江西省吉安市六校协作体2024届高三下学期5月联合考试 物理 含解析

这是一份江西省吉安市六校协作体2024届高三下学期5月联合考试 物理 含解析，共18页。试卷主要包含了考生必须保持答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。
永丰中学 井冈山中学 泰和中学
试卷共6页，15小题，满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，请将答题卡交回。
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题只有一项是符合题目要求，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. 钴（C）是银白色铁磁性金属元素，早期中国已将其应用于陶器釉料，现在，在农业上常用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害和食品辐照储藏与保鲜等；在医学上，常用于癌和肿瘤的放射治疗。静止的钴60发生一次衰变成为镍60，同时放出X粒子和两束射线。下列说法正确的是（ ）
A. X为粒子
B. X粒子比射线电离能力强
C. 衰变产生的镍60和X粒子动量等大反向
D. 衰变释放的能量全部以光子的形式释放出去
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据质量数、电荷数守恒可知，X为粒子，故A错误；
B．射线比射线电离能力强，故B正确；
C．衰变产生的镍60、X粒子及两个光子总动量为零，故C错误；
D．衰变释放的能量一部分转化为镍60和X粒子的动能，一部分以光子的形式释放，故D错误。
故选B。
2. 如图，ABC为等腰三棱镜，，是三棱镜的对称轴，a、b两束平行单色光垂直AB面射入三棱镜，经AC面折射后两束光刚好会聚在对称轴上的某点，不考虑光在AC面的反射，下列说法正确的是（ ）
A. 如果a是绿光，b可能是紫光
B. a光束在三棱镜中传播速度比b光束传播速度大
C. a光束在三棱镜中传播时间比b光束传播时间长
D. 在同一双缝干涉实验装置中，a光束干涉形成的条纹比b光束干涉形成的条纹窄
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据题意可知，a光束在AC面的折射程度比b光束大，因此三棱镜对a光束的折射率大，如果a是绿光，b不可能是紫光，故A错误；
B．根据
可知，a光束在三棱镜中传播速度比b光束传播速度小，故B错误；
C．由几何关系可知，b传播距离大但传播速度也大，因此无法判断传播时间长短，故C错误；
D．由于三棱镜对a光束的折射率大，则a光的波长短，根据
可知，在同一双缝干涉实验装置中，a光束干涉形成的条纹比b光束干涉形成的条纹窄，故D正确。
故选D。
3. 如图为某游乐场圆弧形滑梯，表面粗糙。一个小朋友从最高处由静止滑下直至最低处水平滑离的过程中，下列说法一定正确的是（ ）
A. 小朋友的动能一直增大B. 小朋友重力的功率一直增大
C. 小朋友始终处于失重状态D. 小朋友机械能一直减小
【答案】D
【解析】
【详解】A．小朋友滑到最低处前一段时间内做减速运动，动能在减小，故A错误；
B．最低点时重力与速度垂直，重力功率为零，故B错误；
C．小朋友到相当于圆弧最低点，加速度向上，处于超重状态，故C错误；
D．由于一直克服摩擦力做功，机械能一直减小，故D正确。
故选D。
4. 如图为传统的爆米花机工作时的情景。将玉米倒入铁质容器后，将容器封闭，容器内气体压强为、温度为27℃，加热后，当容器内气体压强为时，将容器打开即爆出爆米花，打开容器前，可以认为容器内玉米的体积不变，气体看成理想气体，，下列说法错误的是（ ）
A. 加热过程，容器内气体温度升高，气体分子的速率均增大
B. 加热过程，容器内气体压强增大，是因为气体分子平均动能增大
C. 打开容器前瞬间，容器内气体温度达到777℃
D. 打开容器瞬间，容器中气体对外做功，容器内气体温度降低
【答案】A
【解析】
【详解】A．加热过程，容器内气体温度升高，气体分子的平均速率增大，并不是所有气体分子的速率均增大，故A错误，符合题意；
B．加热过程，容器内气体分子密度不变，因此压强增大的原因是气体分子的平均动能增大，故B正确，不符合题意；
C．打开容器前瞬间
解得
即
℃＝777℃
