[物理]江苏省2024-2025学年高三上学期开学摸底考试试卷(解析版)

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注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、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，写在试卷上无效。
3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。
第I卷（选择题）
一、单选题：本大题共11小题，共44分。
1. 帝企鹅是南极常见的一种动物，如图所示的是一只处在南极极点的帝企鹅。如果把地球看成一个均匀的球体，关于此帝企鹅与重力有关的问题，下列说法中正确的是（ ）
A. 帝企鹅受到的重力的方向一定指向地心
B. 帝企鹅受到的重力的方向一定偏离地心
C. 帝企鹅对地面的压力就是其受到的重力
D. 帝企鹅受到的重力小于地球对它的吸引力
【答案】A
【解析】AB．重力的方向竖直向下，由于把地球看成一个均匀的球体，则帝企鹅受到的重力的方向一定指向地心，故A正确，B错误；
C．帝企鹅对地面的压力的受力物体是地球，帝企鹅的重力的受力物体是企鹅，压力与重力作用在不同物体上，因此，不能够认为帝企鹅对地面的压力就是其受到的重力，故C错误；
D．由于帝企鹅处在南极极点，帝企鹅相对于地心处于静止状态，并没有随地球自转，则帝企鹅受到的重力等于地球对它的吸引力，故D错误。
故选A。
2. 下列叙述或实验发现说法正确的是（ ）
A. 组成黑体且振动着的带电微粒的能量可以是任意值
B. 卢瑟福提出了氢原子的能级理论
C. 粒子散射实验中，粒子穿过金箔后，多数粒子发生了大角度偏转
D. 汤姆孙发现了电子，从而揭示了原子内部具有复杂的结构
【答案】D
【解析】A．普朗克假设组成黑体的振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值的整数倍，成功的解释了黑体辐射的实验规律，故A错误；
B．玻尔通过对氢光谱成因的研究提出了氢原子能级理论，故B错误；
C．粒子穿过金箔后多数粒子不改变方向，少数粒子发生了大角度的偏转，故C错误；
D．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，从而揭示了原子是有复杂结构的，故D正确。
故选D。
3. 鱼洗最早是在先秦时期使用的一种金属制盥洗用具，它的大小像一个洗脸盆，底部是扁平的，盆沿左右各有一个把柄，称为双耳。鱼洗最奇妙的地方是，用双手有节奏地摩擦盆边双耳，摩擦得法，可喷出水柱。下列说法正确的是（ ）
A. 该现象是波的衍射形成的
B. 鱼洗中的水位越低，喷出的水柱越高
C. 双手摩擦越快，这种现象就越明显
D. 鱼洗产生了共振而使水剧烈震荡
【答案】D
【解析】A．用双手快速且有节奏地摩擦鱼洗盆边双耳时，可产生两个频率相同的振源，振波在水中传播，发生了波的干涉，故A错误；
BCD．鱼洗做受迫振动，当摩擦力引起的振动频率和鱼洗壁振动的频率相等或十分接近时，鱼洗壁产生了共振，从而使鱼洗中的水剧烈震荡，鱼洗中的水位越低，则与鱼洗壁接触部分越少，水的振动越不明显，则越不容易喷出水柱，故BC错误，D正确。
故选D。
4. 边长L的硬轻质正三角形导线框abc置于竖直平面内，ab边水平，绝缘细线下端c点悬挂重物，匀强磁场大小为B垂直纸面向里。现将a、b接在输出恒定电流电源的正负极上，当ab边的电流强度为I，重物恰好对地无压力，则重物重力的大小为（ ）
A. BILB.
C. D. 2BIL
【答案】B
【解析】根据分流原理可知流过路径的电流大小为，根据平衡条件得
解得
故选B。
5. 潮汐是发生在沿海地区海水周期性涨落的一种自然现象，主要是受月球对海水的引力而形成，导致地球自转持续减速，同时月球也会逐渐远离地球。如图所示，已知地球和月球的球心分别为和，A和B是地球上的两个海区，多年后，下列说法正确的是（ ）
A. 海区的角速度小于海区的角速度
B. 地球赤道上的重力加速度会减小
C. 月球绕地球做圆周运动的加速度会增大
D. 地球的同步卫星距离地面的高度会增大
【答案】D
【解析】A．根据题意可知，A和B是地球上的两个海区，角速度与地球自转角速度相同，则海区的角速度等于海区的角速度，故A错误；
B．根据题意，对地球赤道上的物体有
地球自转持续减速，周期变大，可得，地球赤道上的重力加速度会增大，故B错误；
C．由万有引力提供向心力有
由于月球逐浙远离地球，增大，则月球绕地球做圆周运动的加速度会减小，故C错误；
D．
解得
由于地球自转周期变大，则地球的同步卫星距离地面的高度会增大，故D正确。
故选D。
6. 如图（a）所示，一列简谐横波以速度u沿x轴正方向传播，在波的传播方向上有P、Q两点，且小于波长。P、Q两处质点的振动图像分别如图（b）中实线和虚线所示。波速u和Q处质点在内的位移大小d是（ ）

