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广西南宁市第二中学2024-2025学年高三上学期开学物理试题
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这是一份广西南宁市第二中学2024-2025学年高三上学期开学物理试题，共13页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
物理
（时间75分钟，共100分）
一、选择题（本题共10小题，共计46分。在每个小题给出的四个选项中，第1-7题只有一个选项正确，选对得4分；第8-10有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全得3分，有选错或不选的得0分。）
1.为了研究电磁炉的工作原理，某个同学制作了一个简易装置，如图所示，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，放置在铁芯上方的不锈钢锅具开始发热，可以增大锅具发热功率的办法是（ ）
A.增大交流电源的频率锅具
B.把不锈钢锅换成陶瓷锅
C.将电源换成电动势更大的直流电源
D.把线圈内部铁芯去掉
2.市面上有一种“自热火锅”，结构如图所示，其原理是向食材层、加热层中加水，利用加热层中发热包遇水反应释放热量为食材加热。在加热过程中（ ）
A.能闻到食材的香味是因为气体分子的布朗运动
B.食材层内每个气体分子热运动的速率均会增大
C.食材层内每个气体分子对侧壁碰撞的作用力均会减小
D.若在食材加热沸腾时将透气孔堵住，则食材层内气体压强增大
3.图甲为交流发电机示意图，图中两磁极之间的磁场可近似为匀强磁场，A为理想电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动。从图示位置开始计时，电刷E、F之间的电压随时间变化的图像如图乙所示。已知R=10Ω，下列说法正确的是（ ）
A. t=0.01s时，穿过线圈平面的磁通量最大
B. t=0时，线圈中感应电流的方向为DCBAD
C. E、F之间电压的瞬时值表达式为
D.当线圈从图示位置转过60°时，电流表的示数为0.5A
4.核电作为清洁低碳、安全高效、稳定且可大规模发展的绿色低碳能源，在推动绿色发展和助力“双碳”目标实现方面发挥着重要的作用。据统计，一座百万千瓦电功率的核电厂和燃煤电厂相比，每年可以减少二氧化碳排放600多万吨，可见核能是减排效应较大的能源之一。下列关于核反应的说法正确的是（ ）
A.重核裂变过程中能释放能量而轻核聚变过程中只吸收能量
B.核反应堆中发生的核裂变方程为
C.核裂变产生的一个原子核中有56个质子，88个中子
D. 的半衰期为7亿年，10个原子核经过7亿年还有5个没发生衰变
5.劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图（1）所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图（2）所示。干涉条纹有如下特点：任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图（1）装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹（ ）
A.变疏B.变密C.不变D.消失
6.如图所示，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后（ ）
A. R的发热功率不变
B.电压表的示数变大
C.电流表A1的示数变大
D.电流表A2的示数变小
7.如图甲所示，轻质弹簧下端挂一质量为m的小球并处于静止状态。现将小球竖直向上推动距离A后由静止释放并开始计时，小球在竖直方向开始做简谐振动，弹簧弹力与小球运动时间的关系如图乙所示（选竖直向上为正方向），重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A.小球做简谐运动的周期为
B.小球在时间内下降的高度为
C.小球的最大加速度为2g
D.弹簧的最大弹性势能为2mgA
8.某民航客机在高空飞行时，利用空气压缩机来保持机舱内外气压之比为4∶1。机舱内有一导热气缸，活塞质量m=2kg、横截面积S=10cm2，活塞与气缸壁之间密封良好且无摩擦。客机在地面静止时，气缸如图（a）所示竖直放置，平衡时活塞与缸底相距l1=8cm；客机在高度h处匀速飞行时，气缸如图（b）所示水平放置，平衡时活塞与缸底相距l2=10cm。气缸内气体视为理想气体，机舱内温度可认为不变。已知大气压强随高度的变化规律如图（c）所示，地面大气压强p0=1.0×105Pa，地面重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）
图（a）图（b）图（c）
A.气缸内气体由图（a）状态到图（b）状态的过程中气体压强增大
B.气缸内气体由图（a）状态到图（b）状态的过程中气体压强减小
C.高度h处的大气压强为9.6×104Pa
D.根据图（c）估测出此时客机的飞行高度约为104m
9.氢原子的能级图如图（a）所示，一群处于n=4能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射如图（b）电路中的阴极K，只有1种频率的光能使之发生光电效应，产生光电子，测得其电流随电压变化的图像如图（c）所示。电子电荷量为，则下列说法正确的是（ ）
（a）（b）（c）
A.题述氢原子跃迁一共能发出4种不同频率的光子
B.阴极金属的逸出功为11.15eV
C.题述光电子能使处于n=3能级的氢原子电离
D.若图（c）中饱和光电流为I=3.2μA，则1s内最少有2×103个氢原子发生跃迁
10.一列简谐横波沿x轴传播，在t=0.15s时的波形如图甲所示，B、C、D、E为介质中的四个质点，已知质点E的平衡位置的横坐标为m。图乙为质点C的振动图像。下列说法正确的是（ ）
