[物理]湘豫名校2024-2025学年高三上学期9月新高考适应性调研考试试题(解析版)

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物理
注意事项：
1．本试卷共7页。时间75分钟，满分100分。答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写在试卷指定位置，并将姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上，然后认真核对条形码上的信息，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。作答非选择题时，将答案写在答题卡上对应的答题区域内。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将试卷和答题卡一并收回。
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1. 地铁列车出站过程简化如下：列车先从静止开始做匀加速运动，达到某一速度后做匀速运动。若列车做直线运动，其位移与时间的关系图中符合实际的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】取一段时间微元∆t，根据
可知x-t图像切线的斜率代表速度，列车从静止开始做匀加速运动，切线的斜率从零逐渐增加，达到某一速度后匀速运动，切线的斜率保持不变，该段为倾斜的直线。
故选B。
2. 瓶子吞鸡蛋的实验过程如下：先将敞口的玻璃瓶中的空气加热，再将剥皮的熟鸡蛋放于瓶口，过一会发现鸡蛋慢慢被挤压吸入瓶中，如图所示。鸡蛋被吸入还未落下的过程中，瓶中气体可视为理想气体，质量不变。鸡蛋被吸入一半时相比刚放上时，关于瓶中气体，下列说法正确的是（ ）
A. 每个气体分子的动能都减小
B. 此过程气体从外界吸热
C. 气体分子单位时间撞击单位面积器壁的冲量减小
D. 气体压强和热力学温度的比值减小
【答案】C
【解析】A．刚开始鸡蛋放于瓶口，瓶内气体温度大于环境温度，由于热传递，瓶内气体温度逐渐降低，分子平均动能减小，由于分子动能遵循统计规律，单个分子动能增减是不确定的，故A错误；
B．根据热力学第一定律
分子总动能减小，∆U为负，瓶中气体体积减小，外界对气体做正功，W为正，所以Q为负，气体向外界放热，故B错误；
C．瓶内气压减小，外界大气压不变，鸡蛋所受内外两侧的压力差变大，慢慢被挤压吸入瓶中，设面积S的气体压力为F，经过时间t，压力的冲量大小为I，则
压强为
瓶内气体分子单位时间撞击单位面积器壁的冲量在数值上等于压强，故C正确；
D．根据理想气体状态方程
可得
V减小，可得气体压强和热力学温度比值增加，故D错误。
故选C。
3. 如图，一块太阳能电池板面积，中午正对太阳光时发电功率。电池板光电转换效率为日地距离为亿千米。可估算出太阳内部由于核聚变每秒亏损的质量最接近的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】由爱因斯坦质能方程，可知太阳内部由于核聚变，每秒释放的能量
这些能量以光的形式向四面八方均匀辐射。太阳能电池板接收到太阳辐射功率为
太阳能电池板发电功率
可得太阳每秒亏损的质量为
故选C。
4. 小明站在水池边从同一位置先后向水面扔出两个石子，第一次入水点为a，第二次入水点为b。两次石子达到的最大高度相同，如图所示。若不计空气阻力，两次比较，下列说法正确的是（ ）
A. 第一次扔出石子的速度大
B. 第一次石子入水的速度大
C. 第一次石子到达最高点的速度大
D. 两次石子在空中运动的时间相等
【答案】D
【解析】D．斜抛运动的竖直分运动为竖直上抛运动，两次石子达到的最大高度相同，抛出点和落点高度也相同，说明两次的竖直分运动相同，即两次扔出石子的竖直分速度相同，两次石子落水的竖直分速度也相同。由
可知两次石子在空中运动的时间相等。故D正确。
ABC．石子水平分运动为匀速直线运动，由
可知第一次石子水平分位移较小，说明第一次石子水平分速度较小，到达最高点时的速度小，由
可知第一次扔出石子的速度小，由
第一次扔出石子入水时的速度小。故ABC错误。
故选D。
5. 如图，嫦娥六号于2024年6月2日6时23分成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地预选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施的样品采集任务。着陆前探测器先在离月面高度为h的圆轨道做周期为T的圆周运动，随后实施降轨，当离月面高度为100m时悬停避障。这时反推发动机向下喷出气体的速度大小为v，探测器质量为m，月球半径为R，若不计探测器质量的变化，发动机每秒喷出气体的质量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设月球质量为，探测器在圆轨道运动时，有
