山东省济南市2024-2025学年高三年级上册开学物理试题（解析版）

绝密★启用并使用完毕前

2024—2025学年高中三年级摸底考试

物理试题

注意事项：

1.答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置，认真核对条形码上的姓名、

考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。

2.选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5毫米黑

色签字笔书写。字体工整、笔迹清楚。

3.请按照题号在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题

卷上答题无效。保持卡面清洁，不折叠、不破损。

一、单项选择题：本题共8小题，每小题3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.某同学探究磁场对通电导体的作用，实验装置如图所示。初始时导体棒〃静置于水平导轨上，闭合开关

后，导体棒向右运动。已知导体棒始终与水平导轨垂直，则导体棒处磁场的方向可能是（）

A.与导体棒a。平行，由。指向6B.与导体棒a。平行，由6指向。

C.与导体棒a。垂直，竖直向上D.与导体棒a。垂直，竖直向下

【答案】D

【解析】

【详解】闭合开关后，导体棒的电流方向从6到导体棒向右运动，则受到向右的安培力，根据左手

定则可知，导体棒山》处磁场的方向应与导体棒a。垂直，竖直向下。

故选D。

2.“工欲善其事，必先利其器”，中国古代已经掌握了高超的兵器研磨技巧。如图所示是打磨宝剑的场景。在

打磨过程中，磨石始终静止在水平桌面上，当宝剑在外力作用下水平向右运动时，下列说法正确的是（）

第1页/共22页

A.宝剑与磨石之间存在静摩擦力B.磨石与桌面之间不存在摩擦力

C.宝剑对磨石的摩擦力方向水平向右D.桌面对磨石的摩擦力方向水平向右

【答案】C

【解析】

【详解】AB.宝剑在外力作用下水平向右运动时，宝剑与磨石之间存在滑动摩擦力，故AB错误；

C.滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，宝剑相对于磨石向右运动，宝剑受到的，摩擦力水平向左，则宝

剑对磨石的摩擦力方向水平向右，故C正确；

D.由于宝剑对磨石的摩擦力方向水平向右，以磨石为对象，根据受力平衡可知桌面对磨石的摩擦力方向水

平向左，故D错误；

故选C。

3.一质点沿了轴做直线运动，其丫-/图像如图所示，下列说法正确的是（）

A.前4s内质点先向正方向运动后向负方向运动B.第4s末质点离出发点最远

C.第2s末质点的运动方向发生改变D.第4s末质点的加速度发生改变

【答案】B

【解析】

【详解】AC.前4s内质点速度一直大于零，可知前4s内质点一直向正方向运动，第2s末质点的运动方向

未发生改变，故AC错误；

B.由图可知，前4s内质点向正方向运动，后4s内质点向负方向运动，V-/图像与坐标轴围成的面积表示

位移，可知前4s内质点的位移大小等于后4s内质点的位移大小，故第4s末质点离出发点最远，故B正确；

D.v-f图像的斜率表示加速度，2s口6s内图像的斜率不变，可知2s口6s内质点的加速度不变，故第4s

末质点的加速度未发生改变，故D错误。

故选B。

第2页/共22页

4.如图所示，一长度为一的光滑轻杆可绕。点在光滑水平面内做匀速圆周运动，轻杆上套有一质量为加

2

的小球，原长为,、劲度系数为左的轻质弹簧一端固定在轻杆左端，另一端与小球连接。已知在弹性限度

2

内，轻质弹簧的最大伸长量为,，转动过程中弹簧始终未超过弹性限度，轻杆右端P点线速度的最大值为

2

()

