2025届湖北新高考协作体高三上学期开学考试物理试题

学科网（北京）股份有限公司 2024 年高三 9 月起点考试 高三物理试卷 命制单位：新高考试题研究中心 考试时间：2024 年 9 月 4 日上午 10：30-11：45 试卷满分：100 分 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，并将准考证号条形码粘贴在 答题卡上的指定位置。 2．选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写 在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸 和答题卡上的非答题区域均无效。 一、选择题：本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，第 1~7 题只有一项符合题目要求，第 8~10 题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得 4 分，选对 但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。 1．有关量子理论，下列说法中正确的是（ ） A．爱因斯坦提出能量量子化的观点开辟了物理学的新纪元 B．在光电效应中，电子的最大初动能与入射光的频率成正比 C．普朗克将量子理论引入到原子领域，成功解释了氢原子光谱的特征 D．一个处于 4n = 激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射出 3 种光电子 2．A、B 两辆汽车同时从坐标原点沿同一方向做直线运动，A 车做刹车运动，它们速度的平方 2v 随位置 x 变化的图像如图所示，分别对应直线 A 和直线 B，下列说法正确的是（ ） A．汽车 A 的初速度大小为 8m/s B．汽车 B 的加速度大小为 22m/s C．汽车 A 先到达 9mx = 处 D．汽车 A、B 在 6mx = 处相遇 3．武汉东湖风景区有一个浪漫的打卡圣地——东湖之眼摩天轮。该摩天轮直径约 50 米，共 28 个座舱，转 一圈耗时 13 分 14 秒。现将其运动简化为匀速圆周运动，不计座舱的大小，某位体重为 60kg 的游客，在座 舱中随摩天轮运动一周，下列说法中正确的是（ ） 学科网（北京）股份有限公司 A．该游客运动到最低点时处于超重 B．该游客的线速度大小约为 0.50m/s C．该游客运动到与圆心等高处时座舱对其的作用力小于重力 D．该游客运动到最高点时不受重力 4．2021 年 2 月，执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后，进入运行周期 约为 0T 的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离约为 1h 。已知火星半径约为 R，火星表面处自由落 体的加速度大小约为 0g ，则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离 2h 为（ ） A． 2 2 0 03 22 4π g R T R   −     B． 2 2 0 03 122 4π g R T R h   − −     C． 2 2 0 03 22 4π g R T R− D． 2 2 0 03 122 4π g R T R h− − 5．静电纺纱是利用高压静电场使单纤维两端带异种电荷，在电场力作用下使纤维伸直、平行排列和凝聚的 纺纱工艺。如图所示为其电场分布简图，下列说法正确的是（ ） A．A、B 两点的电场强度相同 B．C、D 两点的电势相同 C．在 D 点静止释放一质子，它将在电场力作用下沿着虚线 DC 运动 D．将一正电荷从 A 点移到在 C 点，电场力做正功 6．做简谐运动的物体经过 A 点时，加速度大小为 21m/s ，方向指向 B 点：当它经过 B 点时，加速度大小为 24m/s ，方向指向 A 点。若 A、B 之间的距离是 5cm，则关于它的平衡位置，说法正确的是（ ） A．平衡位置在 AB 连线左侧 B．平衡位置在 AB 连线右侧 C．平衡位置在 AB 连线之间，但不能确定具体位置 D．平衡位置在 AB 连线之间，且距离 A 点为 1cm 处 7．如图所示，一物体在某液体中运动时只受到重力 G 和恒定的浮力 F 的作用，且 2 3 F G= 。如果物体从 M 学科网（北京）股份有限公司 点以水平初速度 0v 开始运动，最后落在 N 点，MN 间的竖直高度为 h，M 与右壁水平间距为 L，重力加速度 为 g，则下列说法正确的是（ ） A．