广西邕衡教育名校联盟2024-2025学年高三上学期10月第一次适应性测试物理试卷

这是一份广西邕衡教育名校联盟2024-2025学年高三上学期10月第一次适应性测试物理试卷，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.如图甲所示为氢原子的能级图，一群处于n=3能级的氢原子跃迁时发出多种不同频率的光，将这些光分别照射到图乙的阴极K上.则下列说法正确的是( )
A. 氢原子跃迁时共能发出3种不同频率的光
B. 能量为0.85eV的光子能使处于n=3能级的氢原子发生电离
C. 氢原子从n=3能级跃迁到基态时发出的光子波长最长
D. 图乙滑片P位于O的左侧时，阴极K发出的光电子会加速
2.如图甲所示为烤肠机，某种香肠可视为质量为m的均匀圆柱体，静止在两根完全相同的光滑水平平行金属杆1、2中间，香肠的圆心 O和两根金属杆圆心O1、O2刚好组成一个等边三角形，其截面图如图乙所示.重力加速度为g，则金属杆1对香肠的支持力大小为( )
A. mgB. 32mgC. 33mgD. 3mg
3.如图(a)所示，空间中存在一个平行于xOy平面的匀强电场.若x轴、y轴上的电势分布如图(b)、(c)所示，则电场强度大小为( )
A. 500V/mB. 5V/mC. 100V/mD. 10V/m
4.常见的气压式水枪玩具内部原理如图所示.从储水罐充气口充入气体，达到一定压强后，关闭充气口.现将阀门M打开，水立即从枪口喷出.若在水快速喷出的过程中，罐内气体来不及与外界进行热交换，则喷水时( )
A. 气体温度升高B. 外界对气体做正功C. 气体内能减少D. 气体内能不变
5.某同学利用所学知识设计了一个风速报警器，其简易模型如图所示.面积为0.1m2的单匝矩形线圈处在垂直于纸面向里、磁感应强度大小为110πT的匀强磁场中，线圈右侧与变压器相连，左侧与叶片的转轴相连.变压器可视为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为1:5，理想交流电压表的示数大于等于0.5V时报警器报警，忽略线圈的内阻，则报警器报警时叶片的转速至少为( )
A. 5r/sB. 5 2r/sC. 10r/sD. 10 2r/s
6.第二拉格朗日点是地月连线延长线上的一点，处于该位置上的卫星与月球同步绕地球公转，则该卫星的( )
A. 向心力仅由地球对该卫星的引力提供B. 线速度大于月球的线速度
C. 角速度小于月球的角速度D. 向心加速度等于月球的向心加速度
7.如图甲所示，一固定竖直倒放的“ U”形足够长金属导轨的上端接一定值电阻R，整个装置处于方向垂直轨道平面向里的匀强磁场中，现将一质量为 m的金属棒从距电阻R足够远的导轨上某处，以大小为p0的初动量竖直向上抛出，金属棒的动量随时间变化的图像如图乙所示(图中p=-0.5p0的虚线为图像渐近线).整个过程中金属棒与导轨接触良好且保持垂直，不计空气阻力及金属棒和导轨电阻，重力加速度大小为g.关于此过程中，下列说法正确的是( )
A. t0时刻金属棒的加速度为零
B. 金属棒的最大加速度大小为3g
C. 金属棒上升过程安培力的冲量大小为2p0-mgt0
D. 金属棒上升过程定值电阻产生的焦耳热大于p022m
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.在如图所示的xOy坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为a.t=0时，x=0处的质点P0开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动.t=34T时的波形如图所示.下列说法正确的是( )
A. t=0时，质点P0沿y轴正方向运动B. t=34T时，质点P4的速度最大
C. 该列绳波的波速为v=6aTD. t=34T时，质点P3和P5加速度相同
9.如图所示电路中，电源电动势为E，内阻为r.开关S闭合后，平行金属板中的带电液滴处于静止状态，电流表和电压表均为理想电表，R2为光敏电阻(阻值随光照强度的增大而减小)，当光照强度增大时，下列说法正确的是( )
A. 电压表示数减小
B. 电源的输出功率可能变大
C. 在接触极板前，小液滴的机械能减小
