精品解析：上海市建平中学2024-2025学年高三上学期10月质量检测物理试卷

建平中学2024学年第一学期10月质量检测 高三年级物理 注意： 1.标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。标注“计算”或“简答”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，需给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 2.取 一、原子与原子核 随着人们对物质结构不断探索，人们对组成物质的粒子有了越来越多的认识和应用。 1. 打破原子不可分物质观的基础是（　　） A. α粒子散射实验 B. 质子的发现 C. β射线的发现 D. 对阴极射线的研究 2. 氢原子的核外电子，由外层轨道向内层轨道跃迁放出光子的过程中（　　） A. 原子电势能的增加量等于电子动能的减少量 B. 原子电势能的增加量小于电子动能的减少量 C. 原子电势能的减少量等于电子动能的增加量 D. 原子电势能的减少量大于电子动能的增加量 3. 如图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，其中_______光的波长更长。若用a、b两光照射某金属仅其中一种光能使该金属表面逸出光电子，则该光为_______光。 4. 科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是，若的质量为，的质量为，的质量为，真空中的光速为c。氘核聚变反应中释放的能量为（　　） A. B. C. D. 二、秋千 荡秋千是非常普遍的娱乐运动。 5. （多选题）如图，荡秋千的人连同座椅可看做质点，仅在竖直面内运动，不计阻力，A、C为左右两侧的最高点。则人在A处（　　） A. 合力不为零 B. 向心力为零 C. 合力沿切线b的方向 D. 向心力沿d的方向 6. 在1题情境中从A荡到C点的过程中，其动能随时间的变化关系图像为（　　） A. B. C. D. 小明同学荡秋千时，发现秋千在运动过程中具有周期性，于是他在实验室找到一些器材进行探究。 7. （多选题）为了能够满足“单摆”的模型要求，应（　　） A. 选用1米左右的轻质细线 B. 选用质量较小的塑料球 C. 将线紧密缠绕在水平横杆上 D. 选用质量较大铁球 8. 测量摆长时，先用游标卡尺测量小球直径，方法正确的是_______图。 9. 小明用拉力传感器替代光电门传感器，按图（丙）所示安装好。摆球在小角度摆动的过程中，启动计算机软件，得到图（丁）所示的图像。则时摆球在_______位置（选填“最高点/最低点/其他位置”），摆球的振动周期_______s。 三、电磁阻拦 某模型小组用小车探究电磁阻拦的效果。如图所示（俯视），在遥控小车底面安装有单匝矩形金属线框（线框与水平地面平行），小车以初速度向右通过竖直向下的有界磁场。已知小车总质量，金属框宽为0.1m、长为0.2m，电阻，磁场宽度，磁感应强度，不计摩擦。 10. 若，则边刚进入磁场时，线框中产生的感应电流大小为_______A；小车的加速度大小为_______。 若边刚离开磁场边界时，小车速度恰好为零。 11. 线框穿过磁场的过程中，感应电流的方向（ ） A. 均为 B. 均为 C. 先再 D. 先再 12. （计算）求线框在进入磁场的过程中，通过导线截面的电量q； 13. （论证）某同学认为“线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量”，请分析论证该观点。 14. 线框进入磁场过程的发热量与穿出磁场过程的发热量之比_______。 四、示波管 示波管是电子示波器的心脏。如图甲所示，它由电子枪、竖直方向偏转极板、水平方向偏转极板和荧光屏组成。极板的长度为，间距为，极板两端加一定电压，其间的电场可视为匀强电场，忽略极板的边缘效应；极板间电压为零。