安徽省百师联盟2024-2025学年高三上学期开学摸底联考物理试题（解析版）

这是一份安徽省百师联盟2024-2025学年高三上学期开学摸底联考物理试题（解析版），共20页。

注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。
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题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。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、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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. 如图所示，将塑料瓶下侧开一个小孔，瓶中灌入清水，水就从小孔流出。将激光水平射向塑料瓶小孔，观察到激光束沿水流方向发生了弯曲，光被完全限制在水流内，这是光的（ ）
A. 干涉现象B. 全反射现象C. 衍射现象D. 折射现象
【答案】B
【解析】
【详解】将激光水平射向塑料瓶小孔，观察到激光束沿水流方向发生了弯曲，光被完全限制在水流内，光从水射出空气时发生全反射现象，所以这是光全反射现象。
故选B。
2. 研究光电效应规律的电路图如图甲所示，某同学分别用a、b、c三束单色光照射光电管得到的光电流I与光电管两端电压U的关系如图乙所示。已知a、c两条图线与横轴的交点重合。下列说法正确的是（ ）
A. a、c光的光强相同
B. a、b光的频率相同
C. 用b光照射时，逸出光电子的最大初动能最大
D. 用a光、b光照射时，该光电管截止频率不同
【答案】C
【解析】
【详解】A．有图可知a光的饱和光电流大于c光的饱和光电流，则a光的光强大于c光，A错误；
B．根据爱因斯坦光电方程以及动能定理可得
由于b光照射时对应的遏止电压大于a光照射时对应的遏止电压，则b光的频率大于a光的频率，B错误；
C．根据动能定理
由于b光照射时对应的遏止电压最大，所以用b光照射时，逸出光电子的最大初动能最大，C正确；
D．截止频率只由光电管（金属）自身决定，所以用a光、b光照射时截止频率相同，D错误。
故选C。
3. 如图为某游乐场的圆弧形滑梯，表面粗糙。小明将一个小球从最高处由静止释放，小球从最低处以某一速度滑离，关于上述过程的说法中一定正确的是（ ）
A. 小球受到滑梯的支持力大于它对滑梯的压力
B. 小球受到滑梯的力的方向始终与速度方向相反
C. 小球滑至最低处时受力平衡
D. 小球重力势能减少量大于动能增加量
【答案】D
【解析】
【详解】A．小朋友受到滑梯的支持力与他对滑梯的压力是一对相互作用力，大小相等，故A错误；
B．小朋友受到圆弧形滑梯的弹力和摩擦力的作用，两个力的合力方向不与速度方向相反，故B错误；
C．小朋友滑至最低处时，不一定做匀速直线运动，受力不一定平衡，故C错误；
D．由于一直克服摩擦力做功，机械能一直减小，即小球重力势能减少量大于动能增加量，故D正确。
故选D。
4. 如图所示，在离地一定高度处，一个沙漏水平向右做匀加速直线运动，沿途连续漏出沙子，若不计空气阻力，则沙子排成的形状为（ ）
A B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】沙漏相对地面向右做匀加速直线运动，以漏下的沙子为参考系，则沙漏的运动可看成竖直向上加速度为g的匀加速运动与水平向右加速度为a的匀加速运动的合成，则沙漏的加速度恒定，对于每一瞬间落下的沙子都满足该条件，即任何时刻落下的沙子都在沙漏的左下角，且跟沙漏的连线与水平线的夹角恒定，故沙子排列的几何图形为一条倾斜直线。
故选D。
5. 2024年6月4日，携带月球样品的嫦娥六号上升器自月球背面起飞，随后成功进入预定环月轨道，图为嫦娥六号着陆月球前部分轨道的简化示意图，Ⅰ是地月转移轨道，Ⅱ、Ⅲ是绕月球运行的椭圆轨道，Ⅳ是绕月球运行的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道Ⅱ的远月点和近月点。已知圆轨道Ⅳ到月球表面的高度为h，月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，不考虑月球的自转，嫦娥六号（ ）
A. 由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，需在P处向后喷气
B. 在轨道Ⅳ上绕月运行的速度大小为
C. 在轨道Ⅳ上绕月运行的周期大于在轨道Ⅲ上绕月运行的周期
