2023届江西省赣抚吉十一联盟高三第一次联考 物理试题及答案

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赣抚吉十一联盟2023届高三第一次联考物理试卷（本试卷满分100分，考试时间100分钟）注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题纸上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题纸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，将答案写在答题纸上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题纸一并交回。一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~5题只有一项符合题目要求，第6～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分。1. 关于物理概念或规律的理解，下列说法正确的是（　　）A. 加速度是描述物体速度变化快慢的物理量，其方向不可能跟速度方向垂直B. 根据动能定理可知，在外力作用下物体的动能一定发生变化C. 根据动量定理可知，物体受到的合外力越大，物体动量变化得一定越快D. 根据法拉第电磁感应定律可知，穿过闭合电路的磁通量变化越大，闭合电路中的感应电动势就越大【答案】C【解析】【详解】A．加速度可以跟速度方向垂直，比如做匀速圆周运动的物体，故A项错误；B．根据动能定理可知，合外力对物体做的功是使物体动能变化的原因，外力作用下物体的动能不一定发生变化，如匀速圆周运动，故B项错误；C．根据动量定理可知，合外力的冲量等于物体动量的变化，即解得可知物体受到的合外力等于动量的变化率，故物体受到的合外力越大，动量变化就越快，故C项正确；D．根据法拉第电磁感应定律可知，穿过闭合电路的磁通量变化率越大，即磁通量变化越快，闭合电路中的感应电动势就越大，故D项错误。故选C。2. 如图所示，质量分布均匀的光滑圆柱体C的横截面半径为R，质量为，A、B均为与C完全相同的圆柱体的四分之一。当对B施加水平向左的推力F时，三者恰好均保持静止，A、B置于光滑地板上，A的左侧直角边与竖直墙壁接触，右侧恰好与B相切，C叠放在A、B的上方，重力加速度为g。则（　　）
 A. F大小为B. 当B缓缓向右滑动一小段距离时，B、C之间的弹力减小C. 当B缓缓向右滑动一小段距离时，A与墙壁之间的弹力增大D. A、C之间的最大弹力大小为【答案】C【解析】【详解】A．对C进行受力分析如图甲所示
 可知A、B对C的弹力之间的夹角为，所以有解得B对C的弹力大小为对B受力分析可知，推力F与水平方向的分量大小相等，故A项错误；B．当B缓缓向右滑动一小段距离时，A、B对C弹力的夹角增大，但这两个弹力的合力大小仍等于C的重力，所以A和B对C的弹力增大，B项错误；C．由上面分析可知，而A与墙之间弹力和F的大小相等，所以A和B对C的弹力的夹角增大时，A与墙壁之间的弹力也增大，C项正确；D．当B缓缓向右滑动一小段距离使C刚要接触地板时，A、C之间的弹力最大，如图乙所示
 由几何关系可知A、B对C弹力的夹角为，则有解得故D项错误。故选C。3. 如图所示，一重力不计的带电粒子以一定的速率从a点对准圆心射入一圆形匀强磁场，恰好从b点射出。减小粒子射入磁场的速率（速率不为0），下列判断正确的是（　　）A. 该粒子从ab间射出B. 该粒子从bc间射出C. 该粒子从ad间射出D. 该粒子从cd间射出【答案】A【解析】【详解】由左手定则知，该粒子带负电， 由解得知减小粒子射入磁场的速率，带电粒子的运动半径减小，故粒子从ab间射出。故选A。4. 如图所示，质量为M、倾角为的斜面体放置在粗糙的水平地面上，将质量为m的物块从斜面上某高度处由静止释放，物块沿斜面加速下滑，斜面体始终保持静止。已知重力加速度为g，物块与斜面体间的动摩擦因数为。下列说法正确的是（    ）A. 地面对斜面体的摩擦力的方向水平向右B. 斜面体对物块的作用力大小为C 物块与斜面体间动摩擦因数D. 斜面体对地面的压力大小为【答案】A【解析】【详解】AD．物块沿斜面向下的加速度a可分解为水平向右的分量和竖直向下分量，对物块和斜面体整体由牛顿第二定律可得，水平方向可知地面对斜面体有水平向右的摩擦力，在竖直方向变形得可知由牛顿第三定律可知斜面体对地面的压力大小小于，A正确，D错误；B．