江西省宁冈中学2023-2024学年高三上学期开学考试物理试题

宁冈中学2023-2024学年度高三上

开学考试物理

一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）

1．下列各项中的数值大小能表示阿伏加德罗常数的是（　　）

A．所含的原子数 B．标准状况下，苯所含的分子数

C．金属钠含有的电子数 D．硫酸溶液所含的数

2．在研究自由落体运动的规律时，伽利略用实验验证vt的困难是（   ）

A．当时没有测量时间的仪器

B．不能很准确地测定下落的距离

C．能够用打点计时器测出速度，只是误差太大

D．不能测出下落物体的瞬时速度

3．用塑料瓶装半瓶水密封后放置在室外，经测量室外早晨的温度为10℃，中午的温度为38℃，下列说法正确的是（　　）

A．从早晨到中午，瓶内每个气体分子的动能都逐渐增大

B．从早晨到中午，气体对外界做功大于气体吸收的热量

C．从早晨到中午，瓶内的水从外界吸收热量，所以瓶内水的内能增加了

D．从早晨到中午，速率大的水分子数占总水分子数的比例逐渐减少

4．关于放射性元素的衰变，以下说法正确的是（　　）

A．放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线

B．发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4

C．当放射性元素原子的核外电子具有较高能量时，将发生β衰变

D．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构

5．如图所示，ABC为等腰棱镜，OO'是棱镜的对称轴，a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜，两束光在AB面上的入射点到D点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，下列判断正确的是（  ）

A．在同一介质中，a光光速大于b光光速

B．若从同一介质射入真空，发生全反射时a光的临界角大于b光的临界角

C．用同一双缝干涉实验装置观察，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距

D．在真空中，a光波长大于b光波长

6．为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图所示。当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期为的振荡电流。那么（    ）

A．若罐中的液面上升，振荡电流的频率变小

B．若罐中的液面上升，振荡电流的周期变小

C．当S从a拨到b之后的半个周期内，回路中的磁场先变弱后变强

D．当S从a拨到b之后的四分之一周期内，回路中的电流增大，L的自感电动势变大

7．一束由红、蓝两单色光(折射率分别为和组成的光线从一平板玻璃砖的上表面以入射角射入，穿过玻璃砖从下表面射出，设红光与蓝光穿过玻璃砖所需时间分别为t1和t2，则在逐渐由0°增大到90°的过程中（　　）

A．t1始终大于t2

B． t1始终小于t2

C． t1先大于后小于t2

D． t1先小于后大于t2

8．如图所示，实线表示在竖直平面内的电场线，电场线与水平方向成α角，水平方向的匀强磁场与电场正交，有一带电液滴沿斜向上的虚线L做直线运动，L与水平方向成β角，且α>β，则下列说法中正确的是(　　)

A．液滴一定做匀速直线运动

B．液滴有可能做匀减速直线运动

C．电场线方向一定斜向上

D．液滴的电势能可能增大

9．明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象．如图所示，一细束白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜的新折射后发生色数现象，在光屏ab间形成一条彩色光带，在光带的a、b两侧，下面的说法中正确的是(    )

A．a侧是红色光，b侧是紫色光

B．在真空中a侧光的波长小于b侧光的长

C．三棱镜对a侧光的折射率大于对b侧光的折射率

D．在三棱镜中a侧光的传播速率大于b侧光的传播速率

10．如图所示，一束由两种单色光混合的复色光，沿PO方向射向一上下表面平行的厚玻璃平面镜的上表面，得到三束反射光束I、II、III，若玻璃砖的上下表面足够宽，则下列说法正确的是（　　）

A．光束I、II、III为单色光

B．改变α角，光束I、II、III仍保持平行

C．通过相同的双缝干涉装置，光束Ⅱ产生的条纹间距要小于光束III的

D．在玻璃中，光束Ⅱ的速度小于光束III的

11．如图所示。在竖直平面内有光滑轨道ABCD，其中BC是半径为R的四分之一圆弧轨道，AB是竖直轨道，CD是水平轨道。AB与BC相切于B点，CD与BC相切于C点。—根长为2R的轻杆两端分别固定着两个质量均为m的相同小球P、Q（视为质点），从Q与B等高处由静止释放。两球滑到水平轨道上。重力加速度为g。则下列说法中正确的是（　　）

