江西省红色十校2023-2024学年高三下学期2月联考物理试题（含解析）

姓名：______ 准考证号：______
（在此卷上答题无效）
江西省红色十校2023-2024学年高三下学期2月联考
物理
说明：1．全卷满分100分，考试时间为75分钟。
2．请将答案写在答题卡上，否则不给分。
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．如图所示，在同一根软绳上先后激发出a、b两段相向传播的简谐波，M点到两简谐波传播的前端距离相等，则（ ）
A．简谐波a先到达M点 B．简谐波b先到达M点
C．简谐波a、b同时到达M点 D．无法判断简谐波a、b到达M点的先后
2．在“用双缝干涉测量光的波长”的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．增大双缝间距，其他条件不变，屏上出现的干涉条纹将变稀疏
B．将绿色滤光片换成红色滤光片，其他条件不变，条纹间距将变大
C．增加光源与滤光片间的距离，其他条件不变，在光屏上观察到条纹数目减小
D．减小单缝与双缝间的距离，其他条件不变，在光屏上观察到条纹数目增加
3．一定质量的理想气体从状态a开始，经历ab、bc、ca三个过程回到原状态a，变化过程的图像如图所示，关于理想气体经历的三个过程，下列说法正确的是（ ）
A．ab过程中，气体压强增大
B．ab过程中，气体一定从外界吸热
C．bc过程中，气体压强减小
D．ca过程中，气体分子的平均动能保持不变
4，如图甲所示，高电压经变电站降压后送到用户。普通的交流电压表是不能直接用来测量高压输电线的电压的，通常要通过电压互感器来连接。现用图乙所示的电压互感器测量MN间的电压，ab端所接线圈的匝数较少，下列说法中正确的是（ ）
A．ab接MN、cd接普通的交流电压表
B．cd接MN、ab接普通的交流电压表
C．电压互感器正确连接后，原线圈中电流频率大于副线圈中电流频率
D．电压互感器正确连接后，原线圈中的电流大于副线圈中的电流
5．用平行于斜面向上的拉力使甲、乙两物体分别在不同光滑斜面上由静止开始沿直线运动，两物体质量分别为、，两斜面与水平面的夹角分别为、。甲、乙两物体运动后，所受拉力F与其加速度的关系图线如图所示。由图可知（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，光滑水平平台上一劲度系数为的轻弹簧左端固定在点，原长时在其右端处放置一质量为的小滑块（可视为质点）。平台右端与水平传送带相切于点，传送带长，以的速度顺时针转动，与小滑块间的动摩擦因数。现将滑块向左压缩后突然释放弹簧，已知弹簧弹性势能为（为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量），重力加速度为，则（ ）
A．小滑块刚滑上传送带的速度大小为
B．小滑块通过传送带的时间为
C．传送带摩擦力对小滑块的冲量为
D．传送带支持力对小滑块的冲量为0
7．某种负离子空气净化原理如图所示。由空气和带负电的灰尘颗粒物（视为小球）组成的混合气流进入由一对平行金属板构成的收集器。在收集器中，空气和带电颗粒沿板方向的速度保持不变。在匀强电场作用下，带电颗粒打到金属板上被收集，不考虑重力影响和颗粒间相互作用。颗粒在垂直板方向所受阻力与其相对于空气的速度方向相反，大小为，其中为颗粒的半径，为常量。假设颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度。已知颗粒的电荷量与其半径的二次方成正比，进入收集器的均匀混合气流包含了直径为和的两种颗粒，若的颗粒恰好被收集，则的颗粒被收集的百分比为（ ）
A．75% B．55% C．45% D．15%
8．如图甲所示，2024年1月9日，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将爱因斯坦探针卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。假设爱因斯坦探针卫星发射简化过程如图乙所示，先将卫星送入圆形轨道Ⅰ，在a点发动机点火加速，由轨道Ⅰ变为椭圆轨道Ⅱ上，飞船在轨道Ⅱ上经过c点再变轨到圆轨道Ⅲ，则下列说法正确的是（ ）
A．探针卫星在轨道Ⅰ上经过a点的速度大于在轨道Ⅱ上经过a点的速度
B．探针卫星在轨道Ⅱ上由a点运动到c点机械能减少
C．探针卫星在轨道Ⅱ上经过c点的加速度等于在轨道Ⅲ上经过c点的加速度
D．探针卫星在轨道Ⅰ上运行的角速度大于在轨道Ⅲ上运行的角速度
9．如图所示，一个单色点光源功率为，发射波长为的光。在离点光源距离为处放置一小锌板，锌板正对点光源的面积为，锌板表面有电子逸出。已知电子质量为、电荷量为，光速为，普朗克常量为，锌的逸出功，则下列说法正确的是（ ）
