2024-2025学年广西南宁市二中高三（上）开学物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2024-2025学年广西南宁市二中高三（上）开学物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.为了研究电磁炉的工作原理，某个同学制作了一一个简易装置。如图所示，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，放置在铁芯上方的不锈钢锅具开始发热。下述可以增大锅具的发热功率的办法，可行的是(

)A.增大交流电源的频率 B.把不锈钢锅换成铜锅

C.将电源换成电动势更大的直流电源 D.把线圈内部铁芯去掉2.市面上有一种“自热火锅”，结构如图所示，其原理是向食材层、加热层中加水，利用加热层中发热包遇水反应释放热量为食材加热。在加热过程中(

)A.能闻到食材的香味是因为气体分子的布朗运动

B.食材层内每个气体分子热运动的速率均会增大

C.食材层内每个气体分子对侧壁碰撞的作用力均会减小

D.若在食材加热沸腾时将透气孔堵住，则食材层内气体压强增大3.图甲为交流发电机示意图，图中两磁极之间的磁场可近似为匀强磁场，A为理想电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动。从图示位置开始计时，电刷E、F之间的电压随时间变化的图像如图乙所示。已知R=10Ω，下列说法正确的是(

)A.t=0.01s时，穿过线圈平面的磁通量最大

B.t=0时，线圈中感应电流的方向为DCBAD

C.E、F之间电压的瞬时值表达式为u=10sinπtV

D.当线圈从图示位置转过60°时，电流表的示数为0.5A4.核电作为清洁低碳、安全高效、稳定且可大规模发展的绿色低碳能源，在推动绿色发展和助力“双碳”目标实现方面发挥着重要的作用。据统计，一座百万千瓦电功率的核电厂和燃煤电厂相比，每年可以减少二氧化碳排放600多万吨，可见核能是减排效应较大的能源之一。下列关于核反应的说法正确的是(

)A.重核裂变过程中能释放能量而轻核聚变过程中只吸收能量

B.核反应堆中发生的核裂变方程为 92235U+01n→56144Ba+3689Kr+201n

C.核裂变产生的一个 5.劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图1所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图2所示．干涉条纹有如下特点：

(1)任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；

(2)任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图1装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹(

)

A.变疏 B.变密 C.不变 D.消失6.如图所示，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后(

)A.R的发热功率不变 B.电压表的示数变大

C.电流表A1的示数变大 D.电流表A7.如图甲所示，轻质弹簧下端挂一质量为m的小球并处于静止状态。现将小球竖直向上推动距离A后由静止释放并开始计时，小球在竖直方向开始做简谐振动，弹簧弹力与小球运动时间的关系如图乙所示(选竖直向上为正方向)，重力加速度为g，则下列说法正确的是(

)A.小球做简谐运动的周期为32tB.小球在0～t04时间内下降的高度为A2

D.弹簧的最大弹性势能为2mgA二、多选题：本大题共3小题，共18分。8.某民航客机在高空飞行时，利用空气压缩机来保持机舱内外气压之比为4：1。机舱内有一导热气缸，活塞质量m=2kg、横截面积S=10cm2，活塞与气缸壁之间密封良好且无摩擦。客机在地面静止时，气缸如图(a)所示竖直放置，平衡时活塞与缸底相距l1=8cm；客机在高度ℎ处匀速飞行时，气缸如图(b)所示水平放置，平衡时活塞与缸底相距l2=10cm。气缸内气体视为理想气体，机舱内温度可认为不变。已知大气压强随高度的变化规律如图(c)所示，地面大气压强p0=1.0×A.气缸内气体由图(a)状态到图(b)状态的过程中气体压强增大

B.气缸内气体由图(a)状态到图(b)状态的过程中气体压强减小

C.高度ℎ处的大气压强为9.6×104Pa

D.根据图9.氢原子的能级图如图(a)所示，一群处于n=4能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射如图(b)电路中的阴极K，只有1种频率的光能使之发生光电效应，产生光电子，测得其电流随电压变化的图像如图(c)所示。电子电荷量为1.6×10−19C，则下列说法正确的是(

)

A.题述氢原子跃迁一共能发出4种不同频率的光子

B.阴极金属的逸出功为11.15eV

C.题述光电子能使处于n=3能级的氢原子电离

D.若图(c)中饱和光电流为I=3.2μA，则1s内最少有2×1010.一列简谐横波沿x轴传播，在t=0.15s时的波形如图甲所示，B、C、D、E为介质中的四个质点，已知质点E的平衡位置的横坐标为−15m。图乙为质点C的振动图像。下列说法正确的是(

)

A.该波沿x轴正方向传播

B.该波的波速为75m/s

C.质点C的平衡位置位于x=4.5m处

D.从t=0.15s开始，质点C与质点B第一次回到平衡位置的时间差为7三、实验题：本大题共2小题，共14分。11.某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。

