物理-2024届新高三开学摸底考试卷（上海专用）(考试版)

2024届新高三开学摸底考试卷（上海专用）（考试时间：60分钟试卷满分：100分）注意事项：1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B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，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。4．测试范围：选择性必修第一册、选择性必修第二册、选择性必修第三册。5．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第I卷（选择题）共40分。第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分。每小题只有一个正确答案。一、单选题1．如图，一辆小车与一理想弹簧组成一个弹簧振子在光滑水平面做简谐运动，当小车以最大速度vm通过某点时，将一小球轻放入小车中，并立即与小车保持相对静止，已知弹簧振子的周期为，其中k为弹簧的劲度系数，以下正确的是（）A．小球放入小车过程中，小球和小车动量不守恒B．小球放入小车过程中，小球、小车和弹簧组成的系统机械能守恒C．小球与小车保持相对静止后，整个弹簧振子的振幅减小D．小球与小车保持相对静止后，整个弹簧振子的周期变小2．水面上漂浮一半径为的圆形荷叶，一条小蝌蚪从距水面的图示位置处沿水平方向以速度匀速穿过荷叶，其运动的轨迹与荷叶径向平行，已知水的折射率为，则在小蝌蚪穿过荷叶过程中，在水面之上看不到小蝌蚪的时间为（）A．3s B．4s C．5s D．6s3．“娱乐风洞”是一项新型娱乐项目，在一个特定的空间内有人工制造的气流，表演者通过调整身体的姿态，改变受风面积（即表演者在垂直风力方向的投影面积），来改变其所受向上风力的大小，使人产生在天空翱翔的感觉。如图所示，一质量为m的游客恰好可以静止在直径为d的圆柱形风洞内。已知气流竖直向上通过风洞，密度为ρ，流速恒定为v，游客受风面积为S，重力加速度为g。假设气流吹到人身上后速度变为零，则下列说法正确的是（）A．气体流量B．气体流量C．风对人的冲量与人对风的冲量相同D．若风洞中空气流速变为原来的2倍，要使游客仍静止，则他的受风面积必须调整为原来的4．虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，所以虹看起来较亮，霓看起来较暗，也就是人们常说的“双彩虹”，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示。下列说法正确的是（）A．M到N之间光带颜色顺序和P到Q之间光带颜色顺序相同B．在水珠中，M位置光的传播速度小于N位置光的传播速度C．在同一介质中，以相同入射角从介质射入空气，若M位置的光发生全反射，N位置的光一定也能发生全反射D．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，M位置的光的条纹间距大于N位置的光的条纹间距5．在匀质轻绳上有两个相距10m的波源、，两波源上下振动产生两列绳波。在两波源的连线上有两质点A、B，A距波源，B距波源，如图甲所示。时波源开始向上振动，其振动方程为，而波源的振动图像如图乙所示。时质点A恰好第一次处于波峰，则下列说法正确的是（）A．波源产生的波的波长为B．波源产生的波的波速为C．内质点通过的路程为D．后、两波源之间有个振动加强点6．如图甲所示，O点为单摆的固定悬点，在其正下方的P点有一个钉子，现将小球拉开一定的角度后开始运动，小球在摆动过程中的偏角不超过。从某时刻开始计时，绳中的拉力大小F随时间t变化的关系如图乙所示，重力加速度g取，忽略一切阻力。下列说法正确的是（）A．时小球位于B点 B．时小球位于C点C．OA之间的距离为1.5m D．OP之间的距离为1.2m7．在如图电路中，线圈L的电阻和电源的内电阻r都可以忽略。先合上电键K一段时间后，在时刻将电键K断开，则电容器C的M板的电量变化情况为图中的（

