2024届山东省东明县第一中学高三下学期开学考试物理试题（解析版）

这是一份2024届山东省东明县第一中学高三下学期开学考试物理试题（解析版），共19页。
2024届山东省东明县第一中学高三下学期开学考试
物理试题（解析版）
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、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．研究表明原子核核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系．一般认为大于铁原子核质量数（56）的为重核，小于则是轻核．下列对该图像的理解正确的是（ ）
A．从图中可以看出，Fe原子核最稳定
B．从图中可以看出，重核A裂变成原子核B和C时，需要吸收能量
C．从图中可以看出，轻核D和E发生聚变生成原子核F时，需要吸收能量
D．从图中可以看出，重核随原子序数的增加，比结合能变大
2．如图所示，横截面为半圆的柱形玻璃砖放在水平桌面上，图中的3条光线分别为某种单色光的入射光线、折射光线和反射光线，且入射光正对圆心．下列说法正确的是（ ）
A．光线1为入射光线
B．玻璃砖对该单色光的折射率为
C．该单色光在玻璃砖中发生全反射的临界角的正弦值为
D．光线2、3不可能相互垂直
3．如图所示的圆盘，半径为R，可绕过圆心O的水平轴转动，在圆盘的边缘沿同一直径方向固定两根长为R的轻杆，杆的端点各有一可视为质点的小球A、B，在圆盘上缠绕足够长的轻绳，轻绳的另一端拴接一小球C．现将装置由静止释放，小球C向下以（g为重力加速度）的加速度做匀加速直线运动，圆盘与轻绳间不打滑，经过一段时间圆盘转过两圈．下列说法正确的是（ ）
A．圆盘转两圈所用的时间为
B．圆盘转两圈时，小球A的角速度大小为
C．圆盘转两圈时，圆盘的角速度大小为
D．圆盘转两圈时，小球B的线速度大小为
4．如图所示，在正三角形ABC的B、C两点沿垂直纸面方向固定两根通电直导线，电流方向如图所示，电流大小之比为．已知电流为I的通电直导线在与其相距d处产生的磁感应强度大小为（k为常数）．则下列说法正确的是（ ）
A．A点磁感应强度的方向由B指向A
B．O点磁感应强度的方向由A指向O
C．仅将B处电流加倍，则A、O两点的磁感应强度方向相反
D．仅将B处电流加倍，则A、O两点的磁感应强度大小之比为1∶3
5．2023年11月1日，我国在太原卫星发射中心成功将“天绘五号”卫星发射升空，并顺利进入预定轨道．“天绘五号”在距离地球表面500km附近环绕地球做匀速圆周运动，其运行周期约为个小时，某时刻“天绘五号”、同步卫星、地球的连线在同一直线上，如图所示．则下列说法正确的是（ ）
A．“天绘五号”的发射速度大于第二宇宙速度
B．“天绘五号”的线速度小于同步卫星的线速度
C．“天绘五号”的向心力一定大于同步卫星的向心力
D．到下一次“天绘五号”、同步卫星与地球共线的时间约为0.8h
6．如图所示的理想变压器电路中，a、b、c、d、e为5个完全相同的灯泡（不考虑温度对其电阻的影响），现在MN间接入有效值不变的交流电压，5个灯泡均正常发光．下列说法正确的是（ ）
A．变压器原、副线圈的匝数比为2∶3
B．原线圈的输入电压与灯泡a两端的电压相等
C．电源电压的有效值为小灯泡额定电压的2.5倍
D．若将小灯泡d拆除，则小灯泡a、b有可能被烧坏
7．如图所示，a、b、c、d、e为正五边形的五个顶点，O为其中心，现将三个完全相同、电荷量为的正电荷固定在a、b、c三点，电荷量为的试探电荷放在O点时，该试探电荷所具有的电势能为一E，规定无穷远处的电势为零．则下列说法正确的是（ ）
