广西南宁市武鸣高级中学2023-2024学年高三物理上学期开学考试试题（Word版附解析）

武鸣高中2024届高三（上）开学调研测试题物理说明：本试卷分为选择题和非选择题两部分，共100分，考试用时75分钟。答卷前，考生务必将自己的姓名、考试号在答题卡上相应位置正确填涂；答卷时，考生务必将答案涂写在答题卡上，在试卷上作答无效。祝各位考生考试顺利！一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。1.在2023年俄乌战争中，一名俄罗斯战士从直升飞机上跳入河中（下落过程中俄罗斯战士可视为质点），若其v-t图像如图所示，则下列说法正确的是（　　）A.该飞机距离水面的高度为27mB.该名俄罗斯战士进入水中的深度为18mC.该名俄罗斯战士在整个下跳过程中的平均速度是20m/sD.该名俄罗斯战士在水中的加速度大小是18m/s2【答案】D【解析】【详解】A．v-t图像与t轴围成的面积代表位移，得飞机距离水面的高度为h1=×18×2m=18m故A错误；B．该名俄罗斯战士进入水中的深度为h2=×18×1m=9m故B错误；C．由平均速度的定义式得故C错误； D．v-t图像的斜率代表加速度，可知内加速度大小为a=18m/s2故D正确。故选D2.蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动。跳跃者站在约40米以上（相当于10层楼）高度的桥梁、塔顶等上方，一条长弹性绳-端固定，另一端绑在踝关节处，跳跃者两臂伸开、双腿并拢、头朝下离开跳台，图甲为蹦极的场景。一游客从蹦极台下落的速度位移图像如图乙所示，游客及携带装备的总质量为75kg，弹性绳原长为10m，下落15m时游客速度最大，已知弹性绳的弹力与伸长盘的关系符合胡克定律，不计空气阻力和弹性绳的重力，重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的是（　　）A.弹性绳的劲度系数为150N/mB.下落过程游客始终处于失重状态C.下落过程弹性绳的弹力一直增大D.下落l5m时弹性绳的弹性势能最大【答案】A【解析】【分析】【详解】AB．跳跃着先加速后减速，故运动员先处于失重状态后处于超重状态，当合力为0时速度最大，此时弹力等于重力，由得故A正确，B错误；C．绳子的原长为10m，故在下落的10m前，跳跃者只受重力作用，弹性绳的弹力都为0，下落10m后，弹性绳的弹力一直增大，故C错误； D．当跳跃着下落到最低点，即下落高度为25m，速度为0时，跳跃着减小的重力势能全部转化为弹性绳的弹性势能，此时弹性绳的弹性势能最大，故D错误。故选A。3.有关热学，下列说法错误的是（　　）A.甲分子固定不动，乙分子从很远处向甲靠近到不能再靠近的过程中，分子间的分子势能是先减小后增大B.一定量的理想气体在体积不变的条件下，吸收热量，内能一定增大，压强必增大C.自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的D.饱和汽压与分子密度有关，与温度无关【答案】D【解析】【详解】A．甲分子固定不动，乙分子从很远处向甲靠近到不能再靠近的过程中，分子力先表现为引力，靠近时引力做正功，分子势能减小。后表现为斥力，相互靠近时，分子力做负功，分子势能增加。故A正确，不符合题意；B．一定量的理想气体在体积不变的条件下，不对外做功，故吸收热量后内能一定增加，温度升高，压强必增加，故B正确，不符合题意；C．根据热力学第二定律，自然界进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性，是不可逆的，故C正确，不符合题意；D．饱和汽压与温度有关，且随着温度的升高而增大，故D错误，符合题意。故选D。4.一列沿x轴正方向传播的简谐横波在时刻波形如图所示，此时波恰好传到平衡位置的质点M。在时，位于平衡位置的质点N运动的路程为。下列说法正确的是（　　）A.波源的起振方向向下B.波的传播速度为C.时质点M速度在增大，加速度增大 D.在时质点N振动位移为【答案】D【解析】【详解】A．由题图可知，质点M的起振方向向上，所以波源的起振方向向上，故A错误；B．设波源的振动周期为T，由题意可得解得则波的传播速度为故B错误；C．由于所以时质点M位于平衡位置上方且正在靠近平衡位置，速度在增大，加速度在减小，故C错误；D．由题意可知时质点N位于负向最大位移处，则再经过2s后质点N将位于正向最大位移处，此时的位移为5cm，故D正确。故选D。5.“天问一号”探测器负责执行中国第一次自主火星探测任务，于2020年7月23日在文昌航天发射场发射升空，2021年2月24日6时29分，成功实施近火制动，进入火星停泊轨道。