广西南宁市第二中学2024-2025学年高三上学期开学物理试题

命题、审题:韦微 黎天桃 南宁二中2024-2025学年度上学期高三开学考试 物 理 (时间75分钟,共100分) 一、选择题(本题共10小题,共计46分。在每个小题给出的四个选项中,第1-7 题只有一个选项正确,选对得4分;第8-10有多个选项符合题目要求,全部选对的得 6分,选对但不全得3分,有选错或不选的得0分。) 1. 为了研究电磁炉的工作原理,某个同学制作了一个简易装置,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,可以增大锅具 发热功率的办法是 A. 增大交流电源的频率 铠具 B. 把不锈钢锅换成陶瓷锅 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 一透气孔 B. 食材层内每个气体分子热运动的速率均会增大 盖子 C. 食材层内每个气体分子对侧壁碰撞的作用力均会减小 -食材层 D. 若在食材加热沸腾时将透气孔堵住,则食材层内气体 -加热层 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QO 沿逆时针方向匀速转动。从图示位置 V 开始计时,电刷E、F之间的电压随 10 时间变化的图像如图乙所示。已知 (×10-2s) R=10O,下列说法正确的是 A. 1-0.01s时,穿过线圈平面的 乙 磁通量最大 甲 B. 7=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三10sin&(V) D. 当线圈从图示位置转过60*时,电流表的示数为0.5A 4. 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”U+→“Ba+Kr+2 C. 核裂变产生的一个“Ba原子核中有56个质子,88个中子 D. 2U的半衰期为7亿年,10个2U原子核经过7亿年还有5个没发生衰变 高三开学考试物理试卷 第1页共6页 命题、审题:韦征 黎天桃 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:任意一条明条 纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等: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 III 后,从上往下观察到的干涉条纹 A.变疏 C.不变 (2 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A:的示数变大 D. 电流表A2的示数变小 7. 如图甲所示,轻质弹下端挂一质量为n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,弹策弹力与小球 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 3mgl B. 小球在o~时间内下降的高度为4 C. 小球的最大加速度为2g # D. 弹策的最大弹性势能为2ngA 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-10cm^{},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/-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/2一10cm。 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p。=1.0x10Pa,地面重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是 {□ 12h7/ 图(a) 图(b) 图(c) 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9.6x10*Pa D. 根据图(c)估测出此时客机的飞行高度约为10m 高三开学考试物理试卷 第2 页 共6页 命题、审题:韦微 黎天桃 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()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1.6x10*C,则下 列说法正确的是 E/eV 光 _-0 A 1 --1.51 3.40 x --13.6 (b) (a) (c) 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/=3.2uA,则1s内最少有2x10*个氢原子发生跃迁 10. 一列简谐横波沿x轴传播,在/-0.15s时的波形如图甲所示,B、C、D、E为介质中的 cm 四个质点,已知质点E的平衡位置的横坐 /cm 20 标为-15m。图乙为质点C的振动图像。下 20 列说法正确的是 xm {20 0.10.2 A. 该波沿x轴正方向传播 -20... B. 该波的波速为75m/s 甲 C. 质点C的平衡位置位于x-4.5m处 乙 二、实验题(共2小题,共14分。) 11. (6分)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. 可使油酸和雍子粉之间形成清晰的边界轮靡 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)该小组进行下列实验操作,请将它们按操作先后顺序排列 倒入水 A. B. 高三开学考试物理试卷 第3 页 共6 页 命题、审题:韦微 黎天桃 D. (4)已知实验室中使用的油酸酒精溶液每10mL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头 lcm的正方形小格的纸上(如图)。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 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 12.(8分)(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。 ## B/T #1__ # 甲 7 __强磁铁 手机2 丙 (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7,则单摆的周期T=△(用n、1 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)。 高三开学考试物理试卷 第4 页 共6页 ,■ 命题、审题:韦微 黎天桃 三、计算题(本题共3小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算 步骤。答案中必须明确写出数值和单位) 13.(10分)某种由透明材料制成的直角三校镜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 细光束射到校镜AB面上的P点,入射光线与AB面的垂线CP的夹角i=60*},该光线经梭 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=3x10{m/s,整个装置置于真空中。求 (1)光线在BC面上的出射点与光屏上光斑的距离x (②)光线从P点至传播到光屏上所需的时间/ 14. (13分)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、质量为加的活塞,稳定时正好封闭一段 长度为二的理想气柱。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 188 发超重预警。已知初始时环境热力学温度为To,大气压强为p,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(1)条件下,若外界温度缓慢降低为,求从刚好触发超重预警到外界温度缓慢降低 6 。 么__容器底部 活塞 预警 。传感器 受监测 重物 高三开学考试物理试卷 第5 页 共6页 命题、审题:韦微黎天桃 15.