r«AAAAAAD_P

【答案】A

【解析】

【详解】弹簧弹力提供小球的向心力，可得

解得

小球、光滑轻杆同轴转动，角速度相同，则轻杆右端P点线速度的最大值为

故选Ao

5.如图甲所示，坐标原点0处固定有电荷量为一。的点电荷，N点固定有电荷量为40的点电荷，

2>0o无轴上〃、枚。三点的横坐标分别为七、9、项，元轴上电势。随无坐标的变化曲线如图乙所示，其

第3页/共22页

A.y轴上"点到。点之间存在电场强度为零的点

B.6点场强大于c点场强

C.将一带负电的试探电荷由。点静止释放，试探电荷沿x轴运动可到达c点

D.将一带负电的试探电荷由。点静止释放，试探电荷沿x轴运动可到达。点

【答案】C

【解析】

【详解】A.因在两点的正电荷在之间形成的电场的合场强方向沿y轴负向，而在。点的负电荷

在之间的场强也沿y轴负向，可知，轴上M点到。点之间不存在电场强度为零的点，选项A错误；

B.因。-％图像的斜率等于场强，则6点场强为零，c点场强不为零，则6点场强小于c点场强，选项B

错误；

CD.沿电场线电势降低，可知成间的场强由b到a,be间的场强由6到c,则将一带负电的试探电荷由。

点静止释放，则在必间加速，在反间减速，因ac两点电势相等，可知试探电荷恰能到达c点，然后反向

运动，只能回到。点，选项C正确，D错误。

故选C。

6.2024年3月，我国鹊桥二号卫星发射成功，卫星进入周期为24小时的环月椭圆轨道，同年8月1日，卫

星互联网高轨卫星02星成功发射进入地球同步轨道。已知互联网高轨卫星与地心的距离为，鹊桥二号轨

道的半长轴为。，地球质量与月球质量的比值为（）

3322

A.——B.—C.—D.—

a3r3a2r2

【答案】A

【解析】

【详解】“鹊桥二号”中继星在24小时椭圆轨道运行时，根据开普勒第三定律

a3

不=卜

同理对地球的同步卫星根据开普勒第三定律

r3

-7,2-一尺

又开普勒常量与中心天体的质量成正比，所以

般月一一k

知地一《

第4页/共22页

联立可得

M月a3

故选A„

7.如图所示，空间区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小8=IT,OO'为磁场的右边界。

磁场内一匝数〃=10的正方形闭合金属导线框平行于纸面放置，线框边长L=1m,其右边与磁场边界重合。

/=0时刻线框从图示位置开始逆时针（俯视）绕OO'以角速度6）=10rad/s匀速转动，此过程中感应电动

势E随时间/变化的图像正确的是（）

【答案】B

【解析】

【详解】线圈产生的电动势最大值为

2

Em=«BSty=10xlxlxl0V=100V

线圈转动的周期为

E2兀兀

T=——=­s

co5

Tn

在0~—=ts内，线圈产生的电动势为

420

第5页/共22页

e=Emsin=100sin10/（V）

Tjr3T37r3T37rTI

在一=2s~L=3s内，线圈处于磁场外部，产生的电动势一直为0；在J='s~T=4s内，线

4204204205

圈产生的电动势为

e=Emsincot=100sin10/(V)

故选B。

8.如图所示，物块A用不可伸长的轻绳绕过轻质光滑定滑轮与置于光滑水平面上的物块B连接，物块A、B

的质量均为加，施加外力使物块A、B保持静止，此时轻绳恰好处于伸直状态。某时刻撤去外力，两物块

同时由静止开始运动，当物块A下落高度为〃时，其加速度大小为。，方向竖直向下，此时连接物块B的

轻绳与水平方向的夹角为，，整个过程物块B始终未离开水平面，已知重力加速度为g。当物块A下落高

度为〃时，下列说法正确的是（）

B.物块B的加速度大小为（g+a）cosd

C.物块A的速度大小为2gh

l+cos20

2ghcos~3

D.物块A的速度大小为

l+cos2^

【答案】D

【解析】

【详解】AB.对物块A,根据牛顿第二定律

mg-T=ma

对物块B,根据牛顿第二定律有

Tcos6=maB

解得

第6页/共22页

aB=(g_o)cosd

故AB错误；

CD.物块A和B整体，根据机械能守恒

mgh=^mvA+；加v；

物块A和B的速度有

vA=vBcos0

联立解得

_12gheos26

"\1+cos2^

故C错误，D正确。

故选D。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多

项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9.如图所示，竖直平面内有两根完全相同的轻质弹簧，它们的一端分别固定于位于相同高度的M、N两点,