故C正确，不符合题意；
D．打开容器瞬间，气体膨胀，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体的内能减小，温度降低，故D正确，不符合题意。
故选A。
5. 某同学自制了一个小型发电机，给规格为“，”的小灯泡供电，图中acdeb段是一段硬导线，处在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为，cde是折成的等腰直角三角形，直角边cd长为，开始时磁场与直角三角形所在平面垂直，通过摇动手柄使cde段绕垂直磁场的ab段直线匀速转动，使灯泡刚好正常发光，电路中除灯泡外，其余部分电阻不计，则手柄转角的角速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由题可知，灯泡的额定电压为
灯泡正常发光时，cde段产生的电动势有效值为，则
解得
故选D。
6. 我国计划在2030年前实现中国人首次登陆月球。图为未来的登月过程载人飞船环月飞行的轨道示意图，载人飞船先进入环月球圆轨道Ⅲ，飞船绕月球运行多圈后，在A点点火使其沿椭圆轨道Ⅱ运行，最后在B点点火将飞船送入圆轨道Ⅰ，若轨道Ⅰ的半径为R，月球球心在AB连线上，，下列说法正确的是（ ）
A. 飞船发动机在A点点火做正功，在B点点火做负功
B. 飞船在轨道Ⅰ、Ⅱ上的运行周期之比为
C. 飞船在轨道Ⅱ上A点与B点线速度大小之比为
D. 飞船沿轨道Ⅱ从A运动到B点过程中，动能增大，机械能增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．飞船在A、B两点均减速，发动机均做负功，A错误；
B．根据开普勒第三定律可知
B错误；
C．根据开普勒第二定律
故
C正确；
D．飞船沿轨道Ⅱ从A点运动到B点过程中，动能增大，机械能不变，D错误。
故选C。
7. 如图，某工人维修时，将一架直梯斜靠在光滑的竖直墙壁上，下端放在粗糙的水平地面上，工人从梯的底端匀速向上爬梯，直梯始终保持静止，在工人向上爬梯的过程中，梯子重力不计，工人可视为质点，下列说法正确的是（ ）
A. 墙对梯子的作用力不变B. 地面对梯子的支持力不变
C. 地面对梯子的摩擦力不变D. 地面对梯子的作用力不变
【答案】B
【解析】
【详解】B．根据力的平衡可知，地面对梯子的支持力始终与人的重力等大反向，故B正确；
ACD．根据共点力平衡可知，工人沿梯向上爬的过程中，地面对梯子的作用力与竖直方向的夹角变大，根据力的合成可知，地面对梯子的作用力变大，地面对梯子的摩擦力变大，则墙面对梯子的作用力变大，故ACD错误。
故选B。
8. 如图，光滑绝缘圆盘放在水平面上，AB、CD是圆盘上的互相垂直的两个直径，A、B两点固定电荷量均为+q的点电荷，C、D两点固定电荷量均为-q的点电荷，O为圆盘的圆心，a是AC的中点，b是OD的中点，无穷远处电势为零，下列说法正确的是（ ）
A. O点处的电场强度和电势均为零
B. a点电势和电场强度均不为零
C. a、O连线中点处场强方向与AC平行
D. 将一个正的点电荷从O点沿直线运动到b点，电势能一直增大
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据电场和电势的叠加可知，O点处的电场强度和电势均为零，故A正确；
B．根据电势的叠加可知，a点电势为零，故B错误；
C．a、O连线为电势为零的等势线，因此a、O连线中点处场强方向与等势线垂直，即与AC平行，故C正确；
D．根据电场叠加可知，Ob连线上的电场方向从O指向b，因此，将一个正的点电荷从O点沿直线运动到b点，电场力做正功，电势能减小，故D错误。
故选AC。
9. 如图，倾角为的斜面体固定在水平面上，斜面足够长，一个小球在斜面底端以一定的初速度斜向上拋出，小球落到斜面上时，速度与水平方向的夹角刚好为，速度大小为v，若保持小球在底端抛出的速度方向不变，将小球抛出的初速度增大一倍，，，则小球落到斜面上时（ ）
A. 速度与水平方向夹角小于
B. 速度与水平方向夹角等于
C. 速度大小等于
D. 速度大小大于
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．将小球的运动沿斜面和垂直斜面分解，设开始时初速度与斜面的夹角为，初速度大小为，垂直斜面方向的分速度为，则运动时间有
