2024-2025学年陕西省汉中市南郑中学高三下学期开学考物理试题含解析

2024-2025学年陕西省汉中市南郑中学高三下学期开学考物理试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、地球半径为R，在距球心r处（rR）有一颗同步卫星，另有一半径为2R的星球A，在距其球心2r处也有一颗同步卫星，它的周期是72h，那么，A星球的平均密度与地球平均密度的比值是（）A．1∶3 B．3∶1 C．1∶9 D．9∶12、如图所示空间中存在沿水平方向的匀强磁场，磁感应强度大小为，将长度为2L的通电直导线由中点O处弯成折线，夹角为60°，现在导线中通有恒定电流。如果在空间另外施加一磁感应强度大小为的匀强磁场，且使导线MO、NO所受的安培力相等，则下列说法正确的是（）A．磁场的方向斜向左下方与水平方向成60°角，MO受到的安培力的大小为B．磁场方向竖直向上，MO受到的安培力的大小为C．磁场方向竖直向下，MO受到的安培力的大小为D．磁场方向斜向右上方与水平方向成60°角，MO受到的安培力的大小为3、如图所示，质量均为的物块A、B压在置于地面上的竖直轻弹簧上，上端弹簧弹性系数为1，下端弹簧的弹性系数为，弹簧与地面、弹簧与物块间均没有栓接，A、B处于静止状态，现给A一个竖直向上的拉力，的大小自0开始缓慢增大，物块B自初始位置能上升的最大高度为（）A． B． C． D．4、小明乘坐竖直电梯经过1min可达顶楼，已知电梯在t=0时由静止开始上升，取竖直向上为正方向，该电梯的加速度a随时间t的变化图像如图所示。若电梯受力简化为只受重力与绳索拉力，则A．t=4.5s时，电梯处于失重状态B．在5～55s时间内，绳索拉力最小C．t=59.5s时，电梯处于超重状态D．t=60s时，绳索拉力的功率恰好为零5、如图所示，斜面体放在水平地面上，物块在一外力F的作用下沿斜面向下运动，斜面体始终保持静止，则()A．若物块做加速运动，地面对斜面体的摩擦力方向一定水平向左B．若物块做加速运动，地面对斜面体的摩擦力方向一定水平向右C．若物块做减速运动，地面对斜面体的摩擦力方向水平向左D．若物块做减速运动，地面对斜面体的摩擦力方向水平向右6、在光滑的水平面上有一质量为M、倾角为的光滑斜面，其上有一质量为m的物块，如图所示。物块在下滑的过程中对斜面压力的大小为（）A． B．C． D．二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、有一列沿x轴传播的简谐橫波，从某时刻开始，介质中位置在x=0处的质点a和在x=6m处的质点b的振动图线分别如图1图2所示．则下列说法正确的是___________．A．质点a的振动方程为y=4sin(t+)cmB．质点a处在波谷时，质点b-定处在平衡位置且向y轴正方向振动C．若波沿x轴正方向传播，这列波的最大传播速度为3m/sD．若波沿x轴负方向传播，这列波的最大波长为24mE.若波的传播速度为0.2m/s，则这列波沿x轴正方向传播8、如图a所示，在某均匀介质中S1，S2处有相距L=12m的两个沿y方向做简谐运动的点波源S1，S2。两波源的振动图线分别如图（b）和图（c）所示。两列波的波速均为2.00m/s，p点为距S1为5m的点，则（）A．两列简谐波的波长均为2mB．P点的起振方向向下C．P点为振动加强点，若规定向上为正方向，则t=4s时p点的位移为6cmD．p点的振幅始终为6cmE.S1，S2之间（不包含S1，S2两点），共有6个振动减弱点9、如图，把一个有小孔的小球连接在弹簧的一端，弹簧的另一端固定，小球套在光滑的杆上，能够自由滑动，弹簧的质量与小球相比可以忽略，小球运动时空气阻力很小，也可以忽略。系统静止时小球位于O点，现将小球向右移动距离A后由静止释放，小球做周期为T的简谐运动，下列说法正确的是（）A．若某过程中小球的位移大小为A，则该过程经历的时间一定为B．若某过程中小球的路程为A，则该过程经历的时间一定为C．若某过程中小球的路程为2A，则该过程经历的时间一定为D．若某过程中小球的位移大小为2A，则该过程经历的时间至少为E.