A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】因为简谐横波沿x轴正方向传播，且P、Q两点距离小于波长，所以
所以
由图（b）可知，周期为
所以这列简谐横波的速度为
由图（b）可知Q处质点在内的位移大小为
故选A。
7. 气闸舱是载人航天器中供航天员进入太空或由太空返回用的气密性装置，其简化装置如图所示，座舱A与气闸舱B之间装有阀门K，座舱A中充满一定质量的空气（可视为理想气体），气闸舱B内为真空。航天员从太空返回气闸舱时，打开阀门K，A中的气体进入B中，最终达到平衡。气闸舱与座舱在太空中可认为与外界绝热。下列说法正确的是（ ）
A. 气体平衡后压强增大B. 气体平衡后内能减小
C. 气体平衡后温度不变D. 气体平衡后分子热运动的平均动能增大
【答案】C
【解析】A．气体平衡后体积增大，密度减小，压强减小，A错误；
BCD．气体自由扩散，没有对外做功，气闸舱与座舱在太空中认为与外界绝热，则气体温度不变，内能不变，分子热运动的平均动能不变，BD错误，C正确。
故选C。
8. 如图所示，等腰直角三角形为一棱镜的横截面，。由甲、乙两种单色光组成的一细光束，从AB边射入三棱镜，调整入射方向发现，当入射光束垂直AB边入射时，恰好只有甲光从BC边射出，且出射光线和BC边的夹角为，则下列判断正确的是（ ）
A. 甲光的全反射临界角小于乙光的全反射临界角
B. 甲、乙两光的折射率之比为
C. 用完全相同的杨氏双缝干涉仪做双缝干涉实验，甲光的条纹要比乙光的条纹宽
D. 若甲、乙两光均能使某金属发生光电效应，则由甲光照射产生的光电子最大初动能更大
【答案】C
【解析】B．根据折射定律，甲、乙两种单色光的折射率分别为
甲、乙两光折射率之比
故B错误；
A．全反射临界角
甲单色光的折射率小于乙单色光的折射率，甲单色光的全反射临界角大于乙单色光的全反射临界角，故A错误；
C．甲单色光的折射率小于乙单色光的折射率，则甲单色光的频率小于乙单色光的频率，单色光在真空中的波长为
则甲单色光的波长大于乙单色光的波长，根据双缝干涉条纹间距公式
则单色光甲的条纹宽度要比单色光乙的条纹宽度宽，故C正确；
D．甲单色光折射率小于乙单色光的折射率，则甲单色光的频率小于乙单色光的频率，根据光电效应方程
若甲、乙两光均能使某金属发生光电效应，则由甲光照射产生的光电子最大初动能更小，故D错误。故选C。
9. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，电源的输出电压，定值电阻，，滑动变阻器的最大阻值为5Ω，a、b为滑动变阻器的两个端点，所有电表均为理想电表。现将滑动变阻器滑片P置于b端，则（ ）