从 M 运动到 N 的时间为 4h g B．M 与 N 之间的水平距离 0 2hv g C．若增大初速度 0v ，物体将撞击右壁，且初速度越大，物体撞击壁速度越大 D．若 h 足够大，当初速度 0 3 gLv = 时，物体撞击壁时速度最小 8．党的二十大报告中，习近平总书记明确指出要实施科技兴国战略，强调科技是第一生产力，则下列关于 磁场与现代科技的相关说法正确的是（ ） A．图甲是磁流体发电机结构示意图，由图可以判断出 A 板是发电机的正极 B．图乙是霍尔效应板的结构示意图，稳定时 M、N 点电势的关系与导电粒子的电性有关 C．图丙是电磁流量计的示意图，在 B、d 一定时，流量 π 4 NM dQ t B = D．图丁是回旋加速器的示意图，要使粒子获得的最大动能增大，可增大加速电压 U 9．质量为 1m 和 2m 的两个物体在光滑水平面上正碰，其位置坐标 x 随时间 t 变化的图像如图所示。下列说 法正确的是（ ） 学科网（北京）股份有限公司 A．碰撞前 2m 静止 B．碰撞后 1m 的运动方向不变 C． 1 2: 1: 3m m = D．该碰撞为非弹性碰撞 10．如图所示，水平传送带长 0.21m，以速度 1 1m/sv = 匀速运动，质量均为 1kg 小物体 P、Q 由通过定滑 轮且不可伸长的轻绳相连， 0t = 时刻 P 在传送带左端具有速度 2 1.6m/sv = ，P 与定滑轮间的绳水平，P 与 传送带之间的动摩擦因素为 0.2µ = 。已知重力加速度 210m/sg = ，不计定滑轮质量和滑轮与绳之间的摩 擦，绳足够长。下列说法中正确的是（ ） A．P 物体刚开始在传送带上运动时所受摩擦力水平向右 B．Q 物体的加速度始终为 26m/s C．P 在传送带上运动的时间为 0.2s D．若传送带足够长，只改变传送带速度 1v ，P 在向右运动过程中 P 与传送带之间相对滑动路程有最小值 二、非选择题：本题共 5 小题，共 60 分。 11．（6 分）湖北省某学校物理实验小组利用如图甲所示的实验器材改进“探究加速度与力、质量的关系” 实验，具体操作步骤如下： ①挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为 M 的小车拖着纸带沿木板匀速下滑； ②取下托盘和砝码，测出其总质量为 m，让小车沿木板下滑，测出加速度 a； ③保持小车的质量不变，改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到a F− 的关系； ④保持托盘和砝码的质量不变，改变小车质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得 1a M − 的关系； ⑤最后总结出加速度与力、质量的关系。 请回答以下问题： 学科网（北京）股份有限公司 （1）实验中，以下说法正确的是____________。 A．先释放小车，再接通打点计时器的电源 B．细线与桌面平行 C．用托盘和砝码的总重力代替小车所受的合外力 D．不需保证m M （2）图乙为某次实验中得到的纸带，A、B、C、D、E 为选取的计数点，相邻两计数点间有四个点未画出， 为了减小测量误差，小红同学只测量了 AC 和 CE 段长度分别为 1 22.40cm, 8.72cmx x= = ，打点计时器的 频率为 50Hz，则小车的加速度为______ 2m/s 。（结果保留 3 位有效数字） （3）某同学为了研究小车在合外力一定时，小车质量与加速度关系时设计了以下实验过程，将小车质量 M 和小车加速度 a，分别取对数 ln（M）和 ln（a），则 ln（a）与 ln（M）的图像可能是图中的（ ）（填选 项序号）。 A．1 B．2 C．3 D．4 12．（10 分）如图 1 所示为实验室一个多用电表欧姆挡内部电路示意图。电流表满偏电流 1mA、内阻 99Ω； 电池电动势 1.5V、内阻 5Ω； （1）图 1 中表 b 为______色（选填“红”或“黑”）。调零电阻 0R 可能是下面两个滑动变阻器中的______ （填选项序号）。 A．电阻范围 0~2000Ω B．电阻范围 0~200Ω （2）在进行欧姆调零后，正确使用该多用电表测量某电阻的阻值，电表读数如图 2 所示，被测电阻的阻值 为______Ω； （3）若该欧姆表使用一段时间后，电池电动势变为 1.4V，内阻变为 10Ω，但此表仍能进行欧姆调零，用此 学科网（北京）股份有限公司 表测量电阻为 1500Ω，则该电阻真实值为______Ω （4）如图 3 所示，某同学利用定值电阻 1R 给欧姆表增加一挡位“×1”，则定值电阻 1R = ______Ω。