山西省吕梁市孝义市第三中学2024-2025学年高三上学期8月开学质量检测物理试卷（解析版）

山西省吕梁市孝义市第三中学2024-2025学年高三上学期8月开学质量检测物理试卷考生注意：1.本试卷分选择题和非选择题两部分.满分100分，考试时间75分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3.考生作答时，请将答案答在答题卡上.选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。4.本卷命题范围：高考范围.一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.进入7月份，全国有多地的温度较常年有明显提升，有个别城市的温度超过40℃。若一个汽车轮胎在太阳下暴晒，胎内封闭气体的质量和体积均不变，随着温度升高，下列说法正确的是（）A.气体分子密度增大B.气体分子速率均增大C.气体分子速率峰值向速度小的方向移动D.气体分子单位时间内撞击轮胎单位面积内壁的平均作用力增大【答案】D【解析】【详解】A．胎内封闭气体的质量和体积均不变，则气体分子密度不变，故A错误；BC．胎内封闭气体的温度升高，气体分子的平均速率增大，气体分子速率峰值向速度大的方向移动，但不是每个气体分子速率均增大，故BC错误；D．在体积不变的情况下，温度越高，气体的压强越大，气体分子单位时间内撞击轮胎单位面积内壁的平均作用力越大，故D正确。故选D。2.碳14是碳的一种放射性的同位素，于1940年首被发现，它是用宇宙射线中的中子撞击空气中的氮原子所产生的，其半衰期约为5730年，碳14大部分是发生衰变，其衰变方程为。的比结合能为，X的比结合能为，则下列说法正确的是（）A.X比的比结合能小B.衰变中释放的能量为C.新核X的核子数与核子数不同D.现在地球上的，经过11460年后会全部发生衰变【答案】B【解析】【详解】A．衰变反应时释放能量，新核更稳定，X比的比结合能大，故A错误；C．根据电荷数和质量数守恒可知，X为，其核子数与核子数相同，故C错误；B．衰变中释放的能量为故B正确；D．现在地球上的的个数为，经过11460年后剩余部分个数为，则有即衰变了，故D错误。故选B。3.一个质量为m的物块放在水平面上，物块与水平面间的动摩擦因数为0.5，用一个大小等于mg的外力作用在物块上，物块沿水平面做加速度大小等于的匀加速直线运动，重力加速度为g，则物块运动过程中对地面的压力大小可能等于（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】设F=mg与水平方向的夹角为，受力分析如图所示则有，可得又联立得解得，则支持力的大小为可得，故选A。4.如图所示，一列简谐横波沿x轴传播，在时波形图如图所示，P、Q是介质中的两个质点，P正好在波峰位置，质点Q的平衡位置在处，从图示时刻开始，质点Q到达平衡位置比质点P到达平衡位置滞后0.1s，则下列说法正确的是（）A波沿x轴正方向传播B.波速为1cm/sC.质点Q在0.3s内的位移为0.2cmD.质点P的振动方程为【答案】D【解析】【详解】A．根据质点Q到达平衡位置比质点P到达平衡位置滞后0.1s，可知Q沿y轴负方向运动，则可得波沿x轴负方向传播，故A错误；B．设波的波动方程为代入特殊点，，解得故代入时，解得从图示时刻开始，质点Q到达平衡位置比质点P到达平衡位置滞后01s，可知解得v=10cm/s根据解得故B错误；C．根据因Q点在t=0时刻向下振动，可知质点Q在0.3s内的位移小于A=0.2cm，故C错误；D．设波振动方程为其中解得故D正确。故选D。5.城市公园亮化设计为城市树立了良好形象，如图所示，某公园水池底面有一半径为r的圆形线光源，圆面离水面的距离为h，在水面上形成一个亮环，已知水对光的折射率为n，则亮环的面积大小为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】根据题意，作出光线恰好在A点和B点发生全反射的光路图，其中AB部分有光线射出根据几何关系可得，根据全反射临界角有可得则有则亮环面积大小为联立解得故选C。6.2024年5月3日17时27分，“嫦娥六号”探测器由长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射，准确进入地月转移轨道，发射任务取得圆满成功。“嫦娥六号”被月球捕获后，经过调整进入周期为T、距月球表面高度为h的圆形轨道，绕月球做匀速圆周运动。运动的线速度大小为v，引力常量为G，下列说法正确的是（）A.“嫦娥六号”在地球上的发射速度大于地球的第二宇宙速度B.月球的第一宇宙速度不大于vC.月球的质量为D.月球表面的重力加速度为【答案】C【解析】【详解】A．“嫦娥六号”在地球上的发射速度大于地球的第一宇宙速度，小于地球的第二宇宙速度，故A错误；B．第一宇宙速度是航天器最小发射速度，也是航天器最大运行速度。