江西省金太阳联考2023-2024学年高三下学期3月月考物理试卷（解析版）

这是一份江西省金太阳联考2023-2024学年高三下学期3月月考物理试卷（解析版），共19页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：高考全部内容。
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. 航母上通常要安装电磁弹射器来帮助舰载机起飞。若在静止的航母上，某舰载机从静止开始匀加速运动100m达到80m/s的起飞速度，则该过程的时间为（ ）
A. 3.2sB. 2.8sC. 2.5sD. 2.0s
【答案】C
【解析】
【详解】由题知，舰载机从静止开始弹射，匀加速运动100m达到80m/s的起飞速度，则根据
解得
故选C。
2. 已知普朗克常量，真空中的光速。极紫外线是光刻机用来制造先进芯片的光源，某金属板的极限波长为，若用波长为11nm的极紫外线照射该金属板，则金属板逸出光电子的最大初动能为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】本题考查光电效应，目的是考查学生的创新能力。
【详解】设金属板的极限波长为，逸出功为，则有
解得
根据光电效应方程有
解得
故选B。
3. 如图所示，一定质量的理想气体被活塞封闭在汽缸中，活塞的面积为S，质量为（p0为大气压强，g为重力加速度大小），活塞与汽缸底部相距为L。汽缸和活塞绝热性能良好，初始时气体的温度与外界大气温度均为T0。现接通电热丝加热气体，一段时间后断开，活塞缓慢向上移动0.5L后停止，整个过程中气体吸收的热量为4p0SL。忽略活塞与汽缸间的摩擦，则该过程中理想气体（ ）
A. 压强逐渐减小B. 压强逐渐增大
C. 内能的增加量为6p0SLD. 内能的增加量为2p0SL
【答案】D
【解析】
【详解】AB．活塞缓慢移动，所以受力平衡，设气体压强为p1，则根据平衡条件和已知条件得
由此可知理想气体的压强不变，故A、B错误；
CD．气体对外界做的功
根据热力学第一定律得
解得
故C错误、D正确。
故选D。
4. 某海浪发电原理示意图如图所示，其发电原理是海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。转子带动边长为L的正方形线圈逆时针匀速转动，并向外输出电流。已知线圈的匝数为n，匀强磁场的磁感应强度大小为B，线圈转动周期为T。下列说法正确的是（ ）
A. 线圈转动到如图所示的位置（磁场方向与线圈平面平行）时，感应电动势最大
B. 线圈转动到如图所示的位置（磁场方向与线圈平面平行）时，b端电势高于a端电势
C. 线圈感应电动势的有效值为
D. 若仅增大线圈转动周期，则线圈感应电动势的最大值变大
【答案】A
【解析】
【详解】A．线圈转动到题图所示的位置时穿过线圈的磁通量最小，感应电动势最大，故A正确；
B．根据右手定则可知，此时线圈内部电流从b到a，则线圈转动到题图所示的位置时a端电势高于b端电势，故B错误；
C．线圈转动过程中产生的电动势的最大值为
所以感应电动势的有效值为
故C错误；
D．增大线圈转动周期，线圈感应电动势的最大值变小，故D错误。
故选A。
5. 如图所示，在排球比赛中，发球员在底线中点距离地面高处将排球水平击出，已知排球场的长为，宽为，球网高为，重力加速度大小为g。为使排球能落在对方球场区域，则发球员将排球击出后，排球初速度的最大值可能为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】排球的飞行时间是固定不变的，当排球的水平位移最大时，其初速度有最大值，也就是说排球恰好落在对方球场区域的两个边角中的其中一个角时排球的水平位移最大，根据平抛运动规律可得
解得排球初速度的最大值
故选D。
