[物理]江西省九师联盟2023-2024学年高三下学期4月联考试卷(解析版)

这是一份[物理]江西省九师联盟2023-2024学年高三下学期4月联考试卷(解析版)，共22页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1. 如图所示为射箭锦标赛的活动现场，不计空气阻力，关于箭的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 箭在空中飞行时受到向前的作用力和重力
B. 箭在空中飞行的轨迹是一条向上弯曲的抛物线
C. 箭在空中飞行时做变加速运动
D. 箭在空中飞行的任意时间内重力冲量的方向均竖直向下
【答案】D
【解析】本题考查物体做曲线运动的条件和冲量的方向，箭在空中飞行时只受到重力作用，做匀变速曲线运动，恒力冲量方向与恒力方向始终相同。A．忽略空气阻力，箭在空中飞行时只受到重力作用，故 A错误；
B．箭所受重力方向竖直向下，箭在空中飞行的轨迹是一条向下弯曲的抛物线，故B错误；
C．箭运动的加速度为重力加速度，所以箭在空中飞行时做匀变速曲线运动，故C错误；
D．重力为恒力，由冲量定义式可知，重力冲量方向与重力方向始终相同，故D正确。故选D。
2. 我国自主研发的“玲珑一号”是全球首个陆上商用小型核反应堆，未来或将应用于我国的核动力航母。“玲珑一号”中有一种核反应方程是+γ，则（ ）
A. 比的比结合能大
B. 核反应方程中的x等于88
C. γ射线是铀235由高能级向低能级跃迁放出的
D. γ射线的频率比X射线的频率低
【答案】A
【解析】本题考查核反应。解决问题的关键是清楚比结合能与质量数之间的关系，知道核反应过程质量数和电荷数守恒，知道电磁波谱的排列顺序。B．由质量数守恒可知，核反应方程中的X等于89，故B错误；
A．由比结合能与质量数关系图像可知，的比结合能大，故A正确；
D．由电磁波谱可知，γ射线的频率比X射线的频率高，故D错误；
C． γ射线是核反应产生的新核由高能级向低能级跃迁放出的，故 C错误。
故选A。
3. 火星探测器“天问一号”成功发射，标志着我国已经开启了探索火星之旅。如图所示，天问一号通过虚线椭圆轨道从地球轨道到达火星轨道，已知椭圆轨道近日点A距离太阳中心距离为，远日点B距离太阳中心距离为地球、火星绕太阳的运动近似为匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 地球与火星的速度大小之比为
B. “天问一号”在椭圆轨道A和B处的速度大小之比等于
C. “天问一号”在椭圆轨道A和B处的加速度大小之比等于
D. 要实现从椭圆轨道B处进入火星轨道，“天问一号”需向前喷气
【答案】A
【解析】对于绕地做匀速圆周运动的卫星，由万有引力提供向心力分析圆周运动的物理量。对于同一个椭圆轨道的速度大小进行比较时，往往使用开普勒第二定律。卫星变轨原理：低轨变高轨需要加速，使卫星做离心运动，高轨变低轨需要减速，使卫星做近心运动。A．根据
得到
则火星与地球的速度之比为，选项A正确；
B．根据开普勒第二定律
解得
选项B错误；
C．根据牛顿第二定律
所以
选项C错误；
D．从椭圆轨道B处进入火星轨道应加速，根据动量守恒定律，需要向后喷气，选项D错误。故选A。
4. 如图甲所示，在LC振荡电路实验中，多次改变电容器的电容C并测得相应的振荡电流的周期T，如图乙所示，以C为横坐标、T2为纵坐标，将测得的数据标示在坐标纸上并用直线拟合数据，则（ ）

A. 电路中的磁场能最大时，电容器板间电场能最大
B. 电容器板间场强增大时，电路中电流正在增大
C. 电容器带电量最大时，电路中电流最大
D. 可由图像计算线圈的自感系数
【答案】D
【解析】在LC振荡电路中，当电容器在放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。从能量看：电场能在向磁场能转化；当电容器在充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。从能量看：磁场能在向电场能转化。电容器具有储存电荷的作用，而线圈对电流有阻碍作用，同时掌握充放电过程中，会判定电流、电量、磁场、电场、电压如何变化。注意形成记忆性的规律，以便于更快更准确的解题。A．电路中的磁场能最大时，电容器板间电场能最小为零，选项A错误；
B．电容器板间场强增大时，电容器正在充电，磁场能转化为电场能，电路中电流正在减小，选项B错误；
