江西省万安中学2023-2024学年高三上学期开学考试物理试题

2023-2024学年

高三上学期开学考试物理

一、选择题 （共11题，每题4分，共44分，1-7单选，8-11多选。）

1．根据下列物理量，可以估算出某种固体物质中单个分子体积的是（    ）．

A．阿伏加德罗常量、该固体的摩尔质量和质量

B．阿伏加德罗常量、该固体的摩尔质量和密度

C．阿伏加德罗常量、该固体的质量和体积

D．该固体的密度、体积和摩尔质量

2．伽利略对研究自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，如图所示，可大致表示其实验和思维的过程，下列说法正确的是（　　）

A．伽利略从此实验得出速度和位移成正比

B．丁图是实验现象，甲、乙、丙图是经过合理外推得到的结论

C．运用丁图实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显

D．运用甲图实验，可“冲淡”重力的作用，使时间更容易测量

3．如图所示为某透明介质制成的棱镜的横截面图，该截面是边长为a的等边三角形ABC，一细光束由AB边的中点斜射入棱镜，光束与AB边的夹角为30°，光束在棱镜中经两次折射，射出时相对初始入射光束的偏转角为60°，已知光在真空中的速度为c，忽略反射光。则下列说法正确的是（　　）

A．棱镜对该光的折射率为

B．光束经AB折射后折射光线与BC不平行

C．光束在棱镜中的传播时间为

D．减小光束与AB边的夹角，光束可能在AC边发生全反射

4．关于LC电磁振荡和电磁波，以下说法中正确的是（　　）

A．如图所示为LC振荡电路某时刻的情况，则此时电容器正在充电

B．在线圈中插入铁芯可使振荡周期变小

C．LC振荡电路辐射的电磁波传播需要介质

D．由空气进入水中时，电磁波的波长不变

5．水下一点光源，发出a、b两单色光。人在水面上方向下看，水面中心Ⅰ区域有a光、b光射出，Ⅱ区域只有a光射出，如图所示。下列判断正确的是（　　）

A．a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时，a光的折射角大

B．在真空中，a光的波长大于b光的波长

C．水对a光的折射率大于对b光的折射率

D．水下b光不能射到图中Ⅱ区域

6．1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工核蜕变实验，验证了质能关系的正确性。在实验中，锂原子核俘获一个质子后成为不稳定的铍原子核，随后又蜕变为两个原子核，核反应方程为。已知、、X的质量分别为、、，光在真空中的传播速度为c，则在该核反应中（　　）

A．质量亏损

B．释放的核能

C．铍原子核内的中子数是5

D．X表示的是氚原子核

7．一定质量的理想气体经历如图所示的变化过程，其中A→B为等压过程，B→C为等温过程，C→D为绝热过程（气体与外界无热交换），D→B为等压过程。下列说法正确的是（　　）

A．A→B过程中，单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数增加

B．B→C过程中，气体从外界吸收热量

C．C→D过程中，气体的内能减小

D．D→B过程中，外界对气体做负功

8．如图所示,在空气中,一束单色光由两面平行的玻璃板的a表面射入,从b表面射出,则以下说法中正确的是(    )

A．出射光线一定与入射光线平行

B．随着θ角的增大,光可能在a表面发生全反射

C．随着θ角的增大,光可能在b表面发生全反射(θ<90°)

D．无论如何改变θ角,光线从a表面射入,不可能在b表面发生全反射

9．一质量不计的直角形支架两端分别连接质量均为m的小球A和B。支架的两直角边长度分别为和l，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。开始时OA边处于水平位置，由静止释放，则（　　）

A．OA边转动到处于竖直位置时，A球的速度为

B．A球速度最大时，两小球的总重力势能最小

C．A球速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为

D．A、B两球的最大动能之比为

10．如图所示，截面为等腰三角形的玻璃砖ABC置于水平地面上，一束单色光由地面上的E点发出，射向AB边上的M点，BM=BE，经过玻璃砖折射后，从AC边上N点（图中未画出）射出，最后光斑落在地面上的F点，CF=BE，已知玻璃砖的顶角为，两个底角为，则以下说法中正确的是（　　）

