江西省萍乡市2023-2024学年高三下学期二模考试物理试卷（解析版）

这是一份江西省萍乡市2023-2024学年高三下学期二模考试物理试卷（解析版），文件包含人教版高中物理必修一第2章匀变速直线运动的研究习题专项教师版docx、人教版高中物理必修一第2章匀变速直线运动的研究习题专项学生版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共59页， 欢迎下载使用。
考生注意：
1．答题前，考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上。考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人准考证号、姓名是否一致。
2．客观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，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。主观题用黑色墨水签字笔在答题卡上书写作答，在试题卷上作答，答案无效。
3．考试结束，监考员将试题卷、答题卡一并收回。
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. 下列说法正确的是（ ）
A. 卢瑟福用高速粒子轰出金箔，从金原子核中打出了新的粒子，从而发现了质子
B. 康普顿通过X射线对石墨的散射实验，发现并揭示了光具有波动性
C. 结合能越大的原子核越稳定
D. 核反应堆中镉棒是通过调节中子数目来控制链式反应速度，实现可控制的核能释放
【答案】D
【解析】
【详解】A．卢瑟福用高速粒子轰击氮核，从氮原子核中打出了新的粒子，从而发现了质子，故A错误；
B．康普顿通过X射线对石墨的散射实验，发现并揭示了光具有粒子性，故B错误；
C．比结合能越大的原子核越稳定，故C错误；
D．核反应堆中镉棒是通过调节中子数目来控制链式反应速度，实现可控制的核能释放，故D正确。
故选D。
2. “地震预警”是指地震发生后，抢在地震横波到达前，通过电磁波将地震信息向可能遭受破坏和影响的地区提前几秒至几十秒发出警报。为掌握横波的传播规律，特对一列横波进行研究。如图所示为时刻沿x轴负方向传播的横波波形图，此刻正好传到处。时处的质点P第2次出现波峰，则以下说法正确的是（ ）
A. 地震波和电磁波的传播都需要介质
B. 质点振动方向与波传播方向相同的波是横波
C. 该横波的传播速度为10m/s
D. 质点P在0到0.7s内通过的路程为70cm
【答案】C
【解析】
【详解】A．电磁波传播不需要介质，故A错误；
B．质点振动方向与波的传播方向垂直的波是横波，故B错误；
C．由图可知波长为4m，根据平移法可知时刻，处的质点向上振动，则所有质点的起振方向均向上，时处的质点P第2次出现波峰，可知
=0.7s
解得
s
则波速为
m/s
故C正确；
D．质点P在0到0.7s内运动的时间为
通过的路程为
cm
故D错误；
故选C。
3. 公交车突然出现故障，两个乘客下车尝试推动公交车，图甲中A向前推B，B向前推车，图乙中A、B同时向前推车，都没有推动公交车，假设这两种方式中两位乘客推力都为F，则下列说法正确的是（ ）
A. 两图中公交车受到的推力都为2FB. 图甲中B受到的地面摩擦力为0
C. 图甲中公交车受到的地面的摩擦力为2FD. 图乙中公交车受到地面的摩擦力大于2F
【答案】B
【解析】
【详解】ACD．图甲中公交车受到的推力为F，根据力的平衡条件可知，公交车受地面的摩擦力为F，图乙中公交车受到的推力为2F，根据力的平衡条件可知，公交车受地面的摩擦力为2F，故ACD错误；
B．图甲中B受A的推力和公交车的推力，大小都为F，方向相反，所以地面对B的摩擦力为0，故B正确；
故选B。
4. 图为街头变压器通过降压给用户供电的示意图，变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有太大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的阻值减小。如果变压器上的能量损失可以忽略，各电表均为理想电表，则当用户的用电器增加时（ ）
A. 电流表、示数均增大B. 电压表、、示数均减小
C. 变压器的输出功率减小D. 输电线上发热功率减小
【答案】A
【解析】
【详解】B．由于输入电压不变，的示数不变，输入电压和匝数比不变，故输出电压不变，的示数不变，R、R0串联，R减小，则示数减小，故B错误；
A．的示数不变，R、R0串联，R减小，则示数增大，根据
可知示数增大，故A正确；
C．输入电压不变，示数增大，根据P=UI变压器的输出功率增大，故C错误；
D．根据输电线上发热功率增大，故D错误。
故选A。
5. 某小区安装了车辆识别系统，当业主车辆行驶到栏杆一定距离时，栏杆绕转轴自动向上匀速旋转放行。俯视图如图所示，已知水平栏杆离地高度为1m，一辆汽车（可视为长方体）车顶高度为1.6m，正好行驶在路中间，自动识别装置在探测到离杆4.4m的汽车时，水平栏杆向上旋转，5.4s转到竖直位置，为使汽车安全通过，则该汽车匀速行驶的最大速度约为（ ）
A. 1.5m/sB. 2.0m/sC. 2.5m/sD. 3.0m/s
【答案】B
【解析】
【详解】设汽车恰好通过道闸时直杆转过的角度为，由几何知识得
解得
由题意可知直杆转过所用时间为
汽车匀速行驶的最大速度为
故选B。
