黑龙江省哈尔滨市某中学2023-2024学年高三年级下册开学考试物理试题（解析版）

哈九中2024届高三学年下学期开学考试物理试卷

一、选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分：第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6

分，选对但不全的得3分，有错选的得。分。

1.下列关于原子物理知识说法正确的是（）

A.如图1为氢原子的能级结构图，当氢原子从基态跃迁到激发态时,

B.如图2中重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续的进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程为

言U-2Ba+；：Kr+”n

C.如图3为光电效应中光电子最大初动能与入射光频率的关系图线，图线的斜率为普朗克常量/?

D.核反应方程髭6-：：笈+2*中，X是质子

【答案】C

【解析】

【详解】A.当氢原子从基态跃迁到激发态时，吸收能量。A错误；

B.铀核裂变反应方程为

♦U+iT】Ba+^Kr+3'n

B错误；

C.根据爱因斯坦光电效应方程可知

Ek=hv-W0

该图线的斜率表示普朗克常量，不同频率的光照射同种金属发生光电效应时，图线的斜率相同。C正确；

D.核反应方程髭e-靠Kr+2X中，X是_：e。D错误；

故选C。

2.如图1所示，野营三脚架由三根对称分布的轻质细杆构成（忽略细杆重力），炊具与食物的总质量为

m,各杆与水平地面的夹角均为60°。盛取食物时，用光滑铁钩缓慢拉动吊绳使炊具偏离火堆，如图2所

示。重力加速度为g,下列说法正确的是（）

A.拉动吊绳过程中，铁钩对吊绳的作用力沿水平方向

B.拉动吊绳过程中，吊绳上的拉力大小变大

C.烹煮食物时，细杆对地面的作用力大小均为其IMg

9

D.烹煮食物时，三根细杆受到地面的摩擦力方向相同

【答案】C

【解析】

【详解】B.用光滑铁钩拉动吊绳过程中，炊具与食物受力平衡，吊绳的拉力等于炊具与食物的重力，故

大小不变，故B错误；

A.拉动吊绳过程中，绳子的节点受到竖直向下的绳子拉力、斜向上的的绳子拉力，以及铁钩对吊绳的作

用力，在拉动吊绳过程中，斜向上的的绳子拉力的方向改变，根据共点力平衡可知铁钩对吊绳的作用力沿

竖直绳子与倾斜绳子拉力的对角线，因此铁钩对吊绳的作用力方向斜向下且不断变化，故A错误；

C.设细杆的弹力为凡在竖直方向根据共点力平衡有

3Fcos30°=mg

解得

r=-----m2

9

则烹煮食物时，细杆对地面的作用力大小均为拽加g,故c正确；

9

D.在水平方向上根据受力平衡可知烹煮食物时，各杆受到地面的摩擦力方向不相同，互成120。夹角，故

D错误。

故选C。

3.如图所示，理想变压器原线圈输入电压a=sin副线圈电路中凡为定值电阻，尺是滑动变阻

器，Y和V2是理想交流电压表，示数分别用q和3表示。A1和A2是理想交流电流表，示数分别用人

和，2表示。下列说法正确的是（

A.-和3分别为原副线圈两端电压的瞬时值

B.和与变压器的原副线圈匝数成正比

C.滑片P向下滑动过程中，4变小，变大

D.滑片P向下滑动过程中，不变，/1变大

【答案】D

【解析】

【详解】A.交流电压表测量的是有效值，故q和分别为原副线圈两端电压的有效值，故A错误；

B.根据

，2〃1

可知和12与变压器的原副线圈匝数成反比，故B错误；

CD.滑片P向下滑动过程中，滑动变阻器接入电路的电阻减小，原线圈两端电压■不变，根据理想变压器

原副线圈电压与线圈匝数的关系，可知副线圈两端电压不变，则副线圈总电流,2增大，根据理想变压器

原副线圈电流与线圈匝数的关系，原线圈总电流力增大，故C错误，D正确。

故选D。

4.在正方体ABCD—EFG8中，。点为ABC。面中心，在顶点8、。处分别固定等量的异种点电荷+Q和