D. 保持光照强度不变，断开开关，放电过程中，a点电势低于b点电势
10.如图所示，质量均为m的A、B两个弹性小球，用原长为2L的弹性绳连接.现把A、B两球置于距地面高H处(H足够大)，两球间距为L.当A球自由下落的同时，B球以速度v0指向A球水平抛出， A、B两球碰撞时无机械能损失，不计空气阻力重力加速度大小为g.下列说法正确的是( )
A. 两球从开始运动到相碰，A球下落的高度为h=gL2v02
B. A、B两球碰撞后瞬间，A球的水平速度为v0
C. 从A球自由下落开始到两球碰撞后瞬间，此过程中 B球受没到的冲量大小为 (mgLv0)2+(mv0)2
D. 当弹性绳最长时两球机械能相等
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.元代王祯《农书》记载了一种人力汲水灌田农具——戽斗.某兴趣小组对戽斗汲水工作情况进行模型化处理，设计了如图甲所示实验，探究戽斗在竖直面内的受力与运动特点.该小组在位于同一水平线上的P、Q两点，分别固定一个小滑轮，将连结沙桶的细线跨过两滑轮并悬挂质量相同的砝码，让沙桶在竖直方向沿线段PQ的垂直平分线OO'运动.当沙桶质量为136.0g时，沙桶从A点由静止释放，能到达最高点B，最终停在C点(A、B、C三点未画出).分析所拍摄的沙桶运动视频，以A点为坐标原点，取竖直向上为正方向.建立直角坐标系，得到沙桶位置y随时间t的图像如图乙所示.
(1)沙桶在B点的加速度方向__________(选填“竖直向上”“竖直向下”).
(2)若将沙桶上升过程中的某一段视为匀速直线运动，则此段中随着连结沙桶的两线间夹角逐渐增大，每根线对沙桶的拉力__________(选填“逐渐增大”“保持不变”“逐渐减小”).
(3)由图乙可知，沙桶从开始运动到最高点B，两线对沙桶做的总功为__________J(保留两位有效数字，g=9.8m/s2).
12.某实验小组根据热敏电阻的阻值随温度变化的规律，探测温度控制室内的温度.选用的器材有：
热敏电阻RT;
电流表G(内阻Rg为240Ω，满偏电流为Ig);
定值电阻R(阻值为48Ω);
电阻箱R0(阻值0∼999.9Ω);
电源E(电动势恒定，内阻不计);
单刀双掷开关S1、单刀单掷开关S2;导线若干，
请完成下列步骤：
(1)该小组设计了如图(a)所示的电路图.根据图(a)，在答题卡上完成图(b)中的实物图连线.
(2)先将开关S1、S2断开，将电阻箱的阻值调到__________(填“最大”或“最小”).开关S1接1，调节电阻箱，当电阻箱读数为60.0Ω时，电流表示数为Ig.再将S1改接2，电流表示数为2Ig3，断开S1.得到此时热敏电阻RT的阻值为__________Ω.
(3)该热敏电阻RT阻值随温度t变化的RT-t曲线如图(c)所示，结合(2)中的结果得到温度控制室内此时的温度约为__________ ℃.(结果取整数)
(4)开关S1接1，闭合S2，调节电阻箱，使电流表示数为Ig.再将S1改接2，如果电流表示数为Igk(k>1)，则此时热敏电阻RT=__________Ω(用k表示)，根据图(c)即可得到此时温度控制室内的温度.
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.光刻机是现代工业的集大成者，其最核心的部件为光源与光学镜头，对光点需做到精准定位.我国研制的某型号光刻机中光投影简化如图所示，ABOC为某种透明介质的截面图，三角形ABO为直角三角形，其中∠OAB=30∘，OCA为半径R的四分之一圆弧，BO与水平面MN垂直并接触于B点，一束单色光射向圆心O，与OA的夹角为α，结果在水平面MN上出现亮斑.已知该介质对这种光的折射率为n= 3，光在真空中的传播速度为c.求：
(1)光在介质中的传播速度v;当α=30∘时，光从O点射出的折射角β;
(2)当α=60∘时，光射到MN面上的亮斑与B点间的距离x.
14.在工程师制做芯片的过程中，需要用电磁场精准控制粒子的轨迹.如图所示，以M为原点建立空间直角坐标系M-xyz.质量为m、电量为q的带正电粒子，初速度可视为零，经过电压为U的电场加速后，以恰好沿着半径为 R的圆弧轨迹通过辐射状电场，接着垂直平面MNN1M1对准MNN1M1面中点I射入边长为L的正立方体区域，正方体区域中存在一沿x轴正方向的匀强磁场(含边界).不计粒子重力及其相互作用.