甲乙
A.该波沿x轴正方向传播
B.该波的波速为75m/s
C.质点C的平衡位置位于x=4.5m处
D.从t=0.15s开始，质点C与质点B第一次回到平衡位置的时间差为s
二、实验题（共2小题，共14分。）
11.（6分）某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。
（1）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为 （填字母）。
A.控制变量法B.理想化模型法C.等效替代法
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是 （填字母）。
A.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B.有助于油酸的颜色更透明便于识别
C.有助于测量一滴油酸的体积
D.对油酸溶液起到稀释作用
（3）该小组进行下列实验操作，请将它们按操作先后顺序排列： 。
A. B. C.
D. E.
（4）已知实验室中使用的油酸酒精溶液每10mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上（如图）。该油酸分子的大小d= m（结果保留2位有效数字）。
（5）某同学在该实验中，计算结果明显偏小，可能是由于 （填字母）。
A.油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多
B.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C.求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴
D.油酸未完全散开
智能手机自带许多传感器，某同学使用其中的磁感应强度传感器，结合单摆原理测量当地的重力加速度。具体操作如下：
12.（8分）（1）用游标卡尺测量小钢球的直径d，测得结果如图甲所示，其读数d= mm。
（2）将轻质细线一端固定在O点，另一端系一小钢球，如图乙所示，将强磁铁吸附于小钢球下侧，在单摆的正下方放置一手机，打开手机中测量磁感应强度的应用软件。
（3）将小钢球拉到一定高度，细线处于伸直状态，小钢球做小角度摆动，每当钢球经过手机时，磁传感器会采集到一个磁感应强度的峰值。采集到的磁感应强度随时间变化的图像如图丙所示，已知连续n个峰值间的时间长为t，则单摆的周期T= （用n、t表示）。
（4）方法一：用毫米刻度尺测量出细线的长度L，以悬点到钢球中心的长为摆长，根据单摆的周期公式，求出重力加速度g= （用L、d、T表示）。
方法二：多次改变细线的长L，测出对应的周期T，作出L—T2图像，已知图像的斜率为k，则重力加速度g= （用k表示）。
三、计算题（本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。答案中必须明确写出数值和单位）
13.（10分）某种由透明材料制成的直角三棱镜ABC的截面示意图如图所示，∠A=30°，，在与BC边相距d=30cm的位置放置一平行于BC边的竖直光屏。现有一细光束射到棱镜AB面上的P点，入射光线与AB面的垂线CP的夹角i=60°，该光线经棱镜折射后，从BC边射出，透明材料对该光的折射率，光在真空中传播的速度大小，整个装置置于真空中。求：
（1）光线在BC面上的出射点与光屏上光斑的距离x；
（2）光线从P点至传播到光屏上所需的时间t。
14.（13分）如图所示为一超重报警装置示意图。高为L、横截面积为S、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为m的活塞，稳定时正好封闭一段长度为的理想气样。活塞可通过轻绳连接重物以达到监测重物的目的，当所挂重物质量为时，活塞恰好下降至位于离容器底部有一定距离的预警传感器处，刚好触发超重预警。已知初始时环境热力学温度为T0，大气压强为p0，重力加速度为g，缸内气体内能与热力学温度的关系为，k为常数，不计摩擦阻力。
（1）求预警传感器到容器底部的距离；
（2）在（1）条件下，若外界温度缓慢降低为，求从刚好触发超重预警到外界温度缓慢降低为的过程中，容器内气体向外界放出的热量。
15.（17分）如图（a）是游戏设备——太空梭，人固定在座椅车上从高处竖直下坠，体验瞬间失重的刺激。某工程师利用磁场控制座椅车速度，其原理图可简化为图（b）。座椅车包括座椅和金属框架，金属框架由竖直金属棒ab、cd及5根水平金属棒组成。ab、cd长度均为4h，电阻不计；5根水平金属棒等距离分布，长度均为L，电阻均为R。地面上方足够高处存在竖直宽度为h的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于竖直面向里。某次试验时，将假人固定在座椅车上，座椅车竖直放置，让座椅车从金属棒bc距离磁场上边界h高处由静止下落，金属棒bc进入磁场后立即保持匀速直线运动，不计摩擦和空气阻力，重力加速度大小为g。求：