C．电容器充电结束时，电容器带电量达到最大，电场能最大，电路中电流为零，选项C错误；
D．由
得
由图像的斜率可以计算得到线圈自感系数，选项D正确。故选D。
5. 如图所示，一透明介质的横截面为等腰三角形ABC，，P、Q分别为AB、AC边上的点，且，。一细光束平行于BC边从P点射入透明介质，经BC边反射后，又从AC边上的Q点平行于BC边射出，则介质对光的折射率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】作P点关于BC边的对称点，过Q点作BC边的垂线，连接，使，作出如图所示的光路图
根据几何关系可得
从射出的折射角为
根据折射定律，透明介质对光的折射率为
故选D。
6. 如图所示，绝缘水平光滑杆上套有一质量为m的带正电的小环，电荷量为q，小环与绝缘弹簧相连，弹簧另一端固定于杆正上方的P点.杆所在的空间存在着沿杆方向的匀强电场，杆上M、N两点间的电势差为，其中，小环以向右的速度经过M点，并能通过N点。已知在M、N两点处，弹簧对小环的弹力大小相等，，，M、N之间的距离为2L，Q点位于P点的正下方.在小环从M点运动到N点的过程中（ ）
A. 小环加速度最大值为
B. 小环经过Q点时的速度最大
C. 小环经过N点时的速度大小为
D. 小环在M、N两点时，弹性势能相等，动能也相等
【答案】C
【解析】A．匀强电场的场强大小为
当小环刚越过Q点右侧时，弹簧的弹力的水平分力和电场力都向右，所以合加速度必定大于，故A错误；
B．小环在M、N之间运动的过程中，在Q点的加速度向右，不是速度最大的位置，故B错误；
CD．小环从M到N的过程中，根据动能定理得
解得
故C正确，D错误。故选C。
7. 如图所示，A、B、C、E、F是在纸面内圆上的五个点，其中连线EF、AC过圆心O点，A、B关于EF对称，，在E、F两点处垂直于纸面放置两根相互平行的长直细导线，两根导线中分别通有大小相等的电流。已知通电直导线形成的磁场在空间某点处的磁感应强度大小，k为常量，r为该点到导线的距离。若E处的电流在A点产生的磁感应强度大小为，下列说法中正确的是（ ）
A. 若两根导线中的电流同向，则O点磁感应强度大小为
B. 若两根导线中的电流同向，则A、B两点磁感应强度相同，均为
C. 若两根导线中电流反向，则A、C两点磁感应强度相同，均为
D. 无论两根导线中的电流同向还是反向，A、B、C三点的磁感应强度大小均为
【答案】D
【解析】A．同向电流在O点的磁场方向相反，磁感应强度大小相等，故若两根导线中的电流同向，O点磁感应强度大小为零，故A错误；
B．根据几何关系有
作出同向电流（假设电流方向向内），在A、B点磁感应强度的矢量图如图甲所示，则
，
则A点磁感应强度为
同理可得B点磁感应强度为
故则A、B两点磁感应强度大小相等，大小均为，根据矢量图可知A、B两点磁感应强度方向不同，故B错误；
C．作出反向电流（假设E流入、F流出），在A、C点磁感应强度的矢量图如图乙所示，同前面分析，可以发现A、C两点磁感应强度矢量和的方向相同，大小均为，故C错误；
D．根据前面的分析可知，无论两根导线中的电流同向还是反向，A、B、C三点的磁感应强度大小均为，故D正确。
故选D。
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8. 如图甲所示为驼峰过山车通过轨道最低点的示意图.已知驼峰过山车通过轨道最低点时整体运动速度方向水平向左，大小为v0，通过的轨道是半径为R的圆弧；过山车是一个半径为r的转盘，转盘边缘上通过两个相互垂直的直径上有四个质量相等的小孩A、B、C、D，某时刻AB直径与轨道圆弧的切线平行，转盘以的角速度逆时针转动（俯视）如图乙所示是转盘放大示意图。已知，转盘与水平面平行，圆弧轨道处于竖直平面.下列说法正确的是（ ）
A. A、B小孩相对转盘轴心的速度相同
B. 四个小孩相对地面的加速度大小均为
C. 转盘对四个小孩的作用力大小均为
D. A、B两小孩相对地面的速度大小均为
【答案】BD
【解析】本题考查圆周运动中的动力学问题，在圆周不同位置，线速度方向往往不同；确定各个分矢量，再根据矢量合成求解加速度、作用力和速度大小。A．A、B两小孩相对转盘轴心的速度大小均为ωr，但方向不同，故A错误；
B．圆盘整体相对地面的加速度大小为，方向竖直向上，四个小孩相对转盘轴心的加速度为ω2r，方向水平，相对地面四个小孩的加速度大小为
故B正确；
C．转盘对小孩的竖直方向作用力大小为
