2023-2024学年山东省滨州市重点中学高三（上）开学摸底联考物理试卷卷（含解析）

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一、选择题（本大题共12小题，第1-8题每小题3分，第9-12题每小题4分，共40分）

1.如图所示为济南市某日的天气预报，下列说法正确的是()

A.当空气质量显示为霾时，空气中细颗粒物如的分子在空气中做无规则的布朗运动

B.从上午点到下午点，空气分子中速率较大的分子所占总分子比例逐渐变大

C.若温度降为，水蒸气液化为露珠的过程中分子间引力减小，斥力增大

D.若温度降为，水蒸气液化为露珠的过程中分子势能一直增大

2.年正月十三至正月二十二，已有上千年历史的涿州市元宵灯会上以三国文化为主题的各类霓虹灯悉数登场，多姿多彩的霓虹灯使人们在红红火火的元宵花灯节上感受着浓浓的新春气息．霓虹灯发光原理是不同气体原子从高能级向低能级跃迁时发出能量各异的光子而呈现五颜六色，如图所示为氢原子能级图，氢原子处于能级上，已知可见光的光子能量范围为，则下列说法正确的是()

A.一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多产生种谱线

B.氢原子从能级向能级跃迁过程中发出的光为不可见光

C.一群氢原子从能级向能级跃迁过程中，发出的光中有种频率的光能使逸出功为的金属发生光电效应

D.氢原子从能级向能级跃迁过程中发出光的波长最长

3.挂灯笼的习俗起源于西汉，过年期间，家家户户都挂起了各式各样的灯笼．如图所示，由五根等长的轻质细绳悬挂起质量均为的灯笼、、、，中间细绳是水平的，上面两细绳与水平方向夹角为，中间两细绳与竖直方向夹角为，间和间的绳中张力分别是和，重力加速度为下列关系式正确的是()

A.B.C.D.

4.一定质量的理想气体从状态开始依次经过状态再到状态再回到状态，其图像如图所示，其中曲线为双曲线的一部分。下列说法正确的是()

A.从到的过程中，气体放出热量

B.从到的过程中，气体吸收热量，内能增加

C.从到的过程中，气体的压强不变，内能增加

D.从到的过程中，气体在单位时间、单位面积上与器壁碰撞的分子数变少，且单个气体分子的撞击力变小

5.探测器“夸父”是我国于年月日发射的太阳探测卫星，年月至日，我国召开观测数据试开放全球发布暨数据使用培训会，与多个国家进行信息分享，体现我国的大国担当。“夸父”在距地球约万公里的拉格朗日点，与地球一起以相同的公转周期绕太阳做匀速圆周运动，用以监测太阳活动的发生及其伴生现象，则()

A.“夸父”处于平衡状态

B.在相同时间内，“夸父”的位移相同

C.“夸父”、地球绕太阳公转的向心加速度相同

D.“夸父”绕太阳公转的加速度小于地球公转的加速度

6.如图所示，、、、是真空中正四面体的四个顶点，点为的中点。在、两点分别固定和两个点电荷。下列说法正确的是()

A.点的电势比点的高

B.点的电场强度比点的大

C.、两点的电场强度相同

D.同一负电荷在点的电势能比在点的电势能大

7.如图所示，高度为的薄圆筒，某次工作时将筒由水面上方开口向下吊放至深度为的水下，已知水的密度为，重力加速度，大气压强为，桶内空气可视为理想气体且远小于，忽略筒内气体温度的变化和水的密度随深度的变化，保持不变，用气泵将空气压入筒内，使筒内的水全部排出，则压入气体的质量与筒内原气体质量的比值约为()

A.B.C.D.

