新疆部分名校2024-2025学年高三上学期开学考试物理试卷[解析版]

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注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容：高考全部内容。
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 科学家用α粒子轰击时，实现了人工核转变，反应方程，则X为（ ）
A. β负粒子B. β正粒子C. 中子D. 质子
【答案】D
【解析】根据核反应前后质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为
X的电荷数为
所以X为质子。
故选D。
2. 如图所示，用两根完全相同的轻质弹簧悬挂一物块，平衡时两弹簧与水平天花板恰好构成等边三角形，已知弹簧的劲度系数均为k，每根弹簧的形变量均为，重力加速度大小为g，则物块的质量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】物块平衡时两弹簧与水平天花板恰好构成等边三角形，根据几何关系可知弹簧与竖直方向的夹角为
对物块，根据平衡条件可得
根据胡克定律
解得
故选B。
3. 在光滑水平地面上，三个完全相同的小球，通过两根不可伸长、长度相同的轻质细线连接，初始时三小球共线且均静止，细线绷直，如图甲所示。现给小球3一垂直细线向右的瞬时冲量，则在小球1、2碰撞前（ ）
A. 小球1、2组成的系统的动量守恒
B. 小球1、2组成的系统的机械能守恒
C. 两根细线中的张力大小均不变
D. 小球3的速度一直在减小
【答案】D
【解析】A．由于三个小球组成系统所受外力之和为零，满足动量守恒的条件，因此系统动量守恒；小球1、2组成的系统受绳子拉力的合力不为零，动量不守恒，故A错误；
B．三个小球组成系统机械能守恒，小球1、2组成的系统受绳子拉力的合力不为零，机械能不守恒，故B错误；
C．小球1、2相对于小球3做圆周运动，速度越来越大，绳子拉力越来越大，故C错误；
D．小球3受到绳子的拉力始终向左，速度一直在减小，故D正确。
故选D。
4. 如图所示，跳台滑雪比赛中，运动员从a处由静止自由滑下，到b处起跳，c点为a、b之间的最低点，a、c两处的高度差为h。运动员经过c点时对滑雪板的压力等于自身所受重力的6倍，整个过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力，则c点处这一段圆弧雪道的半径为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】运动员从点运动到点 ，根据动能定理有
运动员在点有
解得
故选B。
5. 某同学测量一块上、下表面平行的玻璃砖的折射率，在玻璃砖一侧插上大头针P1、P2，在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使P1被P2挡住，在另一侧插上大头针P3、P4，透过玻璃砖使四枚大头针看起来在一条直线上，画出玻璃砖的轮廓，测得直线P1P2与玻璃砖上表面的夹角为θ1，直线O1O2与玻璃砖上表面的夹角为θ2，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 实验时θ1应尽量大一些B. 大头针P1、P2应尽量靠近一些
C. 直线P1P2与直线P3P4平行D. 玻璃砖的折射率为
【答案】C
【解析】AB．实验时θ1应尽量小一些，大头针P1P2应尽量远一些，以减小实验误差，故AB错误；
C．由于玻璃砖上、下表面平行，根据对称性可知，直线P1P2与直线P3P4平行，故C正确；
D．玻璃砖的折射率为
故D错误。
故选C。
6. 如图所示，轻质细绳一端固定在天花板上，另一端连接一个可视为质点的小球，小球在水平面内绕O点做匀速圆周运动，连接小球的细绳与竖直方向的夹角为，则小球做圆周运动的周期取决于（ ）