“嫦娥六号”在月球该轨道上的运行速度小于月球的第一宇宙速度，故B错误；C．根据万有引力提供向心力得月球的质量为故C正确；D．根据万有引力提供重力解得故D错误。故选C。7.如图所示，半径为R的光滑半圆弧槽ABC固定在竖直平面内，B为圆弧槽最低点，质量为m的通电直导体棒a静止于B点，电流方向垂直于纸面向里，空间有水平向右的匀强磁场，重力加速度为g，导体棒对圆弧槽的压力大小等于2mg，现将磁场方向在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转过90°，则此过程中安培力对导体棒做的功为（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】根据题意，由左手定则可知，匀强磁场水平向右时，安培力竖直向下，由牛顿第三定律可知，圆弧槽对导体棒的支持力为，由平衡条件有解得将磁场方向在竖直平面内沿顺时针方向缓慢转过90°，使导体棒a沿凹槽ABC内壁向A点缓慢移动，导体棒a在移动的过程中处于动态平衡，最终静止于点，如图所示由几何关系可得则从点到点，由动能定理有解得故选C。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分.在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.8.如图所示，一个不带电的金属球固定在带正电的点电荷Q附近，P是金属球表面离Q最近的一点，金属球处于静电平衡时，下列说法正确的是（）A.金属球上感应电荷在球体内产生的场强处处为零B.金属球上感应电荷在球体内产生的场强处处不同C.将金属球接地，金属球的电势会降低D.P点处感应出负电荷，P点处电势为负【答案】BD【解析】【详解】AB．感应电荷在金属球球心处产生的电场场强与+Q的点电荷在此处的电场场强大小相等，方向相反，合电场强度为零，故点电荷Q在金属球内产生的电场处处不同，故A错误，B正确；CD．金属球周围的电场线分布为Q指向P球右侧部分，由金属球的左侧部分指向无穷远处，无穷远处电势为零，因此金属球的电势为正，由于处于静电平衡态的金属球为等势体，其表面为等势面，将金属球接地，金属球和整个地球变为等势体，电势变为零因此电势降低，故C正确D错误。故选BC。9.如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电表为理想电表，、为定值电阻，R为滑动变阻器，在a、b端输入有效值恒定的正弦交流电，则下列说法正确的是（）A.仅将向下移，电流表示数变大、电压表示数变大B.仅将向下移，电流表示数变小、电压表示数变大C.仅将向下移，电流表示数变小、电压表示数一定变小D.仅将向下移，电流表示数变小、电压表示数有可能变大【答案】AD【解析】【详解】AB．根据题意，设副线圈回路的总电阻为，则原线圈等效电阻为仅将向下移，滑动变阻器接入电路电阻减小，减小，则减小，由可知，增大，即电流表示数变大，由可知，流过副线圈的电流增大，则电压表示数增大，故A正确，B错误；CD．结合上述分析可知，仅将向下移，即减小，则增大，由可知，减小，即电流表示数变小，由可知，由于减小，减小，则可能增大，也可能减小，还可能不变，则电压表示数可能增大，也可能减小，还可能不变，故C错误，D正确。故选AD。10.如图所示，质量为m的“U”形光滑导轨放在光滑绝缘的水平面上，导轨间距为L，导轨处在竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为B，导轨足够长且电阻不计，质量为m的金属棒垂直放在导轨上，金属棒接入电路的电阻为R，用大小为F的水平恒力作用在金属棒上，使金属棒向右运动，金属棒运动过程中，始终与导轨垂直并接触良好，则下列说法正确的是（）A.导轨运动的最大加速度为B.回路中的最大电流为C.当回路中的电流恒定后撤去F，导轨和金属棒最终均会停下来D.当回路中的电流恒定后撤去F，此后金属棒中产生的总焦耳热为【答案】AD【解析】【详解】B．金属棒向右运动后，产生感应电流受安培力将阻碍其运动，当安培力与F大小相等时，金属棒速度达到最大，有解得B错误；A．金属棒速度达到最大时，感应电流最大，导轨受到的安培力最大，加速度最大，有A正确；C．撤去F前，导轨和金属棒均有速度且不相等，又导轨放在光滑绝缘的水平面上，撤去F后动量守恒，导轨和金属棒最终具有共同速度，不会停下来，C正确；D．金属棒速度达到最大时有解得设此过程导轨获得的速度为v，根据动量定理有撤去拉力，导体棒和金属框组成的系统动量守恒，当二者共速时，不再产生电磁感应，此过程有拉力撤去后回路中产生的焦耳热为联立解得故D正确。故选AD。三、非选择题：本题共5小题，共54分.11.某实验小组要探究弹簧的弹力与伸长量的关系，重力加速度为g。