）A． B．C． D．8．如图，正六边形线框abcdef，各边电阻相同。线框垂直于匀强磁场放置，b、c点与直流电源相接。若闭合电键后fe边受到的安培力大小为F，不考虑各边之间的相互作用，则整个线框受到的安培力大小为（）A．0 B．2F C．5F D．6F9．如图所示，将一个单位长度电阻为的均匀圆形金属线圈用一根不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，线圈的半径为，粗细不计。过圆心的直线的下方有方向始终垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间的变化关系为，直线与线圈的交点为、。则下列说法正确的是（

）A．线圈中产生的电流大小恒为B．线圈中有逆时针方向的感应电流C．线圈所受到的安培力大小恒定不变D．时间内线圈中产生的焦耳热为10．一定质量的理想气体体积V与摄氏温度t的关系图像如图所示，线段的延长线过原点O点理想气体由状态M变化到状态N的过程中。下列说法正确的是（）A．压强变小，内能增大，气体对外界做功，同时从外界吸收热量B．压强变小，内能减小，气体对外界做功，同时从外界吸收热量C．压强变大，内能增大，外界对气体做功，同时向外界放出热量D．压强变大，内能减小，外界对气体做功，同时向外界放出热量11．氢原子的能级图如图所示。如果大量氢原子处于能级的激发态，下列说法正确的是（）A．这群氢原子最多可能辐射6种处于巴耳末系的光子B．从能级跃迁到能级的氢原子所辐射光子的波长最长C．用能量为的电子轰击处于能级的氢原子，可以跃迁到能级D．能级的氢原子至少需吸收能量的光子才能电离12．如图所示装置进行光电效应实验：用频率为的单色光照射金属K，滑动变阻器的滑片P与固定端O都在中央位置时，灵敏电流计G中有电流通过。下列说法正确的是（）A．增大该单色光的强度，灵敏电流计G示数不一定增大B．滑片P向b端移动可测遏止电压C．滑片P向a端移动过程中，灵敏电流计G示数一定不断增大D．换用频率小于的单色光照射金属K，灵敏电流计G中一定没有电流通过第II卷（非选择题）二、填空题：本题共5小题，共20分。13．如图所示，实验装置可实现原子核的人工转变，历史上科学家______根据此装置发现了质子，当装置的容器内通入B气体时，荧光屏上观察到闪光。该实验的核反应方程式为______。14．氢原子经典结构模型：从经典力学角度，我们可以把氢原子的结构看成带电荷量的电子由于受到带电荷量的质子的库仑力作用而围绕质子做匀速圆周运动。若电子质量为m，做匀速圆周运动的轨道半径为a（称之为波尔半径），静电力常量为k，则电子的线速度大小为_______；原子发生电离的含义为其核外电子获得了足够的能量摆脱质子对其束缚，运动至无穷远处。在此模型下，要使氢原子发生电离，至少需要向氢原子的核外电子提供_______能量。（忽略重力的影响；以无穷远处为零势能面，电荷量为Q的点电荷在距离其r处的电势为）15．如图所示，在直线AB上的A点固定一个水分子甲，在距A点距离为r0的C点放一水分子乙，水分子乙所受分子力恰为零。移动水分子乙，使其所受的分子力表现为引力，则水分子乙应向_________（填“A”或“B”）点运动；若水分子乙从B点无初速释放，沿直线BA方向运动，直到速度为0，此过程分子势能的变化是_________（填“一直减小”、“先减小后增大”或“先增大后减小”）。16．竖直平面内有一足够长、粗细均匀、两端开口的U型管，管内水银柱及被封闭气柱的长度如图所示，外界大气压强为。现向管中缓慢加入长的水银柱，若水银加在左管，封闭气柱的下表面向上移动的距离为______；若水银加在右管，封闭气柱的上表面向下移动的距离为______。17．如图为某同学设计的森林火灾预警装置。R0是金属热电阻，其阻值随温度升高而变大，R1和R2为两个滑动变阻器，a、b接报警器，当电压增大到某一值时，会触发报警。当温度升高时电流表示数________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；冬季为了安全适当降低报警温度，可采取的方法有________。