湖南省长沙市望城区第六中学2024-2025学年高三上学期开学考试物理试题（原卷版+解析版）

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本试卷共6页。全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑，如有改动，用橡皮擦干净后，
再选涂其他答案；回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单选题
1. 在湖面上方竖直上抛一小铁球，小铁球上升到最高点后自由下落，穿过湖水并陷入湖底的淤泥中。不计空气阻力，假设小铁球落入水中和淤泥中由于受到阻力而做匀减速运动，且淤泥中减速更快。取向上为正方向，则下列能正确反映小铁球速度与时间关系的图象是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由于取向上为正方向，可知小球速度先是正值且减小，当速度减小为零后，变成负值且增大，入水后速度为负值且减小，当陷入湖底的淤泥中，减速时的加速度更大，即图象的斜率更大，对比可知，A选项的速度与时间关系图象符合题意。
故选A。
2. 如图所示，在正点电荷形成电场中有A ,B两点的电势，分别用EA,EB表示A ,B 两点的电场强度，则（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由电场线的疏密可知，A点处电场线较密，电场强度较大，所以EA＞EB ，沿着电场线，电势是降低的，所以A点所在等势面的电势高于B点所在等势面的电势，故．
A． ．故A符合题意．
B． ．故B不符合题意．
C． ．故C不符合题意．
D．．故D不符合题意．
3. 在匀强磁场中有一带正电的粒子甲做匀速圆周运动，当它运动到M点时，突然向与原运动相反的方向放出一个不带电的粒子乙，形成一个新的粒子丙。如图所示，用实线表示粒子甲运动的轨迹，虚线表示粒子丙运动的轨迹。若不计粒子所受重力及空气阻力的影响，则粒子甲和粒子丙运动的轨迹可能是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据
可得轨道半径
再由动量守恒可知，放出粒子乙后，新粒子丙动量大于粒子甲的，故轨道半径变大，所以B正确，A、C、D错误。
故选B。
4. “轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星，被称为“太空110”，它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命，若“轨道康复者”在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，经过时间t，其沿圆周运动转过的角度为θ，引力常量为G，将地球视为球体，已知半径为R的球体的体积，则地球的密度为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】经过时间t，其沿圆周运动转过的角度为θ，则角速度，
根据万有引力提供向心力，，
地球的密度，
联立解得：，故ABC错误，D正确．
故选：D
5. 如图所示，一矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直磁场的轴OO′以的角速度匀速转动，矩形线圈的匝数为N匝，面积为S，电阻为。矩形线圈通过电刷与一理想变压器的原线圈相连，变压器的副线圈接有两只电阻均为的相同灯泡L1和L2，变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，若开关S断开时L1正常发光，此时电流表示数为0.1A，则（ ）
A. 若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为NBSsint
B. 若开关S闭合，则矩形线圈输出功率将变小
C. 若开关S闭合，电流表示数将变小
D. 灯泡L1的额定功率为2W
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．若线圈从图示位置——垂直中性面。开始计时，则感应电动势的瞬时值为
e=Umcsωt=NBSωcsωt
故A错误。
B．若开关S闭合，输出电压不变，输出端电阻变小，根据欧姆定律
故输出电流增加，根据
则输入电流也增加，电流表示数将增大。根据
可知，输入功率也增加，故BC错误；
D．S断开时，L1正常发光，根据
代入数据求得：通过灯泡L1的电流
故其额定功率为
故D正确
故选D。
