江西省新八校2024-2025学年高三上学期1月期末物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1江西省新八校2024-2025学年高三上学期1月期末物理试题考试时间：75分钟总分：100分一、选择题：本题共10小题，共46分；其中第1-7小题只有一个选项符合要求，每小题4分，选错得0分，选对得4分；第8-10小题有多项符合要求，每小题6分，选对但选不全得3分，选错得0分，全部选对得6分。1.关于家庭安全用电，下列说法错误的是（）A.家庭电路中保险丝熔断，一定是由于电路中用电器的总功率过大引起的B.家庭电路中，电能表是用来测量用电器消耗电能多少的，应安装在总开关之前C.有金属外壳的用电器应使用三孔插座D.家庭必须同时安装漏电保护开关和空气开关，前者人体触电保护，后者是过流保护，缺一不可【答案】A【解析】A．保险丝熔断可能是因为总功率过大，也可能是发生了短路，A错误；B．电能表安装在总开关之前，用于测量用电器消耗电能，B正确；C．有金属外壳的用电器使用三孔插座接地，以防止用电器外壳带电，会危及身安全，C正确；D．家庭必须同时安装漏电保护开关和空气开关，前者是人体触电保护，后者是过流保护，缺一不可。故D正确。本题选择错误的，故选A。2.下列关于原子、原子核和量子理论的说法中，正确的是（）A.玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的规律，但不能解释其他原子光谱B.按照玻尔理论，电子绕核运动的轨道半径是连续的C.放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D.一个原子核在一次衰变中可同时放出、和三种射线【答案】A【解析】A．玻尔理论只能解释氢原子光谱，A选项正确；B．电子绕核运动轨道半径是不连续的，B选项错误；C．半衰期与温度无关，C选项错误；D．一次衰变只能放出α或β射线，同时伴随γ射线，D选项错误。故选A。3.如图，轻杆端用铰链固定在竖直墙上，端吊一工件，工人将轻绳跨过定滑轮C用水平拉力将端缓慢上拉，滑轮在点正上方，滑轮大小及摩擦均不计，则在轻杆由图示位置逆时针转到水平位置的过程中（）A.细绳对端的拉力大小逐渐增大 B.轻杆对端的弹力大小保持不变C.工人受到地面的摩擦力逐渐增加 D.工人受到地面的摩擦力保持不变【答案】B【解析】AB．以B点为研究对象，分析受力情况：重物的拉力T（等于重物的重力G）、轻杆的支持力N和绳子的拉力F，作出力图如图：由平衡条件得知，N和F的合力与T大小相等，方向相反，根据三角形相似可得使轻杆逆时针转到竖直位置的过程中，AC、AB保持不变，BC变小，则N保持不变，F变小。故A错误，B正确；CD．对人受力分析可知水平方向，所以工人受到地面的摩擦力逐渐减小，故CD错误。故选B。4.2023年10月26日，“神舟十七号”飞船从酒泉卫星发射中心发射升空后成功与在轨的“天宫”空间站核心舱对接。已知对接后的“神舟十七号”飞船与空间站组合体在轨高度约为，运行周期为。地球半径为，地球表面的重力加速度取，引力常量为，下列说法正确的是（）A.小于B.组合体在轨运行速度约为C.地球的平均密度大于D.由于不受重力，空间站中的烛焰呈近似球形【答案】AC【解析】A．静止卫星的周期轨道半径组合体的轨道半径根据开普勒第三定律可知，组合体的周期T小于1h，故A正确；B．根据，，代入数据得，故B错误；C．根据，地球的平均密度所以地球的平均密度大于，故C正确；D．空间站中的烛焰仍然受到地球的吸引，仍然受到重力的作用，故D错误。故选AC。5.如图所示，一定质量的理想气体从状态经过等温变化到状态，该变化过程的图像为，该过程中气体对外界做的功为21J。该气体也可以经过程从状态A变化到状态，该过程中气体对外界做的功为。下列说法正确的是（）A.该气体在过程中从外界吸收的热量小于21JB.该气体在过程中从外界吸收的热量为C.该气体在过程中内能增加了D.