6. 2024年3月下旬，地球上出现了3小时的特大地磁暴，此次爆发的全过程，被我国首颗综合性太阳探测专用卫星“夸父一号”卫星全程观测，“夸父一号”卫星运行在距离地面高度约为的太阳同步晨昏轨道，绝大部分时间可以24小时不间断对日观测，已知地球半径为R，地球极地表面重力加速度为，引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A. “夸父一号”与地球同步卫星在同一平面内运行
B. 太阳的质量为
C. “夸父一号”卫星所处高度处的重力加速度为
D. “夸父一号”卫星的运行速度与地球第一宇宙速度之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A．晨昏轨道与地球经线平面重合，同步卫星轨道与赤道平面重合，所以两个轨道平面不重合，故A错误；
B．根据
解得地球的质量为
故B错误；
C．根据万有引力提供向心力有
所以
故C错误；
D．根据万有引力提供向心力有
所以
而地球的第一宇宙速度为
所以，“夸父一号”卫星的运行速度与地球第一宇宙速度之比为
故D正确。
故选D。
7. 如图所示某同学在家练习原地纵跳摸高，他先下蹲，通过充分调整后，由静止发力蹬地跳起到手触摸某一高度，忽略空气阻力，g取，则从蹬地到触摸到最高点的过程中（ ）
A. 该同学始终处于超重状态
B. 地面支持力的冲量大小等于其所受重力的冲量大小
C. 若要触摸到更高位置，则地面支持力做功也需增多
D. 若两次摸高位置相差20cm，则两次摸高过程在空中时间相差0.2s
【答案】B
【解析】
【详解】A．运动员在空中运动时，加速度向下，处于失重状态，故该同学不是始终处于超重状态，故A错误；
B．从蹬地到触摸到最高点的过程中，根据动量定理
则
故地面支持力的冲量大小等于其所受重力的冲量大小，故B正确；
C．从蹬地到触摸到最高点的过程中，地面支持力位移为零，支持力不做功，故C错误；
D．设两次摸高中，较低的位置离地高度为，根据动力学公式
两次摸高过程在空中时间差为
故D错误。
故选B。
8. 转换参考系是一种常用的分析运动方法，可以将物体的实际运动分解为跟随某参考点的运动与相对它运动的叠加。比如，与地面不打滑滚动的车轮上某点的运动可看成相对轮轴的匀速圆周运动与跟随轮轴匀速直线运动的叠加。图1是一辆正以速度v做匀速直线运动的自行车的车轮简化示意图，车轮边缘某点P（图中未画出）离水平地面高度h随自行车运动位移x的变化关系如图2所示，图中的L为已知量，则（ ）
A. 该车轮的直径为LB. 该车轮的转速为（转/秒）
C. 在位置，P相对地面的速度为零D. 在位置，P相对地面的速度为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据题意可知，自行车运动位移L时，车轮转动一周，则该车轮的直径为
故A错误；
B．车轮转动一周用时为
则转速为
（转/秒）
故B正确；
C．在位置，P在最高点，此时质点做匀速圆周运动的分速度方向与质点做匀速直线运动的分速度方向相同，相对地面速度为2v，故C错误；
D．在位置，P处于与圆心等高处，此时质点做匀速圆周运动的分速度向上，根据平行四边形定则可知，相对地面的速度为
故D正确。
故选BD。
9. 如图所示，光滑平行金属导轨左端接一定值电阻R，水平置于方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨上有一质量为m，电阻为R的导体棒ab以初速度向右运动，已知导体棒长度为d，导轨间距为L，导轨电阻不计，导体棒的瞬时速度为v，所受安培力大小为F，流过导体棒的电荷量为q，导体棒两端的电压U，下列描述各物理量随时间t或位移x变化的图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】AD．根据牛顿第二定律有
根据法拉第电磁感应定律有
其中
解得
可知导体棒的速度逐渐减小，且加速度逐渐减小，初始时刻安培力大小为，故A正确，D错误；
B．根据欧姆定律可知
则电压的最大值为，故B错误；
C．根据电流的定义式有
则q与x成正比例函数，故C正确；
故选BC。
10. 如图所示，竖直面内的绝缘半圆弧轨道BC与绝缘水平轨道AB相切于B点，匀强电场，方向与水平方向成。一个电荷量的小物块以初速度从A点开始向右运动，已知AB间距，物块在运动过程中电荷量不变，物块质量，圆弧半径，重力加速度g取，摩擦阻力忽略不计。则（ ）
A. 物块从A到B过程中，电势能增加了16JB. 物块通过C点时速度大小为20m/s
C. 物块在C点处受到的轨道压力为79.2ND. 物块从C点抛出后的加速度大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．物块从A到B过程中，电场力做功为
代入数据解得
电场力做正功，电势能减小，即物块从A到B过程中，电势能减少了16J，故A错误；
B．物块从A到C，根据动能定理可得
解得物块通过C点时的速度大小为
故B正确；
C．在C点，根据牛顿第二定律有
解得
即物块在C点处受到的轨道压力为79.2N，故C正确；
D．由于电场力大小与重力大小相等，所以物块从C点抛出后的合力大小为
所以加速度大小为
故D错误。
故选BC。
二、非选择题：本大题共5小题，共54分。
11. 某同学利用可伸缩万向支架、激光笔和长方体透明水槽测量水的折射率，如图激光笔固定在万向支架上，调节高度和角度，使激光平行于水槽正立面（下图中所示的横截面），从水槽的左上角射入，用记号笔在水槽正立面记下激光在水槽底部的光点A。往水槽内缓慢注入清水，直到水面高度接近水槽高度的一半，用记号笔在水槽正立面记下激光在水槽底部光点B（图中未画出）和水面CD，在水槽正立面用记号笔画直线，连接水槽左上角和A点，相交CD于E点，用刻度尺分别测量EA的长度，EB的长度，水面CD距水槽底部高度h=12.0cm。由此可得：

