2024屆江西省南昌市高三下學(xué)期二模考試物理試題（解析版）

這是一份2024屆江西省南昌市高三下學(xué)期二?？荚囄锢碓囶}（解析版），共16頁(yè)。試卷主要包含了選擇題等內(nèi)容，歡迎下載使用。
一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求，每小題6分，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。
1. 運(yùn)動(dòng)員立定跳遠(yuǎn)起跳瞬間如圖所示，能表示地面對(duì)雙腳作用力方向的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】對(duì)運(yùn)動(dòng)員受力分析可知，受重力、地面豎直向上的彈力，運(yùn)動(dòng)員立定跳遠(yuǎn)起跳瞬間，運(yùn)動(dòng)員有相對(duì)地面向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，因此還受地面向右的靜摩擦力，因此地面對(duì)雙腳的作用力是彈力與靜摩擦力的合力，其方向是斜向右上方。
故選B。
2. 如圖所示，a、b兩點(diǎn)處分別固定有等量異種點(diǎn)電荷＋Q和－Q，c是線(xiàn)段ab的中點(diǎn)，d是ac的中點(diǎn)，e是ab的垂直平分線(xiàn)上的一點(diǎn)，將一個(gè)正點(diǎn)電荷先后放在c、d、e點(diǎn)，它所受的電場(chǎng)力分別為、、，則這三個(gè)力的大小關(guān)系為（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】等量異號(hào)電荷的電場(chǎng)的分布特點(diǎn)如圖
電場(chǎng)線(xiàn)的密集程度代表場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱，從圖中可以看到在兩等量異種電荷連線(xiàn)上電場(chǎng)強(qiáng)度先減小后增大，處場(chǎng)強(qiáng)最小；在連線(xiàn)的垂直平分線(xiàn)上，自上而下場(chǎng)強(qiáng)先增大后減小，處場(chǎng)強(qiáng)最大，故
由電場(chǎng)力
可知
故選A。
3. 屋檐的同一位置先后滴落兩雨滴，忽略空氣阻力，兩雨滴在空中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，它們之間的距離（ ）
A. 保持不變B. 不斷減小C. 不斷增大D. 與雨滴質(zhì)量有關(guān)
【答案】C
【解析】
【詳解】設(shè)兩雨滴的時(shí)間間隔為，它們之間的距離
整理得
隨著時(shí)間的增加，兩雨滴之間的距離不斷增大。
故選C。
4. 圖甲是某光電管發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)光電子的最大初動(dòng)能與入射光頻率v的關(guān)系圖像，圖乙為氫原子的能級(jí)圖。一群處于n＝3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出的光照射光電管，發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為（ ）
A. 2.29eVB. 9.80eVC. 10.20eVD. 12.09eV
【答案】B
【解析】
【詳解】由圖像及光電方程
可得
處于n＝3能級(jí)的氫原子向基態(tài)能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出的光頻率最大，光子能量最大為
根據(jù)
B正確
故選B。
5. 下表為幾個(gè)衛(wèi)星的軌道半長(zhǎng)軸和周期的數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)可估算木星與地球的質(zhì)量之比為（ ）
A. 31B. 110C. 310D. 1100
【答案】C
【解析】
【詳解】衛(wèi)星繞行星運(yùn)行時(shí)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力
整理得
則
故選C。
6. 如圖所示，昌昌同學(xué)為了測(cè)量某溶度糖水折射率，將圓柱形透明薄桶放在水平桌面上，倒入半桶糖水；再將圓柱體豎直插入水中，圓柱體的中軸線(xiàn)與圓桶的中軸線(xiàn)重合；用刻度尺測(cè)量圓柱體在糖水中成的像的直徑；已知圓柱體截面直徑為，透明圓桶直徑。則該糖水折射率（ ）
A. 1.45B. 1.72C. 2.00D. 2.50
【答案】A
【解析】
【詳解】作出對(duì)應(yīng)的光路圖如圖所示
根據(jù)幾何關(guān)系可得
，
則該糖水折射率為
故選A。
7. 如圖所示，半徑為R的半圓形光滑管道ACB固定在豎直平面內(nèi)。在一平行于紙面的恒力F（未畫(huà)出）作用下，質(zhì)量為m的小球從A端靜止釋放后，恰能到達(dá)最低點(diǎn)C；從B端靜止釋放后，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，管道受到的壓力為10mg。則F的大小為（ ）
A mgB. C. D.