A．下滑的整个过程中P球机械能守恒

B．下滑的整个过程中两球组成的系统机械能守恒

C．Q球过C点的速度大小为

D．下滑的整个过程中Q球机械能增加量为mgR

二、实验题（共18分）

12． 在“油膜法测分子直径”的实验中，某同学操作如下：

①取 1.0 mL 油酸配成 250 mL 油酸酒精溶液；

②用滴管吸取1.0mL油酸酒精溶液逐滴滴入量筒，全部滴完共滴了 20 滴；

③在边长约 10 cm 的正方形浅盘内注入适量的水，将痱子粉均匀地撒在水面上，用滴管滴入一滴溶液；

④待油膜形状稳定后，将绘有方格的玻璃板放在浅盘上，绘出油酸膜的轮廓（如图所示），每个方格的边长为 1.0 cm。

（1）该实验中一滴油酸酒精溶液含        ml油酸；

（2）由上述数据估算得到油酸分子直径的数量级约为        m；

（3）若该同学在计算油酸膜面积时，对不完整的方格均不计数，由此估算得到的油酸分子直径数量级将        （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；

（4）已知油酸分子的直径约为 8×10−10 m，该同学实验结果产生偏差的可能原因是：         ，理由是：        。

13．如图所示，用气体压强传感器探究气体等温变化的规律，操作步骤如下：

①在注射器内用活塞封闭一定质量的气体，将注射器、压强传感器、数据采集器和计算机逐一连接起来；

②缓慢移动活塞至某一位置，待示数稳定后记录此时注射器内封闭气体的体积V1和由计算机显示的气体压强值p1；

③重复上述步骤②，多次测量并记录；

④根据记录的数据，作出相应图象，分析得出结论。

(1)在本实验操作的过程中，需要保持不变的量是气体的          和          。

(2)根据记录的实验数据，做出了如图所示的p-V图。对图线进行分析，如果在误差允许范围内，p1、p2、V1、V2之间满足关系式          ，就说明一定质量的气体在温度不变时，其压强与体积成反比。图线在V1、V2之间所围的面积的物理意义表示          。

(3)在不同温度环境下，另一位同学重复了上述实验，实验操作和数据处理均正确。环境温度分别为T1、T2，且T1>T2。在如图所示的四幅图中，可能正确反映相关物理量之间关系的是      （选填选项前的字母）。

(4)在相同温度环境下，不同小组的同学均按正确的实验操作和数据处理的方法完成了实验，并在相同坐标标度的情况下画出了压强与体积的关系图线，如图所示。对于两组的图线并不相同的结果，他们请教了老师，老师的解释是由于他们选取的气体质量不同。若4个小组所选择的研究对象的质量分别是m1、m2、m3和m4，则由图可知它们的大小关系是m1     m2，m3     m4（选填“大于”或“小于”）。

三、计算题（共38分）

14．如图所示，物块A质量，物块B质量，一轻质弹簧连接A和B，静止在光滑的水平面上。质量的物块C以水平速度向物块A运动，C、A相碰后粘在一起。求

（1）物块C与物块A碰后瞬时速度大小；

（2）物块C与物块A碰后弹簧的最大弹性势能。

15．真空中有一半径为R的半圆柱形玻璃砖，其横截面如图所示，O为圆心，一束平行光线照射到玻璃砖面上，经玻璃砖折射后，有部分光从BC边射出（只考虑第一次射向BC边的光线）。已知光线AO沿半径方向射入玻璃砖后，恰在O点发生全反射，。求：

（1）玻璃砖的折射率n；

（2）从BC边射出光的区域长度。

16．如图所示，导热良好的汽缸用质量不计，横截面积为S的光滑活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下表面与汽缸底部之间的距离为L。在活塞上放一重物，活塞平衡时下表面距离汽缸底部的高度为。已知大气压强为p0，环境温度为T0，重力加速度为g。