(17分)如图(a)是游戏设备一太空梭,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人的有界匀强磁场,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进入磁场后立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n (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a (③)金属框架abcd穿过磁场的过程中,金属棒bc上产生的热量O 图(a) #x#)1))))) 图(b) 高三开学考试物理试卷 第6页共6 页 南宁二中2024年高三开学考 物理 参考答案 1.A 【解析】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,A正确;陶瓷不是磁性材料,把不锈钢锅换成陶瓷锅,则不会产生 涡流,B错误;换成直流电源,恒定电流产生恒定的磁场,穿过线圈的磁通量不变,锅具 中不会有感应电流,热功率为0,C错误;把线圈内部铁芯去掉,感应电动势减小,感应 电流减小,热功率变小,D错误 2.D 【解析】能闻到食材的香味是因为气体分子的扩散,A错误;在加热过程中,食材层内气 体温度升高,气体分子热运动的平均速率会增大。根据动量定理,可知气体分子对侧壁碰 撞的平均作用力均会增加,BC错误;若在食材加热沸腾时将透气孔堵住,根据 查理定律可知温度升高时,食材层内气体压强增大,D正确。 3. B 【解析】7=0.0ls时,电动势有最大值,此时线圈所在平面与中性面垂直,穿过线圈平面 的磁通量最小,A错误;/=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;E、F之间电压的瞬时值表达式为u-10cos100 (V),C错误;电流表示数为 ,0 D错误。 #R0 4.C 【解析】核聚变时释放能量,质量亏损,故A错误;核反应堆中发生的核裂变方程为 U+Jn→Ba+{gyKr+3n,B错误;核裂变产生的一个Ba原子核中有56个质子,88个 中子,C正确;半衰期是对大量粒子的统计规律,10个。U原子核不符合半衰期规律,D 错误。 5.A 【解析】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Ax=2d,即光程 差为空气层厚度的2倍,当光程差Ax=n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-2,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,干涉条纹条纹变疏,A正确。 6. C 【解析】闭合开关S后,负载电阻减小,匝数为心的线圈输出功率变大,匝数为的线圈 输入功率也变大,a、b两端电压有效值不变,由P=U.1.可知电流表A.的示数变大,根据 _2 _2 高三开学考试物理参考答案 第1页共5页 组题、审题:韦微 黎天桃 -.-“# B错误;根据理想变压器电流与匝数关系可得 由于匝数均保持不变,,增 大,所以1.、14.增大,故电流表A2的示数变大,D错误。 7. C 【解析】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!。,所以小球 做简谐运动的周期为2。,A错误;因为小球从上方最大位移处运动四分之一周期,振动 ,B错误;在下方最大位移处,小球受到向上的最大弹力为3mg,则3mg-mg=ma,小 球最大加速度为2g,C正确;小球从上方的最大位移处运动到下方的最大位移处,动能增 量为0,弹弹性势能增量等于小球重力势能的减小量2mgA,但是初始弹策具有一定的弹 性势能,所以弹策的最大弹性势能应大于2mgA,D错误。 8. BD 【解析】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 由玻意耳定律可知气体的压强减小,故B正确,A错误;设气体初状态压强为D,对活塞, 由平衡条件得pS+mg=pS,代入数据解得p.=1.2x10Pa,气体温度不变,由玻意耳定律 得p.S=pS,代入解得p.=9.6x10Pa,机舱内外气体压强之比是4:1,因此舱外气体 C错误。 9. BCD 【解析】氢原子跃迁一共能发出6种不同频率的光子,A错误;跃迁时能够释放出最大光 子能量为hv=-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV,逸出功为W。=hv-1.6eV=115eV,B正确: 使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,C正确;饱和光电流为3.2uA,则1s内阴极发出的 10. AD 【解析】由图乙(质点C的振动图像)可知,/-0.15s质点c沿y轴负方向运动,而图甲为 -0.15s时的波形,根据同侧法,该波沿x轴正方向传播,A正确;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x与总波长 22 y=Asin(xr+)=20sin5zxt(cm),因此-0.15s时C点位移 yc=10v2cm,故E与C两质点平衡位置之间距离xc与总波长a的比例关系满足 组题、审题:韦微 黎天桃 -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!三0.05s。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At,根据y=20sin5zi(cm)得A=1s,从i-0.15s开始,质点B 6 11.(6分)【答案】(1)B(1分) (2)D(1分) (3)CAEDB(1分) (4)6.6x10-l(6.3x10-*0~6.8x10-*)(2分) (5)A(1分) 【详解】(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。本实验体现的物理思想方法为理想化模型法。故选B。 (2)实验中使用到油酸酒精溶液,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澹 一滴地滴入量简中,记下量简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,水面稳定后将适量排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。 2 (4)一滴酒精油酸溶液纯油酸的体积为V-- 正方形小格的面积为lcm},根据超过半格算一格,不足半格舍掉,由图可知,大约有61 6 -cm~6.6x10-10m S 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,则代入计算的浓 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。 【解析】(1)游标卡尺的读数为d=10mm+5x0.1mm=10.5mm; 设钢球和强磁铁的重心到悬线下端的距离为r,则摆长l一L+r, 高三开学考试物理参考答案 第3页共5页 组题、审题:韦微黎天桃 13.(10分)【答案】(10.6m;(2)3x10-}s sini ..................... 解:(1)画出光路图如图所示。由折射定律可得”三 (1分) sing 由几何关系有a+B=i 则光线在BC面上的入射角B=30. sinr' 同理有n= _.................). sinB _..................... (1分) cos' 解得-0.m...........). n BC 由几何关系可知光在介质中的路程为PB= 2 ..................... (1分) BC 则光在介质中的传播时间4,= _............ 2v 光在真空中...-.....1.).... C 又- ...............分). 解得.-.-.110-..........).. 解:(1)设预警传感器到容器底部的距离为h 挂重物前,对活塞分析,有p.S+mgp.S..............(1分) 挂上里物M-11(#~)后,对 对重物和活塞组成的系统分析, 有pS+(..+.).v-p..........分). (2)气体发生等压变化, (2分) 此过程中.外界对气体做功W.p.S-vV).........(2分) 6 高三开学考试物理参考答案 第4页共5页