(1)实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为______(填字母)。

A.控制变量法

B.理想化模型法

C.等效替代法

(2)实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是______(填字母)。

A.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓

B.有助于油酸的颜色更透明便于识别

C.有助于测量一滴油酸的体积

D.对油酸溶液起到稀释作用

(3)该小组进行如图1的实验操作，请将它们按操作先后顺序排列：______。

(4)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每104mL溶液中含有2mL油酸，又用滴管测得每50滴这种油酸酒精溶液的总体积为1mL，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为1cm的正方形小格的纸上(如图2)。该油酸分子的大小d=______m(结果保留2位有效数字)。

(5)某同学在该实验中，计算结果明显偏小，可能是由于______(填字母)。

A.油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多

B.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格

C.求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴

D.油酸未完全散开12.智能手机自带许多传感器，某同学使用其中的磁感应强度传感器，结合单摆原理测量当地的重力加速度。具体操作如下：

(1)用游标卡尺测量小钢球的直径d，测得结果如图甲所示，其读数d=______mm；

(2)将轻质细线一端固定在O点，另一端系一小钢球，如图乙所示，将强磁铁吸附于小钢球下侧，在单摆的正下方放置一手机，打开手机中测量磁感应强度的应用软件；

(3)将小钢球拉到一定高度，细线处于伸直状态，小钢球做小角度摆动，每当钢球经过手机时，磁传感器会采集到一个磁感应强度的峰值。采集到的磁感应强度随时间变化的图像如图丙所示，已知连续n个峰值间的时间长为t，则单摆的周期T=______(用n、t表示)；

(4)方法一：用毫米刻度尺测量出细线的长度L，以悬点到钢球中心的长为摆长，根据单摆的周期公式，求出重力加速度g=______(用L、d、T表示)；

方法二：多次改变细线的长L，测出对应的周期T，作出L−T2图像，已知图像的斜率为k，则重力加速度g=______(用k表示)。四、简答题：本大题共1小题，共17分。13.如图(a)是游戏设备——太空梭，人固定在座椅车上从高处竖直下坠，体验瞬间失重的刺激。某工程师准备利用磁场控制座椅车速度，其原理图可简化为图(b)。座椅车包括座椅和金属框架，金属框架由竖直金属棒ab、cd及5根水平金属棒组成。ab、cd长度均为4ℎ，电阻不计；5根水平金属棒等距离分布，长度均为L，电阻均为R。地面上方足够高处存在竖直宽度为ℎ的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于竖直面向里。某次试验时，将假人固定在座椅车上，座椅车竖直放置，让座椅车从金属棒bc距离磁场上边界ℎ高处由静止下落，金属棒bc进入磁场后即保持匀速直线运动，不计摩擦和空气阻力，重力加速度大小为g。求：

(1)人和座椅车的总质量m；

(2)从bc离开磁场到ad离开磁场的过程中，流过金属棒bc的电荷量q；

(3)金属框架abcd穿过磁场的过程中，金属棒bc上产生的热量Q。

五、计算题：本大题共2小题，共23分。14.某种由透明材料制成的直角三棱镜ABC的截面示意图如图所示，∠A=30°，BC=203cm，在与BC边相距d=30cm的位置放置一平行于BC边的竖直光屏。现有一细光束射到棱镜AB面上的P点，入射光线与AB面的垂线CP的夹角i=60°，该光线经棱镜折射后，从BC边射出，透明材料对该光的折射率n=3，光在真空中传播的速度大小c=3×108m/s，整个装置置于真空中。求：

(Ⅰ)光线在BC面上的出射点与光屏上光斑的距离x；

(Ⅱ15.如图所示为一超重报警装置示意图。高为L、横截面积为S、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为m的活塞，稳定时正好封闭一段长度为L3的理想气样。活塞可通过轻绳连接重物以达到监测重物的目的，当所挂重物质量为1118(p0Sg−m)时，活塞恰好下降至位于离容器底部有一定距离的预警传感器处，刚好触发超重预警。已知初始时环境热力学温度为T0，大气压强为p0，重力加速度为g，缸内气体内能与热力学温度的关系为U=kT，k为常数，不计摩擦阻力。

(1)求预警传感器到容器底部的距离；

(2)在答案解析1.A

【解析】解：A.当下方线圈通入交流电时，在不锈钢锅具中会产生感应电动势，形成涡流而产生热量，因感应电动势与电流的变化率成正比，增大交流电源的频率，感应电动势增大，电流增大，热功率增大，故A正确；

