江西省金太阳2024-2025学年高三（下）联考物理试卷（5月）（含解析）

江西省金太阳2024-2025学年高三（下）联考物理试卷（5月）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.用同一实验装置研究光电效应，当入射光的频率变为时，遏止电压为；当入射光的频率为时，遏止电压为，则该实验装置对应的截止频率为( )
A. B. C. D.
2.绳上一质点从时刻起开始上下做振幅为的简谐运动，时绳上所形成的波形如图所示，此时质点恰处于平衡位置，波刚好传播到质点，已知质点和质点的平衡位置的距离为，下列说法正确的是
A. 质点的起振方向是竖直向下
B. 这列波的传播速度为
C. 质点在时间内通过的路程为
D. 质点在时间内通过的路程为
3.如图所示，六根材质相同、原长均为。的轻质弹簧的端点两两相连，在六个大小相等、方向互成角的恒定拉力作用下，形成一个稳定的正六边形平面。已知该正六边形外接圆的直径为，弹簧均在弹性限度范围内，则每根弹簧的劲度系数为( )
A. B. C. D.
4.如图所示，由某种透明材料做成的三棱镜，其横截面是边长为的等边三角形，现用一束宽度为的单色平行光束，以垂直于面的方向正好入射到该三棱镜的及面上，结果所有从面入射的光线进入后以平行于的方向到达面。这些到达面的光线从面折射而出后，照射到一块平行于面的屏上，叠加形成一块光斑，已知屏到面的距离，则此叠加形成的光斑长度为
A. B. C. D.
5.如图所示，物流传送带在电动机的带动下始终以大小为的水平速度匀速运动。某时刻在传送带的左端轻放一个质量为的小物箱，小物箱在传送带上做匀变速运动，经时间小物箱的速度与传送带的速度相同，重力加速度大小为，则在这段时间内，下列说法正确的是
A. 小物箱相对传送带的位移大小为
B. 小物箱与传送带间的动摩擦因数为
C. 小物箱与传送带间因摩擦产生的热量为
D. 因传送小物箱，电动机至少要多做的功为
6.如图所示，在直角坐标系中有、、三点，点坐标为，点坐标为，点坐标为，在矩形区域内存在平行于平面的匀强电场，一电子以大小为、与轴负方向成角的速度从点进入电场后，在仅受电场力作用下恰好经过点，已知、、三点的电势分别为、、，下列说法正确的是
A. 该匀强电场的电场强度大小为
B. 该匀强电场的电场强度大小为
C. 电子经过点时的速度大小为
D. 电子经过点时的速度大小为
7.在图甲所示的电路中，理想变压器的原线圈接在按图乙所示规律变化的正弦式交流电源上，定值电阻、和，电流表的示数为，其余电阻不计，下列说法正确的是
A. 副线圈电流的频率为 B. 变压器原、副线圈的匝数比为
C. 电阻上的电压为 D. 电阻消耗的功率为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.天问一号探测器绕火星从椭圆轨道变轨到圆轨道的示意图如图所示，两轨道相切于点，为圆轨道上的另一点，点是椭圆轨道上的远火点，下列说法正确的是
A. 探测器在经过点时的加速度大于经过点时的加速度
B. 探测器在经过点时的机械能大于经过点时的机械能
C. 探测器在经过点时的速度大于经过点时的速度
D. 探测器在椭圆轨道与圆轨道上单位时间内扫过的面积相等
9.如图甲所示，一小滑块在时刻从底端滑上某一斜面，滑块的图像如图乙所示，图像中相关数据为已知信息，重力加速度大小为，下列说法正确的是
A. 滑块在斜面上运动的总时间为
B. 滑块在斜面上运动的总时间为
C. 斜面倾角的正弦值为
D. 斜面倾角的正弦值为
10.如图所示，在真空中平面左侧宽的区域内可分别或同时施加沿轴或轴方向、强度不同的匀强磁场。质量为、电荷量为的带正电粒子以一定的初速度垂直于平面射入该区域。若不加磁场时，粒子恰好经过坐标原点；若只加沿轴正方向、磁感应强度大小为的磁场，粒子在磁场中运动的时间为，经过平面时的速度偏转角为；若只加沿轴正方向、磁感应强度大小为的磁场，粒子在磁场中运动的时间为，经过平面时的速度偏转角为；若同时施加沿轴正方向和沿轴正方向的磁场，粒子在磁场中运动的时间为，经过平面上的点未画出时的速度偏转角为，不计粒子受到的重力，下列判断正确的是