【答案】D
【解析】
【詳解】設(shè)F方向斜向左下，且與水平方向夾角θ，從A端靜止釋放時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理
從B端靜止釋放時(shí)
根據(jù)牛頓第二定律
聯(lián)立得
F=
力在其他方向均不可能。
故選D。
8. 邊長(zhǎng)為h的正方形金屬導(dǎo)線(xiàn)框，從圖示的初始位置由靜止開(kāi)始下落，通過(guò)一勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。磁場(chǎng)方向是水平的，且垂直于線(xiàn)框平面。磁場(chǎng)區(qū)高度等于H，上下邊界如圖中水平虛線(xiàn)所示，。從線(xiàn)框開(kāi)始下落到完全穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)的整個(gè)過(guò)程中（ ）
A. 線(xiàn)框中總是有感應(yīng)電流存在
B. 線(xiàn)框速度的大小不一定總是在增加
C. 線(xiàn)框受到的安培力的合力的方向有時(shí)向上，有時(shí)向下
D. 線(xiàn)框在穿過(guò)磁場(chǎng)整個(gè)過(guò)程中損失的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
【答案】BD
【解析】
【詳解】A．由于，所以整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程可知分為三個(gè)過(guò)程：從下邊開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到全部進(jìn)入磁場(chǎng)、從全部進(jìn)入磁場(chǎng)到下邊開(kāi)始離開(kāi)磁場(chǎng)以及下邊開(kāi)始離開(kāi)磁場(chǎng)到全部離開(kāi)磁場(chǎng)。而在上述三個(gè)過(guò)程中的第二個(gè)過(guò)程：從全部開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到下邊離開(kāi)磁場(chǎng)這個(gè)過(guò)程，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量沒(méi)有發(fā)生變化，所以該過(guò)程沒(méi)有感應(yīng)電流，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；
B．由上述分析可知，在第三個(gè)過(guò)程，即從下邊開(kāi)始離開(kāi)磁場(chǎng)到全部離開(kāi)磁場(chǎng)過(guò)程，由右手定則和左手定則可知，安培力方向向上，其所收到的安培力的大小與重力的大小關(guān)系未知，若安培力大于重力，則線(xiàn)框做減速運(yùn)動(dòng)；若安培力大小與重力大小相等，則線(xiàn)框做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，若安培力大小小于重力，則做加速運(yùn)動(dòng)，故B項(xiàng)正確；
C．線(xiàn)框從進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中，由與線(xiàn)框相對(duì)磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，由楞次定律和左手定則可知，線(xiàn)框所受安培力方向向上，當(dāng)線(xiàn)框出磁場(chǎng)時(shí)，線(xiàn)框相對(duì)于磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)，線(xiàn)框所受安培力方向向上，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；
D．由能量守恒可知，線(xiàn)框在穿過(guò)磁場(chǎng)整個(gè)過(guò)程中損失的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故D項(xiàng)正確。
故選BD。
9. 如圖所示，把一個(gè)有孔的小球A裝在輕質(zhì)彈簧的一端，彈簧的另一端固定，小球套在水平光滑桿上，以O(shè)為平衡位置振動(dòng)。另一小球B在豎直平面內(nèi)以為圓心、ω為角速度沿順時(shí)針?lè)较蜃霭霃綖镽的勻速圓周運(yùn)動(dòng)（O與在同一豎直線(xiàn)上）。用豎直向下的平行光照射小球B、可以觀察到，小球B的“影子”始終在小球A上。取水平向右為正方向，O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)、小球B經(jīng)最低點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，則（ ）