电子刚离开金属丝时速度为零，从电子枪射出后以速度沿极板中心线进入偏转极板，已知电子电荷量为，质量为，不计电子受到的重力。 15. 若电子在板间向下偏转，则接电源_______。（选涂：A. 正极；B 负极） 16. 电子枪的加速电压为_______。 17. 图乙是电子在偏转极板间运动的示意图，电子竖直方向的偏移距离为，则电子在偏转极板间运动的加速度为_______；电子通过极板电势能的变化量为_______。 18. 为使电子流在极板间不发生偏转，设想在极板区域内加一个与电场垂直的匀强磁场，则该匀强磁场的方向为_______；匀强磁场的磁感应强度大小为_______。 19. 若电子枪每秒射出n个电子，在上题条件下电子沿极板中心线射到荧光屏上点，被荧光屏全部吸收，则在前进过程中相邻两电子之间的距离为_______；荧光屏由于吸收电子受到的力的大小为_______。 五、光压 光具有能量，也有动量，光照射到物体表面时会产生压力，称为光压。光镊技术就是用一束高度汇聚的激光形成辐射压力，在基本不影响周围环境的情况下对捕获物进行亚接触、无损活体的操作，如同“隔空取物”的光学镊子。 20. 科学家研究发现，光子的动量与光的传播方向一致，其大小p=，h为普朗克常量，λ为光的波长。该公式表明：光具有的特性是___________。频率为ν的光子垂直照射到平面镜，在反射的过程中，动量改变量的大小Δp=___________，从而对平面镜产生一定的压力（光速取真空中的速度c）。 21. 光射达物质界面时会发生折射，遵循折射定律，传播方向发生变化会导致其动量改变，从而产生光压。如图，一束光线从真空中入射到均匀分布的微球的A点，两次折射后从B点射出。 （1）实验中测出折射角β小于入射角α，则光线在微球内的传播速度___________真空中的光速c。从B点射出后的折射角θ=___________（用α、β表示）。 （2）光束经过微球的过程中，其动量变化量（ ） A．由A指向B，对微球产生的光压指向B B．由A指向B，对微球产生的光压指向A C．与AB垂直，对微球产生的光压垂直AB向上 D．与AB垂直，对微球产生的光压垂直AB向下 22. 运用时，可以将两束相同的光同时对称的射入微球，相当于镊子的两个臂，产生对称的压力，从而稳定捕捉微球。 （1）如图，对称的入射光a、b射入微球甲，c、d射入微球乙，入射方向关于中心线对称，则两球所受合力的方向（ ） A．两球所受合力均向上 B．两球所受合力均向下 C．甲球受合力向下，乙球受合力向上 D．甲球受合力向上，乙球受合力向下 （2）已知微球偏离平衡位置微小位移x时，光线对微球总的作用力近似满足F=-kx，则微球从平衡位置开始运动的位移x随时间t变化的图像为（ ） A．B．C．D． 六、“打水漂” “打水漂”是古老的游戏，将扁平的石子向水面快速抛出，若成功，石子会在水面上连续跳跃飞向远方，形成如图所示的“水漂”效果。 23. 以一定的高度水平扔出的石子和水面相撞后，在水面上弹跳前进，形成“水漂”。假设水平方向速度没有损失，竖直方向碰撞后速度变小，下图有可能是石子“水漂”轨迹的是（ ） A. B. C. 若“打水漂”机器向平静的湖面抛出的石子恰好砸中湖面一个安全警戒浮漂，浮漂之后的运动可简化为竖直方向的简谐振动，距浮漂1.6m的水面有一片小树叶。 24. 受浮漂振动形成水波的影响，小树叶_______逐渐远离浮漂。（选涂：A. 能B.不能） 25. 若浮漂在4.0s内全振动了8次，当它开始第9次振动时，小树叶刚好开始振动，则此水波的周期为_______s，此水波的传播速度为_______。 “嫦娥五号”月球探测器返回舱为了安全带回样品，采用了类似“打水漂”多段多次减速技术。如图所示，用虚线球面表示地球大气层边界，边界外侧没有大气。关闭发动机返回舱从点滑入大气层，然后经点从点“跳出”，经点后再从点“跃入”。点为轨迹最高点，距离地面高度为，已知地球表面重力加速度为，地球半径为。 26. 下列选项正确的是（ ） A. B. C. 27. 