江西省部分学校2023-2024学年高三下学期3月联考物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024届高三第五次联考物理试卷（本试卷共100分，考试时间75分钟）注意事项：1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号等填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的〖答案〗无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4.本试卷主要考试内容：必修第一册、必修第二册、动量、机械振动与机械波、电场、电路、磁场、电磁感应（50％）＋交变电流、电磁波、传感器、光、分子动理论、气体、原子物理、波粒二象性（50％）。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.在研究光电效应的实验中，两个实验小组用强度相同的绿光和紫光分别照射同一种金属的表面，结果都能发生光电效应，对这两组实验，下列判断正确的是（）A.光电子的最大初动能相同B.逸出功相同C.因为照射的是同一种金属，所以遏止电压相同D.绘制的图像的斜率可能不同〖答案〗B〖解析〗A．根据光电效应方程紫光的频率较大，故紫光的光电子的最大初动能较大，故A错误；B．同一种金属，逸出功相同，故B正确；C．根据动能定理可知紫光的遏止电压较大，故C错误；D．根据整理可得图像的斜率为故绘制的图像的斜率相同，故D错误。故选B。2.图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中有磁感应强度方向垂直于纸面向外的磁场。图中四种粒子的径迹，可能是α粒子的是（）A.a、b B.b、c C.c、d D.a、d〖答案〗C〖解析〗磁感应强度方向垂直于纸面向外，a、b粒子向上偏转，c、d粒子向下偏转，根据左手定则，可知a、b粒子带负电，c、d粒子带正电，α粒子带正电，故可能是α粒子的是c、d粒子。故选C。3.方向随时间周期性变化的电流叫作交变电流。某交流电源产生的电压随时间变化的关系图像如图所示，下列说法正确的是（）A.该交流电电压的有效值为16.5VB.该交流电的频率为100HzC.若在该电源两端接入10Ω的电阻，则电阻的热功率为60.5WD.若在该电源两端接入10Ω的电阻，则该电阻在1分钟内产生的热量为1815J〖答案〗D〖解析〗AB．取一个周期T内，根据电流的热效应得解得根据图像可知，故频率故AB错误；CD．若在该电源两端接入10Ω的电阻，电阻的热功率为1分钟内产生的热量为故C错误，D正确。故选D。4.关于核反应方程（为释放的核能，X为新生成的粒子），已知的半衰期为1.2min，核的质量为，核的质量为，X的质量为，真空中的光速为c，则（）A.X为α粒子B.C.D.核经过3.6min还有核尚未衰变〖答案〗C〖解析〗A．根据质量数和电荷数守恒，核反应方程为故X为电子，故A错误；B．核反应方程放出能量，有质量亏损，则故B错误；C．根据质能方程，核反应方程放出能量为故C正确；D．经过3.6min即3个半衰期，剩余的原子核的质量为故D错误。故选C。5.总质量为m的返回式人造地球卫星沿半径为R的圆轨道绕地球运动到某点时，向原来运动方向喷出气体以降低卫星的速度，随后卫星转到与地球相切的椭圆轨道，要使卫星相对地面的速度变为原来的k倍（k＜1），则卫星在该点将质量为的气体喷出的对地速度大小应为（将连续喷气等效为一次性喷气，地球半径为，地球表面重力加速度为g）（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗设原本速度，由万有引力提供向心力喷出后速度，相对地球速度，由动量守恒又解得故选C。6.由折射率为n的透明材料制成、半径为R的半圆柱形透明砖平放在桌面上，t＝0时刻，将激光束垂直AC面射到A点，在激光束沿AC方向以速度v匀速向C点平移的过程中，没有光从圆弧面ABC射出的时间为（）A. B. C. D.〖答案〗A〖解析〗没有光从圆弧面射出，光路图如图由全反射的临界角由几何关系可知，没有光束从圆弧面射出对应在OA段的长度根据对称性，在OC段，没有光束从圆弧面所对应的长度也为，则没有光从圆弧面射出的时间为故选A。7.水平面内固定有半径为R的光滑圆环，质量为m的光滑小球套在圆环上。