假设“天问一号”在火星停泊轨道上做匀速圆周运动，轨道半径为r，运行周期为T。已知火星的半径为R，自转周期为T0，引力常量为G。则火星的（　　）A.极地表面的重力加速度为B.密度为C.同步卫星的轨道半径为D.第一宇宙速度为【答案】A【解析】【分析】【详解】A．探测器绕火星做圆周运动，有 又因为联立解得故A正确；B．根据，解得故B错误；C．同步卫星的周期等于火星的自转周期解得故C错误；D．根据 解得故D错误；故选A。6.产生闪电的积雨云底层带负电，为避免闪电造成的损害，高大的建筑物会装有避雷针。图中虚线为避雷针周围的等势线，a、b两点的场强大小分别为、，a、b两点的电势分别为、，则（　　）A.B.C.避雷针的顶端带负电D.一带负电的雨滴从a下落至b，电场力做正功【答案】D【解析】【分析】【详解】产生闪电的积雨云底层带负电，根据静电感应知避雷针的顶端带正电，电场线与等势线垂直，方向从下到上，沿电场线电势逐渐降低，所以等差等势线的疏密表示场强的强弱，则可知一带负电的雨滴从a下落至b，即负电荷从低电势到高电势，电场力做正功，ABC错误，D正确。故选D。7.磁流体发电机又叫等离子体发电机，如图所示，燃烧室在3000K的高温下将气体全部电离为正离子与负离子，即高温等离子体。高温等离子体经喷管提速后以1000m/s的速度进入矩形发电通道。发电通道有垂直于喷射速度方向的匀强磁场，磁感应强度为6T，等离子体发生偏转，在两极间形成电势差，已知发电 通道长a=50cm，宽b=20cm，高d=20cm，等离子体的电阻率ρ=2Ω·m，则以下判断中正确的是（　　）A.发电机的电动势为1000VB.开关断开S时，高温等离子体不能匀速通过发电通道C.当外接电阻为8Ω时，电流表示数为100AD.当外接电阻为6Ω时，发电机输出功率最大【答案】C【解析】【详解】A．离子在复合场中由得电源电动势U=vBd=1200V故A错误；B．开关断开时，高温等离子体在磁场力作用下发生偏转，导致极板间存在电压，当电场力与磁场力平衡时，高温等离子体可以匀速通过发电通道，故B错误；C．由电阻定律得发电机内阻为4Ω，由闭合电路欧姆定律得，当外接电阻为8Ω时，电流为100A，故C正确；D．根据电源输出功率和外电阻关系图像可知，当外电路总电阻R=r=4Ω时有最大输出功率，故D错误。故选C二、多项选择题：共3题，共18分。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分。8.日本福岛核电站泄漏事故再升级，日本政府准备将大量受污染的核废水直接排入大海，遭到了来自日本 国内乃至全世界人民的反对。核废水中含有大量无法中和的放射性氚，氚能通过β衰变放射出β射线，半衰期大约12.5年，氚同时也是轻核聚变的重要原料，一个氘核与一个氚核结合成一个氦核时，同时放出一个中子，辐射出一个γ光子。下列说法正确的是（　　）A.氚发生β衰变时，β射线来自原子核外的电子电离而产生B.20个氚核发生β衰变，经过25年，大约还有5个氚核未发生衰变C.属于轻核聚变反应D.He和n的结合能之和大于H和H的结合能之和【答案】CD【解析】【详解】A．氚发生β衰变时，β射线来自原子核内部，故A错误；B．半衰期是大量放射性元素的统计结果，对少量放射性元素不适用，故B错误；C．属于轻核聚变反应，故C正确；D．由于该反应会释放核能，所以生成物的结合能之和大于反应物的结合能之和，故D正确。故选CD。9.图甲所示的理想变压器原、副线圈匝数比为55∶6，图乙是该变压器原线圈两端输入的交变电压u的图像，副线圈中L是规格为“24V，12W"的灯泡，R0是定值电阻，R是滑动变阻器，图中各电表均为理想交流电表，以下说法正确的是（　　）A.灯泡L能正常发光B.滑片P向下滑动的过程中，变压器输出功率变小C.滑片P向下滑动的过程中，电流表A示数变大，电压表示数不变D.原线圈两端输入电压的瞬时表达式为u=220sin100πt（V）【答案】AC【解析】【详解】A．由得U2=24V，故灯泡L能正常发光，A正确； BC．滑片P向下滑动，电阻R变小，电流变大，电压U1不变，故功率变大，B错误，C正确；D．原线圈两端输入电压的瞬时时表达式为故D错误。故选AC。10.如图所示，U形光滑金属导轨与水平面成37°角倾斜放置，现将一金属杆垂直放置在导轨上且与两轨道接触良好，在与金属杆垂直且沿着导轨向上的外力F的作用下，金属杆从静止开始做匀加速直线运动。整个装置处于垂直导轨平面向上的匀强磁场中，外力F的最小值为8N，经过2s金属杆运动到导轨最上端并离开导轨。