下列关于返回舱在b、d两点状态判断正确的是（ ） A. 超重 失重 B. 失重 超重 C. 失重 失重 28. 返回舲在点的加速度大小为_______。 29. 返回舱在点时的线速度_______。（选涂：A.大于B.等于C.小于） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 建平中学2024学年第一学期10月质量检测 高三年级物理 注意： 1.标注“多选”的试题，每小题应选两个及以上的选项，但不可全选；未特别标注的选择类试题，每小题只能选一个选项。标注“计算”或“简答”的试题，在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，需给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。 2.取 一、原子与原子核 随着人们对物质结构不断探索，人们对组成物质的粒子有了越来越多的认识和应用。 1. 打破原子不可分的物质观的基础是（　　） A. α粒子散射实验 B. 质子的发现 C. β射线的发现 D. 对阴极射线的研究 2. 氢原子的核外电子，由外层轨道向内层轨道跃迁放出光子的过程中（　　） A. 原子电势能的增加量等于电子动能的减少量 B. 原子电势能的增加量小于电子动能的减少量 C. 原子电势能的减少量等于电子动能的增加量 D. 原子电势能的减少量大于电子动能的增加量 3. 如图是a、b两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，其中_______光的波长更长。若用a、b两光照射某金属仅其中一种光能使该金属表面逸出光电子，则该光为_______光。 4. 科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是，若的质量为，的质量为，的质量为，真空中的光速为c。氘核聚变反应中释放的能量为（　　） A. B. C. D. 【答案】1. D 2. D 3. ①. b ②. a 4. D 【解析】 【1题详解】 打破原子不可分的物质观的基础是对阴极射线的研究。 故选D。 【2题详解】 氢原子的核外电子，由外层轨道向内层轨道跃迁放出光子的过程中，原子电势能的减少量等于电子动能的增加量与光子能量之和，即原子电势能的减少量大于电子动能的增加量。 故选D。 【3题详解】 [1]根据双缝干涉的相邻的亮条纹中心距离为，结合图像可知，则有，即b光的波长更长。 [2]发生光电效应时，存在极限波长，当入射光的波长小于极限波长才能发生光电效应，所以若用a、b两光照射某金属，仅其中一种光能使该金属表面逸出光电子，则该光为a光。 【4题详解】 根据质能方程可知氘核聚变反应中，用反应物的质量减去生成物的质量为质量亏损，释放的能量为 故选D。 二、秋千 荡秋千是非常普遍的娱乐运动。 5. （多选题）如图，荡秋千的人连同座椅可看做质点，仅在竖直面内运动，不计阻力，A、C为左右两侧的最高点。则人在A处（　　） A. 合力不为零 B. 向心力为零 C. 合力沿切线b的方向 D. 向心力沿d的方向 6. 在1题的情境中从A荡到C点的过程中，其动能随时间的变化关系图像为（　　） A. B. C. D. 小明同学荡秋千时，发现秋千在运动过程中具有周期性，于是他在实验室找到一些器材进行探究。 7. （多选题）为了能够满足“单摆”的模型要求，应（　　） A. 选用1米左右的轻质细线 B. 选用质量较小的塑料球 C. 将线紧密缠绕在水平横杆上 D. 选用质量较大的铁球 8. 测量摆长时，先用游标卡尺测量小球直径，方法正确是_______图。 9. 小明用拉力传感器替代光电门传感器，按图（丙）所示安装好。摆球在小角度摆动的过程中，启动计算机软件，得到图（丁）所示的图像。则时摆球在_______位置（选填“最高点/最低点/其他位置”），摆球的振动周期_______s。 