A. 小球的质量B. 细绳的长度
C. 悬点与O点的距离D. 细绳与竖直方向的夹角
【答案】C
【解析】对小球受力分析，如图
小球在竖直方向上受力平衡
在水平方向上，拉力的分力提供向心力
设细绳的长度为，则
解得
又因为悬点与O点的距离为
所以，小球做圆周运动的周期取决于悬点与O点的距离。
故选C
7. 如图所示，长度为5m的固定斜面上有一长度为0.9m的木板，其上端与斜面顶端对齐，木板由静止释放后，沿斜面向下做匀加速直线运动，木板通过斜面中点A的时间为0.2s，则木板下滑的加速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据题意，设木板下滑的加速度大小为，木板上端通过点的时间为，则有
其中
，
解得
故选C。
8. 如图甲所示，在、区域内存在垂直平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，边长为2d的正方形金属线框与磁场边界重合，线框以y轴为转轴匀速转动一周，线框中产生的交变电动势如图乙所示，最大值为E，该过程产生的热量与线框以速度v沿x轴正方向匀速离开磁场产生的热量相等，下列判断正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据题意，设线框以y轴为转轴匀速转动的角速度为，则有
该过程产生的热量为
线框以速度v沿x轴正方向匀速离开磁场，则有
产生的热量为
又有
联立解得
，故选A。
9. 学习了自感、互感后，某同学设计了如图所示的“呼吸灯”电路。电路中电源为两节干电池，A、B是规格相同、额定电压均为2.5V的灯泡，L是自感系数较大、电阻可以忽略不计的线圈，C是电容较大的电容器。闭合开关，待电路稳定后突然断开开关，两灯开始“呼吸”，下列说法正确的是（ ）
A. 合上S的瞬间，A灯先亮
B 电流稳定后，A灯亮，B灯熄灭
C. 电流稳定后断开S的瞬间，电容器开始充电
D. 自感系数L越大，电容C越大，“呼吸灯”的频率越低
【答案】BD
【解析】AB．合上开关S的瞬间，灯立刻变亮，灯慢慢变亮，电流稳定后，灯熄灭，故A错误，B正确；
C．电流稳定后断开S的瞬间，自感电动势大于电容器两端的电压，电容器的放电电流和线圈的自感电流相同，因此电容器先放电，故C错误；
D．根据振荡电路周期
自感系数L越大，电容C越大，周期越大，又
则“呼吸灯”的频率越低，故D正确。故选BD。
10. 坐标原点处的波源做简谐运动，形成的简谐横波沿x轴正方向传播，波源振动3s后波刚好传到处，波形图如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 波源的起振方向沿y轴负方向
B. 波源做简谐运动的周期为2s
C. 波在介质中的传播速度大小为
D. 波刚好传到处时，波源通过的路程为0.6m
【答案】BC
【解析】A．由图可知，处质点的起振方向为沿轴正方向，则波源的起振方向沿y轴正方向，故A错误；
BC．波在介质中的传播速度大小为
由图可知，波长为，则有
故BC正确；
D．波刚好传到处时，波源振动的时间为
则波源通过的路程为
故D错误。故选BC。
11. 如图所示，理想变压器的原线圈电压不变，副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节，副线圈回路接有定值电阻、滑动变阻器R，滑动变阻器R的最大阻值为，起初滑动变阻器R的滑片处于正中间，为提高滑动变阻器R的热功率，下列措施可行的是（ ）
A. 保持滑动变阻器R的滑片位置不变，将T向a端滑动
B. 保持滑动变阻器R的滑片位置不变，将T向b端滑动
C. 保持T不动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动
D. 保持T不动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动
