山西省长治市2024-2025学年高三上学期9月质量监测物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGE2025学年度高三年级九月份质量监测物理试题【注意事项】1．本试卷全卷满分100分，考试时间75分钟。2．答题前，考生务必将自己的姓名、班级、考号用0.5毫米的黑色墨水签字笔填写在答题卡上，并检查条形码粘贴是否正确。3．选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上，填空题和解答题必须用0.5毫米黑色墨水签字笔书写在答题卡对应框内，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.如图为氢原子的能级示意图，至能级跃迁到基态放出的光子分别设为abcd。若用b照射某金属表面时能发生光电效应，则（）A.a的能量大于c的能量 B.b的频率小于d的频率C.a的波长小于b的波长 D.a光照射该金属一定能发生光电效应【答案】B【解析】A．a是n=2能级跃迁到基态放出的光子，c是n=4能级跃迁到基态放出的光子，能级越高跃迁到基态放出的能量越多，故a的能量小于c的能量，故A错误；B．b是n=3能级跃迁到基态放出的光子，d是n=5能级跃迁到基态放出的光子，能级越高跃迁到基态放出的能量越多，频率越大，故b的频率小于d的频率，故B正确；C．a是n=2能级跃迁到基态放出的光子，b是n=3能级跃迁到基态放出的光子，能级越高跃迁到基态放出的能量越多，频率越大，波长越小，故a的波长大于b的波长，故C错误；D．若用b照射某金属表面时能发生光电效应，因a的频率小于b的频率，故a光照射该金属不一定能发生光电效应，故D错误。故选B。2.光纤通讯中信号传播的主要载体是光纤，它的结构如图甲所示。一束激光由光导纤维左端的点O以的入射角射入一直线光导纤维内，恰好在光导纤维的侧面（侧面与过O的法线平行）发生全反射，如图乙所示。下列说法中正确的是（）A.光纤内芯的折射率比外套的小 B.频率越大的光在光纤中传播的速度越小C.光从左端空气中进入光纤内芯后，其频率变大 D.【答案】B【解析】A．激光在内芯和外套的界面上发生全反射，所以内芯是光密介质，外套是光疏介质，即光纤内芯的折射率比外套的大，故A错误；B．频率越大光，介质对它的折射率越大，根据可知光在光纤中传播的速度越小，故B正确；C．光从左端空中进入光纤内芯后，波长和波速会发生变化，但频率和周期不变，故C错误；D．根据折射定律根据全反射公式解得故，故D错误。故选B。3.位于坐标原点处的波源发出一列沿x轴正方向传播的简谐横波。t=0时波源开始振动，其位移y随时间t变化的关系式为，则时的波形图为（）A. B..C. D.【答案】A【解析】BC．根据位移y随时间t变化的关系式，可知t=0时原点处的波源向y轴正方向运动，当时波源回到原点处，故BC错误；AD．当时波源向y轴负方向运动，而该简谐横波沿x轴正方向传播，故A正确，D错误。故选A。4.如图所示，水平固定倾角为30°的光滑斜面上有两个小球A和B，质量分别为m和2m。它们用细线连接，现对B施加一水平向左的推力F，使A、B均静止在斜面上，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A.细线对小球B的作用力大小为 B.推力F大小为C.斜面对整体的作用力大小为 D.斜面对A的作用力大小为【答案】B【解析】A．根据题意，对小球A分析，由平衡条件可知，在沿斜面方向细线对小球A的拉力大小等于小球A的重力沿斜面向下的分力故A错误；B．小球A、B在斜面上处于静止状态，对小球B受力如图所示由平衡条件有，解得，故B正确；D．在垂直斜面方向小球A受力平衡，因此斜面对小球A的作用力大小为故D错误；C．斜面对整体的作用力大小为故C错误。故选B。5.2024年6月2日，嫦娥六号成功登录月球背面。