【物理】山东省青岛市2024-2025学年高三上学期开学期初调研检测试题（解析版）

这是一份【物理】山东省青岛市2024-2025学年高三上学期开学期初调研检测试题（解析版），共26页。试卷主要包含了多项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、（单选题，每小题3分，共24分）
1. 医学中某型号心脏起搏器便用氚电池供电，氚电池可以将氚核衰变时产生的核能转化为电能。衰变方程为。已知氚核衰变的半衰期为12.5年，当电池中氚的含量低于初始值的时便无法正常工作。下列说法正确的是（ ）
A. 氚核发生的是衰变
B. 氚电池大约能正常工作35年
C. 起搏器的工作环境会改变氚的半衰期
D. 的比结合能比的比结合能小
【答案】D
【解析】A．根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可知，X粒子为电子，即氚核发生的是衰变，故A错误；
B．电池中氚的含量等于初始值的25%时，即剩余的氚核为原来的四分之一，根据
可知经过了两个半衰期，即氚电池大约能正常工作
故B错误；
C．放射性元素的半衰期由原子核自身决定，起搏器的工作环境不会改变氚的半衰期，故C错误；
D．氚核发生β衰变后，反应后的产物比更稳定，所以的比结合能比的比结合能小，故D正确。
故选D。
2. 太阳和月球对地球上某一区域海水引力周期性变化引起了潮汐现象。已知太阳质量为，太阳与地球的距离为，月球质量为，月球与地球的距离为，地球质量为，地球半径为。对同一区域海水而言，太阳的引力和月球的引力之比约为（ ）
A. 1.75B. 17.5C. 175D. 1750
【答案】C
【解析】根据万有引力公式，设海水的质量为m，太阳的质量为，太阳与地球的距离为，月球的质量为，月球与地球的距离为，太阳对海水的引力
月球对海水引力
代入数据可得
故选C。
3. 2023年9月21日，“天宫课堂”第四课开讲，神舟十六号航天员在空间站内演示微重力环境下不同质量钢球的对心碰撞现象。如图所示，一质量为的钢球相对网格布静止，航天员将质量为的钢球B以的速度水平向左抛出，两球发生弹性正碰。下列说法正确的是（ ）
A. 碰撞后向左运动，速度大小为
B. 撞后B向左运动，速度大小为
C. 碰撞前后AB动量变化相同
D. 碰撞过程中A对B的冲量大小为
【答案】D
【解析】AB．设向左为正，由动量守恒和能量守恒关系可知
解得
即碰撞后向左运动，速度大小为，撞后B向右运动，速度大小为，选项AB错误；
C．由动量守恒可知，碰撞前后AB动量变化大小相同，方向相反，选项C错误；
D．碰撞过程中A对B的冲量大小为
负号表示冲量方向向右，选项D正确。
故选D。
4. “半波损失”是指反射光在离开反射点时的振动方向相对于入射光到达入射点时的振动方向相反的现象，这种现象仅存在于光从光疏介质射向光密介质的反射光中，折射光没有“半波损失”。某种防蓝光眼镜，从眼镜前面观察，发现镜片呈蓝色，这是因为镜片前表面镀膜增强了蓝光的反射。已知膜的折射率大于镜片的折射率，膜的最小厚度为，蓝光在膜中的波长为。下列说法正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可知，蓝光从空气射入膜产生反射时发生了半波损失，从膜射入镜片产生反射时不会产生半波损失，则膜的前后两个表面反射的蓝光的振动反相，则光程差为膜厚度的2倍，两个反射光振动加强，则有
（n=1，2，3，⋯）
解得膜的最小厚度为
故选A。
5. 如图所示，倾角为的粗糙斜面上固定两个光滑滑轮，跨过两滑轮的非弹性轻绳两端连接物块A、B，轻绳与斜面平行且沿斜面向下。已知物块与斜面间的动摩擦因数均为，为保证两物块静止在斜面上，A、B两物块质量之比可能为（ ）
A. 0.4B. 1.9C. 2.5D. 3.5
【答案】B
【解析】若A刚好不向上运动，则对A
对B
解得
若A刚好不向下运动，则对A
对B
解得
可知
故选B。
6. 如图所示，一定质量的理想气体在密闭容器内从状态经状态又回到状态。已知该循环包括绝热、等温和等容三个过程。下列说法正确的是（ ）
A. 为绝热过程，为等温过程