图（a）图（b）
（1）人和座椅车的总质量m；
（2）从bc离开磁场到ad离开磁场的过程中，流过金属棒bc的电荷量q；
（3）金属框架abcd穿过磁场的过程中，金属棒bc上产生的热量Q。
南宁二中2024年高三开学考
物理参考答案
1. A
【解析】当下方线圈通入交流电时，在不锈钢锅具中会产生感应电动势，形成涡流而产生热量，因感应电动势与电流的变化率成正比，增大交流电源的频率，感应电动势增大，电流增大，热功率增大，A正确；陶瓷不是磁性材料，把不锈钢锅换成陶瓷锅，则不会产生涡流，B错误；换成直流电源，恒定电流产生恒定的磁场，穿过线圈的磁通量不变，锅具中不会有感应电流，热功率为0，C错误；把线圈内部铁芯去掉，感应电动势减小，感应电流减小，热功率变小，D错误。
2. D
【解析】能闻到食材的香味是因为气体分子的扩散，A错误；在加热过程中，食材层内气体温度升高，气体分子热运动的平均速率会增大。根据动量定理，可知气体分子对侧壁碰撞的平均作用力均会增加，BC错误；若在食材加热沸腾时将透气孔堵住，根据查理定律可知温度升高时，食材层内气体压强增大，D正确。
3. B
【解析】t=0.01s时，电动势有最大值，此时线圈所在平面与中性面垂直，穿过线圈平面的磁通量最小，A错误；t=0时，根据楞次定律可知线圈中感应电流的方向为DCBAD，故B正确；E、F之间电压的瞬时值表达式为，C错误；电流表示数为电流有效值，所以，D错误。
4. C
【解析】核聚变时释放能量，质量亏损，故A错误；核反应堆中发生的核裂变方程为，B错误；核裂变产生的一个原子核中有56个质子，88个中子，C正确；半衰期是对大量粒子的统计规律，10个原子核不符合半衰期规律，D错误。
5. A
【解析】从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为，即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为，显然抽去一张纸后空气层的倾角变小，故相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离变大，干涉条纹条纹变疏，A正确。
6. C
【解析】闭合开关S后，负载电阻减小，匝数为n4的线圈输出功率变大，匝数为n1的线圈输入功率也变大，a、b两端电压有效值不变，由可知电流表A1的示数变大，根据，因比值不变，I1变大，I2变大，所以R的发热功率变大，A错误，C正确；根据理想变压器电压比等于匝数比，可知输出电压U2不变，电压表的示数不变，B错误；根据理想变压器电流与匝数关系可得；由于匝数均保持不变，I1增大，所以I2、I4增大，故电流表A2的示数变大，D错误。
7. C
【解析】分析乙图可知小球从上方的最大位移处到下方的最大位移处用时为t0，所以小球做简谐运动的周期为2t0，A错误；因为小球从上方最大位移处运动四分之一周期，振动路程为A，时间间隔为，且速度逐渐增加，故小球在时间内下降的高度小于，B错误；在下方最大位移处，小球受到向上的最大弹力为3mg，则，小球最大加速度为2g，C正确；小球从上方的最大位移处运动到下方的最大位移处，动能增量为0，弹簧弹性势能增量等于小球重力势能的减小量2mgA，但是初始弹簧具有一定的弹性势能，所以弹簧的最大弹性势能应大于2mgA，D错误。
8. BD
【解析】汽缸内气体由图（a）到图（b）状态的过程气体体积变大，而气体的温度不变，由玻意耳定律可知气体的压强减小，故B正确，A错误；设气体初状态压强为p1，对活塞，由平衡条件得，代入数据解得，气体温度不变，由玻意耳定律得，代入解得，机舱内外气体压强之比是4∶1，因此舱外气体，由图（c）出此时客机的飞行高度为104m，D正确，C错误。
9. BCD
【解析】氢原子跃迁一共能发出6种不同频率的光子，A错误；跃迁时能够释放出最大光子能量为，逸出功为，B正确；使n=3能级氢原子电离所需要的能量为1.51eV，题中光电子最大动能大于电离所需要的能量，故能够使n=3能级的氢原子电离，C正确；饱和光电流为3.2μA，则1s内阴极发出的光电子数目为，D正确。
10. AD
【解析】由图乙（质点C的振动图像）可知，t=0.15s质点c沿y轴负方向运动，而图甲为t=0.15s时的波形，根据同侧法，该波沿x轴正方向传播，A正确；由甲图可知，此简谐波振幅为20cm，而此时B位移为cm，故B与E两质点平衡位置之间距离xBE与总波长λ的比例关系满足，解得，由图乙知T=0.4s，因此波速，错误；简谐振动方程，其中，则，因此t=0.15s时C点位移，故E与C两质点平衡位置之间距离xEC与总波长的比例关系满足，解得，质点C的平衡位置坐标为，C错误；从t=0.15s开始，由图乙可知，质点C第一次回到平衡位置的时间为tC=0.05s。由于波沿x正方向传播，所以质点B先振动到波谷再回到平衡位置。设任何质点从平衡位置振动到位移为10cm时所需时间为，根据得，从t=0.15s开始，质点B第一次回到平衡位置的时间为，它们的时间差为，D正确。
