江西省新八校2023-2024學(xué)年高三上學(xué)期第一次聯(lián)考（期末）物理試題（解析版）

高級中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1八校2024屆高三第一次聯(lián)考物理試題考試時間：75分鐘總分：100分一、選擇題：本題共10小題，共46分；其中第1-7小題只有一個選項符合要求，每小題4分，選錯得0分，選對得4分；第8-10小題有多項符合要求，每小題6分，選對但選不全得3分，選錯得0分，全部選對得6分。1.如圖所示是氫原子的能級圖，一個處于能級上的氫原子發(fā)生能級躍遷時，下列說法正確的是（）A.向低能級躍遷時，電子的動能和電勢能都減小B.該氫原子可能發(fā)出3種不同頻率的光C.用動能為0.78eV的鉀離子去撞擊該氫原子，可使該氫原子躍遷到能級D.要使該氫原子發(fā)生電離，入射光的能量最少為13.60eV〖答案〗C〖解析〗A．根據(jù)庫侖力提供向心力，即可知向低能級躍遷時，減小，電子動能增加；電子帶負電，電勢能減小，故A錯誤；B．一個處于能級上的氫原子發(fā)生能級躍遷時，可能發(fā)出2種不同頻率的光，或只發(fā)出1種頻率的光，故B錯誤；C．由題知可知用動能為0.78eV的鉀離子去撞擊該氫原子，可使該氫原子躍遷到能級，故C正確；D．要使該氫原子發(fā)生電離，入射光的能量最少為，故D錯誤。故選C。2.北京時間2021年9月出現(xiàn)了“火星合日”現(xiàn)象，即當(dāng)火星和地球分別位于太陽兩側(cè)與太陽共線干擾無線電時，影響通信的天文現(xiàn)象，因此中國首輛火星車“祝融號”（在火星赤道表面附近做勻速圓周運動）發(fā)生短暫“失聯(lián)”。已知地球與火星繞太陽做勻速圓周運動的方向相同，火星和地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑之比約為，引力常量為G，則下列說法正確的是（）A.火星與地球繞太陽運動的線速度之比約為B.出現(xiàn)“火星合日”現(xiàn)象時，火星和地球的相對速度最大C.火星與地球表面的重力加速度大小之比約為D.下一次“火星合日”將出現(xiàn)在2022年9月之前〖答案〗B〖解析〗A．根據(jù)萬有引力提供向心力有解得線速度可知火星與地球繞太陽運動的線速度之比約為故A錯誤；B．由題意知，出現(xiàn)“火星合日”現(xiàn)象時，火星和地球恰好沿相反方向運動，此時相對速度最大，故B正確；C．在星球表面，根據(jù)萬有引力等于重力有解得因此火星與地球表面的重力加速度大小之比約為由于火星與地球的質(zhì)量大小關(guān)系未知、半徑關(guān)系未知，無法比較，故C錯誤；D．根據(jù)開普勒第三定律有可知火星與地球繞太陽運動的周期之比約為已知，相鄰兩次“火星合日”的時間間隔滿足解得所以下一次“火星合日”將出現(xiàn)在2022年9月之后，故D錯誤。故選B。3.在點電荷產(chǎn)生電場中有兩點，其電勢分別為，電場強度大小分別為，已知。下列說法正確的是（）A.若，則點電荷帶負電B.若帶負電，則；若帶正電，則C.若把帶負電的試探電荷從點移到點，試探電荷電勢能減小D.若把試探電荷從點移到點，電場力做正功，則〖答案〗A〖解析〗A．由題意知即N點離點電荷較近，若根據(jù)沿著電場線的方向電勢降低，可知電場線由M點指向N點，則點電荷帶負電，故A正確；B．若帶負電，而N點離點電荷較近，根據(jù)負點電荷產(chǎn)生的電場特點可知同理若帶正電，則故B錯誤；C．若帶負電，把帶負電的試探電荷從M點移到N點，電場力做負功，試探電荷電勢能增加；若帶正電，把帶負電的試探電荷從M點移到N點，電場力做正功，試探電荷電勢能減少，故C錯誤；D．若把帶正電的試探電荷從點移到點，電場力做正功，則點電荷帶負電，根據(jù)沿著電場線的方向電勢降低，可知若把帶負電的試探電荷從點移到點，電場力做正功，則點電荷帶正電，根據(jù)沿著電場線的方向電勢降低，可知故D錯誤。故選A。4.