三、实验题：本题共1小题，共10分。18．（一）如图是探究电磁感应产生条件的实验器材。①请在图中用实线代替导线把它们连成完整的实验电路______；②（不定项选择）下列哪些方法可以使灵敏电流计的指针发生偏转______。A．闭合开关的瞬间B．保持开关闭合，螺线管A放在螺线管B中不动，滑动变阻器的滑片也保持不动C．保持开关闭合，将螺线管A从螺线管B中迅速抽出（二）在“用DIS研究一定质量的气体在体积不变时，其压强与温度的关系”实验中，实验装置如图所示。（1）图中___________为压强传感器。（选填“A”或“B”）（2）实验中，下列做法正确的是___________。A．无需测量被封闭气体的体积B．密封气体的试管需要全部在水中C．每次加入热水后，用温度传感器搅拌使水温均匀D．每次加入热水后，立即读数（3）某同学记录下了初始时封闭气体压强和摄氏温度，随后逐渐加热水升高温度，并记录下每次测量结果与初始值的差值和。在实验中压强传感器软管突然脱落，他立即重新接上后继续实验，其余操作无误。则的关系图可能是___________。四、解答题：本题共2小题，共30分。19．（15分）如图所示，水平地面上有一个质量为、左端带有固定挡板的长木板A，其上表面O点左侧光滑、右侧粗糙，O点距右端的距离，距左端挡板的距离，下表面与地面间的动摩擦因数为。长木板右端放置一个可视为质点的小滑块B，其质量为，B与木板间的动摩擦因数，初始时滑块和长木板均静止。现给长木板A大小为、水平向右的初速度；当B相对于长木板滑至O点时，给长木板施加一水平向右、大小为的恒力。经过一段时间，滑块与挡板发生第一次弹性碰撞；此后的运动过程中，滑块B与挡板发生多次弹性碰撞，所有碰撞过程时间极短可以忽略。g取。求：（1）从开始运动到滑块相对于长木板向左滑至O点的过程中，长木板A的位移；（2）滑块B与挡板发生第一次碰撞后的瞬间，长木板A和滑块B的速度大小；（3）滑块B与挡板发生第一次碰撞后到第二次碰撞前的时间间隔；（4）滑块B与挡板发生第n次碰撞前拉力F的总功。20．（15分）如图（a），边长l=0.2m、单位长度电阻r0=1Ω/m的正方形导线框abcd处于匀强磁场中，线框所在平面与磁场方向垂直。以b为原点，沿bc边建立坐标轴Ox。不计电阻的导体棒ef平行于ab放置，与线框接触良好。在外力作用下，导体棒以v=0.6m/s的速度沿x轴正方向匀速运动，通过导体棒的电流I随导体棒位置坐标x的变化关系如图（b）所示。（1）求磁感应强度大小B；（2）求I随x变化的表达式；（3）估算导体棒从x1=0运动到x2=0.2m的过程中，导线框产生的焦耳热Q。2024届新高三开学摸底考试卷（上海专用）（考试时间：60分钟试卷满分：100分）注意事项：1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B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，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。4．测试范围：选择性必修第一册、选择性必修第二册、选择性必修第三册。5．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。第I卷（选择题）共40分。第1-8小题，每小题3分，第9-12小题，每小题4分。每小题只有一个正确答案。一、单选题1．如图，一辆小车与一理想弹簧组成一个弹簧振子在光滑水平面做简谐运动，当小车以最大速度vm通过某点时，将一小球轻放入小车中，并立即与小车保持相对静止，已知弹簧振子的周期为，其中k为弹簧的劲度系数，以下正确的是（）A．小球放入小车过程中，小球和小车动量不守恒B．小球放入小车过程中，小球、小车和弹簧组成的系统机械能守恒C．小球与小车保持相对静止后，整个弹簧振子的振幅减小D．小球与小车保持相对静止后，整个弹簧振子的周期变小【答案】C【详解】A．将一小球轻放入小车过程中，小球和小车所受合外力为零，小球和小车动量守恒，A错误；B．