柱体中发生全反射的临界角
D. 进入圆柱体中，a光和b光的频率小于在真空中的频率
【答案】B
【解析】
【详解】A．A、B两点到CD的距离相等，所以两束单色光射入透明圆柱体的入射角相等，由图可知，单色光b的折射角小于单色光a的折射角，由折射定律可知，圆柱体对a光的折射率小于圆柱体对b光的折射率，故A错误；
B．由可知，a光在圆柱体中的传播速度大于b光的传播速度，故B正确；
C．由可知，b光在圆柱体中发生全反射的临界角小于a光在圆柱体中发生全反射的临界角，故C错误；
D．由真空进入圆柱体中，a光和b光的频率不变，故D错误。
故选B。
【点睛】
4. 有一种瓜子破壳器如图甲所示，将瓜子放入两圆柱体所夹的凹槽之间，按压瓜子即可破开瓜子壳。破壳器截面如图乙所示，瓜子的剖面可视作顶角为的扇形，将其竖直放入两完全相同的水平等高圆柱体A、B之间，并用竖直向下的恒力F按压瓜子且保持静止，若此时瓜子壳未破开，忽略瓜子自重，不计摩擦，则（ ）
A. 若仅减小A、B距离，圆柱体A对瓜子的压力变大
B. 若仅减小A、B距离，圆柱体A对瓜子的压力变小
C. 若A、B距离不变，顶角越大，圆柱体A对瓜子的压力越大
D. 若A、B距离不变，顶角越大，圆柱体A对瓜子的压力越小
【答案】D
【解析】
【详解】AB．瓜子处于平衡状态，若仅减小A、B距离，A、B对瓜子的弹力方向不变，则大小也不变，AB错误；
CD．若A、B距离不变，顶角越大，则A、B对瓜子弹力的夹角减小，合力不变，则两弹力减小，C错误，D正确。
故选D。
5. 一列沿轴负方向传播的简谐横波时刻的波形如图中实线所示，时刻的波形如图中虚线所示，质点振动的周期为。已知，关于这列波，下列说法正确的是（ ）
A. 波长为
B. 周期为
C. 频率为
D. 波速为
【答案】D
【解析】
【详解】A．由题图可知，波长为，故A错误；
BCD．简谐横波沿轴负方向传播，时刻处于原点的质点向上振动，则有
（，，）
可得
（，，）
由于，则，可得周期为
则频率为
波速为
故BC错误，D正确。
故选D。
6. 科幻电影《流浪地球》中，地球需借助木星的“引力弹弓”效应加速才能成功逃离太阳系。然而由于行星发动机发生故障使得地球一度逼近木星的“洛希极限”，险象环生。“洛希极限”是一个距离，可粗略认为当地球与木星的球心间距等于该值时，木星对地球上物体的引力约等于其在地球上的重力，地球将会倾向碎散。已知木星的“洛希极限”，其中为木星的半径，约为地球半径的11倍。则根据上述条件可估算出（ ）
A. 木星的第一宇宙速度约为
B. 木星的第一宇宙速度约为
C. 木星的质量约为地球质量的倍
D. 木星的密度约为地球密度的倍
【答案】D
【解析】
【详解】CD．由题目中的条件可知，地球到达木星的“洛希极限”时有
又有
其中
解得
又有
则有
故C错误，D正确；
AB．有万有引力提供向心力有
可知木星的第一宇宙速度为
故AB错误。
故选D。
7. 如图所示，正方体，在和处放置电量分别为、的点电荷，则下列说法正确的是（ ）
A. 点电势高于点电势
B. 、两点电场强度的比值为
C. 、、、四点处电场方向相同
D. 将一正试探电荷沿棱从点移动到点，电势能不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．B点到、的距离相等，电势为零，D点到、的距离也相等，电势也为零，即B、D两点电势相等，故A错误；
B．设正方向的边长为a，因为等边三角形，故、在B点产生的场强方向互成且大小相等，故B点的电场强度大小为
、在点产生的场强大小相等且方向互相垂直，故点的电场强度大小为
故、两点电场强度的比值为
故B正确；
C．平面是、连线的中垂面，根据等量异种电荷的电场线分布特点可知，B、D两点的电场强度方向均平行于且指向一侧，而、在平面内，根据等量异种电荷的电场线分布特点及对称性可知，A、C两点的电场强度方向不同，故C错误；
D．A点距较近，其电势大于零，B点电势等于零，故A、B两点电势不同，将一正试探电荷沿棱从点移动到点，电势能改变，故D错误。
故选B。
二、多选题（每题6分，共3题18分，错选多选0分，少选得3分）