一根原长为R的轻弹簧一端固定在处于B点的静止小球上，另一端固定在圆环的A点，AB恰好为圆环的一条直径，如图所示。现给小球微小扰动，小球从B由静止开始沿逆时针方向运动，运动过程中小球的最大动能为E，下列说法正确的是（）A.小球与弹簧构成的系统机械能不守恒B.小球运动的弧长为时，其动能最大C.小球的动能最大时，小球所受的合力大小为D.小球的动能最大时，其相对圆环圆心的角速度大小为〖答案〗C〖解析〗A．小球与弹簧构成的系统，除重力和弹簧弹力外，没有其他力做功，机械能守恒，A错误；B．拉力沿圆切向的分力与重力沿圆切向的分力相等时，小球动能最大。令此时弹簧与竖直方向的夹角为，可得因不知道劲度系数，因此弹簧和竖直方向的夹角求不出，即不知道弹簧此时的具体位置，运动的弧长求不得。B错误；C．小球的动能最大时，小球所受合力为C正确；D．小球的动能最大时，其相对圆环圆心的角速度大小为D错误。故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.某人设计了如图所示的装置，用来检测车辆是否超载。车辆底座上装有电容器，电容器承受的压力随车辆重力的增大而增大，且电容器两板之间的距离随压力的增大而减小。电容器接在如图甲所示的电路上，将开关从a拨到b时，构成LC振荡电路而向外辐射电磁波，再使用调谐电路来接收图甲振荡电路中的电磁波，这样就可通过测量乙中接收到的频率而获知甲中的发射频率，以确定电容器的电容C的值（L值已知），从而测量车辆重力。下列分析判断正确的是（）A.当装置中的电源使用很久，电动势减小时，频率的测量值偏小B.当装置中的电源使用很久，电动势减小时，频率的测量值不变C.车辆重力增大时，LC回路中电流的振荡频率变小D.车辆重力增大时，LC回路中电流的振荡频率变大〖答案〗BC〖解析〗AB．根据振荡电路的振荡频率公式L和C与电动势无关，可知电动势减小时，对频率的测量值没有影响，故A错误，B正确；CD．根据电容的决定式可知车辆重力增大时电容器两板之间的距离减小，此时电容增大，故回路中电流的振荡频率变小，故C正确，D错误。故选BC。9.速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这个现象最初是在同步加速器上观察到的，称为“同步辐射”。同步辐射光具有光谱范围宽（从远红外到X光波段，波长范围为，对应能量范围为）、光源亮度高、偏振性好等特点，应用十分广泛。已知接近光速运动的单个电子的能量约为，回旋一圈辐射的总能量约为。下列说法正确的是（）A.同步辐射的机理与氢原子发光的机理一样B用同步辐射光照射氢原子，可以使氢原子电离C.蛋白质分子的线度约为，能用同步辐射光得到其衍射图样D.电子在磁场中偏转发出电磁辐射，回旋一圈后能量会明显减小〖答案〗BC〖解析〗A．速度接近光速的电子在磁场中偏转时，会沿圆弧轨道切线发出电磁辐射，这是“同步辐射”。处于激发态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子，这是原子发光的机理，二者发光的机理不同，A错误；B．使基态的氢原子电离需要的能量是，单个电子回旋一圈辐射的总能量约为，所以用同步辐射光照射氢原子，能使氢原子电离，B正确；C．同步辐射光具有光谱范围宽（从远红外到光波段，波长范围约为），蛋白质分子的线度约为，可以用同步辐射光得到其衍射图样，C正确；D．回旋一圈辐射的总能量约为，占单个电子能量的十万分之一，所以电子回旋一圈后能量不会明显减小，D错误。故选BC。10.如图甲所示，光滑绝缘水平面上方足够大空间内存在磁感应强度大小B＝1T的水平匀强磁场，带正电的物块A静置于水平面上，电荷量q＝0.2C。t＝0时，水平力F作用在物块A上，物块A由静止开始运动，其对水平面的压力随时间的变化图像如图乙，重力加速度，则（）A.物块A的质量m＝3kg B.水平力F不断增大C.水平力F的大小为70N D.物块A做匀加速直线运动〖答案〗D〖解析〗A．根据得故A错误；BD．物块A对水平面的压力物块A对水平面的压力不断增大，则洛伦兹力不断增大，速度不断增大，做加速运动，结合图像可知，速度均匀增大，则做匀加速运动，水平力F不变，故B错误，D正确；C．根据图乙图像斜率代入数据得故C错误。故选D。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.某物理兴趣小组通过自由落体运动测量重力加速度。该小组利用“手机物理工坊”软件中的声学秒表功能记录物体的运动时间。