A．试探电荷在d点的电势能大于在e点的电势能
B．若再在d、e两点各放置一电荷量大小为Q的负电荷，则O点的电势为
C．若再在d点放置一电荷量大小为2Q的负电荷，则试探电荷在O点的电势能为
D．若再在Oe的中点放置一电荷量为Q的正电荷，则试探电荷在e点的电势能大于在d点的电势能
二、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．如图所示为一定质量的理想气体从状态a→b→c→d→a过程的图像，其中ac的连线过原点，bc、da连线与横轴平行，cd连线与纵轴平行．则下列说法正确的是（ ）
A．从状态a到状态b，气体对外做正功
B．从状态b到状态c，单位时间、单位面积撞击器壁的分子数不变
C．从状态c到状态d，气体向外放出热量
D．a到b气体对外做的功等于c到d外界对气体做的功
9．碰碰车深受青少年的喜爱，因此大多数游乐场都设置了碰碰车，如图所示为两游客分别驾驶碰碰车进行游戏．在某次碰撞时，红车静止在水平面上，黄车以恒定的速度与红车发生正撞，已知黄车和红车连同游客的质量分别为、，碰后两车的速度大小分别为、．假设碰撞的过程没有机械能损失．则下列说法正确的是（ ）
A．若碰后两车的运动方向相同，则一定有
B．若碰后黄车反向运动，则碰撞前后黄车的速度大小之比可能为5∶6
C．若碰后黄车反向运动且速度大于红车，则一定有
D．碰后红车的速度与碰前黄车的速度大小之比可能为3∶1
10．如图所示，两间距为够长的光滑平行导轨倾斜固定，倾角为，导轨底端连接阻值为的定值电阻，整个空间存在垂直导轨平面向下的匀强磁场，质量为、阻值为、长为的导体棒MN垂直导轨放置，现给导体棒一沿导轨向上的初速度，同时在导体棒上施加一沿导轨向上的外力时，导体棒沿导轨向上做匀速直线运动；某时刻将外力变为沿导轨向下的变力F，并将该时刻记为0时刻，使导体棒沿导轨向上做匀减速直线运动，经4s的时间导体棒的速度减为零，整个过程导体棒与导轨始终接触良好．重力加速度，不计导轨的电阻．则下列说法正确的是（ ）
A．匀强磁场的磁感应强度大小为0.5T
B．内，外力F关于时间t的关系式为
C．导体棒沿导轨向上减速运动18m时，导体棒MN两端的电压为1V
D．内，流过定值电阻的电荷量为4C
三、非选择题：本题共5小题，共54分．
11．（6分）某实验小组利用如图甲所示的装置验证了机械能守恒定律，实验时完成了如下的操作：
a．首先接通气垫导轨，然后调节气垫导轨水平，将光电门固定在气垫导轨上，调节滑轮的高度使轻绳水平；
b．用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
c．将质量为M的滑块（含遮光条）放在气垫导轨上，用轻绳跨过定滑轮，另一端拴接一个质量为m的钩码；
d．将钩码由静止释放，记录滑块经过光电门时的挡光时间t，测量出释放点到光电门的距离L；
e．改变钩码的个数n（每个钩码质量均为m），仍将滑块从同一位置静止释放，记录滑块经过光电门时相应的挡光时间．
（1）游标卡尺示数如图乙所示，则遮光条的宽度为______cm；
（2）已知重力加速度为g，若所挂钩码的个数为n，系统的机械能守恒时，关系式______成立（用已知和测量的物理量的字母表示）；
（3）利用记录的实验数据，以为横轴、为纵轴描绘出相应的图像，作出的图线斜率为k，若系统的机械能守恒，则______（用已知和测量的物理量的字母表示）．
12．（9分）某同学测量某电阻的电阻值．
（1）首先用多用电表进行粗测，将旋钮扳到“×10”的挡位，进行欧姆调零后将两表笔与待测电阻的两端相接触，多用电表的指针位置如图甲所示，则电阻测量值为______Ω；
（2）为了精确测量该电阻阻值，实验室为其提供了如下的实验器材：