（1）B点处于A点的___________侧（填左、右）。
（2）激光入射角的正弦值sini=___________（结果保留两位有效数字）。
（3）水的折射率n=___________（结果保留三位有效数字）。
【答案】 ①. 左 ②. 0.80 ③. 1.33
【解析】
【详解】（1）[1]由于激光在水面发生折射，而光从光疏介质射入光密介质时，入射角大于折射角，做出光路图如图所示

可知，B点位于A点的左侧。
（2）[2]根据几何关系可知，激光入射角的正弦值
（3）[3]根据折射定律可知水的折射率为
而
代数数据解得
12. 纯净水的电导率（电阻率的倒数）是检验纯净水是否合格的一项重要指标。某学习小组通过实验检测某品牌纯净水的电导率是否合格，具体实验步骤如下：
（1）该小组将采集水样注满在圆柱形容器里，容器两端用很薄的金属圆片电极密封，金属圆片的电阻不计，容器长度为L，水平放置并固定在底座上。利用螺旋测微器测量金属圆片的直径d，如图甲所示，其读数为_______mm。
（2）利用图乙所示的电路测量水样的电导率（水样的电阻约为1000Ω）。实验室提供的器材有干电池2节，滑动变阻器R，开关S和若干导线之外，还提供了如下电表：
A．电压表（0~3V，内阻约为1kΩ）
B．电压表（0~15V，内阻约为2.5kΩ）
C．电流表（0~3mA，内阻约为40Ω）
D．电流表（0~0.6A，内阻约为1Ω）
①电压表应选_______，电流表应选_______（选填器材的字母序号）。
②请根据图乙在图丙中用黑色笔迹代替导线把实物连接图补画完整。_______
（3）正确连接电路后，合上开关，调节滑动变阻器，得到多组U和I数据，小明同学作出图像，测得图像的斜率为k。则水样电导率的表达式______（用k，d和L表示）。
【答案】（1）3.700
（2） ①. A ②. C ③.
（3）
【解析】
【小问1详解】
根据读数规则可知螺旋测微器读数为
【小问2详解】
①[1]电源为两节干电池，电动势约为，为使电压表可以偏转三分之一以上减小实验误差，电压表应选择量程为0~3V的电压表，故选A。
[2]通过电阻的最大电流约为
所以电流表选择量程为0~3mA的电流表，故选C。
②[3]据题意的阻值远大于滑动变阻器的最大阻值，为了方便调节电路测量多组实验数据，滑动变阻器采用分压式接法，同时水样的电阻约为1000Ω，满足
，
有
所以电流表采用内接法，实物图连接如下：
【小问3详解】
图像的斜率为k，由
可知
根据电阻定律
又横截面积为
则电导率为
13. 如图所示，向一个导热性能良好的空的铝制饮料罐中插入一根透明吸管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略），如果不计大气压的变化，这就是一个简易的气温计。已知铝罐的容积为，均匀吸管内部的横截面积为，吸管的有效长度为30cm（指露出易拉罐外的长度），当环境温度为300K时，油柱离管口10cm。
（1）若油柱刚好移动到右端管口而不溢出，则此时环境温度为多少？
（2）证明：吸管上若标刻温度值时，刻度是均匀的。
【答案】（1）；（2）见解析
【解析】
【详解】（1）在室温为时，封闭气体体积为