落到斜面上时，由题意以及运动的对称性可知，小球落到斜面垂直斜面方向的分速度为仍为沿斜面方向分速度为
沿斜面方向有
整理有
有上述分析可知，角是一定值，与初速度无关，所以将小球抛出的初速度增大一倍，小球落到斜面上时速度与水平方向夹角仍等于，故A错误，B正确；
CD．由上述分析可知，小球运动时间为
由之前的分析，沿斜面方向有
垂直斜面有
则落到斜面的速度为
结合题意以及上述式子可知，当初速度变为二倍时，其垂直方向的速度大小和沿斜面方向的速度大小都变为原来的二倍。所以小球落在斜面上的速度大小也变为原来的二倍，即2v，故C正确，D错误。
故选BC。
10. 如图，光滑的水平导轨由间距为的宽导轨和间距为L的窄导轨组成，宽导轨处在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中，窄导轨处在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，由同一粗细均匀的直导棒截成的a、b两段导棒分别垂直宽、窄导轨放置，a、b两段导棒的质量分别为、m，接入电路的电阻分别为、R，给导棒a一个向右的初速度，当a刚要滑离宽导轨时加速度恰好为零，此后导棒a滑上窄导轨，不计导轨电阻，窄导轨足够长，两导棒在导轨上运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，下列说法正确的是（ ）
A. 导棒a开始运动时的加速度大小为
B. 导棒a刚要滑离宽导轨时速度大小为
C. 导棒b最终的速度大小为
D. 整个过程回路中产生的焦耳热为
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．导棒a开始运动时的加速度大小为
故A正确；
B．设导棒a刚要滑离宽导轨时，a、b导体棒的速度分别为，，则有
对a、b导体棒根据动量定理有
解得
，
故B正确；
C．a滑上窄导轨后，a、b组成的系统动量守恒，则
解得
故C错误；
D．整个过程回路中产生的焦耳热为
故D正确。
故选ABD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 要测当地的重力加速度，实验小组的同学们找来一块外形不规则的小金属块，用长为l的细线悬挂于O点。
（1）王同学实验时，让小金属块拉开一个小的角度，由静止释放，用手机的秒表功能测出金属块做简谐运动的周期T。改变摆线的长，多次实验，测得多组l、T，用l作为摆长L，作图像，作出的图像应是图乙中的_______（选填“A”或“B”）图像，由图像得到当地的重力加速度大小为_______（用图中所标物理量的值表示）。
（2）李同学用同样的装置做实验，测出悬点到金属块最低点的距离作为摆长L，改变摆线的长多次实验，同样测出多组L、T，在图乙坐标系中作出另一个图像，比较两个图像可知，金属块最高点和最低点间的距离为_______（用图中所标物理量的值表示）。
【答案】（1） ①. B ②.
（2）
【解析】
【小问1详解】
[1]设金属块的重心到金属块最上端的高度为，则
解得
由此可知图像应是B；
[2]则
解得
【小问2详解】
设金属块的重心到金属块最下端的高度为，则
解得
图像为A，则
则金属块最高点和最低点间的距离为
12. 某实验小组要测量某一电源的电动势和内阻，实验室提供的器材有：
A. 待测电源（电动势约，内阻约）
B. 电压表（量程为，内阻约为）
C. 电压表（量程为，内阻未知）
D. 电流表A（量程为，内阻约为）
E. 电阻箱
F. 滑动变阻器（阻值范围，最大允许电流）
G. 阻值分别为、的两个定值电阻
H. 开关一个，导线若干
（1）小组成员根据提供的器材设计了如图甲所示电路，选用________（选填“12”或“50”）比较合适。
（2）小组成员将与电阻箱串联，欲将电压表改装成量程为电压表。需要精确测量电压表的内阻，设计的电路如图乙所示，闭合开关S，调节滑动变阻器和电阻箱，使两电压表指针的偏转角度都较大，读出电压表、的示数分别为，，电阻箱的示数为，则被测电压表的内阻________（结果用题中所给字母表示）。将改装成量程的电压表，图甲中电阻箱接入电路的阻值_______（结果用题中所给字母表示）。
（3）图甲中，按正确操作，测得多组电压表和电流表A的示数U、I，作图像如图丙所示，则电源的电动势_______V，内阻________。（结果均保留两位有效数字）
【答案】（1）12 （2） ①. ②.
