安徽省百师联盟2024-2025学年高三下学期开学考试物理试题（解析版）

高级中学名校试题PAGEPAGE12025届高三开年摸底联考物理试题注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号、准考证号填写在答题卡上。2.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，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。考试时间为90分钟，满分100分一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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.氢原子能级示意图如图所示，光子能量在1.61eV~3.10eV的光为可见光，当大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出不同频率的可见光有（）A.2种 B.3种 C.4种 D.6种【答案】A【解析】根据能级跃迁公式可分别计算出辐射光子的能量为，，，，，其中有2种不同频率的可见光。故选A。2.利用光的干涉可以检查工件表面的平整度，其装置如图甲所示，将一块标准平板玻璃a放置在待检测平板玻璃b之上，在一端夹入两张纸片，从而在两片玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜，当用激光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图乙所示。以下说法正确的是（）A.干涉条纹是由a、b两玻璃板上表面反射的光叠加产生的B.图乙条纹弯曲处对应着待检测平板玻璃有凹陷C.抽去一张纸片，相邻亮条纹间距变大D.换用白光垂直照射，干涉条纹消失【答案】C【解析】A．干涉条纹是由a玻璃板下表面和b玻璃板上表面反射的光叠加产生的，故A错误；B．同一级条纹对应的空气薄膜厚度相等，则图乙条纹弯曲处对应着待检测平板玻璃有凸起，故B错误；C．光线在空气膜的上、下表面发生反射，并发生干涉，从而形成干涉条纹，设空气膜顶角为，，处为两相邻亮条纹，如图所示则此两处的光程分别为，因为光程差所以设此两相邻亮条纹中心的距离为，则由几何关系可得当抽去一张纸片，变小增大，相邻亮条纹间距变大，故C正确；D．换用白光垂直照射，仍能发生光干涉现象，此时应该出现彩色条纹，故D错误。故选C。3.如图所示，内壁光滑的导热汽缸内用活塞封闭一定质量的理想气体。当环境温度变化，活塞缓慢上升时，缸内气体（）A对外做功，内能减少B.吸收的热量小于内能的增加量C.温度升高，所有分子热运动速率都增大D.温度升高，速率大的分子数占总分子数比例增加【答案】D【解析】A．活塞缓慢上升时，缸内气体压强不变，故体积与温度成正比，温度升高，缸内气体内能增大，活塞缓慢上升，气体对外做功，A错误；B．缸内气体内能增大，活塞缓慢上升，缸内气体对外做功，由热力学第一定律可知，，故吸收的热量大于内能的增加量，B错误；C．温度升高，分子热运动的平均速率增大，但不是所有分子热运动速率都增大，C错误；D．温度升高，平均速率增大，速率大的分子数占总分子数比例增加，D正确。故选D。4.如图所示，高铁进站过程可看成是加速度大小为的匀减速直线运动。已知最初1秒内的位移与最后1秒内的位移之差为3.2m，则高铁进站过程的减速时间为（）A.7s B.5s C.4s D.3s【答案】B【解析】设高铁进站过程的减速时间为，利用逆向思维可得把代入求得故选B。5.如图甲所示，在，的区域中存在垂直Oxy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示。若仅磁场的区域发生了如图丙所示的变化，则变化后线圈中产生的交变电流可能为（）A. B.C. D.【答案】B【解析】AC．线圈刚开始转动时，线圈的磁通量不变，线圈不产生感应电流，AC错误；BD．当线圈转至时，开始切割磁感线，根据题意可知，磁场区域如甲图所示时，线圈中产生的感应电流当时，B正确，D错误。