A．玻璃砖的折射率为

B．玻璃砖的折射率为

C．M、N两点一定位于同一水平线上

D．若只使入射光的波长增大，由AC面射出时的出射点在N点上方

11．如图所示，相距的、两直线间的区域存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场。其中上方的电场的场强方向竖直向下，下方的电场的场强方向竖直向上。若从点以初速度水平射入电量为、质量为的粒子，，通过上的某点进入匀强电场后从边上的点水平射出，其轨迹如图且，不计粒子的重力。则下列说法正确的是（　　）

A．

B．

C．

D．从点正下方距点处水平射入与点相同的粒子（初速度仍为），则该粒子也会垂直边界离开电场

二、实验题（共18分）

12．在“用油膜法估测油酸分子的大小”实验中：

（1）与实验中“将油酸分子看成是球形的”采用的方法相同的是           。

A．引入质点的概念

B．平均速度的定义

C．引入重心的概念

D．研究加速度与力或质量关系的实验

（2）有下列实验步骤：

①往边长约为40 cm的浅盘里倒入约2 cm深的水，待水面稳定后将适量的爽身粉均匀地撒在水面上。

②用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待油膜形状稳定。

③计算出油膜的面积，根据油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。

④用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。

⑤将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在带有坐标方格的玻璃板上。

上述步骤中，正确的顺序是           。（填写步骤前面的数字）

（3）将1 cm3的油酸溶于酒精，制成300 cm3的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有 50滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m2.由此估算出油酸分子的直径约为            m。（结果保留1位有效数字）

（4）某同学在用油膜法估测分子直径的实验中，计算结果明显偏大，可能是由于哪些原因造成的？           ；           。（试写出两条）

13．如图甲为探究气体等温变化规律的实验装置，试验时可用连接管将传感器与注射器相连，空气柱的长度可由注射器上的刻度尺读取、气体的压强可通过与注射器相连的传感器读取。

（1）关于该实验下列说法正确的是(    )；

A．柱塞上涂油是为了减小摩擦力     B．改变气体体积应缓慢推拉柱塞

C．推拉柱塞时可用手握住注射器     D．实验前应测得柱塞受到的重力

（2）改变气体体积，缓慢推柱塞的过程中，气体       （选填“吸热”“放热”）；

（3）图乙是某实验小组在不同室温下进行实验时作出的图像，则图中的两条等温线的温度       （选填“>”“<”“=”）；

（4）图丙图像中，虚线图①是该实验理论图像，实线图②是某实验小组根据采集的实验数据作出的图像，其中实线图②不过坐标原点的原因可能是        ；

（5）解决了（4）问中存在的问题后继续实验，实验小组又发现乘积的数值越来越小，造成这一现象的原因可能是        。

A．实验时注射器活塞与筒壁间的摩擦力不断增大

B．实验时环境温度增大了

C．实验时外界大气压强发生了变化

D．实验时注射器的空气向外发生了泄漏

三、计算题（共38分）

14．如图所示，一个轻质弹簧一端悬于电梯上，另一端挂着用轻绳连接在一起的两物体A和B，弹簧劲度系数为k，，电梯以加速度a向上加速运动突然电梯停止，在电梯停止瞬间轻绳断裂，之后物体A做简谐运动，运动过程中弹簧未超过弹性限度，已知从绳子断裂到物体首次运动到最高点所用时间是。

(1)从绳子断裂到物体运动到最高点过程中，弹簧长度改变了多少；

(2)取物体A做简谐运动的平衡位置为坐标原点，向下为正方向，建立x坐标轴，从绳子断裂开始计时，写出物体A做简谐运动位移与时间的函数表达式。

15．如图所示为半圆柱体玻璃的横截面，其半径为R．OD为直径．一束由红光和紫光组成的复色光AO从真空以1=45°的入射角由玻璃上表面射入，B、C为两单色光的射出点．已知OC=R，光在真空中的速度为c，求

