2024届重庆市乌江新高考协作体高三下学期开学考试物理试题 （解析版）

这是一份2024届重庆市乌江新高考协作体高三下学期开学考试物理试题 （解析版），共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
物理试题 （解析版）
（分数：100分，时间：75分钟）
一、单选题
1. 下列说法错误的是（ ）
A. 英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场
B. 英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈应用万有引力定律，计算并观测到海王星
C. 密立根通过油滴实验测得了电子的带电量
D. 牛顿发现了万有引力定律，并利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量
【答案】D
【解析】
【详解】A．电场的概念是英国物理学家法拉第最早引入的，法拉第还提出用电场线表示电场，故A正确；
B．英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈根据天王星观测资料，各自独立应用万有引力定律计算并观测到海王星，故B正确；
C．密立根通过油滴实验测得了电子的电量，并因此获得诺贝尔奖，故C正确；
D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量，故D错误。
故选D。
2. 截至目前中国进入太空的宇航员已达到10人，宇航员在太空舱中时处于完全失重状态，就好像在一个没有重力的奇特房间中生活，以下关于太空舱生活的描述正确的是( )
A. 太空舱中的空气没有气压
B. 物体间无法产生摩擦
C. 天平能正常的称出物体的质量
D. 物体处于水中时不受浮力
【答案】D
【解析】
【详解】A．气体压强是气体分子对器壁碰撞的结果，则太空舱中的空气仍有气压，选项A错误；
B．物体间如果有相互挤压，不光滑且有相对运动或运动趋势，仍可产生摩擦，选项B错误；
C．因太空中完全失重，则天平不能正常的称出物体的质量，选项C错误；
D．完全失重状态下水无重力，则物体处于水中时不受浮力，选项D正确；
故选D.
3. 如图M和N是两个带有异种电荷带电体，（M在N的正上方，图示平面为竖直平面）P和Q是M表面上的两点，S是N表面上的一点．在M和N之间的电场中画有三条等势线．现有一个带正电的液滴从E点射入电场，它经过了F点和W点，已知油滴在F点时的机械能大于在W点的机械能．(E、W两点在同一等势面上，不计油滴对原电场的影响，不计空气阻力)则以下说法正确的是
A. P和Q两点的电势不相等
B. P点的电势高于S点的电势
C. 油滴在F点的电势能高于在E点的电势能
D. 油滴在E、F、W三点的“机械能和电势能总和”没有改变
【答案】D
【解析】
【详解】带电导体表面是等势面，A错误；液滴在F点机械能大于在W点机械能，则液滴从F到W点，电场力做负功，则F点电势低于W点电势，则M带负电荷，N带负正荷，P点电势低于S点电势，B错误；正电荷在F点电势能比在E点电势能低，C错误；只有电场力和重力做功，机械能和电势能总和不变，D正确．
考点：
4. 如图所示，光滑水平面上有一质量为M=2.0kg的滑块，滑块左侧是四分之一光滑圆弧轨道，圆弧半径为R=1m，E点切线水平．一个质量为m=0.5kg的小球以初速度v0从A点冲上滑块，若小球刚好没跃出圆弧的上端，g=10m/s2，不计空气阻力．则小球的初速度v0和滑块获得的最大速度v的大小分别为（ ）
A ，
B. ，
C. ，
D. ，
【答案】A
【解析】
【详解】当小球上升到滑块上端时，小球与滑块水平方向速度相同，设为
根据水平方向动量守恒有
根据机械能守恒定律有
联立两式解得
；
小球到达最高点以后又滑回，滑块又做加速运动，当小球离开滑块后滑块速度最大，研究小球开始冲上滑块一直到离开滑块的过程，根据动量守恒和能量守恒有
联立两式解得
选项A正确，BCD错误．
故选A。
点睛：本题考查了动量守恒定律、机械能守恒定律以及能量守恒定律等，知道小球刚好没跃出圆弧的上端，两者水平方向上的速度相同，结合水平方向系统动量守恒和系统机械能守恒列式求解即可．
5. 将一只苹果水平抛出，苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3，图中曲线为苹果在空中运行的轨迹，不计空气阻力．下列说法中正确的是（ ）