A. B.
C. D. 点的坐标为
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某实验兴趣小组用如图所示的气垫导轨来验证动能定理，在气垫导轨上可以忽略轨道的摩擦力，主要实验步骤如下：
通过调节旋钮、将气垫导轨调水平，测出气垫导轨两支脚、间的距离，光电门、间的距离，把支脚垫高并测量其高度，遮光条的宽度，则光电门、的高度差 。
将滑块从气垫导轨上端释放，遮光条通过两光电门、的时间分别为、，遮光条通过光电门的速度大小 。
要验证动能定理，只需在误差允许范围内验证当地重力加速度大小 用所测量的物理量的字母表示成立即可。
12.某同学通过如图甲所示的实验电路图测量金属丝的电阻率，已知定值电阻的阻值为，电压表的内阻为。
用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量示数如图乙所示，金属丝的直径_____。
在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于_____填“左”或“右”端。
测得金属丝的长度为，直径为，当电压表的示数为时，电压表的示数为，则金属丝的电阻率_____用、、、、、表示。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.如图所示的装置中，三支玻璃管、和用细管连通，、两管上端等高，管上端封闭，管上端与大气相通，管内装有水银且、两管内的水银面等高，管中的活塞可滑动且密封性良好。、和竖直且整个装置平衡，、管中的空气柱长度均为，管中的水银柱足够长。现将管中的活塞缓慢向上推，直到管中的水银上升到管口。已知大气压强，、的横截面积相等，的横截面积为横截面积的倍，封闭气体可视为理想气体，活塞移动过程中整个装置的温度保持不变。求：
管中的水银上升到管口时，管中气体的压强；
管中的活塞向上移动的距离。
14.如图所示，质量的木块从距离水平地面高度处自由下落，在下落时，被沿水平方向飞行的子弹击中且子弹留在木块中，已知子弹的质量，子弹击中木块前的速度大小，忽略空气阻力，取重力加速度大小，求：
木块被击中前瞬间的速度大小；
木块落地时的水平位移大小。
15.如图所示，间距均为的水平平行金属导轨、与倾斜平行金属导轨、通过绝缘材料平滑连接，连接长度可忽略不计，倾斜导轨足够长与水平面的夹角为，导轨间存在垂直导轨平面向下、磁感应强度大小均为的匀强磁场，轨道左端接一电动势为、内阻为的直流电源。起初金属棒锁定在倾斜轨道上，将金属棒从水平导轨上某处由静止释放，当金属棒到达时恰好达到最大速度，经过、后速度与倾斜轨道平行而大小不变，与此同时解除金属棒的束缚。已知每根金属棒的质量均为、电阻均为，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，忽略所有摩擦及金属导轨的电阻。
求金属棒在水平轨道上的最大速度；
求通过电源正极的电荷量；
求整个过程中电源产生的热量；
若金属棒在倾斜轨道运动时间未相撞后速度变为，求此时金属棒的加速度大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】由爱因斯坦光电效应方程
则 ，
解得 ，
故选D。
2.【答案】
【解析】时刻质点的振动方向为竖直向上，选项A错误
由题图可知，经过，波传播了个波长，则有，，解得，，这列波的传播速度，选项B错误
由题图可知，振幅，质点在时间内通过的路程为，选项C错误
质点在时间内通过的路程为，选项D正确。
3.【答案】
【解析】正六边形外接圆的半径为 ，此时弹簧的长度为 ，伸长量
由胡克定律可知，每根弹簧的弹力
两相邻弹簧的夹角为 ，两相邻弹簧弹力的合力
弹簧静止处于平衡状态，由平衡条件可知，每个拉力大小
解得
故选A。
4.【答案】
【解析】从面入射的光线折射后在棱镜中平行于面，由对称性可知，光线进入面时的入射角、折射角，由折射定律可得该材料的折射率，如图所示，
