[物理]河南省开封市开封五县2024-2025学年高三上学期开学联考试题(解析版)

这是一份[物理]河南省开封市开封五县2024-2025学年高三上学期开学联考试题(解析版)，共18页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，答题前，考生务必用直径0，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。

1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：高考范围。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题，只有一项是符合题目要求的。第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 用中子轰击锂核，可产生粒子和氚核，核反应方程为；氘是“人造小太阳”的核燃料，“人造小太阳”中的核反应方程为，关于两个核反应，下列说法正确的是（ ）
A. X是质子B. X是中子
C. 两个核反应均为α衰变D. 两个核反应均为轻核聚变
【答案】B
【解析】AB．根据质量数、电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，所以X是中子。故A错误；B正确；
CD．是人工转变，是轻核聚变。故CD错误。
故选B。
2. 两列频率均为f、振幅相同的简谐横波在某一区域叠加后形成稳定的干涉，某时刻的干涉图样如图所示，实线表示波峰，虚线表示波谷，A、B、C、D、O为叠加区域的五个质点，其中O为线段的交点，关于这五个质点，下列说法正确的是（ ）
A. B点始终处在波峰B. A点振动速度始终为零
C. A、O、C均为振动减弱点D. D点的振动频率为
【答案】B
【解析】A．点为波峰与波峰相遇的点，是振动加强点，但它要做简谐振动，位移时刻变化，故A错误；
B．点是振动减弱点，而两列波的振幅相同，故叠加后点的振幅为零，振动速度始终为零，故B正确；
C．根据干涉分布特点可知，B、O、D均为振动加强点，A点、C点为振动减弱点，故C错误；
D．两列波相遇叠加发生干涉后，只是振幅发生变化，而波的频率由波源决定不变，则点的振动频率为，故D错误。
故选B。
3. 如图所示为远距离输电的原理图，电路中的升压变压器T1和T2为理想变压器，发电厂的输出电压恒定，输电线上的电阻R不变。若用户接入的用电器增多，则下列物理量一定减少的是（ ）
A. 升压变压器的输出电压B. 输电线损失的功率
C. 加在用户两端的电压D. 降压变压器的输出功率
【答案】C
【解析】A．升压变压器的输出电压由输入电压和升压变压器的匝数比决定，则升压变压器的输出电压不变，故A错误；
BCD．若用户接入的用电器增多，则用户消耗的功率变大，降压变压器的输出功率增大，输电线上的电流会变大，根据
可知，输电线损失的功率增大，输电线上损失的电压变大，则降压变压器的原线圈两端的电压减小，用户得到的电压减小，故BD错误，C正确。
故选C。
4. 如图所示，水平直导体棒用绝缘细线悬吊处于静止状态，空间存在匀强磁场，磁场的方向与竖直方向夹角为，给导体棒通入方向不变的电流，缓慢增大电流的大小，在导体棒缓慢向右运动至悬线与磁场平行的过程中，下列判断正确的是（ ）
A. 导体棒中的电流由a到b
B. 导体棒受到的安培力方向不断变化
C. 悬线对导体棒的拉力不断减小
D. 当悬线与磁场平行时，导体棒受到的安培力为零
【答案】C
【解析】A．根据左手定则可知，导体棒中的电流由到，故A错误；
B．导体棒受到的安培力方向始终垂直于磁场方向，方向保持不变，故B错误；
C．由相似三角形动态分析可知，悬线对导体棒的拉力不断减小，故C正确；
D．当悬线与磁场平行时，根据，安培力不为零，故D错误。
故选C。
5. 如图所示，一个人用绕过光滑定滑轮的轻绳提升重物，重物的重力为G，人以速度v向右匀速运动，当人所拉的轻绳与水平方向的夹角为时，下列说法正确的是（ ）
