江西省宜春市丰城拖船中学2023-2024学年高三上学期开学考试物理试题

2023-2024学年第一学期开学测试

高三物理试题

时间：90分钟   分值：100分

一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）

1．以下关于光学知识的叙述中，正确的是（　　）

A．泊松亮斑是光波的圆孔衍射现象

B．彩虹是不同色光在通过水滴时由于偏振而形成的

C．照相机镜头上涂有一层增透膜，增透膜利用了光的干涉原理

D．用油膜法估测油酸分子的大小实验中，一束白光照到油膜上，可以出现彩色条纹

2．关于一定量的气体,下列说法不正确的是(　　)

A．气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积,而不是该气体所有分子体积之和

B．只要能减弱气体分子热运动的剧烈程度,气体的温度就可以降低

C．气体在等压膨胀过程中温度一定升高

D．在完全失重的情况下,气体对容器壁的压强为零

3．2020年12月4日14时02分，新一代“人造太阳”装置“中国环流器二号M”装置在成都建成并实现首次放电，该装置是通过发生核聚变释放核能而发电。下列说法正确的是（　　）

A．x粒子的质子数等于中子数

B．上述核反应也叫热核反应，是核电站的“核反应堆”中发生的核反应

C．He原子核的比结合能大于H原子核的比结合能

D．核反应中释放的核能是由亏损的质量转化而来的

4．一定量的理想气体从状态a开始，经历等温或等压过程ab、bc、cd、da回到原状态，其p-T图象如图所示，其中对角线ac的延长线过原点O.下列判断正确的是（     ）

A．在过程ab中气体分子碰撞器壁的平均冲力增大

B．气体在状态a时的内能大于它在状态c时的内能

C．在过程cd中气体向外界放出的热量大于外界对气体做的功

D．在过程da中气体从外界吸收的热量小于气体对外界做的功

5．为了表演“隐形的大头针”节目，某同学在半径为r的圆形软木片中心垂直插入一枚大头针，并将其放入盛有水的碗中，如右图所示．已知水的折射率为，为了保证表演成功(在水面上看不到大头针)，大头针末端离水面的最大距离h为        

A．r B．r C．r D．r

6．如图所示，LC振荡电路的导线及自感线圈的电阻忽略不计，某瞬间回路中的电流方向如箭头所示，且此时电容器的极板A带正电荷。已知线圈自感系数，电容器电容，则下列说法正确的是（　　）

A．LC振荡电路的周期 B．此时电容器正在放电

C．电容器两极板间的电压正在增加 D．线圈L中的磁场能正在增大

7．在光滑水平面上的O点系一长为L的绝缘细线，线的另一端系一质量为m、带电量为q的小球。当沿细线方向加上场强为E的匀强电场后，小球处于平衡状态，如图所示。现给小球一垂直于细线的初速度，使小球在水平面上开始运动。若很小，则小球第一次回到平衡位置所需时间为（　　）

A． B． C． D．

8．关于电子的发现，下列说法正确的是（    ）

A．电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的

B．电子的发现，说明原子具有一定的结构

C．在电子被人类发现前，人们认为原子是组成物质的最小微粒

D．电子带负电，使人们意识到原子内应该还有带正电的部分

9．如图所示，一列机械波沿x轴正方向传播，在t=0时刻该机械波的波形如图中实线所示，经0.8 s该机械波的波形如图中的虚线所示。已知该机械波的周期大于0.8 s，其中M、N是x轴上分别位于x1=2 m、x2=3 m处的两个质点，则下列说法正确的是（　　）

A．该波的周期为T=3.2 s

B．在t=3.5 s时，质点M的速度方向沿y轴正方向

C．经过0.8 s，质点N向右移动了2 m

D．从t=0时刻开始经过0.4 s，质点N的加速度比质点M的大

10．如图所示，等边三角形ABC为某透明玻璃三棱镜的截面图，边长等于L，在截面上一束足够强的细光束从AB边中点与AB边成入射角由真空射入三棱镜，从BC边射出的光线与BC的夹角为。则（　　）

A．玻璃的折射率为

B．在BC边能发生全反射

C．光在三棱镜中的传播路程0.5L

D．光在三棱镜中的传播时间为

11．如图所示为打气筒模型图，在给自行车打气的过程时，首先迅速压下打气筒活塞，当打气筒内气体压强大于某个值时筒内阀门打开，气体开始进入自行车车胎内，反复操作。完成打气过程，设筒内气体在进入车胎前质量不变，气体可以看成理想气体，下列有关筒内气体在进入车胎前的说法中正确的是（　　）