设月球表面重力加速度为，有
探测器悬停时，发动机推力
设时间喷出气体质量为，由动量定理
联立可得发动机每秒喷出气体的质量为
故选B。
6. 如图，在边界MN上方足够大的空间内存在垂直纸面向外的匀强磁场。两粒子核与核同时从MN上P点以相同的动能沿纸面飞入磁场，又同时从另一位置Q（图中未画出）飞出磁场。不计粒子重力及二者间的相互作用。二者在P点处速度方向间的夹角为（ ）
A. 30°B. 45°C. 60°D. 90°
【答案】B
【解析】粒子的运动轨迹，如图所示
两粒子电荷量相等，质量为
由周期公式
可得
两粒子在磁场中运动的时间相等，由
可知
所以
若二者飞入磁场的动能相等，由
可得
时，三角形为等腰三角形，可知
两粒子入射速度方向间夹角为45°。
故选B。
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20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。
7. 户外徒步穿越活动日益流行，但也蕴含很大的风险。人要想通过急流到达河岸时，需要安全绳两端锚固在河流两岸。甲图是错误方法，两锚点连线垂直水流方向，易造成危险情况。乙图是正确方法，两锚点连线与水流方向成大约45°角，对岸锚点位于下游。人通过急流时需要将短绳一端通过滑轮挂在安全绳上，短绳另一端系在人身上。假如水流冲力远大于人的控制力，忽略滑轮的摩擦，图中b、c处位于两岸连线中点。下列分析正确的是（ ）
A. 当人位于甲图a位置时，人处于平衡状态而无法移动
B. 当人位于甲图b位置时，人处于平衡状态而无法移动
C. 当人位于乙图c位置时，人会向对岸移动
D. 当人位于乙图c位置时，人处于平衡状态而无法移动
【答案】BC
【解析】A．滑轮没有摩擦，滑轮两端安全绳上张力大小相等，安全绳对滑轮的合力沿安全绳张开角度的角平分线方向，当人位于甲图a位置时，安全绳对滑轮的合力指向上游偏向对岸，在水流冲击下，人会向河流中央处移动，故A错误；
B．当人位于甲图b位置时，安全绳对滑轮的合力指向上游，人处于平衡状态，水流冲力远大于人的控制力，人被锁定在该位置无法脱身，易造成危险情况，故B正确；
CD．当人位于乙图c位置时，安全绳对滑轮的合力指向上游偏向对岸，在水流冲击下，人会继续向对岸移动，从而顺利渡河，故C正确，D错误。
故选BC。
8. 如图，一均匀带正电圆环固定放置，O为圆心，OQ连线与圆环的中轴线重合。OQ连线上各处P点电场强度最大。一电子从O点以初动能5eV沿OQ方向飞出，到达Q处动能变为3eV。规定无限远处电势为零。下列说法正确的是（ ）
A. O处电场强度为零，电势也为零
B. OQ连线上各处P点电势最高
C. 电子从O到Q加速度先增大后减小
D. Q处电势比O处低2V
【答案】CD
【解析】A．根据场强叠加原理和对称性可知，处合场强为零，连线上各处场强方向均由指向。由于沿电场线方向电势降低，无限远处电势为零，所以处电势大于零。故A错误；
B．由到电势降低。故B错误；
C．连线上各处点电场强度最大，由到场强先增加后减小，电子受电场力先增大后减小，所以电子从到加速度先增大后减小。故C正确；
D．电子从到根据动能定理有
可得
又
所以处电势比处低2V。故D正确。
故选CD。
9. 单摆在竖直平面内摆动，当摆线与竖直方向的夹角为θ时，用拉力传感器可实时测出摆线拉力F，得到F与csθ的图像为如图所示的一段线段。重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 单摆最大摆角为30°B. 摆球重力为1N
C. 摆球的最大加速度为gD. 摆长为1m
【答案】BC
【解析】AB．设摆长为L，摆球质量为m，最大摆角为θ0，当摆线与竖直方向的夹角为时θ，设摆球速度为v，摆线拉力为F，由机械能守恒知
由向心力公式知
可得
当θ=0时，摆线拉力最大，有
当θ=θ0时，摆线拉力最小，有
可得
，，
故A错误，B正确；
C．当θ=0时，摆球加速度最大，有
可得
故C正确；
D．由前述分析可知，摆线最大拉力、最小拉力与摆长无关，根据题图中信息无法求出摆长，故D错误。故选BC。
10. 如图，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。水平光滑且足够长的平行导轨间距为L，电源电动势为E，内阻为r，电容器电容为C，开始不带电。一长度略大于L的导体杆垂直导轨放置，与两导轨接触良好，开始处于静止状态。导体杆质量为m，导体杆在导轨间的电阻为R，导轨电阻不计。现把开关拨到1，导体杆开始加速，经过足够长时间，速度达到稳定值。再把开关拨到2，导体杆开始减速，经过足够长时间，速度达到稳定值。下列说法正确的是（ ）
A. 开关拨到1瞬间，导体杆的加速度大小为
B.