a．待测电阻
b．电压表（量程1V、内阻）
c．电流表（量程2A、内阻）
d．电流表（量程30mA、内阻）
e．滑动变阻器
f．滑动变阻器
g．电阻箱
h．电源（电动势3V、内阻不计）、开关，导线若干
①该同学分析实验器材，发现电压表的量程太小，需将该电压表改装成3V量程的电压表，应______（填“串联”或“并联”）电阻箱，并将的阻值调为______Ω；
②实验时，为了减小实验误差，且要求电表的示数从零开始调节，请将设计的电路画在图乙虚线框中，并标出所选用的相应的器材符号；
③某次测量时，电压表与电流表的示数分别为U、I，则待测电阻的阻值______（用已知物理量的字母表示）．
13．（10分）如图所示，与外界隔热的圆柱形容器开口向上固定，用密封性良好的隔热活塞将一定质量的理想气体封闭在容器中，系统稳定时，活塞到容器底部的高度为h，活塞的质量为m、横截面积为S，大气压强恒为，重力加速度为g，容器中气体的温度为，不计活塞与容器内壁的摩擦．求：
（1）若将封闭气体的温度升高原来温度的，再次稳定时活塞到汽缸底部的高度；
（2）若将容器水平放置且将温度降低到原来温度的，现在活塞上施加一水平力，当活塞缓慢回到初始位置时，则水平力的大小．
14．（13分）传送带是建筑工地常见的运输装置，如图所示为传送带AB的简易图，传送带的倾角为，以的速度顺时针匀速转动，工人将质量的工料（可视为质点）轻轻地放到传送带的底端A，并用平行于传送带的轻绳拴接在工料上，启动电动机，电动机对工料提供的牵引力恒为，经过关闭电动机，一段时间后工件刚好到达传送带的最高点B．已知工料与传送带之间的动摩擦因数为，重力加速度，不计空气阻力．求：
（1）经过时间时，工料的速度大小；
（2）刚关闭电动机后，工料的加速度；
（3）传送带A、B两端间的距离．
15．（16分）如图所示，水平虚线MN的下方存在竖直向上的匀强电场（大小未知），虚线上方有一以MN上一点O为圆心、R为半径的半圆形区域，该区域中存在垂直纸面向里的匀强磁场和水平方向的匀强电场E（E大小未知，图中均未画出），磁场的磁感应强度大小为B，O点正下方固定一粒子源S，能源源不断地产生初速度为零的同种正粒子，经过一段时间粒子由O点进入半圆区域，粒子在半圆区域的轨迹为直线，在半圆区域内运动的时间为．粒子的重力以及粒子间相互作用均忽略不计．
（1）求半圆区域内匀强电场的电场强度E的大小和方向；
（2）若仅将半圆区域内的磁场撤去，结果粒子在半圆区域中运动的时间变为，求粒子的比荷以及S、O两点的电势差；
（3）若将半圆区域内的电场撤去，且将虚线MN下方的电场强度大到原来的16倍，求粒子在半圆形区域运动的时间．
2024届高三2月质量检测·物理
参考答案、提示及评分细则
一、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．答案：A
解析：原子核的平均核子质量越小，其比结合能越大，原子核越稳定，A正确，D错误；由题图可知，重核裂变、轻核聚变时，核子平均质量减小，有质量亏损，要向外释放能量，BC错误．
2．答案：C
解析：由光路图可知，入射光线与反射光线、入射光线与折射光线分布在法线两侧，所以光线3为入射光线，2为反射光线，1为折射光线，A错误；为光线1在空气中与法线的夹角，为光线3在介质中与法线的夹角，所以该材料的折射率为，B错误；又，解得，C正确；当图中的时，反射光线2和入射光线3相互垂直，D错误．
3．答案：B
解析：圆盘转过两圈时，小球下落的高度为，由运动学公式，解得，A错误；此时小球速度大小，圆盘边缘线速度，圆盘角速度，由于小球和圆盘属于共轴模型，则此时小球的角速度也为，B正确，C错误；由公式得，小球的线速度大小为，D错误．