（1）小王同学的弹簧较短，他将两个完全相同的弹簧串接悬挂在铁架台上进行实验，如图甲所示，刻度尺竖直放置，刻度尺零刻度与弹簧1上端对齐，某次悬挂钩码后，指针A所指的位置如图乙所示，则此时弹簧1的长度为______cm；多次改变钩码的质量m，记录对应的指针A、B所指刻度尺的刻度值、，求出弹簧1、2每次的伸长量和，在同一坐标系中描点作图，发现两弹簧的图像平行并不重合，不重合的原因是______；若图像的斜率为，则弹簧的劲度系数为______；（2）小李同学的弹簧较长，他用图丙所示装置做实验，多次改变挂盘中砝码的质量m，测得多组m及对应的距离传感器到挂盘的距离h，作出图像，图像的斜率绝对值为，则弹簧的劲度系数为______，未考虑挂盘的质量，对实验的结果______（填“有”或“没有”）影响。【答案】（1）①.7.20②.两个弹簧的劲度系数有所不同③.（2）①.②.没有【解析】【小问1详解】[1]由刻度尺的读数可知弹簧1的长度为7.20cm；[2]两条线没有重合的原因可能是两个弹簧的劲度系数有所不同；[3]对弹簧2受力分析可知则在图像中，其斜率为由此可知弹簧的劲度系数为【小问2详解】[1]设挂钩到底部的高度为H，弹簧的原长为，当悬挂钩码的质量为时，则有由此可知，在的图像中，其斜率为解得[2]由于图像中，考虑挂盘的质量时其斜率不变，故对实验没有影响。12.某同学要测量一节干电池的电动势和内阻，为了尽可能减小实验误差，选取合适的器材，连接成了如图所示的电路，定值电阻的阻值为。（1）在右图方框内画出其实验电路图_______。（2）将电阻箱接入电路的电阻调到最大，闭合开关、，调节电阻箱的阻值，使电压表和电流表的指针偏转均较大，记录这时电压表和电流表的示数、及此时电阻箱接入电路的电阻，由此可知电流表的内阻______；（3）断开开关，多次调节电阻箱的阻值，得到多组电阻箱接入电路的阻值R及对应的电流表的示数I，作出图像，得到图像与纵轴的截距为b，图像的斜率为k，由此求得电池的电动势______，电池的内阻______（用、、b、k表示）。若不考虑电流表的内阻，测得的电源的内阻______（填“偏大”或“偏小”）。【答案】（1）见解析（2）（3）①.②.③.偏大【解析】【小问1详解】根据实物图，实验电路图如图所示【小问2详解】闭合开关、，调节电阻箱的阻值，使电压表和电流表的指针偏转均较大，记录这时电压表和电流表的示数、及此时电阻箱接入电路的电阻，则有解得电流表的内阻为【小问3详解】[1][2]断开开关，根据闭合电路欧姆定律可得可得由题意可知，解得，[3]根据若不考虑电流表的内阻，则内阻测量值为即测得的电源的内阻偏大。13.体育课上同学们踢足球，用的足球内部体积为4L，球内气体压强为1.1个标准大气压，由于足球会漏气，踢完球后，足球内的气压只有0.8个标准大气压，足球体积和温度不变，求：（1）漏出气体的质量占原来球内气体的质量百分比（结果保留1位小数）；（2）若用气筒给该足球充气，每次充进1个标准大气压的气体0.1L，要使球内气压再次达到1.1个标准大气压，需要充气多少次（充气过程气体温度不变）。【答案】（1）（2）12次【解析】【小问1详解】根据题意，设漏出气体在0.8个标准大气压的体积为，则由玻意耳定律有解得则漏出气体的质量占原来球内气体的质量百分比为【小问2详解】根据题意，由玻意耳定律有解得即需要充气12次。14.如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一、二象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，在第四象限内存在与y轴正方向成45°角的匀强电场。电场强度大小为E，一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，在y轴负半轴上离O点距离为的P点由静止释放，经电场加速后进入磁场，经磁场偏转后恰好能回到P点，不计粒子重力，求：（1）粒子第一次进磁场时的速度大小；（2）匀强磁场的磁感应强度大小；（3）粒子第三次经过x轴时的位置到O点的距离l。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详解】设粒子第一次经过x轴时与轴的交点为A1，根据三角函数得根据牛顿第二定律得根据运动学公式得解得【小问2详解】根据牛顿第二定律得解得【小问3详解】粒子第三次经过x轴时与轴的交点为A2，设A1、A2之间的距离为，粒子在电场中做类平抛运动，类平抛运动的时间为t解得粒子第三次经过x轴时的位置到O点的距离l为15.如图所示，半径为R的四分之一圆弧轨道的最低点与水平面相切，质量均为m的物块B和C在水平面上以的速度一起向左运动，轻弹簧连接在物块C上，与物块B刚好接触，质量为m的物块A在圆弧轨道最高点由静止释放，运动到水平面上与物块B发生弹性正碰，弹簧始终在弹性限度内，物块A、B、C均视为质点，A、B的每次弹性碰撞均发生在水平面上，碰撞时间极短，不计一切摩擦，重力加速度为g。求：（1）物块A第一次运动到圆弧轨道最低