(1)求辐射状电场中粒子在圆弧轨迹处电场强度E的大小;
(2)若使粒子都能到达xMy平面内的MNPQ区域，求匀强磁场的磁感应强度B的取值范围.
15.一款游戏装置如图所示，OAB是两端竖直光滑圆轨道组成，BC段是粗糙圆轨道，圆弧ABC的轨道半径为R=0.2m，OA段圆弧半径为R2，B点为轨道最低点，∠BOC=37∘，B点放置一质量为m=20g的小滑块(可视为质点)，C点右侧与一倾斜传送带相切，传送带始终以速度v=1m/s顺时针匀速转动.O点放置一质量为m=20g的小钢球(可视为质点)，小钢球左侧有内壁光滑的弹射装置能够使小钢球弹出并沿着圆轨道内侧运动，在B点与小滑块发生弹性碰撞，随后小滑块滑上传送带，传送带的长度L=0.64m，小滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，重力加速度g取10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小钢球在OA段圆弧轨道的最高点A点时对轨道的压力恰好等于其重力的3倍，小滑块经过圆弧轨道BC滑到C点时的速度vc=3m/s.求：
(1)弹射装置中弹性势能Ep的减少量;
(2)小滑块经过BC段克服摩擦力所做的功;
(3)小滑块从滑上传送带到离开的过程中因摩擦而产生的热量Q.
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：A.原子跃迁时共能发出3种不同频率的光，A正确;
B.能量小于1.51eV的光子不能使处于n=3能级的氢原子发生电离，B错误;.
C.氢原子从n=3能级跃迁到基态时发出的光子频率最大，波长最短，C错误;
D.图乙滑片P位于O的左侧时，O点电势高于P点电势，阴极 K发出的光电子会上反向电压，光电子会减速， D错误。
2.【答案】C
【解析】解：设金属杆对香肠的支持力方向与竖直方向的夹角为θ，根据受力平衡可得2FNcs30∘=mg，
联立解得金属杆1对香肠的支持力大小为 33mg，故选C。
3.【答案】A
【解析】电场强度沿x轴方向的分量为
Ex=ΔφxΔx=0-6(2-0)×10-2V/m=-300V/m
电场强度沿y轴方向的分量为
Ey=ΔφyΔy=0-8(2-0)×10-2V/m=-400V/m
电场强度大小为
E= Ex2+Ey2=500V/m
故选A。
4.【答案】C
【解析】解：B、将阀门M打开，水立即从枪口喷出，气体膨胀，则气体对外界做正功，即有W<0，故B错误；
CD、依题意，水被快速喷出，罐内气体来不及与外界进行热交换，即有Q=0，
根据热力学第一定律ΔU=W+Q可知，ΔU<0，即气体内能减少，故C正确，D错误；
A、据上所述，气体的内能减小，则气体的温度降低，故A错误。
故选：C。
根据气体体积的变化，分析做功情况。根据热力学第一定律分析内能的变化，进而分析温度的变化，再结合理想气体状态方程分析压强的变化。
解答本题的关键是知道气体膨胀，对外做功，根据理想气体的状态方程结合热力学第一定律分析。
5.【答案】B
【解析】解：理想交流电压表的示数大于等于0.5V时报警器报警，即U2=0.5V，
原、副线圈的匝数比为 n1 n2=15，
根据U1U2= n1 n2，解得U1=0.1V，
感应电动势的有效值为：E=U1= 22Em，
Em=BSω，
ω=2πn，
解得报警时叶片的转速至少为n=5 2 r/s，故ACD错误，B正确。
故选 B。
6.【答案】B
【解析】解：A、该卫星受到地球和月球的引力，二者合力提供该卫星的向心力，故A错误；
BCD、该卫星与月球同步绕地球公转，则该卫星的角速度与月球的角速度相等，由v=ωr分析可知，该卫星的线速度大于月球的线速度。根据a=ω2r可知，该卫星的向心加速度大于月球的向心加速度，故CD错误，B正确。
故选：B。
7.【答案】B
【解析】A. t0 时刻金属棒的速度为零，则电路中感应电动势为零，金属棒所受安培力为零，则金属棒仅受重力作用，加速度为 g ，故A错误；