设小车和小球的质量分别为m1、m2，小球落入小车后瞬间，整体的速度大小为v，碰撞瞬间小车和小球组成的系统在水平方向上动量守恒，则解得由题意可知碰撞前后瞬间弹簧的弹性势能均为零，则碰前瞬间系统的机械能为碰后瞬间系统的机械能为所以小球落入小车过程中，小球、小车和弹簧组成的系统机械能不守恒，B错误；C．弹簧振子的振幅与振子所具有的机械能有关，振子的机械能越大，振子到达最大位移处时弹簧的弹性势能越大，伸长量越大，即振幅越大，根据B项分析可知小球与小车保持相对静止后，振子的机械能为E2减小，所以整个弹簧振子的振幅变小，C正确；D．小球与小车保持相对静止后，振子的质量增大，根据题给周期表达式可知整个弹簧振子的周期变大，D错误；故选C。2．水面上漂浮一半径为的圆形荷叶，一条小蝌蚪从距水面的图示位置处沿水平方向以速度匀速穿过荷叶，其运动的轨迹与荷叶径向平行，已知水的折射率为，则在小蝌蚪穿过荷叶过程中，在水面之上看不到小蝌蚪的时间为（）A．3s B．4s C．5s D．6s【答案】B【详解】根据题意可知，当蝌蚪反射的光在荷叶边缘水面上发生全反射时，则在水面上看不到蝌蚪，如图所示由于则有则有由对称性可知则在水面之上看不到小蝌蚪的时间为故选B。3．“娱乐风洞”是一项新型娱乐项目，在一个特定的空间内有人工制造的气流，表演者通过调整身体的姿态，改变受风面积（即表演者在垂直风力方向的投影面积），来改变其所受向上风力的大小，使人产生在天空翱翔的感觉。如图所示，一质量为m的游客恰好可以静止在直径为d的圆柱形风洞内。已知气流竖直向上通过风洞，密度为ρ，流速恒定为v，游客受风面积为S，重力加速度为g。假设气流吹到人身上后速度变为零，则下列说法正确的是（）A．气体流量B．气体流量C．风对人的冲量与人对风的冲量相同D．若风洞中空气流速变为原来的2倍，要使游客仍静止，则他的受风面积必须调整为原来的【答案】D【详解】A．由题意可知解得A错误；B．对时间内吹向游客的气体，由动量定理可得由于游客处于静止状态，满足另外风洞内气流的流量为联立解得B错误；C．根据牛顿第三定律可知，风对人的作用力与人对风的作用力大小相等，方向相反，所以根据冲量定义可知对人的冲量与人对风的冲量大小相等，方向相反，C错误；D．由可知，若风洞中空气流速变为原来的2倍，游客受力不变，则S必须变为原来的，D正确。故选D。4．虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，所以虹看起来较亮，霓看起来较暗，也就是人们常说的“双彩虹”，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，光路如图所示。下列说法正确的是（）A．M到N之间光带颜色顺序和P到Q之间光带颜色顺序相同B．在水珠中，M位置光的传播速度小于N位置光的传播速度C．在同一介质中，以相同入射角从介质射入空气，若M位置的光发生全反射，N位置的光一定也能发生全反射D．用同一双缝干涉仪做光的双缝干涉实验，M位置的光的条纹间距大于N位置的光的条纹间距【答案】B【详解】A．紫光折射率最大，折射角最小；红光折射率最小，折射角最大。根据光路图可知，M、Q为紫光，则M到N之间光带颜色顺序和P到Q之间光带颜色顺序不相同，A错误；B．根据可知，紫光在水珠中的速度小，M位置光的传播速度小于N位置光的传播速度，B正确；C．根据可知，紫光临界角小，则M位置的光发生全反射，N位置的光不一定能发生全反射，C错误；D．根据紫光波长短，则M位置的光的条纹间距小于N位置的光的条纹间距，D错误。故选B。5．在匀质轻绳上有两个相距10m的波源、，两波源上下振动产生两列绳波。在两波源的连线上有两质点A、B，A距波源，B距波源，如图甲所示。时波源开始向上振动，其振动方程为，而波源的振动图像如图乙所示。时质点A恰好第一次处于波峰，则下列说法正确的是（）A．波源产生的波的波长为B．波源产生的波的波速为C．内质点通过的路程为D．后、两波源之间有个振动加强点【答案】C【详解】AB．根据题意，由振动方程可知，波源产生的波的周期为时波源开始向上振动，时质点A恰好第一次处于波峰，由公式可得，波源产生的波的波速为由于介质相同，则波源产生的波的波速同为，由图乙可知，波源产生的波的周期为，由公式可得，波源产生的波的波长为故AB错误；C．