图像中围成的面积为【答案】D【解析】A．由于从状态A经过等温变化到状态D，理想气体内能不变，体积变大对外做功，A→C→D过程中气体对外界做的功为21J，由能量守恒知识可知气体在A→C→D过程中从外界吸收的热量等于21J，故A错误；BC．由于该气体经A→B→D过程从状态A变化到状态D，该过程中气体对外界做的功为30J，由理想气体状态方程可知从状态A变化到状态D，两个状态的温度相同，内能相同，即内能增加量为0，由能量守恒知识可知该气体在A→B→D过程中从外界吸收的热量为30J，故BC错误；D．由于A→C→D过程中气体对外界做功为21J，气体经A→B→D过程从状态A变化到状态D，该过程中气体对外界做的功为30J，且A→B→D→C→A最终回到状态A，图像与横轴围成的面积表示对外做功，所以图像中A→B→D→C→A围成的面积为，故D正确。故选D。6.在空间固定M、N两个点电荷，图中实线为两电荷电场的部分电场线，两个电荷连线上有a、b、c、d四点，a、b到M的距离和c、d到N的距离均为L，b点电势比c点电势高，ef为M、N点电荷连线的中垂线，下列说法正确的是（）A.点电荷M、N带同种电荷B.M所带电荷量大小小于N所带电荷量的大小C.d点的电场强度可能为0D.一带负电小球沿直线从e移动到f的过程中，电势能减小【答案】B【解析】AB．由电场线分布可知两个点电荷带异种电荷，根据电场线的疏密分布可知，M点处电场线更稀疏，N处电场线跟密集，且M的电荷量大小小于N的电荷量，A错误，B正确；C．因为B点电势比C点电势高，所以MN连线上的电场线方向为由M到N，所以M带正电，N带负电，两个点电荷在d点产生的电场强度方向相反，由前面分析可知由几何关系可知而点电荷的电场强度所以，所以d点的电场强度不可能为0，C错误；D．由电场线分布可知，带电小球从e移动到f的过程中，所经过位置的电场线切线方向斜向下，而小球带负电，所以小球受到的静电力斜向上，在此过程中静电力做负功，所以小球的电势能逐渐增大，D错误。故选B。7.如图是一种升降系统示意图。轻弹簧上端固定质量为的平台，站在上面的人手握轻质横杆，绳子的一端与横杆相连，另一端与定滑轮相连，初始时绳子刚好伸直但无张力，人和平台处于静止状态。启动电动机，让其带动定滑轮向上收绳子，使人和平台一起做加速度为的匀加速直线运动，直至人离开平台。已知弹簧劲度系数为，人的质量为，重力加速度为。下列说法错误的是（）A.电动机启动前，弹簧的形变量为B.电动机启动瞬间，绳子拉力大小为C.人与平台分离瞬间，弹簧的形变量为D.当平台速度达到最大时，平台上升的高度为【答案】C【解析】A．电动机启动前，对平台和人的整体分析则弹簧的形变量为，故A正确；B．电动机启动瞬间，对平台和人的整体根据牛顿第二定律解得绳子拉力大小为，故B正确；C．人与平台分离瞬间，平台的加速度为且人与平台无压力，则对平台解得，此时弹簧的形变量为，故C错误；D．当平台速度达到最大时，加速度为零，此时弹力等于重力此时平台上升的高度为，故D正确。本题选说法错误的，故选C。8.一列简谐横波沿轴正方向传播，时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到点，时刻轴上区域的波形如图中的虚线所示，、b、c、P、Q是介质中的质点，则以下说法正确的是（）A.这列波的波速可能为B.质点在这段时间内通过的路程一定小于C.质点在这段时间内通过的路程可能为D.质点与的速度不可能相同【答案】AC【解析】A．由题意及图可知，在0.6s内，波传播的距离为由图可知，该波的波长为波速为当时，波速为250m/s，故A正确；B．质点a做上下振动，运动的最小时间为，则通过的最小路程为故B错误；C．质点c在这段时间内通过的路程可能为60cm，则说明该质点运动时间为1.5T，则有，即，解得满足条件，故C正确；D．由图可知，质点P与Q平衡位置相距，由波的传递规律可知，它们的位移等大反向时速度相同，故D错误。故选AC。9.某同学在运动会上掷标枪，要得到优异的成绩，他除了要考虑抛掷的动作还要考虑风向的影响。