如图所示：嫦娥六号在地球上发射，经地月转移轨道的P点实施近月制动进入环月圆形轨道Ⅰ，再经过一系列调整进入准备落月的椭圆轨道Ⅱ，最终实现月背着陆，下列关于嫦娥六号的说法正确的是（）A.嫦娥六号在轨道Ⅰ上运行的周期小于轨道Ⅱ上运行的周期B.嫦娥六号在轨道Ⅰ上经过P点时速度小于轨道Ⅱ上经过P点时的速度C.嫦娥六号在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度大于轨道Ⅰ上经过P点时的加速度D.嫦娥六号在轨道Ⅱ上Q点机械能小于轨道Ⅰ上P点机械能【答案】D【解析】A．根据开普勒第三定律有因在轨道Ⅰ的半径大于轨道Ⅱ的半长轴，故嫦娥六号在轨道Ⅰ上运行的周期大于轨道Ⅱ上运行的周期，故A错误；BD．沿轨道Ⅰ运动至P点后进入Ⅱ为向心运动，所以需要制动减速，故嫦娥六号在轨道Ⅰ上经过P点时的速度大于轨道Ⅱ上经过P点时的速度，且机械能减小，而嫦娥六号在轨道Ⅱ上由P点到Q点，同一轨道机械能守恒，故嫦娥六号在轨道Ⅱ上Q点机械能小于轨道Ⅰ上P点机械能，故B错误，D正确；C．根据牛顿第二定律有可得则嫦娥六号在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度等于在轨道Ⅱ上经过P点时的加速度，故C错误。故选D。6.如图甲为旋转电枢式交流发电机的原理图，单匝矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与可变电阻R连接，与R并联的交流电压表为理想电表，当时电压表示数是10V，线圈内阻不计。图乙是矩形线圈磁通量随时间t变化的图像。则（）A.可变电阻R消耗的电功率为20W B.1s内电流方向变化50次C.图甲所示位置的电流瞬时值为 D.磁通量的最大值为【答案】C【解析】A．由题知，电压表示数是10V，即为变电流电压的有效值，则可变电阻R消耗的电功率为故A错误；B．由图可知，交变电流的周期为0.02s，频率为50Hz，所以1s内电流方向变化100次，故B错误；C．图甲所示位置磁通量为零，感应电动势最大，感应电流最大，则有则此时电流为故C正确；D．由乙图可知，周期为0.02s，则角速度为根据可得故D错误。故选C。7.如图所示，是高速磁悬浮列车在水平长直轨道上的模拟运行图，列车由质量均为m的4节车厢组成，其中1号车厢为动力车厢。列车由静止开始以额定功率运行，经过一段时间达到最大速度v。列车向右运动过程中，1号车厢会受到前方空气的阻力，假设车厢碰到空气前空气的速度为0，碰到空气后空气的速度立刻与列车速度相同，已知空气密度为。1号车厢的迎风面积（垂直运动方向上的投影面积）为S，不计其他阻力，忽略2号、3号、4号车厢受到的空气阻力。当列车由静止开始以额定功率运行到速度为最大速度的时，下列说法正确的是（）A.此时空气阻力大小为 B.额定功率为C.此时列车的加速度为 D.1号车厢对2号车厢的牵引力为【答案】D【解析】AB．根据题意，列车的最大速度为v，列车对空气的阻力为f，对单位时间内的空气分析，由动量定理得解得当牵引力等于阻力时，列车速度最大，则有当列车由静止开始以额定功率运行到速度为最大速度的时，阻力为故AB错误；CD．当列车由静止开始以额定功率运行到速度为最大速度的时，牵引力为设1号车厢对2号车厢的作用力大小为，对2号、3号、4号车厢整体，由牛顿第二定律有对4节车厢整体，由牛顿第二定律有联立解得,故C错误，D正确。故选D。二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题列出的四个选项中有多个是符合题目要求的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.7月31日，邓雅文在巴黎奥运会自由式小轮车女子公园赛决赛中不畏强手，勇夺金牌，这是我国夺得的首枚自由式小轮车项目的奥运金牌。比赛过程中的某个片段可以简化为图示过程，她先后两次从坡道A点滑出，均落至B点，第二次的滞空时间比第一次长，空中运动过程忽略一切阻力。