由图乙可知，波源在振动后开始向上振动，两个波源传到点的时间均为可知，内，波源使质点振动，波源使质点振动，由题意可知，波源振动的振幅为，波源振动的振幅为，由于波源在振动后开始向上振动，则两波源振动步调相反，点为减弱点，振幅为，则内质点通过的路程为故C正确；D．由于两波源振动步调相反，后、两波源之间的加强点到两波源距离差满足由于则有则加强点为个，故D错误。故选C。6．如图甲所示，O点为单摆的固定悬点，在其正下方的P点有一个钉子，现将小球拉开一定的角度后开始运动，小球在摆动过程中的偏角不超过。从某时刻开始计时，绳中的拉力大小F随时间t变化的关系如图乙所示，重力加速度g取，忽略一切阻力。下列说法正确的是（）A．时小球位于B点 B．时小球位于C点C．OA之间的距离为1.5m D．OP之间的距离为1.2m【答案】D【详解】AB．由图像可知，内应该对应着摆球在CB之间的摆动；内应该对应着摆球在BA之间的摆动，因时摆线拉力最小，可知小球位于C点，时小球位于A点，选项AB错误；C．摆球在AB之间摆动的周期为T1=0.8πs根据可得L1=1.6m即OA之间的距离为1.6m，选项C错误；

D．摆球在BC之间摆动的周期为T2=0.4πs根据可得L2=0.4m即PB之间的距离为0.4m，OP之间的距离为1.2m，选项D正确。故选D。7．在如图电路中，线圈L的电阻和电源的内电阻r都可以忽略。先合上电键K一段时间后，在时刻将电键K断开，则电容器C的M板的电量变化情况为图中的（

）A． B．C． D．【答案】A【详解】在时刻将电键K断开，线圈L中产生逆时针方向的自感电动势，对电容器充电，充电完毕电容器又开始放电，从而形成振荡回路，因此电容器M板的电荷量先增大，当充电完毕后电荷量有最大值，此时电容器开始放电，当放电完毕后，电容器又开始反向充电，M板带上与原来电性相反的电荷，直至充电完毕，电荷量再次达到最大后又开始放电。故选A。8．如图，正六边形线框abcdef，各边电阻相同。线框垂直于匀强磁场放置，b、c点与直流电源相接。若闭合电键后fe边受到的安培力大小为F，不考虑各边之间的相互作用，则整个线框受到的安培力大小为（）A．0 B．2F C．5F D．6F【答案】D【详解】设通过fe电流为I，根据并联知识，通过bc电流为5I，闭合电键后fe边受到的安培力大小为F，方向向上，bc边受到的安培力大小为5F，方向向上，ba、af、fe、ed受到的合力为零，所以整个线框受到的安培力大小为6F。故选D。9．如图所示，将一个单位长度电阻为的均匀圆形金属线圈用一根不可伸长的轻绳悬挂在天花板下，线圈的半径为，粗细不计。过圆心的直线的下方有方向始终垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度的大小随时间的变化关系为，直线与线圈的交点为、。则下列说法正确的是（

）A．线圈中产生的电流大小恒为B．线圈中有逆时针方向的感应电流C．线圈所受到的安培力大小恒定不变D．时间内线圈中产生的焦耳热为【答案】A【详解】A．根据磁感应强度的大小随时间的变化关系可得而由法拉第电磁感应定律有而根据题意可得线圈的电阻为则根据闭合电路的欧姆定律可得故A正确；B．根据楞次定律可知，线圈中的感应电流始终为顺时针方向，故B错误；C．根据安培力公式可知，式中电流和有效长度恒定，但磁场感应强度随时间在变化，因此线圈所受安培力是变力，故C错误；D．时间内电流恒定，则根据焦耳定律可得产生的焦耳热为故D错误。故选A。10．一定质量的理想气体体积V与摄氏温度t的关系图像如图所示，线段的延长线过原点O点理想气体由状态M变化到状态N的过程中。下列说法正确的是（）A．压强变小，内能增大，气体对外界做功，同时从外界吸收热量B．压强变小，内能减小，气体对外界做功，同时从外界吸收热量C．压强变大，内能增大，外界对气体做功，同时向外界放出热量D．压强变大，内能减小，外界对气体做功，同时向外界放出热量【答案】A【详解】在图像中等压线是延长线过℃的直线，斜率越大，压强越小，气体从状态M到状态N的过程中，压强变小；M到N气体的温度升高，内能增大；从状态M到状态N，体积增大，气体对外做功，，温度升高，内能增大，，根据热力学第一定律可知从外界吸收热量。