B. 气体在状态时分子平均动能最小
C. 过程中外界对气体做的功小于气体内能的增加量
D. 过程中气体放出的热量大于吸收的热量
【答案】B
【解析】A．假设为绝热过程，气体体积增大，气体对外做功，根据热力学第二定律可知，气体内能减小，气体温度降低，气体做等容变化，气体压强减小，气体温度降低，则状态的温度大于状态的温度，与为等温过程不符，故假设不成立，为等温过程，为绝热过程，故A错误；
B．等温过程，气体做等容变化，气体压强减小，气体温度降低，故气体在状态时温度最低，气体在状态时分子平均动能最小，故B正确；
C．过程中，气体温度升高，气体内能增大，气体体积减小，外界对气体做功，为绝热过程，故过程中外界对气体做的功等于气体内能的增加量，故C错误；
D．根据图像可知，过程气体对外界做功，过程气体温度不变，内能不变，故过程中气体放出的热量小于吸收的热量，故D错误。故选B。
7. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈一侧接入的交流电压的瞬时值表达式为，定值电阻，电阻箱初始阻值为，灯泡阻值恒为。不计电流表内阻，下列说法正确的是（ ）
A. 电流表的示数为
B. 逐渐增大的阻值，两端电压变大
C. 当时，变压器的输出功率最大
D. 若将换为理想二极管，则灯泡两端电压的有效值为
【答案】C
【解析】A．初始时，和灯泡L并联后的电阻为
变压器以及次级线圈负值的等效电阻为
则原线圈电流为
副线圈电流为
由于电阻箱与灯泡电阻相等，所以电流表的示数为2.75A，故A错误；
B．逐渐增大的阻值，则等效电阻变大，则原线圈电流减小，两端电压变小，故B错误；
C．将等效为电源内阻，则当时，变压器的输出功率最大，即
解得
故C正确；
D．若将换为导线，根据
解得
将换为理想二极管，由于二极管有单向导电性，则灯泡L两端电压的有效值将减小，小于，故D错误。
故选C。
8. 如图甲所示，长度的水平传送带顺时针匀速转动，其右端与一半径的竖直光滑半圆轨道相切于A点。小物块以初速度冲上传送带的左端，在传送带上运动一段时间后进入半圆轨道。当传送带以不同速率运行时，小物块在半圆轨道上第一次达到的最大高度与传送带运行速率的关系如图乙所示。已知小物块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度。下列计算正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A．根据题意可知，v=0时，小物块从开始运动到第一次到达A点的过程中做匀减速运动，由动能定理得
代入数据解得
根据题意可知，若传送带的速度
则小物块第一次到达A点均为，则小物块在圆弧轨道上上升的高度不随v变化而变化，即
故A错误；
D．由动能定理有
解得
故D错误；
B．当小物块到达A点与传送带有共同速度为时刚好能上升到半圆轨道的一半处，由动能定理得
解得
故B错误；
D．根据题意可知，若传送带速度大于小物块速度，小物块做加速运动，假设小物块一直加速，则有
代入数据解得
即当传送带的速度时，小物块第一次到达A点均为，若小物块恰好到圆弧最高点，则有
解得
由动能定理有
代入数据解得
即当小物块第一次到达A点时的速度
小物块在圆弧轨道上上升的高度不变，则有
故C正确。
故选C。
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 如图所示，倾角为的斜劈静止在水平面上，从与斜劈顶点等高的点抛出一小球，其初速度大小为，方向与水平方向夹角为，小球刚好从点沿斜劈向下运动。忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度，，。下列说法正确的是（ ）
A. 小球从抛出到落在斜劈上的时间为
B. 两点间的距离为
C. 小球在斜劈上运动过程中，小球机械能守恒
D. 小球在斜劈上运动过程中，小球和斜劈组成的系统动量不守恒
【答案】BD
【解析】A．由题知，小球落到Q点时速度方向与水平夹角也为，根据小球从P到Q做斜上抛运动，在竖直方向向上减速到零的时间为
故小球从抛出到落在斜劈上的时间为