6. 如图所示，北斗系统主要由离地面高度约为6R（R为地球半径）的地球同步轨道卫星和离地面高度约为3R的中轨道卫星组成，地球表面重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A. 地球同步轨道卫星的向心加速度大小约为
B. 中轨道卫星的运行周期约为天
C. 地球同步轨道卫星的线速度大于中轨道卫星的线速度
D. 若要使卫星从中轨道变轨到同步轨道，则卫星需向前方喷气减速
【答案】B
【解析】
【详解】A．设M为地球的质量，对在地球表面质量为m的物体进行分析，有
同步轨道卫星由万有引力提供向心力，有
解得同步轨道卫星向心加速度大小约为
故A错误；
B．根据万有引力提供向心力有
可得
则有
故B正确；
C．根据万有引力提供向心力有
解得
因为同步轨道卫星的轨道半径大于中轨道卫星的轨道半径，所以同步轨道卫星的线速度小于中轨道卫星的线速度，故C错误；
D．因为同步轨道卫星的轨道半径大于中轨道卫星的轨道半径，所以卫星从中轨道变轨到同步轨道，需向后方喷气加速做离心运动，故D错误。
故选B。
7. 如图所示，实线是沿x轴传播的一列简谐横波在t=0时刻的波形图，虚线是这列波在t=1.5s时刻的波形图。已知该波的波速v=6m/s，则下列说法正确的是（ ）
A. t=0时刻，x=4m处的质点沿y轴负方向运动
B. 该横波若与频率为1.5Hz的波相遇可能发生干涉
C. t=1s时刻，x=2m处质点位于平衡位置且沿y轴负方向运动
D. 在0~3s内，x=4m处的质点通过的路程为48cm
【答案】D
【解析】
【详解】A．由波形图可知波长
根据波形平移位移公式可知，t=15s时
根据波的平移可知，该波一定沿x轴正方向传播，t=0时刻x=4m处的质点沿y轴正方向运动，故A错误；
B．该波的周期
频率
故与频率为1.5Hz的波相遇不可能发生干涉，故B错误；
C．经过t=1s时间，波传播的距离
根据波的平移可知t=1s时刻，x=2m处的质点位于平衡位置下方，故C错误；
D．由题意可知
一个周期内所有质点的路程都为4A，即
故D正确。
故选D。
8. 如图所示，真空中，一带负电的粒子从平行金属板A、B的左侧边缘的中间O点，以一定的初速度v沿OQ方向进入偏转电场，偏转电压为U。图中虚线是金属板A、B的中心线，粒子最终将打在光屏上Q点正下方的P点。不计粒子受到的重力，下列说法正确的是（ ）
A. A板带负电，B板带正电B. 若只把B板下移少许，则粒子将打在P点下方
C. 若只把U增大少许，则粒子将打在P点下方D. 若只把v增大少许，则粒子将打在P点下方
【答案】AC
【解析】
【详解】A．粒子由于带负电，向下偏转，电场方向向上，A板带负电，B板带正电，故A正确；
B．粒子在A、B板间偏转，水平方向上有
竖直方向上有
其中
可得
由类平抛运动的几何关系可得
其中l为偏转电场的长度，d为偏转电场右侧到光屏距离，若只把B板下移少许，则粒子将打在P点上方，故B错误；
C．若只把U增大少许，则粒子将打在P点下方，故C正确；
D．若只把v增大少许，则粒子将打在P点上方，故D错误。
故选AC。
9. 一滴雨滴从天空中竖直落下，雨滴可视为球形，所受空气阻力大小可近似为，其中k为比例系数，r为雨滴半径，v为雨滴速度（v未知），水的密度为ρ，雨滴下落的高度足够高，最终雨滴落到水平地面上。重力加速度大小为g，雨滴落到地面经Δt时间速度变为零（Δt足够小且雨滴不反弹），则下列说法正确的是（ ）
A. 雨滴匀速下落前，先处于失重状态，后处于超重状态
B. 雨滴匀速下落前，一直处于失重状态
C. 雨滴对地面的平均冲击力大小约为
D. 雨滴对地面的平均冲击力大小约为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．雨滴匀速下落前，一直加速向下运动，处于失重状态，故A错误，B正确；
CD．雨滴下落的速度最大时，受力平衡，有
即
解得
之后雨滴落到地面经Δt时间速度变为零，重力与撞击力相比太小，忽略，由动量定理得