8.如图所示是一物体沿直线由静止开始运动的部分图像，关于物体的运动，下列说法正确的是()

A.时刻物体的速度为零B.至物体沿负向做加速运动

C.物体在和两个时刻的速度相同D.时刻物体返回到出发时的位置

9.某种电吹风机的电路如图所示，、、、为四个固定触点。绕点转动的扇形金属触片，可同时接触两个触点，触片处于不同位置时，吹风机可处于停机、吹冷风和吹热风三种工作状态。和分别是理想变压器原、副线圈的匝数，该电吹风机的各项参数如下表所示。当电风吹机接上的交变电流时，则()

冷风时输入功率

热风时输入功率

小风扇额定电压

输入交流电的电压

A.吹冷风时，触片同时接触、两个触点

B.小风扇正常工作时电阻为

C.原、副线圈的匝数比

D.吹热风时，通过电吹风机的电流为

10.如图甲所示，匀强磁场中有一面积为、电阻为的单匝金属圆环，磁场方向垂直于圆环平面竖直向上。图乙为该磁场的磁感应强度随时间变化的图像，曲线上点坐标为，点的切线在轴的截距为，由以上信息可知()

A.时，圆环中感应电动势的大小B.时，圆环中感应电流的方向

C.内，通过圆环某截面的电量D.内，圆环所产生的焦耳热

11.图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体中，高频电信号由图乙电路产生通过压电陶瓷转换成同频率的高频声信号，发出超声波，下方圆柱体将接收到的超声波信号反射回去。两列超声波信号叠加后，会出现振幅几乎为零的点节点，在节点两侧声波压力的作用下，小水珠能在节点处附近保持悬浮状态，该情境可等效简化为图丙所示情形，图丙为某时刻两列超声波的波形图，、为波源，点、点分别为两列波的波前，已知声波传播的速度为，振荡回路的振荡周期为，则下列说法正确的是()

A.该超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为

B.两列波稳定叠加后，波源、之间小水珠共有个悬浮点

C.两列波稳定叠加后，波源、之间振幅为的点共有个

D.拔出图乙线圈中的铁芯，可以增加悬浮仪中的节点个数

12.某粮库设计的运粮装置如图，连接粮车和配重的缆绳与斜面平行，斜面倾角为，粮车和配重的质量均为，每次从高处向下运送的粮食质量为，粮车由静止下滑后遇到弹簧的自由端，继续向下运动速度减为，同时锁定弹簧和粮车。卸粮后，解开锁定，粮车刚好回到斜坡上的初始位置。不计弹簧和缆绳质量，粮车所受阻力是车总重量的倍含有无粮草两种情况，且粮车返回过程中，缆绳始终处于拉直状态。下列说法正确的是()

A.粮车能回到起始位置，应满足

B.粮车和粮食下滑过程中减少的重力势能大于弹簧和配重增加的机械能

C.弹簧的最大弹性势能

D.弹簧的最大弹性势能

二、非选择题（共60分）

13.某同学用如图所示装置探究加速度与质量的关系。图中小车及砝码的质量用表示，托盘及钩码的质量用表示，交流电源的频率为，当地重力加速度取，实验中该同学取托盘及钩码的重力作为小车所受的合力。

实验中，下列说法正确的是_______。

A.每次在小车上加减砝码时，需再重新补偿阻力

B.实验中应远大于

C.实验时应先释放小车后接通电源

D.小车加速度可用计算

某次实验得到的纸带如图所示，图中相邻计数点之间还有个点未画出，由该纸带可求得小车的加速度大小为_______。结果保留位有效数字

该同学增减砝码以改变小车的质量，可得到小车的加速度大小与对应质量的数据。画出图线如图所示，由图中数据可求得托盘及钩码的总质量为_______。

14.为测量两节串在一起的干电池组的电动势和内阻，某同学找到如下器材：

A.待测干电池两节

B.电流表：量程内阻约

C.电流表：量程，内阻约

D.电压表：量程，内阻约

E.电压表：量程，内阻约

F.定值电阻

G.滑动变阻器

H.开关、导线若干

因电池的内阻较小，为增大电压表的测量范围，以下给出的甲、乙两种测量方案中，你认为较合理的是__________。选填“甲”或“乙”

为减小测量误差，电流表应选择________，电压表应选择_________。填器材前面的

实验中测得的数据如表中所示，请在图丙的坐标纸中将剩余数据对应的点描出________，并通过所作的图像求出电池组的电动势______，内阻______，该实验测出的电动势比真实值_____选“偏大”或“偏小”。结果保留两位有效数字

