湖南省长沙市望城区第二中学2024-2025学年高三上学期开学考试物理试题（解析版）

机密★启用前2024年下学期望城二中高三入学考物理考试范围：选修部分满分100分考试时间：75分钟注意事项∶1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。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，写在试卷上无效。3.考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.如图所示，在空间中存在两个相邻的、磁感应强度大小相等、方向相反的有界匀强磁场，其宽度均为L。现将宽度也为L的矩形闭合线圈，从图中所示位置垂直于磁场方向匀速拉过磁场区域，则在该过程中，下列选项中能正确反映线圈中所产生的感应电流或其所受的安培力随时间变化的图像是（）A. B.C. D.【答案】D【解析】【详解】线圈进入磁场，在进入磁场的过程中感应电动势感应电流方向为逆时针方向，安培力的大小根据左手定则，可知安培力方向水平向左。在的过程中，感应电动势感应电流方向为顺时针方向；安培力的大小根据左手定则，知安培力方向水平向左。在的过程中，感应电流的大小和方向与均相同，安培力的大小和方向也相同，故ABC错误，D正确。故选D。2.钻石是首饰和高强度的钻头、刻刀等工具中的主要材料。设钻石的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为，则质量为m的钻石所含有的分子数为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】质量为m的钻石，物质的量为，所含分子数为。故选C。3.关于布朗运动，下列说法中正确的是（）A.布朗运动就是液体分子的热运动B.布朗运动就是固体微粒中分子的热运动C.微粒越小布朗运动越明显D.物体温度改变时布朗运动的剧烈程度不一定改变【答案】C【解析】【详解】A．布朗运动是小微粒的运动，不是液体分子的热运动，故A错误；