该小组在铁架台上固定一个铁圈，充入空气的气球下方悬挂一个物体，放在铁圈上，如图甲所示。用针刺破气球时发出爆破音，手机上的传感器接收到声音信号开始计时，物体同时做自由下落。物体落地后发出声音，传感器再次接收到信号停止计时，记录了物体下落的时间t，如图乙所示。（1）要想计算重力加速度，还需要测量的物理量是_____________；（2）重力加速度的表达式为_________（用测量的物理量表达）；（3）为减少实验误差，改变铁圈的固定位置，多次测量。以为横坐标，_________为纵坐标建立坐标系，图线的斜率为重力加速度。〖答案〗（1）物体下端距地面的高度（2）（3）〖解析〗（1）[1]根据可知要计算重力加速度，还需要测量物体下端距地面的高度；（2）[2]根据可得（3）[3]根据整理可得可知为减少实验误差，改变铁圈的固定位置，多次测量。以为横坐标，为纵坐标建立坐标系，图线的斜率为重力加速度。12.学习小组想设计一款一氧化碳报警器，经查阅资料，发现人体所处的环境中一氧化碳浓度超过，便容易发生一氧化碳中毒。他们网购了一款气敏电阻，其阻值会随着一氧化碳浓度的变化而变化，产品说明书中提供了该气敏电阻阻值随一氧化碳浓度变化的关系图像，如图甲所示。（1）该学习小组找来量程为3V的电压表（内阻很大），并将表盘的0～1V区域涂成红色，然后将气敏电阻、电源（电动势E＝4V，内阻可忽略不计）、电压表和调好阻值的电阻箱连接成如图乙所示的电路。将整个电路置于密闭容器中，充入一氧化碳气体，随着一氧化碳浓度的增加，电压表的示数逐渐________（选填“增大”或“减小”），当浓度达到时，电压表指针恰好指到表盘红色区的右边缘即1V处，则他们调好的电阻箱的阻值是________Ω（结果保留三位有效数字）。要使该装置在一氧化碳浓度更低时，指针就指到红色区，应将电阻箱的阻值适当________（选填“调大”或“调小”）。（2）为了使报警效果更好，他们去掉电压表，改用绿灯泡指示灯、蜂鸣器报警相结合的方式。电路如图丙所示，绿色灯泡电阻为18Ω，电压达到0.9V灯泡才会发光，P为光控开关，有光照时开关断开，无光照时开关接通，光控开关P正对绿色灯泡，电源为（1）中电源。要实现当一氧化碳浓度不高于时绿色灯泡指示灯亮，当浓度超过时绿色灯泡指示灯灭，蜂鸣器报警的功能，电阻箱的阻值应调到________Ω（结果保留三位有效数字）。〖答案〗（1）减小767调小（2）63.7〖解析〗【小问1详析】[1]根据图甲可知，随着一氧化碳浓度增加，气敏电阻变大，电压表的示数减小。[2]当浓度达到时，由图甲气敏电阻阻值为，则解得电阻箱的阻值[3]气敏电阻和电阻箱串联，根据要使在一氧化碳浓度更低时，即气敏电阻更小时，指针就指到红色区域，应将电阻箱阻值适当调小。【小问2详析】[1]由解得电阻箱的阻值13.某家用便携式氧气瓶容积为1000mL，其内盛有温度为7℃、压强为7个标准大气压的氧气。在1个标准大气压强、温度为27℃的环境中吸氧时，旋开断流阀，瓶内的氧气就会定速流出，可持续10分钟，氧气可看作理想气体。求：（1）用该氧气瓶吸氧时，单位时间流出氧气的体积。（计算结果保留两位有效数字）（2）10分钟后氧气瓶中氧气密度与吸氧前的密度之比。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）初状态，，末状态，根据理想气体状态方程得代入数值解得当氧气瓶中压强与外界压强相等时不再有氧气流出，可供吸氧的体积为故用该氧气瓶吸氧时，单位时间流出氧气的体积为（2）10分钟后氧气瓶中氧气密度与吸氧前的密度之比为故密度之比为。14.足够长的传送带与水平面间的夹角，传送带以的速度沿逆时针方向匀速转动。用胶水把质量的两个完全相同的物块上下粘在一起形成一个组合体，时，把组合体无初速度放在传送带的顶端，如图所示。已知物块与传送带之间的动摩擦因数，重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：（1）整个过程物块和传送带由于摩擦产生的内能；（2）下面物块在粘接处给上面物块的作用力的大小。〖答案〗（1）；（2）见〖解析〗〖解析〗（1）把组合体无初速度放在传送带的顶端，根据牛顿第二定律可得解得组合体的加速度为组合体从放在顶端到与传送带公式所用时间为组合体与传送带共速前发生的相对位移为由于可知组合体与传送带共速后相对静止一起匀速运动，故整个过程物块和传送带由于摩擦产生的内能为（2）组合体与传送带共速前，以上面物块为对象，有，解得则组合体与传送带共速前，下面物块在粘接处给上面物块