B.由金属棒在运动中
E=BLv ， F安=BIL ， I=ER
可得
F安=B2L2vR
由图可知金属棒向下运动动量大小为 0.5p0 时
p=0.5p0=mv1
解得
v1=0.5p0m
金属棒所受安培力竖直向上，且重力与安培力大小相等，则
mg=B2L2×0.5p0mR
在 t=0 时，金属棒向上运动的速度最大，所受向下的安培力最大。由
p0=mv0
解得金属棒向上运动的最大速度
v0=p0m
可知金属棒向下最大的安培力大小为
F安m=B2L2v0R=2mg
金属棒的最大加速度大小为
am=mg+F安mm=3g
故B正确；
C.设金属棒上升过程安培力的冲量大小为 I ，竖直向下为正方向，对金属棒利用动量定理得
-mgt0-I=0-p0
解得
I=p0-mgt0
故C错误；
D.金属棒的初动能为
E k0=p 022m
金属棒上升过程由动能定理可知
WG+W安=0-E k0
金属棒上升过程克服安培力所做的功等于定值电阻产生的焦耳热，小于 p 022m ，故D错误。
故选B。
8.【答案】AD
【解析】解：A、由t=34T时的波形图可知，波刚好穿到质点P6，根据上下坡法，可知此时质点P6沿y轴正方向运动，故波源的起振方向也沿y轴正方向，故t=0时，质点P0沿y轴正方向运动，故A正确；
B、由图可知，在t=34T时质点P4处于正的最大位移处，故速度为零，故B错误；
C、由图可知：λ4=2a
解得：λ=8a
故该列绳波的波速为
v=λT=8aT
故C错误；
D、由图可知，在t=34T时，质点P3与P5位移相同，故两个质点的加速度相同，故D正确；
故选：AD。
根据波形图结合上下坡法分析出质点的振动方向；
根据波形图得出质点的位移，进而分析出速度大小；
根据图像得出波长和周期，从而计算出波速的大小。
本题主要考查了简谐运动的相关应用，理解简谐运动的运动特点，结合运动学公式即可完成分析。
9.【答案】BC
【解析】A.当光照强度增大时，光敏电阻 R2 减小，外电路总电阻减小，干路电流增大， R1 两端电压增大，即电压表示数增大，故A错误；
B.因电源内阻与外电阻大小关系未知，故无法判断电源输出功率的变化，可能增大；故B正确；
C.当光照强度增大时，光敏电阻 R2 减小，外电路总电阻减小，干路电流增大， R1 两端电压增大，则 R2 两端电压减小，电容器C的电压减小，场强减小，电场力减小后小于重力，小液滴向下运动，电场力做负功，机械能减小，故C正确。
D.断开开关，放电过程中，电流从a点流向b点，a点电势高于b点电势，故D错误。
故选BC。
10.【答案】BCD
【解析】A.设A球下落的高度为h：L=v0t， h=12gt2，联立得： h=gL22v02，故A错误；
B.由水平方向动量守恒得：mv0=mv'Ax+mv'Bx，由机械能守恒得： 12m(v02+vBy2)+12mvAy2=12m(vAx'2 +vAy'2 )+12m(vBx'2 +vBy'2 )，式中v'Ay=vAy，v'By=vBy联立得：v'Ax=v0，v'Bx=0，所以A、B两球碰撞后瞬间，A球水平速度为v0，故B正确；
C.从A球自由下落开始到两球碰撞后瞬间，此过程中B球受到的冲量大小 I=mvB '= (mgLv0)2+(mv0)2，故C正确；
D.弹性绳最长时，两球速度相同，此时位于同一高度上，机械能相等， D正确。
故选BCD。
11.【答案】(1)竖直向下 ； (2)逐渐增大；(3)0.19(或1.9×10-1)
【解析】解：(1)设细线与竖直方向夹角为θ，沙桶匀速上升2Tcsθ=Mg
当θ逐渐增大时，T逐渐增大，沙桶上升到最高点B然后下落，在最高点的加速度方向竖直向下；
(2)沙桶匀速上升，满足2Tcsθ=Mg，可得θ增大，拉力T逐渐增大；
(3)沙桶从开始运动到静止上升高度为14.5cm，机械能增加量为Mgh=0.136×9.8×0.145J=0.19J。
12.【答案】(1)；(2)最大；150(或150.0)；(3)26(或27)；(4)50(k-1)。