11.（6分）【答案】（1）B（1分）（2）D（1分）（3）CAEDB（1分）
（4）（）（2分）（5）A（1分）
【详解】（1）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为理想化模型法。故选B。
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用。故选D。
（3）“用油膜法测油酸分子的大小”的实验步骤为：用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积：往浅盘里倒入约2cm深的水，水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上，用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。则实验操作顺序为CAEDB。
（4）一滴酒精油酸溶液纯油酸的体积为
正方形小格的面积为1cm2，根据超过半格算一格，不足半格舍掉，由图可知，大约有61个小格，则油酸的面积为61cm2，则油酸分子的直径为
（5）某同学在该实验中，计算结果明显偏小，根据
A.油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多，导致油酸浓度增大，则代入计算的浓度偏小，一滴酒精油酸溶液纯油酸体积测量值偏小，则直径的测量值偏小，故A正确；
B.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则油酸面积测量值偏小，直径的测量值偏大，故B错误：
C.求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴，则一滴酒精油酸溶液纯油酸体积测量值偏大，直径的测量值偏大，故C错误；
D.油酸未完全散开，则油酸面积测量值偏小，直径的测量值偏大，故D错误。故选A。
12.（8分）【答案】（1）10.5（3）（4）；（每空2分，共8分）
【解析】（1）游标卡尺的读数为；
（3）相邻两次磁感应强度峰值之间的时间间隔为半个周期，所以单摆的周期为；
（4）根据单摆的周期公式，解得；
设钢球和强磁铁的重心到悬线下端的距离为r，则摆长，
根据，得，图像的斜率，则重力加速度。
13.（10分）【答案】（1）0.6m；（2）
解：（1）画出光路图如图所示。由折射定律可得
由几何关系有
则光线在BC面上的入射角，
同理有
由几何关系有
解得x=0.6m
（2）光在介质中传播的速度大小
由几何关系可知光在介质中的路程为
则光在介质中的传播时间
光在真空中的传播时间
又
解得
14.（13分）【答案】（1）；（2）
解：（1）设预警传感器到容器底部的距离为h
挂重物前，对活塞分析，有
挂上重物后，对重物和活塞组成的系统分析，
有
气体发生等温变化，则
解得
（2）气体发生等压变化，则
解得
此过程中外界对气体做功
气体内能的变化量为
根据热力学第一定律
解得
所以，气体放出的热量为
15.（17分）【答案】（1）；（2）；（3）
解：（1）金属棒bc进入磁场后做匀速直线运动，则有
其中电流
电动势
其中
解得
（2）从bc离开磁场到ad离开磁场的过程中，所用时间
bc离开磁场后，其它棒切割磁感线，bc棒都是与其它四棒并联，流过bc的电流为总电流的
即
解得
流过棒bc的电荷量
解得
（3）由于座椅匀速，动能不变，从bc进入到ad离开下落的位移为H=5h
减少机械能为
根据能量守恒定律减少的机械能全部转化为热量，5根导体棒在下落过程所处的地位一样，
故金属棒bc上产生的热量
解得
物理
（时间75分钟，共100分）
一、选择题（本题共10小题，共计46分。在每个小题给出的四个选项中，第1-7题只有一个选项正确，选对得4分；第8-10有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全得3分，有选错或不选的得0分。）
1.为了研究电磁炉的工作原理，某个同学制作了一个简易装置，如图所示，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，放置在铁芯上方的不锈钢锅具开始发热，可以增大锅具发热功率的办法是（ ）
A.增大交流电源的频率锅具
B.把不锈钢锅换成陶瓷锅
C.将电源换成电动势更大的直流电源
D.把线圈内部铁芯去掉