（1）求重物的质量；

（2）若缓慢升高气体的温度，求当活塞回到原位置时，气体的温度T；

（3）在第（2）问中，已知气体吸收热量为Q，求气体内能的增加量U。

1．A

A．的物质的量为，能表示阿伏加德罗常数，故A正确；

B．标准状况下，苯不是气体，苯的物质的量不是1mol，不能表示阿伏加德罗常数，故B错误；

C．金属钠含有的11mol电子，不能表示阿伏加德罗常数，故C错误；

D．硫酸溶液中含有2mol数，不能表示阿伏加德罗常数，故D错误。

故选A。

2．D

由于伽利略当时条件的限制，不能准确的测出下落物体各个时刻的瞬时速度。

故选D。

3．C

A．从早晨到中午，瓶内的水温度升高，水分子的平均动能增大，但并不是每个气体分子的动能都增大，故A错误；

B．从早晨到中午，由于气体温度升高，内能增大，故气体对外做功小于吸收的热量，故B错误；

C．从早晨到中午，瓶内的水温度升高，水分子的平均动能增大，水的质量不变，所以瓶内水的内能会增加，故C正确；

D．水的温度升高后，速率大的水分子数占总水分子数的比例增大，故D错误。

故选C。

4．A

A．放射性元素的原子核发生衰变时从高能级跃迁到低能级，放出γ射线，故A正确；

B．发生衰变时，核电荷数减少2，质量数减少4，中子数减少2，故B错误；

C．衰变时原子核内的中子转化为一个质子和电子，与核外电子无关，故C错误；

D．天然放射性现象揭示了原子核具有内部结构，粒子散射实验揭示了原子的核式结构模型，故D错误；

故选A。

5．C

D．由题图可知，a光经过棱镜后的偏折程度比b光的偏折程度大，所以在真空中a光的频率比b光的频率大，根据

c=λυ

可知在真空中，a光波长小于b光波长，故D错误；

A．根据D项分析可知同一介质对a光的折射率比对b光的折射率大，根据

可知在同一介质中，a光光速小于b光光速，故A错误；

B．根据A项分析以及全反射临界角C与折射率n的关系式

可知若从同一介质射入真空，发生全反射时a光的临界角小于b光的临界角，故B错误；

C．根据D项分析以及双缝干涉相邻条纹间距公式

可知用同一双缝干涉实验装置观察，a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距，故C正确。

故选C。

6．A

AB．两块平行金属板构成的电容器中间的不导电液体是一种电介质，液体的高度升高，相当于插入的电介质增多，电容增大，根据可知，电容增大时，振荡电流的周期增大，则频率减小，故A正确，B错误；

C．在S从a拨到b之后的半个周期内，刚开始电容器作为电源放电，线圈中产生逐渐增大的电流，此时磁场增强，放电完毕后，电路中电流最大，此后电路中电流逐渐减小，电容器充电，磁场变弱，故C错误；

D．在S从a拨到b之后的四分之一个周期内，回路中的电流先逐渐增大，但电流变化越来越慢，故L的自感电动势变小，故D错误。

故选A。

7．B

设折射角为α，玻璃砖的厚度为h，由折射定律

n=

且

n=

在玻璃砖中的时间为

t=

联立解得

t2∝

红光频率较小，θ为零时，t1＜t2，θ为90°时，趋近渐近线，初步判定该函数为单调函数，通过带入θ为其它特殊值，仍然有t1＜t2，B正确。

故选B。

8．AC

A．如下图所示，带电液滴，在复合场中，受到重力、洛伦兹力和电场力作用，由

题设条件知，带电液滴沿斜向上的虚线L做直线运动，所以重力、洛伦兹力和电场力这三个力的合力为零，故A正确

B．如果液滴有可能做匀减速直线运动，那么液滴受洛伦兹力会变小，液滴受的重力和电场力都是恒力，液滴受力合力不为零，其合力方向与液滴运动方向不在一条直线上，液滴就不会做直线运动，不符合题意，故B错误

C．由以上分析知，电场线方向一定斜向上，且液滴带正电，否则液滴不在沿虚线L做直线运动，故C正确

D．液滴受力合力零，液滴带正电，且在电场中从高电势向低电势位置运动，液滴的电势能不可能增大，故D错误，

故选AC。

9．BC

红光的折射率小于紫光的折射率，经过三棱镜，红光的偏折角小于紫光的偏折角，则b侧是红色光，a侧是紫色光．故A错误．由图知a侧光的偏折角大，三棱镜对a侧光的折射率大，a侧光的波长小．故BC正确．三棱镜对a侧光的折射率大，由公式v=c/n得知，a侧光在三棱镜中传播速率小于b侧光的传播速率．故D错误．