设油柱刚好移动到右端管口而不溢出时环境温度为，此时封闭气体体积为，则有
根据等压过程有
可得
（2）方法1：对于封闭气体，压强与外界大气压相等且保持不变，设温度为时液柱位于吸管底端且靠近饮料罐，此时封闭气体体积为
当温度升高，变为时，封闭气体体积变为，根据等压过程有
解得
即体积的变化量与温度的变化量成正比，吸管上标的刻度是均匀的。
方法2：根据盖—吕萨克定律有
则
即体积的变化量与温度的变化量成正比，吸管上标的刻度是均匀的。
方法3：根据盖—吕萨克定律有
则
即体积变化量与温度的变化量成正比，吸管上标的刻度是均匀的。
14. 某同学受自动雨伞开伞过程的启发，设计了如图所示的物理模型。竖直放置在水平桌面上的木质滑杆上套有一个金属滑块，初始时它们处于静止状态。给滑块一个瞬时冲量，让滑块从A处以初速度向上滑动时，受到滑杆的摩擦力，若滑块能滑到B处，则会与滑杆发生完全非弹性碰撞。已知滑块的质量，滑杆的质量，A、B间的距离，重力加速度g取，不计空气阻力。求：
（1）滑块经过多长时间会B处与滑杆相碰；
（2）滑杆向上运动的最大高度h。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）滑块所受合外力为
根据牛顿第二定律可知：滑杆加速度为
滑杆所受合外力为
根据牛顿第二定律可知：滑杆加速度为
假设经过秒时滑块已经到达B处，有
解得
（2）假设在秒内，滑杆上升的高度为，则
假设碰撞前一瞬间两者的速度分别为和．根据匀变速直线的运动公式得
由完全非弹性碰撞过程满足动量守恒知
代入数据解得
两者之后共同匀减速上升的高度为
于是：滑杆上升的总高度为
15. 2023年是芯片行业重要里程碑，中国成为了全球生产芯片的重要国家。离子注人是芯片制造过程中一道重要的工序。图甲所示，是离子注入工作原理的示意图，A处的离子无初速的“飘入”加速电场；经电场加速后从P点沿半径方向进入半径为r的圆形匀强磁场区域，经磁场偏转，最后打在竖直放置的硅片上。离子的质量为m、电荷量为q，加速电场的电压为U，不计离子重力。求：
（1）离子进入圆形匀强磁场区域时的速度大小v；
（2）若磁场方向垂直纸面向外，离子从磁场边缘上某点出磁场时，可以垂直打到硅片上，求圆形区域内匀强磁场的磁感应强度的大小；
（3）为了追求芯片的精致小巧，需要对硅片材料的大小有严格的控制。如图乙所示，O点到硅片的距离为2r，磁场的磁感应强度满足，要求所有离子都打到硅片上，求硅片的最小长度l。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）离子通过加速电场，由动能定理可知

得到

（2）根据题意，画出离子在磁场中运动的轨迹，如图所示
由几何关系知道，离子的轨迹半径

由牛顿第二定律有

从而解得

（3）离子打在硅片上端，设离子的轨迹半径为。根据牛顿第二定律有：
由于
得到

画出离子在磁场中运动的轨迹，如图所示
得到
所以
，，，，
由几何关系知道
所以

离子打在硅片下端时，设离子的轨迹半径为，根据牛顿第二定律有
由于
得到

画出离子在磁场中运动的轨迹，如图所示
得到
所以
，，，，
由几何关系知道
所以

因为
所以