A. 电流表示数为
B. 电压表示数为10V
C. 滑片P由b向a缓慢滑动，消耗的功率减小
D. 滑片P由b向a缓慢滑动，变压器的输出功率减小
【答案】C
【解析】AB．题图的电路图可以等效为
设原线圈两端电压为，副线圈两端电压为，又因为理想变压器原副线圈的功率相等，有
整理有
电源的电压输出为
因为电流表和电压表测量的为有效值，电源的有效值为30V，电流表的示数为
原线圈两端电压有效值为
电压表测量的是副线圈两端的电压，即
整理有
故AB错误：
C．当滑片P从b向a缓慢滑动过程中，阻值变大，根据电流规律可知，总电阻变大，结合之前的分析可知，流过电阻的电流减小，由变压器规律，流过副线圈的电流也成比例减小，电阻不变，电流减小，根据，所以功率减小，故C正确；
D．由之前的分析，可以将电阻与电源放在一起，等效成新电源，其副线圈输出功率变为新电源的输出功率，有电源的输出功率的规律可知，当等效电阻等于新电源的内阻20Ω时，即，其输出功率最大，所以在滑片从b向a缓慢滑的过程中，其副线圆的输出功率先增大，后减小，故D错误。
故选C。
10. 如图所示，一根导体棒ab搭在两根足够长的光滑水平导轨上，整个空间有竖直向下的匀强磁场。给棒一个向右的初速度v0，此时棒所受的安培力大小为F0，只考虑电阻R，其余电阻均不计。则在此后过程中，则棒的速度大小v、棒受的安培力大小为F与位移x的关系图像正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】AB取向右为正方向，则金属杆向右滑行过程中，加速度为
两边同乘极短时间，结合，可知
因此整个过程中，有
可解得
故AB错误；
CD．根据结合可得
可知安培力大小为F随位移x均匀减小，故C正确，D错误。
故选C。
11. 如图所示，在半径为R的半球形陶罐的内表面上，一质量为m的光滑小球在距碗口高度为h的水平面内做匀速圆周运动，小球可视为质点，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球运动的周期为B. 小球运动的线速度为
C. 陶罐对小球的支持力为D. 小球运动的向心加速度为
【答案】B
【解析】ABD．设小球与圆心的连线与竖直方向的夹角为θ，对小球受力分析可知
其中
可得
选项AD错误，B正确；
C．陶罐对小球的支持力为
选项C错误。
故选B。
第II卷（非选择题）
二、实验题：本大题共1小题，共9分。
12. 某同学为研究某种金属导线的电阻率，用图电路进行实验，金属导线的长度可以通过导线上的滑动头调节，滑动头有一定的电阻，但阻值未知。