A．光子的能量为 B．光子的动量为
C．锌板每秒钟接收到的光子数为 D．锌板逸出电子的最大动能
10．如图所示，为倾角为的斜面顶端的水平边沿，与平行，与竖直，在同一水平面内且。一足球从斜面最低点处以一定速度踢出，方向与水平方向成角，经过一段时间恰好水平击中点，不计空气阻力，已知重力加速度为长度长度，则（ ）
A．足球在空中的运动时间为 B．足球在空中的运动时间为
C．足球被踢出时的初速度为 D．足球被踢出时的初速度为
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（8分）某实验小组利用如图甲所示的装置做“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验。
（1）在安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态。图乙是某次实验过程中固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺上位置的放大图，则此时读数为______。
（2）依次在弹簧下端增加钩码，以弹簧弹力为纵坐标，弹簧长度为横坐标，建立坐标系。将部分实验数据在坐标系上描点，如图丙所示，请在图丙中作出图像。根据所得图像，可知弹簧原长为______；弹簧的劲度系数为______。（结果均保留3位有效数字）
12．（7分）某实验小组练习使用和改装多用电表。
（1）某次实验中，正确操作后，多用电表表盘如图甲所示，如果用欧姆挡“”测量，则读数为______；如果用“直流”挡测量，则读数为______V；
（2）实验小组设计了一个两挡位（“”和“”）的欧姆表，其内部结构如图乙所示。电流计的内阻，满偏电流。电源电动势，内阻。为调零电阻（最大阻值为），和为定值电阻，“”“”为两接线柱。
①选择“”挡对进行测量，应将单刀双郑开关与______（填“”或“”）接通。
②将单刀双郑开关与接通后，先短接，再欧姆调零，调零后发现的滑片指向最上端。两表笔再与一电阻箱接连，调节电阻箱的阻值，当表针指向欧姆挡的中央位置时，电阻箱的示数为。则调零电阻的最大阻值为______，定值电阻______。
13．（10分）如图所示，两根电阻不计足够长的光滑平行金属导轨固定在水平面上，间距为，左端连接一阻值为的电阻，整个导轨处于竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场中。一质量为、每边电阻为、边长为的均匀正方形导体框由静止在水平恒力作用下开始沿导轨向右运动，经过时间后开始匀速运动，整个过程中导体框保持与导轨平行且接触良好。已知重力加速度为，求：
（1）导体框匀速运动时的速度大小；
（2）时间内通过电阻的电荷量。
14．（11分）现代科技可以利用电场、磁场对带电粒子的作用来控制其运动轨迹，让其到达所需的位置，在现代科学技术、生产生活、仪器电器等方面有广泛的应用。如图所示，质量为，电荷量为的带电粒子以速度由点射入太极图，太极图内部存在方向相反、磁感应强度大小相等的匀强磁场，大圆的圆心为，半径为，内部两个半圆的圆心在同一直径上，半圆直径均为圆的半径。曲线右下侧的磁场方向垂直纸面向里。粒子垂直进入磁场时方向与间的夹角为，并恰好通过点进入左上方磁场并从点射出。不计粒子受到的重力，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）粒子在磁场中的运动时间。
15．（18分）如图所示，质量为、长度为的木板静止在光滑水平地面上，质量为的小物块放在长木板的左端，间的动摩擦因数为，质量为的小物块静置于木板的右侧水平直轨上。小物块右侧地面与之间的动摩擦因数满足为距小物块初始位置的距离。现给小物块一水平向右的初速度，当运动到的中间位移时，与发生弹性碰撞，小物块运动后，进入光滑水平面，之后又沿着竖直固定的光滑圆弧轨道运动，回到水平地面后，不会与和相遇。已知与水平方向成角，圆弧轨道半径，重力加速度取。求：
（1）B、C碰撞前瞬间B的速度大小；
（2）B、C碰撞后瞬间C的速度大小；
（3）小物块C运动到圆弧最高点N时，对轨道的压力大小。
江西省红色十校2023-2024学年高三下学期2月联考
物理参考答案
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个中，第1-7题只有一项符合题目要求，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．C
【解析】机械波的传播速度由传播介质决定，故简谐波a、b在软绳上的传播速度大小相等，所以同时到达M点，C正确。