A．迅速压下打气筒活塞过程中筒内气体温度升高

B．迅速压下打气筒活塞过程中筒内气体内能不变

C．压下打气筒活塞过程中筒内气体压强增大

D．压下活塞过程中越来越费力是因为筒内气体分子间一直表现为斥力，并且越来越大

二、实验题（共18分）

12．如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：

①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来；

②移动活塞至某一位置，记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1；

③重复上述步骤②，多次测量并记录；

④根据记录的数据，作出相应图像，分析得出结论。

（1）关于本实验的基本要求，下列说法中正确的是        （选填选项前的字母）。

A．移动活塞时应缓慢一些                 B．封闭气体的注射器应密封良好

C．必须测出注射器内封闭气体的质量       D．必须测出注射器内封闭气体的温度

（2）为了能最直观地判断气体压强p与气体体积V的函数关系，应作出        （选填“p-V”或“”）图像。对图线进行分析，如果在误差允许范围内该图线是一条直       线，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。

（3）在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为T1、T2，且T1>T2.在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是      （选填选项的字母）。

A．  B．   C．   D．  

13．新型材料制作成各种各样的电阻被广芝应用。如热敏电阻、气敏电阻、压力电阻等。

（1）气体泄漏检测装置电路如图甲所示，电源电压不变，L为指示灯，R为气敏电阻，其阻值与气体浓度关系如图乙所示，当检测到气体浓度增大时，电流表示数           （选填“增大”“不变”或“减小”）；

（2）温度检测装置会使用热敏电阻。小珠利用图丙所示电路探究热敏电阻R与温度关系。已知电源电压恒定，R为阻值可调的电阻器，当逐渐升高M中液体温度，电流表的示数逐渐增大，热敏电阻R的阻值随温度的升高而           （选填“增大”“不变”或“减小”）；为了测量更高温度，可调电阻器R的阻值应调得更           （选填“大”或“小”）；

（3）如图丁所示，压力电阻R的阻值随压力增大而减小，某同学利用压力电阻R、保护电阻R2以及一个电压表（未画出）设计了一个称重装置，在图丁的电路中画上电压表能反映重万兴小变化的电路。要求：电压表的读数会随重力增大而增大；          

（4）小明设计了一个电子拉力计，如图戊是其原理图。硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R1间的摩擦不计）。定值电阻R0=5Ω，ab是一根长为5cm的均匀电阻丝，其阻值R1=25Ω，电流表的量程为0~0.6A。

①闭合S后，若不受拉力时滑片在a端，电流表的读数为0.1A，则电源电压为           V；

②已知该弹簧伸长的长度L与所受拉力F间的关系如图己所示。则当开关闭合后，当电流表的读数为0.3A时，作用在拉环上水平向右的拉力为           N。

三、计算题（共38分）

14．如图所示，一个粗细均匀的细玻璃管，上端封闭，下端开口，下端管内外水银面等高。整个装置处在大气压强的恒温恒压环境中，长的水银柱将管内理想气体分为a、b两部分。a部分气体长度，b部分气体长度。现竖直向上缓慢提升玻璃管，当下端水银面升高时，求：

（1）a部分气体长度是多少；

（2）管顶距槽内水银面的高度H。

15．从1907年起，美国物理学家密立根开始以精湛的技术测量光电效应中几个重要的物理量。他通过如图所示的实验装置测量某金属的遏止电压与入射光频率，作出的图像，由此算出普朗克常量，并与普朗克根据黑体辐射测出的相比较，以检验爱因斯坦光电效应方程的正确性。图中频率、，遏止电压、及电子的电荷量均为已知，求：普朗克常量。

16． 如图所示，金属导轨MNC和PQD，MN与PQ平行且间距为L，所在平面与水平面夹角为α，N、Q连线与MN垂直，M、P间接有阻值为R的电阻；光滑直导轨NC和QD在同一水平面内，与NQ的夹角都为锐角θ。均匀金属棒ab和ef质量均为m，长均为L，ab棒初始位置在水平导轨上与NQ重合；ef棒垂直放在倾斜导轨上，与导轨间的动摩擦因数为μ（μ较小），由导轨上的小立柱1和2阻挡而静止。空间有方向竖直的匀强磁场（图中未画出）。两金属棒与导轨保持良好接触。不计所有导轨和ab棒的电阻，ef棒的阻值为R，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略感应电流产生的磁场，重力加速度为g。