（1）玻璃对红光的折射率；

（2）光线从O传播到C和从O传播到B的时间

16．内径相同、导热良好的“上”形细管竖直放置，管的水平部分左、右两端封闭，竖直管足够长且上端开口与大气相通，水银将水平管中的理想气体分为两部分，各部分长度如图所示。现再向竖直管中缓慢注入水银，直到B中气柱长度变为4cm。设外界温度不变，外界气压p0=76 cmHg。求：

（1）末态A中气柱长度；

（2）注入管中的水银柱的长度。

1．B

A．由阿伏加德罗常量NA、该固体的摩尔质量Mm和质量m，可求出物质的量和分子的总个数：

故无法求出单个分子体积；A项错误。

B．由阿伏加德罗常量NA、该固体的摩尔质量Mm和密度，可求得摩尔体积：

则可求得单个固体分子体积：

故B项正确。

C．由阿伏加德罗常量NA、该固体的质量m和体积V，可求出固体的密度：

无法求出单个分子体积；故C项错误。

D．由固体的密度、体积V和摩尔质量Mm，可求出摩尔体积为：

可求得固体分子的个数：

但无法求出单个分子体积；故D项错误。

故选B。

2．D

A．伽利略的时代无法直接测定瞬时速度，就无法验证v与t成正比的思想，伽利略通过数学运算得到，若物体初速度为零，且速度随时间均匀变化，即v正比于t，那么它通过的位移与所用时间的二次方成正比，只要测出物体通过不同位移所用的时间就可以验证物体的速度是否随时间均匀变化，本实验得出位移与所用时间的二次方成正比，故A错误；

B．甲乙丙均是实验现象，丁图是经过合理的外推得到的结论，故B错误；

CD．由于伽利略时代靠滴水计时，不能测量自由落体所用的时间，伽利略让铜球沿阻力很小的斜面滚下，由于沿斜面下滑时加速度减小，所用时间长得多，所以容易测量，这个方法叫“冲淡”重力，故C错误，D正确。

故选D。

3．C

A．由题意作出光路图，如图所示，由题可知，由几何关系有

又

由折射定律有

联立可得

、、

A错误；

B．由以上分析可知，光束在AB上的折射光线与BC边平行，B错误；

C．三角形ADE为等边三角形，即有

光在棱镜中的传播速度为

则光在棱镜中的传播时间为

C正确；

D．减小光束与AB边的夹角，经AB边折射后的光束在AC边的入射角减小，因此光束一定不会在AC边发生全反射，D错误。

故选C。

4．A

A．如图所示为LC振荡电路某时刻的情况，由线圈内的磁场方向可知，线圈中的电流方向由上到下，而此时电容器下极板为正，则此时电容器正在充电，故A正确；

B．在线圈中插入铁芯，则L变大，根据

可知，振荡周期变大，故B错误；

C．LC振荡电路辐射的电磁波传播不需要介质，故C错误；

D．由空气进入水中时，电磁波的波速要减小，周期和频率不变，则根据

λ=vT

可知，波长变小，故D错误。

故选A。

5．B

AC．根据题述可知，b光发生全反射的临界角较小，由sinC=可知，水对b光的折射率较大，对a光的折射率较小，a、b光从Ⅰ区域某点倾斜射出时，a光的折射角小，AC错误；

B．由折射率随光的频率的增大而增大可知，a光的频率较小，波长较长，B正确；

D．水下b光能射到题图中Ⅱ区域，由于水下b光在题图中Ⅱ区域发生了全反射，Ⅱ区域只有a光射出，D错误。

故选B。

6．B

CD．根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知方程为

则，，铍原子核内的中子数是4，X表示的是氦核，故CD错误；

AB．核反应质量亏损为

则释放的核能为

故A错误，B正确；

故选B。

7．B

A．A→B过程中，压强不变，体积变大，分子数密度减小，温度升高，分子平均速率变大，则单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数减小，选项A错误；