若某过程经历的时间为，则该过程中弹簧弹力做的功一定为零10、如图，光滑平行金属导轨间距为L，与水平面夹角为θ，两导轨上端用阻值为R的电阻相连，该装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面。质量为m的金属杆ab以沿导轨平面向上的初速度v0从导轨底端开始运动，然后又返回到出发位置。在运动过程中，ab与导轨垂直且接触良好，不计ab和导轨的电阻及空气阻力。则（）A．初始时刻金属杆的加速度为B．金属杆上滑时间小于下滑时间C．在金属杆上滑和下滑过程中电阻R上产生的热量相同D．在金属杆上滑和下滑过程中通过电阻R上的电荷量相同三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某实验小组的同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验时进行了如下的操作（滑轮的大小可忽略）：①滑块甲放在气垫导轨上，滑块乙穿在涂有润滑剂的竖直杆上，调整气垫导轨水平，气垫导轨的适当位置放置光电门，实验时记录遮光条的挡光时间t；②将两滑块由图中的位置无初速释放，释放瞬间两滑块之间的细绳刚好水平拉直；③测出两滑块甲、乙的质量M=0.20kg、m=0.10kg，当地重力加速度为g=9.80m/s2。回答下列问题：(1)如图，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=______cm；(2)实验小组在实验时同时对以下物理量进行了测量，其中有必要的测量是_____（填序号）；A.滑轮到竖直杆的距离L=0.60mB.滑块甲到滑轮的距离a=1.50mC.物块甲的遮光条到光电门的距离b=0.40m(3)当遮光条通过光电门瞬间，滑块乙速度的表达式为v乙=________________；(4)若测量值t=_____s，在误差允许的范围内，系统的机械能守恒。（保留两位有效数字）12．（12分）现测定长金属丝的电阻率．①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是______．②利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻．这段金属丝的电阻，约为，画出实验电路图，并标明器材代号．电源（电动势，内阻约为）电流表（量程，内阻）电流表（量程，内阻约为）滑动变阻器（最大阻值，额定电流）开关及导线若干③某同学设计方案正确，测量得到电流表的读数为，电流表的读数为，则这段金属丝电阻的计算式______．从设计原理看，其测量值与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，在0xa的区域I内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，在xa的区域II内有垂直于纸面向外的匀强磁场，它们的磁感应强度均为B0，磁场边界与x轴交于P点。一质量为m，电荷量为q（q0）的粒子沿x轴从原点O水平射入磁场。当粒子射入速度不大于时，粒子在磁场中运动的时间都相等，不计重力：（1）求速度v0的大小；（2）若粒子射入速度的大小为2v0，求粒子两次经过边界到P点距离的比值；（结果可带根号）（3）若调节区域II磁场的磁感应强度大小为λB0，使粒子以速度nv0（n1）从O点沿x轴射入时，粒子均从O点射出磁场，求n与λ满足的关系。14．（16分）如图，竖直放置的粗细均匀的U形管左端封闭，右端开口。左管内用水银封闭一段长L1＝20cm的空气柱，左右两管水银面差为h＝15cm。已知外界温度为27℃，大气压为75cmHg。(i)如果缓慢向右管内注入水银，直到左右水银面相平(原来右管水银没有全部进入水平部分)，求在右管注入的水银柱长度(ii)在左右管水银面相平后，缓慢升高左管内封闭气体的温度，使封闭空气柱长度变为20cm，求此时左端空气柱的温度。15．（12分）一定质量的理想气体，状态从A→B→C的变化过程可用如图所示的p－V图线描述，气体在状态A时温度为TA=300K，试求：(1)气体在状态B时的温度TB和状态C时的温度TC；(2)若气体在B→C过程中气体内能减少了200J，则在B→C过程吸收或放出的热量是多少？