故选B。6.某人驾驶汽车，从哈尔滨到广州，出发时哈尔滨的环境温度为-23℃，到达广州时的环境温度为27℃。假设汽车轮胎内的气体可视为理想气体，其体积不变且没有漏气，为使轮胎内部气体的压强恢复到出发时的压强，需将气体放出一部分，则放出气体质量与轮胎内原有气体质量之比为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】由于轮胎体积不变且没有漏气，气体放出前后体积不变。根据理想气体等压方程解得初态气体在末态压强下的体积故放出气体质量与轮胎内原有气体质量之比为故选C。7.我国将在2030年前后实现航天员登月计划并在月球上进行相关的科学探测与实验。如图所示，若航天员从倾角为θ的斜面顶端A处，沿水平方向以初速度抛出一小球，经过一段时间后小球落在斜面上的B点。小球运动到P点时离斜面最远，P点到斜面的垂直距离为PC，P点离斜面的竖直高度为PD。已知月球表面的重力加速度为g，则（）A.P、C两点间的距离为 B.P、D两点间的距离为C.小球从A点运动到P点的时间为 D.小球从A点运动到B点的时间为【答案】B【解析】A．建立如图所示的坐标系根据运动的分解可得，小球沿两坐标系得初速度分别为，沿两坐标系得加速度分别为，因此可以将小球看成y方向得竖直上抛运动和x方向得匀加速直线运动，小球达到P点时，则有A错误；B．根据几何关系可得B正确；C．小球从A点运动到P点的时间为C错误；D．小球从A点运动到B点的时间为D错误。故选B。8.某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f。轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作。一质量为m的小车若以速度撞击弹簧，将导致轻杆向右移动。轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦，已知弹簧的劲度系数为k。则（）A.轻杆开始移动时，弹簧的压缩量为B.轻杆开始移动时，小车的加速度大小为C.轻杆恰好能够移动时，小车撞击弹簧的速度大小应为D.为使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度大小为【答案】C【解析】A．轻杆开始移动时，弹力与摩擦力平衡，则有解得弹簧得压缩量A错误；B．轻杆开始移动时，对小车受力分析可知，小车的加速度大小为B错误；C．设轻杆移动前小车对弹簧做得功为，则小车从撞击到停止的过程中，根据动能定理可得解得设轻杆能够恰好移动时，小车撞弹簧得速度为，则有解得C正确；D．小车以撞击弹簧时，则有解得D错误。故选C。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。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.在工业生产中，静电喷漆技术可用于汽车、家电、仪表等金属外壳的喷涂。带负电的油漆微粒运动轨迹如图所示，图中a、b、c三点位于同一直线上，且。假设油漆微粒只受静电力作用，则下列说法正确的是（）A.a点的电势低于c点的电势B.喷枪与工件之间的电场线与油漆微粒的运动轨迹重合C.a、b之间的电势差与b、c之间的电势差相等D.同一油漆微粒在a点的加速度大于在c点的加速度【答案】AD【解析】A．喷枪处的粒子带负电，工件带正电，它们之间的电场方向大致向右，沿电场线的方向为电势降低的方向，故a点的电势低于c点的电势，A正确；B．喷枪与工件间的电场可类比于点电荷与平行金属板之间产生的电场，它们之间的电场为非匀强电场，油漆微粒的运动轨迹与电场线不重合，B错误；CD．由电场线的分布可知，根据牛顿第二定律可知，同一油漆微粒在a点的加速度大于在c点的加速度，结合电势差与电场强度的关系可知，C错误，D正确故选AD。10.一列简谐横波在介质中沿x轴传播，时刻的波形图如图甲所示，介质中一质点Q（图中未画出）的振动图像如图乙所示，则（）A.该波的波长为12m B.该波的周期为2.4sC.该波的传播速度大小为 D.0~2s内质点Q运动的路程为【答案】BC【解析】A．由甲图可知，波长为16m，故A错误；B．