【解析】(1)由图(a)所示的电路图，图(b)中的实物图连线如图所示。
(2)由图(a)可知，电阻箱起到保护电路的作用，因此开关闭合前，将电阻箱的阻值调到最大。
开关S1接1时，由欧姆定律可得Ig=ER0+Rg，S1接2时，则有2Ig3=ER0+Rg+RT，
联立解得RT=150Ω。
(3)由图(c)可知，RT=150Ω时，对应的温度约为26∘C。
(4)开关S1接1，闭合S2，调节电阻箱，使电流表示数为Ig。
由并联电路的分流作用，结合
Rg=5R，可得干路电流为6Ig，则有并联部分的电阻R并=RgRRg+R，
由欧姆定律可得6Ig=ER并+R0'，结合Ig=ER0+Rg，R0=60Ω，
解得R'0=10Ω，
S1接2时，电流表示数为Igk(k>1)，同理可得干路电流可为6kIg，
由欧姆定律可得6kIg=ER并+R0'+RT，
结合6Ig=ER并+R0'，其中R并=40Ω，
解得RT=(k-1)(R并+R'0)=50(k-1)Ω
13.【答案】解：(1)光的传播速度为v=cn，
解得v= 33c，
当α=30∘时，根据折射定律n=sinβsinα，
解得β=60∘。
(2)根据临界角公式sinC=1n，
可得C<60∘，
当α=60∘时，可知光在BC面发生全反射，
又由反射定律和角度关系得出光线垂直AB射出，光路如图，
又因为△ABO为直角三角形，所以xOB=xOAtan30∘，
x=xOBtan30∘，
代入数据得.x=R3。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：(1)粒子经过加速电场后速度为v，根据动能定理，
有qU=12mv2-0，
解得v= 2qUm，
在辐射状电场中满足qE=mv2R，
解得E=2UR。
(2)若电量为q的粒子恰好在PQ边射出，由几何关系可得在磁场中的轨迹半径r12=L2+(r1-L2)2，
得r=54L，
由洛伦兹力提供向心力得qvB1=mv2r1，
解得B1=45L 2mUq，
若电量为q的粒子恰好在MN边射出，由几何关系可得在磁场中的轨迹半径r2=L4，
由洛伦兹力提供向心力得qvB2=mv2r2，
解得B2=4L 2mUq，
故磁感应强度B的取值范围：45L 2mUq≤B≤4L 2mUq。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：(1)小钢球到达OA段圆弧轨道的最高点时，则由圆周运动向心力知mg+FA=mvA2R2，
从O点到A点有Ep-mgR=12mvA2，
代入得Ep=0.08J。
(2)小钢球从A点到B点有12mvA2+mg2R=12mvB2，
代入数据得vB=2 3m/s，
在B点与小滑块发生弹性碰撞，设碰撞后小钢球和小滑块的速率分别是v1和v2，由动量守恒可知，
mvB=mv1+mv2，
碰撞时机械能能守恒可得12mvB2=12mv12+12mv22，
解得：v2=vB=2 3m/s，
小滑块从B点到C点由动能定理有-mgR(1-cs37∘)-Wf=12mvC2-12mv22，
解得：克服摩擦力所做的功Wf=0.022J。
(3)以向上为正方向，对小滑块进行受力分析有-mgsin37∘+(-μmgcs37∘)=ma1，
解得：a1=-10m/s2，
设经过时间t1，小滑块与传送带共速，则有v-vC=a1t1，
解得：t1=0.2s，
对小滑块有x1=vC+v2t1，
解得：x1=0.4m，
对传送带有x2=vt1，
解得：x2=0.2m，
小滑块和传送带共速后-mgsin37∘+μmgcs37∘=ma2，
解得：a2=-2m/s2，
对小滑块有L-x1=vt2+12a2t22，
解得：t2=0.4s，(另解t2=0.6s舍去)
对小滑块有x3=vt2=0.4m，
则小滑块从滑上传送带到离开的过程中因摩擦而产生的热量为Q=μmgcs37∘⋅(x1-x2+x3-L+x1)，
联立可得Q=0.0288J。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】