A. 小球A的振幅為2RB. 小球A的振動(dòng)周期為
C. 小球A最大加速度大小為D. 小球A的速度與時(shí)間的關(guān)系式為
【答案】BC
【解析】
【詳解】A．由圖可知，小球A的振幅為R，故A錯(cuò)誤；
B．小球A的振動(dòng)周期與小球B的圓周運(yùn)動(dòng)周期相同，為，故B正確；
C．小球A的運(yùn)動(dòng)可看作小球B的運(yùn)動(dòng)在水平方向上的分運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球A達(dá)到最大加速度，即位移大小最大時(shí)，此時(shí)小球B也達(dá)到相應(yīng)的水平方向的最大位移處，此時(shí)水平方向的加速度大小為，即A的最大加速度大小為。故C正確；
D．小球A的速度等于小球B在水平方向的分速度，關(guān)系式，故D錯(cuò)誤。
故選BC。
10. 如圖所示，一傳送帶傾斜放置，以恒定速率v順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。t＝0時(shí)刻一物塊以初速度從A端沖上傳送帶，時(shí)刻離開(kāi)傳送帶，則物塊速度隨時(shí)間變化的圖象可能是（ ）
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【詳解】A．對(duì)物塊受力分析可知，物塊受到重力、摩擦力和支持力。設(shè)摩擦力最大值為，重力沿傳送帶向下的分力為。若，物塊先做勻加速運(yùn)動(dòng)，與傳送帶共速后，若，物塊與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)，則A圖是可能的，故A正確；
B．若，物塊先做勻加速運(yùn)動(dòng)，與傳送帶共速后，若，物塊做勻減速運(yùn)動(dòng)，則B圖是不可能的，故B錯(cuò)誤；
C．若，物塊先做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度
與傳送帶共速后，若，物塊繼續(xù)向上繼續(xù)做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度
由此可知，速度時(shí)間關(guān)系圖象的斜率變小，速度減小到零，后又向下做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小不變，則C圖是可能的，故C正確；
D．若，物塊先做勻減速運(yùn)動(dòng)，與傳送帶共速后，若，物塊與傳送帶沿斜面向上一起勻速運(yùn)動(dòng)，則D圖不可能，故D錯(cuò)誤；
故選AC。
二、非選擇題，本題共5小題，共54分。
11. 某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，裝置如圖甲所示。一質(zhì)量為m、直徑為d的小球連接在長(zhǎng)為l的細(xì)繩一端，，細(xì)繩另一端固定在O點(diǎn)，調(diào)整光電門(mén)的中心位置。由靜止釋放小球，記錄小球從不同高度釋放通過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間，重力加速度為g。
（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球直徑，如圖乙所示，則小球直徑d＝______mm；
（2）若測(cè)得某光電門(mén)的中心與釋放點(diǎn)的豎直距離為h，小球通過(guò)此光電門(mén)的擋光時(shí)間為Δt，則小球從釋放點(diǎn)下落至此光電門(mén)中心時(shí)的動(dòng)能增加量______，重力勢(shì)能減小量______（用題中字母表示）
（3）經(jīng)過(guò)多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)，總是大于，下列原因中可能的是______。
A. 小球的質(zhì)量測(cè)量值偏大
B. 在最低點(diǎn)時(shí)光電門(mén)的中心偏離小球球心
C. 小球下落過(guò)程中受到了空氣阻力
【答案】（1）14.5
（2） ①. ②. mgh （3）B
【解析】
【小問(wèn)1詳解】
小球的直徑為
【小問(wèn)2詳解】
[1]小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)中心時(shí)的速度為
則小球從釋放點(diǎn)下落至此光電門(mén)中心時(shí)的動(dòng)能增加量為
[2]小球從釋放點(diǎn)下落至此光電門(mén)中心時(shí)的重力勢(shì)能減小量
【小問(wèn)3詳解】
A．由（2）可知和都與小球的質(zhì)量成正比，所以小球的質(zhì)量不會(huì)導(dǎo)致和不相等，故A錯(cuò)誤；