故A错误；
B．小球从P到Q，水平方向上做匀速直线运动，则有
故B正确；
C．忽略一切摩擦和空气阻力，故小球落到斜劈上，小球对斜劈有垂直斜面向右下方的压力，则斜劈会向右运动，故斜劈的动能增加，所以小球的机械能不守恒，故C错误；
D．小球在斜劈上运动过程中，由于小球在竖直方向上受到重力作用，系统合外力不为零，故小球和斜劈组成的系统动量不守恒，故D正确。
故选BD。
10. 如图甲为钓鱼时鱼漂静浮于水面的示意图，将鱼漂视为横截面积为S的细圆柱体。某次鱼咬钩时将鱼漂从平衡位置开始竖直往下拉一小段距离L后松口，鱼漂做简谐运动。取竖直向上为正方向，鱼漂的加速度a和位移x的关系如图乙。已知鱼漂的质量为m，水的密度为ρ，重力加速度为g，不计一切阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 鱼漂在上升过程中先超重后失重
B. 图像的斜率为−ρgS
C. 鱼漂在上升过程中的最大动能为
D. 鱼漂在上升过程中所受的最大浮力为ρgLS
【答案】AC
【解析】A．由图乙可知，鱼漂在上升过程中，鱼漂的加速度先是正的，后是负的，取竖直向上为正方向，所以加速度先向上，后向下，即浮力先大于重力，后小于重力，所以鱼漂在上升过程中先超重后失重，故A正确；
B．设鱼漂处于平衡位置时（x = 0），鱼漂浸泡在水中的部分的长度为L0，当鱼漂的位移为x时，鱼漂浸泡在水中的部分的长度则为L0 – x，则
鱼漂做简谐运动的回复力为
解得
所以图像的斜率为，故B错误；
C．设鱼漂在上升过程中的最大动能为Ekm，此时鱼漂处于平衡位置，由动能定理得
由图乙可知，合力对鱼漂做的功为a – x图像与x轴所围部分的面积乘以质量m，则
解得
故C正确；
D．设鱼漂在上升过程中所受的最大浮力为Fm，由牛顿第二定律得
结合B选项和图乙可知
解得
故D错误。
故选AC。
11. 如图所示，宽度为L导轨竖直放置，导轨上边框接有一阻值R = 2r的电阻，矩形边界内存在磁感应强度大小为B，方向垂直于导轨平面向里的匀强磁场I、II。磁场的高度和间距均为d。质量为m的水平金属杆由静止释放，进入磁场I、II时的速度相等。已知金属杆在导轨之间的电阻为r，且与导轨接触良好，其余电阻不计，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A. 金属杆刚进入磁场I时左端电势高于右端电势
B. 金属杆穿过磁场I的时间一定大于在两磁场之间的运动时间
C. 金属杆穿过磁场I和磁场Ⅱ的过程中，电路中产生的总热量为2mgd
D. 金属杆穿过磁场I的过程中通过电阻R的电荷量为
【答案】BD
【解析】A．刚进入磁场Ⅰ时，根据右手定则可知，金属杆右端电势高于左端电势，故A错误；
B．金属杆在进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等，说明金属杆在磁场中做减速运动。当金属杆在磁场中时，根据
可知金属杆做加速度减小的减速运动，其进出磁场的v − t图像如图所示
因为0 ~ t1和t1 ~ t2图线与t轴包围的面积相等（都为d），所以
故B正确；
C．从刚进入I磁场到刚进入II磁场过程中，金属棒初末速度相等，即该过程中初末动能不变，根据能量守恒，金属棒减小的重力势能全部转化为焦耳热，所以
所以穿过两个磁场过程中产生的热量
故C错误；
D．根据法拉第电磁感应定律，金属杆穿过磁场I的过程中，产生的平均感应电动势为
通过电路中的电流
通过电阻R的电荷量为
解得
故D正确。
故选BD。
12. 如图所示，匀强电场所在的空间中有一正方体区域，正方体边长为。已知四个顶点的电势分别为。只考虑电场力的作用，下列说法正确的是（ ）
A. 三点位于同一等势面上
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 若电子经过点时速度指向点，则电子有可能运动到点
D. 若电子先后经过点与点，其电势能一定先增加后减少
【答案】ABD
【解析】A．匀强电场中两线段平行且长度相等时，线段两端的电势差相等，ad平行于bc，可知
得d点电势为6V，ae平行于cg，可知
