2024届江西省南昌市高三一模考试物理试题（解析版）

这是一份2024届江西省南昌市高三一模考试物理试题（解析版），共19页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题（本题共10小题，共46分。17题只有一个选项符合题目要求，选对得4分；810题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。）
1. 一住宅阳台失火，消防员用靠在一起的两支水枪喷水灭火，如图所示甲水柱射向水平阳台近处着火点，乙水柱射向水平阳台远处清火点，两水柱最高点在同一水平线上，不计空气阻力，甲、乙水柱喷出时的速度大小分别为，甲、乙水柱在空中运动的时间分别为。以下判断正确的是（ ）
A. ，B. ，
C. ，D. ，
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知，甲、乙两水柱最高点在同一水平线上，则甲、乙水柱在空中运动的时间相等，甲、乙水柱竖直方向的初速度相等，由图可知，乙的水平位移大，则乙水平方向的初速度大，则有
故选B。
2. 已知轨道量子数为的氢原子能级为（为氢原子处于基态时的能级，）。现用单色光A照射大量处于基态的氢原子，只能产生一种频率的光子；用单色光B照射大量处于基态的氢原子，能产生三种不同频率的光子，则单色光A和单色光B的光子能量之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】现用单色光A照射大量处于基态的氢原子，只能产生一种频率的光子，则单色光A的能量为
用单色光B照射大量处于基态氢原子，能产生三种不同频率的光子，则单色光B的能量为
则单色光A和单色光B的光子能量之比为。
故选D。
3. 如图所示，是电路中的两个定值电阻，当理想变压器两端加上有效值为的正弦交变电压时，两电阻上的电压均为，则和的电功率之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意可知，原线圈的输入电压为
则原副线圈的匝数比为
设流过电阻的电流为，则流过电阻的电流为
则和的电功率之比为
故选A。
4. 潮汐是发生在沿海地区海水周期性涨落的一种自然现象，主要是受月球对海水的引力而形成，导致地球自转持续减速，同时月球也会逐浙远离地球。如图所示，已知地球和月球的球心分别为和，A和B是地球上的两个海区，多年后，下列说法正确的是（ ）
A. 海区的角速度小于海区的角速度
B. 地球赤道上的重力加速度会减小
C. 月球绕地球做圆周运动的加速度会增大
D. 地球同步卫星距离地面的高度会增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意可知，A和B是地球上的两个海区，角速度与地球自转角速度相同，则海区的角速度等于海区的角速度，故A错误；
B．根据题意，对地球赤道上的物体有
地球自转持续减速，周期变大，可得，地球赤道上的重力加速度会增大，故B错误；
C．由万有引力提供向心力有
由于月球逐浙远离地球，增大，则月球绕地球做圆周运动的加速度会减小，故C错误；
D．
解得
由于地球自转周期变大，则地球的同步卫星距离地面的高度会增大，故D正确。
故选D。
5. 如图所示，电荷量为的电荷均匀地分布在半径为的绝缘环上，为圆环的圆心、在过点垂直于圆环平面的轴上有一点，它与点的距离，在点也有一带电荷量为的点电荷，A点为的中点，随着的改变，下列图像中，A点的场强与相关物理量之间关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意，对于圆环，设每个微元电荷的电荷量为，由几何关系可知，微元电荷到点的距离为，微元电荷与点连线与水平方向的夹角为，根据对称性和点电荷场强公式可得，圆环在点产生的电场为
点点电荷在点产生的电场为
则点的电场强度为
可知，A点的场强与相关物理量之间关系为与成正比。
故选A。
6. 如图，是竖直面内的光滑固定轨道，水平，长度为，是半径为的四分之一圆弧，与相切于点。一质量为的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自处由静止开始向右运动。已知重力加速度大小为，不计空气阻力。则小球从处开始运动到其落至水平轨道上时，水平外力所做的功为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意，小球从过程中，由动能定理有
其中
解得
小球由点离开曲面，竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做加速度为的匀加速直线运动，由竖直方向可得，小球从点离开曲面落在的时间为
水平方向有

则小球从处开始运动到其落至水平轨道上时，水平外力所做的功为
故选D。