B．光電門(mén)的中心偏離小球的球心，使得擋光寬度小于小球的直徑，則速度測(cè)量值偏大，的測(cè)量值偏大，使得大于，故B正確；
C．小球下落過(guò)程中受到空氣阻力的作用，使得減小的重力勢(shì)能有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則小于，故C錯(cuò)誤。
故選B。
12. 物理學(xué)習(xí)小組通過(guò)放電法測(cè)量電容器的電容，所用器材如下：
電池；
待測(cè)電容器（額定電壓20V）；
電壓表（量程3V，內(nèi)阻待測(cè)）；
電阻箱（最大阻值為9999.9Ω）；
滑動(dòng)變阻器（最大阻值為20.0Ω）；
定值電阻（阻值為2400.0Ω），定值電阻（阻值為600.0Ω）；
單刀單擲開(kāi)關(guān)，單刀雙擲開(kāi)關(guān)；
計(jì)時(shí)器；
導(dǎo)線(xiàn)若干。
先測(cè)量電壓表的內(nèi)阻，按如圖（a）連接電路。
（1）將的阻值調(diào)到______（填“零”或“最大”），逐漸調(diào)大，使電壓表滿(mǎn)偏；然后，的滑動(dòng)觸頭保持不動(dòng)，調(diào)節(jié)，使電壓表的指針指在表盤(pán)中央，此時(shí)的值為1200.0Ω，則電壓表內(nèi)阻測(cè)量值為_(kāi)_____Ω。
（2）按照?qǐng)D（b）所示連接電路，將開(kāi)關(guān)置于位置1，待電容器充電完成后，再將開(kāi)關(guān)置于位置2，記錄電壓表電壓U隨時(shí)間t變化情況，得到如圖（c）所示的圖像。不計(jì)電壓表內(nèi)阻測(cè)量誤差，當(dāng)電壓表的示數(shù)為1V時(shí)，電容器兩端電壓是______V。
（3）不計(jì)電壓表內(nèi)阻測(cè)量誤差，U－t圖像下有135個(gè)小格，則通過(guò)電壓表的電荷量為_(kāi)_____C（保留三位有效數(shù)字）。則電容器的電容為_(kāi)_____F（保留兩位有效數(shù)字）。
【答案】（1） ①. 零 ②. 1200.0
（2）7 （3） ①. ②.
【解析】
【小問(wèn)1詳解】
[1][2]本實(shí)驗(yàn)的原理是，保持電阻箱和電壓表的總電壓不變，開(kāi)始時(shí)，電壓表滿(mǎn)偏，通過(guò)調(diào)節(jié)電阻箱，當(dāng)電壓表的電壓變?yōu)橐话霑r(shí)，另一半由電阻箱分壓，此時(shí)即可認(rèn)為電壓表的內(nèi)阻等于電阻箱的阻值，則電阻箱原來(lái)接入的電阻應(yīng)為零；電壓表的內(nèi)阻為。
【小問(wèn)2詳解】
電壓表和并聯(lián)后的總電阻為
則電路中的電流為
電容器兩端電壓是
【小問(wèn)3詳解】
[1]通過(guò)電壓表的電荷量為
[2]電壓表和并聯(lián)，電壓始終相等，則電流比一直為電阻的反比
所以通過(guò)的電荷量為
則通過(guò)干路的電荷量，即初始狀態(tài)電容器的電荷量為
由圖可知，初始狀態(tài)電壓表的讀數(shù)為2.5V，與（2）同理可知，此時(shí)電容器兩端的電壓為
電容器的電容為
13. 使用儲(chǔ)氣鋼瓶時(shí)，應(yīng)盡量避免陽(yáng)光直射。在某次安全警示實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)員取來(lái)一只容積為40L的氧氣瓶，瓶?jī)?nèi)氣體壓強(qiáng)為1.50MPa。經(jīng)暴曬后，連同瓶?jī)?nèi)氣體，溫度從27℃上升至57℃。認(rèn)為瓶中氣體為理想氣體，忽略鋼瓶的體積變化。
（1）求暴曬后瓶?jī)?nèi)氣體的壓強(qiáng)；
（2）為避免壓強(qiáng)過(guò)大，儲(chǔ)氣鋼瓶上裝有安全閥。重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開(kāi)安全閥卸壓，待瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)降至1.10MPa時(shí)，安全閥關(guān)閉。此時(shí)，瓶?jī)?nèi)剩余的氣體與原有氣體質(zhì)量之比是多少？
【答案】（1）；（2）2:3
【解析】
【詳解】（1）瓶?jī)?nèi)氣體可視為等容變化，根據(jù)查理定律有
其中
，
解得
（2）根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程有
解得
則有
即瓶?jī)?nèi)剩余的氣體與原有氣體質(zhì)量之比為2:3。