8. 汽车工程学中将加速度随时间的变化率称为急动度，急动度是评判乘客是否感到舒适的重要指标。如图所示为一辆汽车启动过程中的急动度随时间变化的关系，已知时刻汽车速度和加速度均为零。关于汽车在该过程中的运动，下列说法正确的是（ ）
A. ，汽车做匀速直线运动
B. ，汽车做匀速直线运动
C. ，汽车做匀加速直线运动
D. 末，汽车的加速度为零
【答案】CD
【解析】
【详解】加速度随时间变化率称为急动度k，即
则图像与坐标轴围成的面积代表加速度变化。由此加速度的变化图像如图
A．由加速度的变化图像可知，内加速度在增加，汽车不做匀速直线运动，A错误；
BC．由加速度的变化图像可知，内加速度不变，汽车做匀加速直线运动，B错误，C正确；
D．由加速度的变化图像，9s末汽车的加速度大小为0，D正确。
故选CD。
9. 一变压器输电模拟电路如图所示，理想变压器原线圈接稳压交流电源，上下滑动滑片P可改变原线圈匝数，电阻r模拟输电导线电阻，L1、L2为两只规格相同的灯泡。在开关S断开的情况下，将滑片P移至适当位置，使灯泡L1正常发光，再闭合开关S，则（ ）
A. 灯泡L1的亮度变暗
B. 原线圈的输入功率变小
C. 电阻r两端的电压变小
D. 将滑片P适当向下滑动，可使灯泡L1再次正常发光
【答案】AD
【解析】
【详解】BC．根据原副线圈电压、电流与匝数的关系
可知，U1不变，则U2不变，若闭合开关S，则副线圈回路中总电阻减小，根据欧姆定律可知，副线圈回路中电流I2增大，电阻r两端的电压变大，原线圈回路中电流I1增大，则原线圈的输入功率变大，故BC错误；
A．由于电阻r两端的电压变大，则灯泡两端电压减小，所以灯泡L1电流减小，亮度变暗，故A正确；
D．将滑片P适当向下滑动，则n1减小，U2变大，副线圈回路中电流增大，则可使灯泡L1再次正常发光，故D正确。
故选AD。
10. 如图甲所示，一倾角为θ、上端接有阻值为R定值电阻的光滑导轨，处于磁感应强度大小为B、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中，导轨间距为L，导轨电阻忽略不计、且ab两点与导轨上端相距足够远。一质量为m的金属棒，在棒中点受到沿斜面且平行于导轨的拉力F作用，由静止开始从ab处沿导轨向上加速运动，金属棒运动的速度—位移图像如图乙所示（b点位置为坐标原点）。金属棒在导轨间连接的阻值为R，且重力加速度为g，则金属棒从起点b沿导轨向上运动x0的过程中（ ）
A. 金属杆所受安培力的大小与速率成正比
B. 金属棒做匀加速直线运动
C. 定值电阻产生的焦耳热为
D. 拉力F做的功为
【答案】AD
【解析】
【详解】B．根据图乙可知v − x图像为一条倾斜的直线，若金属棒做匀加速直线运动，金属棒运动的速度位移之间的关系为
此时v − x图像应该为曲线，所以金属棒做变加速直线运动，故B错误；
A．金属杆所受安培力的大小为
故金属杆所受安培力的大小与速率成正比，故A正确；
CD．金属棒从静止开始从ab处沿导轨向上加速运动过程ab棒产生a流向b的感应电流，受到沿斜面向下的安培力，从开始到向上运动x0的过程中，根据动能定理得
这段时间v − x图像与横轴围成图形的面积为，所以
解得
电路中产生的焦耳热等于克服安培力做的功，所以定值电阻产生的焦耳热为
故C错误，D正确。
故选AD。
三、实验题（每空2分，共16分）
11. 要测当地的重力加速度，实验小组的同学们找来一块外形不规则的小金属块，用长为l的细线悬挂于O点。
（1）王同学实验时，让小金属块拉开一个小的角度，由静止释放，用手机的秒表功能测出金属块做简谐运动的周期T。改变摆线的长，多次实验，测得多组l、T，用l作为摆长L，作图像，作出的图像应是图乙中的_______（选填“A”或“B”）图像，由图像得到当地的重力加速度大小为_______（用图中所标物理量的值表示）。
（2）李同学用同样的装置做实验，测出悬点到金属块最低点的距离作为摆长L，改变摆线的长多次实验，同样测出多组L、T，在图乙坐标系中作出另一个图像，比较两个图像可知，金属块最高点和最低点间的距离为_______（用图中所标物理量的值表示）。
【答案】（1） ①. B ②.