某動車組由兩節(jié)額定功率為P和2P的動車組成，兩節(jié)動車在某平直鐵軌上能達到的最大速度分別為和。設(shè)每節(jié)動車運行時受到的阻力在編組前后不變，則該動車組在此鐵軌上能達到的最大速度為（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗動車組在速度達到最大值時，牽引力與阻力平衡，對每節(jié)動車進行分析，則有，根據(jù)功率的表達式有，令動車組在此鐵軌上能達到的最大速度為，結(jié)合上述有，解得故選C。5.近場通信（NFC）器件應(yīng)用電磁感應(yīng)原理進行通訊，其天線類似一個壓平的線圈，線圈尺寸從內(nèi)到外逐漸變大。如圖所示，一正方形NFC線圈共3圈，其邊長分別為1.2cm、1.4cm和1.6cm，圖中線圈外線接入內(nèi)部芯片時與內(nèi)部線圈絕緣。若勻強磁場垂直通過此線圈，磁感應(yīng)強度變化率為104T/s，則線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最接近（）A.3.10V B.4.20V C.5.96V D.0.44V〖答案〗C〖解析〗根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得故選C。6.如圖所示，楔形透明物體的橫截面POQ的頂角為，該材料折射率為，OP邊上的點光源S到頂點O的距離為d，不考慮多次反射，OQ邊上有光線射出部分的長度為（）A.2d B. C.d D.〖答案〗B〖解析〗根據(jù)全反射臨界角公式可得可得發(fā)生全反射的臨界角為如圖所示根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知，OQ邊上有光線射出部分的長度為故選B。7.一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，波長為120cm，振幅為10cm。介質(zhì)中有A和B兩個質(zhì)點，其平衡位置分別位于x=-80cm和x=200cm處。某時刻A質(zhì)點的位移為y=5cm，且向y軸負方向運動。從該時刻開始計時，B質(zhì)點的振動圖像為（）A. B.C. D.〖答案〗B〖解析〗依題意，A和B之間的距離為某時刻A質(zhì)點的位移為5cm，且向y軸負方向運動，設(shè)此時A點的相位為，則有代入數(shù)據(jù)得解得因為向上運動，不符合題意，所以舍去，根據(jù)兩點間的距離關(guān)系可知解得可知B點此時的位移為且向上振動。故選B8.如圖所示，質(zhì)量為m的滑塊以初速度v0沿著足夠長斜面上滑，發(fā)現(xiàn)其返回出發(fā)點時速度大小為。則下列說法正確的是（）A.上滑過程和下滑過程中滑塊的加速度大小之比為3：1B.上滑過程和下滑過程中滑塊所受重力沖量大小之比1：3C.上滑過程和下滑過程中滑塊機械能變化量大小之比1：1D.全過程滑塊的動量變化量大小為〖答案〗BC〖解析〗A．滑塊上滑過程做勻減速直線運動末速度為零，其逆過程是初速度為零的勻加速直線運動；滑塊上滑過程與下滑過程位移大小相等，設(shè)位移大小為x，由勻變速直線運動的速度位移公式有，可知加速度之比故A錯誤；B．由勻變速直線運動速度公式有，可知滑塊上滑與下滑的時間之比上滑過程和下滑過程中滑塊所受重力沖量之比故B正確；C．上滑過程與下滑過程位移大小相等，摩擦力大小相等，摩擦力做功相等，上滑與下滑過程機械能的變化量等于摩擦力做的功，因此上滑過程和下滑過程中滑塊機械能變化量相等，上滑過程和下滑過程中滑塊機械能變化量之比為1：1，故C正確；D．以沿斜面向下為正方向，則滑塊上滑的速度為-v0，滑塊返回斜面底端時的速度為，全過程滑塊動量的變化量故D錯誤。故選BC。9.