（3） ①. 8.9 ②. 0.90
【解析】
【小问1详解】
电路中允许的最小电阻
由于电流表内阻约为、电源内阻约为，因此选用的定值电阻比较合适。
【小问2详解】
[1]根据串并联电路的特点可得
[2]将改装成量程的电压表，根据串并联电路的特点可得
解得
【小问3详解】
[1][2]根据闭合电路欧姆定律可得
则
根据图像可得
，
解得
，
13. 如图，直角三棱镜ABC放在水平面上，，一束单色光垂直AB边射入三棱镜，在AC边E点的反射光刚好照射到B点，在E点的折射光线照射在水平面上的F点，已知EB与EF垂直，，BC边长为L，光在真空中的传播速度为c，求：
（1）三棱镜对光的折射率；
（2）光传播到B点与传播到F点的时间差。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由于，则
则
设光在E点的入射角为i，折射角为r，根据几何关系
折射角
则折射率
（2）由几何关系
光从E传播到B所用时间
光从E传播到F所用时间
时间差
14. 如图，ACDF是边长为2L的正方形，M、P、O、Q分别是AF边、AC边、CD边和DF边的中点，以O为圆心的半圆与PQ相切于N点，半圆区域内有垂直于正方形平面向里的匀强磁场，APQF区域内有沿AF方向的匀强电场，在M点沿与MA成45°角的方向射出一个电荷量为q、质量为m的带正电的粒子，粒子从M点射出的速度大小为v0，粒子经电场偏转后刚好从N点进入磁场，并从O点射出磁场，不计粒子重力，求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）若改变粒子从M点射出速度大小和方向，使粒子经电场偏转后，沿磁场边界圆半径方向射入磁场，经过PQ时的位置离N点的距离为，则粒子从M点射出的速度方向与MA夹角的正切值满足什么条件？
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）粒子在电场中偏转时做类斜抛运动，则
根据牛顿第二定律可得
解得
（2）根据对称性可知，粒子从N点进入磁场时速度大小为，方向与NO连线成角，从O点射出磁场，则粒子在磁场中运动的半径满足
解得
根据牛顿第二定律
解得
（3）设粒子从M点射出的速度大小为v，方向与MA成角，粒子经过PQ时的速度与PQ的夹角为，则
根据几何关系
解得
15. 如图，一平台固定在光滑水平地面上，质量为m的一辆小车左端紧靠平台静止在光滑水平面上，小车上表面和平台上表面在同一水平面上，质量为m的物块A静止在平台上表面左端，质量为m的物块B静止在小车上表面左端，两物块与平台和小车上表面的动摩擦因数均为0.5，在小车右侧不远处固定一弹性挡板，小车与挡板的碰撞为弹性碰撞，平台和小车的长均为L，重力加速度大小为g，不计物块的大小，给物块A一个向右的初速度，使其沿平台向右滑动，求：
（1）要使A与B能发生碰撞，物块A的初速度应满足什么条件？
（2）若A的初速度大小为，A与B碰撞后粘在一起，若在小车与挡板碰撞前，A、B与小车已处于相对静止，则开始时小车右端离挡板的距离应满足什么条件？
（3）在（2）问中，试判断在小车与挡板多次碰撞中A、B是否能滑离小车，如果能，第几次碰撞后滑离；如果不能，从第一次碰撞后，小车运动的总路程是多少？
【答案】（1）；（2）；（3）不能，
【解析】
【详解】（1）物块A在平台上滑动时的加速度大小为
要使A与B能发生碰撞，则
解得
（2）当时，设A、B碰撞前一瞬间，A的速度大小为，
根据动能定理
解得
设A、B碰撞后一瞬间，共同速度为，根据动量守恒
解得
设A、B与小车相对静止时共同速度为，则
解得
则开始时，小车右端离挡板的距离
根据牛顿第二定律
解得开始时小车右端离挡板的距离为
（3）假设A、B不会滑离小车，从A、B滑上小车至A、B和小车最终停下，
根据功能关系
解得
假设成立，即A、B不会滑离小车。
第一次碰撞后，小车向左运动的最大距离
设第二次碰撞前，滑块与小车已共速，则
解得
假设成立。
同理可知，第二次碰撞后小车向左运动的最大距离
因此第一次碰撞后，小车运动的总路程