（1）请以笔代线，将未连接的导线在图中补齐___________

（2）实验室准备了R1（5Ω、3A）和R2（50Ω、1.5A）两种滑动变阻器，用R1、R2分别实验，以电压表的读数U为纵轴，以为横轴（x为图甲中AP长度，L为AB长度），得到图像如图，其中选用R1时对应的图线应为___________（选填“m”或“n”）；

（3）在用螺旋测微器测量金属导线的直径如图所示，则该导线的直径为___________mm；

（4）在多次调节滑动头改变金属导线的长度l，并测量出不同长度时的电阻值Rx，作Rx-l图（图戊），根据图像可求出该金属导线的电阻率为___________（计算结果保留两位有效数字）。

【答案】（1） （2）m
（3）1.006##1.007##1.008##1.009 （4）（均可）
【解析】【小问1详解】
根据电路图连接实物图，如图

【小问2详解】
若电源为理想电源，由于滑动变阻器电阻较小，则移动滑动变阻器，并联支路电压变化较小，则根据串联分压原理可知
化简可得
则图像的斜率近似为定值，故选用R1时对应的图线应为m。
【小问3详解】
螺旋测微器的分度值为0.01mm，则该导线的直径为
【小问4详解】
根据电阻定律
由图可知
代入数据解得，该金属导线电阻率为
三、计算题：本大题共4小题，共40分。
13. 火箭回收技术能够降低发射成本。某次小型火箭低空飞行回收实验中，火箭升高到96m后悬停，接着先向下做匀加速直线运动，后做向下匀减速直线运动，匀加速的加速度是匀减速加速度大小的3倍，成功降落地面时速度为零，向下运动的总时间为16s。不计火箭质量的变化和空气阻力，重力加速度。求：
（1）火箭向下运动的最大速度；
（2）向下加速的时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）设匀加速最大速度为 ，则满足
解得
（2）设加速时间为 ，加速度为 ，减速时间为 ，加速度为 ，则
且
，
解得
14. 蹦床运动有“空中芭蕾”之称，某质量m=50kg的运动员从空中h1=1.25m落下，接着又能弹起h2=1.8m高度，此次人与蹦床的接触时间t=0.50s，取g=10m/s2，求：
（1）运动员与蹦床接触时间内，所受重力的冲量大小I；
（2）运动员与蹦床接触时间内，受到蹦床平均弹力的大小F。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）重力的冲量大小为
（2）设运动员下落h1高度时的速度大小为，再次弹起时的速度大小为，则有
以竖直向上为正方向，对运动员由动量定理有
代入数据得
15. 如图所示，质量为m的小球穿过竖直杆，与一自然长度为L轻质弹性绳相连。弹性绳跨过M处的光滑小滑轮，右端固定在N点，O、M、N处于同一水平线上且。从O点静止释放小球，小球可以到达最低点P，其中。已知小球与竖直杆之间的摩擦因数为μ，弹性绳劲度系数为k始终在弹性限度内，弹性势能（x为形变量），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，空气阻力不计。求：
（1）小球从O点释放时的加速度大小a；
（2）小球从O点运动到P点过程中弹性绳做的功W；
（3）若O点下方有一Q点且，则小球第一次经过Q点时的动能。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）小球从O点释放瞬间，小球对杆的压力大小与弹性绳弹力大小相等为，受力分析得
解得
（2）小球释放后运动到P的过程中，对竖直杆的压力
为恒定值，故过程中摩擦力大小恒定。根据动能定理
解得弹性绳做的功
（3）因弹性势能，由O到P过程弹性绳的弹性势能变化量
则O到Q过程弹性绳对小球做的功
对小球从O到Q过程应用动能定理
解得
16. 如图所示，平面直角坐标系xOy中直线OM与x轴之间的夹角，OM与x轴之间存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于坐标平面向里。直线OM与y轴之间存在匀强电场（图中没有画出）。一质量为m、电荷量为的带电粒子从OM上某点P垂直于磁场进入磁场区域，粒子速度方向与直线OM之间的夹角也是30°。粒子在磁场中偏转，恰好没有穿过x轴，再次经过直线OM时与坐标原点O的距离为L。不计粒子的重力。
（1）求该粒子进入磁场时速度v的大小；
（2）若电场方向沿y轴负方向，粒子再次从P点进入磁场区域，求电场强度的大小；
（3）若带电粒子恰能再次从P点以速度v返回磁场区域，求电场强度的大小和方向。
【答案】（1）；（2）；（3），方向垂直与OM向下
【解析】（1）根据题意，粒子在磁场中做圆周运动，则有
解得
粒子的运动轨迹，如图所示

由几何关系可得，粒子做圆周运动的轨道半径
解得
（2）粒子进入电场时速度方向沿方向，若电场方向沿y轴负方向，粒子在电场中做类平抛运动，则有
，
其中
解得
（3）粒子恰能再次从P点以速度v返回磁场区域，则电场力对粒子做功为零，所以电场的方向垂直与OM向下，粒子从Q到P做类斜抛运动，则有
，
其中
解得