山东省青岛市莱西第一中学2024-2025学年高三下学期开学考试物理试题

高三年级寒假开学考试物理参考答案： 一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。) 1．C【详解】 A．因原子能级跃迁放出的光子的能量等于原子的能级差，由题图可知光子①、③对应的能量关系为 B．由题图可知光子③、⑤对应的能量关系为 由光子能量，③的频率小于⑤的频率，故B错误； C． XX态能级与基态能级差保持不变，故③和④的频率之和等于⑤和⑥的频率之和， D．由光子能量和，知用④照射某金属表面时能发生光电效应，可知大于此金属的逸出功，因，则无法比较与的大小关系，故用⑥照射该金属不一定能发生光电效应，故D错误。 2．D【详解】A．时刻，手机加速度为正，方向向下，故手机处于失重状态，故A错误； B．时刻之前，手机的加速度方向向下，向下加速运动，时刻之后，手机的加速度方向向上，向下减速运动，故时刻，手机运动方向不变，故B错误； C．由图像中面积表示速度的变化量，可知时刻，手机的速度不为零，C错误； D．由上述分析可知，时间内，手机向下的加速度逐渐减小，由牛顿第二定律得 故支持力逐渐增大，同理时间内，手机向上的加速度逐渐增大，由牛顿第二定律得 可知支持力继续增大，故时间内，手机所受的支持力逐渐增大，故D正确。 3．A【详解】ABD．根据物体在月球表面受到的万有引力等于重力可得 可得月球质量为 由题意可知 联立可得 可知宇航员还需要知道月球的半径R，才能计算出月球的质量；知道月球表面摆长为l的单摆周期 T1，根据单摆周期公式 可知无法计算出月球的质量；月球表面物体自由下落高度为h时所用的时间t，则有 可知无法计算出月球的质量，故A正确、BD错误； C．月球绕地球做圆周运动的周期T2，无法计算出月球的质量，故C错误。 4．A【详解】AB．A管气压为，B管气压为 此时 升高或降低相同的温度，根据 知在体积不变时有 所以升高同样温度，初状态压强大的气体（B气体）压强增加量大，水银柱向左移动，所以h变大，两部分气体的压强差比升温前大；反之降低相同的温度，B气体压强减小量大，水银柱右移，高度差h变小，故A错误，符合题意，B正确，不符合题意； C．当U形管由图示位置开始下落时，系统处于完全失重状态，高出h的水银柱不再对B产生压强，右边的气体会将水银柱向左压，所以h变大，故C正确，不符合题意； D．若U形管加速下落过程中液柱稳定时，通过对水银柱受力分析（加速度等于重力加速度g）可知A、B两部分气体压强相等，则两部分气体的压强差为零，故D正确，不符合题意。 5．B【详解】AB．根据题意两光束在玻璃砖下表面的出射点间的距离也为L，做出大致对应的光路图如下 根据光路图可知，玻璃对a光的折射率较大；根据光速与折射率的关系可知光在介质中的速度为 可知，单色光b在玻璃砖中传播速度大，故A错误，B正确； C．设玻璃砖的厚度为d，单色光的入射角为i，折射角为α，根据几何关系和光的折射定律有 玻璃砖对两种单色光的折射率均大于，所以两种单色光的折射角均小于45°，两种光的折射角的二倍均小于90°，又因为玻璃对a光的折射率较大，所以a光在玻璃砖中的折射角较小，所以 所以a单色光在玻璃砖中运动的时间较长，故C错误； D．玻璃的上下两个表面平行，光在下表面的入射角等于上表面的折射角，根据光路可逆性知，两束光都不会在下表面发生全反射，故D错误。 6．C【详解】A．设变压器的输入电压为，输出电压为，原副线圈的匝数分别为、，有 变压器及其右侧电路的等效电路如图所示，其等效电阻 当时等效电阻取最大值，为，则原线圈两端的电压最大为，由变压器原理可知，电压表示数的最大值为，A错误； B．当时，等效电阻取最小值，为，此时电流表示数最大，为，B错误； CD．因，将看成电源内阻，则等效电阻消耗的电功率 当时，副线圈输出功率最大，为，且副线圈输出功率一直增大，C正确，D错误。 7．B【详解】A．点与、两点的距离不相等，根据对称性可知，点的电势不为零，故A错误； B．根据对称性可知，点与点的电势相等，故B正确； C．点与正电荷距离近，与负电荷距离远，而点与正电荷距离远，与负电荷距离近，则点电势高于点的电势，将电子从点移动到点，电势降低，电场力做负功，故C错误； D．