解得雨滴对地面的平均冲击力大小约为
故C错误，D正确。
故选BD。
10. 如图所示，磁感应强度大小为B的匀强磁场方向垂直纸面向里，足够长的平行且光滑的金属导轨MN、PQ放置在匀强磁场中，导轨的间距为L、电阻不计。质量为2m的导体棒1和质量为5m的导体棒2静置于导轨上，两导体棒相距为x，导体棒1和导体棒2的电阻分别为4R和5R。现分别给导体棒1和导体棒2向左和向右、大小为和的初速度，两导体棒始终与导轨垂直且接触良好。关于导体棒1和导体棒2以后的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 初始时刻，闭合回路感应电流的方向为顺时针方向
B. 导体棒1和导体棒2构成的回路，初始时刻的电动势为
C. 初始时刻导体棒1所受的安培力大小为
D. 当导体棒1的速度为0时，导体棒2的速度大小为，方向向右
【答案】CD
【解析】
【详解】AB．根据右手定则可知，初始时刻导体棒1和导体棒2中感应电流的方向为逆时针方向，所以总感应电动势的大小
故AB错误；
C．初始时刻，回路中电流为
导体棒1所受的安培力大小
故C正确；
D．导体棒1和导体棒2所受的安培力大小相等、方向相反，则导体棒1和导体棒2组成的系统所受的合外力为零，动量守恒，取向右为正，根据动量守恒定律有
解得
故D正确。
故选CD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 为了探究物体质量一定时“加速度与力的关系”，某小组采用了如图甲所示的实验装置。
（1）实验时，___________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；___________（填“需要”或“不需要”）满足“小车的质量M远大于所挂钩码的总质量m”这一条件。
（2）将小车靠近打点计时器，先接通电源（频率为50Hz），再释放小车，得到一条清楚的纸带，从0点开始每隔四个点取一个计数点，0、1、2、3、4均为计数点，各计数点到0点的距离如图乙所示。小车的加速度大小为___________（结果保留两位有效数字），同时记录力传感器的示数。
（3）仅改变所挂钩码的个数，测出多组加速度a与力传感器的示数F后，以F为横坐标、a为纵坐标，作出的图像是一条直线，如图丙所示，若图像的斜率为k，则小车的质量___________。
【答案】（1） ①. 需要 ②. 不需要
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
[1][2]为保证细线拉力等于小车合力，该实验需要平衡摩擦力，本实验利用传感器测量拉力的大小，根据力传感器的读数可以直接测出小车受到的拉力，不需要满足“小车的质量M远大于所挂钩码的总质量m”这一条件。
【小问2详解】
由题每隔四个点取一个计数点知，相邻两计数点间的时间间隔
根据逐差法，可得
【小问3详解】
对小车受力分析，根据牛顿第二定律有
解得
所以图像斜率
解得小车的质量
12. 用如图甲所示的电路测量电池组的电动势和总内阻。
（1）闭合开关，发现电压表指针不偏转，小明用多用电表的直流电压挡来检测故障，保持开关闭合，将________（填“红”或“黑”）表笔始终接触b位置，另一表笔依次试触a、c、d、e、f、g六个接线柱，发现试触a、f、g时，多用电表均有示数，试触c、d、e时多用电表均无示数。若电路中仅有一处故障，则故障是________。
A．接线柱b、c间短路 B．接线柱d、e间断路 C．定值电阻断路
（2）排除故障后按规范操作进行实验，改变电阻箱R的阻值，分别读出电压表和电阻箱的示数U、R。某一次测量，电压表的示数如图乙所示，该示数为________V。
（3）作出图线如图丙所示，根据图中数据可得电池组的电动势________V、总内阻________Ω。（计算结果均保留两位小数）
【答案】（1） ①. 红 ②. C