如圖所示，在傾角為30°底端具有擋板的固定斜面上，滑塊b的一端通過一勁度系數(shù)為k=200N/m的輕質(zhì)彈簧與另一滑塊a連接后置于斜面上，滑塊b的另一端通過一不可伸長的輕繩跨過光滑的定滑輪與帶孔的小球c連接，小球c穿在光滑的固定輕桿上，輕桿與水平方向的夾角為37°，初始用手托住小球c置于M點，此時MO水平，彈簧被拉伸且彈力大小為8N，釋放小球c，小球恰好能滑至N點，滑塊a始終未離開擋板，已知MO=NO=20cm，，，若整個運動過程中，繩子一直繃緊，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2。則下列說法正確的是（）A.滑塊b與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5B.小球c滑至MN的中點處的速度C.小球c從M點滑至N點的過程中，經(jīng)過MN中點處時重力的功率最大D.小球c從M點滑至N點的過程中，彈簧的彈性勢能經(jīng)歷了先減小再增大再減小再增大的過程〖答案〗BD〖解析〗A．小球c從M到N，滑塊b先下滑再回到原來的位置，則由能量關(guān)系解得滑塊b與斜面間的動摩擦因數(shù)為選項A錯誤；B．小球在M點時彈簧被拉伸，彈力為8N，此時彈簧被拉長小球c滑至的中點處時，b下滑的距離為則此時彈簧被壓縮4cm，此時的彈性勢能等于在M點的彈性勢能，設(shè)此時c的速度為v，則b的速度為0，則由能量關(guān)系解得選項B正確；C．小球c從M點滑至N點的過程中，經(jīng)過中點處時，小球c沿斜面方向的合力為mcgsin37°，則加速度不為零，速度不是最大，即此時重力的功率不是最大，選項C錯誤；D．小球c從M點滑至MN中點過程中，彈簧由伸長4cm到被壓縮4cm，即彈簧的彈性勢能先減小再增大；同樣小球c從MN中點滑至N點的過程中，彈簧由壓縮4cm到被拉長4cm，即彈簧的彈性勢能仍先減小再增大，所以小球c從M點滑至N點的過程中，彈簧的彈性勢能經(jīng)歷了先減小再增大再減小再增大的過程，故D正確。故選BD。10.一個帶電粒子僅在電場力作用下在x軸上由靜止開始從-x1向+x1做直線運動，其v2（速度平方）隨位置x變化的圖線如圖所示，圖象關(guān)于縱軸對稱，由圖象可知（）A.粒子從-x1向+x1運動過程中，加速度先增大后減小B.帶電粒子在x=0處所受電場力大小為零C.在x軸上，-x2和+x2兩個位置的電場強度不同D.粒子沿x軸正向運動過程中，電勢能先減小后增大〖答案〗BCD〖解析〗A．根據(jù)可知，v2-x圖像的斜率等于加速度的2倍，則粒子從-x1向+x1運動過程中，加速度先增大再減小，然后再增大最后減小，選項A錯誤；B．帶電粒子在x=0處加速度為零，則所受電場力大小為零，選項B正確；C．在x軸上，-x2和+x2兩個位置的加速度方向不同，則電場強度方向不同，即場強不同，選項C正確；D．粒子沿x軸正向運動過程中，只有電場力做功，則電勢能和動能之和守恒，因速度先增加后減小，即動能先增加后減小，可知電勢能先減小后增大，選項D正確。故選BCD。二、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.利用圖1所示的裝置研究物塊與木板之間的摩擦力。實驗臺上固定一個力傳感器，傳感器用細線拉住質(zhì)量為1.0kg的物塊，物塊放置在粗糙的長木板上。水平向左拉動木板，傳感器記錄的F—t圖像如圖2所示。物塊受到的最大靜摩擦力為_______N，物塊與木板間的動摩擦因數(shù)約為_______。（均保留到小數(shù)點后1位）〖答案〗2.60.2〖解析〗[1]由圖2可知，物塊受到的最大靜摩擦力為2.6N。[2]由圖2可知，物塊受到的滑動摩擦力為2.0N，有得動摩擦因數(shù)12.某同學(xué)準(zhǔn)備測量電池組的電動勢和內(nèi)阻。除被測電池組、開關(guān)、導(dǎo)線若干外，還有下列器材供選用：A．電壓表（量程為15V，內(nèi)阻約為）B．電壓表（量程為6V，內(nèi)阻約為）C．電阻箱R（）D．定值電阻E．