根据场强的叠加可知，点与点的电场强度大小相等，方向相同，故D错误。 故选B。 8．D【详解】A．小球从A运动到D的过程中，机械能守恒，有 解得 则小球在A处获得的冲量大小为 B．小球恰好在斜面上做圆周运动，则在最高点D时绳子的拉力为零，即重力沿斜面方向的分力提供了小球做圆周运动的向心力，即 解得 C．小球从A运动到B的过程中，机械能守恒，有 在B点有 联立得 D．因为C处与A处等高，由机械能守恒可知两处速度大小相等，故动量大小相等，但速度的方向刚好相反，故动量方向不同，D错误。 故选D。 二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分。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．CD 【详解】A．取ab杆为研究对象其受力如图示，建立如图所示坐标系      且 摩擦力 联立上面解得 当时解得 B．由上问可知 故ab做加速度减小的加速运动当速度最大，则 解得 C．从静止开始到匀速运动过程中，根据动量定理 又 联立解得 D．又因为 解得 设两电阻发热和为Q，由能量守恒可知 联立解得 选项D正确。 10．BC【详解】小球在竖直方向做自由落体运动，所以小球在桶内的运动时间为 在水平方向，以圆周运动的规律来研究，得到    所以 当时，取得最小值，为。 故选B。 11．ACD 【详解】A．金属棒从位置运动到轨道最低处的过程中，水平分速度即有效切割速度逐渐增大，由E=BLv可知金属棒产生的感应电动势增大，则通过R的电流大小逐渐增大；金属棒从轨道最低位置运动到处的过程中，水平分速度即有效切割速度逐渐减小，由E=BLv可知金属棒产生的感应电动势减小，则通过R的电流大小逐渐减小，故经过最低位置处时，通过电阻R的电流最大，故A正确； B．由右手定则可知，经过最低位置处时，通过金属棒的电流方向为，故B错误； C．通过电阻R的电荷量为 故C正确； D．金属棒做匀速圆周运动，切割磁感线的有效速度为 是金属棒的速度与水平方向的夹角，则金属棒产生的感应电动势为 则回路中产生正弦式交变电流，可得感应电动势的最大值为 有效值为 由焦耳定律可知，R上产生的热量 故D正确。 故选ACD。 12．AC 【详解】AB．由于，可认为通过硅钢薄片的磁通量表达式为 根据法拉第电磁感应定律，可知瞬时感应电动势的表达式为 则感应电动势的最大值为 感应电动势的有效值为 故A正确，B错误； C．根据电阻定律，硅钢薄片的电阻为 硅钢薄片的发热功率为 故C正确； D．根据正弦式交变电流规律可知，磁场变化的一个周期内通过此硅钢薄片的电荷量一定为零，故D错误。 故选AC。 13． （每空3分，共6分） 折射 乙 【详解】（1）[1] 下雨时，光电二极管接收到的红外线与不下雨时存在差异，原因是有雨时，玻璃之外是雨水，雨水的折射率大于空气，故有一部分光线通过界面发生折射。 （2）[2] 雨量越大时，光电传感器电阻越小，则雨刮器越快，由此可知雨量越大时通过电动机的电流越大，由闭合电路欧姆定律可知，能够实现雨量越大雨刮越快的是图乙的电路。 14.（每空2分，共计8分） 欧姆调零 4.0 （1） 欧姆表选择了×1挡后，先进行欧姆调零，再进行测量，读数如图b所示，则读数为4.0Ω； （2）为了多测几组数据，要求电压表的测量时的变化范围更大一些，故电压表应该接在端。 由欧姆定律可知，电动机内阻为 15.（本题8分）（1），；（2） 【详解】（1）小圆柱体在直轨道上做匀速直线运动，所受合力为零，则根据平衡条件可得 解得 1分 当小圆柱体在半圆形轨道上运动时，其受力分析如所示    竖直方向根据平衡条件有 1分 水平方向由牛顿第二定律有 1分 联立解得 1分 （2）设小圆柱体沿半圆形轨道运动不脱轨的最大速度为，分析可知，小圆柱体恰好不脱轨时小圆柱体的重力与外侧导轨对小圆柱体的支持力恰好提供小圆柱体做圆周运动的向心力，对小圆柱体受力分析如图所示    则有 3分 解得 1分 即为确保小圆柱体沿半圆形轨道运动不脱轨，初速度不能超过。 16.