（结果 保留 1 位小数） 13．（12 分）现有一个封闭容器，容器内气体的温度为 0T ，压强为 0P ，容器体积为 0V 。现用打气筒对容器 充入温度为 0T 、压强为 03P 、体积为 03 V 的气体，使容器内气体压强变为 P（大小未知），同时温度升至 02T 。 已知气体内能U kPV= （k 为正常数，P 为压强，V 为体积），充气过程中气体向外放出 Q 的热量，容器体 积不变。求： （1）充入气体后的容器内气体压强大小； （2）充气过程中打气筒对气体做的功 W． 14．（14 分）如图所示，放在足够大的水平桌面上的薄木板的质量 1 2kgm = ，木板中间某位置叠放着质量 2 4kgm = 的小物块，整体处于静止状态．已知物块与木板间的动摩擦因数 1 0.25µ = ，木板与桌面间的动摩 擦因数 2 0.30µ = ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小 210m/sg = ，薄木板足够长．现对 木板施加水平向右的恒定拉力 24NF = ，当木板向右运动的位移 1 45mx = 时，撤去拉力 F，木板和小物块 继续运动一段时间后均静止，求： （1）撤去拉力 F 时，木板的速度 v； （2）撤去拉力 F 后，木板继续运动的位移 2x ； （3）全过程中产生的总热量 Q． 15．（18 分）一个质量为 2 m 3 的光滑圆环用轻杆竖直悬挂着，将两质量均为 m 的有孔小球套在圆环上，且 能在环上无摩擦地滑动。现同时将两小球从环的顶端释放，它们沿相反方向自由滑下，如图所示，圆环半 径为 R，重力加速度为 g，求： （1）当小球下降 0.5R 时，求此时轻杆对圆环的拉力； （2）小球下降高度为多少时，小球与环之间弹力为零； 学科网（北京）股份有限公司 （3）小球下降高度为多少时，轻杆与环之间弹力为零． 2024 年高三 9 月起点考试 物理答案 一、选择题：本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C A B D D D BC AC CD 1．答案：D 【解析】能量量子化的观点是普朗克提出的，A 错；由光电效应方程 0 ,k khv W E E− = 与 v 不是成正比，B 错；波尔将量子理论引入到原子领域，成功解释了氢原子光谱，C 错；1 个处于 4n = 激发态的氢原子向基 态跃迁时，可以从 4n = 跃迁到 3n = ，再从 3n = 到 2, 2n n= = 到 1n = ，最多 3 种光电子，D 正确。选 D。 2．答案：C 【解析】由于 2v x− 图像均为倾斜直线，则满足 2 20 2v v ax− = ，根据 2v x− 图像可知，对汽车 A 有： 22m / s , 6m / sA Aa v= − = ，对汽车乙有： 21m / s , 0m / sB Ba v= = ，A 错，B 错；对于 A车，根据公式 21 2A A A A x v t a t= + ，当 9mx = 时，代入数据解得 3sAt = ，对于 B 车，根据公式 21 2 B B x a t= ，当 9mx = 时， 代入数据解得 3 2sBt = ，则汽车 A 先到达 9mx = 处，C 对； 6mx = 时，对于 A 车，根据公式 21 2A A A A x v t a t′ ′= + ，得 ( )3 3 sAt′ = − ，对于 B 车，根据公式 212 B Bx a t′= ，得 2 3sBt′ = ，故在 6mx = 时 两车不能相遇，D 错。 3．答案：A 【解析】该游客随摩天轮做匀速圆周运动，任何位置所受向心力均指向圆心。在最低点时，支持力向上且 大于重力，所以处于超重，A 正确；由 2π π 50 m / s 0.20m / s 794 rv T × = = ≈ ，B 错；在与圆心等高的点，合 外力指向圆心，故座舱对游客的作用 ( )2 2( )nF ma mg mg= + > ，C 错；该游客在任何位置都要收到重力， D 错。选 A 4 答案：B 【解析】在星球表面，有 02 MmG mg R = 绕星球做圆周运动的卫星，有 2 2 2πMmG m r r T  =     学科网（北京）股份有限公司 根据开普勒第三定律，有 3 1 2 3 2 2 0 2 2 h h R r T T + +     = 联立以上三式，得 2 2 0 03 2 122 4 g R Th R h π   = − −     ，故选 B。 5．