（2）2.10 （3） ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1] b与电源正极相连，电势较高，应将红表笔始终接触b位置。
[2]试触a、f、g时，多用电表均有示数，试触c、d、e时多用电表均无示数，说明接线柱e、f间断路，故选C。
【小问2详解】
据图甲知，电压表量程选择的是0～3V，最小分度值为0.1V，故电压表的示数为2.10V。
【小问3详解】
[1][2]由欧姆定律可推知
联立可得
结合题中图像可知
联立解得电动势
总内阻
13. 如图所示，某光学元件是一个半径为R的球，O点为球心。球面内侧S处有一单色点光源，其发出的一条光线射到球面上的A点，该光线恰好不从球内射出。已知，光在真空中的传播速度为c。求：
（1）该光学元件的折射率n；
（2）该光线从S点发出到第一次回到S点的时间t。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）因为
根据几何关系可知，入射角
根据折射定律有
解得
（2）如图所示
根据几何关系可知，该光线从S点射出到第一次回到S点，共经历了5次全反射。光在光学元件中的传播速度大小
又
解得
14. 如图所示，在水平地面上的A、B两点间的距离，半径的光滑半圆轨道与水平地面相切于B点。质量的物块甲向右运动与静止在水平地面上A点的质量的物块乙发生弹性正碰，碰撞后瞬间乙的速度大小。碰后乙立即受到一水平向右的恒定推力，经撤去该推力，之后乙与静止在B点处的质量的物块丙发生碰撞，碰后乙、丙粘在一起，乙、丙恰好能通过半圆轨道的最高点。乙与地面间的动摩擦因数，所有碰撞时间极短，甲、乙、丙均可视为质点，取重力加速度大小。求：
（1）甲与乙碰撞前瞬间甲的速度大小；
（2）水平向右的恒定推力的大小。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【分析】本题考查动量守恒定律，目的是考查学生的模型建构能力。
【详解】（1）甲、乙发生弹性碰撞，由动量守恒定律有
由机械能守恒定律有
解得甲与乙碰撞前瞬间甲的速度大小
（2）设乙与丙碰撞后瞬间的速度大小为，在半圆轨道的最高点时的速度大小为，乙、丙在半圆轨道的最高点时，由牛顿第二定律则有
由机械能守恒定律有
解得
乙、丙发生碰撞的过程中，由动量守恒定律有
解得
对乙分析，有推力F作用时，由牛顿第二定律有
该过程中乙的位移大小
乙从A点运动到B点的过程，由动能定理有
解得
15. 如图所示，xOy平面内，x轴下方充满垂直于纸面向外的匀强磁场，x轴上方充满竖直向下的匀强电场（图中未画出），其他部分无电场。从P点水平向右向电场内发射一个比荷为的带电粒子，粒子的速度大小为，仅在电场中运动时间t，从x轴上的N点与x轴正方向成α角（未知）斜向下进入磁场，之后从原点O第一次回到电场。已知P、N两点间的电势差，忽略边界效应，不计粒子受到的重力。求：
（1）粒子第一次通过N点速度大小v及角度α；
（2）匀强电场的电场强度大小E及匀强磁场的磁感应强度大小B；
（3）粒子从P点发射到第2024次从x轴上方进入磁场的时间。
【答案】（1），；（2），；（3）
【解析】
【分析】本题考查带电粒子在电场、磁场中的运动，目的是考查学生的模型建构能力。
【详解】（1）对粒子从P点到N点的运动过程，根据动能定理有
解得
粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，其轨迹如图所示，在电场中粒子沿水平方向做匀速直线运动，在N点有
解得
（2）粒子沿水平方向的分位移大小
粒子在N点沿竖直方向的分速度大小
在电场中，粒子在竖直方向上做匀加速直线运动，对应的分位移大小
电场强度大小
解得
粒子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力有
由几何关系有
解得
（3）粒子在磁场中运动的周期
粒子每次在磁场中运动的时间
可得
解得
。