2.市面上有一种“自热火锅”，结构如图所示，其原理是向食材层、加热层中加水，利用加热层中发热包遇水反应释放热量为食材加热。在加热过程中（ ）
A.能闻到食材的香味是因为气体分子的布朗运动
B.食材层内每个气体分子热运动的速率均会增大
C.食材层内每个气体分子对侧壁碰撞的作用力均会减小
D.若在食材加热沸腾时将透气孔堵住，则食材层内气体压强增大
3.图甲为交流发电机示意图，图中两磁极之间的磁场可近似为匀强磁场，A为理想电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动。从图示位置开始计时，电刷E、F之间的电压随时间变化的图像如图乙所示。已知R=10Ω，下列说法正确的是（ ）
A. t=0.01s时，穿过线圈平面的磁通量最大
B. t=0时，线圈中感应电流的方向为DCBAD
C. E、F之间电压的瞬时值表达式为
D.当线圈从图示位置转过60°时，电流表的示数为0.5A
4.核电作为清洁低碳、安全高效、稳定且可大规模发展的绿色低碳能源，在推动绿色发展和助力“双碳”目标实现方面发挥着重要的作用。据统计，一座百万千瓦电功率的核电厂和燃煤电厂相比，每年可以减少二氧化碳排放600多万吨，可见核能是减排效应较大的能源之一。下列关于核反应的说法正确的是（ ）
A.重核裂变过程中能释放能量而轻核聚变过程中只吸收能量
B.核反应堆中发生的核裂变方程为
C.核裂变产生的一个原子核中有56个质子，88个中子
D. 的半衰期为7亿年，10个原子核经过7亿年还有5个没发生衰变
5.劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图（1）所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜。当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图（2）所示。干涉条纹有如下特点：任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定。现若在图（1）装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹（ ）
A.变疏B.变密C.不变D.消失
6.如图所示，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后（ ）
A. R的发热功率不变
B.电压表的示数变大
C.电流表A1的示数变大
D.电流表A2的示数变小
7.如图甲所示，轻质弹簧下端挂一质量为m的小球并处于静止状态。现将小球竖直向上推动距离A后由静止释放并开始计时，小球在竖直方向开始做简谐振动，弹簧弹力与小球运动时间的关系如图乙所示（选竖直向上为正方向），重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A.小球做简谐运动的周期为
B.小球在时间内下降的高度为
C.小球的最大加速度为2g
D.弹簧的最大弹性势能为2mgA
8.某民航客机在高空飞行时，利用空气压缩机来保持机舱内外气压之比为4∶1。机舱内有一导热气缸，活塞质量m=2kg、横截面积S=10cm2，活塞与气缸壁之间密封良好且无摩擦。客机在地面静止时，气缸如图（a）所示竖直放置，平衡时活塞与缸底相距l1=8cm；客机在高度h处匀速飞行时，气缸如图（b）所示水平放置，平衡时活塞与缸底相距l2=10cm。气缸内气体视为理想气体，机舱内温度可认为不变。已知大气压强随高度的变化规律如图（c）所示，地面大气压强p0=1.0×105Pa，地面重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）
图（a）图（b）图（c）
A.气缸内气体由图（a）状态到图（b）状态的过程中气体压强增大
B.气缸内气体由图（a）状态到图（b）状态的过程中气体压强减小
C.高度h处的大气压强为9.6×104Pa
D.根据图（c）估测出此时客机的飞行高度约为104m
9.氢原子的能级图如图（a）所示，一群处于n=4能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射如图（b）电路中的阴极K，只有1种频率的光能使之发生光电效应，产生光电子，测得其电流随电压变化的图像如图（c）所示。电子电荷量为，则下列说法正确的是（ ）
（a）（b）（c）
A.题述氢原子跃迁一共能发出4种不同频率的光子
B.阴极金属的逸出功为11.15eV
C.题述光电子能使处于n=3能级的氢原子电离
D.若图（c）中饱和光电流为I=3.2μA，则1s内最少有2×103个氢原子发生跃迁
10.一列简谐横波沿x轴传播，在t=0.15s时的波形如图甲所示，B、C、D、E为介质中的四个质点，已知质点E的平衡位置的横坐标为m。图乙为质点C的振动图像。下列说法正确的是（ ）