-Q,如图所示，则下列说法正确的是（）

A.A、C两点场强相同，电势不等

B.O点电势高于G点电势

C.将试探电荷从尸点沿直线移到H点，电场力做正功

D.+4在。点的电势能大于在"点的电势能

【答案】D

【解析】

【详解】A.根据等量异种电荷电场线的分布情况可知，A点与C点的场强大小相等，方向相同，都平行

于BD,AC是一条等势线，A、C点电势相等，故A错误；

B.ACGE平面是一个等势面，。点电势等于G点电势，故B错误；

C.尸点电势高于”点电势，将试探电荷从E点沿直线移到H点，电势能增大，所以电场力做负功，

故C错误；

D.。点电势高于H点电势，+4在。点的电势能大于在H点的电势能，故D正确。

故选D。

5.如图所示为一列简谐横波在/=0时刻的波形图，M为介质中的一个质点，该波沿尤轴负方向传播，则

B.简谐横波的波长为6m

C.在/=时，质点〃的速度方向与加速度方向相反

4

D.经过』T,质点M通过的路程为10cm

4

【答案】c

【解析】

【详解】A.根据机械波的传播方向可知，U0时刻，质点M向下振动，故A错误；

B.由图可知，简谐横波的波长为4m,故B错误；

C.在t=时质点M到达平衡位置下方，此时正在向y轴负方向振动，而加速度的方向指向平衡位置，

即沿y轴正方向，故质点M的速度方向与加速度方向相反，故C正确；

D.经过一个周期质点M通过的路程为8cm,又因为质点向平衡位置运动时速度越来越大，故自题图所示

T5

时刻在一时间内通过的路程大于振幅2cm,故经过一T,质点M通过的路程大于10cm,故D错误。

44

故选C。

6.假设宇宙中有一双星系统由质量分别为能和M的A、B两颗星体组成。这两颗星绕它们连线上的某一

点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，如图所示，A、B两颗星的距离为L引力常量为G,则

()

A.A星体做匀速圆周运动的周期大于B星体做匀速圆周运动的周期

B.若OA>OB,则

C.A星体做圆周运动的周期为77f--

VG(M+m)

D.B星体做圆周运动的周期为

【答案】C

【解析】

【详解】A.双星系统中两颗星体角速度相同，根据

T171

1=-----

CO

故A星体做匀速圆周运动的周期等于B星体做匀速圆周运动的周期，故A错误;

B.设A、B两颗星体的轨道半径为4、为，根据万有引力提供向心力有

「Mm4/

Gir=m^

可得

mrx-Mr2

若即

n>r2

则

m<M

故B错误;

CD.根据万有引力提供向心力有

—Mm4/

G竿=M^r]

可得

“4/^64兀24

M=，租----1-

GT2GT2

即

..4万2万储+马）

M+m=---------------

GT2

根据几何关系有

L=r\+r1

联立解得A、B星体做圆周运动的周期为

T=27T——^r

、G（M+m）

故C正确，D错误。

故选Co

7.2023年9月29日，在杭州亚运会田径项目女子铅球决赛中，中国选手巩立姣夺得金牌，获得亚运会三

连冠。现把铅球的运动简化为如图所示模型，铅球抛出时离地的高度丸=L928m，铅球落地点到抛出点

的水平距离尤=20m,铅球抛出时的速度%和水平方向的夹角6=37°,已知铅球的质量为m=4kg,不

计空气阻力，sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,J,2.614471.62，J'3.3856人1.84，则

A.小球运动到最高点时速度零

B.小球抛出时的速度%约为13.59m/s

C.小球在空中运动的时间约为1.62s

D.小球落地前任意相等时间内速度的变化量不相等

【答案】B

【解析】

【详解】A.小球运动到最高点时竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，故A错误;