（1）若磁感应强度大小为B，给ab棒一个垂直于NQ、水平向右的速度v1，在水平导轨上沿运动方向滑行一段距离后停止，ef棒始终静止，求此过程ef棒上产生的热量；

（2）在（1）问过程中，ab棒滑行距离为d，求通过ab棒某横截面的电荷量；

（3）若ab棒以垂直于NQ的速度v2在水平导轨上向右匀速运动，并在NQ位置时取走小立柱1和2，且运动过程中ef棒始终静止。求此状态下最强磁场的磁感应强度及此磁场下ab棒运动的最大距离。

1．C

A．泊松亮斑是光波的圆盘衍射现象，而不是圆孔衍射，故A错误；

B．彩虹是不同色光在水滴中折射率不同造成的，而不是偏振，故B错误；

C．照相机镜头上涂有一层增透膜，增透膜利用了光的薄膜干涉原理，故C正确；

D．用油膜法估测油酸分子的大小实验中，油膜很薄，已经到达了分子直径的级别，相对于可见光的波长可以忽略不计，不可能出现彩色条纹，故D错误。

故选C。

2．D

气体的体积指的是该气体的分子所能到达的空间的体积，由于气体分子间距比较大，所以气体的体积大于该气体所有分子体积之和，故A正确；温度是分子热运动剧烈程度的反映，减弱气体分子热运动的剧烈程度，气体的温度就可以降低，故B正确；气体在等压膨胀过程中，根据气态方程 可知温度一定升高，故C正确．在完全失重的情况下，分子运动仍不停息，气体对容器壁的碰撞不停止，所以气体的压强不为零，故D错误；此题选择错误的选项，故选D．

点睛：本题关键要掌握气体分子模型、温度和气体压强的微观意义，熟练运用气态方程分析状态变化情况；注意气体压强的产生是大量气体分子对器壁频繁的碰撞的结果．

3．C

A．由核聚变过程电荷数、质量数守恒可知，x粒子是中子，电荷数为零，中子数是1，A错误；

B．核电站中发生的核反应是核裂变，不是核聚变，B错误；

C．核反应中生成物比反应物稳定，比结合能大，因此He原子核的比结合能大于H原子核的比结合能，C正确；

D．质量不能转化成能量，D错误。

故选C。

4．B

由图象可知，由ab过程，温度不变，所以分子平均动能不变，又压强减小，根据玻意耳定律可知体积增大，分子密度减小，所以在过程ab中气体分子碰撞器壁的平均冲力减小，故A错误；理想气体的内能只与温度有关，气体从c到a温度升高，故气体的内能增大，故B正确；在过程cd中温度不变，内能不变△U=0，等温变化压强与体积成反比，压强大体积小，从c到d体积减小，外界对气体做正功W＞0，根据热力学第一定律△U=W+Q，所以W=|Q|，所以在过程cd中气体向外界放出的热量等于外界对气体做的功，故C错误；气体在过程da中做等压变化，温度升高，体积增大，气体对外界做功，内能增加，故气体从外界吸收的热量大于气体对外界做的功，故D错误。