得e点电势为6V，即b、d、e三点电势相等，ad平行于fg，可知f点电势为4V，ab平行于hg，可知h点电势为4V，即h、f、c三点位于同一等势面上，故A正确。
B．电场线垂直h、f、c所在的平面，由对称性可知场强方向沿ag连线由a指向g，在直角三角形 abg 中，，，则
故B正确。
C．电子经过f点时速度指向g点，电子只可能在fgda平面内运动，不可能运动到c点，故C错误。
D．电子若只在电场力作用下先后经过f点与h点，由于f、h两点电势相等，类比重力场，电子一定做类斜上抛运动，动能先减小后增大，电势能一定先增加后减少，故D正确。
故选ABD 。
三、非选择题：本题共6小题，共60分。
13. 某实验室“探究加速度与力、质量的关系”实验装置如图甲所示，光电门，B间的距离为。小车上固定一宽度为的遮光条。遮光条通过光电门A、B的时间分别为和。
（1）某同学在图甲中的处加装一个微型力传感器，用来测量绳子的拉力，则该同学在实验时______（选填“必须”或“不必”）满足砝码质量远小于小车总质量；
（2）实验测得的加速度为______（用上述字母表示）；
（3）通过合理的实验步骤，五组同学得到的图像如图乙。根据图像中的数据找到小车受力均为时各组的加速度，并将各组加速度及小车质量（含遮光条）的数据填入下表，则表中处的数值为______。利用表中的数据再做图像得到一条曲线，某同学猜想在一定的情况下与成反比，为了验证该猜想，他可以采用的方法是______。
【答案】（1）不必 （2）
（3） 做图线
【解析】【小问1详解】
用力传感器来测量绳子的拉力，因此在实验时不必满足砝码质量远小于小车总质量。
【小问2详解】
小车经过光电门A、B时的速度大小
由速度位移关系公式，可得实验测得的加速度为
【小问3详解】
[1]由图乙图像⑤可知，小车受力均为时，其加速度为
可知表中处的数值为
[2]利用表中的数据再做图像得到一条曲线，某同学猜想在一定的情况下与成反比，为了验证该猜想，他可以采用的方法是做图线，该图线是过原点的直线，说明与成正比，即与成反比。
14. 某同学利用电压表（量程0～3V，内阻约），电阻箱等实验器材测量两种内阻较小的电池和电池的电动势和内阻，实验电路如图甲所示。实验时，多次改变电阻箱的阻值，记录电阻箱电阻及其对应的电压表示数，建立坐标系，描点绘出如图乙所示的关系图线，图线与纵轴交点坐标为。重复上述实验操作，测量电池的电动势和内阻，得到图乙中的图线。
（1）由图乙可知电池的电动势______；
（2）由图乙判断电池的内阻和电池的内阻大小关系为（ ）
A. B. C. D. 不确定
（3）若将同一电阻先后接在电池及电池两端，则两电池的输出功率和的大小关系为（ ）
A. B. C. D. 不确定
（4）若将同一电阻先后接在电池及电池两端，则两电池的效率和的关系为（ ）
A. B. C. D. 不确定
【答案】（1）2.0 （2）A
（3）D （4）B
【解析】【小问1详解】
由电路图甲结合闭合电路欧姆定律有
整理得
可见，在图像中，图线的斜率
纵截距
结合图乙中图线a，可得
得
【小问2详解】
由（1）问分析可得电源内阻
由图乙可知
，
则
故选A。
【小问3详解】
若将同一电阻先后接在电池及电池两端，则两电池的输出功率和的大小为
，
可得
由于，，所以无法判断和的大小。
故选D。
【小问4详解】
电源的效率为
若将同一电阻先后接在电池及电池两端，由于，则两电池的效率和的关系为
故选B。
15. 如图所示，MON为一扇形玻璃砖的截面，其圆心角为135°，半径r=8cm。一束平行单色光沿着ON方向射向OM面，玻璃砖对此单色光的折射率为，不考虑光线在玻璃砖内反射光的再次出射，求圆弧上有光透出的弧长。

【答案】
【解析】当光线经玻璃砖折射后恰好在圆弧面发生全反射，所以圆弧面上只有BC段有光透出，如图所示

根据折射定律可得
根据几何关系可得
所以
，
根据临界角与折射率的关系可得
所以
根据几何关系可得
所以
所以圆弧上有光透出的弧长为