BC.小球水平方向做匀速直线运动，有

X=%。cos，

小球竖直方向做竖直上抛运动，有

2

h=-votsin夕+ggt

解得

Z=1.84s,%=13.59m/s

故B正确，C错误；

D.小球落地前任意相等时间内速度的变化量为

Av=gA/

故小球落地前任意相等时间内速度的变化量相等，故D错误。

故选B。

8.如图所示，等腰直角三角形必c区域内（包含边界）有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为

B,在》c的中点。处有一粒子源，沿与6。平行的方向发射速率不同，质量为m,电荷量为q的带负电粒

子，已知这些粒子都能从ab边离开He区域，ab=2l,不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正

确的是（

A.速度的最大值为叵业速度的最大值为（、巧+2）q*

mm

7mnm

C.在磁场中运动的最长时间为二D.在磁场中运动的最长时间为f

4qBqB

【答案】AD

【解析】

【详解】粒子从防边离开磁场时的临界运动轨迹如图所示

々=（々+/）cos45°

解得

马=（拒+1）/

根据洛伦兹力提供向心力可得

qvB=m—

可得速度的最大值为

_qBn,_（0+1）。由

V——

mm

故A正确，B错误；

CD.由图可知粒子在磁场中运动轨迹对应的最大圆心角为万，则粒子在磁场中运动的最长时间为

1-12mnKm

t=-T=-x------=——

max22qBqB

故C错误，D正确。

故选AD。

9.如图所示，质量为2.5kg的物体A,其下端拴接一固定在水平地面上的轻质弹簧，弹簧的劲度系

数上=100N/m,物体A的上端通过不可伸长的细线跨过两个光滑的小定滑轮连接中间有孔的小球B,小

球B套在倾角。=37°的光滑直杆上，D为杆的底端，仪。与固定杆的夹角也是8,细线qaB水平，此

时细线的拉力是E=45N。小球B的质量根=L5kg,C是杆上一点且02c与杆垂直，。2。=0.60,重

力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。现由静止释放小球B,下列说法正确的是（）

A.物体A、B系统的机械能不守恒：

B.小球B第一次运动到C点时的动能为7.2J

C.小球B第一次运动到C点时细线对B做的功为10J

D.小球B第一次运动到。点时A的动能为零

【答案】AC

【解析】

【详解】A.物块A与小球B组成的系统除了受到重力以外，弹簧弹力对A做功，即其它力所做功不为

零，则物块A与小球B组成的系统机械能不守恒，故A正确；

B.小球B第一次运动到C点时，物块A下降的高度为

/0]=B0,—02c=—------02c=0.4m

"sin0'

小球B下降的高度为

%=02ccos0=0.48m

未释放小球B时，设弹簧的形变量为八七，对物块A有

kM\+Mg=F

解得

Ax】=0.2m

此时弹簧被拉伸，当小球B第一次运动到。点时

AX2=hM-Ax1=0.2m

此时弹簧被压缩，故此时弹簧的弹性势能与未释放小球B时相等，A、B和弹簧组成的系统机械能守恒,

有

1212

Mgk+mgk=-MVM+-mvB1

由于小球B在C点时，细线与小球B速度方向垂直，可知

解得小球B的动能为

1,

£kB=17.2J

故B错误；

C.小球B从释放第一次运动到C点，对小球B,根据动能定理可得

W+mg%=EkB

W=10J

故C正确;

D.由几何知识可得

BO0=D(X

故小球B第一次运动到。点，细线物块A回到初始位置，设此时小球B的速度为02,物块A的速度为

VA2,则

%izcose

小球B下降高度为

为2-2O2CCOS6=0.96m

整个过程根据动能定理可得

1212

mg^=-Mv^+-mVB2

则A的动能为

1,

4=5河破2>0

故D错误。

故选ACo

10.如图，质量均为5加、电阻均为R的导体棒a、b,通过长为/的绝缘轻杆连接形成“工”字形工件，工件

开始时锁定在宽为/的竖直导轨上，导轨下方接有内阻为R的电流表。“工”字形工件以初速度％=还@

05

下落，下落/后进入宽为,、磁感应强度大小为夙方向垂直导轨向里的匀强磁场，棒6第一次穿过磁场

2

时速度减少了一半，之后经过r时间工件穿过磁场，继续下落一段距离（大于/）与EF发生弹性碰撞，之

后工件与E尸反复弹性碰撞，最终恰好不进入磁场。已知重力加速度为g,工件始终与导轨接触良好，不

计一切阻力和导轨电阻，下列说法正确的是（）

-------------a

-------——b

XXX

EF

I//////////

A.b棒刚进磁场时的速度为YH就

5

B.工件运动过程中电流表的最大示数为四11"

