江西省重点中学盟校2024-2025学年高三下学期2月联考物理试卷

2024-2025学年江西省重点中学盟校高三(第一次)联考物理试卷(2月) 一、单选题:本大题共7小题,共28分。 1.下列说法正确的是( ) A. 甲图为光电效应实验示意图,验电器和锌板带异种电荷 B. 麦克斯韦由乙图实验现象提出了电磁场理论 C. 丙图中,轻核能发生聚变的条件是克服核力达到很近的距离 D. 截破丁图中棉线右侧的肥皂膜,棉线会受到平行于肥皂膜平面且垂直于棉线的力使之向左弯曲绷紧 2.春节期间,小朋友喜欢玩一种烟花“冲天炮”。有一只点燃的“冲天炮”喷出气体竖直向上运动,在离地高度为15 m的最高点时爆炸成质量相等的两部分,且均在竖直方向运动,爆炸时一部分获得竖直向下大小为的速度,忽略空气阻力,则两部分落地的时间差约为( ) A. B. C. D. 3.“古有司南,今有北斗”,2024年9月,第59、60颗北斗导航卫星顺利入轨,标志着北斗卫星导航工程正式收官。组成北斗卫星导航系统的卫星运行轨道半径r越小,线速度 v越大,卫星运行视为匀速圆周运动,其图像如图所示,图中R为地球半径,为北斗星座GEO卫星的运行轨道半径,引力常量为 G,忽略地球自转,则( ) A. 地球的密度为 B. 北斗星座GEO卫星的质量为 C. 北斗星座GEO卫星所在高度的重力加速度为 D. 北斗星座GEO卫星运行的周期为 4.用粗细均匀的相同硬导线制成“ ”形的导体框,“ ”的10条边长度均相等。将导体框放置在磁场方向垂直导体框平面向里的匀强磁场中,在a、c之间接一直流电源,电流方向如图所示,若abc边受到的安培力大小为F,则整个导体框受到的安培力大小为( ) A. F B. C. D. 5F 5.游乐场中有一种叫旋转飞椅的游乐项目。如图所示,长为的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为的水平转盘边缘,转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。座椅和小孩的总质量为40kg,当转盘匀速转动时,钢绳与转动轴在同一竖直平面内,与竖直方向的夹角为,不计钢绳的重力和空气阻力,重力加速度g取,下列说法正确的是( ) A. 座椅和小孩转动的轨道半径为7m B. 座椅和小孩所需的向心力大小为300N C. 钢绳对座椅的拉力大小为400N D. 座椅和小孩匀速转动的角速度大小为 6.如图所示为横截面为半圆的棱镜,光线从AB侧面上最高点A点射入棱镜,折射光线在圆弧内侧面上恰好发生全反射,经过在圆弧内侧面上两次全反射后,光线恰好到达 AB侧面上的B点,并从B点向左射出棱镜。则光线在A点入射角i的正弦值为( ) A. B. C. D. 7.如图所示为某小型发电站高压输电示意图。升压变压器原、副线圈两端的电压分别为和,降压变压器原、副线圈两端的电压分别为和。在输电线路的起始端接入两个互感器,两个互感器原、副线圈的匝数比分别为和,各互感器和电表均为理想元件,则下列说法正确的是( ) A. 两互感器均起到降压作用 B. 若电压表的示数为20V,电流表的示数为10A,则线路输送电功率为800kW C. 若保持发电机输出电压一定,仅将滑片Q上移,则输电线损耗功率减少 D. 若发电机输出电压一定,若用户数增加,为维持用户电压一定,可将滑片P下移 二、多选题:本大题共3小题,共12分。 8.均匀介质中有两个点波源、位于xOy平面内,位置坐标分别为和。时刻起两波源开始沿垂直坐标平面xOy方向做简谐运动,振动图像如图。已知两波源的振动传播到坐标原点O处的时间差为2s。下列说法正确的是( ) A. 机械波在介质中的传播速度为 B. xOy平面内位置处在振动减弱区 C. 两波源间的连线上有4个振动最弱点 D. 内,O处质点运动的路程为28cm 9.如图所示,一放置在水平地面上的篮球收纳架由矩形底座、竖直细立柱和倾斜细挡杆等组成,倾斜挡杆与竖直方向间的夹角均为,已知篮球A的质量为m,半径为R,两同层倾斜挡杆间、两竖直立柱间的距离均为。