甲乙
A.该波沿x轴正方向传播
B.该波的波速为75m/s
C.质点C的平衡位置位于x=4.5m处
D.从t=0.15s开始，质点C与质点B第一次回到平衡位置的时间差为s
二、实验题（共2小题，共14分。）
11.（6分）某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。
（1）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为 （填字母）。
A.控制变量法B.理想化模型法C.等效替代法
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是 （填字母）。
A.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B.有助于油酸的颜色更透明便于识别
C.有助于测量一滴油酸的体积
D.对油酸溶液起到稀释作用
（3）该小组进行下列实验操作，请将它们按操作先后顺序排列： 。
A. B. C.
D. E.
（4）已知实验室中使用的油酸酒精溶液每10mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上（如图）。该油酸分子的大小d= m（结果保留2位有效数字）。
（5）某同学在该实验中，计算结果明显偏小，可能是由于 （填字母）。
A.油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多
B.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C.求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴
D.油酸未完全散开
智能手机自带许多传感器，某同学使用其中的磁感应强度传感器，结合单摆原理测量当地的重力加速度。具体操作如下：
12.（8分）（1）用游标卡尺测量小钢球的直径d，测得结果如图甲所示，其读数d= mm。
（2）将轻质细线一端固定在O点，另一端系一小钢球，如图乙所示，将强磁铁吸附于小钢球下侧，在单摆的正下方放置一手机，打开手机中测量磁感应强度的应用软件。
（3）将小钢球拉到一定高度，细线处于伸直状态，小钢球做小角度摆动，每当钢球经过手机时，磁传感器会采集到一个磁感应强度的峰值。采集到的磁感应强度随时间变化的图像如图丙所示，已知连续n个峰值间的时间长为t，则单摆的周期T= （用n、t表示）。
（4）方法一：用毫米刻度尺测量出细线的长度L，以悬点到钢球中心的长为摆长，根据单摆的周期公式，求出重力加速度g= （用L、d、T表示）。
方法二：多次改变细线的长L，测出对应的周期T，作出L—T2图像，已知图像的斜率为k，则重力加速度g= （用k表示）。
三、计算题（本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。答案中必须明确写出数值和单位）
13.（10分）某种由透明材料制成的直角三棱镜ABC的截面示意图如图所示，∠A=30°，，在与BC边相距d=30cm的位置放置一平行于BC边的竖直光屏。现有一细光束射到棱镜AB面上的P点，入射光线与AB面的垂线CP的夹角i=60°，该光线经棱镜折射后，从BC边射出，透明材料对该光的折射率，光在真空中传播的速度大小，整个装置置于真空中。求：
（1）光线在BC面上的出射点与光屏上光斑的距离x；
（2）光线从P点至传播到光屏上所需的时间t。
14.（13分）如图所示为一超重报警装置示意图。高为L、横截面积为S、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为m的活塞，稳定时正好封闭一段长度为的理想气样。活塞可通过轻绳连接重物以达到监测重物的目的，当所挂重物质量为时，活塞恰好下降至位于离容器底部有一定距离的预警传感器处，刚好触发超重预警。已知初始时环境热力学温度为T0，大气压强为p0，重力加速度为g，缸内气体内能与热力学温度的关系为，k为常数，不计摩擦阻力。
（1）求预警传感器到容器底部的距离；
（2）在（1）条件下，若外界温度缓慢降低为，求从刚好触发超重预警到外界温度缓慢降低为的过程中，容器内气体向外界放出的热量。