为直接通过测量电源的开路电压来测电源的电动势，该同学利用长为粗细均匀的电阻丝、刻度尺、灵敏电流计和恒压源，设计了另一个试验方案，如图丁所示。先将一个输出电压恒为的恒压源接在电阻丝两端，再将待测电源接在两端，调节滑片，使得灵敏电流计示数为，此时用刻度尺测得滑片到端的距离为，待测电源的电动势为______。

15.近年来，对具有负折射率人工材料的光学性质及应用的研究备受关注，该材料折射率为负值。如图甲所示，光从真空射入负折射率材料时，入射角和折射角的大小关系仍然遵从折射定律，但折射角取负值，即折射线和入射线位于界面法线同侧。如图乙所示，在真空中对称放置两个完全相同的负折射率材料制作的直角三棱镜、，顶角为，、两棱镜斜面相互平行放置，两斜面间的距离为。一束包含有两种频率光的激光，从棱镜上的点垂直入射，它们在棱镜中的折射率分别为，，在棱镜下方有一平行于下表面的光屏，点为点在光屏上的投影。

为使两种频率的光都能从棱镜斜面射出，求的取值范围；

若，求两种频率的光通过两棱镜后，打在光屏上的点距点的距离分别多大？

16.风洞是研究空气动力学的重要设备。如图所示，两水平虚线间为风洞区域，高，若物体进入该区域将受到恒定的水平风力作用。现从风洞区域下边界上的点将一质量为的小球以初速度竖直向上抛出，小球最后落在风洞区域下边界的点，。若不计空气阻力，重力加速度，求小球从点抛出到落回点的过程中：

在风洞内、外运动的时间之比；

风洞中风力的大小。

17.如图所示，在第一象限的区域内存在沿轴正方向、电场强度大小为的匀强电场，在的区域内存在沿轴负方向、电场强度大小未知的匀强电场，轴下方存在垂直纸面向外、磁感应强度大小未知的匀强磁场。一质量为、电荷量为的带正电粒子不计粒子的重力从轴上点处由静止释放，粒子离开区域后撤去该区域内的匀强电场，粒子经进入轴下方的磁场中，之后粒子经过第二象限回到点。求

匀强电场的电场强度大小；

粒子从点出发至第一次返回点所用时间。

18.如图所示，水平地面上放有长木板和滑块，两者静止在同一直线上，木板底面光滑，与地面间的动摩擦因数为，某时刻滑块从左侧以水平初速度滑上木板，已知滑块与木板上表面间的动摩擦因数也为、质量均为，重力加速度为，开始时木板与滑块间相距，木板足够长，与之间的碰撞均为弹性碰撞，碰撞时间极短，与发生碰撞后反弹，之后木板每当运动到与滑块上次碰撞的位置时，恰好不再相对滑动，求：

滑上后经多长时间与发生第次碰撞；

滑块的质量；

第次碰撞前，滑块相对木板滑动的距离；

经次碰撞，滑块能运动的总位移。

答案和解析

1.【答案】

【解析】A.当空气质量显示为霾时，空气中细颗粒物如即固体小颗粒在空气中做无规则运动是布朗运动，故A正确；

B.温度是分子热运动平均动能的标志，从上午点到下午点，温度逐渐升高，空气分子中速率较大的分子所占总分子比例逐渐变大。故B正确；

C.若温度降为，水蒸气液化为露珠的过程中分子间的距离逐渐变小，引力和斥力均增大。故C错误；

D.若温度降为，水蒸气液化为露珠的过程中分子力表现为引力，且做正功，所以势能一直减小。故D错误。

故选AB。

2.【答案】

【解析】A.一群处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多产生的谱线为种，选项A错误；

B.从能级跃迁到能级辐射出光子的能量为，又可见光的光子能量范围为，则该光属于可见光，选项B错误；

C.一群氢原子从能级向能级跃迁过程中，能使逸出功为的金属发生光电效应的跃迁对应于五种跃迁：，对应光子能量；，对应光子能量；，对应光子能量；，对应光子能量；，对应光子能量；选项C正确；