6. 电影《流浪地球》讲述的是面对太阳快速老化膨胀的灾难，人类制定了“流浪地球”计划，这首先需要使自转角速度大小为的地球停止自转，再将地球推移出太阳系到达距离太阳最近的恒星（比邻星）。为了使地球停止自转，设想的方案就是在地球赤道上均匀地安装N台“喷气”发动机，如下图所示（N较大，图中只画出了4个）。假设每台发动机均能沿赤道的切线方向提供大小恒为F的推力，该推力可阻碍地球的自转。已知描述地球转动的动力学方程与描述质点运动的牛顿第二定律方程F=ma具有相似性，为，其中M为外力的总力矩，即外力与对应力臂乘积的总和，其值为NFR；I为地球相对地轴的转动惯量；β为单位时间内地球的角速度的改变量。将地球看成质量分布均匀的球体，下列说法中正确的是（ ）
A. 在与F=ma的类比中，与质量m对应的物理量是转动惯量I，其物理意义是反映改变地球绕地轴转动情况的难易程度
B. β的单位为rad/s
C. 地球自转刹车过程中，赤道表面附近的重力加速度逐渐变小
D. 地球停止自转后，赤道附近比两极点附近的重力加速度大
【答案】A
【解析】
【详解】A．在M=Iβ与F=ma的类比中，与转动惯量I对应的物理量是m，其物理意义是反映改变地球绕地轴转动情况的难易程度，A正确；
B．根据
得
代入单位运算可知其单位为，故B错误；
C．地球自转刹车过程中，赤道表面附近的重力加速度逐渐变大，故C错误；
D．地球停止自转后，赤道附近和两极点附近的重力加速度大小相等，故D错误。
故选A。
7. 如图所示，轻质弹簧一端系在墙上，另一端系在三根长度相同的轻绳上，轻绳的下端各系质量与电荷量均相同的带正电小球，且三个小球均处于静止状态，已知重力加速度为g。四种情形下每个小球受到的电场力大小与轻绳长度、小球质量、小球电荷量的关系如表所示，以下说法正确的是（ ）
A. ②中电荷量为①中电荷量的倍
B. ③中电荷量为②中电荷量的倍
C. ④中电荷量为③中电荷量的倍
D. 情形④下弹簧的伸长量最大
【答案】C
【解析】
【详解】由于三个小球质量和电荷量均相等，由对称性可知，三个小球必构成等边三角形，且每个小球受到的电场力相等，设绳的拉力为T，与竖直方向夹角为，两小球之间的距离为r、一个小球受到另外两个小球的电场力的合力为，对其中一个小球受力分析可得
解得
由几何关系可知，
整理得
A．对比①和②可知，并应用上式可得
解得
故电荷量之间的关系为
故A错误；
B．由③可知，
解得
故
故B错误；
C．由④可知
解得
故
故C正确；
D．以三个小球为整体可知，小球受到的弹力应该等于其重力，故小球质量越大，弹簧弹力越大，故情形③下弹簧的伸长量最大，故D错误；
故选C。
二、多选题
8. 如图所示，光滑水平面上存在有界匀强磁场，磁感应强度为，质量为、边长为的正方形线框斜向穿进磁场，当刚进入磁场时，线框的速度为，方向与磁场边界成，若线框的总电阻为，则（ ）
A. 线框穿进磁场过程中，框中电流的方向为
B. 刚进入磁场时线框中感应电流为
C. 刚进入磁场时线框所受安培力大小为
D. 此进两端电压为
【答案】CD
【解析】
【详解】线框进入磁场的过程中穿过线框的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向外，则感应电流的方向为ABCD方向，故A错误；AC刚进入磁场时CD边切割磁感线，AD边不切割磁感线，所以产生的感应电动势，则线框中感应电流为，此时CD两端电压，即路端电压为，故B错误，D正确；AC刚进入磁场时线框的CD边产生的安培力与v的方向相反，AD边受到的安培力的方向垂直于AD向下，它们的大小都是，由几何关系可以看出，AD边与CD边受到的安培力的方向相互垂直，所以AC刚进入磁场时线框所受安培力为AD边与CD边受到的安培力的矢量合，即，故C正确。
故选CD。
9. 将压瘪的乒乓球（未漏气）浸泡在热水中，一段时间后乒乓球便恢复原状，乒乓球内部气体（视为理想气体）经历了由A→B→C的变化过程，V—T图像如图所示，T为热力学温度，已知理想气体的内能与热力学温度成正比，则下列结论正确的是（ ）
A. 状态A、B的压强大小相等
B. 从状态B到状态C，气体内能不变
C. A→B→C过程，球内气体对外所做的功小于气体从外界吸收的热量
D. 在状态A与状态C时乒乓球内气体压强之比为1：2
【答案】CD
【解析】
【详解】A．在图像中，过原点的倾斜的直线为等压变化，由题图可知，状态A、B两点不在过原点的同一直线上，因此状态A、B的压强大小不相等，A错误；
B．从状态B到状态C，气体的温度升高，则气体内能增大，B错误；
C． A→B→C过程，球内气体的体积增大，球内气体对外做功，即，气体的温度升高，球内气体的内能增大，即，由热力学第一定律可知，，即球内气体从外界吸收热量，可知球内气体对外所做的功小于气体从外界吸收的热量，C正确；
D．气体在状态A到状态C时，由理想气体状态方程可得
解得
即在状态A与状态C时乒乓球内气体压强之比为1：2，D正确。
故选CD。
10. 如图所示，斜面体abc静止于粗糙水平地面上，物块m1、m2均沿斜面匀速下滑，已知m1>m2，θ1