15.（17分）如图（a）是游戏设备——太空梭，人固定在座椅车上从高处竖直下坠，体验瞬间失重的刺激。某工程师利用磁场控制座椅车速度，其原理图可简化为图（b）。座椅车包括座椅和金属框架，金属框架由竖直金属棒ab、cd及5根水平金属棒组成。ab、cd长度均为4h，电阻不计；5根水平金属棒等距离分布，长度均为L，电阻均为R。地面上方足够高处存在竖直宽度为h的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于竖直面向里。某次试验时，将假人固定在座椅车上，座椅车竖直放置，让座椅车从金属棒bc距离磁场上边界h高处由静止下落，金属棒bc进入磁场后立即保持匀速直线运动，不计摩擦和空气阻力，重力加速度大小为g。求：
图（a）图（b）
（1）人和座椅车的总质量m；
（2）从bc离开磁场到ad离开磁场的过程中，流过金属棒bc的电荷量q；
（3）金属框架abcd穿过磁场的过程中，金属棒bc上产生的热量Q。
南宁二中2024年高三开学考
物理参考答案
1. A
【解析】当下方线圈通入交流电时，在不锈钢锅具中会产生感应电动势，形成涡流而产生热量，因感应电动势与电流的变化率成正比，增大交流电源的频率，感应电动势增大，电流增大，热功率增大，A正确；陶瓷不是磁性材料，把不锈钢锅换成陶瓷锅，则不会产生涡流，B错误；换成直流电源，恒定电流产生恒定的磁场，穿过线圈的磁通量不变，锅具中不会有感应电流，热功率为0，C错误；把线圈内部铁芯去掉，感应电动势减小，感应电流减小，热功率变小，D错误。
2. D
【解析】能闻到食材的香味是因为气体分子的扩散，A错误；在加热过程中，食材层内气体温度升高，气体分子热运动的平均速率会增大。根据动量定理，可知气体分子对侧壁碰撞的平均作用力均会增加，BC错误；若在食材加热沸腾时将透气孔堵住，根据查理定律可知温度升高时，食材层内气体压强增大，D正确。
3. B
【解析】t=0.01s时，电动势有最大值，此时线圈所在平面与中性面垂直，穿过线圈平面的磁通量最小，A错误；t=0时，根据楞次定律可知线圈中感应电流的方向为DCBAD，故B正确；E、F之间电压的瞬时值表达式为，C错误；电流表示数为电流有效值，所以，D错误。
4. C
【解析】核聚变时释放能量，质量亏损，故A错误；核反应堆中发生的核裂变方程为，B错误；核裂变产生的一个原子核中有56个质子，88个中子，C正确；半衰期是对大量粒子的统计规律，10个原子核不符合半衰期规律，D错误。
5. A
【解析】从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为，即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为，显然抽去一张纸后空气层的倾角变小，故相邻亮条纹（或暗条纹）之间的距离变大，干涉条纹条纹变疏，A正确。
6. C
【解析】闭合开关S后，负载电阻减小，匝数为n4的线圈输出功率变大，匝数为n1的线圈输入功率也变大，a、b两端电压有效值不变，由可知电流表A1的示数变大，根据，因比值不变，I1变大，I2变大，所以R的发热功率变大，A错误，C正确；根据理想变压器电压比等于匝数比，可知输出电压U2不变，电压表的示数不变，B错误；根据理想变压器电流与匝数关系可得；由于匝数均保持不变，I1增大，所以I2、I4增大，故电流表A2的示数变大，D错误。
7. C
【解析】分析乙图可知小球从上方的最大位移处到下方的最大位移处用时为t0，所以小球做简谐运动的周期为2t0，A错误；因为小球从上方最大位移处运动四分之一周期，振动路程为A，时间间隔为，且速度逐渐增加，故小球在时间内下降的高度小于，B错误；在下方最大位移处，小球受到向上的最大弹力为3mg，则，小球最大加速度为2g，C正确；小球从上方的最大位移处运动到下方的最大位移处，动能增量为0，弹簧弹性势能增量等于小球重力势能的减小量2mgA，但是初始弹簧具有一定的弹性势能，所以弹簧的最大弹性势能应大于2mgA，D错误。
8. BD
【解析】汽缸内气体由图（a）到图（b）状态的过程气体体积变大，而气体的温度不变，由玻意耳定律可知气体的压强减小，故B正确，A错误；设气体初状态压强为p1，对活塞，由平衡条件得，代入数据解得，气体温度不变，由玻意耳定律得，代入解得，机舱内外气体压强之比是4∶1，因此舱外气体，由图（c）出此时客机的飞行高度为104m，D正确，C错误。
9. BCD
【解析】氢原子跃迁一共能发出6种不同频率的光子，A错误；跃迁时能够释放出最大光子能量为，逸出功为，B正确；使n=3能级氢原子电离所需要的能量为1.51eV，题中光电子最大动能大于电离所需要的能量，故能够使n=3能级的氢原子电离，C正确；饱和光电流为3.2μA，则1s内阴极发出的光电子数目为，D正确。
10. AD