（本题8分）①40；②12J 【详解】①设状态1：p1＝p0，；至少打n次气后洒水壶中为状态2：p2，； 当水刚好全部喷洒完毕时为状态3：p3＝p0，V3＝V； 气体由状态1到状态2，根据质量关系，有 p1V1+np0ΔV＝p2V2 1分 气体由状态2到状态3做等温变化，由玻意耳定律，有 p2V2＝p3V3 1分 联立解得 n＝40次 1分 ②喷洒过程中由于环境温度不变，气体内能不变，根据热力学第一定律，有 ΔU＝Q+W 2分 解得 W＝﹣Q＝﹣12J 1分 则壶中空气对外做功为12 J。 1分 17．（本题14分）（1）负电荷，；（2）；（3） 【详解】（1）设某一正粒子的质量为，电荷量为，有 1分 进入后，库仑力提供向心力做匀速圆周运动，则半径为，有 1分 联立解得 1分 且为负电荷； 1分 （2）若要到达点，则在磁场中做匀速圆周运动的半径为，则根据牛顿第二定律 1分 1分 解得 1分 （3）设经电场偏转后进入磁场区域的粒子速度与初速度的夹角为并从点进磁场，则 1分 1分 1分 设极板长度为，粒子要汇聚则圆心一定在轴上，在中由正弦定理得 2分 解得： 1分 则极板中点到的距离为 1分 由对称性可知经过磁场后汇聚的位置刚好是点，故满足条件。 18．（本题16分）（1）；（2）；（3）见解析 【详解】（1）滑块B从释放到最低点，机械能守恒，取水平面为零势面，由机械能守恒定律得 2分 解得 1分 （2）设A与台阶碰撞前瞬间，A、B的速度分别为vA和vB，由动量守恒定律得 1分 若A与台阶只碰撞一次，碰撞后必须满足 1分 对A应用动能定理 1分 联立解得 1分 即A与台阶只能碰撞一次的条件是 （3）设时，A左端到台阶板前瞬间，A、B恰好达到共同速度vAB，由动量守定律得 1分 对A应用动能定理 1分 联立得 1分 讨论：①当即时，AB共速后A才与挡板碰撞。A与台阶碰撞前瞬间的A、B的共同速度为 1分 即A与台阶碰撞前瞬间B的速度为 1分 ②当即时，AB共速前A就与台阶碰撞，对A应用动能定理有 1分 由上式解得A与台阶碰撞前瞬间的速度 1分 设此时B的速度为vB′，由动量守恒定律得 1分 由上式解得 1分 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高三物理试题 1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试范围：必修一全部。考试时间90分钟。 2．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。 回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题(本题共8小题,每小题3分,共24分。) 1．原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。如图甲，XX代表激发态1，X代表激发态2，G代表基态，由于能级劈裂，如图乙，X态劈裂为两支，分别为、两个能级。原子劈裂前辐射出光谱线①和②，劈裂后辐射出光谱线③、④、⑤和⑥，下列说法正确的是（    ） A．①和③的能量相等 B．③的频率大于⑤的频率 C．③和④的频率之和等于⑤和⑥的频率之和 D．若用④照射某种金属能发生光电效应，则用⑥照射也一定能发生 2．利用智能手机的加速度传感器可测量手机自身的加速度情况。用手掌托着手机，打开加速度传感器后，手掌从静止开始上下运动，以竖直向下为正方向，测得手机在竖直方向的加速度随时间的变化图像如图所示。关于手机的情况，下列说法正确的是（　　） A． 时刻，手机处于超重状态 B． 时刻，手机运动方向发生改变 C． 时刻，手机的速度为0 D． D．时间内，手机所受的支持力逐渐增大 3．我国计划在2030年前实现载人登月。假设宇航员在月球上利用弹簧测力计测得质量m的钩码重力大小为F。已知万有引力常量为G，宇航员还需要知道以下哪个条件才能计算出月球的质量（　　） A．月球的半径R B．月球表面摆长为l的单摆周期 T1 C．月球绕地球做圆周运动的周期T2 D．月球表面物体自由下落高度为h时所用的时间t 4．如图所示，两端封闭的U形管中装有水银，分别封闭住A、B两部分气体，当它们温度相同且A、B端竖直向上放置，静止时左右液面高度差为h，以下说法中错误的是（　　） A．使A、B两部分气体降低相同的温度，则水银柱高度差h变大 B．两部分气体升高到相同的温度后，两部分气体的压强差比升温前大 C．当U形管由图示位置开始下落时，两侧水银柱高度差h变大 D．