（2）
【解析】
【小问1详解】
[1]设金属块的重心到金属块最上端的高度为，则
解得
由此可知图像应是B；
[2]则
解得
【小问2详解】
设金属块的重心到金属块最下端的高度为，则
解得
图像为A，则
则金属块最高点和最低点间的距离为
12. 欧姆表的内部电路可简化为一个电动势为E的电源、一个电流表和一个阻值为r的电阻串联而成(如图甲所示)。小明同学欲测量某多用电表欧姆挡在“×100”挡时的内部电阻和电动势，选用的器材如下：
多用电表，电压表(量程0~3V、内阻为3kΩ)，滑动变阻器 (最大阻值2kΩ)，导线若干。请完善以下步骤：
(1)将多用电表的选择开关调到“×100”挡，再将红、黑表笔短接，进行_____ (机械/欧姆)调零；
(2)他按照如图乙所示电路进行测量，将多用电表的红、黑表笔与a、b两端相连接，此时电压表右端应为_____接线柱 (正/负)；
(3)调节滑动变阻器滑片至某位置时，电压表示数如图丙所示，其读数为________V。
(4)改变滑动变阻器阻值，记录不同状态下欧姆表的示数R及相应电压表示数U。根据实验数据画出的图线如图丁所示，由图可得电动势E=________ V，内部电路电阻r=________kΩ。(结果均保留两位小数)
【答案】 ①. 欧姆 ②. 正 ③. 0.95 (0.94~0.96) ④. 1.45 (1.41~1.47) ⑤. 1.57 (1.52-1.59)
【解析】
【详解】（1）[1]选择合适的挡位进行欧姆调零，使指针指向欧姆表的零刻度位置；
（2）[2]黑表笔和欧姆挡内部的电源正极相连，电压表右端和黑表笔相连，所以电压表右端应为正接线柱；
（3）[3]电压表分度值为，所以电压表读数为：；
（4）[4]根据闭合电路欧姆定律：
变形得：
根据图像中斜率：
解得：；
[5]根据图像中的纵截距：
解得：。
四、解答题（共38分，13题10分，14题12分，15题16分）
13. 如图所示在绝热汽缸内，有一不计重力的绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，开始时缸内气体温度为T1=300K，封闭气柱长为L1=9cm，活塞横截面积S=60cm²。现通过汽缸底部电阻丝给气体加热一段时间，此过程中气体吸热Q=28J，稳定后气体温度变为T2=400K。已知大气压强为p0=105Pa，活塞与汽缸间无摩擦，求：
（1）加热后封闭气柱的长度L2；
（2）此过程中气体内能的变化量∆U。

【答案】（1）12cm；（2）10J
【解析】
【详解】（1）取封闭的气体为研究对象，开始时气体的体积为L1S，温度为T1，末状态的体积为L2S，温度为T2，气体做等压变化，则有
解得
（2）在该过程中，气体对外做功
由热力学第一定律有
解得
14. 如图所示，带有半径为R=0.3m的光滑圆弧轨道的滑块B静置在一光滑水平面PQ上，物块A（可看作质点）从轨道最高点由静止释放，PQ右侧下方的光滑水平面MN上有一静止木板C，水平面PQ与MN的高度差恰好等于木板C的厚度。已知物体A、B、C的质量分别为，，，物块A与木板C之间的动摩擦因数为，重力加速度。求：
（1）物块A与木板C接触前瞬间的速度大小；
（2）为使物块A与木板C速前不分离，求木板C的最短长度；
（3）若木板C与水平面MN之间是粗糙的，且动摩擦因素为，其他条件不变，为使物块A与木板C共速前不分离，此时木板C的最短长度。
【答案】（1）
（2）0.08m （3）0.2m
【解析】
【小问1详解】
物块A从释放到滑上木板C前，物体A、B所组成的系统在水平方向上动量守恒，设水平向右为正方向，则有
由系统机械能守恒可得
联立解得
【小问2详解】
当A、C到达共速时，根据动量守恒可得
根据能量守恒可得
联立解得木板C的最短长度为
【小问3详解】
物块A刚滑上木板C时，对A和C分别进行受力分析，由牛顿第二定律得，
解得，
运动到物块A与木板C共速的过程中，有
解得，
物块A与木板C对地位移分别为，
故为使物块与木板共速前不分离，木板C的最短长度为
15. 如图，竖直平面将地面上方空间分为Ⅰ、II两个区域，界线左侧的Ⅰ区域内存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场B，右侧的II区域内存在与大小相等、方向水平向左的匀强电场。有一个质量为、带电量为的微粒，从距离点左侧处的水平地面上的A点斜向右上方抛出，抛出速度、与水平面成角，微粒在Ⅰ区域做匀速圆周运动一段时间后，从C点水平射入II区域，最后落在II区域地面上的D点（图中未标出）。不计空气阻力，重力加速度。
（1）求电场强度的大小和磁感应强度的大小；
（2）求微粒从A到D的运动时间；
（3）求微粒在II区域内运动过程中动能最小时离地面的高度。
【答案】（1），
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
微粒在Ⅰ区域内做匀速圆周运动，所以重力与电场力平衡，洛伦兹力提供向心力，有
解得
根据几何关系可得微粒做匀速圆周运动的半径为
根据牛顿第二定律，有
解得
【小问2详解】
微粒从A到C点的时间为
从C点水平射入II区域微粒做类平抛运动，根据运动的分解，有
解得
1s
微粒从A到D的运动时间为
【小问3详解】
因为在II区域微粒受到的重力和电场力相等，所以合力方向与水平方向成45°角斜向左下，所以当微粒速度方向与水平成45°斜向右下时动能最小，即
，，
解得
此时下落的高度为
离地面的高度