14. 有一種“雙聚焦分析器”質(zhì)譜儀，工作原理如圖所示，電場(chǎng)分析器中有指向圓心O的輻射狀電場(chǎng)，磁場(chǎng)分析器中有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖中未畫(huà)出）。離子源發(fā)出的初速度均為零的氕核和氘核經(jīng)加速電壓U加速后，均沿圓弧MN運(yùn)動(dòng)（圓弧MN為電場(chǎng)分析器的中心線(xiàn)），再垂直進(jìn)入四分之一圓形磁場(chǎng)區(qū)域，后從磁場(chǎng)下邊界射出。已知氕核在磁場(chǎng)區(qū)域運(yùn)動(dòng)t時(shí)間后恰好垂直于磁場(chǎng)下邊界從Q點(diǎn)射出，MO＝R，，氕核的電荷量為e，忽略離子間的相互作用。求：
（1）電場(chǎng)分析器中心線(xiàn)上電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。?br>（2）氘核在磁場(chǎng)區(qū)域的運(yùn)動(dòng)半徑；
（3）氘核的質(zhì)量。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【詳解】（1）設(shè)氕核的質(zhì)量為m，氘核的質(zhì)量為M，氕核經(jīng)加速電壓U加速后，則有
氕核在輻射狀電場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)，電場(chǎng)力提供向心力，可得
解得
（2）在磁場(chǎng)中，設(shè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，對(duì)氕核分析，由洛倫茲力提供向心力，可得
解得
對(duì)氘核分析，由洛倫茲力提供向心力，可得
解得
即氘核做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑
（3）設(shè)氕核與氘核在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的周期分別為和，則有
對(duì)氘核
聯(lián)立得
15. 如圖所示，質(zhì)量為2kg的物塊乙靜止于A點(diǎn)，質(zhì)量為1kg的物塊甲在乙的左側(cè)，物塊丙靜止在B點(diǎn)。甲、乙中間夾有不計(jì)質(zhì)量的火藥，火藥爆炸時(shí)，將四分之一的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為甲、乙的動(dòng)能，乙立即獲得3m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)。乙在AB間運(yùn)動(dòng)的某段連續(xù)的距離中，受到一水平向右、大小為12N的恒定拉力，使得乙恰好未與丙發(fā)生碰撞。已知AB間的距離為8.25m，乙與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，碰撞與爆炸時(shí)間均極短，甲、乙、丙均可視為質(zhì)點(diǎn)，g取。
（1）求火藥爆炸時(shí)釋放的化學(xué)能；
（2）求恒定拉力在AB間持續(xù)作用的最短時(shí)間；
（3）若拉力從A點(diǎn)開(kāi)始持續(xù)作用，乙運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后與丙發(fā)生碰撞，碰后瞬間，乙、丙的動(dòng)量大小之比為1：6，求丙的質(zhì)量范圍。（不考慮再次碰撞）
【答案】（1）；（2）0.5s；（3）碰后乙、丙同向時(shí)，，碰后乙、丙反向時(shí)，
【解析】
【詳解】（1）火藥爆炸時(shí)，甲、乙組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
解得
系統(tǒng)獲得的總動(dòng)能
解得
則火藥爆炸時(shí)釋放化學(xué)能
（2）研究乙由A運(yùn)動(dòng)至B的過(guò)程，由動(dòng)能定理
解得
無(wú)論何時(shí)開(kāi)始有F的作用，F(xiàn)做的功為定值，因此，當(dāng)乙的速度最大時(shí)開(kāi)始有F的作用，則F作用時(shí)間最短。
有力F作用時(shí)，對(duì)乙由牛頓第二定律
解得
設(shè)F作用的位移為x
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解得
（3）F持續(xù)作用時(shí)，由動(dòng)能定理
得乙與丙碰撞前的速度
因此乙在和丙碰撞前的動(dòng)量
乙、丙碰撞過(guò)程中，由動(dòng)量守恒定律
若碰后乙、丙同向
，，
不撞穿需滿(mǎn)足

動(dòng)能不增加
聯(lián)立可得
即
若碰后乙、丙反向
，，
動(dòng)能不增加
聯(lián)立可得
即
綜上，碰后乙、丙同向時(shí)，，碰后乙、丙反向時(shí)，。衛(wèi)星
木衛(wèi)一
地球同步衛(wèi)星
土衛(wèi)一
半長(zhǎng)軸/km
421700
42240
185520
周期/d
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