另一端均连接在质量为相的小球上，开始时小球在外力作用下静止于MN连线的中点。，弹簧处于原长。

撤去外力使小球从。点开始由静止下落，一段时间后到达最低点尸。已知弹簧始终处于弹性限度内，不计

空气阻力，从。点第一次运动到P点的过程中（）

T

T

T^

Ti闹闹hhhM

?n

0

P

A.小球的加速度一直增大B.小球的加速度先减小后增大

C.小球的机械能一直增大D.小球的机械能一直减小

【答案】BD

【解析】

【详解】AB.小球从。点第一次运动到尸点的过程中，小球的速度先增大后减小，即小球先加速后减

速，当加速度为零时，速度达最大，则可知小球的加速度方向先向下后向上，由于小球受到重力和弹簧弹

力的合力先减小后增大，根据牛顿第二定律知其加速度大小变化先减小后增大，故A错误，B正确；

CD.由于小球在从。点第一次运动到尸点的过程中，弹簧弹力的合力对小球一直做负功，所以小球的机

第7页/共22页

械能一直减小，故c错误，D正确。

故选BD。

10.如图所示为一个简化的闪光灯电路，它由直流电源E、电阻箱与、电阻箱与和电容器C等组成，电容

器先充电后在很短的时间内放电，从而达到闪光的效果。下列说法正确的是（）

A.开关S处于位置2时,电容器充电

B.电容器充电完成时两极板间的电压与电阻箱R1的阻值无关

C.若在电容器两极板间加入云母介质，先充满电再放电，放电过程中通过闪光灯的电荷量变大

D.电阻箱耳的阻值越大，放电过程中通过闪光灯的电荷量越小

【答案】BC

【解析】

【详解】A.开关S处于位置2时，电容器与电源断开，与闪光点连接，电容器将放电，故A错误；

B.电容器的充电电压由电源电动势决定，增大电阻箱用的阻值，不会改变电容器充电完成时的电压，故

B正确；

c.若在电容器两极板间加入云母介质，根据c=--------可知电容器的电容将增大，在电源电动势不变的

4兀kd

情况下，由。=CU可知，先充满电再放电，放电过程中通过闪光灯的电荷量变大，故C正确；

rU

D.电阻箱凡的阻值越大，根据/=工可知放电过程中通过闪光灯的电流将减小，但放电过程中通过闪

必

光灯的电荷量。保持不变，故D错误。

故选BCo

11.如图所示，边长为2a的等边三角形PQR区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为2。

底边中点。处有一粒子源，可平行于纸面向磁场内任意方向均匀发射同种带正电的粒子，粒子质量均为加，

电荷量均为速度大小均为％=坐。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，下列说法正确的是（）

m

第8页/共22页

A.带电粒子可能垂直尸。边出射

B,带电粒子不可能垂直PR边出射

C.从QR边出射的粒子占总粒子数的-

3

D.从QR边出射的粒子占总粒子数的工

6

【答案】ABD

【解析】

【详解】AB.正电粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有

V2

qvB=m—

解得

r=a

根据几何关系可知，带电粒子可能垂直边出射，此时粒子竖直向上射入，同理带电粒子不可能垂直PR

边出射，故AB正确；

CD.根据几何关系可知粒子可以从。点射出，设此时粒子与QR边的夹角为6,根据几何关系可知

a

.A21

r2

解得

6=30°

则从QR边出射的粒子占总粒子数的,，故c错误，D正确；

6

故选ABD。

12.如图所示，某科研团队对研发的人形机器人进行跳跃测试。小车静置于光滑水平地面上，机器人静止站

立在平台右端A点。测试时机器人以初速度%（大小未知）水平跳出，落到小车上的B点，此过程中机器

人消耗能量为E（大小未知）。已知机器人的质量为加，小车的质量为",A点与8点高度差为水平距

离为s,重力加速度为g,机器人可以看作质点，假设机器人消耗的能量全部转化为动能，不考虑空气阻力,

第9页/共22页

下列说法正确的是()

B.丫。=4,巧

M+2h

、mgs2M

D.