15R

C.整个过程中回路产生的焦耳热为2mg/

D.工件第一次穿过磁场时电流表有示数的时间为上匕+/—319

30mgR10g

【答案】ABD

【解析】

【详解】A.6棒刚进磁场时，根据动能定理

1212

lOmgl=—xlQmvl——xlOmvo

解得b棒刚进磁场时的速度为

5

故A正确;

B.6棒刚进磁场时，电流表的示数最大，感应电动势为

E=B/V]

总电阻为

总电流为

工件运动过程中电流表的最大示数为

1——

R157?

故B正确;

C.工件与跖反复弹性碰撞，最终恰好不进入磁场时，a棒位移磁场的下边缘，根据动能定理有

I1

IQmg-(I+-^)+W^=O--xlQmv^9

解得整个过程中回路产生的焦耳热为

Q=-W^J，，｝

故C错误;

D.棒。第一次穿过磁场时速度减少了一半，则

1

岭=2V1

根据动量定理

Bly

lOmgt1—Bl----tx—10mv2—10mvi

R总

其中

解得

一B叩

t］一

30mgR10g

工件继续下落;后，棒。进入磁场，此过程不受安培力，设下落的时间为今，则有

I12

-=v2t2+-gt2

解得

,2=

10g

工件第一次穿过磁场时电流表有示数的时间为

A[=%+%—%2=

30mgR10g

故D正确。

故选ABDo

二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11.在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上(如图甲)，并选用缝

间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L接通电源使光源正常工作,

发出白光。

滤

凸

光

光

目

透

源

片

镜

镜H

<d

一一=

一

图甲

(1)分划板刻线在某条明条纹位置时游标卡尺如图丙所示，则其读数为mm。

(2)如图甲所示组装仪器时，。处应固定(填“单缝”或“双缝”)o

(3)若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中，o

A.观察不到干涉条纹B.可观察到明暗相间的白条纹C.可观察到彩色条纹

(4)若实验中在像屏上得到的干涉图样如图乙，毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中A、8位置时，游标尺

6L

【解析】

【详解】(1)[1]此游标卡尺精度值为0.05mm,读数等于可动刻度读数与游标尺读数之和，则有

x=3lmm+0.05mmx2=31.10mm

(2)[2]该实验为双缝干涉实验，组装仪器时，图甲中。为单缝，6为双缝；

(3)⑶若取下红色滤光片，则出现白光干涉，白光的干涉图样为彩色条纹，故AB错误，C正确。

故选C。

(4)[4]由图乙可知

.々一七

Ax=———1

6

根据八x=可得

a

7_（%2一%）1

/C-

6L

12.物理兴趣小组想探究某种热敏电阻阻值随温度的变化。

r—©-

P

~-E

图1图2

(1)兴趣小组测出某种热敏电阻的/-U图像如图1所示，那么他们选用的应该是下图_____电路(填

（填“增大”或“减小”）;

（2）小马同学用一个内部电源电动势为3V、中值电阻为100。的欧姆表（已调零）接在上述热敏电阻

（伏安特性曲线如图1所示）两端，测量其阻值，如图2所示，则测量值为Q（结果保留3位有效

数字）。

【答案】①.乙②.减小③.400

【解析】

【详解】（1）口］描绘热敏电阻的伏安特性曲线，要求电压从0开始调节，故选择分压电路乙;