由乙图可知，振幅A=0.1m，设质点Q的振动方程为由乙图可知，当t=0时即可得解得质点Q的振动方程为由乙图可知，当t=2s时y=0m则有可得则波的周期为故B正确；C．该波的传播速度大小为故C正确；D．由乙图可知，0~2s内质点Q运动路程为故D错误。故选BC。11.“天问一号”是执行中国首次火星探测任务的探测器，于2021年5月15日在火星表面成功着陆。“天问二号”目前已经基本完成初样研制阶段的工作，预计于2025年5月前后发射。已知火星质量约为地球质量的，火星半径约为地球半径的。假设探测器着陆前绕火星运行的轨道为圆轨道，半径近似为火星半径。关于探测器的运动，下列说法正确的是（）A.其相对于火星的速度小于地球第一宇宙速度B.其相对于火星的速度大于地球第一宇宙速度C.其绕火星飞行的周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的倍D.其绕火星飞行的周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的倍【答案】AC【解析】AB．设星球质量为M，半径为R，第一宇宙速度为v，根据解得可得，即探测器相对于火星的速度小于地球第一宇宙速度，故A正确；B错误；CD．同理，可得解得可得，即探测器绕火星飞行的周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的倍，故C正确；D错误。故选AC。12.如图所示，两足够长平行金属直导轨MN、PQ的间距为L，固定在同一水平面内，直导轨在左端M、P点分别与两条竖直固定、半径为r的圆弧导轨相切。MP连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。长为L、质量为m、电阻为R的金属棒ab跨放在两圆弧导轨的最高点。质量为4m、电阻为4R的均匀金属丝制成一个边长为L的正方形线框，水平放置在两直导轨上，其中有两条边与两直导轨重合。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及线框的可能形变，金属棒、线框均与导轨始终接触良好，重力加速度大小为g。现将金属棒ab由静止释放，金属棒ab始终没有与线框碰撞，则（）A.ab刚越过MP时产生的感应电动势大小为B.线框刚开始运动时的加速度大小为C.ab从越过MP到开始匀速，相对线框运动的距离为D.ab从越过MP到开始匀速，线框产生的焦耳热为【答案】BC【解析】AB．对金属棒ab由静止释放到刚越过MP的过程，根据动能定理有解得则ab刚越过MP时产生的感应电动势大小为根据闭合电路欧姆定律有解得线框刚开始运动时，根据牛顿第二定律有解得故A错误，B正确；CD．最终金属棒ab与线框以共同速度v匀速运动，根据动量守恒定律有，解得对金属棒ab，根据动量定理有又，，，可得联立解得，故C正确；D．从越过MP到开始匀速，整个回路中产生的热量为线框产生的热量为联立解得故D错误。故选BC。三、非选择题：本题共6小题，共60分。13.某实验小组设计了如图甲所示的电路来测量苹果电池的电动势和内阻。（1）闭合开关S，改变电阻箱的阻值，记录多组电压表示数U和电阻箱示数R，并画出的图像，如图乙所示，已知图线的斜率为k，纵轴截距为b，则苹果电池的电动势______，内阻______。（均用k、b表示）（2）实验小组的同学继续对实验误差进行分析，若实线是根据实验数据描点作出的图像，虚线代表理想电压表测得的情况，下列能正确反映相关物理量之间关系的是______。A. B.C. D.【答案】（1）（2）A【解析】【小问1详析】[1][2]根据图甲所示电路图，由闭合电路的欧姆定律得：整理得：由图乙所示图像可知，图像的斜率纵轴截距解得电池电动势，电池内阻【小问2详析】考虑电表内阻，由闭合电路的欧姆定律得：整理得：考虑电源内阻与不考虑电压表内阻时，图像的斜率不变，纵轴截距变大。