-•------,------E=^L.^

4/1M+m4/zM+m

【答案】AC

【解析】

【详解】根据人和车系统水平方向动量守恒

mv0=Mv

根据平抛运动规律

h=gg/，s=(%+v)/

由能量守恒得

1212

E=—mv0+—Mv

联立解得

mgs2MMsl~g~

H—-------------，v=J

4hM+m0M+m\2h

故选ACo

三、非选择题：本题共6小题，共60分。

13.在探究物体质量一定时加速度与力的关系实验中，小张同学对教材上的实验方案做了改进,如图甲所示,

调节桌面水平，用力传感器直接测细线的拉力小车在水平拉力作用下，由静止开始做匀加速运动。

打点计时器力传感器

纸带

接交流电源砂桶

甲

第10页/共22页

(1)关于该实验的操作，下列说法正确的是

A.必须测出砂和砂桶的质量，以其重力表示小车受到的合外力

B.一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量

C.应当先释放小车，再接通电源

D.要想探究加速度。与相应力传感器示数R的关系，需要多次改变砂和砂桶的总质量

(2)通过实验得到如图乙所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源的频率为九0、1、2、3、4是相邻

计数点，相邻计数点之间还有四个计时点未标出，利用逐差法计算小车运动的加速度表达式为。=

(用再、/、%3、%4、，表示);

7、

(3)由实验得到力传感器示数R与小车加速度。的关系如图丙所示，由图丙中数据可知小车质量〃?=

【答案】⑴D(2)%二也f

100

(3)3.0

【解析】

【小问1详解】

AB.因有力传感器测量小车的拉力，则不需要测出砂和砂桶的质量，也不需要保证砂和砂桶的总质量远小

于小车的质量，选项AB错误；

C.应当先接通电源，再释放小车，选项C错误；

D.要想探究加速度。与相应力传感器示数R的关系，需要多次改变砂和砂桶的总质量，多次实验得到结

论，选项D正确。

故选D。

【小问2详解】

相邻计数点之间还有四个计时点未标出，则相邻计数点间的时间间隔

第11页/共22页

则加速度

X+X-%一%_%3+%4-X1~X2

a=34

2f

4T100

【小问3详解】

根据

2F-f—ma

可得

mf

F=—a+—

22

由图像可知

m_4.0-1.0_3

~2~2.0~2

可得

m=3.0kg

14.某探究小组要测量某电池的电动势，可利用的器材有：待测电池、粗细均匀的金属丝、金属夹、刻度尺、

电流表（内阻极小）、电阻箱、开关S、导线若干等。他们设计了如图甲所示的实验电路，主要实验步骤如

三

-25

三4

二20

三4

一15

一L

二

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图乙所示，则金属丝直径d=mm；

（2）将金属丝拉直固定，按照图甲连接电路，金属夹A固定于金属丝左端，金属夹B置于金属丝的右端,

电阻箱调至最大阻值;

（3）闭合开关S,将电阻箱阻值调节为0,快速滑动金属夹B至适当位置并记录电流表示数/,断开开关

S,记录金属夹B与金属丝______（填“左”或“右”）端的距离L,多次重复实验，记录多组/、L的值;

（4）将电阻箱阻值调节为R,改变L的长度并多次重复实验，记录多组/、L值;

（5）分别作出电阻箱阻值为。和电阻箱阻值为R时的工-L图象如图丙所示，图中图线（选填“I”