A. 苹果通过第1个窗户所用的时间最短
B. 苹果通过第1个窗户的过程中，重力做功最多
C. 苹果通过第3个窗户的过程中，重力的平均功率最大
D. 苹果通过第3个窗户的过程中，竖直方向的平均速度最小
【答案】C
【解析】
【分析】苹果水平抛出，做平抛运动，根据竖直方向上的运动规律确定苹果经过各个窗户所用时间的长短，根据重力做功的大小比较平均功率大小．
【详解】A．平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，速度越来越快，可知通过相同竖直位移所用的时间越来越短，所以通过第3个窗户时间最短，故A错误．
B．通过三个窗户下降的高度相同，则重力做功相同，故B错误．
C．通过第3个窗户时间最短，根据P=知，重力的平均功率最大，故C正确．
D．苹果通过第3个窗户的过程中，由于时间最少，则竖直方向的平均速度最大，故D错误．
【点睛】解决本题的关键知道重力做功与路径无关，与首末位置的高度差有关，知道平均功率等于重力做功与时间的比值，基础题．
6. 如图所示，2022年7月25日我国问天实验舱与天和核心舱组合体在离地高度约为h＝400km高空成功对接，若航天员可以记录连续两次经过北京上空的时间间隔T，假设对接后天和核心舱组合体在圆轨道上做匀速圆周运动，地球半径R＝6400km，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. 对接前，天和核心舱组合体处于平衡状态，所受合力为零
B. 天和核心舱组合体内的航天员随意“漂浮”，所以不受地球引力作用
C. 对接前，航天员观察到问天实验舱速度很小，但此时问天实验舱在轨运行速度一定小于7.9km/s
D. 根据题给数据可估算出地球密度
【答案】C
【解析】
【详解】A．天和核心舱组合体对接前仍在轨做曲线运动，合外力不为零，故A错误；
B．地球上或地球附近的物体都受到地球引力的作用，故B错误；
C．对接前，航天员以天和核心舱组合体为参考系，观察到问天实验舱速度很小，由得，贴近地球表面飞行的卫星的线速度
则问天实验舱运行的线速度
故C正确；
D．设天和核心舱组合体的运行周期为，由
可得地球的质量为
则地球密度为
考虑到地球的自转，则
所以不能用题给数据估算出地球的密度，故D错误。
故选C。
7. 如图坐标系中，P、M、N为坐标轴上的三点，它们到坐标原点O的距离相等。空间存在场强大小为E的匀强电场，M、N点有电荷量相等的两正点电荷，O点的场强为0。现把N点的电荷移到P点，其他条件不变。则此时O点的场强大小为（ ）
A. 0B. EC. ED. 2E
【答案】B
【解析】
【详解】如图
M、N处的点电荷在O点产生电场的场强大小、大小相等，方向分别沿负y和负z，故匀强电场的方向在yOz平面内，与两轴Oy、Oz的夹角相等，其在两轴的分量均与、大小相等、方向相反，即、、、大小均相等，为。将N点的点电荷移到P点后，该电荷在O点产生电场的场强大小等于，方向沿负x，仍然与抵消，此时O点的场强由与合成，所以合场强大小为E，选项B正确。
故选B。
二、多选题
8. 电磁感应现象揭示了电与磁之间的内在联系，根据这一发现，发明了许多电器设备。以下电器中，哪些利用了电磁感应原理（ ）
A. 变压器B. 白炽灯泡C. 电磁灶D. 电吹风
【答案】AC
【解析】
【详解】A．变压器的工作基础是原、副线圈之间的互感作用，利用了电磁感应原理，故A符合题意；
B．白炽灯泡是流过灯丝的电流使灯丝发热，从而使灯丝温度上升到白炽程度而发光，利用的是电流的热效应，故B不符合题意；
C．电磁灶工作时，通过交变电流产生交变磁场，使金属锅底产生涡流，从而使锅发热，利用了电磁感应原理，故C符合题意；
D．电吹风工作时，电热丝利用了电流的热效应，而风扇电机利用了磁场对电流有力的作用这一原理，故D不符合题意。
故选AC。
9. 在日常生活及各项体育运动中，有弹力出现的情况比较普遍，如图所示的跳水运动就是一个实例。请判断下列说法正确的是（ ）
A. 跳板发生形变，运动员的脚没有发生形变
B. 跳板和运动员的脚都发生了形变
C. 运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的
D. 跳板受到的压力，是跳板发生形变而产生的
【答案】BC
【解析】
【详解】有弹力时，相互接触的物体都会发生形变。弹力是施力物体的形变产生的，所以运动员受到的支持力，是跳板发生形变而产生的，跳板受到的压力，是脚发生形变而产生的。