答案：D 【解析】电极是等势体，其表面是等势面，根据电场线与等势面垂直可知虚线应是电场线，由电场线的疏 密表示电场强度的大小可知 A BE E< ，故 A 错误；电场线沿高压电源的正极到负极所以 C 点电势低于 D 点 电势，故 B 错误；DC 电场线是曲线，在 D 点静止释放一质子，在电场力作用下不会沿着虚线 DC 运动，故 C 错误；电场线由高压电源的正极到负极，所以 A 点的电势高，C 点的电势低，由 ( ) 0AC A Cw q ϕ ϕ= − > ， 故 D 正确；故选 D 6．答案：D 【解析】由简谐运动特征可知，加速度方向总指向平衡位置，故平衡位置一定在 A B、 之间。由 ,A A B Bkx ma kx ma− = − = 可知， 1 4 A A B B x a x a = = ，又因为 5cmA Bx x+ = ，故 1cmAx = 。故选 D。 7．答案：D 【解析】由牛顿第二定律可知 1, 3 G F ma a g− = = ，方向竖直向下，加速度与初速度方向垂直，由 21 2 h at= ， 解得 6ht g = 故 A 错误；水平距离 0 0 6hx v t v g = = ，故 B 错误；物体撞壁所用时间为 0 L v ，撞壁时速度为 2 2 0 03 g Lv v   +     ，由双钧函数特点可知 2 2 0 0 2 3 3 g Lv gL v   + ≥    ，当且仅当初速度 0 3 gLv = 时，物体撞壁时 速度最小，故 C 错误，D 正确，选 D。 8．答案：BC 【解析】由左手定则可知，带正电的粒子向 B 板偏转，所以 B 板是发电机的正极，故 A 错；图乙霍尔元件 中的载流子若为正电荷，由左手定则可知，正电荷向 N 端偏转，则 N Mϕ ϕ> ，若载流子为负电荷，则负电 荷向 N 端偏转，则 N Mϕ ϕ< ，故 B 正确；电荷通过电磁流量计时，有 NM Uq qvB d = ，污水的流量为 2π 4 vdQ Sv= = ，解得 π 4 NM dQ U B = ，故 C 正确；设回旋加速器 D 形盒的半径为 R ，粒子获得的最大速度 为 mv ，根据牛顿第二定律有 2 m m vqv B m R = ，粒子的最大动能为 2 2 2 21 2 2km m q B RE mv m = = ，由上式可知最大 学科网（北京）股份有限公司 动能与加速电压 U 无关，故 D 错误。选 BC。 9．答案：AC 【解析】x t− 图像的斜率表示物体的速度，根据图像可知 1m 碰前的速度大小 0 4 m / s 4m / s 1 v = = ， 2m 碰 前速度为 0，故 A 正确；两物体正碰后，碰后 1m 的速度大小为 1 4 m / s 2m / s 3 1 v = − = − − ，故 B 错误；两 小球碰撞过程中满足动量守恒定律，即 1 0 1 1 2 2m v m v m v= + ，解得两物体质量的关系为 2 13m m= ，故 C 正 确；根据 2 2 2 1 0 1 1 2 2 1 1 1 2 2 2 m v m v m v= + ，该碰撞为弹性碰撞，故 D 错误。选 AC。 10．答案：CD 【解析】P 刚开始在传送带上运动时，P 物体的速度大于传送带的速度，P 相对于传送带向右运动，传送带 对P的摩擦力水平向左，A错；刚开始，对P有 1umg T ma+ = ，对Q有 1mg T ma− = ，联立解得 2 1 6m / sa = ， 经时间 2 11 1 0.1sv vt a − = = 与传送带共速， P 的位移为 1 21 1 0.13m2 v vx t+= = 。0.1s后 P 继续做减速运动， 摩擦力方向变为水平向右，对 P 有 2T umg ma− = ，对Q有 2mg T ma− = ，联立解得 2 2 4m / sa = ，故 B 错；匀减速位移 2 1 0.08mx L x= − = ，由 2 2 1 2 2 2 1 2 x v t a t= − ，得 2 0.1t s= ， P 在传送带上运动得总时间为 1 2 0.2st t t= + = ，C 正确；P 在第一段减速过程中与传送带之间滑动路程为 2 2 1 12 v v a  −     ，P 在第二段减速过 程中与传送带之间滑动路程为 2 1 22 v a       ，两段过程中 P 相对于传送带滑动的路程为 2 2 2 1 1 1 22 2 v v v a a    − +        ， 代入数值后得 2 2 1 1 1 1 128 1 16 3845 6.4 5 24 25 24 25 125 v v v     − + = − +           ，当 1 16 m / s 25 v = 时，两段过程中 P 相对 于传送带滑动的路程有最小值，D 正确。