C. 开关拨到2瞬间，导体杆加速度大小为
D.
【答案】AD
【解析】A．开关拨到1瞬间，导体杆的速度为零，还没有产生动生电动势，回路电流
导体杆受到的安培力
导体杆加速度大小为
故A正确；
B．导体杆做加速度逐渐减小的加速运动过程中，当加速度减小到零时，速度达到稳定值。此时导体杆产生的动生电动势等于电源电动势，有
可得
故B错误；
C．开关拨到2，导体杆相当于电源，开始给电容充电。开关拨到2的瞬间，电容带电荷量为零，设此时电流为，可得
导体杆受到的安培力
导体杆加速度大小为
故C错误；
D．导体杆做加速度逐渐减小的减速运动过程中，当速度达到稳定值时，电容器充电的电荷量达到。导体杆产生的动生电动势等于电容器两端电压，有
当导体杆速度为时，设电流为，取一段时间微元，速度变化。由动量定理知
全过程求和可得
联立，可得
故D正确。故选AD。
三、非选择题：本题共5小题，共56分。
11. 某同学利用等腰直角玻璃砖测玻璃的折射率。主要步骤如下：
①将白纸平铺在木板上，在白纸上画直线MN，将玻璃砖底边与MN重合，在纸上标记玻璃砖顶点a；
②将大头针竖直插在合适的位置，再移动大头针，用视线观察，在挡住和玻璃砖顶点a处竖直插入；
③移走玻璃砖和大头针，过作直线交MN于O点，用圆规以O为圆心、以Oa为半径画圆，交于b点，如图。
请接着完成后续实验步骤，算出玻璃的折射率n。
（1）在图中画出所需的辅助线，并标注相应的字母。
（2）玻璃折射率计算公式为：___________。（用相应字母符号表示）
（3）请提出一条减少实验误差的方案：______________________。
【答案】（1） （2）
（3）改变插针位置，重复实验，多次测量取平均值
【解析】【小问1详解】
如图所示，过作的垂线，过作的垂线，垂足为，过作的垂线，垂足为。
【小问2详解】
玻璃折射率
计算公式为
【小问3详解】
减少实验误差的方案：改变插针位置，重复实验，多次测量取平均值。
12. 为了尽量准确测量水果电池的电动势E和内阻r，学习小组设计了如图甲所示的电路图。电压表的内阻记为RV，但阻值未知。主要实验步骤如下：
①根据电路图，连接实物图；
②调节电阻箱R到合适的值，闭合开关S1，单刀双掷开关S2拨到a，记录微安表的示数Ⅰ及电压表示数U1；再将S2拨到b，记录电压表示数U2；
③改变电阻箱R的阻值，重复实验，记录多组数据；
④利用描点作图，在坐标纸上画出图像及图像分别如图乙、图丙所示。
请回答下列问题。

（1）根据图甲，完成图丁中的实物图连线_____。
（2）某次微安表指针如图戊所示，则读数为___________。
（3）图乙中拟合的直线斜率为k1，则电压表内阻RV=___________。
（4）图丙中拟合的直线截距为b，斜率为k2，则电源电动势的表达式为E=___________，内阻的表达式为r=___________。
【答案】（1） （2）160µA
（3）k1 （4）
【解析】小问1详解】
实物连接图如图所示，注意电流表、电压表的正负接线柱，电流应从正接线柱流入

【小问2详解】
微安表最小分度值为5µA，可估读到最小分度值的即1µA，读数为160µA。
【小问3详解】
开关S2拨到a时，由欧姆定律有
可以看出U1-I图像的斜率为
【小问4详解】
[1][2]开关S2拨到b时，电压表和电阻箱的并联电阻
由闭合电路欧姆定律知
可得
等式两边同时取倒数，整理得