故选BC。
10. 如图所示为两光滑金属导轨MNQ和GHP，其中MN和GH部分为竖直的半圆形导轨，NQ和HP部分为水平平行导轨，整个装置置于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中．有两个长均为l、质量均为m、电阻均为R的导体棒垂直导轨放置且始终与导轨接触良好，其中导体棒ab在半圆形导轨上，导体棒cd在水平导轨上，当恒力F作用在导体棒cd上使其做匀速运动时，导体棒ab恰好静止，且距离半圆形导轨底部的高度为半圆形导轨半径的一半，已知导轨间距离为l，重力加速度为g，导轨电阻不计，则（ ）
A. 每根导轨对导体棒ab的支持力大小为
B. 导体棒cd两端的电压大小为
C. 作用在导体棒cd上的恒力F的大小为
D. 恒力F的功率为
【答案】CD
【解析】
【详解】对ab棒受力分析如图所示：
则：，则：，每根导轨对导体棒ab的支持力大小为，故选项A错误；
，则回路中电流为：，导体棒cd两端的电压大小为，故选项B错误；由于金属棒ab匀速运动，则安培力等于拉力F，则，故选项C正确；由于，则金属棒ab的速度为，则恒力F的功率为，故选项D正确．
【点睛】本题是双杆模型，解决本题的关键能够正确受力分析，结合牛顿定律和动量守恒、能量守恒，进行研究．
三、非选择题
11. 图为示波器面板的图示，荧光屏上显示的是一个位于屏幕右下方、线条较粗且模糊不清的波形。若要将该波形调至屏中央，应调节______；若要屏上波形线条变细且边缘清晰，应调节______；若要在屏上只显示一个周期的波形，应调节______。（选填选项前的字母）
A.衰减旋钮
B.聚焦旋钮和辅助聚焦旋钮
C.水平位移旋钮和垂直位移旋钮
D.扫描微调旋钮和扫描范围旋钮
【答案】 ①. C ②. B ③. D
【解析】
【详解】[1]若要将该波形调至屏中央，应调节水平位移旋钮和垂直位移旋钮，使图像向上、向左移动；
[2]若要屏上波形线条变细且边缘清晰，应调节聚焦旋钮和辅助聚焦旋钮，使图像清晰；
[3]若要在屏上只显示一个周期的波形，应调节扫描微调旋钮和扫描范围旋钮。
12. 两位同学用如图所示装置，通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律．
（1）实验中必须满足的条件是________．
A．斜槽轨道尽量光滑以减小误差
B．斜槽轨道末端切线必须水平
C．入射球A每次必须从轨道的同一位置由静止滚下
D．两球的质量必须相等
（2）测量所得入射球A的质量为mA，被碰撞小球B的质量为mB，图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影，实验时，先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放，找到其平均落点的位置P，测得平抛射程为OP；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与小球B相撞，分别找到球A和球B相撞后的平均落点M、N，测得平抛射程分别为OM和ON．当所测物理量满足表达式_________________时，即说明两球碰撞中动量守恒；如果满足表达式_______________时，则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞．
（3）乙同学也用上述两球进行实验，但将实验装置进行了改装：如图12所示，将白纸、复写纸固定在竖直放置的木条上，用来记录实验中球A、球B与木条的撞击点．实验时，首先将木条竖直立在轨道末端右侧并与轨道接触，让入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，撞击点为B′；然后将木条平移到图中所示位置，入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，确定其撞击点P′；再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放，与球B相撞，确定球A和球B相撞后的撞击点分别为M′和N′．测得B′与N′、P′、M′各点的高度差分别为h1、h2、h3．若所测物理量满足表达式_________________时，则说明球A和球B碰撞中动量守恒．
【答案】 ①. BC ②. mA·OP= mA·OM+ mB·ON ③. OP+OM=ON ④.