7. 如图所示，在和之间有大量相同带电粒子以同一速度沿水平方向射入以为圆心的圆形匀强磁场区域，该圆形磁场方向垂直纸面向外，与圆心在同一水平直线上，和间距离为，已知所有粒子均从点正下方的点射出圆形磁场区域，立即进入下方垂直于纸面向里的匀强磁场，并都能打到水平挡板的下表面，挡板的左侧紧贴点，已知下方磁场的磁感应强度是上方磁场的两倍，不计粒子重力及粒子间的相互作用。则挡板下表面有粒子打到的区域长度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意，由于所有粒子均从点正下方的点射出圆形磁场区域，画出粒子的运动轨迹，如图所示
则有
解得
粒子进入下方磁场，则有
由几何关系可得，挡板下表面有粒子打到的区域长度为
故选C。
8. 一定质量的理想气体的体积与温度的关系如图所示，该理想气体从状态依次经过的变化过程，其中段与轴平行，的延长线过原点，的反向延长线与轴的交点坐标为。下列说法正确的是（ ）
A. 气体在状态下的压强关系为
B. 气体在、状态下的压强关系为
C. 气体在的过程中对外做功，内能减小
D. 气体在的过程中向外界放出热量
【答案】BD
【解析】
【详解】A．由图可知，气体从状态C到状态D，体积不变，温度降低，由查理定律可知，气体压强减小，则有
故A错误；
B．由于的图像反向延长线与轴的交点坐标为，可知，气体由状态A到状态B为等压变化，则有
故B正确；
C．由图可知，气体从状态B到状态C，温度不变，体积变大，可知，气体的内能不变，气体对外做功，故C错误；
D．气体在的过程中，温度降低，内能减小，体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体向外界放出热量，故D正确。
故选BD。
9. 简谐横波在均匀介质中沿直线传播，是传播方向上相距的两质点，波先传到，当波传到开始计时，两质点的振动图像如图所示。则（ ）
A. 质点开始振动的方向沿轴正方向B. 质点开始振动的方向沿轴负方向
C. 该波的传播速度可能为D. 该波的传播速度可能为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由Q的振动图像可知，质点开始振动的方向沿轴正方向，A正确；
B．质点Q起振的方向与质点P起振的方向相同，都等于波源的起振方向，因此P起振的方向也沿y轴正方向，B错误
CD．由图像可知，P点的振动情况传播到Q所用的时间至少为4s，而振动周期
因此波从P传到Q所用的时间
因此波速
（n=0,1,2,3，…）
将n代入可知，C正确，D错误。
故选AC。
10. 如图甲，水平地面上有一长木板，将一小物块放在长木板上，给小物块施加一水平外力，已知长木板及小物块加速度随外力的变化关系如图乙所示。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，以下说法正确的是（ ）
A. 小物块与长木板间的动摩擦因数
B. 长木板与地面间的动摩擦因数
C. 小物块的质量
D. 长木板的质量
【答案】BCD
【解析】
【详解】ABC．根据题意，由图乙可知，当时，木板相对地面开始滑动，则有
当时，小物块与长木板一起加速运动，则有
解得
结合图乙可得
解得
当时，小物块与长木板间相对滑动，对小物块有
解得
结合图乙可得
，
则小物块的质量
，
故A错误，BC正确；
D．对长木板有
解得，长木板的质量
故D正确。
故选BCD。
二、实验题（11题6分，12题9分）
11. 某同学利用如图甲所示的单摆装置测量当地的重力加速度。
（1）测量中，该同学用游标卡尺测量摆球的直径如图乙所示，其读数为__________；
（2）若在实验过程中，该同学误将摆球59次全振动的时间记为60次，则重力加速度的测量值会________。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（3）改变摆长，测量出多组周期、摆长数值后，画出的关系如图丙所示，则当地的重力加速度__________（用图丙中的字母及表示）。
【答案】（1）1.35
（2）偏大 （3）
【解析】
【小问1详解】
由图乙可知，摆球的直径为
【小问2详解】
该同学误将摆球59次全振动的时间记为60次，周期的测量值偏小，则由公式可得
则重力加速度的测量值会偏大。
【小问3详解】
根据题意，由（2）分析可得
结合图丙可得
解得
12. 为了消除系统误差，某同学利用如图甲所示的电路来测量电源的电动势和内阻，已知定值电阻。
（1）将滑动变阻器上的滑片移到最__________（选填“左”或“右”）端；
（2）单刀双掷开关与1闭合，闭合开关，调节滑动变阻器，记录若干组电压表和电流表的读数；
（3）断开电键，重复步骤（1）的操作；
（4）单刀双掷开关与2闭合，闭合开关，调节滑动变阻器，记录若干组电压表和电流表的读数；
（5）分别作出两种情况下图像（如图乙所示），图线是开关与__________（选填“1”或“2”）闭合时作出的；
（6）综合上述步骤和图像信息可知：待测电源的电动势__________，其内阻大小__________。（结果均保留小数点后两位）
【答案】 ①. 右 ②. 1 ③. 1.50 ④. 0.59
【解析】