【答案】AD
【解析】A．保持滑动变阻器R的滑片位置不变，将T向a端滑动，副线圈的匝数变大，则副线圈两端电压变大，则通过滑动变阻器R的电流变大，由电功率公式可知，R的热功率提高，A正确；
B．保持滑动变阻器R的滑片位置不变，将T向b端滑动，副线圈的匝数变小，则副线圈两端电压变小，则通过滑动变阻器R的电流变小，由公式可知，R的热功率降低， B错误；
C．保持T不动，副线圈的匝数不变，则副线圈两端电压不变，滑动变阻器R的滑片向e端滑动，滑动变阻器接入电路的电阻值R变大，则通过滑动变阻器R的电流变小，由公式可得R的热功率为
当时，R的热功率最大，起初滑动变阻器R的滑片处于正中间，则有
可知，滑动变阻器R的滑片向e端滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻值R变大，则R的热功率降低，C错误；
D．保持T不动，副线圈的匝数不变，则副线圈两端电压不变，滑动变阻器R的滑片向f端滑动，滑动变阻器接入电路的电阻值变小，则通过滑动变阻器R的电流变大，由C选项解析可知，R的热功率提高，D正确。故选AD。
12. 某颗人造检测卫星绕地球沿图中实线逆时针做匀速圆周运动，为了近距离检测且不改变卫星的周期，可在卫星经过P点时，使发动机在极短时间内垂直于速度方向喷射气体，仅改变卫星速度的方向，从而变轨为图中虚线所示的椭圆轨道，忽略变轨时卫星质量的变化，下列说法正确的是（ ）
A. 变轨时发动机对卫星不做功
B. 变轨时发动机向P点内侧喷射气体
C. 椭圆轨道的半长轴等于圆轨道的半径
D. 卫星在圆轨道上单位时间内扫过的面积大于在椭圆轨道上单位时间内扫过的面积
【答案】ACD
【解析】A．根据题意，忽略变轨时卫星质量的变化，即卫星质量不变，由于发动机在极短时间内喷射气体后，仅改变卫星速度的方向，即卫星速度大小不变，卫星前后动能不变，根据动能定理，变轨时发动机对卫星不做功，故A正确；
B．卫星逆时针运行，为了近距离检测，由图可知变轨时卫星在P点瞬间获得沿椭圆切线指向近地点的速度，由反冲原理可知变轨时发动机向P点外侧喷射气体，故B错误；
C．卫星运动周期不变，根据开普勒第三定律可知，椭圆轨道的半长轴等于圆轨道的半径，故C正确；
D．根据开普勒第二定律，卫星在同一轨道上单位时间内扫过的面积相等，结合上述，椭圆轨道的半长轴等于圆轨道的半径，则圆轨道的面积大于椭圆轨道的面积，由于卫星运动周期相同，故卫星在圆轨道上单位时间内扫过的面积大于在椭圆轨道上单位时间内扫过的面积，故D正确。故选ACD。
二、非选择题：本题共5小题，共52分。
13. 某同学利用如图甲所示的实验装置探究“加速度与力、质量的关系”，让小车左端和纸带相连，调节木板左端高度，使小车能拖着纸带匀速向右运动。现将小车右端用细绳跨过定滑轮和钩码相连，钩码下落，带动小车运动，打点计时器在纸带上打出点迹。某次实验得到的纸带和相关数据如图乙所示。
（1）已知打出图乙中相邻两个计数点的时间间隔均为0.1s，则小车的加速度大小为______。（结果保留两位小数）
（2）仅改变钩码的质量m，重复实验，得到多组a、m数据，作出的图像为纵截距为b、斜率为k的直线，如图丙所示，则当地的重力加速度大小为______，小车的质量为______。
【答案】（1） （2）
【解析】【小问1详解】
根据题意，由逐差法可得，小车的加速度大小为
【小问2详解】
[1][2]设小车的质量为，由牛顿第二定律有
解得
则有
结合图丙有
，
解得
，
14. 某同学找到一个灵敏电流表G，为测量该电流表的内阻，该同学进行了下列操作：
（1）将灵敏电流表G按如图甲所示的电路连接，闭合开关前，滑动变阻器R的滑片应置于______（填“左端”“右端”或“正中间”）。
（2）先闭合开关，调节滑动变阻器R的滑片，使灵敏电流表G的指针满偏，再闭合开关，保持滑片位置不动，调节电阻箱，使灵敏电流表G的指针半偏，此时电阻箱的示数如图乙所示，则该灵敏电流表的内阻为______Ω。
