山西省2024-2025学年高三上学期9月联考物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12025届高三9月质量检测物理全卷满分100分，考试时间75分钟。注意事项：1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选〖答案〗的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。一、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.生活中无处不存在着各种物理现象，下列关于各种物理现象说法正确的是（）A.光从空气进入水中后，波长变短B.天空中彩虹是光的全反射现象造成的C.一定质量的理想气体，体积一定压强减小时单位时间内分子撞击器壁的平均冲量不变D.在产生正弦式交流电的过程中，当线圈经过中性面时，线圈中的磁通量为零〖答案〗A〖解析〗A．光从空气进入水中后，波速变小，频率不变，波长变短，故A正确；B．天空中彩虹是不同颜色光的折射率不同，是光的色散现象造成的，故B错误；C．一定质量的理想气体，体积一定压强减小时，气体温度降低，气体分子的平均动能减小，平均速率减小，单位时间内平均冲量减小，故C错误；D．在产生正弦式交流电的过程中，当线圈经过中性面时，线圈中的磁通量最大，产生的感应电流为0，故D错误。故选A。2.过水门仪式是国际民航中最高级别的礼仪。如图所示，“水门”是由两辆消防车喷出的水柱形成的，两条水柱形成的抛物线对称分布，且刚好在最高点水平相遇。已知水柱喷出时的速度大小为40m/s，从喷出到在最高点相遇所用时间为2s。重力加速度，不计空气阻力和水流之间的相互作用，下列说法正确的是（）A.“水门”距喷出点的高度为5mB.“水门”的宽度为C.在最高点相遇时，水柱的速度为20m/sD.水喷出的瞬间，速度与水平方向夹角为30°〖答案〗D〖解析〗A．在竖直方向上，水做竖直上抛运动，则解得h＝20mA错误；B．喷出时竖直方向速度所以水平方向的初速度所以“水门”的宽度为B错误；C．在最高点相遇时，水柱竖直方向速度为零，水柱的速度即为水平速度，C错误；D．水喷出的瞬间，速度与水平方向夹角θ＝30°D正确。故选D。3.如图所示，虚线的上方存在垂直纸面向外的匀强磁场。将一粗细均匀的电阻丝折成的正五边形导体框abcde置于磁场中（ab边水平），用导线将恒压电源U连接在导体框的a、b两点。则下列说法正确的是（）A.ba边所受的安培力方向竖直向上B.bcdea部分与ba边所受的安培力大小之比为1：4C.ba边与bc边所受的安培力大小相等D.导体框所受的安培力为0〖答案〗B〖解析〗A．由电路可知，流过ab边的电流方向由b向a，由左手定则可知ba边所受的安培力方向竖直向下，A错误；BC．设导体框的边长为L，单位长度的电阻为。由欧姆定律可得ab边的电流为流过bcdea边的电流为又bcdea边与ba边在磁场中的有效长度相等，则由公式F＝BIL可知安培力的大小与电流成正比，则bcdea部分与ba边所受的安培力大小之比为1：4，同理ba边与bc边所受的安培力大小之比为4：1，B正确，C错误；D．整个导体框所受的安培力大小为由左手定则可知安培力的方向竖直向下，D错误。故选B。4.如图所示，质量M＝3kg、倾角α＝30°的粗糙斜面放置在水平地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一轻质细绳跨过滑轮，一端与斜面上静止的质量m＝1.2kg的物块相连，另一端与固定在水平地面的竖直轻弹簧相连，轻绳不可伸长且与斜面平行，弹簧保持竖直且始终在弹性限度内，系统处于静止状态时弹簧弹力大小为7N，重力加速度大小，则下列说法正确的是（）A.物块所受摩擦力的方向沿斜面向上B.物块所受支持力和绳子拉力的合力方向竖直向上C.地面对斜面的支持力大小为49ND.地面对斜面摩擦力大小为3.5N〖答案〗C〖解析〗A．物块所受重力沿斜面向下的分力大小为可知，物块相对于斜面有向上运动的趋势，物块所受摩擦力的方向沿斜面向下。故A错误；B．物块处于静止状态，所受合力为0，结合上述可知，物块受到重力、绳子的拉力、斜面的支持力与沿斜面向下的摩擦力四个力的作用，根据平衡条件可知，支持力和绳子拉力的合力与重力和摩擦力的合力等大反向，重力和摩擦力的合力方向斜向右下方，可知支持力和绳子拉力的合力斜向左上方。故B错误；C．将斜面、滑轮与物块作为整体，对整体进行分析，根据平衡条件有即地面对斜面的支持力为49N。故C正确；D．结合上述，将斜面、滑轮与物块作为整体，对整体进行分析，整体受到弹簧竖直向下的拉力、竖直向下的重力与竖直向上的支持力，整体在水平方向没有受到其他作用力，即整体相对于水平面没有运动趋势，即斜面不受地面的摩擦力。故D错误。故选C。5.