D. 在轨道Ⅱ上稳定运行时经过P点的加速度大于经过Q点的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，需在P处向前喷气制动减速，故A错误；
B．不考虑月球的自转，在月球表面的物体受到的重力等于万有引力，则
嫦娥六号在轨道Ⅳ上绕月运行时，由万有引力提供向心力，可得
联立可得，嫦娥六号在轨道Ⅳ上绕月运行的速度大小为
故B正确；
C．根据开普勒第三定律可知，在轨道Ⅳ上绕月运行的周期小于在轨道Ⅲ上绕月运行的周期，故C错误；
D．根据牛顿第二定律，有，可知其他条件不变的情况下，距离月球越远，加速度越小，所以在轨道Ⅱ上稳定运行时经过P点的加速度小于经过Q点的加速度，故D错误。
故选B。
6. 如图所示为风力发电机，其叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地的风速为6m/s，风向恰好与叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为，该风力发电机可将经过此圆面内空气动能的10%转化为电能。该风力发电机的发电功率约为（ ）
A. 81.4KwB. 814kWC. 16.3kWD. 163kW
【答案】C
【解析】
【详解】依题意，空气的动能转化为电能，根据能量守恒定律有
在时间t内吹到叶片上的空气的质量
在时间t内吹到叶片上的空气动能为
解得该风力发电机的发电功率约为
故选C。
7. 如图所示，三个带电小球a、b和c（均可看作点电荷）分别固定于正三角形的三个顶点上。已知a、b所带电荷量均为+q，c所带电荷量为-q，M、N为ac、bc连线的中点，O为三角形的中心。则（ ）
A. O点的电场强度方向垂直于ab连线向上B. M点和N点的电场强度相同
C. O点的电势高于N点的电势D. 将负电荷从O点移动到N点，电场力做正功
【答案】C
【解析】
【详解】A．因ab两点的正电荷在O点的合场强方向垂直ab连线向下，而c点的负电荷在O点的场强也是垂直ab连线向下，可知O点的电场强度方向垂直于ab连线向下，选项A错误；
B．由对称性可知，M点和N点的电场强度大小相同，但是方向不同，选项B错误；
C．由电势叠加可知，ac两点的电荷在O点的电势为零，则O点的电势等于b点的正电荷在O点的电势；同理N点的电势等于A点的正电荷在N点的电势，可知O点的电势高于N点的电势，选项C正确；
D．因O点的电势高于N点的电势，则将负电荷从O点移动到N点，电势能增加，则电场力做负功，选项D错误。
故选C。
8. 如图所示，轻质定滑轮固定在天花板上，物体P和Q用不可伸长的轻绳相连，悬挂在定滑轮上，物体P的质量为m，物体Q的质量为3m。时刻将两物体由静止释放，时刻轻绳突然断裂，物体P能够达到的最高点恰与物体Q释放位置处于同一高度。重力加速度大小为g，不计摩擦和空气阻力，两物体均可视为质点。下列说法正确的是（ ）
A. 时间内，物体Q的加速度大小为
B. 时刻，P、Q两物体的竖直距离为
C. 时刻，物体P重力的功率为
D. 时间内，物体Q克服绳的拉力所做的功为
【答案】C
【解析】
【详解】AD．时间内，对P、Q分别由牛顿第二定律有
，
解得
，
在时间内，Q向下运动的位移大小为
则时间内，物体Q克服绳的拉力所做的功为
故AD错误；
B．在时刻两物体速度大小均为
细绳断裂后，P的加速度为重力加速度，P继续上升的高度为
根据题意可知时刻，P、Q两物体的竖直距离为
故B错误；
C．时刻物体P的速度为
则时刻，物体P重力的功率为
故C正确。
故选C。
二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
9. 在匀质轻绳上有两个相距16m的波源、，两波源的连线上有三个质点P、Q、M、P与波源相距4m，Q与波源相距4m，M与波源相距9m，如图甲所示。时两波源同时上下振动，振动图像均如图乙所示，产生的两列绳波沿波源连线传播，时P、Q两质点刚开始振动。下列说法正确的是（ ）
A. 两列波的传播速度大小均为1m/s
B. 两列波的波长均为4m
C. 波源产生的波在时传播到质点M
D. 0~9s时间内，质点M运动的路程为40cm
【答案】BD
【解析】
【详解】A．根据题意，P与波源相距4m，波源的波传至P点需要2s，则由
解得
故A错误；
B．根据图乙可知波源振动的周期，则两波的波长均为
故B正确；
C．由
可知，波源产生的波在时传播到质点M，故C错误；
D．同理可知，波源产生的波经传播到质点M，由此可知，在0~3.5s内，质点M不动，3.5~4.5s内，质点M运动半个周期，运动的路程，由于M点到两波源的距离差为2m，恰好等于半个波长，两列波分别在质点M的振动情况恰好相反，即4.5~9s内，质点M不动，所以0~9s时间内，质点M运动的路程为40cm，故D正确。
故选BD。