B.铜不是磁性材料，把不锈钢锅换成铜锅，则不会产生涡流，则不发热，故B错误；

C、换成直流电源，恒定电流产生恒定的磁场，穿过不锈钢锅磁通量不变，不锈钢锅中不会有感应电流，热功率为0，故C错误；

D.把线圈内部铁芯去掉，则磁场减弱，感应电动势减小，感应电流减小，热功率变小，故D错误。

故选：A。

感应电动势与电流的变化率成正比；铜不是磁性材料；直流电源不会产生变化的磁场；线圈去掉铁芯，磁场大大减弱。

知道锅具能够发热的原理是解题的关键。2.D

【解析】解：A、能闻到食材的香味是因为气体分子的扩散，不是气体分子的布朗运动，故A错误；

BC、在加热过程中，食材层内气体温度升高，气体分子热运动平均动能增大，则气体分子热运动的平均速率会增大，由于分子运动是无规则的，所以不是每个气体分子热运动的速率均会增大。根据动量定理F−t=mv−可知气体分子对侧壁碰撞的平均作用力均会增加，故BC错误；

D、若在食材加热沸腾时将透气孔堵住，气体体积不变，根据查理定律pT=C可知，气体的温度升高时，食材层内气体压强增大，故D正确。

故选：3.B

【解析】解：A、由图乙可知，t=0.01s时，E、F之间的电压最大，则线圈产生的感应电动势最大，线圈与磁场平行，穿过线圈平面的磁通量最小，故A错误；

B、t=0时，根据楞次定律可知线圈中感应电流的方向为DCBAD，故B正确；

C、由乙图可知，E、F之间电压的的最大值为Um=10V，周期为T=0.02s，所以角速度为ω=2πT=2π0.02rad/s=100πrad/s，则E、F之间电压的瞬时值表达式为

u=Umcosωt=10cos100πtV，故C错误；

D、电流表测量交流电的有效值，为I=UR=1024.C

【解析】解：A、轻核聚变和重核裂变时都要释放能量，发生质量亏损，故A错误；

B、核反应堆中发生的核裂变方程为 92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n，故B错误；

C、核裂变产生的一个 56144Ba原子核中有565.A

【解析】解：从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为△x=2d，即光程差为空气层厚度的2倍，当光程差△x=nλ时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为12λ，显然抽去一张纸后空气层的倾角变小，故相邻亮条纹(或暗条纹)之间的距离变大．故干涉条纹条纹变疏，故A正确．

故选A．

从空气膜的上下表面分别反射的两列光是相干光，其光程差为空气层厚度的2倍，当光程差△x=nλ时此处表现为亮条纹，故相邻亮条纹之间的空气层的厚度差为126.C

【解析】解：AC、闭合开关S后，负载电阻减小，匝数为n4的线圈输出功率变大，匝数为n1的线圈输入功率也变大，a、b两端电压有效值不变，由P1=U1I1可知电流表A1的示数变大，根据原、副线圈电流与匝数的关系有I1I2=n2n1

因n2n1比值不变，I1变大，I2变大，所以R的发热功率变大，故A错误，C正确；

B、根据理想变压器原、副线圈电压比等于匝数比U1U2=n1n27.C

【解析】解：A.分析乙图可知小球从上方的最大位移处到下方的最大位移处用时为t0，结合简谐振动的对称性可知小球做简谐运动的周期为2t0，故A错误。

B.因为小球从上方最大位移处运动四分之一周期，振动路程为A，根据简谐振动的特点可知在0～t04时间内的(前T8)速度小于在t04～t02时间内(T8～T4)的速度，故小球在0～t04时间内下降的高度小于A2，故B错误。

C.在下方最大位移处，小球受到向上的最大弹力为3mg，根据牛顿第二定律得3mg−mg=mam8.BD

【解析】解：AB.图(a)所示平衡时活塞与缸底相距l1=8cm，图(b)所示平衡时活塞与缸底相距l2=10cm，汽缸内气体由图(a)到图(b)状态的过程气体体积变大，而气体的温度不变，由理想气体状态方程

pV=nRT

可知气体的压强要减小，故B正确，A错误；

CD.设气体初状态压强为p1，对活塞，由平衡条件得

p0S+mg=p1S

代入数据解得

p1=1.2×105Pa

气体温度不变，由玻意耳定律得

p1l1S=p2l2S

代入数据解得

p2=9.6×104Pa

机舱内外气体压强之比是4：1，因此舱外气体

9.BD

【解析】解：A.一群处于n=4能级的氢原子跃迁一共能发出6种不同频率的光子，故A错误；

B.跃迁时能够释放出最大光子能量为ℎν=−0.85eV−(−13.6eV)=12.75eV，逸出功为W0=ℎν−1.6eV=12.75eV−1.6eV=11.15eV，故B正确；