已知U形金属导轨两轨道之间的距离为1m，导轨电阻可忽略不计，金属杆的质量为1kg、电阻为1Ω，磁感应强度大小为1T，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。下列说法正确的是（　　）A.拉力F是恒力B.拉力F随时间t均匀增加C.拉力F的最大值等于20ND.金属杆运动的加速度大小为2m/s2【答案】BD【解析】【详解】AB．t时刻，金属杆的速度大小为产生的感应电动势为电路中的感应电流为金属杆所受的安培力大小为 由牛顿第二定律可知可见F是t的一次函数，故A错误，B正确；CD．t=0时，F最小，代入数据可求得t=2s时，F最大，最大值为故C错误，D正确。故选BD。三、实验题：本题共2小题，共16分。将答案填在答题卡的指定位置。11.某同学用半圆形玻璃砖测定玻璃的折射率（如图所示），实验的主要步骤如下：A．把白纸用图钉钉在木板上，在白纸上作出直角坐标系，在白纸上画一条线段AO表示入射光线；B．把半圆形玻璃砖M放在白纸上，使其底边与Ox轴重合，且圆心恰好位于O点；C．在AO线段上竖直地插上两枚大头针、；D．在坐标系的的区域内竖直地插上大头针，并使得从一侧向玻璃砖方向看去，能同时挡住和的像；E．移开玻璃砖，作连线，用圆规以O点为圆心画一个圆（如图中虚线所示），此圆与AO线交点为B，与连线的交点为C，测出B点到x、y轴的距离分别为、，C点到x、y轴的距离分别为、。(1)根据测出的B、C两点到两坐标轴的距离，可知此玻璃折射率测量值的表达式为：________； (2)若实验中该同学在的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到、像，其原因可能是：________________________。(3)该同学用平行玻璃砖做实验如图所示。A．他在纸上正确画出玻璃砖的两个界面和后，不小心碰了玻璃砖使它向方向平移了少许，如图所示，则他测出的折射率将______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）；B．他在画界面时，不小心将两界面、间距画得比玻璃砖宽度大些，如图所示，则他测得的折射率________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。【答案】①.②.确定光在介面上入射角太大，发生了全反射③.不变④.偏小【解析】【详解】(1)[1]设光线在x轴上的入射角为i，折射角为r，玻璃砖的半径为R，根据数学知识得则此玻璃折射率测量值的表达式为(2)[2]若实验中该同学在的区域内，从任何角度都无法透过玻璃砖看到、像，其原因可能是：确定的光在介面上入射角太大，发生了全反射；为能透过玻璃砖看到、，他应在重新画线段AO时使AO与y轴间的夹角减小；(3)[3]如下左图所示，红线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而黑线是作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律得知，测得折射率将不变。[4]如下右图所示，红线表示将玻璃砖向上平移后实际的光路图，而黑线是作图时所采用的光路图，可见，入射角没有变化，折射角的测量值偏大，则由可得，折射率测量值偏小。 12.（1）用螺旋测微器得片状金属工件的厚度为_______mm，用多用电表电阻挡“×10”测量某电阻时读数为_________Ω.（2）有一个小灯泡上标有“4V，2W”的字样，现在要用伏安法描绘这个小灯泡的伏安特性曲线，现有下列器材供选用：A.电压表V1(0~6V，内阻约10kΩ)B.电压表V1(0~15V，内阻约20kΩ)C.电流表A1(0~0.3A，内阻约1Ω)D.电流表A2(0~0.6A，内阻约0.4Ω)E.滑动变阻器R1(0~10Ω)F.滑动变阻器R2(0~100Ω)G.学生电源(直流6V)、开关及导线①为了调节方便，测量尽可能准确，实验中应选用电压表_________，电流表_________，滑动变阻器_______．(填器材前的选项符号)②为使实验误差尽量减小，要求从零开始夺取几组数据，请用①中所选的仪器在答题卡的虚线框中画出实验电路图_________． ③P为图中图线上的一点，PN为图线上P点的切线，则由图可知：随着所加电压的增加，小灯泡的电阻将________(填“增大”“减小”或“不变”)，对应P点，小灯泡的电阻值约为__________Ω．(保留三位有效数字)【答案】①.0.200②.120③.A④.D⑤.E⑥.⑦.