I

第12页/共22页

或“II”）是电阻箱阻值为R时的工-L图象；

I

（6）由图线得出纵轴截距分别为伪、b2,则待测电池的电动势大小为（用小瓦、R表示）。

R

【答案】①②.左③

.4.700.n©.—瓦一—仄

【解析】

【详解】（1）[1]金属丝直径

d=4.5mm+20.0x0.01mm=4.700m

（3）[2]金属丝接入电路的电阻为金属夹B与金属丝左端的电阻，故记录金属夹B与金属丝左端的距离

Lo

（4）[3]电阻箱阻值为。时，根据闭合电路的欧姆定律

E=/（羯阻丝+r）

根据电阻定律

L

火电阻丝二P~

整理得

L旦「

ISEE

电阻箱阻值为R时，根据闭合电路的欧姆定律

E=/（娱阻丝+7?+r）

整理得

L2L+口

ISEE

可知电阻箱阻值为R时，工-L图象的纵截距较大，故图中图线n是电阻箱阻值为R时的工-L图象。

II

（5）[4]图象的纵轴截距为

入r

伪=一

'E

R+r

7b,=---

E

联立可得待测电池的电动势大小为

第13页/共22页

R

E=

4

15.如图所示为某货物自动传送系统的简化示意图，圆心为。的!圆弧轨道A3竖直固定，轨道半径

4

R=2m,轨道末端与水平传送带相切于最低点B,水平传送带长为L=2m,以为=2m/s的速度顺

时针匀速率转动。质量加=0.3kg的物体（可看作质点），从与圆心。等高的A点由静止释放，运动到8点

时的速度大小为匕=4m/s,接着进入水平传送带，最后从传送带末端C点滑出。已知物体与传送带间的动

摩擦因数为〃=04,g=10m/s2o求

（1）物体在圆弧轨道上运动的过程中克服阻力做的功W；

（2）物体通过传送带3c的过程中因相互摩擦而产生的热量Q。

【答案】（1）W=3.6J

（2）Q=0.6J

【解析】

【小问1详解】

物体由4点开始下滑到B点，由动能定理得

12

mgR-W=—mvl

解得

W=3.6J

【小问2详解】

物体在传动带上滑行时，由牛顿第二定律得

jumg=ma

解得

a=4m/s2

物体减速到与传送带共速的过程中

第14页/共22页

VQ-v;=-~2aX1

解得

再=1.5m<L

则物体在滑出传送带前已经共速，物体减速到与传送带共速的过程中，时间满足

%=V]—at

可得

t=0.5s

传送带的位移

x2=vot=Im

物体与传送带的相对位移

Ax=X]-%=0.5m

产生的热量

Q=jumg^x=0.6J

16.如图所示为某种“电磁制动”的基本原理图，在竖直向下的匀强磁场中，两根相距L的平行长直金属导

轨水平放置，左端接阻值为我的电阻，一导体棒放置在导轨上，与导轨垂直且接触良好。初始时刻，导体棒

以初速度%水平向右运动，当导体棒的速度为富时，相对于出发位置的位移大小为工（大小未知）。已知

磁场的磁感应强度大小为8,导体棒的质量为加，接入电路的电阻也为R,不计导轨电阻及导体棒与导轨

间的摩擦，求

（1）导体棒的速度为团时，导体棒克服安培力做功的功率P；

2

（2）导体棒相对于出发位置的位移为之X时，导体棒的速率V。

2

A2r22

【答案】（1）尸=巳上%

87?

(2)v=—v

20°n

第15页/共22页

【解析】

【小问1详解】

导体棒的速度为以时，导体棒受安培力大小为

2

F=BIL

根据法拉第电磁感应定律有

E=BL以

2

根据闭合电路欧姆定律有

1=旦

2R

导体棒克服安培力做功的功率为

P=F.包

2

解得

p_B^

87?