【答案】5. ABC 6. A 7. AD 8. 乙 9. ①. 最低点 ②. 2 【解析】 【5题详解】 由题意可知，当人在A处时，速度为0，根据向心力的表达式 可知此时向心力为0。但加速度不为0，受力分析可得合力为 其中为绳子与竖直方向的夹角。即合力不为0，方向沿切线b的方向。 故选ABC。 6题详解】 图像的斜率表示动能变化的快慢，根据动能定理可知，动能变化的快慢等于重力做功的快慢，即等于重力的瞬时功率，为 在A点速度为0，此时重力的瞬时功率为0；在最低点速度为水平方向，此时重力的瞬时功率还为0。所以从A点到最低点，重力的瞬时功率先变大后变小，从最低点到C点，重力的瞬时功率先变大后变小，则图像的倾斜程度先变大，后变小，在变大，再变小。 故选A。 【7题详解】 A．为了满足“单摆”模型，应选用1米左右的轻质细线，故A正确； BD．小球选择时要选择质量较大的铁球，不能选质量小的塑料球，故B错误，D正确； C．线不能缠绕在水平横杆上，应将线的上端固定，否则在摆动过程中，线的长度会变，故C错误。 故选AD。 【8题详解】 用游标卡尺测量小球的直径时，应将小球卡在外爪的刀口上。 故选乙。 【9题详解】 [1]由图丁可知，当时，绳子的拉力最大，所以可知小球处于最低点； [2]一个周期内小球经过两次最低点，根据图丁可知小球的振动周期为 三、电磁阻拦 某模型小组用小车探究电磁阻拦的效果。如图所示（俯视），在遥控小车底面安装有单匝矩形金属线框（线框与水平地面平行），小车以初速度向右通过竖直向下的有界磁场。已知小车总质量，金属框宽为0.1m、长为0.2m，电阻，磁场宽度，磁感应强度，不计摩擦。 10. 若，则边刚进入磁场时，线框中产生的感应电流大小为_______A；小车的加速度大小为_______。 若边刚离开磁场边界时，小车速度恰好为零。 11. 线框穿过磁场的过程中，感应电流的方向（ ） A. 均为 B. 均为 C. 先再 D. 先再 12. （计算）求线框在进入磁场的过程中，通过导线截面的电量q； 13. （论证）某同学认为“线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量”，请分析论证该观点。 14. 线框进入磁场过程的发热量与穿出磁场过程的发热量之比_______。 【答案】10. ①. ②. 11 D 12. 13. 答案见详解 14. 【解析】 【10题详解】 [1]由电磁感应定律可得，边刚进入磁场时，设，线框中产生的感应电动势为 由欧姆定律可得电流大小为 [2] 金属线框边受到的安培力为 由牛顿第二定律可得小车的加速度大小为 【11题详解】 线框穿过磁场的过程中，在边刚进入磁场时，由右手定则可知，电流方向是，在边刚要离开磁场边界时，由右手定则可知，电流方向是，因此电流方向是先再。 故选D。 【12题详解】 线框在进入磁场的过程中，感应电流的平均值为 通过导线截面的电量 【13题详解】 由安培力公式可得 可知进磁场过程中的平均速度较大，则有平均安培力较大，进磁场和出磁场过程的位移相等，由可知，进磁场过程中线框克服安培力做功较多，因此线框进入磁场过程的发热量大于穿出磁场过程的发热量。 【14题详解】 线圈进入磁场过程，根据动量定理 边刚离开磁场边界时，小车速度恰好为零，则线框穿出磁场过程中，根据动量定理 其中 解得 线框进入磁场和穿出磁场过程中，产生的焦耳热之比 四、示波管 示波管是电子示波器心脏。如图甲所示，它由电子枪、竖直方向偏转极板、水平方向偏转极板和荧光屏组成。极板的长度为，间距为，极板两端加一定电压，其间的电场可视为匀强电场，忽略极板的边缘效应；极板间电压为零。电子刚离开金属丝时速度为零，从电子枪射出后以速度沿极板中心线进入偏转极板，已知电子电荷量为，质量为，不计电子受到的重力。 15. 若电子在板间向下偏转，则接电源_______。（选涂：A. 正极；B 负极） 16. 电子枪的加速电压为_______。 17. 