故选A。11．氢原子的能级图如图所示。如果大量氢原子处于能级的激发态，下列说法正确的是（）A．这群氢原子最多可能辐射6种处于巴耳末系的光子B．从能级跃迁到能级的氢原子所辐射光子的波长最长C．用能量为的电子轰击处于能级的氢原子，可以跃迁到能级D．能级的氢原子至少需吸收能量的光子才能电离【答案】C【详解】A．巴耳末系指氢原子从高能级跃迁至能级辐射出的光，可知大量氢原子处于能级的激发态，最多辐射2种处于巴耳末系的光子，即能级跃迁至能级与能级跃迁至能级，A错误；B．在辐射的光子中，从能级跃迁到能级的氢原子所辐射光子的能量最大，根据可知，从能级跃迁到能级的氢原子所辐射光子的波长最短，B错误；C．能级的氢原子跃迁到能级需要吸收的能量可知，用能量为的电子轰击处于能级的氢原子，可以跃迁到能级，C正确；D．能级的氢原子的电离能可知，能级的氢原子至少需吸收能量的光子才能电离，D错误。故选C。12．如图所示装置进行光电效应实验：用频率为的单色光照射金属K，滑动变阻器的滑片P与固定端O都在中央位置时，灵敏电流计G中有电流通过。下列说法正确的是（）A．增大该单色光的强度，灵敏电流计G示数不一定增大B．滑片P向b端移动可测遏止电压C．滑片P向a端移动过程中，灵敏电流计G示数一定不断增大D．换用频率小于的单色光照射金属K，灵敏电流计G中一定没有电流通过【答案】B【详解】A．当滑动变阻器的滑片P与固定端O都在中央位置时，两极板间所加电压为0，灵敏电流计G中有电流通过，表明发生了光电效应，此时增大该单色光的强度，则单位时间内逸出的光电子的数目增多，灵敏电流计G示数一定随之增大，A错误；B．滑片P向b端移动，K极板电势高于A极板电势，极板间所加的是减速电压，则可测遏止电压，B正确；C．滑片P向a端移动过程中，K极板电势低于A极板电势，极板间所加的是加速电压，灵敏电流计G示数先增大，当增大至饱和电流时，电流为一定值，即滑片P向a端移动过程中，灵敏电流计G示数先增大后不变，C错误；D．根据题意，不能够确定频率与截止频率的关系，即换用频率小于的单色光照射金属K，当该单色光频率仍然大于截止频率时，灵敏电流计G中仍然有电流通过，D错误。故选B。第II卷（非选择题）二、填空题：本题共5小题，共20分。13．如图所示，实验装置可实现原子核的人工转变，历史上科学家______根据此装置发现了质子，当装置的容器内通入B气体时，荧光屏上观察到闪光。该实验的核反应方程式为______。【答案】卢瑟福【详解】[1][2]该装置是卢瑟福第一次完成了原子核的人工转变并发现了质子的实验装置；核反应方程为14．氢原子经典结构模型：从经典力学角度，我们可以把氢原子的结构看成带电荷量的电子由于受到带电荷量的质子的库仑力作用而围绕质子做匀速圆周运动。若电子质量为m，做匀速圆周运动的轨道半径为a（称之为波尔半径），静电力常量为k，则电子的线速度大小为_______；原子发生电离的含义为其核外电子获得了足够的能量摆脱质子对其束缚，运动至无穷远处。在此模型下，要使氢原子发生电离，至少需要向氢原子的核外电子提供_______能量。（忽略重力的影响；以无穷远处为零势能面，电荷量为Q的点电荷在距离其r处的电势为）【答案】【详解】[1]由题意，可知质子对电子的库仑力提供电子做圆周运动所需的向心力，有得电子的线速度大小为[2]由题意，可得在此模型下，氢原子的核外电子具有的能量为其中联立可得要使氢原子发生电离，根据能量守恒定律，至少需要向核外电子提供的能量为15．如图所示，在直线AB上的A点固定一个水分子甲，在距A点距离为r0的C点放一水分子乙，水分子乙所受分子力恰为零。移动水分子乙，使其所受的分子力表现为引力，则水分子乙应向_________（填“A”或“B”）点运动；若水分子乙从B点无初速释放，沿直线BA方向运动，直到速度为0，此过程分子势能的变化是_________（填“一直减小”、“先减小后增大”或“先增大后减小”）。【答案】B先减小后增大【详解】[1][2]当分子间距离大于平衡距离时分子力表现为引力，因此水分子乙应向B点运动；若空间两个分子间距从无限远逐渐变小，直到小于，分子间的作用力先是引力后是斥力，分子力先做正功后做负功，分子势能先减小后增大。