B．B→C过程中，气体温度不变，内能不变，体积变大，对外做功，则气体从外界吸收热量，选项B正确；

C．C→D过程中，气体体积减小，外界对气体做功，绝热，与外界无热交换，则气体的内能增加，选项C错误；

D．D→B过程中，气体体积减小，则外界对气体做正功，选项D错误。

故选B。

8．AD

光线通过两面平行的玻璃板时，光的传播方向不变，只是发生了侧移，A正确；光线在a表面是由光疏介质射入光密介质，故不会发生全反射．当光线射到b表面时，入射角等于光在a表面时的折射角，由光路可逆知，它在b表面的折射角等于在a表面的入射角，故在b表面也不会发生全反射，故BC错误，D正确．

9．BD

B．因两球固定在同一支架上，两球角速度相同，线速度之比等于转动半径之比，即有

故两球速度同时达到最大值，由系统机械能守恒知，当两球速度最大时，总动能最大，总重力势能最小，故B正确；

D．由动能定义式知两球的最大动能之比等于最大速度的平方之比，即

故D正确；

A．当A球转到竖直位置时，由机械能守恒有

解得，A球的速度为

故A错误；

C．设A球速度最大时杆转过角，由能量守恒知此时系统的总动能为

其中，，可见当时总动能最大，即两杆转过的角度时两球的动能最大，速度也最大，故C错误。

故选BD。

10．BCD

光路图如图所示

AB．由图可知

入射角

折射角为

根据折射定律

故A错误，B正确；

C．根据对称性，可知MN∥EF，故M、N两点一定位于同一水平线上。故C正确；

D．根据

当增加时，将减小，n减小，所以折射角r将增大。由AC面射出时的出射点在N点上方。故D正确。

故选BCD。

11．ACD

ABC．粒子经PT直线上的点R由E0电场进入E1电场，由Q到R及R到M点的时间分别为t2与t1，到达R时竖直速度为vy，由牛顿第二定律得

F=qE=ma

可知在下方电场中的加速度a2与上方电场中的加速度a1的关系是

a1=2a2

竖直方向

vy=a2t2= a1t1

可知

t2=2t1

由位移公式得

3L=v0t2+v0t1

可得

竖直方向

因

选项AC正确，B错误；

D．从点正下方距点处水平射入与点相同的粒子（初速度仍为），根据

则

根据上述分析可知

要想粒子垂直边界离开电场，水平方向要满足

当从点正下方距点处水平射入与点相同的粒子（初速度仍为）时，带入数据解得

满足条件，则该粒子也会垂直边界离开电场，故D正确。

故选ACD。

12．（1）A     （2）④①②⑤③     （3）5×10-10     （4）油酸未完全散开     计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格

13．（1）B     （2）放热     （3）>     （4）实验时未考虑注射器前端与橡皮帽连接处的气体     （5）D

14．(1)；(2)

(1)绳子未断开时，对物体A和物体B整体分析

得

由

得弹簧伸长了

绳子断开瞬间在最低点，对物体A分析

物体A运动到最高点，对物体A分析

根据简谐运动回复力对称性

得

由

得弹簧压缩了

弹簧长度变化了

(2)物体A做简谐运动的振幅

周期

，

正方向向下，所以初相位为，物体A做简谐运动位移与时间的函数表达式

15．（1）（2）

（1）光线OC为红光，OB为紫光，设红光在玻璃中的折射角为θ2，由几何关系可得θ2=30°

设玻璃对红光的折射率为n红，由折射定律得

n红=

解得：

n红=

（2）设光线（红光）从O传播到C的时间为t1

t1=

v=

解得：

t1=

设OD与BD的夹角为α，光线（紫光》从O传播到B的时间为t2

t2=

v紫=

n紫=

解得：

t2=

答：（1）（2）

16．（1）8cm；（2）25cm

（1）设细管的横截面积为S，对B中气体有

对A中气体

因

联立各式得

代入数据解得

（2）据题意

将数据代入解得

又因

则注入水银柱的长度为