D.氢原子从能级向能级跃迁过程中能级差最大，发出光的频率最大，波长最短，选项D错误。

故选C。

3.【答案】

【解析】设两侧绳子拉力为，对上面的结点受力分析可知

对四个灯笼的整体分析可知

解得

故选C。

4.【答案】

【解析】从到的过程中，不变，则，增大，则，内能增加，根据热力学第一定律

可得，即气体吸收热量，阻值A错误，B正确；

C.从到的过程中，根据理想气体状态方程

可得

由于曲线为双曲线的一部分，因此从到的过程中，气体压强不变，减小，减小，内能减少，选项C错误；

D.从到的过程中，不变，减小，因此气体在单位时间、单位面积上与器壁碰撞的分子数变多，温度减小，单个气体分子撞击力变小，选项D错误。

故选B。

5.【答案】

【解析】A.“夸父”与地球一起做匀速圆周运动，不是平衡状态。故A错误；

B.做圆周运动的物体在相同的时间内走过的弧长相等，但位移是矢量，位移的大小相等但方向不同。故B错误；

根据圆周运动规律可知

即

因为二者的公转周期相同，地球的环绕半径更大，因而地球绕太阳公转的向心加速度更大。故C错误，D正确。

故选D。

6.【答案】

【解析】A.因棱处在两等量异种电荷两线的垂直平分面上，则电势为零，即点的电势等于点的电势，选项A错误；

因、在同一等势面上，可知场强方向相同，但是由于点距离、的中点较近，可知点的电场强度比点的大；同理、两点在同一等势面上，场强方向相同，且因为、两点到、的中点距离相等，可知、两点的电场强度相同，选项B错误，C正确；

D.因、两点电势相等，可知同一负电荷在点的电势能与在点的电势能相等，选项D错误。

故选C。

7.【答案】

【解析】设在的水下桶内气体占据空间的长度为，压强为，根据平衡条件可得

根据玻意耳定律有

解得

远小于，所以增加气体后，压强不变，温度不变，增加的气体的体积为

原来气体的体积为

压入气体的质量与筒内原气体质量的比值约为

故选A。

8.【答案】

【解析】A.时刻物体的加速度为零，速度达到最大值，故A错误；

B.至，物体的速度沿着正方向，加速度沿着负方向，即速度与加速度反向，物体沿正向做加速度增大的减速运动，故B错误；

C.时刻的速度等于时间内速度的增量，即时间内图像与时间轴所围的“面积”，同样时刻的速度等于时间内图像与时间轴所围成的“面积”，易知两段时间内的“面积”大小相等，符号相反，即与两时刻的速度等大反向，故C错误；

D.由图像可知，、两时刻物体的速度均为零，时间内物体沿正向运动，时间内物体沿负向运动，根据运动的对称性可知，两段时间内物体的位移大小相等，方向相反，可得物体在时刻返回了出发时的位置，故D正确。