可以看出图像的斜率为
截距为
可得
，
13. 位于坐标原点的波源，在时开始振动，形成一列简谐波沿x轴正方向传播，其振动图像如图所示，时波到达P点，时波到达Q点。已知P、Q平衡位置间的距离为3m。
（1）求波长λ、波速v及Q点的振动方程；
（2）当Q点走过的路程为10cm时，求P点走过的路程s及此时离开平衡位置的位移y。
【答案】（1）；；当时，；当时，
（2）；
【解析】【小问1详解】
由振动图像可知，周期，振幅，波沿轴正方向匀速传播，从到过程，有
波长
对点，当时，波还未到达，有
当时，点开始振动
其中
所以点的振动方程为当时，
当时
【小问2详解】
当点走过的路程为10cm时，点振动了
P点振动了
走过的路程
此时处于波谷，离开平衡位置的位移
14. 如图，在光滑水平地面上，A、B、C三个物块质量均为m，A、B间用劲度系数大小为k的轻质弹簧连接，开始时弹簧处于原长，B、C接触不粘连。现给物块A一瞬时冲量，使其获得水平向右的初速度v0。在以后的运动中弹簧始终在弹性限度内，弹簧弹性势能的表达式为（x为弹簧相对原长的形变量）。求：
（1）物块C的最大加速度a及最大速度vC；
（2）若其他条件不变，只改变物块C的质量，求物块C可能获得的最大动能Ek。
【答案】（1），
（2）
【解析】【小问1详解】
当弹簧第一次压缩到最短时，弹簧弹力最大，B、C加速度最大，这时A、B、C速度相同，设为v，物块A、B、C三者组成的系统动量守恒，有
由能量守恒，有
联立解得
对B、C，由牛顿第二定律，有
可得
当弹簧第一次恢复原长时，B、C分离，C速度达到最大，设A速度为v1，B、C速度为v2，对A、B、C系统动量守恒，有
由能量守恒，有
联立解得
，
所以C的最大速度为
【小问2详解】
设物块C的质量为M，当弹簧第一次恢复原长时，B、C分离，C速度达到最大，设A速度为v3，B、C速度为v4，对物块A、B、C系统动量守恒，有
由能量守恒，有
联立解得，
物块C的动能
当时，物块C的动能有最大值
15. 如图，水平地面上方高度为h的区域内存在水平向右的匀强电场。电场上方P处有一质量为m、电荷量为q的带正电的小球。第一次将小球从P处由静止释放，进入电场时的动能为Ek（未知），到达地面时的动能为5Ek。第二次将小球从P处水平向右抛出，抛出时的动能为Ek，进入电场后恰好做直线运动。重力加速度大小为g，小球可视为质点，不计其他阻力。求：
（1）电场强度大小E；
（2）P处到地面的高度H；
（3）小球两次落地点间的距离∆x。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
如图所示
设小球第一次进入电场时的速度为，有
设小球第二次平抛的初速度为，有
可知
小球进入电场时水平分速度
竖直分速度
设小球合速度与水平方向的夹角为，有
小球进入电场后恰好做直线运动，说明合力与速度共线，有
可得
【小问2详解】
设第一次小球落地点到出发点的水平距离为x1，进入电场前运动时间为，在电场中运动时间为，小球从释放到进入电场过程，由动能定理有
小球从释放到落地过程，由动能定理有
进入电场前，有
从释放到落地过程，有
在电场中运动，有
联立可得
联立可得
【小问3详解】
第一次小球从释放到落地过程，落地点到出发点的水平距离
第二次小球进入电场前做平抛运动的初速度
平抛运动的时间
水平位移
进入电场后，小球做匀加速直线运动，水平位移
小球两次落地点间的距离