现以底座MN边为转轴,将篮球架逆时针缓慢转到倾斜挡杆接近水平,重力加速度为g,不计一切摩擦,下列说法正确的是( ) A. 初始时一根竖直立柱对篮球A的弹力大小为 B. 初始时一根倾斜挡杆对篮球A的弹力大小为 C. 转动过程一根竖直立柱对篮球A的弹力逐渐增大 D. 转动过程一根倾斜挡杆对篮球A的弹力逐渐减小 10.如图所示,两根平行光滑金属导轨MN和PQ放在水平面上,导轨左端向上弯曲,导轨间距为L,电阻不计。水平段导轨所处空间有两个有界匀强磁场,相距一段距离而不重叠,磁场 左边界在水平段导轨的最左端,磁感应强度大小为 B,方向竖直向上;磁场 的磁感应强度大小为B,方向竖直向下。两磁场沿导轨长度均为 d,质量均为 m、接入电路中电阻分别为2R、R的金属棒ab和ef垂直导轨放置,金属棒 ef置于磁场 的右边界处边界处存在磁场。现将金属棒ab从弯曲导轨上某一高度为h处由静止释放,使其沿导轨运动。金属棒 ab在离开磁场 前已经匀速。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。重力加速度为g,下列说法正确的是( ) A. 金属棒ab下滑刚进入磁场 时,ef中的电流方向为 B. 金属棒ab下滑刚进入磁场 瞬间,ef中的电流大小 C. 金属棒ab在磁场 内运动的过程中,ab中产生的焦耳热 D. 若金属棒ab以速度进入磁场 ,经过时间从磁场 穿出,则在这段时间内通过ef横截面的电荷量 三、填空题:本大题共1小题,共4分。 11.某学习小组用如图所示的装置验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律,其主要实验步骤如下: 拉力传感器悬挂轻质定滑轮,绕过滑轮的轻绳,一端与一边长为d的正方体A相连和释放点到光电门距离相比很小,另一端与矿泉水瓶相连。调节瓶中水的多少直到将A由静止释放后,系统处于静止状态,拉力传感器的示数为,A的质量为 。重力加速度为 用刻度尺测出系统静止时A与光电门B之间的竖直高度h。固定A,减少瓶中的水,让A由静止释放,A下落过程中拉力传感器的示数为F,A经过光电门的时间为t,则A下落过程中的加速度大小 。用含d、t、h的表达式作答 继续减少瓶中的水,重复步骤,记下多组F与对应的t的值。为了验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律,在处理实验数据时,应作 图像。 A. B. C. D. 四、实验题:本大题共1小题,共9分。 12.如图甲所示,将两个不同金属电极插入水果中就可以做成一个水果电池,某同学准备测定一水果电池的电动势和内阻。实验室提供的器材如下: A.待测水果电池电动势约1V,内阻小于 B.滑动变阻器阻值 C.电压表量程3V,内阻约 D.毫安表量程,内阻为 E.开关一个,导线若干。 为了尽可能准确测定这个水果电池的电动势和内阻,已提供的如图乙、丙所示的两个测量电路图,应选 填“乙”或“丙” 该同学实验时根据记录的数据在坐标系中描点并作出图线如图丁所示,根据图线求出这个水果电池的电动势为 V、内阻为 内阻保留三位有效数字。 该同学还设计了图戊所示的电路,其中为工作电源,为限流电阻,MN为粗细均匀同种材料的电阻丝, P为滑动触头, G为灵敏电流计,为它的保护电阻,为阻值已知的工作电阻。为了测量电源的内阻r,现做如下操作: ①先闭合,断开,调节滑动触头P的位置,当其位于 A位置时,灵敏电流计示数为零; ②再闭合,调节滑动触头P的位置,当其位于B位置时,灵敏电流计示数再次为零,此时两端电压 用含、r、的表达式作答 ③测量出两次电阻丝MA和MB的长度分别为和。则电源内阻 填写表达式。 五、计算题:本大题共3小题,共30分。 13.如图所示,一粗细均匀、竖直放置的U形管,其左端封闭右端开口,管内水银柱将一部分理想气体封闭在左管中。当封闭气体的温度为时,左管内气柱长度,右管中水银面比左管中水银面高,大气压强。 若缓慢降低封闭气体的温度,当温度为多少时,左右两管中的水银面等高? 