16．竖直平面内有一足够长、粗细均匀、两端开口的U型管，管内水银柱及被封闭气柱的长度如图所示，外界大气压强为。现向管中缓慢加入长的水银柱，若水银加在左管，封闭气柱的下表面向上移动的距离为______；若水银加在右管，封闭气柱的上表面向下移动的距离为______。【答案】45【详解】[1]未加水银前密闭气体压强若水银加在左管，封闭气柱的压强、体积均不变，封闭气柱的下表面向上移动[2]若水银加在右管，未加水银前气体压强和体积分别为加入水银稳定后，封闭气体的压强由玻意耳定律解得封闭气柱的上表面向下移动的距离为x，由解得17．如图为某同学设计的森林火灾预警装置。R0是金属热电阻，其阻值随温度升高而变大，R1和R2为两个滑动变阻器，a、b接报警器，当电压增大到某一值时，会触发报警。当温度升高时电流表示数________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；冬季为了安全适当降低报警温度，可采取的方法有________。【答案】减小减小R2或增大R1【详解】[1]当温度升高时，R0的阻值变大，电路中总电阻变大，由闭合电路欧姆定律可知电路中总电流I减小，R2两端电压减小，R1两端电压变大，R1中电流变大，R0中电流减小，电流表的示数减小。[2]冬季为了安全适当降低报警温度，即当R0减小时，报警器两端的电压不变；R0的阻值减小时，R0与R1并联的总阻值减小，可以通过增大R1的阻值的方法使电路中阻值不变；R0减小时，电路中总电流增大，R2两端电压增大，报警器两端电压降低，可以通过减小R2的阻值的方法使R2两端电压不变，报警器两端电压不变。三、实验题：本题共1小题，共10分。18．（一）如图是探究电磁感应产生条件的实验器材。①请在图中用实线代替导线把它们连成完整的实验电路______；②（不定项选择）下列哪些方法可以使灵敏电流计的指针发生偏转______。A．闭合开关的瞬间B．保持开关闭合，螺线管A放在螺线管B中不动，滑动变阻器的滑片也保持不动C．保持开关闭合，将螺线管A从螺线管B中迅速抽出【答案】AC【解析】[1]将电流表与大线圈B组成闭合回路，电源、开关、小线圈A组成闭合回路，电路图如图所示[2]A．闭合开关的瞬间，线圈B的磁通量发生变化，线圈B中产生感应电流，电流表指针偏转，故A正确；B．保持开关闭合，螺线管A放在螺线管B中不动，滑动变阻器的滑片也保持不动，线圈B的磁通量不发生变化，线圈B中不产生感应电流，电流表指针不偏转，故B错误；C．保持开关闭合，将螺线管A从螺线管B中迅速抽出，螺线管B的磁通量发生变化，螺线管B中产生感应电流，电流表指针偏转，故C正确。故选AC。（二）在“用DIS研究一定质量的气体在体积不变时，其压强与温度的关系”实验中，实验装置如图所示。（1）图中___________为压强传感器。（选填“A”或“B”）（2）实验中，下列做法正确的是___________。A．无需测量被封闭气体的体积B．密封气体的试管需要全部在水中C．每次加入热水后，用温度传感器搅拌使水温均匀D．每次加入热水后，立即读数（3）某同学记录下了初始时封闭气体压强和摄氏温度，随后逐渐加热水升高温度，并记录下每次测量结果与初始值的差值和。在实验中压强传感器软管突然脱落，他立即重新接上后继续实验，其余操作无误。则的关系图可能是___________。【答案】BABD【详解】（1）[1]图中B为压强传感器。（2）[2]A．因为实验是在体积不变的条件下，测量压强与温度的关系，气体体积保持不变即可，不需要测量具体的体积数值。故A正确；B．研究对象是试管内气体，改变气体温度是通过改变试管所在水的温度来实现，需要使试管中封闭气体完全浸没于水中。故B正确；CD．每次加热水后，要让管内气体与热水通过热传递达到热平衡再测量水温，这时温度才等于气体的温度。故CD错误。故选AB。（3）[3]根据则压强变化量与温度变化量成正比。而当压强传感器软管突然脱落时，将会漏气，使得内外气体再次等压，而温度维持不变。随后的压强变化量与温度变化量仍应是线性变化，但常数C已经不同（物质的量变少了），斜率应变得更小些，故D正确；ABC错误。