10．BCD

A．所有色光都能反射，反射角相同，则由图可知光束I是复色光；而光束Ⅱ、Ⅲ由于折射率的不同导致偏折分离，因为厚玻璃平面镜的上下表面是平行的；根据光的可逆性，知两光束仍然平行射出，且光束Ⅱ、Ⅲ是单色光，故A错误；

B．一束由两种色光混合的复色光沿方向射出，经过反射、再折射后，光线仍是平行，因为光的反射时入射角与反射角相等。所以由光路可逆可得出射光线平行；改变角，光线Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ仍保持平行，故B正确；

C．由图知光束Ⅱ的偏折程度大于光束Ⅲ，根据折射定律可知光束Ⅱ的折射率大于光束Ⅲ，则光束Ⅱ的频率大于光束Ⅲ，光束Ⅱ的波长小于光束Ⅲ的波长，而双缝干涉条纹间距与波长成正比，则双缝干涉实验中光Ⅱ产生的条纹间距比光Ⅲ的小，故C正确；

D．由于光束Ⅱ的折射率大于光束Ⅲ，根据

可知在玻璃中光束II的速度小于光束III的速度，故D正确。

故选BCD。

11．BD

A．P球运动过程中轻杆要做功，所以机械能不守恒，故A错误；

B．把两个球和轻杆作为一个系统来研究，除了重力和系统内的弹力做功，没有别的力做功，符合机械能守恒的条件，轻杆没有能量，所以下滑的整个过程中两球组成的系统机械能守恒，故B正确；

C．Q球过C点时，杆与竖直方向的夹角的正弦值为

故

根据机械能守恒定律，有

杆不可伸长，故两个球沿着杆方向的分速度相等，故

联立计算得出

，

故C错误；

D．下滑的整个过程中，根据机械能守恒定律，有

计算得出

故Q球机械能增加量为

所以D选项是正确的。

故选BD。

12．（1）2×10−4     （2）10−8     （3）不变     （4）油酸膜可能没有充分展开，形成的并不是单分子油膜层     2×10−10 m3 的油酸若形成紧密排列的单分子膜时，膜面积约为 0.25 m2，远大于浅盘内的水面面积，说明实际上油膜不可能仅是一层油酸分子构成的

13．(1)质量     温度     (2)p1V1=p2V2     气体体积由V1变到V2的过程中，气体对外界所做的功     (3)AC     (4)大于     大于

14．（1）；（2）

（1）设金属块C与铁块A碰后瞬间速度大小为，规定向右为正方向，对A、C由动量守恒定律有

解得

（2）根据题意可知，当A、B、C三者速度相等时弹簧的弹性势能最大，设速度的大小为，对A、B、C由动量守恒定律有

解得

设最大弹性势能为，C、A碰后到弹簧最短的过程，对A、B、C和弹簧整体由机械能守恒定律有

解得

15．（1）2；（2）

（1）根据题意，光线在O点恰好发生全反射，入射角等于临界角C，则得

C=30°

根据

解得

n=2

（2）如图所示

进入玻璃中的光线①垂直半球面，沿半径方向直达球心位置O，且入射角等于临界角，恰好在O点发生全反射．光线①左侧的光线（如：光线②）经球面折射后，射在BC上的入射角一定大于临界角，在BC上发生全反射，不能射出。光线①右侧的光线经半球面折射后，射到BC面上的入射角均小于临界角，能从BC面上射出。最右边射向半球的光线③与球面相切，入射角

i=90°

由折射定律知

解得

r=30°

根据几何知识可知光线③将在BC边发生全反射，在光线③左侧的光线，都能从BC边射出，所以在BC面上射出的光束宽度应是

16．（1）；（2）；（3）

（1）放重物后，气体压强

气体做等温变化

联立解得

（2）缓慢升高气体温度，活塞缓慢上升，气体做等压变化

解得

（3）气体等压变化过程中，对外界做功

根据U = Q＋W可得

将m代入得