转盘对小孩的作用力大小为
故C错误；
D．A、B两小孩相对地面的速度为小孩相对转盘轴心的速度和轴心相对地面水平向左的速度的矢量合，大小均为，故D正确。
故选BD。
9. 如图所示，交流发电机（内阻不计）产生的交流电直接输送到理想变压器的原线圈，电路中的电流表A和电压表V均为理想交流电表，电阻。电键S断开时，发电机输出电流的表达式为(A)，电压表V的示数为20V则（ ）
A. 变压器原副线圈的匝数比为5：1
B. 流过电阻R的电流方向每秒改变50次
C. 若合上电键S，则电压表示数将减小
D. 若将发电机线圈的转速减半，则电流表示数将减半
【答案】ACD
【解析】A．电键S断开时，电表读数为有效值，副线圈电流
原线圈电流
故原副线圈匝数比
故A正确；
B．变压器不改变电流的频率，根据发电机输出电流的表达式有
可得
则流过电阻R的交变电流的频率为50Hz，其方向每秒改变100次，故B错误；
C．若合上电键S，副线圈电压不变，负载总电阻减小，副线圈电流增大，电阻两端的电压增大，电阻R两端的电压减小，故C正确；
D．根据发电电压的峰值
可得有效值
可知，发电机线圈的转速减半，则原、副线圈电压均减半，副线圈电流减半，因而原线圈中电流将减半，故D正确。
10. 如图所示为某演示机械能守恒的实验示意图。细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，摆长为l。在O点的正下方钉一个钉子A，已知，摆球质量为m，小球从一定高度位置P摆下，摆角θ小于5°，向右摆到最高点Q，摆角也小于5°，不计阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 摆球受到绳子最大拉力为
B. 摆球到达最低点时，绳子拉力的功率为
C. 摆球摆动的周期为
D. 摆球从P到M和从Q到M过程中重力做功的平均功率相等
【答案】AC
【解析】A．摆球摆到M点以A为圆心做圆周运动时，绳子拉力最大，根据牛顿第二定律
摆球从P到M，根据动能定理有
解得
故A正确；
B．摆球到达最低点时，由于拉力与速度垂直，因而绳子拉力功率为零，故B错误；
C．摆球摆动周期为
故C正确；
D．根据能量守恒，摆球从P到M和Q到M过程中重力做功相等，由于
但时间不同，因而做功平均功率不同，故D错误。
故选AC。
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11. 根据现行课本实验方案，下列哪一个实验不需要用到打点计时器（ ）
A. 探究小车速度随时间变化的规律
B. 探究平抛运动的特点
C. 验证机械能守恒定律
【答案】B
【解析】A．探究小车速度随时间变化的规律实验中，需要通过纸带测量小车的加速度，需要使用打点计时器，故A不符合题意；
B．探究平抛运动的特点，需要描绘物体的运动轨迹，且轨迹是曲线，打点计时器只能用来研究直线运动，故不需要打点计时器，故B符合题意；
C．验证机械能守恒定律实验中需要纸带数据测量物体的下落高度和下落后速度，需要使用打点计时器，故C不符合题意。
故选B。
12. 某同学利用如图甲所示的实验装置利用力传感器“探究加速度与力、质量的关系”。
（1）关于本实验的操作，下列做法正确的是_______。
A. 开始时在小车一端悬挂空桶，将打点计时器上的纸带与小车相连，让小车在木板上运动，如果在纸带上打出点的间隔是均匀的，就完成了平衡摩擦
B. 该方案操作时需要满足桶的质量远小于小车的质量
C. 为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量
D. 每次开始时小车应尽量靠近打点计时器，并应先释放小车，后接通电源，且应在小车到达滑轮前按住小车
（2）小宇同学正确完成平衡摩擦后，保持小车和传感器总质量不变情况下，探究加速度与力的关系，把实验获得的6组数据正确标示在以力传感器的读数F为横坐标，以小车加速度a为纵坐标的坐标系上，请帮助小宇同学根据如图乙所示给出的数据点，作出的关系图线__________
【答案】（1）C （2）
【解析】【小问1详解】
A．平衡摩擦，不需要悬挂空桶，选项 A错误；
B．该方案操作时有力传感器测量小车受的拉力，则不需要满足桶的质量远小于小车的质量，选项B错误；
C．为了改变小车的质量，可以在小车中增减砝码的数量，选项C正确；
D．应先接通电源，后释放小车，选项D错误。故选C。
【小问2详解】
连成直线，如图所示.