【解析】
【详解】①A、“验证动量守恒定律”的实验中，是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的，只要离开轨道后做平抛运动，对斜槽是否光滑没有要求，故A错误；
B、要保证每次小球都做平抛运动，则轨道末端必须水平，故B正确；
C、要保证碰撞前的速度相同，所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下，故C正确；
D、为了使小球碰后不被反弹，要求入射小球质量大于被碰小球质量，故D错误；
故选BC．
②小球离开轨道后做平抛运动，由于小球抛出点的高度相同，它们在空中的运动时间t相等，
它们的水平位移x与其初速度成正比，可以用小球的水平位移代替小球的初速度，
若两球相碰前后的动量守恒，则mAv0=mAv1+mBv2，又OP=v0t，OM=v1t，ON=v2t，代入得：mAOP=mAOM+mBON，
若碰撞是弹性碰撞，则机械能守恒，由机械能守恒定律得：mAv02=mAv12+mBv22，
将OP=v0t，OM=v1t，ON=v2t代入得：mAOP2=mAOM2+mBON2；
③小球做平抛运动，在竖直方向上：h=gt2，平抛运动时间：t=，
设轨道末端到木条的水平位置为x，小球做平抛运动的初速度：
vA=，vA′=，vB′=，
如果碰撞过程动量守恒，则：mAvA=mAvA′+mBvB′，
将速度代入动量守恒表达式解得：
13. 太阳能是一种清洁能源，太阳能电池可以将太阳能转变为电能并加以利用。我国在这一方面位居世界前列。
（1）太阳能是依据太阳的______活动导致的。
A.核裂变 B.核聚变 C.化学变化
（2）辐射频率是指单位时间内的辐射的总能量。按照国际单位制，辐射频率的国际单位可以表示为（ ）
A.kg·m2/s3 B.kg·m2/s2 C.kg·m/s2 D.kg·m/s
【答案】 ①. B ②. A
【解析】
【详解】[1]太阳能是依据太阳的核聚变活动导致的。
故选B。
[2]由于辐射频率是指单位时间内的辐射的总能量，根据单位运算有
可知，辐射频率的国际单位可以表示为kg·m2/s3。
故选A。
14. 小何利用如图（a）所示电路研究太阳能电池的伏安特性。连接电路后，闭合开关S，在光照条件和温度不变的情况下，改变电阻箱Rx的阻值，记录电压表示数U和电流表示数I，并多次重复该过程。将实验数据描在U—I图中，得到图（b）。
（1）根据图中的数据点画出U—I图像。______
（2）由图线可知，当U= 14.0V时，该太阳能电池的输出功率为______。（结果保留3位有效数字）
（3）定值电阻R0为10.0Ω，当电阻箱R的阻值为90.0 Ω时，电阻箱Rx两端的电压为______（结果保留3位有效数字）
【答案】 ①. 见解析 ②. 2.38 ③. 13.5
【解析】
【详解】（1）[1]利用图像上的点，用平滑的曲线连接，如图所示
（2）[2]当U= 14.0V时，对应的电流I=170mA，此时该太阳能电池的输出功率
（3）[3]当外电阻为100Ω时，作出U=IR的图像，两图像的交点为路端电压的值，可知路端电压U=15.0V，如图所示
此时，电阻箱Rx两端的电压为
15. 城市轻轨具有运量大、速度快、污染小、能耗少、安全性高等优点。某工程师为科学合理利用能量、节约能源，在保证车辆和乘客安全的前提下，设计了如图所示的轻轨车站，与站台连接的轨道都有一个小坡度。列车进站时要上坡，出站时要下坡。如果列车在途中轨道进站前的速度为，上坡前切断电源，到达站台的速度不超过。重力加速度g取。