故选A。14.某实验小组利用如图甲所示的实验装置，进行“验证机械能守恒定律”实验。当地重力加速度为g。（1）用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则游标卡尺的读数________mm。（2）实验过程中测出两光电门之间的距离为L、钩码的质量为m、滑块及遮光条的总质量为M。滑块从光电门1位置运动到光电门2位置过程中，光电门1和光电门2测出遮光条通过它们的时间分别为和，则钩码和滑块及遮光条组成的系统的重力势能减少量______，系统的动能增加量______（用m、M、d、L、、和g表示）。若在实验误差允许的范围内有，则验证了系统的机械能守恒。（3）仅改变光电门1和光电门2的距离L，多次实验，利用相关记录数据作出系统重力势能减少量，随系统动能增加量变化的图像如图丙所示，根据图丙知______（选填“>”“=”或“<”），写出一条导致上述结果的可能原因______。【答案】（1）9.70（2）（3）<气垫导轨没有调至水平【解析】【小问1详析】[1]根据由图乙可知游标卡尺为20分度尺，精度为0.05mm，则读数为【小问2详析】[1]滑块从光电门1位置运动到光电门2位置过程中，钩码和滑块及遮光条组成的系统的重力势能减少量[2]系统的动能增加量其中，整理得【小问3详析】[1][2]根据图丙知，导致上述结果的原因可能是气垫导轨没有调至水平。15.某光学组件横截面如图所示，圆形玻璃砖圆心为O点，半径为R；直角三棱镜AC边的延长线过直径EF，BC边长度等于R，。横截面所在平面内，单色光线以的角入射到AB边发生折射，折射光线垂直BC边射出，从D点进入玻璃砖，折射光线恰好从F点射出。已知玻璃砖和三棱镜对该单色光的折射率相同，光在真空中的传播速度为c，求：（1）玻璃砖的折射率；（2）单色光在玻璃砖中传播的时间。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详析】光线在AB边发生折射时的折射角为θ，根据几何关系可得根据光的折射定律可知解得折射率【小问2详析】在D点由几何关系知入射角和折射角关系根据折射定律，解得单色光在玻璃中的传播速度可得单色光在玻璃砖中传播时间，解得16.如图所示，水平向右的匀强电场中，用长为L的绝缘细线系住一质量为m的带负电的绝缘小球（可视为质点），小球静止时细线与竖直方向成角，此时小球所在位置P与悬点O两点间的电势差为U。如果不改变电场强度的大小，而突然将电场的方向变为水平向左，小球将在竖直平面内运动，某时刻获得最大速度（未知），此时细线对小球的拉力大小为F（未知）。已知重力加速度为g，求：（1）小球所带的电荷量大小；（2）小球运动过程中的最大速度大小及对应细线对小球的拉力大小F。【答案】（1）（2），【解析】【小问1详析】小球带负电，小球所带电荷量的大小为，对小球时行受力分析如图所示根据小球平衡有P与悬点O两点间的电势差为U，则联立，解得【小问2详析】在不改变电场强度的大小的情况下突然将电场的方向变为水平向左，则当摆球摆到竖直线右侧与竖直方向夹角为时小球的受力平衡，速度最大，此时细线的拉力最大，由动能定理解得此时，由牛顿第二定律可得解得17.如图所示，竖直光滑圆弧轨道PQ固定在地面上，底端与一水平传送带右端在P点相切，轨道顶端Q点和圆心的连线与水平面成角。长的水平传送带以的恒定速率顺时针转动，其左端与地面在M点无缝对接。质量1kg的小球A用一不可伸长的轻绳悬挂在O点，O点在M点的正上方。质量2kg的物块B静止在M点。现将小球A向左拉至轻绳与竖直方向成角处由静止释放，A运动到最低点与B发生弹性正碰，碰后B滑上传送带，之后又滑上圆弧轨道。已知A、B均可视为质点，轻绳长，B与传送带间的动摩擦因数，取重力加速度。（结果除不尽的，可用分数表示）（1）求A、B碰撞后瞬间，B的速度大小；（2）求B从传送带的左端运动到右端所需要的时间；（3）假设B沿圆弧轨道运动时没有与轨道脱离，求轨道的半径应满足的条件。【答案】（1）2m/s（2）1.3s（3）或【解析】【小问1详析】小球A下落过程，由动能定理，得解得A、B碰撞过程，由动量守恒定律和能量守恒定律，得，联立解得【小问2详析】B以2m/s的速度滑上传送带后，根据牛顿第二定律有解得a=5m/s2B加速到与传送带速度相等所需的时间解得0.8s对应的位移解得3.2m此后B做匀速直线运动，对应的时间解得=0.5sB从M运动到P的时间为1.3s【小问3详析】若B恰好