B．布朗运动就是固体微粒的运动，不是分子的热运动，故B错误；

C．微粒越小，其受到分子撞击的不平衡性越大，布朗运动越明显，故C正确；

D．物体温度越高，布朗运动越剧烈，因此物体温度改变时布朗运动的剧烈程度一定改变，故D错误。

故选C。4.关于分子的热运动，下述正确的是()A.分子的热运动就是布朗运动B.将碳素墨水滴入清水中，观察到的布朗运动是碳分子无规则运动的反映C.温度越高，悬浮微粒越小，布朗运动越激烈D.物体的速度越大，内部分子的热运动越激烈【答案】C【解析】【详解】AB．布朗运动观察到的是花粉颗粒（大量分子组成）的无规则热运动，反映了水分子的无规则运动，AB错误；C．温度越高，悬浮微粒越小，布朗运动越激烈，C正确；D．物体内部分子的热运动剧烈程度取决于物体的温度，与物体的机械运动速度大小无关，D错误。故选C。5.下列现象中，可以说明分子间存在斥力的是（）A.气体容易被压缩B.固体、液体很难被压缩C.铁棒被折断后，很难再合成一个整体D.气体会无限地扩散【答案】B【解析】【详解】A．分子不停地做无规则运动，同时也说明分子间是有空隙的，否则分子便不能运动了，气体容易被压缩说明气体分子之间有空隙，所以A项错误；B．分子间有空隙，没有紧紧吸在一起，这说明分子间存在着斥力，固体、液体很难被压缩，是物体内产生反抗压缩力，这就是分子间斥力的宏观表现，所以B项正确；C．分子间的引力和斥力，它们的大小都跟分子间的距离有关，分子间距离大于平衡距离时表现为引力，只是折断的铁棒分子间的距离的数量级大于10-9m，分子力十分微弱，很难再合成一个整体，所以C项错误；D．气体扩散可以证明分子在做无规则运动的实验事实，没有说明分子之间存在斥力，所以D项错误。故选B。6.下列说法正确的是（）A.对黑体辐射研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较长的方向移动B.放射性物质的温度升高，则半衰期减小C.在光电效应实验中，先后用两束光照射同一个光电管，实验所得光电流与光电管两端所加电压间的关系曲线如图所示，则光频率大于光频率D.氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子【答案】D【解析】【详解】A．对黑体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较短的方向移动。故A错误；B．半衰期由原子核的内部结构决定，与物理、化学状态无关。故B错误；C．当光电流恰为零时，光电管两端加的电压为遏制电压，由图可知，两束光的遏制电压相等，根据可知光、光的频率相等。故C错误；D．根据玻尔氢原子模型的相关理论，电子轨道和能量都是量子化的，而在“跃迁”过程中要遵循故只能辐射特定频率的光子。故D正确。故选D7.在“用单分子油膜估测分子的大小”实验中，下列不必要的步骤是（）A.测出油滴的体积B.将油滴滴到水面上，使其在水面上散开C.让油膜形成一个圆，测出圆的直径D.测出油膜的面积【答案】C【解析】【分析】【详解】“油膜法估测油酸分子的大小”实验步骤为：配制酒精油酸溶液（记下配制比例）→测定一滴酒精油酸溶液的体积→准备浅水盘→形成油膜→描绘油膜边缘→测量油膜面积→计算分子直径。很显然，在实验的步骤中，是“将1滴此溶液滴在有痱子粉的浅盘里的水面上，等待形状稳定”，用彩笔描绘出油酸膜的形状，将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，按不足半个舍去，多于半个的算一个，统计出油酸薄膜的面积，则用此溶液的体积除以其的面积，恰好就是油酸分子的直径，显然油膜未必是圆形，也很难成圆形。该题选择不必要的步骤，故选C。二、多选题：本大题共4小题，共20分。8.下列现象中，哪些可用分子的热运动来解释（）A.长期放煤的地方，地面下1cm深处的泥土变黑B.炒菜时，可使满屋子嗅到香味C.大风吹起地上的尘土到处飞扬D.食盐粒沉在杯底，水也会变威【答案】ABD【解析】【详解】A．煤分子进入泥土，泥土变黑这是固体分子间的扩散现象，故A正确；B．炒菜时，可使满屋子嗅到香味这是气体分子间的扩散现象，故B正确；C．大风吹起地上的尘土到处飞扬，能用肉眼直接看得到的微粒是很大的颗粒，在同一时刻它们受到来自各个方向的空气分子撞击的合力几乎为零，微小的作用不能使这么大的颗粒作布朗运动，故C错误；D．食盐粒沉在杯底，水也会变威是固体分子与液体分子间的扩散现象，故D正确。故选ABD。9.下列说法正确的是（）A.温度低的物体内能小B.外界对物体做功时，物体的内能一定增加C.温度低的物体分子运动的平均动能小D.一定质量的的水吸收热量后变成的水蒸气，则吸收的热量大于增加的内能【答案】CD【解析】【详解】A．物体的内能与物体温度和体积，物质的量等有关，又物体的内能等于其分子动能和分子势能之和，温度低的物体分子的平均动能小，但是其分子势能的变化不明确，故温度低的物体内能不一定小，故A错误；B．由于物体的吸放热情况不明确，因此外界对物体做功，根据热力学第一定律可知，其内能的变化不确定，故B错误；C．温度是分子平均动能的标志，温度低的物体分子平均动能小，故C正确；D．一定质量的的水在吸收热量后变成的水蒸气的过程中，体积增大，克服外力做功，由热力学第一定律可知，则吸收的热量大于增加的内能，故D正确。故选CD。10.下列说法正确的是（）A.气体的温度越高，气体分子无规则运动的平均动能越大B.物体的温度为时，物体分子的平均动能为零C.分子势能一定随分子间距离的增大而增大D.从宏观角度看，气体压强的大小跟气体的温度和体积有关【答案】AD【解析】【详解】A．温度是分子无规则热运动平均动能的标志，故气体温度升高，分子平均动能增大。故A正确；B．物体的温度为时，热力学温度为，故分子的平均动能不为零。故B错误；C．分子力做的功等于分子势能的减小量，分子间距增加，分子力可能做正功，也可能做负功，故分子势能不一定随分子间距离的增大而增大。故C错误；D．