4．答案：D
解析：由题意可知，点到两点的距离相等，又，则，由图中几何关系可知点的合磁感应强度方向由指向，A错误；点到两点的距离相等，则，显然叠加后合磁感应强度一定不沿方向，B错误；仅将处电流加倍，则两通电导线在点产生的磁感应强度方向与图中方向相同，且大小相等，则点的合磁感应强度方向由指向，同理点的合磁感应强度方向与点相同，C错误；设正三角形的边长为，则，夹角为，所以点的磁感应强度大小为点到两点的距离为，则，夹角为，则点的磁感应强度大小为，所以两点的磁感应强度大小之比为1∶3，D正确．
5．答案：D
解析：第二宇宙速度是脱离地球束缚的最小速度，由于“天绘五号”是地球的卫星，所以“天绘五号”的发射速度一定小于第二宇宙速度，A错误；根据，可得，可知“天绘五号”的线速度大于同步卫星的线速度，B错误；，由于质量关系未知，两卫星向心力大小无法确定，C错误；“天绘五号”、同步卫星与地球到下一次共线，“天绘五号”比同步卫星在该时间内多转过的角度为，则由，解得，代入数据得，D正确．
6．答案：C
解析：设小灯泡的额定电压为、小灯泡的额定电流为，由题意5个小灯泡均正常发光，则每个小灯泡两端的电压均为，流过每个小灯泡的电流均为，则原线圈的电流为，副线圈的电流为，由变压器的工作原理得，A错误；又由公式和解得，B错误；电源的电压为，解得，C正确；将变压器和小灯泡等效成一个电阻，若将小灯泡拆除，则负载电阻增大，流过原线圈的电流减小，流过小灯泡的的电流减小，则两灯泡不可能被烧断，D错误．
7．答案：B
解析：由对称性可知，两点的电势相等，由公式可知，在两点具有的电势能相等，错误；在两点放置电荷前，点的电势为，由对称性可知三处的点电荷在点的电势分别为，所以将分别固定在点时，则负电荷在点的电势为，所以点的电势为，B正确；同理，若在点放置电荷量为的负电荷，点的电势为，则在点的电势能为，C错误；若在的中点放置电荷量为的正电荷，由于点距离该电荷较近，所以点的电势高于点的电势，由可知，在高电势点的电势能小，即在点的电势能小于在点的电势能，D错误．
二、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．答案：AC
解析：从状态到状态，气体体积变大，气体对外做功，A正确；从状态到状态，体积不变，分子数密度不变，温度升高，由可知气体的压强增大，又温度升高，气体分子的平均动能增大，则单位时间、单位面积撞击器壁的分子数增多，B错误；从状态到状态，气体的温度不变，气体的内能不变，体积减小外界对气体做功，由可知，气体向外界放出热量，C正确；由整理得，图像上各点与原点连线的斜率越大，气体的压强越小，从状态到状态与从状态到状态，气体体积的变化量在数值上相同，由到的平均压强小于到的平均压强，所以到气体对外做的功小于到外界对气体做的功，D错误．
9．答案：AC
解析：两碰碰车碰撞的过程动量守恒，机械能守恒，设碰前黄车的速度大小为，则有，，联立解得．若碰后两车的运动方向相同，则，可知，A正确；若碰后黄车反向运动，且碰撞前后黄车的速度大小之比为时，则，即，解得，质量不可能为负值，即碰撞前后黄车的速度大小之比不可能为，B错误；若碰后黄车反向运动，当时，则由，解得，即，显然只要满足此条件就可以使得黄车碰后反方向运动，且速度大于红车的速度，正确；若碰后红车的速度为，则有，解得，质量不能为负值，即碰后红车的速度大小不可能为，D错误．
10．答案：ACD