斜面体对物块的作用力等于斜面体对物块的支持力和摩擦力的合力，大小不等于，B错误；C．由物块沿斜面体加速下滑可得即C错误。故选A。5. 2021年2月，中国海军936舰搭载电磁轨道炮出海测试，成功击中200公里外目标，这种轨道炮预计在2025年之前投入实战使用。电磁轨道炮区别于火炮，是利用电磁力来加速弹丸，依靠弹丸的动能进行打击的先进武器，电磁轨道炮的原理示意图如图所示，电磁炮主要由电源、开关、加速装置和炮弹导体滑块组成。发射时，电流由一条导轨流经炮弹导体滑块，再由另一条导轨流回，构成闭合回路，导轨之间的区域存在匀强磁场，电流在强磁场的作用下产生强大的电磁力，推动炮弹导体滑块沿导轨加速，从而获得高速度，这就是电磁炮的发射原理。假设该电磁炮的电源电动势为，内阻，磁场的磁感应强度，将一个质量为、阻值的炮弹导体滑块发射出膛，炮弹导体滑块宽度，出膛瞬间速度恰好达到最大值，导轨光滑且电阻不计，则（　　）
 A. 炮弹导体滑块在轨道上做匀加速运动B. 炮弹导体滑块的出膛速度为C. 炮弹导体滑块刚启动时的加速度约为D. 炮弹导体滑块所受安培力做功等于电路中产生的电能【答案】C【解析】【详解】AB．炮弹导体滑块加速的同时，会产生反电动势，导致回路中电流减小，从而使炮弹导体滑块加速度减小，当反电动势大小等于电源电动势大小时，炮弹导体滑块加速度变为0，此时炮弹导体滑块速度达到最大，有故AB错误；C．炮弹导体滑块刚启动瞬间的加速度大小故C正确；D．由动能定理可知，安培力对炮弹导体滑块所做的功等于其增加的动能，故D错误。故选C。6. 如图所示，A、B、C为以O为圆心、R为半径的圆上的三等分点，在A、B两点分别固定一个电荷量为q的正点电荷。取无穷远处电势为零时，真空中电荷量为Q的点电荷在与它相距r处产生的电势为（k为静电力常量），则下列说法正确的是（    ）
 A. O点的电场强度大小为 B. O点的电场强度大小为C. O点电势为 D. O点的电势为0【答案】BC【解析】【详解】AB．如图所示，两点电荷在O点产生的电场强度大小均为
 O点的合电场强度为A错误，B正确；CD．两个点电荷在O点产生的电势均为，则O点的电势为C正确，D错误。故选BC。7. 我国的“天问一号”火星探测器被火星捕获后，经过多次调整，进入预设的环火圆轨道Ⅰ做匀速圆周运动，如图所示，椭圆轨道Ⅱ、Ⅲ为两次调整轨道，点A是两椭圆轨道的近火点，点B、C分别是椭圆轨道Ⅱ、Ⅲ的远火点，下列说法正确的是（　　）
 A. “天问一号”在轨道Ⅱ上A点的速率大于在轨道Ⅰ上A点的速率B. “天问一号”在轨道Ⅱ上运行的周期小于在轨道Ⅲ上运行的周期C. “天问一号”在轨道Ⅰ上经过A点时的加速度大于在轨道Ⅱ上经过A点时的加速度D. “天问一号”在轨道Ⅱ上由A点运行到B点的过程中，万有引力对其做正功【答案】AB【解析】【详解】A．“天问一号”在轨道Ⅱ上的A点减速才能进入轨道Ⅰ，所以在轨道Ⅱ上A点的速率大于在轨道Ⅰ上A点的速率，A项正确；B．根据开普勒第三定律可知“天问一号”在轨道Ⅱ上运行的周期小于在轨道Ⅲ上运行的周期，B项正确；C．根据牛顿第二定律可得可知“天间一号”在不同轨道上的A点的加速度相同，C项错误；D．“天问一号”在轨道Ⅱ上由A点运行到B点的过程中，“天问一号”所受万有引力的方向与“天问一号”速度方向的夹角始终为钝角，万有引力对其做负功，D项错误。故选AB。8. 如图所示，理想变压器有两组副线圈，其中与标有“ ”的灯泡相连，与标有“ ”的灯泡相连，当理想变压器原线圈a、b两端所加交流电压的瞬时值表达式为时，两灯泡均能正常发光。已知原线圈匝数为匝，电流表为理想交流电表，导线的电阻可忽略不计，下列说法正确的是（　　）
 A. 副线圈的匝数为20匝B. 副线圈的匝数为30匝C. 电流表的示数为D. 通过灯泡的电流每秒钟方向改变50次【答案】BC【解析】【详解】AB．由可知，此交流电压的有效值，根据变压器电压与匝数的关系有，其中、，解得匝，匝故A错误，B正确；C．由能量守恒可得解得故C正确；D．由可知解得交变电流的频率为而线圈转动一圈方向改变两次，则通过灯泡的电流每秒钟方向改变100次，故D错误。故选BC。9. 氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，其中只有频率为、的两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应．