选 CD 二、非选择题：本题共 5 小题，共 60 分。 11．（6 分，每空 2 分）答案：（1）CD （2）1.58 （3）CD 解析： （1）打点计时器实验应该先放接通电源再释放小车，所以 A 错误；细线应该与木板平行，所以 B 错误；由 于本实验中是用托盘和砝码的总重力代替小车受到的合外力，所以不需要m M ，所以 CD 正确。 （2）因为 0.1ST = ，小车的加速度 12 22 1.58m / s4 xxa T −= = 。 学科网（北京）股份有限公司 （ 3）因为小车受到的合外力一定，则有 F Ma= ，两边取对数有， ( ) ( ) ( )ln ln lnF M a= + ， ( ) ( ) ( )ln ln lna F M= − ，若 1F > ，则图形为 3；若 1F < ，则图形为 4，故图形可能为 3，4。 12．（10 分，每空 2 分）答案：（1）①．黑 ②．A （2）1600 （3）1400 （4）1.0 解析： （1）多用电表红黑表笔的特点是“红进黑出”，所以 b 为黑色；欧姆表在调零时，电路中总电阻为 1500Ω m E I = ， 所以滑动变阻器应该选 A； （2）表盘上示数为 16.0，倍率为 100× ，所以被测电阻为1600Ω； （3）若电源电动势为 1.4V，满偏电流不变，所以调零后中值电阻为1400Ω，所以电流半偏时电阻为1400Ω； （4）S断开时倍率为 100× ，S 闭合时倍率为 1× ，所以电路中最大电流为 100mA，由并联电路特点可知 1 1.0Ω99 gRR = = 。 13．解析： （1）根据理想气体状态方程有 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 2 PV PV PV T T T + = 解得 04P P= （2）由于充气过程中气体向外放出 Q 的热量，根据热力学第一定律有 ( )ΔU W Q= + − 根据气体内能U 表达式得系统内能变化量为 0 0 0 0 0 04U kp V kp V kp V∆ = − − 解得 0 02U kp V∆ = 0 02W kp V Q= + 14．解析：（1）设对木板施加水平向右的恒定拉力大小为 0F 时，小物块与木板恰好不发生相对滑动， 此时小物块与木板间的摩擦力为最大静摩擦力 1 2fmF m gµ= 设小物块此时的加速度大小为 0a ，根据牛顿第二定律有 2 0fmF m a= 对整体有 ( ) ( )0 2 1 2 1 2 0F m m g m m aµ− + = + ，解得 0 33NF = 故对木板施加水平向右的恒定拉力 24NF = 时，小物块与木板保持相对静止。 从木板开始运动到撤去拉力 F，对木板和小物块整体分析，根据动能定理有 ( ) ( ) 21 2 1 2 1 1 2 1 2 Fx m m gx m m vµ− + = + 学科网（北京）股份有限公司 解得 3m / sv = ． （2）撤去拉力后，对木板有 ( )2 1 2 1 2 1 1m m g m g m aµ µ+ − = ， 21 4m / sa = 。 木板继续滑行的位移 2 2 1 1.125m 2 vx a = = （3）对木板和物块整体，全过程有 1 108JQ Fx= = 15．解析：（1）根据几何关系可知 0.5 1cos 2 R R θ = = 对小球根据机械能守恒定律有 ( ) 211 cos 2 mgR mvθ− = 对小球由牛顿第二定律有 2 cos vN mg m R θ+ = 对圆环有 22 cos 3 N T mgθ + = 解得 1 6 T mg= （2）设小球转过角度为θ 时速度为 0v ，根据机械能守恒定律有 ( ) 20 11 cos 2 mgR mvθ− = 小球与环之间弹力为零，其向心力来源为重力分力，则有 2 0cos vmg m R θ = 联立以上两式求得 2cos 3 θ = 所以小球下降高度为 ( )1 1 cos 3 Rh R θ= − = （3）设小球转过角度为θ 时速度为 0v ，根据机械能守恒定律有 ( ) 20 11 cos 2 mgR mvθ− = 设小球与环之间弹力为 ,N NF F 指向圆心，则有 2 0cos N vmg F m R θ + = 根据牛顿第三定律，两个小球对圆环有向外的弹力且它们方向对称，当轻杆弹力为零时，则有 2 2 cos 3 N mg F θ= 学科网（北京）股份有限公司 联立以上两式求得 1cos 3 θ = 所以小球下降高度为 ( )2 21 cos 3 Rh R θ= − =