则（）A.两次滑出速度方向相同 B.两次腾空最大高度不同C.第二次滑出速度一定大 D.第一次在最高点速度大【答案】BD【解析】AB．对运动员运动分析可知，从坡道A点滑出后，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，根据竖直上抛运动对称性，即上升时间等于下降时间，由题知第二次的滞空时间比第一次长，所以第二次下降时间大于第一次，根据可知，第二次腾空最大高度大于第一次，又因为两次水平位移相等，所以两次位移角不同，即两次滑出速度方向不相同，故A错误，B正确；CD．因为第二次下降时间大于第一次，且两次水平位移相等，根据知，第二次滑出后水平分速度小于第一次，即第二次在最高点速度小，又由可知，第二次滑出后竖直分速度大于第一次，所以第二次滑出速度不一定大，故C错误，D正确。故选BD9.如图所示，正六棱柱上下底面的中心为O和，A、D两点分别固定等量异号的点电荷。下列说法正确的是（）A.点与点的电场强度大小相等B.点与点的电场强度方向相同C.点与点的电势差等于点与点的电势差D.将试探电荷由F点沿直线移动到O点，其电势能一直减小【答案】AC【解析】A．由两等量异种点电荷产生的电场的对称性可知，点与点的电场强度大小相等，故A正确；B．由两等量异种点电荷产生的电场的对称性可知，点与点的电场强度方向不相同，故B错误；C．根据等量异种电荷所形成的电场的特性可知，将O点与连接，可知连线的电势为0，分别作的平行线和，如图所示可知平面的电势为零，因到平面的距离与到平面的距离相等，根据等量异种电荷的电场分布规律可知，两点与平面的平均电场强度相等，则根据则点与点的电势差等于点与点的电势差，故C正确；D．正六棱柱上表面如图所示由几何关系可知，正电荷在OF中点K的场强方向垂直于OF，负电荷在K点的场强方向指向D点，则K点的合场强与OF的夹角为锐角，而在F点的合场强与OF的夹角为钝角，因此将试探电荷+q由F点沿直线移动到O点，电场力先做负功后做正功，则有其电势能先增大后减小，故D错误。故选AC。10.空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图甲中虚线MN所示，一硬质金属圆环固定在纸面内，圆心O在边界MN上。时磁场的方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示，则圆环中产生的感应电流I及所受安培力F与时间t的关系图像可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】AC【解析】AB．根据法拉第电磁感应定律有根据闭合电路欧姆定律因通过圆环的磁通量变化率为定值，故圆环中的电动势、电流的大小和方向不变，故A正确，B错误；CD．根据因电流I和有效长度L都不变，故F随B的变化而变化，故图像与类似，故C正确，D错误。故选AC。三、非选择题：本题共5小题，共54分。11.某实验小组利用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻，实验器材如下：干电池一节（电动势约为1.5V，内阻约为0.5Ω）；电压表V（量程为0~3V，内阻约为3kΩ）；电流表A（量程为0~0.6A，内阻约为0.2Ω）；滑动变阻器（最大阻值为20Ω）；开关、导线若干。（1）实验电路图选择______（选填“A”或“B”）。（2）用笔画线代替导线，将图中的器材在答题纸上连成实验电路。（）（3）完成实验后，某同学利用图像分析由电表内阻引起的实验误差。在下图中，实线是根据实验数据描点作图得到的U－I图像；虚线是该电源真实的路端电压U随真实的干路电流I变化的U－I图像。本次实验分析误差的U－I图像是______。【答案】（1）A（2）（3）A【解析】（1）[1]因为电源内阻较小，接近电流表内阻，为了减小误差，所以电流表采用相对电源外接，故选A图。