分别用频率为、的两种光照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示．下列说法中正确的是（ ）A. 图丙中的图线所表示的光的光子能量为B. 图乙研究阴极K的遏止电压与照射光频率关系时，电源左侧为负极C. 处于第4能级的氢原子可以吸收一个能量为的光子并电离D. 用图丙中的图线所表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线所表示的光照射时小【答案】CD【解析】【分析】【详解】A．图丙中的图线所表示的光的遏止电压较大，则光电子最大初动能较大，所对应的光子能量较大，原子跃迁对应的能级差较大，即对应于从到的跃迁，则光子能量为故A错误；B．研究阴极K的遏止电压与照射光频率关系时，阴极K电势高，电源左侧应为正极，B错误；C．处于第4能级的氢原子至少要吸收的能量才能电离，故C正确；D．用图丙中的图线所表示的光照射阴极K时，遏止电压小于图线表示的光子的遏止电压，可知表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线所表示的光照射时更小，故D正确。故选CD。10. 如图所示，空间中存在宽度为、方向垂直于竖直平面向里、磁感应强度大小为的有界匀强磁场，磁场的上方处有长为、宽为、质量为、电阻为的矩形金属线框，线框在外力作用下静止在竖直平面内。现将线框由静止释放，线框下落过程中，始终保持竖直状态，且边始终与磁场的上边界平行，重力加速度g取，下列说法正确的是（　　）
 A. 金属线框在进入磁场的过程中做匀速直线运动B. 从线框开始下落到边刚要出磁场的过程中，线框中产生的焦耳热为C. 金属线框出磁场的过程中做匀减速直线运动D. 金属线框边刚要出磁场时的速度大小为【答案】AD【解析】【详解】A．金属线框下落高度h时的速度为此时金属线框受到的安培力方向竖直向上，大小为可见金属线框进入磁场的过程受力平衡，做匀速直线运动，A项正确；B．金属线框进入磁场的过程中，动能不变，完全进入磁场后线框中的感应电流为0，线框不再产生焦耳热，根据能量守恒可知，线框从开始下落到边刚要出磁场的过程中产生的焦耳热等于重力势能的减少量，即B项错误；D．线框完全进入磁场后，磁通量不变，没有感应电流，只受重力，做匀加速直线运动，设线框的边刚要出磁场时的速度为，有代入数据解得D项正确；C．由于线框的边刚要出磁场时的速度大于刚要进磁场时的速度，则线框出磁场时受到的安培力大于重力，又安培力的大小随速度大小的变化而变化，所以线框受到的合力是变化的，不会做匀减速直线运动，C项错误。故选AD。二、非选择题：共60分。第11～15题为必考题，每个试题考生都必须作答。第16、17题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题：共45分。11. 某同学探究“质量一定时加速度与合外力的关系”的实验装置如图（a）所示。请回答下列问题：
 （1）为保证实验测量的精确度，图（a）所示实验装置中需要调整的地方有____________（要求写出两处）。（2）把实验装置完全调整好以后，闭合打点计时器开关，释放小车，读出弹簧测力计的示数。打点计时器打出一条纸带如图（b）所示。已知打点计时器使用的交流电频率为，相邻两个计数点之间还有4个点未画出。根据纸带上测量的数据算出加速度的大小为________（结果保留3位有效数字）。
 （3）保持小车质量不变，多次改变沙桶中细沙的质量，重复实验，记录每次弹簧测力计的示数F以及相应纸带的加速度a。根据实验数据作出小车的加速度a随弹簧测力计读数F变化的关系图像，如图（c）所示，则小车的质量______（结果保留3位有效数字）。
 【答案】    ①. 见解析    ②. 2.60    ③. 0.175【解析】【详解】（1）[1]应适当垫高长木板左端以平衡小车受到的摩擦力；弹簧测力计与小车之间的细线应与长木板平行。（2）[2]根据题意可知相邻两计数点间的时间间隔为，根据可知加速度大小（3）[3]由牛顿第二定律有得结合图像可知解得12. 某实验小组用图甲所示电路测量一节干电池的电动势和内阻。实验器材如下：干电池（电动势约为，内阻约为）；电压表V（量程，内阻不是足够大）；电流表A（量程，内阻约为）；滑动变阻器（阻值）；电阻箱（最大阻值）；单刀单掷开关K、单刀双掷开关S，导线若干。