增大⑧.22.0【解析】【详解】（1）[1]螺旋测微器的固定刻度为0mm，可动刻度为20.0×0.01mm=0.200mm，所以最终读数为d=0mm+0.200mm=0.200mm[2]选用“×10”欧姆挡时读数=刻度盘读数×倍率，即R=12×10Ω=120Ω（2）①[3][4][5]因灯泡的额定电压为4V，为保证安全选用的电压表量程应稍大于4V，但不能大太多，量程太大则示数不准确；故只能选用0～6V的电压表，故选A；而灯泡的额定电流为 为保证安全选用的电流表量程应稍大于0.5A，故选D(0.6A)；而由题意要求可知，电压从零开始变化，并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法，而分压接法中应选总阻值小的滑动变阻器，故选E；（3）②[6]灯泡电阻因可知灯泡电阻是个小电阻，选用电流表的外接法可以减小系统误差；由题意要求可知电压从零开始变化并要多测几组数据，故只能采用滑动变阻器分压接法；电路如图所示③[7][8]由图象可得斜率逐渐减小，表示灯丝电阻随电压增大而增大。斜率为即可得四、解答题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明，方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13.如题图所示，真空中ADBO是半径为R的半圆柱体玻璃的横截面，AB为直径，O为圆心，一单色细光束在截面内由直径上的C点以入射角射入玻璃，经C点折射后射向弧面D处，其中OD与直径AB的夹角。已知：玻璃对该光的折射率，光在真空中的传播速度为c，求：（1）计算分析光在D处能否射出玻璃；（2）光从C点入射到第一次从玻璃中射出时所经过的时间。 【答案】（1）光不能从D处射出玻璃；（2）【解析】【详解】（1）设全反射临界角为θ，则得临界角由折射定律可知，C处折射角满足故如答图由几何关系可知：D处入射角为45°，恰好发生全反射，故光不能从D处射出玻璃；（2）如答图，根据光在玻璃中的光路和几何关系可知： 故光第一次从N点射出玻璃时，在玻璃中经过的路程光在玻璃中的传播速度故光在玻璃中的传播时间14.中国大桥，位居世界之榜首，是国家基建新名片。小李驾驶比亚迪电动汽车（可视为质点）通过贵州一座120m长的桥，过桥用时12s，其运动可看作是匀加速直线运动，刚上桥头时速度是4m/s。求：（1）汽车的加速度和刚过桥后的速度有多大？（2）若此桥限速108km/h，在加速度不变的情况下，汽车刚上桥头时的速度不得超过多少m/s？【答案】（1），16m/s；（2）25.7【解析】【详解】（1）汽车刚到桥头的速度为v1=4m/s，用时t=12s，位移x=120m，由，代入数据解得a=1m/s2刚过桥后的速度v2=at+v1=16m/s（2）令汽车刚上桥头时速度为vm，过桥后汽车速度恰好达到v3=108km/h=30m/s由，代入数据解得vm≈25.7m/s故汽车刚上桥头时的速度不得超过25.7m/s。 15.如图所示，第四象限内有互相正交的匀强电场E与匀强磁场B1，E的大小为0.5×103V/m，B1大小为0.5T；第一象限的某个矩形区域内，有方向垂直纸面向里的匀强磁场B2，磁场的下边界与x轴重合．一质量m=1×10-14kg、电荷量q=1×10-10C的带正电微粒以某一速度v沿与y轴正方向60°角从M点沿直线运动，经P点即进入处于第一象限内的磁场B2区域．一段时间后，小球经过y轴上的N点并与y轴正方向成60°角的方向飞出．M点的坐标为（0，-10），N点的坐标为（0，30），不计粒子重力，g取10m/s2．（1）请分析判断匀强电场E的方向（要求在图中画出）并求出微粒的运动速度v；（2）匀强磁场B2的大小为多大？（3）B2磁场区域的最小面积为多少？【答案】（1）方向垂直于MP连线向下，1×103m/s；（2）T（3）m2【解析】【详解】（1）粒子在电场与磁场中做直线运动，若速度变化会引起洛伦兹力的变化，微粒将不能做直线运动，因此微粒必做匀速直线运动，洛伦兹力与电场力相平衡，则有：代入数据解得：v=1×103m/s根据左手定则可知正电荷所受洛伦兹力方向为：垂直于速度方向向上，电场力的方向与洛伦兹力方向相反，即垂直于速度方向向下，则场强E的方向垂直于MP连线向下；（2）粒子在磁场B2区域内做一段圆弧运动，画出微粒的运动轨迹如图： 设粒子在第一象限内做圆周运动的半径为R，由几何关系可知：三角形MNE是等边三角形，所以有：ME=MN=40cmMP=2OM=20cmRtan60°+MP=ME解得：cm则微粒做圆周运动的向心力由洛伦兹力提供，所以有：代入数据解得：T（3）由图可知，磁场B2的最小区域应该分布在图示的矩形PACD内，由几何关系得：PD=2Rsin60°=0.2mPA=R（1-cos60°）=m所以所求磁场的最小面积为：