【详解】（1）[1]为了保护电路，在闭合电键前，将滑动变阻器调到最大值，即右端。
（5）[2]当S1接1时，路端电压与电流的关系式为
画出图像，当电流表的示数I1=0时，可知测得的电动势是准确的，而内电阻测量值等于电源内阻与定值电阻和电流表内阻之和，可以先将定值电阻与内电阻作为整体，最后在将定值电阻减去就可以求出内电阻，由于电流表内电阻的影响，使得内电阻测量值偏大，即图像与纵坐标的交点是准确的，而斜率偏大；
当S1接2时，路端电压与电流的关系式为
画出图像，实验主要误差就是电压表的分流作用，当电流表的示数I2=0时，测得的电动势
测得的电动势偏小，不过当路端电压等于零时，流过电压表的电流也为零，系统误差消失，因此短路电流是准确的；
利用图像在纵轴的截距可知，S1接1时图像纵轴的截距等于电源电动势，S1接2时图像纵轴的截距小于电源电动势，故图线是开关与“1”连接。
（6）[3][4]由于A图像的电动势测量准确，可知电动势为
图像B的短路电流测量准确，可知短路电流
因此电源的内电阻
三、解答题（13题10分，14题12分，15题17分）
13. 某同学学习了防溺水知识后，知道了清澈见底的池塘往往“似浅实深”，于是他设计了一测量水深的装置如图所示。在一池塘边的竖直杆上处装有两可忽略大小的激光笔，激光笔1、激光笔2发射出的光线与竖直方向的夹角分别固定为和，某次测量时，调节两激光笔的高度，使两束激光均照在池塘底部的点，测得两激光笔距离水面的高度、分别为，水的折射率为，，。求：
（1）激光笔1发射出的激光光进入水中时的折射角；
（2）两入射点之间的距离和处的水深。（结果均可用根式表示）
【答案】（1）；（2）；
【解析】
【详解】（1）激光笔1发射出的激光进入水的时入射角为，由
可得
激光笔1发出激光进入水中时入射角用表示，折射角用表示，由
可得
故
（2）激光笔2发射出的激光进入水面时入射角为，由
可得
激光笔2发出的激光进入水中时入射角用表示，折射角用表示，由
可得
设两光线入射点之间的距离为，则有
可得
同理
联立可得
14. 如图所示，间距为的平行金属导轨和分别固定在两个竖直面内，倾斜导轨与水平方向的夹角为，整个空间内存在着竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为。长为、质量为、电阻为的导体杆静止放置在水平导轨上，现将与导体杆完全相同的导体杆从斜面上处由静止释放，运动到虚线处有最大速度，运动的距离为，导体杆恰好未滑动，此过程中导体杆克服摩擦力做的功为，两导体杆与导轨始终接触良好，导轨电阻不计，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。求在此过程中：
（1）通过导体杆的电荷量；
（2）导体棒与导轨间的动摩擦因数；
（3）电路中产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意可知，在导体杆由静止释放到导体杆运动到处的过程中
根据闭合电路的欧姆定律有
根据电流的定义式
联立可得
（2）当导体杆速度最大时，对导体杆受力分析有
对导体杆受力分析，沿斜面方向
垂直斜面方向有
由摩擦力的大小
联立可得
（3）当导体杆速度最大时，可知
电动势
电流大小
导体杆受到的安培力
联立可得
根据动能定理可得
联立可得
15. 如图甲所示，B物块静止在足够长的固定斜面上，时刻将质量为的A物块从距离B物块处由静止释放，时刻A、B发生第一次碰撞，时刻发生第二次碰撞，在两次碰撞间A物块的图线如图乙所示（其中均为未知量），每次碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短，两物块与斜面的最大静摩擦力均等于滑动摩擦力，求：
（1）第一次碰撞后A物块沿科面向上运动们最大距离；
（2）B物块的质量及A、B物块与斜面间的动摩擦因数之比；
（3）B物块沿斜面下滑的最大距离。
【答案】（1）；（2），；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意，由图乙可知，A物块在的时间内沿斜面匀加速下滑，加速度大小
A物块在时间内与在的时间内受力情况一致，加速度相同，则有时
刚释放物块时，之间的距离为，则有
可得
A物块在的时间内沿斜面向上运动，运动的距离
联立可得
（2）物块与物块第一次碰撞时，由动量守怛可得
碰撞弹性碰撞，由能量守恒可得
其中
，
联立可得
，
A物块在时间内下滑的距离
故B物块碰后沿斜面下滑的距离
假设第二次碰撞前物块已停止运动，则有
可得
即时，物块停止运动，假设成立，设物块下滑过程中的加速度大小为，则有
设斜而倾斜角为，根据牛顿第二定律：对物块有
A物块下滑时
物块沿斜面向上运动运动时加速度大小为，则有
由牛顿第二定律可得
联立可得
（3）时，A物块与B物块发生第二次碰撞，碰前瞬间物块的速度
由动量守恒可得
碰撞为弹性碰撞，由能量守怡可得
联立可得
设第二次碰撞后B物块下滑的距离为，则有
可得
以此类推可得
则物块运动的总距离
当时，代入数据可得