13. 王同学用如图所示的方法“验证动量守恒定律”，下列有关本实验操作与分析正确的是（ ）
A. 实验装置中的铅垂线的主要作用是确保斜槽末端水平
B. 数据处理时可以不测量速度的具体数值
C. 两碰撞小球直径必须相等
D. 如果在第二次操作时，发现在第一次操作中，槽的末端有些向上倾斜，于是把它调为水平，调整后的斜槽末端离地面高度跟原来相同，其他实验操作都正确，数据处理时可能引起碰撞后动量矢量合大于碰撞前动量矢量合
【答案】BC
【解析】A．实验装置中的铅垂线的主要作用是确定斜槽末端在白纸上的投影位置，选项A错误；
B．小球做平抛运动，在竖直方向下落的高度相同，因此下落的时间相等，则可由水平位移大小表示速度大小，因此数据处理时可以不测量速度的具体数值，选项B正确；
C．两碰撞小球的直径必须相等，才能保证两球正碰，选项C正确；
D．第一次斜槽末端向上倾斜会导致水平速度偏小，数据处理时可能引起碰撞后动量矢量合小于碰撞前动量矢量合，选项D错误。故选BC。
14. 某实验室现有的电学器材如下：
两节干电池E（电动势3.0V，内阻未知）
电流表A（量程为10mA，内阻为90Ω）
定值电阻R0（阻值为400Ω）
滑动变阻器R（最大阻值200Ω）
单刀双掷开关S
导线若干
某同学利用现有器材，设计了一个测量未知定值电阻的实验，测量电路图如图甲所示。
（1）用笔画线代替导线，请在答题卡上按照电路图甲，将实物图乙连接成完整电路_________
（2）实验时，先断开开关，连接好电路，将滑动变阻器R的滑片调到阻值最大一端；然后将单刀双掷开关S掷到2，调节滑片到某位置，此时电流表指针如图丙所示，读数为__________mA再保持滑片的位置不变，将单刀双掷开关S掷到1，此时电流表指针指在满刻度处。若不考虑电池内阻，则的测量值为__________Ω。
（3）本实验中若考虑电池内阻，的测量值与不考虑电池内阻时的测量值相比将__________.