故选B．

5．A

只要从大头针末端发出的光线射到圆形软木片边缘界面处能够发生全反射，就从水面上看不到大头针，如图所示，

根据几何关系有

所以

故A正确，BCD错误；

故选A．

6．C

A．根据公式得，LC振荡电路的周期

故A错误；

B．根据图示电路知，此时电流从负极板流向正极板，电容器正在充电，故B错误；

C．电容器充电的过程中，电容器储存电荷量正在增加，根据可知，电容器两极板间的电压正在增加，故C正确；

D．LC振荡电路中，电容器充电时，线圈L中的磁场能转化为电容器的电场能，故D错误。

故选C。

7．A

若很小，则小球摆动的幅度很小，即摆角很小，则小球的运动是简谐运动，小球处于平衡状态时，绳的弹力

则等效重力加速度为

小球简谐运动的周期

小球第一次回到平衡位置所需时间

解得

故选A。

8．BCD

AB.发现电子时，人们对原子的结构仍然不清楚，但人们意识到电子应该是原子的组成部分，故选项A错误，B正确；

C.在电子被人类发现前，人们认为原子是组成物质的最小微粒，故选项C正确；

D.原子对外显电中性，而电子带负电，使人们意识到，原子中应该还有其他带正电的部分，故选项D正确．

9．AB

A．根据题意可知机械波由实线传播到虚线需要时间为

即

解得

（n＝0，1，2，3，…）

当n＝0时，解得

T＝3.2 s

当n＝1时，解得

T＝0.64 s

因T>0.8 s，故该波的周期为3.2 s，A正确；

B．由于波沿x轴正方向传播，故t＝3.5 s时质点M的速度方向沿y轴正方向，故B正确；

C．介质中的质点不会随波迁移，C错误；

D．该波的波速为

从t＝0时刻开始经过0.4 s，波的振动形式向前传播1 m，质点N到达平衡位置，加速度为0，质点M在x轴上方向上运动，质点M的加速度大于质点N的加速度，D错误。

故选AB。

10．ACD

A．光射入三棱镜的光路如图所示

根据几何关系有

由折射定律得

N=

光在BC边折射时，由折射定律有

=

由题意知

r2＝

则

i2=r1

联立解得

r1=i2=

则

N=

故A正确；

B．又因

sinC=

则

sinC=

则

sini2＜sinC

在BC边不能发生全反射，故B错误；

C．由几何知识知，从AB边上射入的光在三棱镜中的传播路程

S=0.5L

故C正确；

D．光在三棱镜中传播速度

v==c

光在三棱镜中的传播时间

T==

故D正确。

故选ACD。

11．AC

AB．迅速压下打气筒活塞过程中，外界对气体做功，时间短，来不及发生热交换，气体的内能增加，筒内气体温度升高，故A正确，B错误；

C．压下打气筒活塞过程中筒内气体体积减小且温度升高，则气体压强增大，故C正确；

D．压下活塞过程中越来越费力是因为筒内气体压强越来越大，故D错误。

故选AC。

12．（1）AB     （2）     过原点的倾斜直线     （3）AC

13．（1）增大     （2）减小     大     （3）     （4）3V     400N

14．（1）；（2）

（1）初始位置，管口位置内外水银面等高，可知

缓慢提升玻璃管后，对部分气体

变化过程温度不变，由玻意耳定律可得

解得

（2）缓慢提升玻璃管后，对部分气体

解得

管顶距槽内水银面的高度

15．

根据爱因斯坦光电效应方程

根据动能定理

联立可得

可知图像斜率为

解得普朗克常量为

16．（1）；（2）；（3） ，方向竖直向上或竖直向下均可，

（1）设ab棒的初动能为Ek，ef棒和电阻R在此过程产生热量分别为Q和Q1，有

Q+Q1=Ek

且根据并联电路特点和焦耳定律Q＝I2Rt可知，电阻R和ef棒中产生的焦耳热相等

Q=Q1

由题意

Ek=

得

（2）设在题设的过程中，ab棒滑行的时间为△t，扫过的导轨间的面积为△S，通过△S的磁通量为△Φ，ab棒产生的电动势为E，ab棒中的电流为I，通过ab棒某截面的电荷量为q，则

且

△Φ=B△S

电流

又有

由图所示

联立解得

（3）ab棒滑行距离为x时，ab棒在导轨间的棒长Lx为

Lx=L﹣2xcotθ

此时ab棒产生的电动势Ex为

E=Bv2Lx

流过ef棒的电流Ix为

Ix=

ef棒所受安培力Fx为

Fx=BIxL

联立解得

可得，Fx在x=0和B为最大值Bm时有最大值F1。

由题意知，ab棒所受安培力方向必水平向左，ef棒所受安培力方向必水平向右，使F1为最大值的受力分析如图所示，图中fm为最大静摩擦力，有

F1cosα=mgsinα+μ（mgcosα+F1sinα）

联立得

Bm就是题目所求最强磁场的磁感应强度大小，该磁场方向可竖直向上，也可竖直向下．

可知，B为Bm时，Fx随x增大而减小，x为最大xm时，Fx为最小值，如图可知

F2cosα++μ（mgcosα+F2sinα）=mgsinα

联立得