2．B
【解析】由双缝干涉条纹间距公式，增大双缝间距，其他条件不变，干涉条纹间距变小，屏上出现的干涉条纹将变密集，A错误；将绿色滤光片换成红色滤光片，其他条件不变，因光波波长变长，条纹间距将变大，B正确；增加光源与滤光片间的距离或减小单缝与双缝间的距离，均不改变双缝干涉条纹间距，在光屏上观察到条纹数目不变，C、D错误。
3．B
【解析】过程是等温过程，由玻意耳定律，知气体压强减小，A错误；过程气体对外做功且内能不变，由热力学第一定律知气体一定从外界吸热，B正确；过程气体温度升高，体积减小，由理想气体状态方程，知气体压强增大，C错误；过程中气体温度降低，气体分子的平均动能减小，D错误。
4．B
【解析】需将间的电压降低后才能接普通的交流电压表，由可知接接普通的交流电压表，A错误，B正确；电压互感器不改变交变电流的频率，C错误；由，知电压互感器正确连接后，原线圈中的电流小于副线圈中的电流，D错误。
5．A
【解析】根据牛顿第二定律有，整理后有，则可知图像的斜率为，纵截距为，则由题图可看出，可得，A正确。
6．C
【解析】设小滑块离开弹簧时的速度为，由机械能守恒定律得，解得，A错误；设经时间，小滑块达到与传送带共速，则由动量定理和动能定理得、，解得。小滑块匀速通过传送带的时间为，则小滑块通过传送带的时间为，B错误；传送带摩擦力对小滑块的冲量为，C正确；传送带支持力对小滑块的冲量为，D错误。
7．C
【解析】设金属板长度为，间距为，则水平方向有。带电荷量的颗粒恰好被收集，颗粒在金属板间经极短时间加速达到最大速度，竖直方向有，。的颗粒带电荷量为，竖直方向有，联立解得，则的颗粒被收集的百分比为，故本题答案为C。
8．CD
【解析】探针卫星在轨道Ⅰ上经过点时点火加速才能进入轨道Ⅱ，所以探针卫星在轨道Ⅰ上经过点的速度小于在轨道Ⅱ上经过点的速度，A错误；探针卫星在轨道Ⅱ上由点运动到点速度减小，机械能守恒，B错误；由牛顿第二定律知，探针卫星在轨道Ⅱ上经过点的加速度等于在轨道Ⅲ上经过点的加速度，C正确；由，解得角速度，可知探针卫星在轨道Ⅰ上运行的角速度大于在轨道Ⅲ上运行的角速度，D正确。
9．BC
【解析】光的频率为，则光子的能量为，A错误；根据爱因斯坦质能方程有，光子的动量为，联立解得，B正确；点光源在内发射的光子数为，锌板每秒钟接收到的光子数为，C正确；根据光电效应方程得，D错误。
10．AD
【解析】足球做斜抛运动，竖直位移为，水平位移为。过点作的平行线，交斜面底边于点，连接，如图所示
方法一：由图知与全等，竖直方向有，解得，C错误、D正确；竖直方向又有，联立解得，A正确、B错误。
方法二：由图知与全等，可得。在中，根据勾股定理得。足球从点运动到点，有，，联立解得，A、D正确。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（1）27.86～27.88；（2）如图所示，7.00～9.00，15.1～15.5
【解析】（1）根据刻度尺的读数规律，可知该读数为
（2）作出图像，如图所示；由图像可知，横轴截距为弹簧的原长，则弹簧原长为；根据胡克定律，可得弹簧的劲度系数为。
12．（1）180，1.19～2.21；（2）①；②120，
【解析】（1）用“”挡位，其读数为；用“直流”挡位，由题图可知，其分度值为，其读数为。
（2）①当开关拨向时，全电路的总电阻较小，中值电阻较大，能够接入待测电阻的阻值也较小，所以开关与接通时对应欧姆表的挡位倍率较小，即“”挡。
②当表针指向欧姆挡的中央位置时，电阻箱的示数为，说明欧姆表的内阻为。调零后发现的滑片指向最上端，说明电流计满偏，由此可知，联立解得。
13．（1） （2）
（1）设导体框匀速运动时的速度为，与导轨垂直的两边产生感应电动势为
与导轨重合的两边被导轨短路，电阻为零，等效内阻为
由闭合电路的欧姆定律得
匀速运动时有
解得
（2）对导线框应用动量定理得
又
联立解得
14．（1） （2）
【解析】（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，运动轨迹如图所示
由几何有关系可知，粒子轨迹所对应的圆心角为
设粒子的轨迹半径为，由几何关系得
根据洛伦兹力提供向心力有
联立解得
（2）粒子在磁场中运动的周期为
粒子在磁场中运动的时间为
联立解得
15．（1） （2） （3）
【解析】（1）A运动到B中间位置的过程中，由动量守恒和能量守恒，得
联立解得
（2）B、C碰撞过程，由动量守恒和能量守恒，得
联立解得
（3）小物块运动圆弧最高点时，根据动能定理可得
受到摩擦力的平均值为
在最高点，根据牛顿第二定律可得
联立解得
根据牛顿第三定律可得，小物块C在最高点N时对轨道的压力大小为