16. 空气悬挂是一种汽车减震系统，它通过充气和放气来调整车辆底盘的离地间隙。某汽车的空气悬挂简化模型图所示，直立圆筒形汽缸固定在车的轮轴上，汽缸内一横截面积的活塞封闭一定质量的空气，活塞通过连杆与车身相连，并可无摩擦滑动。已知封闭气体的初始状态温度，长度，压强。外界大气压强为，重力加速度，气体视为理想气体。
（1）为提升汽车底盘的离地间隙，将体积为，温度同样为的外界大气充入汽缸，让活塞缓慢上升，设此过程中气体温度保持不变，求充入气体的体积以及充入气体与缸内原有气体的质量之比；
（2）在（1）问充气结束后，当车辆载重时，相当于在图示活塞顶部加一质量的物体，稳定时气体温度变为。求稳定时缸内气柱长度
【答案】（1）；
（2）
【解析】【小问1详解】
设充入的气体体积为，则有
解得
充入气体的质量，缸内原有气体的质量。满足
解得
【小问2详解】
对活塞受力分析有
由理想气体状态方程有
解得
17. 如图所示，在直角坐标系中，轴垂直纸面向外。在，的区域内充满沿轴负方向的匀强电场；在，的区域内充满垂直向外的匀强磁场（磁感应强度大小未知）；在的区域内充满沿轴负方向、磁感应强度大小为的匀强磁场。在平面内有一质量为，带电量为的粒子（重力不计）以初速度沿轴负方向从纵坐标为的点开始运动，恰好经坐标原点射入的区域，在点的速度方向与轴正方向的夹角为。
（1）求匀强电场的电场强度的大小；
（2）若磁感应强度，求点横坐标的可能值；
（3）求粒子在的区域内运动时距离轴最远位置的坐标的可能值。
【答案】（1）
（2） （n=0,1,2…）
（3） （n=0,1,2…）
【解析】【小问1详解】
由于粒子通过坐标原点时，速度方向与y轴正半轴夹角为37，根据对称性可知从第I象限进入第IV象限时，速度方向与竖直方向夹角也为37，因此进入第IV象限的速度
根据动能定理
可得电场强度的大小
【小问2详解】
粒子从抛出到第一次进入第IV象限，做类平抛运动
其中
解得
进入第IV象限后做匀速圆周运动，根据
代入数据可得轨道半径
根据周期性可知
（n=01,2…）
【小问3详解】
粒子进入的区域后，将速度分解到沿磁场方向的速度和垂直于磁场方向速度，则
，
在垂直磁场方向做匀速圆周运动，运动周期
粒子在沿磁场方向做匀速直线运动，第一次经过半个周期，粒子距离x轴最远，以后每经过一个周期，距离x轴最远，因此
(n=0,1,2…)
18. 如图所示，在倾角的固定斜面上锁定一质量为长的板材A，A与斜面间的动摩擦因数，斜面底端与一段半径的光滑竖直圆弧轨道通过挡板连接，与斜面垂直且长度刚好等于板材A的厚度，与圆心共线，圆弧的最高点为点。A的下端到挡板距离，A与挡板碰后会立即停止运动。质量为的小物块B（可视为质点）被锁定在板材A上端，A和B间的动摩擦因数。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，，。
（1）若A、B同时解除锁定后A相对斜面静止，B相对A下滑，求A和B的质量满足的关系；
（2）若已知，，A、B同时解除锁定，小物块B将在某点脱离圆轨道。
（i）求A、B刚解锁时的加速度大小；
（ii）求B脱离圆轨道时的速度大小；
（ⅲ）通过计算判断B脱离圆轨道后是否会撞击A。
【答案】（1）
（2）（i）；；（ii）；（ⅲ）见解析
【解析】【小问1详解】
对A受力分析，可得
解得
【小问2详解】
（i）依题意，有
结合第一问分析，可知A、B刚解锁时，均相对斜面向下运动，由牛顿第二定律可得
，
解得
，
（ii）设A、B从解除锁定到分离，所需时间为t，则有
解得
此过程A下滑位移
说明A的下端到达ab时，二者仍未分离，即B一直在A上表面加速运动，可得
解得
设B脱离轨道时，位置如图所示，过该位置的半径与竖直方向夹角为，
根据能量守恒，可知
由牛顿第二定律，可知
联立，解得
，
（ⅲ）依题意，B脱离轨道后只受重力作用，将做斜抛运动，与圆周运动相比，其轨迹更靠近圆心，其水平位置到达圆心O时，不会越过圆弧的最高点。
由斜抛运动规律，可知
则B从脱离轨道直至落到与水平面等高处所需时间为
B水平分位移
A下端与B抛出点的水平距离为
说明B脱离圆轨道后不会撞击A。实验序号

①
0.12
0.10
1.20
②
0.12
0.12
0.96
③
0.12
0.16
0.72
④
0.12
0.25
0.48
⑤
0.12
0.36
X