某次某同学在抛掷标枪，如图所示，标枪（可视为质点）的质量为，其在一水平恒定的风力作用下运动，A、B两点是其运动轨迹上的点，标枪经过A、B两点时的速度大小均为。已知标枪经过点时的速度方向与连线的夹角为，则下列说法正确的是（）A.标枪的重力与水平恒定风力的合力的方向与连线的夹角为B.标枪在点时的速度方向与连线的夹角也为C.标枪从点运动到点的过程中速度最小值为D.在点时，标枪重力的瞬时功率为【答案】BC【解析】A．根据题意可知标枪受到重力和水平恒定风力的合力F为一恒定值，标枪经过A、B两点时速度大小相等（动能相等），结合动能定理可知标枪从A点运动至B点过程中，合力F做的功为零，故合力F的方向与AB连线垂直，故A错误；BC．再把标枪在A点的速度沿AB方向和垂直于AB方向分解，故标枪沿着AB方向的分速度不变，标枪在B点时的速度方向与AB连线的夹角也为θ，而标枪垂直于AB方向的分速度先减小后增加，可知在等效最高点时标枪只有沿AB方向的分速度，即标枪从A点运动到B点的过程中速度最小值为，故BC正确；D．标枪在B点时的速度v与竖直方向的夹角未知，故在B点时，标枪重力的瞬时功率不一定为，故D错误。故选BC。10.在平面直角坐标系中有如图所示的有界匀强磁场区域，磁场上边界是以点为圆心、半径为的一段圆弧，圆弧与轴交于、两点，磁场下边界是以坐标原点为圆心，半径为的一段圆弧。如图，在虚线区域内有一束带负电的粒子沿轴负方向以速度射入该磁场区域。已知磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度大小为，带电粒子质量为，电荷量大小为，不计粒子重力。下列说法中正确的是（）A.正对点入射的粒子离开磁场后一定会过点B.若粒子的速度变为，正对点入射的粒子离开磁场后一定过点C.粒子在磁场区域运动的最长时间为D.粒子在磁场区域运动的最长时间为【答案】AC【解析】A．粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有可得粒子在磁场中的轨道半径为正对的粒子，圆心恰好在x轴上，进入磁场后做匀速圆周运动，如图所示。根据勾股定理可知，进入无磁场区域后，速度方向恰好指向O点，即正对点入射的粒子离开磁场后一定会过O点，故A正确；B．带电粒子在磁场中的半径为，由上图可知，B错误；CD．根据题意知，所有粒子沿水平方向射入磁场，半径与速度方向垂直，圆心均在入射点的正下方，半径均为4d，所有圆心所在的轨迹相当于将磁场边界向下平移4d形状，平移到O点位置，即所有粒子进入磁场后做圆周运动的圆心到O点距离均为5d，如图所示。利用勾股定理可知，进入无磁场区域后，所有粒子速度方向都指向O点，因此所有粒子都过O点。由上述分析可知，从最上方进入的粒子，在磁场中偏转角度最大，运动的时间最长，如下图所示。由几何关系可知，该粒子在磁场中旋转了，因此运动的时间为故C正确，D错误。故选AC。二、非选择题：本题共5小题，共54分。11.某同学利用如图甲所示的装置测量滑块与长木板之间的动摩擦因数，将带有滑轮的长木板放置在水平桌面上，在靠近滑轮的处固定一个光电门，用质量为的重物通过细线（与长木板平行）与质量为的滑块（带遮光条，遮光条宽度为）连接，细线的长度小于重物离地面的高度。将滑块从点由静止释放，测出A、B之间的距离和遮光条经过光电门时的遮光时间。保持滑块和悬挂的重物的质量不变，改变释放点与间的距离，多次测量最终完成实验。建立坐标系，描出图线如图乙所示，图线的斜率为，重力加速度为。（1）滑块经过光电门时的速度_____，滑块沿长木板运动时的加速度大小为_____。（2）滑块与长木板之间的动摩擦因数_____。【答案】（1）；（2）【解析】【小问1】遮光条宽度非常小，可以用遮光条通过光电门的平均速度代替滑块到达光电门的瞬时速度由，解得所以图像的斜率等于，解得小问2】由牛顿第二定律可得解得12.