若保持封闭气体温度不变,从右管开口处缓慢注入水银,当左管中水银面上升了1 cm时,注入水银柱的长度是多少厘米结果保留1位小数 14.如图所示,平面直角坐标系的第二象限有一个匀强电场,其场强大小为,方向沿x轴负方向,图中的虚线是电场的理想边界,其上方没有电场;第四象限存在一个磁感应强度,方向垂直纸面向外的匀强磁场;第一象限存在磁感应强度,方向沿 y轴正方向的匀强磁场。在第二象限有一线状发射装置,不断射出质量、电荷量的电子,电子的速度大小,方向沿y轴负方向,这些电子经电场偏转后都能经过坐标原点O进入第四象限。求 设电子进入电场的位置坐标为,求出x、y满足的关系式其中 这些电子离开第四象限进入第一象限与x轴的交点到坐标原点O的距离; 这些电子在第一象限中会经过一些相同的位置,请写出这些位置的坐标。 15.如图所示,一斜面体A,其右端轻靠着长度的直木板B,连接处等高,刚开始一起静止在光滑的水平地面上,滑块C以的初速度从木板B的右端水平向左运动,已知,的滑块C与木板B间的动摩擦因数,斜面体A的上表面是半径的光滑圆弧,取重力加速度大小。计算结果可用根号表示 滑块C滑上斜面体A的瞬间,求滑块C的速度大小 滑块C滑上斜面体A的瞬间,求斜面体A受到的压力大小 若C从刚滑上A到运动到最高点的过程用时,求该过程中C对地的水平位移 答案和解析 1.【答案】D 【解析】A.甲图为光电效应实验,锌板逸出电子,使验电器和锌板均带正电荷, A错误; B.图乙为赫兹做的有关电磁波的发射与接收实验,而电磁场理论是麦克斯韦从理论推导出来的,故 B错误; C.轻核能发生聚变,必须克服巨大的库仑斥力,使原子核间距达到以内,从而使核力起作用, C错误; D.戳破丁图中棉线右侧的肥皂膜,棉线会受到液体表面张力的作用,平行于肥皂膜平面且垂直于棉线,使之向左弯曲绷紧, D正确。 2.【答案】A 【解析】【详解】由动量守恒定律可得可知另一部分速度竖直向上,大小为两部分落地的时间差约为。 3.【答案】C 【解析】A.根据,得,地球密度,故A错误; B.绕地球运行北斗星座GEO卫星的质量根据题目条件不能求解,故 B错误; C.根据,,得,故C正确; D.根据,得,故D错误。 4.【答案】B 【解析】【详解】设流过abc边的电流为I,设 ac连线长度为L,则 abc边受力根据并联关系可知,流过与 abc边并联部分的电流为,受力,整个导体框受到的安培力大小为,故选 5.【答案】B 【解析】A.由题可知座椅到中心轴的距离为:,故A错误; 对座椅和人分析有:,,故B正确,故C错误; D.据向心力公式有:,则,故D错误. 故选B。 6.【答案】B 【解析】光路如图所示: 由几何关系:,解得临界角,由折射定律:,由临界角公式:,又,联立知,,故选B。 7.【答案】C 【解析】【详解】电压互感器电压与匝数成正比,起到降压的作用,电流互感器电流与匝数成反比,起到降流的作用。故 A错误; B.根据理想变压器变压和变流规律可得,所以线路输送的电功率为,故B错误; C.由理想变压器变压规律,可得根据闭合电路欧姆定律有,根据理想变压器变压和变流规律有,设用户端总电阻为R,则有,联立解若保持发电机输出电压Ul和用户数一定,仅将滑片 Q上移,则输电电压减小,所以输电电流减小,而输电线损耗功率为,所以输电线损耗功率减小,故C正确; D.若保持发电机输出电压和Q的位置一定,使用户数增加,即不变, R减小,则增大,减小,为了维持用户电压一定,需要增大,可将滑片 P上移,故 D错误。 8.【答案】AB 【解析】A.两机械波在同一介质传播,传播速度相同,设为v,由题意有,故A正确; B.由题意知,波长为,由于两波源的起振方向相反,所以振动减弱点满足,点到波源、的距离为,所以点处于振动减弱区,故 B正确。 C.两波源间的连线上有3个振动减弱点,故C错误; D.由上分析可知, O处质点为振动减弱点。从0时刻起,经1 s,波传到O处质点。经3s,波传到O处质点, 所以 O处质点运动的路程为故D错误。 9.