【解析】由图乙（质点C的振动图像）可知，t=0.15s质点c沿y轴负方向运动，而图甲为t=0.15s时的波形，根据同侧法，该波沿x轴正方向传播，A正确；由甲图可知，此简谐波振幅为20cm，而此时B位移为cm，故B与E两质点平衡位置之间距离xBE与总波长λ的比例关系满足，解得，由图乙知T=0.4s，因此波速，错误；简谐振动方程，其中，则，因此t=0.15s时C点位移，故E与C两质点平衡位置之间距离xEC与总波长的比例关系满足，解得，质点C的平衡位置坐标为，C错误；从t=0.15s开始，由图乙可知，质点C第一次回到平衡位置的时间为tC=0.05s。由于波沿x正方向传播，所以质点B先振动到波谷再回到平衡位置。设任何质点从平衡位置振动到位移为10cm时所需时间为，根据得，从t=0.15s开始，质点B第一次回到平衡位置的时间为，它们的时间差为，D正确。
11.（6分）【答案】（1）B（1分）（2）D（1分）（3）CAEDB（1分）
（4）（）（2分）（5）A（1分）
【详解】（1）实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为理想化模型法。故选B。
（2）实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用。故选D。
（3）“用油膜法测油酸分子的大小”的实验步骤为：用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积：往浅盘里倒入约2cm深的水，水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上，用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。则实验操作顺序为CAEDB。
（4）一滴酒精油酸溶液纯油酸的体积为
正方形小格的面积为1cm2，根据超过半格算一格，不足半格舍掉，由图可知，大约有61个小格，则油酸的面积为61cm2，则油酸分子的直径为
（5）某同学在该实验中，计算结果明显偏小，根据
A.油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多，导致油酸浓度增大，则代入计算的浓度偏小，一滴酒精油酸溶液纯油酸体积测量值偏小，则直径的测量值偏小，故A正确；
B.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则油酸面积测量值偏小，直径的测量值偏大，故B错误：
C.求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴，则一滴酒精油酸溶液纯油酸体积测量值偏大，直径的测量值偏大，故C错误；
D.油酸未完全散开，则油酸面积测量值偏小，直径的测量值偏大，故D错误。故选A。
12.（8分）【答案】（1）10.5（3）（4）；（每空2分，共8分）
【解析】（1）游标卡尺的读数为；
（3）相邻两次磁感应强度峰值之间的时间间隔为半个周期，所以单摆的周期为；
（4）根据单摆的周期公式，解得；
设钢球和强磁铁的重心到悬线下端的距离为r，则摆长，
根据，得，图像的斜率，则重力加速度。
13.（10分）【答案】（1）0.6m；（2）
解：（1）画出光路图如图所示。由折射定律可得
由几何关系有
则光线在BC面上的入射角，
同理有
由几何关系有
解得x=0.6m
（2）光在介质中传播的速度大小
由几何关系可知光在介质中的路程为
则光在介质中的传播时间
光在真空中的传播时间
又
解得
14.（13分）【答案】（1）；（2）
解：（1）设预警传感器到容器底部的距离为h
挂重物前，对活塞分析，有
挂上重物后，对重物和活塞组成的系统分析，
有
气体发生等温变化，则
解得
（2）气体发生等压变化，则
解得
此过程中外界对气体做功
气体内能的变化量为
根据热力学第一定律
解得
所以，气体放出的热量为
15.（17分）【答案】（1）；（2）；（3）
解：（1）金属棒bc进入磁场后做匀速直线运动，则有
其中电流
电动势
其中
解得
（2）从bc离开磁场到ad离开磁场的过程中，所用时间
bc离开磁场后，其它棒切割磁感线，bc棒都是与其它四棒并联，流过bc的电流为总电流的
即
解得
流过棒bc的电荷量
解得
（3）由于座椅匀速，动能不变，从bc进入到ad离开下落的位移为H=5h
减少机械能为
根据能量守恒定律减少的机械能全部转化为热量，5根导体棒在下落过程所处的地位一样，
故金属棒bc上产生的热量
解得
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