学校物理兴趣小组为了测量某均匀材料的圆柱体的电阻率，他们进行分工合作探究：（1）小周同学使用螺旋测微器测定其直径，某次测量结果如图甲所示，读数为_____mm。用游标卡尺测量其长度，示数如图乙所示，由图可知其长度_____cm。（2）小华同学使用多用电表欧姆挡粗测其电阻，其阻值大约，为了更精确测定其阻值，实验室可供选择的器材有：A电流表（量程，内阻）B电流表（量程，内阻约为）；C电压表V（量程0~15V，内阻15kΩ）；D滑动变阻器（，额定电流1A）；E滑动变阻器（，额定电流0.1A）；F标准电阻G标准电阻H两节新的干电池I以及单刀单掷开关S一个，导线若干。用以上器材设计电路，要求尽可能减小测量误差，测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电流表读数从零开始变化，则滑动变阻器应选择_____；标准电阻选择_____（填器材前的字母符号）②请在答题纸的方框内画出测量电阻的实验电路图，并在电路图中标注所用元件对应的符号；（）（3）该圆柱体的电阻率_____（用、d、L表示）【答案】（1）1.846##1.845##1.847；4.225（2）D；G；见解析（3）【解析】【小问1】螺旋测微器的精确值为，由图甲可知圆柱体的直径为20分度游标卡尺的精确值为，由图乙可知圆柱体的长度为【小问2】调节滑动变阻器能使电流表读数从零开始变化，则滑动变阻器应采用分压接法，为了调节方便，滑动变阻器应选择阻值较小的，即选D；两节干电池串联后电动势约为3V，题中要求测量时电表的读数大于其量程的一半，所以不能使用题中的电压表，应使用电流表和标准电阻串联改装成电压表，即标准电阻选择选G；电流表和标准电阻串联改装后电压表内阻为由于，且改装后电压表的分流已知，所以电流表应采用外接法，题中要求调节滑动变阻器能使电流表读数从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，则电路图如图所示【小问3】根据电阻定律可得可得圆柱体的电阻率为三.计算题（本题共3小题，13题10分、14题13分，15题16分，共39分）13.如图所示，AOB为一半径为R的扇形透明介质截面，O为圆心，。一束单色光从AO的中点C射入介质，折射后光线CD平行于OB。已知入射光与AO间夹角为30°，光在真空中的传播速度为c、（1）求透明介质的折射率；（2）试判断此单色光是否能射出该介质。【答案】（1）（2）能【解析】【小问1】已知入射光与AO间夹角为30°，由几何关系可得，单色光的入射角折射光线与OB平行，则折射角则由折射定律得【小问2】全反射临界角为连接OD，设在D点入射角为，如图所示由正弦定理解得故D点不会发生全反射，即能射出该介质。14.如图甲，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内，导轨间距为，左端连接阻值的电阻；匀强磁场磁感应强度、方向垂直导轨所在平面向下；质量、长度、电阻的金属杆置于导轨上，向右运动并与导轨始终保持垂直且接触良好。时对杆施加一平行于导轨方向的外力，杆运动的v-t图象如图乙所示.其余电阻不计。求：（1）在时，电路中的电流和金属杆两端的电压；（2）在内，外力大小随时间变化的关系式；（3）若内克服外力做功1.8J，求此过程流过电阻的电荷量和电阻产生的焦耳热。【答案】（1）0.2A，0.8V（2）（3）0.9C，1.44J【解析】（1）根据乙图可知时，，则此时电动势电路中的电流金属杆两端的电压U为路端电压，即（2）由时，可分析判断出外力F的方向与反向则金属杆做匀减速直线运动，由牛顿第二定律有设在时刻金属杆的速度为，杆的电动势为，回路电流为，则又因为由闭合电路欧姆定律联立以上几式可得（3）根据电荷量表达式可知图像与横轴围成的面积表示位移大小，则解得根据能量守恒定律可知解得电阻产生的焦耳热15.如图所示，足够长的光滑绝缘斜面与竖直放置的半径为的光滑绝缘的半圆弧轨道平滑过渡，半圆弧轨道与粗糙绝缘水平轨道在处平滑连接，点为圆弧轨道的圆心，直径左侧空间存在水平向左的匀强电场