从宏观的角度看，温度越高，分子的平均速率越大，分子的平均动能越大；体积越小，单位时间内的气体分子数越多，分子对器壁的碰撞越频繁，气体对器壁的压强就越大，否则压强就越小。故D正确。故选AD。11.下列说法中正确的是（）A.雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力B.若分子间的距离增大，则分子间的作用力做负功，分子势能增大C.水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现D.悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，布朗运动越明显【答案】AC【解析】【详解】A．由于液体表面存在张力，雨水在布雨伞表面张力作用下没有透过布雨伞，故A正确；B．如果分子间距离大于分子间的平衡距离，分子间距离增大时分子做负功，分子势能增加，如果分子间距离小于分子间的平衡距离，分子间距离变大时，分子力做正功，分子势能减小，故B错误；C．水的体积很难被压缩，这是分子间存在斥力的宏观表现，故C正确；D．悬浮在液体中的微粒越大，在某一瞬间撞击它的液体分子数越多，各个方向的撞击效果越容易抵消，布朗运动越不明显，故D错误。故选AC。三、实验题：本大题共2小题，共14分。12.“用油膜法估测分子的大小”的实验（1）“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是______。A．将油酸形成膜看成单分子油膜B．不考虑各油酸分子间的间隙C．考虑了各油酸分子间的间隙D．将油酸分子看成球形（2）某学生在做“用油膜法估测分子的大小”的实验时，计算结果偏大，可能是由于______。A．油酸未完全散开B．油酸溶液浓度低于实际值C．计算油膜面积时，舍去了所有不足一格的方格D．求每滴溶液体积时，滴入量筒中的溶液的滴数多记了10滴（3）某同学做“用油膜法估测分子的大小”实验。现有配制好的油酸酒精溶液，溶液中酒精与油酸的体积比为a：b配制好的油酸酒精溶液，用滴管从量筒中取体积为V的该种溶液，让其自由滴出，全部滴完共N滴。把一滴这样的溶液滴入盛水的浅盘中，由于酒精溶于水，油酸在水面上展开，稳定后形成单分子油膜的形状如图所示，已知坐标纸上每个小方格面积为S。根据以上数据可估算出油酸分子直径为d=______。【答案】①.ABD②.AC③.【解析】【分析】【详解】（1）[1]“用油膜法估测分子的大小”实验的科学依据是：将油酸形成的膜看成单分子油膜；不考虑各油酸分子间的间隙，认为油酸分子一个一个的紧密排列；将油酸分子看成球形。故选ABD。（2）[2]AC、油酸未完全散开和计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，都可使面积变小，根据可知，油酸分子直径测量值偏大，故AC正确．BD、油酸溶液浓度低于实际值和求每滴体积时，1mL的溶液的滴数多记了10滴，都会使油酸体积变小，根据可知，油酸分子直径测量值偏小，故CD错误．故选AC．（3）[3]每滴油酸酒精溶液中含油酸的体积为由图可知油膜的面积为S′=8S则油酸分子直径为13.图甲为课堂演示用的手摇发电机，现将此手摇发电机的输出端与电压传感器并联后接入数据采集器，在计算机显示屏上得到如图乙所示的波形电压。（1）研究此交变电流的波形，发现屏上出现第1个向上的“尖峰”到出现第31个向上的“尖峰”经历的时间为1min，则手摇发电机线圈转动的平均角速度为____________rad/s。（2）屏上出现的电压波形不是正弦波，其原因可能是_____________________。（写出一条即可）（3）将发电机输出的电流通过整流装置后得到如图丙所示的正弦交变电流图像，此电流的瞬时值表达式为_____________，电流的有效值为_______________。【答案】①.②.线圈所在的磁场不是匀强磁场③.④.【解析】【分析】【详解】(1)[1]该交流电的周期为则手摇发电机线圈转动的平均角速度为(2)[2]其原因可能是线圈所在的磁场不是匀强磁场。(3)[3]该正弦交流电的角速度为所以此电流的瞬时值表达式为[4]电流的有效值为四、计算题：本大题共3小题，共38分。14.如图所示，某种自动洗衣机进水时，洗衣机缸内水位升高，与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气（可视为理想气体），通过压力传感器可感知管中的空气压力，从而控制进水量。若进水前细管内空气的体积为，压强为，当洗衣缸内水位缓慢升高（假设细管内空气温度不变），被封闭空气的压强变为时求：（1）细管内进水的体积。（2）已知铜的摩尔质量铜的密度，阿伏加德罗常数。试估算：（计算结果保留位有效数字）①一个铜原子的质量。②若每个铜原子可提供两个自由电子，则的铜导体中自由电子的个数是多少？【答案】（1）（2）①；②个【解析】【小问1详解】设细管的进水量为，则由玻意耳定律得解得【小问2详解】①一个铜原子的质量为②铜块的物质的量为则的铜导体中含有自由电子数为15.如图所示，一个边长为的正方形玻砖ABCD，从左边AB上挖去一个半径为的半圆形玻砖，圆心在AB边中点O，M、N、P分别为BC、CD、DA边的中点，其中AD、DC边均镀银，在距BC一定距离的EF直线上有一点光源S，从点光源S发射一束细光束SM射向BC边，与BC边夹角为，经BC边折射后光线直接射向N点，最后从左侧半圆形AKB面射出后，光线恰好射向S点。（已知）(1)光在透明玻璃砖中传播的速度；(2)画出光路图；(3)光从光源S发出到回到光源S点所经历的时间。（考虑反射时不考虑折射，考虑折射时不考虑反射）【答案】(1)；(2)；(3)【解析】详解】(1)由题意、几何关系可知：入射角折射角根据折射率公式光在介质中传播速度(2)光路图如图所示(3)在中，由正弦定理的即又有所以16.如图所示，质量为的木块以的速度水平地滑上静止的平板小车，小车的质量为，地面光滑，木