定值電阻（1）該同學(xué)首先用多用電表的直流10V擋粗略測量電池組的電動勢，電表指針如圖甲所示，則該電表讀數(shù)為________V；（2）已知電池組的內(nèi)阻約為，為準(zhǔn)確測量電池組的電動勢和內(nèi)阻，該同學(xué)設(shè)計了如圖乙所示的電路圖，其中電壓表應(yīng)選擇________（選填“A”或“B”）；定值電阻應(yīng)選擇________（選填“D”或“E”）；（3）改變電阻箱的阻值R，記錄對應(yīng)電壓表的讀數(shù)U，作出的圖像如圖丙所示，圖線橫、縱坐標(biāo)軸的截距分別為、p，定值電阻的阻值用表示，則可得該電池組的電動勢為________，內(nèi)阻為________。（用題目中所給的字母表示）〖答案〗（1）4.4（2）BD（3）〖解析〗（1）[1]選用多用電表的直流10V擋，則分度值為則該電表讀數(shù)為（2）[2]電源電動勢約為4.4V，則電壓表應(yīng)選用量程為6V的，減小測量誤差，所以電壓表應(yīng)選擇B。[3]可變電阻箱的阻值范圍為，電壓表測量電阻箱的電壓，為使得電壓表讀數(shù)有明顯偏轉(zhuǎn)，則定值電阻應(yīng)選擇D。（3）[4][5]根據(jù)閉合電路歐姆定律有整理可得結(jié)合圖像有，解得，該電池組電動勢和內(nèi)阻分別為，三.計算題（本題共3小題，13題10分、14題12分，15題17分，共39分）13.如圖，一個質(zhì)量為m=3kg的活塞在氣缸內(nèi)封閉一定量的理想氣體，活塞下方連接一個勁度系數(shù)為k=600N/m的輕質(zhì)彈簧，活塞體積可忽略不計，距氣缸底部h1=4cm處連接一U形細管（管內(nèi)氣體的體積忽略不計），初始時，封閉氣體溫度為T1=390K，活塞距離氣缸底部為h2=20cm，兩邊水銀柱存在高度差。已知大氣壓強為p0=1×105Pa，氣缸橫截面積為S=1×10-3m2，彈簧原長為L=10cm，重力加速度為g取10m/s2，求：（1）通過制冷裝置緩慢降低氣體溫度，當(dāng)溫度為多少時兩邊水銀面恰好相平；（2）從開始至兩水銀面恰好相平的過程中，若氣體向外界放出的熱量為20J，氣體內(nèi)能的變化量?！即鸢浮剑?）；（2）〖解析〗（1）初態(tài)時，對活塞受力分析，可求氣體壓強為體積為要使兩邊水銀面相平，氣缸內(nèi)氣體的壓強為此時彈簧下端一定與氣缸底接觸，對活塞進行受力分析有解得彈簧的壓縮量為則有設(shè)此時溫度為，由理想氣體狀態(tài)方程有聯(lián)立解得（2）從開始至彈簧恰與氣缸底接觸，氣體壓強不變，外界對氣體做功為在之后彈簧被壓縮的過程中，活塞重力做功為彈簧彈力做功為外界大氣做功為由熱力學(xué)第一定律可得氣體內(nèi)能的變化量為14.如圖甲所示，帶電量q=-2.0×10-4C、質(zhì)量M=0.3kg的物塊放在足夠大的絕緣粗糙水平面上，物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2；長=2m的輕質(zhì)細線上端固定，下端系著一質(zhì)量m=0.1kg的絕緣小球。以O(shè)為原點，水平向右為x軸建立坐標(biāo)。O點右側(cè)空間有一水平電場，電場強度E隨位置x的變化關(guān)系如圖乙所示，規(guī)定水平向右為場強正方向?，F(xiàn)給小球一個初速度，運動至最低點O時與物塊發(fā)生彈性正碰，碰后恰好可以做完整的圓周運動。設(shè)物塊在碰撞和滑行過程中電荷量保持不變，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，不計空氣阻力，小球與物塊均視為質(zhì)點。g取10m/s2，求：（1）碰撞前瞬間細線對小球的拉力和碰撞后瞬間物塊的速度大??；（2）物塊最終停止的位置坐標(biāo)?！即鸢浮剑?）21N，10m/s；（2）〖解析〗（1）對小球碰撞后可以做完整的圓周運動，在最高點有解得從最低點到最高點，由動能定理解得方向水平向左；對碰撞過程中，規(guī)定向右為正方向，由動量守恒定律由機械能守恒定律其中解得，碰前瞬間細線對小球的拉力為，由牛頓第二定律聯(lián)立解得T=21N（2）碰后瞬間，物塊的動能大小此后