若U形管加速下落过程中（a=g）液柱稳定，则两部分气体的压强差为零 5．如图所示，两束频率不同的单色光a、b平行斜射到足够长的平行玻璃砖的上表面，两入射点间的距离为L，两光束在玻璃砖下表面的出射点间的距离也为L，不考虑光在玻璃砖下表面的反射，玻璃砖对两种单色光的折射率均大于，则下列说法正确的是（    ）    A．玻璃砖对两种单色光的折射率相同 B．单色光b在玻璃砖中传播速度大 C．单色光b在玻璃砖中传播时间长 D．增大光在上表面的入射角，在下表面，单色光b会先发生全反射 6．如图所示，理想变压器原线圈与输出电压有效值的正弦交流电源相连，原、副线圈的匝数比为，电表均为理想交流电表，电阻，，滑动变阻器的最大阻值为。在滑片从最上端滑向最下端的过程中，下列说法正确的是（    ） A．电压表示数的最大值为 B．电流表示数的最大值为 C．副线圈输出功率的最大值为 D．副线圈的输出功率先增大后减小 7．如图所示，在正方体的、两点分别放置电量为、的点电荷，取无穷远处电势为零，下列说法正确的是（    ） A．点的电势为零 B．点与点的电势相等 C．将电子从点移动到点，电场力做正功 D．点与点的电场强度大小相等、方向相反 8．如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，长为L的轻质细绳一端拴接一质量为m的小球，另一端固定于斜面上的O点，其中A、O、C在同一水平高度，D、O、B连线与A、O、C连线垂直，小球在A处获得一瞬时冲量I，使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，重力加速度为g，则不正确的是（　　） A．冲量大小 B．小球运动到D处时的速度大小为 C．小球运动到B处时绳子的拉力大小为 D．小球运动到C处时的动量与A处时的动量相同 2、 多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分。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，PQ、MN为足够长的两平行金属导轨，它们之间连接一个阻值的电阻，导轨间距为；有一质量，电阻，长的金属杆ab水平放置在导轨上，它与导轨间的滑动摩擦因数，导轨平面与水平面间的倾角为，在垂直导轨平面的方向上有匀强磁场，且磁感应强度的大小，若现让金属杆ab由静止开始下滑，已知当杆ab由静止开始到恰好做匀速运动的所用时间，则（　　） A．杆 ab下滑速度大小为2m/s时，其加速度的大小1m/s2 B．杆ab下滑的最大速率4m/s C．杆ab从静止开始到匀速运动通过导体棒的电荷量 D．杆ab从静止开始到恰好做匀速运动的过程中R上产生的热量为1J 10.如图竖直薄壁圆筒内壁光滑、半径为，上部侧面处开有小口，在小口的正下方处亦开有与大小相同的小口，小球从小口沿切线方向水平射入筒内，使小球紧贴筒内壁运动，要使小球从口处飞出，小球进入口的速率可能是（　　）   A． B． C．2 D． 11．如图所示，水平间距为L，半径为r的二分之一光滑圆弧轨道，为导轨最低位置，aa＇与为最高位置且等高，右侧连接阻值为R的电阻，圆弧导轨所在区域磁感应强度为B，方向竖直向上的匀强磁场。现有一根金属棒在外力的作用下以速度v0从沿导轨做匀速圆周运动至处，金属棒与导轨始终接触良好，金属棒与导轨的电阻均不计，则该过程（　　） A．经过最低位置处时，通过电阻R的电流最大 B．经过最低位置处时，通过金属棒的电流方向为→b C．通过电阻R的电荷量为 D．电阻R上产生的热量为 12．某兴趣小组为了研究圆柱体铁芯的涡流热功率，构建了如图所示的分析模型，用电阻率为的硅钢薄片绕成一个内径为、厚度为、高度为的圆柱面，其中。沿平行于圆柱面轴线方向存在磁感应强度的磁场。则此硅钢薄片中（    ） A．感应电动势的有效值为 B．瞬时感应电动势的表达式为 C．发热功率为 D．磁场变化的一个周期内通过此硅钢薄片的电荷量一定不为零 第Ⅱ卷（非选择题） 3、 实验题 13． （每空3分，共6分）现在许多汽车的雨刮器都具有自动感应功能，通常在挡风玻璃中间上方安装红外反射式雨量传感器。其示意图如图a所示，由右侧发光二极管发射红外线，射向挡风玻璃并全部发生全反射，红外线被光电二极管接收。