如图，一轻绳跨过光滑定滑轮，绳的一端系物块P，P置于水平桌面上，与桌面间存在摩擦；绳的另一端悬挂一轻盘（质量可忽略），盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量m，并测量P的加速度大小a，得到图像。重力加速度大小为g。在下列图像中，可能正确的是（）A.B.C.D.〖答案〗D〖解析〗设P的质量为，P与桌面的动摩擦力为；以P为对象，根据牛顿第二定律可得以盘和砝码为对象，根据牛顿第二定律可得联立可得可知，a-m不是线性关系，排除AC选项,可知当砝码的重力小于物块P最大静摩擦力时，物块和砝码静止，加速度为0，当砝码重力大于时，才有一定的加速度，当趋于无穷大时，加速度趋近等于。故选D。6.中国科学院紫金山天文台发现两颗小行星：和，它们在同一平面内绕太阳做同向的匀速圆周运动（仅考虑小行星与太阳之间的引力），测得两颗小行星之间的距离随时间变化的关系如图所示，已知：的周期大于的周期，下列说法正确的是（）A.和圆周运动的半径之比为3：1B.运动的周期为C.运动的周期为D.与所受太阳引力之比为1：16〖答案〗C〖解析〗A．设小行星距太阳的距离为，小行星距太阳的距离为。根据图像可知，联立解得即半径之比为4：1，故A错误；BC．因经过时间两星再次相距最近，设小行星与小行星绕太阳运动的周期分别为，则根据开普勒第三定律可知解得故B错误，C正确；D．由于两行星质量关系未知，故无法确定其所受太阳引力之比，故D错误。故选C。7.滑雪是冬奥会的比赛项目之一。如图所示，若滑雪运动员以初速度v0＝4m/s沿倾角为θ＝30°足够长的滑雪轨道匀加速直线下滑，在2s的时间内下滑的路程为16m，已知运动员（含滑板）的质量为m＝60kg，重力加速度，则下列说法正确的是（）A.运动员下滑的加速度大小为B.运动员3s末的速度大小为8m/sC.运动员受到的阻力大小为120ND.运动员受到倾斜轨道支持力的大小为〖答案〗D〖解析〗A．运动员沿倾斜轨道向下做匀加速直线运动，根据匀变速直线运动规律有解得A错误；B．3s末的速度B错误；C．对运动员进行受力分析：运动员在下滑过程中，受到重力mg、轨道的支持力以及阻力的共同作用。以运动员为研究对象，根据牛顿第二定律，沿斜轨道向下方向有解得C错误；D．垂直于斜轨道方向有解得D正确。故选D。二、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，有多项符合题目要求。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.t＝0时刻甲、乙两辆汽车在同一条平直公路上不同车道上车头恰好平齐。它们同时由静止开始沿平直公路做匀加速直线运动，然后分别刹车做匀减速直线运动直至停止，停止后车头仍平齐，两车的v－t图像如图所示，下列说法正确的是（）A.甲在行驶过程中的最大速度为20m/sB.乙在行驶过程中的最大速度为8m/sC.甲、乙两车加速度的大小之比为4：1D.t＝8s时，甲车和乙车相距最远〖答案〗ACD〖解析〗A．由图可知，甲在行驶过程中的最大速度为，A正确；B．根据题意可知两车的位移解得乙在行驶过程中的最大速度为，B错误；C．甲、乙加速度大小之比为C正确；D．经过时间t＝10s，乙车速度最大，甲车速度是0，设从时刻开始到经过时间两车速度相等，此时两车相距最远，设此时速度为，把甲车看成从时刻t起，反方向的匀加速直线运动，则有对乙车解得D正确。故选ACD。9.如图所示，甲图为用光电管演示光电效应的实验装置；乙图为a、b、c三种单色光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；图丙为遏止电压与照射光波长倒数的关系图像。已知光在真空中传播速度为c，电子电荷量大小为e，则下列说法正确的是（）A.由图乙可知，单色光a的光强比单色光b的光强小B.由图乙可知，单色光a频率比单色光c的频率高C.由图丙可知，该光电管阴极材料的逸出功大小为egD.由图丙可知，普朗克常数等于〖答案〗CD〖解析〗A．在光的频率不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大，则单色光a的光强比单色光b的光强大，故A错误；B．由爱因斯坦光电效应方程和动能定理可得，可得由图乙可知，单色光a的频率比单色光c的频率低，故B错误；CD．由可得结合图像得，解得，故CD正确。故选CD。10.如图所示，一上表面距地面高为0.80m、半径为1.2m的水平圆盘上放置质量分别为0.85kg、0.15kg的A和B两个物体，用长为1.2m的轻绳连接，A物体在转轴位置上，B在圆盘边缘。当圆盘绕其竖直轴以角速度转动时，A、B两物体刚好相对圆盘静止。两物体均看做质点，两物体与圆盘之间的动摩擦因数均为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。