（3）该实验中电流表内阻的测量值______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
（4）为提高实验精度，下列措施可行的是______。
A. 更换内阻较小的电源
B. 更换电动势较大的电源
C. 更换阻值较大滑动变阻器
【答案】（1）右端 （2）1893 （3）小于 （4）BC
【解析】【小问1详解】
滑动变阻器是限流式接法，闭合开关前，滑动变阻器R的滑片应置于右端，使滑动变阻器接入电路中的阻值最大。
【小问2详解】
设电流表的满偏电流为，内阻为；灵敏电流表G的指针半偏时，通过电流表的电流为，通过的电流为
由，所以该灵敏电流表的内阻为
【小问3详解】
闭合开关后，电流表与并联，电流表与并联后的总电阻比电流表的内阻变小，电路中的总电阻变小，由，可知电路中的电流变大，当电流表指针半偏时，电阻中的电流大于通过电流表的电流，则接入电路中的阻值实际比电流表的阻值小，所以该实验中电流表内阻的测量值小于真实值。
【小问4详解】
AC．本实验的误差来自闭合后，电路中因电阻发生减小导致电路中电流变大造成的；设电流表的满偏电流为，内阻为；电源电动势为E，内阻为r， S2闭合前
闭合后
解得
由
可知
当时，即
时近似成立。所以更换阻值较大的滑动变阻器，能减小误差。更换内阻较小的电源，增大误差，故A错误，C正确；
B．与的相对误差
所以更换电动势较大的电源能减小误差。故B正确。
故选BC。
15. 圆柱形汽缸用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞可沿汽缸壁无摩擦滑动且不漏气，起初将汽缸开口向下悬挂在天花板上，平衡时活塞离汽缸口的距离为L，如图甲所示。现将汽缸转动到开口向上并将细线拴在活塞上，平衡时活塞恰好到达汽缸口（到缸底的距离为4L），如图乙所示。已知活塞的质量、横截面积，大气压强，此过程中封闭气体的温度不变，重力加速度大小，求：
（1）图甲中封闭气体的压强；
（2）汽缸的质量M。
【答案】（1） （2）
【解析】【小问1详解】
根据题意，对活塞受力分析，由平衡条件有
解得
【小问2详解】
设转动后封闭气体的压强为，由于封闭气体的温度不变，由玻意耳定律有
解得
对汽缸受力分析，由平衡条件有
解得
16. 如图所示，质量、可视为质点的货物在电动机作用下，从斜面底端A点由静止开始做匀加速直线运动，加速到B点时关闭电动机，货物恰好能到达最高点C。已知货物在此过程中的加速时间，减速时间，货物与斜面间的动摩擦因数，斜面的倾角为，且，重力加速度大小，求：
（1）斜面的长度L；
（2）电动机对货物做功W。
【答案】（1）15m （2）1500J
【解析】【小问1详解】
根据题意，到达B点时速度最大，由B到C过程
联立代入数据得
斜面的长度
【小问2详解】
根据动能定理
代入数据得电动机对货物做的功
17. 如图所示，真空中平面直角坐标系第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，第四象限区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，M、N用弹性绝缘挡板连接。y轴上的粒子源P沿x轴正方向发射一带正电粒子，粒子进入磁场后恰好垂直击中挡板，反弹后恰好从O点垂直y轴以的速度射出磁场。已知M、N两点的坐标分别为、，粒子的比荷，求：
（1）匀强磁场的磁感应强度大小B；
（2）匀强电场的电场强度大小E。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
根据题意可知，粒子进入磁场后恰好垂直击中挡板，反弹后恰好从O点垂直y轴射出磁场，则点为粒子反弹后在磁场中做匀速圆周运动的圆心，可得
又有
联立解得
【小问2详解】
根据题意，画出粒子的运动轨迹，如图所示
如图所示，令，根据几何关系有
，
又有
，
解得
即粒子从A点进入磁场时，速度与轴正方向夹角的正弦值为
设粒子做类平抛运动的时间为，则有
，
又有
，，
联立解得