10. 某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与定值电阻R相连，右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以大小为的初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，，导轨电阻不计，忽略摩擦阻力和空气阻力，金属杆始终与导轨垂直且接触良好。下列说法正确的是（ ）
A. 金属杆经过时的速度大小为
B. 在整个过程中，定值电阻R产生的热量为
C. 金属杆经过与区域，产生的热量之比为3∶1
D. 若将金属杆的初速度大小变为，则金属杆在磁场中运动的距离变为8d
【答案】AC
【解析】
【详解】A．导体棒从A到B由动量定理
从A到C由动量定理
其中
同理
解得
选项A正确；
B．在整个过程中，定值电阻R产生的热量为
选项B错误；
C．金属杆经过区域产生的热量
经过产生的热量
则产生的热量之比为3∶1，选项C正确；
D．根据
即
若将金属杆的初速度大小变为，则金属杆在磁场中运动的距离变为4d，选项D错误。
故选AC。
三、非选择题：本题共5小题，共58分。
11. 某学习小组用如图甲所示的实验装置测量木块与长木板之间的动摩擦因数，将左端带有滑轮的长木板放置在水平桌面上，轻绳跨过滑轮后左端与重物连接，右端与装有力传感器的木块连接，力传感器可以直接测出绳子的拉力大小F，木块右端连接穿过打点计时器的纸带，通过纸带可以计算木块的加速度大小a，改变重物的质量，进行多次实验。
（1）下列说法正确的是__________。
A. 调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B. 调节长木板倾斜度，平衡木块受到的滑动摩擦力
C. 实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D. 重物的质量应远小于木块的质量
（2）已知交流电源的频率为50Hz，实验得到的一条纸带如图乙所示（图中每两个计数点间还有四个点未画出），则在该次实验中，小车运动的加速度大小为__________（结果保留三位有效数字）。
（3）两同学在实验室各取一套图甲所示的装置放在水平桌面上，研究木块的加速度a与拉力F的关系，他们分别得到图丙中1、2两条直线。设两木块质量分别为、，两木块与木板间的动摩擦因数分别为、，由图可知，__________，__________（均选填“>”“<”或“=”）。
【答案】（1）A （2）1.79
（3） ①. < ②. >
【解析】
【小问1详解】
A．使细绳对木块的拉力沿木块运动方向，应调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，故A正确；
B．为本实验需要测量木块与长木板之间的动摩擦因数，所以不需要平衡摩擦力，故B错误；
C．实验时应先接通打点计时器的电源，再放开木块，故C错误；
D．本实验中力传感器可以直接测出绳子的拉力大小F，重物的质量不需要远小于木块的质量，D错误。
故选A。
【小问2详解】
相邻两计数点间的时间间隔为
根据逐差法求出小车运动的加速度大小为
【小问3详解】
[1][2]根据牛顿第二定律可得
整理得
由图像的斜率和纵轴截距大小关系可知
，
12. 某实验小组利用实验室的器材测量一粗细均匀的金属电阻丝的电阻率。
（1）如图甲，用螺旋测微器测得电阻丝的直径D为__________mm；如图乙，用游标卡尺测得电阻丝的长度L为__________cm。
（2）先用多用电表欧姆挡粗测电阻丝的阻值，实验小组选择“×1”倍率的欧姆挡，正确操作后，指针位置如图丙所示，则该电阻丝阻值约为__________Ω。
（3）该小组用伏安法更精确地测量其阻值，现有的器材及其代号和规格如下：
待测金属丝
电流表（量程0~0.6A，内阻约为0.5Ω）
电流表（量程0~300mA，内阻约为2Ω）
电压表V（量程0~3V，内阻约为3kΩ）
直流电源E（电动势4V，内阻不计）
滑动变阻器（阻值范围0~10Ω，允许通过的最大电流2.0A）
滑动变阻器（阻值范围0~1kΩ，允许通过的最大电流0.5A）
开关S、导线若干
为使实验调节方便，测量误差较小，能够测得多组数据，他们选择的电流表为__________，滑动变阻器为__________（以上两空均填仪器代号）；请在图丁中将测量的电路图补充完整_____。
【答案】（1） ① 4.620 ②. 10.15
（2）14 （3） ①. ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
电阻丝的直径
电阻丝的长度
【小问2详解】
指针所示的数字为14，则电阻丝阻值
【小问3详解】
[1][2][3]电压表量程为3V，通过的最大电流