下雨时，光电二极管接收到的红外线与不下雨时存在差异，从而让雨刮器工作。试回答以下问题：    （1）下雨时，光电二极管接收到的红外线与不下雨时存在差异，原因是有雨时，部分光线发生了 （填“折射”或“全反射”）； （2）雨量越大时，光电传感器电阻越小，则雨刮器越快，若雨刮器内部电路结构简化成图甲和图乙，其中A为光电传感器模块，B为电动机模块，则能够实现雨量越大雨刮越快的是 （填“甲”或“乙”）；   14.（每空2分，共计8分）小明同学从废旧汽车拆下一个雨刮器电动机，铭牌上标有额定电压12V，额定功率30W，通过测量发现电动机电压达到6V才能转动。为保护电动机，不转动时，电流不能超过1A。 小明同学打算测量电动机内阻。 （1）他首先用多用电表的欧姆挡进行粗测，他选择了×1挡后，先进行 ，再进行测量，读数如图b所示，则读数为 Ω；    （2）为精确测量，实验室提供了如下器材：恒压电源U（12V），电压表V（8V，约1kΩ）电流表A（1A，约1Ω），滑动变阻器R（0~10Ω），定值电阻，导线、开关。他设计了如图c所示的电路图。 请回答以下问题：   （ⅰ）为了多测几组数据，图c中的电路图，电压表应该接在 端（填a或b）。 （ⅱ）若某次测量，电压表读数为U0，电流表为I0，则电动机内阻为 （用题中符号表示）。 4、 计算题 15．（本题8分）如图甲，水平面内有一条双线等宽光滑轨道，它由直轨道和两端半圆形轨道组成。在直轨道上放置一质量的小圆柱体，如图乙。小圆柱体两侧与轨道相切处和小圆柱体截面的圆心O连线的夹角，如图丙，初始时小圆柱体位于轨道上A点。现使之获得沿直轨道AB方向的初速度，小圆柱体运动过程中所受阻力忽略不计，小圆柱体尺寸和轨道间距相对轨道长度也忽略不计，两端半圆形轨道半径，g取。 （1）当时，小圆柱体可以安全通过半圆形轨道，求小圆柱体在直轨道和半圆形轨道上运动时，内侧轨道对小圆柱体的支持力、的大小； （2）为确保小圆柱体沿半圆形轨道运动不脱轨，初速度不能超过多少?（结果可以保留根式）    16．（本题8分）居家生活种植花草，可以提高家庭生活品位，家用洒水壶成家庭必备。如图所示，圆柱形洒水壶密封时容积为V，打气筒气室容积△V＝，某次浇花时，倒入壶中水的体积为并密封，然后开始打气，每一次打入压强为p0、体积为的空气，已知大气压强为p0，不计喷水细管的体积及喷水后细管内剩余液体的压强，设气体质量m∝（p为气体压强，V为气体体积，T为热力学温度），打气过程及喷洒过程中环境温度不变。 ①至少打几次气后，洒水壶里的水可以全部喷完； ②若在喷洒过程中洒水壶中空气从外界吸收热量为12J，求壶中空气做功为多少。 17．（本题14分）如图甲所示为一种质谱仪的工作原理图，带正电的粒子从静止经加速电压加速后恰好从轴上点射出（加速电场大小可忽略），后在点垂直边进入区域，轴上方锥型区域内存在电场或磁场。与轴正方向夹角均为点与点关于原点对称，静电力常量为。 （1）若原点存在一点电荷电场源，所有发射的粒子经电场后均能够到达点（区域外无电场），求该点电荷所带电荷的性质和电荷量； （2）若区域只存在垂直纸面向外的匀强磁场（区域外无磁场），磁感应强度大小为，该粒子经点垂直边进入磁场后到达点，求该粒子的比荷； （3）在第（2）问基础上，若紧靠边加一组带电平行金属板，如图乙所示，形成偏转电场，，大小可调，极板中轴线与重合。若加速电场可沿方向移动，要使该粒子经两电场和磁场后仍到达点，求平行金属板的长度满足的条件。 18．（本题16分）如图所示，质量为2m的木板A静止在光滑水平面上，其左端与固定台阶相距s，长木板的右侧固定一半径为R光滑的四分之一圆弧，圆弧的下端与木板水平相切但不相连，质量为m的滑块B（可视为质点）以初速度v0=从圆弧的顶端沿圆弧下滑，当B到达最低点时，B从A右端的上表面水平滑入同时撤走圆弧，A与台阶碰撞无机械能损失，不计空气阻力，A、B之间动摩擦因数为，A足够长，B不会从A表面滑出；重力加速度为g，试分析下列问题： （1）滑块B到圆弧底端时的速度大小v1； （2）A与台阶只发生一次碰撞，求s满足的条件； （3）s在满足（2）条件下，讨论A与台阶碰撞前瞬间B的速度与s的关系。 ( 第 1 页 共 1 页 )2025届高三物理模拟试卷 学科网（北京）股份有限公司 $