为的中点，在点附近折射的光线从射出后与直线交于点，可看出只要光屏所放位置比点远，则光斑不会叠加，由几何关系可得，此叠加形成的光斑长度为，故B正确，ACD错误。
5.【答案】
【解析】小物箱相对传送带的位移就是传送带与小物箱在时间内的位移差，有，选项A错误
小物箱在时间内做匀加速直线运动，加速度，速度，解得，选项B正确
小物箱与传送带间因摩擦产生的热量，选项C错误
由功能关系可知因传送小物箱，电动机至少要多做的功等于小物箱增加的动能与系统摩擦产生的热能之和，有，选项D错误。
6.【答案】
【解析】设该匀强电场在方向的分电场强度大小为，在方向的分电场强度大小为，则有
，，解得，，该匀强电场的电场强度大小，选项A、B错误
电子经过点时垂直于电场方向的分速度大小为，平行于电场方向的分速度大小为，则有
，，，电子在点的速度大小，选项C正确、D错误。
7.【答案】
【解析】由题图乙可知，交变电流的周期，则电流变化的频率，变压器不能改变交流电的频率，所以副线圈电流的频率为，选项A错误
原线圈的电压有效值，原线圈的输入功率，副线圈上的总电阻，副线圈的输出功率，解得，则变压器原、副线圈的匝数比，选项B错误
，解得，电阻上的电压，选项C错误
电阻上的电流，电阻消耗的功率，选项D正确。
8.【答案】
【解析】点距火星较近，探测器在点受到的引力大于在点受到的引力，选项A正确
探测器在椭圆轨道上的机械能大于在圆轨道上的机械能，选项B错误
假设探测器在经过点时的圆轨道上运动的线速度大小为，则有，选项C正确
探测器在不同轨道上单位时间内扫过的面积不相等，选项D错误。
9.【答案】
【解析】设滑块下滑的加速度大小为，滑块在斜面上向上运动的最长距离为，滑块返回斜面底端时速度大小为，则有，，，解得设滑块下滑的时间为，则有，解得，滑块在斜面上运动的总时间，选项A错误、B正确。
设滑块上滑的加速度大小为，斜面的倾角为，则有，，，解得，选项C正确、D错误。
10.【答案】
【解析】如图甲所示，只加沿轴正方向的磁场时粒子在竖直面内转动，由几何关系得，由牛顿第二定律可得同理只加沿轴正方向的磁场时粒子在水平面内转动，如图乙所示，由几何关系得，由牛顿第二定律可得，解得，选项B错误
设点的坐标为，当同时施加两个磁场时，合磁感应强度大小，转动平面如图丙所示与合磁感应强度方向垂直，粒子经过平面时的位置如图丁所示，由牛顿第二定律可得，根据几何关系有，，，解得，、，选项A、D正确
在该三种情况下粒子转过的角度之比为，但粒子运动的半径不同，时间、、之比不等于，选项C错误。
11.【答案】

【解析】根据比例关系可知。
滑块通过光电门的速度大小，通过光电门的速度大小。
根据动能定理有，，解得。
12.【答案】
左

【解析】金属丝直径的测量值
在闭合开关 前，滑动变阻器的滑片应该置于左端，使电压表的示数为零。
根据串、并联电路特点及欧姆定律有
根据电阻定律有
其中
解得
13.【解析】设管中的水银上升到管口时，管中空气柱的长度为，则有
解得。
设管中水银柱上升的高度为，则有
解得。
14.【解析】根据自由落体运动规律有
解得
子弹与木块作用时间极短，系统动量守恒，设子弹击中木块后瞬间，木块的水平速度为 ，竖直速度为 ，从子弹击中木块到木块着地的时间为 ，则有 、
竖直方向有
水平方向有
解得
15.【解析】当金属棒 到达 时速度最大，此时电路中的电流为，有
解得
随着速度的增大，电流减小，设金属棒 在水平导轨上运动的过程中回路的平均电流为 ，结合动量定理有 ，
解得
设整个过程中电源产生的总电能为 ，电路产生的总热量为 ，根据能量守恒定律有 ， ，
解得
分两种情况进行讨论：
若金属棒 刚进入倾斜轨道时满足
则接下来金属棒 均做加速运动，对金属棒 整体有
对金属棒 有
解得
若金属棒 刚进入倾斜轨道时满足
则接下来金属棒 一直加速，金属棒 先减速后加速，当经时间 后，金属棒 还在减速阶段时，有
解得
当经时间 后，金属棒 处于加速阶段时，有
解得
若经过时间 ，金属棒 的速度相同，则回路电流为，则
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