A. 变大B. 变小C. 不变D. 无法比较
【答案】（1） （2）5.0 100 （3）C
【解析】【小问1详解】
由电路图连接实物，其实物图如图所示
【小问2详解】
[1]电流表的精确度为0.5mA，由题图可知，其读数为
[2]若不考虑电源内阻，则开关接2位置时，有
当开关接到1位置时，有
结合之前的分析，解得
【小问3详解】
若考虑电源内阻，设内阻为r，开关接2有
开关接1有
整理有
有上述分析可知，待测电阻的测量不受影响。故选C。
【点睛】本题考查电阻的测量方法，要注意该实验中采用比较的方法设计测量电阻的电路，若是电阻箱，可以运用等效替代的方法设计。本题中没有电压表，不能用伏安法测量电阻，可以运用比较法进行设计，将待测电阻与定值电阻分别接入电路，保持变阻器的接入电路的电阻不变，读出电流，根据闭合电路欧姆定律得到待测电阻。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
15. 如图所示，导热良好的汽缸固定在倾角为斜面上，面积为、质量为的活塞与汽缸壁无摩擦，汽缸内封闭一定质量的理想气体，整体处于静止状态。最初时气体处于状态A，温度，体积。先用外力缓慢拉动活塞使气体达到状态B，体积变为之后固定活塞，降低气体温度达到，气体达到状态C。已知大气压为，气体的内能满足，，重力加速度g取，从状态A到状态C的整个过程气体吸收总热量，求：
（1）气体在状态B的压强
（2）气体在状态C的压强及外力做的功W
【答案】（1）；（2），
【解析】（1）以活塞为研究对象，根据共点力平衡条件有
解得
以气体为研究对象，从状态A到状态B，T不变，则
解得
（2）以气体为研究对象，从状态B到状态C，V不变，则
解得
以气体为研究对象，从状态A到状态C，则有
根据热力学第一定律有
解得
以活塞为研究对象，根据动能定理有
其中
解得
【点睛】本题考查气缸类问题，此类问题一般要选择封闭气体为研究对象，分析理想气体发生的是何种变化，根据平衡条件分析初末状态的压强，并结合题意分析初末状态气体的体积、温度，利用理想气体状态方程或者气体实验定律列等式求解。分析气体内能变化时，要使用热力学第一定律。其中气体做功通过求解。
16. 如图所示，曲线轨道AB（足够长）、水平直轨道BC、竖直圆环轨道CD、水平直轨道CE、竖直半圆形管道EFG间平滑连接，其中圆环轨道CD最低点C处的入口、出口靠近且相互错开。将一可视为质点、质量为的小滑块P从曲线轨道AB上某处由静止释放，其刚好能沿竖直圆环轨道的内侧通过最高点D。已知水平直轨道BC长为，其上铺设了特殊材料，其动摩擦因数为（x表示BC上一点至B点的距离），水平直轨道CE长为，动摩擦因数为，轨道其余部分的阻力及空气阻力不计。竖直圆环轨道CD的半径为，竖直半圆形管道EFG的半径可在间调节，半圆管道的内径远小于其半径、且比滑块尺寸略大，重力加速度g取，求：
（1）小滑块P释放点的位置高度h；
（2）P从管道G点水平抛出后落到水平面上时，其落地点至G点的最大水平距离。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）滑块恰好能通过最高点D，则
解得
从滑块P的释放点到竖直圆环轨道CD的最高点D，由动能定理有
其中
解得
（2）滑块P由D点到G点的过程，由动能定理有
滑块P离开G点后做平抛运动，则有
可得
当
时，即时，水平距离达到极大值，由于
当，落地点至G点的水平距离最大，为
17. 如图所示，在坐标系xOy中，y轴左侧有圆形磁场区域，圆的半径为，圆心坐标为，该区域内的磁场，方向垂直纸面向外，磁感应强度，y轴与y轴右侧的虚线CD之间存在宽度，电场强度，方向沿+x的匀强电场，PQ为显示屏，CD与PQ之间存在方向垂直纸面向里、磁感应强度的匀强磁场，CD、PQ均与y轴平行，PQ与CD的间距lx可调。一平行于x轴的线状粒子源宽度为2R，连续均匀发射比荷均为，速度均为v0的带电粒子，线状粒子源中心位置a发射的粒子正对圆形磁场圆心，位置a发射的粒子经圆形磁场偏转恰好从坐标原点O离开圆形磁场，不计粒子重力及相互间作用力，求：
（1）线状粒子源中心位置a发射的带电粒子到达CD分界线时的速度大小；
（2）带电粒子经过虚线CD时，y坐标的最大值；
（3）当匀强磁场的宽度时，位置a发射的带电粒子在匀强磁场中的运动时间；
（4）线状粒子源到达显示屏的粒子比例与的函数关系。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）见解析
【解析】（1）在磁场B1中
得
根据动能定理，电场力做功动能增加
得到达CD分界线速度为
（2）当粒子垂直电场入射， y坐标最大，水平方向为匀加速直线运动
可得
竖直方向为匀速直线运动
（3）在磁场B2中
可得
由数学关系得
又周期
运动时间
（4）设从O点射出的粒子中，与y轴成θ角的粒子经电场和磁场B2偏转后刚好与PQ相切，根据y方向动量定理可得
由如图所示的几何关系又可得
代入数据，解上面二式可得
当时，
当时，