（2）[2]根据电路图得实物连接图如图所示。（3）[3]由于电压表的分流作用，相同的路端电压下，电流表测量的电流值小于流过电源的电流，内电阻的测量值为电源和电压表并联后的总电阻，比实际电源的内阻小，对应实线斜率的绝对值比虚线的小，但当电压为零时，电压表的内阻对测量没有影响，实线和虚线重合，故选A。12.如图甲所示的力学实验装置在中学物理实验中经常用到。（1）关于该装置，下列说法正确的是______。A.利用该装置做研究匀变速直线运动的实验时，必须平衡小车和木板间的摩擦力B.利用该装置探究小车的加速度与质量关系时，可以将木板带有滑轮的一端适当垫高来平衡摩擦力C.利用该装置探究小车的加速度与质量关系时，每次改变小车的质量后必须重新平衡摩擦力D.利用该装置探究小车的加速度与质量关系，平衡摩擦力时，不能悬挂钩码，夹上纸带后，轻推小车后，判断小车运动是否为匀速运动（2）某实验小组成员用将图甲装置改进为图乙所示的装置做“探究外力做功与物体动能变化关系”实验。①图丙为按正确的操作打出的一条纸带，纸带上的点均为计数点，相邻计数点时间间隔为T，重力加速度为g。图中已经标明了要测量的物理量，则B点的速度可以表示为______，记录此次实验中力传感器的读数为F，已知小车的质量为M，钩码的总质量为m，则实验中要探究的结果为______（用题中所给的已知量和纸带上标出的量表示）。②若实验小组成员实验前遗漏了平衡摩擦力这一关键步骤，已知小车与木板间动摩擦因数恒定不变，根据多次实验数据画出了小车动能变化，与传感器所测的力对小车所做功W的关系图像，此图像应该是______。A．B．C．D．【答案】（1）D（2）A【解析】【小问1详解】A．利用该装置做研究匀变速直线运动的实验时，只要小车加速运动即可，不需要平衡小车和木板间的摩擦力，故A错误；B．利用该装置探究小车的加速度与质量关系时，可以将木板带有打点计时器的一端适当垫高来平衡摩擦力，故B错误；C．利用该装置探究小车的加速度与质量关系时，平衡摩擦力时两边消掉m，则每次改变小车的质量后不需要必须重新平衡摩擦力，故C错误；D．平衡摩擦力时，不需要悬挂钩码，轻推小车后，只需要判断小车拖着纸带运动是否为匀速运动，故D正确。故选D。【小问2详解】①[1]如图A点的速度可以表示为图中B点的速度可以表示为[2]记录此次实验中力传感器的读数为F，已知小车的质量为M，钩码的总质量为m，则实验中要探究的结果为②由于实验前遗漏了平衡摩擦力这一关键步骤，所以由动能定理得Fx-fx=ΔEk则有可知与W仍成正比例关系。故选A。13.如图甲所示，高为H圆柱形气缸底部安装有电热丝（体积可忽略），可以通过加热来改变缸内的温度，气缸口有固定卡销。气缸内用质量为、横截面积为s的活塞封闭了一定质量的理想气体，此时活塞刚好在气缸口，气缸内气体温度为，大气压强恒为，重力加速度为g。不计活塞及固定卡销厚度，活塞可沿气缸壁无摩擦滑动且不漏气。求：（1）保持气体温度不变，将气缸竖直放置如图乙所示，求活塞距缸底的距离h；（2）在气缸竖直放置时，接通气缸底部的电热丝缓慢给气体加热，一直到气体温度升高到。求此时气缸内气体的压强。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】由水平到竖直位置为等温过程，由玻意耳定律活塞受力平衡解得【小问2详解】假设活塞刚好到达气缸口时，气体温度为，由盖—吕萨克定律解得此后气体体积不再变化，由查理定律得解得或由气体实验定律得解得14.如图所示，在xOy平面内，空间存在方向垂直纸面向外的匀强磁场，第三象限空间存在方向沿x轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子（不计重力），以大小为、方向与y轴正方向夹角的速度沿纸面从坐标为的A点进入电场中，然后从坐标为的B点垂直x轴进入磁场区域，并通过坐标为的C点，最后从x轴上的D点（图中未