解析：时，导体棒上产生的感应电动势为，导体棒上的感应电流为，导体棒所受的安培力为，在导体棒上施加的外力沿导轨向上时，由力的平衡条件得，由以上整理得，代入数据解得，A正确；从时刻开始，导体棒沿导轨向上做匀减速直线运动，导体棒减速时的加速度大小为，由牛顿第二定律得，设经时间导体棒的速度大小为，则，又，由以上联立解得，B错误；导体棒沿导轨向上减速时，由公式得，此时导体棒上产生的感应电动势为，由闭合电路欧姆定律可知流过导体棒的电流为，则导体棒两端的电压为，C正确；内，由法拉第电磁感应定律得，由闭合电路欧姆定律得，又由，整理得，代入数据解得，D正确．
三、非选择题：本题共5小题，共54分．
11．答案：（1）0.170
（2）
（3）
解析：（1）由游标卡尺的读数规则可知，遮光条的宽度为；
（2）滑块经过遮光条时的速度为，若系统的机械能守恒，则钩码减少的重力势能等于钩码和滑块增加的动能，钩码减少的重力势能为，系统动能的增加量为，若系统的机械能守恒，则有；
（3）在利用图像处理实验数据时，关系式应为，若系统的机械能守恒，则图像的斜率．
12．答案：（1）140
（2）①串联 600.0 ②如图所示 ③
解析：（1）该次测量多用电表的读数为；
（2）①由电压表的改装原理可知，应将电压表与定值电阻串联，又，解得；②要求电表的示数从零开始调节，因此滑动变阻器应采用分压接法，则滑动变阻器应选；由于待测电阻约为，电源电动势为，则允许的最大电流约等于，所以电流表应选用，由于改装电压表的内阻已知，因此电流表应外接，结合以上分析可知，测量电路如图所示；③电压表的示数为，则待测电阻两端的电压为，则待测电阻的阻值为．
13．解：（1）封闭气体的体积为，封闭气体的温度为
封闭气体做等压变化，气体的温度为
由盖-吕萨克定律得
解得
所以活塞到汽缸底部的间距为
（2）容器开口向上时，封闭气体的压强为
容器水平放置后，当活塞刚好到初始放置时，设压强为，则由理想气体状态方程
其中
解得
对活塞由平衡条件得
解得
14．解：（1）工料放上传送带后，对工料受力分析，如图所示．
由牛顿第二定律得
又
解得
工料向上加速运动，经时间与传送带共速，则有
此后摩擦力突变为沿传送带向下
由牛顿第二定律得
解得，方向沿传送带向上
再经的时间关闭发动机
此时工料的速度为
（2）关闭发动机后，由于工料的速度大于传送带的速度，摩擦力方向仍沿传送带向下，
由牛顿第二定律得
解得，方向沿传送带向下
（3）由前可知，工料在时间内通过的位移为
工料在时间内的位移为
关闭发动机后，工料向上做减速运动，经时间工料与传送带共速，则
该时间内工料的位移为
工料与传送带再次共速后，工料所受的摩擦力沿传送带向上
则由牛顿第二定律得
解得，方向沿传送带向下
此后工料一直减速到0刚好运动到最高点，工料经时间速度减为零，则有
该时间内工料的位移为
则传送带的两端间的距离为
15．解：（1）设粒子的质量为，电荷量为，粒子进入半圆区域的速度大小为．由左手定则可知，粒子所受的洛伦兹力水平向左，粒子沿直线离开圆形区域，则粒子在该区域受力平衡，所以电场力水平向右，电场强度的方向水平向右．
电场力与洛伦兹力平衡，有
又
解得
（2）若半圆区域仅有电场，粒子在匀强电场中做类平抛运动，粒子的轨迹如图甲所示．
在竖直方向上有
则
设水平方向的位移为，因射出位置在半圆形区域边界上，由几何关系
由牛顿第二定律得
在水平方向上
解得
粒子由到的过程中，由动能定理得
解得
（3）若半圆区域仅有磁场，且将虚线下侧的电场强度增大到原来的16倍，由公式可知两点之间的电压增大到原来的16倍，由动能定理得
得
粒子在半圆区域的匀强磁场中做匀速圆周运动，作出粒子在该区域的运动轨迹，如图乙所示，设轨道半径为，由牛顿第二定律有
解得
由几何关系
解得
粒子在磁场中运动周期
则粒子在磁场中运动时间
整理得题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
A
C
B
D
D
C
B
AC
AC
ACD