⑵/-。图像上各点与坐标原点连线的斜率表示该状态的电阻的倒数，由图1可知，热敏电阻的阻值随温

度的升高而减小。

（2）［3］设热敏电阻两端电压为U、通过热敏电阻的电流为/,根据闭合电路欧姆定律有

U=E—IR中

代入数据得

[7=3-100/

图线交点表示此时热敏电阻的电压为2.4V、电流为6mA,故其电阻为

U24

7?=—=-^Q=400Q

I0.006

13.某天，强强同学在上学途中沿平直人行道以匕=lm/s的速度向公交站台走去，发现质量为

7w=8.OxlO3kg的公交车正以%=20m/s速度从身旁的平直公路同向匀速驶过，此时他们距站台的距离

s=50m。为了乘上该公交车去学校，他开始尽全力加速向前跑去，其最大加速度为q=2.5m/s2,能达

到的最大速度％=6m/s。假设公交车在行驶到距站台s0=25m处开始刹车，刚好到站台停下，强强上

车后公交车再启动向前开去。(不计车长)求:

(1)若公交车刹车过程视为匀减速运动，求其所受阻力的大小;

(2)公交车刚停下时，强强距站台至少还有多远。

【答案】(1)/=6.4X104N；(2)Ay=32.5m

【解析】

【详解】(1)由

得公交车的加速度大小

2

a2=8m/s

阻力为

4

f=ma2=6.4X10N

(2)公交车从相遇处到开始刹车所用时间

；=-s一-品=—s5

%4

刹车过程所用时间

0-v10

%=----2-二—s

a24

公交车从相遇到停下所用时间

15

t=八+1?―s

强强以最大加速度达到最大速度用时间

%一匕6—1

’3—---=----s=2s

Q]2.5

通过的位移

1/\

^l=2（Vl+Vm）?3=7m

匀速运动的时间

7

%—t_——S

4

匀速运动的位移

52=%。=1°.5m

强强距站台至少还有

Av=s-S]-§2=32.5m

14.如图所示，在大气压强为Po=lxl（）5pa、室温为（=300K的实验室中，一高度L=30cm、底面积

S=3xl0-4m2＞侧壁及底面厚度不计的圆柱体气缸竖直放置在地面上，内有一质量"=4kg、厚度

H=4cm的活塞，气缸侧壁顶部和正中间分别有一个大小不计的微动开关P、Q,可以感知活塞是否与其

接触，以制成传感器。初始时活塞底部距离气缸底部20cm,不计活塞与气缸侧壁间的摩擦，g取

10m/s2o

（1）若缓慢升高气缸内气体温度，求活塞刚好接触微动开关尸时气缸内气体温度；

（2）若第（1）问过程中，气缸内气体从外界吸收热量Q】=7.8J,气体内能变化量为多少？

（3）保持温度不变，在活塞上缓慢施加压力以触发开关。可制成压力传感器，若Q到活塞底部的距离为

5cm时，则可检测的压力大小是多少？

【答案】（1）4=390K；（2）△U=3.6J；⑶F=yN

【解析】

【详解】（1）初始时气缸内气柱的高度为

4=20cm

温度为

Tx=300K

活塞刚好接触微动开关P时气缸内气柱的高度为

1%=26cm

设此时气体温度为72,此过程气体发生等压变化，由盖一吕萨克定律有

Sl\_Sh2

了=可

解得

T2=390K

(2)由热力学第一定律有

AU=W+0=-(Mg+p0S)AL+9

解得

AC7=3.6J

即气体的内能增大了3.6J；

(3)此过程气体发生等温变化，由玻意耳定律有

口乂=p?%

其中

Mg+p0S

K=4s

V2=hS

_Mg+F+p0S

0=s

联立解得

3

15.如图，带电量为4=+2xl(y3c、质量为m=lkg的小球B静置于光滑的水平绝缘板右端，板的右侧空间有

范围足够大的、方向水平向左、电场强度E=103N/C的匀强电场。与B球形状相同、质量为3kg的绝缘不

带电小球A以初速度vo=lOrn/s向B运动，两球发生弹性碰撞后均逆着电场的方向进入电场，在电场中两

球又发生多次弹性碰撞，已知每次碰撞时间极短，小球B的电量始终不变，取重力加速度g=10m/s2