为了读数准确，电流表应选择；为了测得多组数据，滑动变阻器采用分压式接法，由于金属丝电阻较小，为了方便实验操作，滑动变阻器应选；由于金属丝电阻远远小于电压表内阻，故电流表应采用外接法，补充后的电路图如图所示。
13. 如图为传统的爆米花机，工作时将玉米粒倒入铁质容器后，将容器封闭，对容器加热，当内外气体压强之差达到一定数值时，将容器打开即爆出爆米花。已知大气压强为、容器内的初始温度为，，假设加热过程中，容器内玉米粒的体积不变，气体看成理想气体，。求：
（1）为使玉米粒炸成爆米花，容器内的最低温度；
（2）将容器打开爆出爆米花，当容器内温度变为327℃时，容器内剩余气体与加热前气体的质量之比。（假设容器内剩余爆米花的体积与玉米粒的体积相同）
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
由题知，在容器中属于等容变化，设容器内最低温度为，则
代入得
则为使玉米粒炸成爆米花，容器内的最低温度为
代入得
【小问2详解】
打开容器盖，当炉内温度变为时，设此时温度，体积为，由等压变化知
代入得
故炉内剩余气体与加热前气体的质量之比为。
14. 如图所示，质量的平板小车左端放有质量的滑块，二者一起以的速度沿光滑水平地面向右运动，小车与竖直墙壁发生弹性碰撞（碰撞时间极短）。已知滑块和小车之间的动摩擦因数，滑块始终未从小车上滑落，g取。从小车与墙壁第一次碰撞后开始研究，求：
（1）小车与墙壁第一次碰撞后，小车右端与墙壁之间的最大距离；
（2）小车与墙壁第一次碰撞后到第二次碰撞前的过程中，系统产生的热量；（结果可用分式表示）
（3）整个过程中，小车运动的总路程。
【答案】（1）0.8m
（2）
（3）1.8m
【解析】
【小问1详解】
设小车第一次与墙壁碰撞后向左运动的路程为s1，即为小车右端与墙壁之间的的最大距离，由动能定理得
解得
【小问2详解】
设第一次碰撞后小车和滑块达到的共同速度为，由动量守恒有
解得
小车与墙壁第一次碰撞后到第二次碰撞前的过程中，系统产生的热量
解得
【小问3详解】
之后小车和滑块以的速度与墙壁发生第二次碰撞，设第二次碰撞后小车向左运动的路程为，则
则与之间满足
同理，以后每次与墙壁碰撞后小车向左运动的路程均为上一次的，小车所走的总路程为一个无穷等比数列之和，公比，小车运动的总路程
解得
15. 现代科学研究中，经常用磁场和电场约束带电粒子的运动轨迹，如图所示，有一棱长为L的正方体电磁区域，其中M、N分别为棱ab、棱gh的中点，以棱ef中点O为坐标原点、以ON为x轴正方向、OM为y轴正方向、Oe为z轴正方向建立三维坐标系，正方体区域内可能单独或同时存在沿z轴负方向的匀强电场E及匀强磁场B，在O点有一粒子源，沿x轴正方向发射不同速率的带电粒子，粒子质量均为m，电荷量均为，且粒子入射速度在范围内均匀分布，已知磁感应强度大小为，电场强度大小为，不计粒子的重力和粒子间的相互作用，取。
（1）若正方体区域内只存在磁场，求入射速度大小为的粒子在该区域中运动的时间；
（2）若正方体区域内同时存在电场和磁场，求入射速度大小为的粒子从该区域射出的位置的坐标；
（3）若正方体区域内同时存在电场和磁场，求从正方体上表面射出的粒子数占粒子总数的百分比。
【答案】（1）
（2）
（3）25%
【解析】
【小问1详解】
带电粒子在匀强磁场的作用下做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
粒子轨迹如图1所示
根据几何关系可知
则
设带电粒子做圆周运动的周期为T，则有
解得
粒子轨迹对应的圆心角为120°，所以运动时间
【小问2详解】
若正方体区域内同时存在电场和磁场，粒子在圆周运动的同时，沿z轴负方向在电场力作用下加速，加速度
沿着电场方向的位移
故粒子从上表面射出，由图1可知
则入射速度大小为的粒子从正方体电磁区域射出的位置的坐标为。
【小问3详解】
由上述分析可知，粒子从正方体上表面射出时，粒子速率越大，粒子的外运动（匀速圆周运动）的半径越大，图1中的p点越靠近d，轨迹圆心角越小，粒子在电磁场中的运动时间越短，粒子沿z轴负方向的位移越小。当粒子速率最大为时从cd边射出，对应的圆周运动轨迹为圆周，其半径等于L，则有
解得
假设粒子沿z轴负方向的分运动匀加速运动到f点时（其位移大小等于），粒子能够从bc边射出，设粒子在电场中运动时间为，则有
解得
设此情况粒子匀速圆周运动轨迹的圆心角为，则有
联立解得
此情况粒子的运动轨迹在正方体前表面内的投影如图2所示
可知假设成立，此时粒子的速率是从正方体上表面射出的粒子速率的最小值，设此时圆周运动半径为，由几何关系可得
解得
同理有
解得
从正方体上表面射出的粒子速率范围应为
粒子入射速度在范围内均匀分布，则从正方体上表面射出的粒子速率范围为
所以从正方体上表面射出的子数占子总数的百分比