 请回答下列问题：（1）按照电路图连接好实物图。将滑动变阻器和电阻箱的阻值调到合适的数值。（2）单刀双掷开关S置于位置1，闭合单刀单掷开关K，调节滑动变阻器滑片的位置使电压表的示数为零。断开开关K，然后把单刀双掷开关S置于位置2，把电阻箱的阻值调到。闭合开关K，电流表A、电压表V的读数如图乙所示，则图中电流表的读数为______A，电压表的读数为______V。（3）为了减少由于电表内阻带来的实验误差，将单刀双掷开关S置于位置1，把电阻箱的阻值调到0。（4）调节滑动变阻器，测得多组数据后作出电源的路端电压U与通过电源电流I的关系如图丙所示，则根据图像可以求得电源电动势______V，电源内阻______Ω。（结果均保留3位有效数字）【答案】    ①. 0.050    ②. 1.40    ③. 1.48    ④. 1.64（1.61~1.64）【解析】【详解】（1）[1]电流表量程为，最小分度为，则读数为[2]电压表量程为，最小分度为，故读数为（2）[3][4]根据闭合电路欧姆定律有可知图线的纵截距表示电源电动势，则有电流表的内阻图线斜率的绝对值表示电源的内阻和电流表的内阻之和，则有13. 甲、乙两辆汽车在同一段平直公路上同向行驶，甲车在前以大小为15m/s的速度做匀速运动，乙车在后以大小为25m/s的速度做匀速运动。乙车司机刹车后，乙车以最大加速度做减速运动，他们运动的v-t图像如图所示。求：（1）若甲、乙两车在同一车道上行驶，乙车司机从决定采取刹车到做出刹车动作的反应时间为0.4s，为保证安全，乙车司机至少要在乙车距甲车多远处决定采取刹车；（2）甲、乙两车分别在两条并行的车道上行驶，乙车刹车开始以最大的加速度做减速运动时与甲车在运动方向上的距离为△x=8.4m，通过计算并分析说明两车相遇的情况。【答案】（1）20m；（2）经t1=1.2s时间两车第一次相遇，相遇后再经1.6s第二次相遇，往后就不会再相遇【解析】【详解】解：（1）由v-t图象可知乙车的加速度甲、乙两车速度相等时甲车的位移乙车的位移x=x乙−x甲=50m−30m=20m乙车司机至少要在乙车距甲车20m远处决定采取刹车。（2）设甲、乙两车第一次相遇时间为t1，由题意可知代入数据解得t1=1.2s甲、乙两车第一次相遇时，乙车的速度v1=v乙−at1=25 m/s −5×1.2 m/s =19m/s速度大于甲车速度，往后乙车在前，甲车在后，设第二次相遇在用时间为t2，则有代入数据解得t2=16s乙两车第一次相遇后，在经1.6s时间第二次相遇，此时乙车的速度是v2=v1−at2=19 m/s −5×1.6 m/s =11m/s小于甲车的速度，往后就不会再相遇。14. 两根不可伸长的、长度均为的轻细绳一端悬挂在距地面高的O点，另一端分别拴接质量为的小球A和质量为的小球B，A、B自然下垂时恰好与地面接触不挤压，某时刻B球自然下垂，在B正上方高处有一大小可忽略的钉子C，C刚好与竖直细绳左侧接触，将A球拉至与O点等高处，由静止释放，A球与B球发生正碰，碰撞后A球绕C刚好做完整的圆周运动，B球绕O点做圆周运动，两球均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取，求：（1）碰后A球速度的大小；（2）碰后B球能上升的最大高度；（3）两球碰撞过程中损失的机械能。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设碰后A球的速度大小为，A球绕C恰好做完整的圆周运动，运动到最高点的速度大小为，有解得（2）设碰前A球的速度大小为v，碰后B球的速度大小为，由机械能守恒和动量守恒，则有代入数据解得设B球能到达的最大高度为H，有代入数据解得（3）根据能量守恒可得碰撞过程中机械能的损失为代入数据解得15. 如图所示，某矩形区域abcd，ab边长为2L，bc边长为L，以对角线ac为边界分为上、下两个区域，对角线上方区域存在竖直向下的匀强电场，对角线下方区域存在垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为＋q的粒子以速度v0从a点沿边界ab进入电场，恰好从对角线ac的中点O进入磁场，并恰好未从边界cd射出。粒子重力不计，求：（1）电场强度E的大小；（2）磁感应强度B的大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，设时间为t，到O点时电场线方向速度大小为有vy，加速度为a，则有L=v0tvy=at解得vy=v0（2）带电粒子在匀强电场和磁场中的运动轨迹如图所示，设粒子进入磁场时速度方向与水平方向夹角为，在磁场中做匀速圆周运动，圆周半径为R，由几何关系得又=1解得（二）选考题：共15分。