图乙是电子在偏转极板间运动的示意图，电子竖直方向的偏移距离为，则电子在偏转极板间运动的加速度为_______；电子通过极板电势能的变化量为_______。 18. 为使电子流在极板间不发生偏转，设想在极板区域内加一个与电场垂直的匀强磁场，则该匀强磁场的方向为_______；匀强磁场的磁感应强度大小为_______。 19. 若电子枪每秒射出n个电子，在上题条件下电子沿极板中心线射到荧光屏上点，被荧光屏全部吸收，则在前进过程中相邻两电子之间的距离为_______；荧光屏由于吸收电子受到的力的大小为_______。 【答案】15. 负极 16. 17. ①. ②. 18. ①. 垂直于纸面向外 ②. 19. ①. ②. 【解析】 【15题详解】 [1]若电子在板间向下偏转，则电场方向向上，故接电源负极。 【16题详解】 [1]根据 解得电子枪的加速电压为 【17题详解】 [1]根据 可得 [2]电势能的变化量 【18题详解】 [1][2]为使电子流在YYʹ极板间不发生偏转，设想在YYʹ极板区域内加一个与电场垂直的匀强磁场，因电子受电场力向下，则洛伦兹力应该向上，则该匀强磁场的方向为垂直于纸面向外；根据 可得匀强磁场的磁感应强度大小为 【19题详解】 [1]若电子枪每秒射出n个电子，两电子间的时间间隔为 则在前进过程中相邻两电子之间的距离为 [2]由动量定理 解得 五、光压 光具有能量，也有动量，光照射到物体表面时会产生压力，称为光压。光镊技术就是用一束高度汇聚的激光形成辐射压力，在基本不影响周围环境的情况下对捕获物进行亚接触、无损活体的操作，如同“隔空取物”的光学镊子。 20. 科学家研究发现，光子的动量与光的传播方向一致，其大小p=，h为普朗克常量，λ为光的波长。该公式表明：光具有的特性是___________。频率为ν的光子垂直照射到平面镜，在反射的过程中，动量改变量的大小Δp=___________，从而对平面镜产生一定的压力（光速取真空中的速度c）。 21. 光射达物质界面时会发生折射，遵循折射定律，传播方向发生变化会导致其动量改变，从而产生光压。如图，一束光线从真空中入射到均匀分布的微球的A点，两次折射后从B点射出。 （1）实验中测出折射角β小于入射角α，则光线在微球内的传播速度___________真空中的光速c。从B点射出后的折射角θ=___________（用α、β表示）。 （2）光束经过微球的过程中，其动量变化量（ ） A．由A指向B，对微球产生的光压指向B B．由A指向B，对微球产生的光压指向A C．与AB垂直，对微球产生的光压垂直AB向上 D．与AB垂直，对微球产生的光压垂直AB向下 22. 运用时，可以将两束相同的光同时对称的射入微球，相当于镊子的两个臂，产生对称的压力，从而稳定捕捉微球。 （1）如图，对称的入射光a、b射入微球甲，c、d射入微球乙，入射方向关于中心线对称，则两球所受合力的方向（ ） A．两球所受合力均向上 B．两球所受合力均向下 C．甲球受合力向下，乙球受合力向上 D．甲球受合力向上，乙球受合力向下 （2）已知微球偏离平衡位置微小位移x时，光线对微球总的作用力近似满足F=-kx，则微球从平衡位置开始运动的位移x随时间t变化的图像为（ ） A．B．C．D． 【答案】20. ①. 波粒二象性 ②. 21. ①. 小于 ②. α ③. C 22. ①. D ②. B 【解析】 【20题详解】 [1]光子动量公式，其中动量表示光具有粒子性，而波长表示光具有粒子性，因此通过光子动量公式表明光具有波粒二象性； [2]光被平面镜反射后速度大小不变，取反射光的动量方向为正，则其动量的变化量 而 ， 可得 【21题详解】 （1）[1]由于折射角β小于入射角α，根据折射定律可得微球的折射率 则光在微球中的传播速度 可知光线在微球中的传播速度小于真空中的光速。 [2]根据几何关系可知，三角形AOB为等腰三角形，可得 而折射率 由此可知从B点射出后的折射角。 （2）[3]做出入射光动量方向、折射光动量方向以及折射后光线动量的变化量如图所示 可知光束经过微球的过程中，其动量变化量与AB垂直，根据动量定理可知，微球对光束作用力的方向与动量变化量的方向相同，其方向垂直AB向下，而根据牛顿第三定律可知，光束对微球的作用力与微球对光束的作用力大小相等、方向相反，可知光束对微球的作用力垂直AB向上。 故选C。 【22题详解】 （1）[1]做出两束对称光束分别经过微球甲乙后动量的变化量，以及根据平行四边形定则做出动量变化量的合动量，如图所示 根据动量定理可知，微球甲对光束的合力竖直向下，微球乙对光束的合力竖直向上，根据牛顿第三定律可知，光束对甲球的合力竖直向上，光束对乙球的合力竖直向下。 故选D。 （2）[2]根据题意，光线对微球总的作用力近似满足F=-kx，则微球从平衡位置开始运动的位移x随时间t变化的图像满足简谐振动，其图像为正弦函数的图像。 故选B。 六、“打水漂” “打水漂”是古老的游戏，将扁平的石子向水面快速抛出，若成功，石子会在水面上连续跳跃飞向远方，形成如图所示的“水漂”效果。 23. 以一定的高度水平扔出的石子和水面相撞后，在水面上弹跳前进，形成“水漂”。假设水平方向速度没有损失，竖直方向碰撞后速度变小，下图有可能是石子“水漂”轨迹的是（ ） A. B. C. 若“打水漂”机器向平静的湖面抛出的石子恰好砸中湖面一个安全警戒浮漂，浮漂之后的运动可简化为竖直方向的简谐振动，距浮漂1.6m的水面有一片小树叶。 24. 受浮漂振动形成水波的影响，小树叶_______逐渐远离浮漂。（选涂：A. 能B.不能） 25. 若浮漂在4.0s内全振动了8次，当它开始第9次振动时，小树叶刚好开始振动，则此水波的周期为_______s，此水波的传播速度为_______。 “嫦娥五号”月球探测器返回舱为了安全带回样品，采用了类似“打水漂”多段多次减速技术。如图所示，用虚线球面表示地球大气层边界，边界外侧没有大气。关闭发动机的返回舱从点滑入大气层，然后经点从点“跳出”，经点后再从点“跃入”。点为轨迹最高点，距离地面高度为，已知地球表面重力加速度为，地球半径为。 26. 下列选项正确的是（ ） A. B. C. 27. 下列关于返回舱在b、d两点的状态判断正确的是（ ） A. 超重 失重 B. 失重 超重 C. 失重 失重 28. 返回舲在点的加速度大小为_______。 29. 返回舱在点时的线速度_______。（选涂：A.大于B.等于C.小于） 【答案】23. C 24. B 25. ①. 0.5 ②. 0.4 26. C 27. A 28. 29. C 【解析】 23题详解】 石子和水面相撞后，水平方向速度没有损失，竖直方向碰撞后速度变小，可知竖直方向上的高度逐渐减小，根据 可知石子在空中运动的时间逐渐减小，根据 可知石子在水平方向的位移逐渐减小。 故选C。 【24题详解】 浮漂沿竖直方向做简谐振动，由于质点不能随波迁移，受浮漂振动形成水波的影响，距浮漂1.6 m的水面有一片小树叶只会在竖直方向上下振动，小树叶不能逐渐远离浮漂。 故选B。 【25题详解】 [1]浮漂在4.0s内全振动了8次，故水波的周期为 [2]当它开始第9次振动时，小树叶刚好开始振动，即水波在8次全振动时间内恰好传播了1.6m，故水波的传播速度为 【26题详解】 返回舱从a点滑入大气层经b点到达c点的过程，由于有空气阻力做负功，返回舱的动能减小，故有 从c点经d点后达到e点的过程，不受空气阻力作用，返回舱在该过程机械能守恒。而c点和e点高度相等，返回舱在两点的重力势能相等，故有 整理有 故选C。 【27题详解】 返回舱在b点做离心运动，加速度向上，返回舱处于超重状态；返回舱在d点做近心运动，加速度向下，返回舱处于失重状态。 故选A。 【28题详解】 返回舲在点时，根据牛顿第二定律可得 在地球表面的物体，其所受重力等于万有引力，有 联立可得返回舲在点的加速度大小为 【29题详解】 返回舱在d点做近心运动，则有 又 联立可得返回舱在点时的线速度满足 故选C。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$