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24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、C【解析】

万有引力提供向心力密度因为星球A的同步卫星和地球的同步卫星的轨道半径比为2：1，地球和星球A的半径比为2：1，两同步卫星的周期比3：1．所以A星球和地球的密度比为1：2．故C正确，ACD错误。

故选C。2、D【解析】

A．当所加磁场的方向斜向左下方与水平方向成60°角时，NO受到的安培力仍垂直纸面向里，大小为，MO受到的安培力垂直纸面向外，大小为，A错误；B．当所加磁场方向竖直向上时，NO受到的安培力仍垂直纸面向里，大小为，MO受到的安培力垂直纸面向里，大小为，B错误；C．当所加磁场方向竖直向下时，NO受到安培力垂直纸面向里，大小为，MO受到的安培力垂直纸面向外，大小为，C错误；D．当所加磁场方向斜向右上方与水平方向成60°角时，NO受到的安培力仍垂直纸面向里，大小为当，MO受到的安培力垂直纸面向里，大小为，D正确。故选D。3、B【解析】

开始弹簧压缩量当A离开弹簧，弹簧的压缩量所以B上升的最大高度故B正确，ACD错误。故选：B。4、D【解析】

A．电梯在t=1时由静止开始上升，加速度向上，电梯处于超重状态，此时加速度a＞1．t=4.5s时，a＞1，电梯也处于超重状态。故A错误。

B．5～55s时间内，a=1，电梯处于平衡状态，绳索拉力等于电梯的重力，应大于电梯失重时绳索的拉力，所以这段时间内绳索拉力不是最小。故B错误。

C．t=59.5s时，电梯减速向上运动，a＜1，加速度方向向下，电梯处于失重状态，故C错误。

D．根据a-t图象与坐标轴所围的面积表示速度的变化量，由几何知识可知，61s内a-t图象与坐标轴所围的面积为1，所以速度的变化量为1，而电梯的初速度为1，所以t=61s时，电梯速度恰好为1，根据P=Fv可知绳索拉力的功率恰好为零，故D正确。5、D【解析】当物块与斜面间的动摩擦因数μ＝tanθ时，则物块对斜面体的压力、摩擦力的水平分量大小相等，斜面体不受地面的摩擦力；μ>tanθ时，物块对斜面体的摩擦力的水平分量大于压力的水平分量，地面对斜面体有向右的摩擦力；μ<tanθ时，地面对斜面体有向左的摩擦力．当物块沿斜面向下加速运动时，μ的大小与tanθ的关系无法确定，故地面对斜面体的摩擦力方向无法确定，故A、B均错；但当物块沿斜面向下减速运动时，则μ>tanθ，地面对斜面体的摩擦力一定向右，即C错误，D正确．故选D.点睛：此题首先要知道斜面体与水平面无摩擦力的条件，即μ＝tanθ，然后根据物体的运动情况确定摩擦力μmgcosθ和mgsinθ的关系.6、C【解析】

设物块对斜面的压力为N，物块m相对斜面的加速度为a1，斜面的加速度为a2，方向向左；则物块m相对地面的加速度为由牛顿第二定律得对m有对M有解得故C正确，ABD错误。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BDE【解析】

由于题目中不知道波的传播方向，所以在做此类问题时要分方向讨论，在计算波速时要利用波的平移来求解．【详解】A.把t=0代入振动方程为y=4sin(t+)cm，可知此时a的位置应该在+4处，和所给的图不相符，故A错；B.从图像上可以看出质点a处在波谷时，质点b-定处在平衡位置且向y轴正方向振动，故B对；C.若波沿x轴正方向传播，从图像上可以看出b比a至少滞后6s，而ab之间的距离为6m，所以这列波的最大传播速度为1m/s，故C错；D、若波沿x轴负方向传播，从图像上可以看出，a比b至少滞后2s，所以这列波的最大波速为：则最大波长为，故D对；E、根据图像，若波沿x正方向传播，则波速的表达式为，当，解得：，有解说明波是沿x正方向传播，故E对；故选BDE8、BCD【解析】

A．两列简谐波的波长均为，选项A错误；B．因S1起振方向向下，由振源S1形成的波首先传到P点，则P点的起振方向向下，选项B正确；C．P点到两振源的距离之差为2m等于半波长的奇数倍，因两振源的振动方向相反，可知P点为振动加强点；由S1形成的波传到P点的时间为2.5s，t=4s时由S1在P点引起振动的位移为4cm；同理，由S2形成的波传到P点的时间为3.5s，t=4s时由S2在P点引起振动的位移为2cm；若规定向上为正方向，则t=4s时P点的位移为6cm，选项C正确；D．P点为振动加强点，则P点的振幅始终为6cm，选项D正确；E．S1，S2之间（不包含S1，S2两点），共有5个振动减弱点，分别在距离S1为2m、4m、6m、8m、10m的位置，选项E错误。故选BCD。9、CDE【解析】

AB．弹簧振子振动过程中从平衡位置或最大位移处开始的时间内，振子的位移大小或路程才等于振幅A，否则都不等于A，故AB错误；CE．根据振动的对称性，不论从何位置起，只要经过，振子的路程一定等于2A，位置与初位置关于平衡位置对称，速度与初速度等大反向，该过程中弹簧弹力做的功一定为零，故CE正确；D．若某过程中小球的位移大小为2A，经历的时间可能为，也可能为多个周期再加，故D正确。故选CDE。10、BD【解析】

A．ab开始运动时，ab棒所受的安培力根据牛顿第二定律得，ab棒的加速度选项A错误；B．物体下滑时加速度满足根据可知金属杆上滑时间小于下滑时间，选项B正确；C．克服安培力做功等于回路产生的热量，上滑过程中安培力较大，则克服安培力做功较大，产生的热量较大，选项C错误；D．根据可知，在金属杆上滑和下滑过程中通过电阻R上的电荷量相同，选项D正确。故选BD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、0.420AC0.0020或2.0×10-3【解析】

(1)[1]游标卡尺的读数由主尺读数和游标尺读数组成，遮光条的宽度d=4mm+4×0.05mm=4.20mm=0.420cm(2)[2]本实验验证系统的机械能守恒，即系统减少的重力势能等于系统增加的动能，研究滑块甲运动到光电门的过程，系统减少的重力势能系统增加的动能绳上的速度关系如图则有故必要的测量为滑轮到竖直杆的距离L=0.60m，物块甲的遮光条到光电门的距离b=0.40m，故AC正确，B错误。故选AC。(3)[3]利用极短时间