故选D。

9.【答案】

【解析】A.触片同时接触、两个触点时电热丝没有接入电路，电吹风吹冷风；故A错误；

B.吹冷风时通过小风扇的电流

小风扇正常工作时电阻

故B错误；

C.原、副线圈的匝数比

故C正确；

D.吹热风时，通过电吹风机的电流为

故D正确。

故选CD。

10.【答案】

【解析】A.根据

时，圆环中感应电动势的大小

选项A正确；

B.根据楞次定律可知，时，圆环中感应电流的方向从上向下看为顺时针方向，选项B正确；

C.内，通过圆环某截面的电量

选项C正确；

D.内感应电动势不断变化，但是不能求解电动势的有效值，则不能求解圆环所产生的焦耳热，选项D错误。

故选ABC。

11.【答案】

【解析】A.由丙图可知超声波的波长，超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为

代入数据得

故A错误；

B.波源、振动步调相反，当波程差为波长的整数倍时，该点是振动减弱点，设波源、之间某一点坐标为，悬浮点为振动减弱点，满足

解得

故两列波稳定叠加后，波源、之间小水珠共有个悬浮点，故B错误；

C.波源、之间振幅为的点为振动减弱点，当波程差为半波长的奇数倍时，该点是振动加强点，满足

解得

两列波稳定叠加后，波源、之间振幅为的点共有个，故C正确；

D.拔出图乙线圈中的铁芯，振荡回路的振荡周期减小，超声波频率变大，波长变短，相同空间距离内节点个数变多，故D正确。

故选CD。

12.【答案】

【解析】向下运送粮食由能量守恒可得

解得

向上回到起始位置过程由能量守恒可得

解得

粮车能回到起始位置，应满足

故AC错误，D正确。

B.粮车和粮食下滑过程中减少的重力势能转化为弹簧和配重增加的机械能加上克服阻力做功产生的内能，故B正确；

故选BD。

13.【答案】不满足远小于

【解析】【分析】

本题采用的控制变量法，要知道取托盘及钩码的重力作为小车所受的合力，应满足条件：。往往根据求加速度。

每次在小车上加减砝码时，不需要再平衡摩擦力；在远大于的条件下，托盘及钩码的重力可代替小车所受的合力；实验时应先接通电源后释放小车。

根据匀变速直线运动推论求出点速度；根据推论求加速度。

根据牛顿第二定律列方程，求解小车所受的合力，即可得到托盘及钩码的总质量。根据实验原理分析图线发生弯曲的原因。

【解答】、平衡摩擦力时，假设木板倾角为，则有，即，该方程与小车及砝码的质量无关，故每次在小车上加减砝码时，不需要重新平衡摩擦力，故A错误；

B、实验中该同学取托盘及钩码的重力作为小车所受的合力，应远大于，故B正确；

C、为使纸带打的点尽可能多，实验时应先接通电源后释放小车，故C错误；

D、小车的加速度要通过纸带上的点迹根据求解，如用计算加速度，这是在运用牛顿第二定律，而不是探究加速度与质量的关系，故D错误。

故选：。

由于相邻两计数点间还有个点未画出，所以相邻的两计数点间的时间间隔。

小车的速度

根据匀变速直线运动的推论公式得：

可得

其中：，，代入上式解得：

由图知，时，

结合，解得：

当较大时，图线发生弯曲是因为没有满足造成的。本实验是把当成，根据牛顿第二定律：，得，当较大，即没有满足时，和相差越来越大，与不再成正比，图线发生弯曲。

14.【答案】甲；；；；，偏小；

【解析】由于电池的内阻较小，为增大电压表的测量范围，将定值电阻并入电源的内阻，作为等效内阻进行测量，故选甲。

所测为两节干电池的电动势和内阻，而两节干电池的电动势大约为，故电压表应选择；而根据直除法，即电源的电动势除以电路中电阻的最小值，即粗略记为定值电阻的阻值，此时滑动变阻器入电路阻值为零，得到的这个粗略值认为是电路中电流的最大值，再根据电表的选取原则，读数不能小于总量程的三分之一，则可知电流表应选择。

描点后如图所示

在图像中，图线与纵轴的交点表示电源的电动势，而通过该测量电路做出的图像的斜率的绝对值表示电源内阻与定值电阻大小之和，则通过读图可得电源的电动势为

电源的内阻为

根据闭合电路的欧姆定律

由于电压表的分流作用，实际的干路电流要比测量值大，因此该实验测出的电动势要比真实值偏小。

在该实验中，灵敏电流计示数为说明此刻滑片触头到金属丝端两点间的电势差与待测电源的电动势相同，此时可认为金属丝长和长两部分串联，再根据串联分压原理可得待测电源的电动势为

15.【答案】；，

【解析】分析可知两光线的入射角等于棱镜的顶角，若两光线能从棱镜斜面射出，应小于两光线最小的临界角，由

得

所以的取值范围为

两束光传播的光路图如图所示

由折射定律可知

由几何关系可知

得

16.【答案】；

【解析】竖直方向只受重力，做竖直上抛运动，竖直向