C.使n=3能级氢原子电离所需要的能量为1.51eV，题中光电子最大动能大于电离所需要的能量，故能够使n=3能级的氢原子电离，故C正确；

D.饱和光电流为3.2μA，则1s内阴极发出的光电子数目为N=3.2×10−6×11.6×10−19=2×1013，故D正确。

故选：BD。

A.根据能级跃迁规律分析；

B10.AD

【解析】解：A.由图乙(质点C的振动图像)可知，t=0.15s质点c沿y轴负方向运动，而图甲为t=0.15s时的波形，根据同侧法，该波沿x轴正方向传播，故A正确；

B.由甲图可知，此简谐波振幅为20cm，而此时B位移为−10cm，故B与E两质点平衡位置之间距离xBE与总波长λ的比例关系满足xBEλ=5π62π，解得λ=36m，由图乙知T=0.4s，因此波速v=λT=90m/s，故B错误；

C.简谐振动方程y=Asin(ωt+φ)，其中ω=2πT=5π，φ=0则y=Asin(ωt+φ)=20sin5πt(cm)，因此t=0.15s时C点位移yC=102cm，故E与C两质点平衡位置之间距离xEC与总波长λ的比例关系满足xECλ=5π42π，解得xEC=22.5m，质点C的平衡位置坐标为x=xEC−xEB=22.5m−1.5m=7.5m，故C错误；

D.从t=0.15s开始，由图乙可知，质点C第一次回到平衡位置的时间为tC=0.05s。由于波沿x正方向传播，所以质点B先振动到波谷再回到平衡位置。设任何质点从平衡位置振动到位移为10cm时所需时间为Δt，根据y=20sin5πt(cm)得Δt=130s，从t=0.15s开始，质点B第一次回到平衡位置的时间为tB=T211.B

D

CAEDB

6.6×10−10

【解析】解：(1)实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列，故本实验体现的物理思想方法为理想化模型法，故ACD错误，B正确。

故选：B。

(2)一滴纯油酸中油酸分子的数量太多，需要稀释之后做实验，所以本实验中使用油酸酒精溶液，其中酒精的作用是对油酸溶液起到稀释作用，故ABC错误，D正确。

故选：D。

(3)“用油膜法测油酸分子的大小”的实验步骤为：用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积；往浅盘里倒入约2cm深的水，水面稳定后将适量痱子粉均匀撒在水面上，用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定，将带有坐标方格的玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上，计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。则实验操作顺序为：CAEDB。

(4)一滴酒精油酸溶液纯油酸的体积为

V=2104×150mL=4×10−6mL

正方形小格的面积为1cm2，根据超过半格算一格，不足半格舍掉，由图可知，大约有61个小格，则油酸的面积为61cm2，则油酸分子的直径为

d=VS=4×10−661cm≈6.6×10−10m

(5)某同学在该实验中，计算结果明显偏小，根据

d=VS

A.油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多，导致油酸浓度增大，而代入计算的浓度偏小，一滴酒精油酸溶液纯油酸体积测量值偏小，则直径的测量值偏小，故A正确；

B.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格，则油酸面积测量值偏小，直径的测量值偏大，故B错误；

C.求每滴体积时，1mL的溶液的滴数少记了10滴，则一滴酒精油酸溶液纯油酸体积测量值偏大，直径的测量值偏大，故C错误；

D.油酸未完全散开，则油酸面积测量值偏小，直径的测量值偏大，故D错误。

故选：A。

故答案为：(1)B；(2)D；(3)CAEDB；(4)6.6×10−10；(5)A。

12.10.5

2tn−1

2π2【解析】解：(1)10分度游标卡尺的精确度为0.1mm，小钢球直径为d=10mm+5×0.1mm=10.5mm

(3)小球摆到最低处，手机接收到的磁感应强度最强，连续两次通过最低点的时间为周期的一半，因此B−t图像中相邻两次磁感应强度峰值之间的时间间隔为半个周期，单摆的周期T=2tn−1

(4)根据单摆的周期公式T=2πL+d2g

解得g=2π2(2L+d)T2

设钢球和强磁铁的重心到悬线下端的距离为r，则摆长l=L+r

根据单摆的周期公式得T=2πL+rg

解得L=g4π2T2−r

图像的斜率k=g4π2

则重力加速度13.解：(1)金属棒bc进入磁场后做匀速直线运动的速度大小为v，下落ℎ过程中，根据动能定理可得：

mgℎ=12mv2

解得：v=2gℎ

对整体，根据平衡条件可得：mg=BIL

回路中的总电阻为：R总=R+14R=5R4

所以通过bc边的感应电流为：I=BLvR总=4BL2gℎ5R

解得：m=4B2L22gℎ5gR；

(2)从bc离开磁场到ad离开磁场的