故选D。四、解答题：本题共2小题，共30分。19．（15分）如图所示，水平地面上有一个质量为、左端带有固定挡板的长木板A，其上表面O点左侧光滑、右侧粗糙，O点距右端的距离，距左端挡板的距离，下表面与地面间的动摩擦因数为。长木板右端放置一个可视为质点的小滑块B，其质量为，B与木板间的动摩擦因数，初始时滑块和长木板均静止。现给长木板A大小为、水平向右的初速度；当B相对于长木板滑至O点时，给长木板施加一水平向右、大小为的恒力。经过一段时间，滑块与挡板发生第一次弹性碰撞；此后的运动过程中，滑块B与挡板发生多次弹性碰撞，所有碰撞过程时间极短可以忽略。g取。求：（1）从开始运动到滑块相对于长木板向左滑至O点的过程中，长木板A的位移；（2）滑块B与挡板发生第一次碰撞后的瞬间，长木板A和滑块B的速度大小；（3）滑块B与挡板发生第一次碰撞后到第二次碰撞前的时间间隔；（4）滑块B与挡板发生第n次碰撞前拉力F的总功。【答案】（1）10m；（2），；（3）4s；（4）【详解】（1）根据牛顿第二定律，对A对B解得设经时间t，B滑至O点，根据位移时间公式，有解得（2）B滑至O点时，根据速度时间公式，有解得此后，对A木板，根据牛顿第二定律解得设经时间滑块B与挡板发生第一次碰撞，位移关系为解得第一次碰撞前，根据速度时间公式，有解得第一次碰撞过程中，满足动量守恒和机械能守恒解得

（3）设第一次碰撞后经、B速度相同，即解得B离挡板最远距离所以，B刚好滑至O点，此后B一直在光滑区域运动。设第一次碰撞后经时间，滑块B与挡板发生第二次碰撞，解得（4）施加力F后，B物体运动始终在光滑区域，第二次碰撞前，根据速度时间公式，有解得第二次碰撞过程中，满足动量守恒和机械能守恒解得同理，再经时间滑块B与挡板发生第三次碰撞，第三次碰撞前，有……设滑块B与挡板第次碰撞到第n次碰撞的时间间隔为，有第n次碰撞前第n次碰撞过程中可得F作用后A的总位移，滑块B与挡板发生第n次碰撞前拉力F的总功20．（15分）如图（a），边长l=0.2m、单位长度电阻r0=1Ω/m的正方形导线框abcd处于匀强磁场中，线框所在平面与磁场方向垂直。以b为原点，沿bc边建立坐标轴Ox。不计电阻的导体棒ef平行于ab放置，与线框接触良好。在外力作用下，导体棒以v=0.6m/s的速度沿x轴正方向匀速运动，通过导体棒的电流I随导体棒位置坐标x的变化关系如图（b）所示。（1）求磁感应强度大小B；（2）求I随x变化的表达式；（3）估算导体棒从x1=0运动到x2=0.2m的过程中，导线框产生的焦耳热Q。【答案】（1）0.5T；（2）I=A；（3）6.60×10-3J【详解】（1）从图像得知：当x=0.5l=0.1m时I=0.3A此时R总=0.2ΩE=IR总=0.3×0.2V=0.06VB===0.5T（2）电动势E=Blv=0.06VR总====Ω棒中电流I===A（3）ef从x1=0运动到x2=0.2m的过程中，安培力F=BIl先减小后增大，在Δx→0的微小过程中，克服安培力做功ΔW克=BIl·Δx=Bl(I·Δx)故全过程，克服安培力做的总功W克=∑(ΔW克)=Bl·∑(I·Δx)∑(I·Δx)则对应图线与x轴包围的“面积”，该“面积”约为(20×15+30)×0.02×0.01A·m=6.60×10-2A·m克服安培力做功W克=Bl·∑(I·Δx)=0.5×0.2×(6.60×10-2)=6.60×10-3J回路产生电能，并全部转化为线框中的焦耳热约为6.60×10-3J。2024届新高三开学摸底考试卷（上海专用）答题卡姓名：注意注意事项1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，并认真检查监考员所粘贴的条形码。2．选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题必须用0.5mm黑色签字笔答题，不得用铅笔或圆珠笔答题；字体工整、笔迹清晰。3．请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出区域书写的答案无效