【答案】BD 【解析】篮球A受到重力、两倾斜挡杆的弹力和两竖直立柱的弹力,将两倾斜挡杆的弹力合成一个力,将两竖直立柱的弹力合成一个力,受力分析如图1所示: 根据三角形法则,有,, 根据几何关系可知两倾斜挡杆对篮球的弹力与夹角的余弦值均为, 则有, 同理有, 联立解得,,故A错误,B正确; 以MN为转轴,将篮球架缓慢转到倾斜挡杆接近水平的过程,与竖直方向的夹角逐渐减小,与水平方向的夹角逐渐增大,但两力的夹角始终不变,如图2所示可以发现和均逐渐减小,故C错误,D正确。 10.【答案】BCD 【解析】A.根据右手定则可知,金属棒 ab刚进入磁场 时, ef中的电流方向为, A错误; B.金属棒ab在弯曲光滑导轨上运动的过程中,机械能守恒,设其刚进入磁场 时速度为,闭合回路产生的感应电动势为 E,感应电流为I,由机械能守恒定律可得,解得,感应电动势为,由闭合电路欧姆定律可得,联立解得,B正确; C.由左手定则可知,金属棒ab所受安培力水平向左,金属棒ef所受安培力水平向左,则金属棒ab在磁场 中做减速运动,产生的感应电动势逐渐减小,金属棒 ef在磁场 中做加速运动,产生的感应电动势逐渐增加,当两棒产生的感应电动势相等时,回路中感应电流为零,此后金属棒 ab、ef都做匀速运动,设金属棒最终的速度大小分别为、,整个过程中安培力对金属棒ab、ef的冲量大小分别为、,由,解得, 设向右为正方向,对金属棒ab,由动量定理有, 对金属棒ef,由动量定理有, 由于金属棒ab、ef在运动过程中流过金属棒的电流始终相等,所处磁场的磁感应强度大小也相等,则两金属棒受到的安培力大小相等, 则两金属棒受到的冲量的大小, 联立可得, 金属棒ab在磁场 内运动的过程中,回路中产生的焦耳热, ab中产生的焦耳热,C正确; D.由以上分析可知,当金属棒 ab进入磁场 后,金属棒 ef开始向左运动,两棒在运动过程中受到的安培力大小时刻相等,则每个时刻两金属棒的加速度大小相等,所以两金属棒在时间内速度的变化量大小相等,作出两金属棒的图像如图所示 根据图像的面积表示位移可知,在时间内,两金属棒运动距离之和为,金属棒ab的位移大小为d, 则金属棒ef运动的位移的大小为, 根据法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律得,通过金属棒 ef横截面的电荷量为, 而,, 整个回路的磁通量变化量, 联立解得,D正确。 11.【答案】;; 【解析】当系统处于静止状态时,设拉力传感器的示数为F ,则有: 得,; 由 和可得: 钩码A下落过程中设升上拉力大小为T,则: ,, 解得: ,其中为定值,故应做 图像,故选D。 12.【答案】乙;;均可;②;③ 【解析】毫安表的内阻已知,为减小实验误差,测量电路图应选乙。 根据闭合电路的欧姆定律, 整理得, 水果电池的电动势为, 图象斜率的绝对值为, 内阻。 对,回路分析得, 只闭合有:, 同时闭合、有:, 又,解得:。 13.【答案】解:以左管中封闭气体为研究对象,设温度为T时,左右两管中的水银柱等高,则 , , , , 由, 得 左管中水银面上升了1cm时,左管中气体体积, 由,得, 此时,水银面高度差, 得, 故注入水银柱的长度 【解析】详细解答和解析过程见【答案】 14.【答案】解:电子做类平抛运动,电子能过坐标原点 O, 则有:,, 消去t得:或。 电子在第四象限做匀速圆周运动,由洛伦兹力提供向心力,有 , , 设电子进入磁场时速度方向与x轴成角,则由几何关系得。 电子在第一象限做螺旋线运动,周期为, 则有, 解得, 又, 则这些位置的坐标 【解析】详细解答和解析过程见【答案】 15.【答案】解:系统动量守恒: 能量关系: 解得:, 另解:滑块 C在木板B上运动, C的加速度 A和B加速度 经过时间t,C滑到B的最左端,则 解得: 刚滑上A,由牛顿第二定律得: 由牛顿第三定律得,压力 解得:; 假设滑块C滑到最高点的速度为v有: 得: C相对于A的水平位移: AC水平方向动量守恒 对时间求和: 又: 联立得: 【解析】详细解答和解析过程见【答案】 第1页,共1页 学科网(北京)股份有限公司 $$