（1）不考虑上坡时受到的阻力，站台的高度比途中轨道至少高多少？
（2）一列质量轻轨列车出站后以恒定功率沿水平轨道行驶，在10s内速度由增加到后匀速运动，已知列车受到的阻力恒为，则列车在这段时间内行驶的路程为多少？
【答案】（1）2m；（2）88m
【解析】
【详解】（1）已知：列车在途中轨道进站前的速度为
列车达到站台的最大速度为
选途中轨道是重力势能的参考平面，由机械能守恒定律有
解得
所以站台的高度比途中轨道至少高2m；
（2）由列车最后做匀速直线运动，可得，列车受力平衡，即牵引力等于阻力，则
以上各式联立，解得
列车开始加速前的速度为
列车加速过程，由能量守恒可得
代入数据，解得
16. 某型号摩托车车胎上标有“AT280kPa”（能承受的最大压强）字样，车胎容积约为12dm3.正常骑行时车胎内气压保持在220kPa－250kPa之间。（以下计算气 体都视为理想气体）
(1)某次充气后车胎内气压达到了250kPa，温度为7℃。若在中午阳光曝晒下长时间行驶，能使车胎内温度升高到47℃，有没有爆胎的可能？
(2)用打气筒人工充气，平均每次能把0.6dm3、100kPa的空气打入车胎内。车胎内原有空气的压强为100kPa。忽略打气时气体温度的变化，要使车胎内气压达到250kPa， 要打多少次？
【答案】(1)有爆胎的可能；(2)30（次）
【解析】
【详解】(1)充气后温度为，压强为，
升温后温度为，压强为，由查理定律可得
解得
有爆胎的可能。
(2)车胎容积为，充入气体的压强为，体积为V，由玻意耳定律可得
每次充入气体体积为，要打N次，则
解得
N=30（次）
17. 如图所示，静置在光滑水平地面（足够大）上的木块由水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道AB组成，水平轨道与圆弧轨道相切于B点，其右端固定有水平轻弹簧，弹簧处于自然伸长状态且左端在C点；一质量为m的滑块（视为质点）静置在B点，滑块与水平轨道上表面BC间的动摩擦因数为μ，B、C两点间的距离为L。现对木块施加一个大小为10μmg（g为重力加速度大小）、方向水平向左的推力，当滑块到达C点时撤去推力。木块与滑块的质量分别为3m、m，圆弧轨道AB的半径为，C点右侧的水平轨道上表面光滑。求：
（1）滑块滑到C点时木块的速度大小v1以及滑块的速度大小v2；
（2）弹簧的最大弹性势能Epm以及弹簧的弹性势能最大时滑块的速度大小v；
（3）滑块第一次滑到圆弧轨道的最高点A时的速度大小v3以及滑块最终与C点的距离x。
【答案】（1），；（2），；（3），
【解析】
【详解】（1）对木块施加一个大小为10μmg（g为重力加速度大小）、方向水平向左的推力，由牛顿第二定律可知，木块向左做加速运动，滑块在木块的摩擦力作用下，向左也做加速运动，对木块则有
对滑块则有
可知滑块相对木块向右运动，设滑块到达C点时所用时间为t，则有
解得
可得木块的速度大小为
滑块的速度大小为
（2）当滑块相对木块静止时，即滑块与木块共速时，弹簧的弹性势能最大，当滑块到达C点时撤去推力后，滑块向右压缩弹簧，则有滑块与木块产生完全弹性碰撞，滑块与木块组成的系统动量守恒，取向左方向为正方向，可得
解得
由机械能守恒定律，则有
解得
（3）滑块被弹出，滑块第一次滑到圆弧轨道的最高点A时，由动能定理可得
方向竖直向上，因此则有
由能量守恒定律可得