【小问2详解】

当导体棒的速度为国时，相对于出发位置的位移大小为工,根据动量定理有

10

BILAt=mv0

根据电流的定义式有

E.A①BLx

q=lAt=----垃=----=-----

2R2R2R

同理导体棒相对于出发位置的位移为止X时，有

2

BIL't'=mv0-mv

根据电流的定义式有

~EA①'BL'^X

q=1W=—M=-----=---------

2R2R2R

解得

第16页/共22页

11

v=—v

200

17.如图所示，在xOy坐标系V轴右侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁场内有一足够长的挡板垂直于

工轴放置，挡板与y轴的水平距离为d；y轴左侧某矩形区域内（图中未画出）存在匀强电场，第二象限内

有一粒子源尸，坐标为（-乩1）。某时刻一带正电粒子从p点以初速度%沿y轴负方向射出，经电场偏转

后经过。点水平向右进入磁场，速度大小也为%,此过程中粒子的轨迹全部位于电场内，粒子进入磁场后

运动轨迹恰好与挡板相切。已知粒子质量为相，电荷量为q,不计粒子的重力，不考虑场的边界效应，求

XXXX

XXXX

XXXX

XXXX

XX

XXXX

（1）匀强磁场的磁感应强度5的大小；

（2）y轴左侧电场强度£的大小及电场区域的最小面积S；

（3）若在y轴右侧磁场区域施加与y轴左侧电场场强大小相等、方向水平向右的匀强电场，并改变挡板

与y轴的距离，使带电粒子的运动轨迹仍恰好与挡板相切，求此时挡板与y轴的水平距离d'。

【答案】（1）B=^

qd

(2)E=』，S/

2qd2

（3）.，=#+后d

2

【解析】

【小问1详解】

根据洛伦兹力提供向心力

qvGB=m—

r

粒子进入磁场后运动轨迹恰好与挡板相切，根据几何关系可得

第17页/共22页

联立解得

5=烈

qd

【小问2详解】

粒子从尸点以初速度%沿y轴负方向射出，经电场偏转后经过。点水平向右进入磁场，可知速度变化量

与x轴正方向的夹角为45°，则电场强度x轴正方向的夹角为45°，将尸点的速度沿电场方向和垂直于电

场方向分解，如图所示

垂直电场方向有

41d=sin45°

沿电场方向

v0cos45°=-v0cos45°+at

加速度为

a5

m

联立解得

2qd

电场区域的最小面积

S=♦d"cos45.=.

la2

【小问3详解】

将%分解成匕，%，其中%满足

第18页/共22页

qvxB=Eq

解得

「3

根据左手定则可知看方向沿y轴正方向，根据速度的合成分解可得

且

sind=X=走

v23

如图所示

则粒子的运动可看成速度大小为％的匀速直线运动与速度大小为名的匀速圆周运动的合运动。根据洛伦

兹力提供向心力

qv2B=m^

rf

解得

带电粒子的运动轨迹仍恰好与挡板相切，求此时挡板与y轴的水平距离

V6+V2

d=r+rsmn6=----------d

2

18.如图所示，某轨道由粗糙倾斜直轨道与光滑圆弧轨道组成，直轨道倾角，=37。，长乙=L5m,圆弧轨

道的圆心为。，半径R=lm,直轨道末端与圆弧轨道相切，整个轨道固定于光滑水平桌面上。右侧有竖直

第19页/共22页

挡板(厚度不计)的“一1形”长木板紧靠轨道右侧放置，其上表面与圆弧轨道末端平齐，木板长度

L2=2.5m,小物块Q静置于木板上且与竖直挡板的距离为乙=0.875m。小物块P从直轨道顶端由静止

释放，滑上木板后与小物块Q发生碰撞。已知长木板、小物块P、小物块Q质量均为根=1kg,小物块P与

倾斜直轨道间的动摩擦因数M=0.25,小物块P、小物块Q与长木板间的动摩擦因数均为〃2=02,运动

过程中不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，所有的碰撞作用时间极短且均为弹性正碰，重力加速

度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,小物块P和小物块Q均视为质点，求

(1)小物块P到达圆弧轨道末端时的速度大小v；

(2)从小物块P刚滑上木板到与小物块Q发生碰撞经过的时间t；

(3)小物块Q与挡板发生碰撞后，小物块Q