请考生从两道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。[物理-选修3-3]（15分）16. 一定质量的理想气体由状态A经状态B、C到状态D，其体积V与热力学温度T的关系如图所示，O、A、B三点在同一直线上。下列说法正确的是（　　）A. 从状态A到B的过程中，气体对外做功，内能减小B. 从状态B到C的过程中，气体放出热量C. 从状态C到D的过程中，气体分子的平均动能不变D. 气体在状态A时的压强大于在状态D时的压强E. 气体分子在状态B时单位时间内对器壁单位面积碰撞的分子数与在状态A时相等【答案】BCD【解析】【详解】A．从状态A到B，气体的温度升高，内能增大，A项错误；B．从状态B到C过程中，气体体积不变，温度降低，内能减小，由热力学第一定律可知气体放出热量，B项正确；C．从状态C到D的过程中，气体温度不变，气体分子的平均动能不变，C项正确；D．对一定质量的理想气体，由理想气体状态方程可知图线的斜率与压强的倒数成正比，所以气体在状态A时的压强大于在状态D时的压强，D项正确；E．气体在状态B与状态A的压强相等，而状态B下气体分子的平均动能较大，根据气体压强的微观解释可知，气体分子在状态B时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比在状态A时少，E项错误。故选BCD。17. 物理探究小组要通过实验测量不规则容器B的容积，他们找到了一个容积V0=5.0L的标准容器A，将标准容器A和不规则容器B通过一个带阀门的细管连在一起。首先，他们关闭阀门，用气泵将外界大气缓慢充入容器A，充气完毕后测得容器A中气体的压强为p1=228cmHg，温度为t1=27℃，然后打开阀门，经过足够长的时间，测得A中气体的压强为p2=152cmHg，温度为t2=24℃。已知外界环境温度为t0=27℃，大气压强为p0=76cmHg，A、B容器均可视为绝热容器，充气前两个容器均与外界大气相通，连接两容器的细管的容积可以忽略，上述气体均可视为理想气体，热力学温度与摄氏温度的关系为T=（273+t）K。求气泵充入标准容器A中的气体在压强为p0状态下的体积及不规则容器B的容积。（结果均保留1位小数）【答案】10.0L，4.8L【解析】【详解】设气泵充入标准容器A中的气体体积为V充，A充气后A中气体为研究对象，状态参量从p1=228cmHg，体积V0=5.0L，温度为t1=27℃状态下，变化到压强为p0，体积为V′，温度为t1=27℃状态下时，由玻意耳定律可得V充=V′−V0=15.0L−5.0L=10.0L气泵充入标准容器A中的气体在压强为p0状态下的体积是10.0L。    设不规则容器B的容积为VB，因充气前两个容器均与外界大气相通，因此阀门打开前B中的气体状态参量为p0、VB、t0，在变化为p1、、t1时，因t0= t1，则有则有气体的状态由p1、V0+、t1，然后变化到p2、V0+VB 、t2状态，由气体的状态方程可得T1=273+t1=300KT2=273+t2=297K代入数据解得VB=4.8L不规则容器B的容积是4.8L。[物理—选修3-4]（15分）18. 一半径为R的半圆柱形透明物体的侧视图如图所示，现在有一细束单色光从右侧沿轴线方向射入，光在其中的传播速度为，c为光在真空中的传播速度，则透明物体对该单色光的折射率为_____________；现将该细束单色光逐渐向上平移，当平移到距O的距离为_____________处，此时透明物体左侧恰好不再有光线射出。【答案】    ①. 2    ②. 【解析】【详解】[1]由题意可知，折射率为[2]恰好发生全反射时的光路如图所示，由几何关系得由临界角公式得解得19. 一列简谐横波在时的波形图如图（a）所示，质点P的纵坐标为，波上质点A的振动图像如图（b）所示，求：（1）波传播速度的大小；（2）质点P的振动方程。
 【答案】（1）；（2）    【解析】【详解】（1）由图（b）可知，时质点A向下振动，可知波沿x轴正方向传播，由图（a）可知波长为，由图（b）可知周期为，则波速的大小为（2）由题意可知，从t=0到，P点运动的路程为2A=20cm，可得时刻，P点纵坐标为，沿y轴负方向振动。由图知振幅为，周期为，则质点P的振动方程为代入数据解得