某时刻轻绳突然断裂，下列说法正确的是（）A.轻绳断裂前，圆盘转动的角速度为B.轻绳断裂前，轻绳拉力的大小为1.7NC.B物体落到水平地面的位置到竖直轴的距离为2mD.B物体落地时的速度大小为4m/s〖答案〗BC〖解析〗AB．当圆盘绕其竖直轴以角速度转动时，由牛顿第二定律则有联立解得F＝1.7NA错误，B正确；C．轻绳突然断裂，B物体做平抛运动，有所以B物体落到水平面的位置到竖直轴的距离为C正确；D．B物体落地时的速度大小为D错误。故选BC。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.某实验小组利用如图甲所示装置“研究平抛运动的规律”。实验方案如下：（1）调节管口方向，使水从管口沿______方向射出；（2）待水在空中形成稳定的弯曲水柱后，紧贴水柱后方放置白底方格板，小方格边长为10cm，并利用手机正对水柱拍摄照片，取水柱上的四个点A、B、C、D，重力加速度，则频闪照相相邻闪光的时间间隔为______s，水流射出管口的初速度大小为______m/s；（3）若已知水管的横截面积为，由上述信息可计算出水从管口流出的流量为______；〖答案〗（1）水平（2）0.1##0.103##3.0（3）##〖解析〗【小问1详析】由于是研究平抛运动规律，因此应使水从管口沿水平方向射出；【小问2详析】[1][2]设BC、AB的竖直高度差为，则根据解得故水流平抛运动的水平初速度为【小问3详析】水的流量为12.“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。小车后面固定一条纸带，穿过电火花计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与竖直悬挂的拉力传感器相连，拉力传感器用于测小车受到拉力F的大小。（1）在安装器材时，要调整小滑轮的高度，使拴小车的细绳与木板平行，这样做的目的是______（填字母）；A.防止打点计时器在纸带上打出的点痕不清晰B.为达到在补偿阻力后使细绳拉力等于小车受的合力C.防止小车在木板上运动过程中发生抖动D.为保证小车最终能够实现匀速直线运动（2）实验中______（填“需要”或“不需要”）满足所挂钩码质量远小于小车质量；（3）在实验中得到一条如图乙所示的纸带，用毫米刻度尺测量并在纸带上标出了部分段长度。已知A~G各相邻计数点间的时间间隔为T＝0.1s，由图中数据可求得：打点计时器在打D点时小车的瞬时速度大小为______m/s，小车的加速度大小a＝_____；（结果均保留2位有效数字）（4）保持小车质量不变，改变悬挂钩码个数，多次实验，根据记录的多组a、F数据，以a为纵轴、F为横轴建立直角坐标系，画出a－F图像是一条倾斜直线，若已知此图像斜率为k，则小车质量为______。（用k表示）〖答案〗（1）B（2）不需要（3）0.390.34（4）〖解析〗【小问1详析】实验中调节定滑轮高度，使细绳与木板平行，可在补偿阻力后使细绳的拉力等于小车所受的合力，如果不平行，细绳的拉力在垂直于木板的方向上就有分力，改变了摩擦力就不能使细绳拉力等于小车所受的合力，B正确。【小问2详析】由于本实验中的力传感器可以读出绳的拉力，所以不需要满足所挂钩码质量远小于小车质量。【小问3详析】[1]由图数据可得：打点计时器在打D点时小车的瞬时速度大小[2]根据逐差法可得小车的加速度大小【小问4详析】由F＝Ma，得则故13.如图所示，当轻质弹簧竖直放置时，在上面放一个600g的砝码，静止时弹簧压缩量为3mm。现用该弹簧水平推这个砝码，弹簧压缩量为1mm时，这个砝码恰好在水平面上做匀速直线运动。弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度，求：（1）弹簧的劲度系数k；（2）砝码与水平面间的动摩擦因数μ（结果保留1位有效数字）。〖答案〗（1）2000N/m（2）0.3〖解析〗【小问1详析】弹簧上放600g的砝码时，弹簧的弹力大小由胡克定律F＝kx得弹簧的劲度系数【小问2详析】当砝码匀速运动时，有而弹力即得砝码与水平面间的摩擦力得砝码与水平面间的动摩擦因数14.如图所示，质量为m＝0.4kg的带电物体（可视为质点）用绝缘轻绳拴接置于高为h＝1.8m的绝缘水平桌面上，整个空间加上水平向右的匀强电场后，物体与桌面间刚好没有压力，轻绳与竖直方向的夹角为α＝37°，物体到桌面右边缘的距离为x＝2.5m，某时刻将轻绳剪断，经过一段时间物体落在水平地面上。已知物体与桌面间的动摩擦因数为，物体所带的电荷量为，重力加速度，sin37°＝0.6，不计空气阻力。求：（1）电场强度的大小；（2）物体的落地点到桌面右边缘的水平间距。〖答案〗（1）200N/C（2）4.35m〖解析〗【小问1详析】物体刚好静止在桌面上时，受力分析，如图所示由力的平衡条件得则代入数据解得E＝200N/C小问2详析】轻绳剪断后，物体先沿水