A. 重物受到的合力为零
B. 人受到的合力为零
C. 地面对人的摩擦力大小等于
D. 轻绳对滑轮的作用力大小为
【答案】B
【解析】A．当人匀速向右运动时，设重物上升的速度为，则
随着减小，增大，则物块加速上升，因此重物受到的合力向上，故A错误；
B．由于人匀速运动，人受到的合力为零，故B正确；
CD．轻绳的拉力大于，地面对人的摩擦力大于，同样，轻绳对滑轮的作用力大小大于，选项CD错误。
故选B。
6. 鹊桥二号中继卫星，是探月四期工程的重要一环，为嫦娥六号及后续月球探测器提供通信保障，构建起地月之间的通信桥梁。2024年3月鹊桥二号发射成功，被直接送入了预定地月转移轨道。在P点，鹊桥二号进入月球捕获轨道。捕获轨道的近月点为P和远月点为A；经过多次轨道控制，鹊桥二号最终进入近月点P和远月点B的环月轨道。则下列说法正确的是（ ）
A. 鹊桥二号在地球的发射速度大于第二宇宙速度
B. 鹊桥二号在地月转移轨道和捕获轨道上的机械能相等
C. 相同时间内，鹊桥二号在捕获轨道上和在环月轨道上与月心连线扫过的面积相等
D. 若不考虑变轨因素，鹊桥二号分别在A、B、P三点时，在P点的速度变化最快
【答案】D
【解析】A．鹊桥二号仍在地球引力范畴内，所以发射速度应大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故A错误；
B．鹊桥二号在地月转移轨道需要点火减速才能进入捕获轨道，所以鹊桥二号在地月转移轨道的机械能大于在捕获轨道上的机械能，故B错误；
C．由于在不同轨道上，所以相同时间内，鹊桥二号在捕获轨道上和在环月轨道上与月心连线扫过的面积不相等，故C错误；
D．根据牛顿第二定律可得
可得
可知鹊桥二号分别在A、B、P三点时，在P点的加速度最大，则在P点的速度变化最快，故D正确。
故选D。
7. 如图所示为飞镖运动员在练习投镖，运动员每次将飞镖从同一点沿同一方向将飞镖掷出，第一次以水平初速度掷出，击中靶心O上方A点，第二次以水平初速度掷出，击中靶心O下方B点，A、B两点到靶心O的距离相等，若要击中靶心O，则掷出的水平初速度大小应为（不计空气阻力）（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设水平位移为x，掷出初速度大小为时刚好击中靶心O，根据题意有
解得
故选B。
8. 如图所示，A、B两个等量正的点电荷固定放置，O为A、B连线中点，在A、B连线的垂直平分线上P点，由静止释放一个负的点电荷，该点电荷仅在电场力作用下运动，取P点电势为零，在该点电荷从P点运动到O点过程中，速度随时间、电势能随运动位移的关系可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】AB．v-t图像中图线的斜率表示加速度，根据静电场的叠加可知，间的电场强度可能一直减小，也可能先增大后减小，根据
可知如果电场强度一直减小，则电场力一直减小，加速度一直减小，如果电场强度先增大后减小，则电场力先增大后减小，加速度先增大后减小。故A错误；B正确；
CD．根据电场力做功与电势能变化的关系
可知图像中图线的斜率表示电场力，由前面分析可知，电场力可能一直减小，也可能先增大后减小。故C正确；D错误。
故选BC。
9. 热气球观光深受人们的喜爱，如图所示为某旅游观光点的热气球即将升空时的情景，开始时向球内喷冷空气，使气球膨胀起来，膨胀后的气球内气体的温度、密度和球外大气的温度、密度相同，分别为，膨胀后的气球体积为；随后给球内气体加热，当气球刚要升空时，球内气体温度升高为T，加热过程，热气球的体积不变。重力加速度为g，则下列判断正确的是（ ）
A. 气球刚要升空时，球内气体密度为
B. 气球刚要升空时，球内气体密度为
C. 从开始加热至气球刚要升空过程，球内排出气体质量为
D. 从开始加热至气球刚要升空过程，球内排出气体质量为
【答案】AC
【解析】AB．分析可知热气球在加热时，球内压强一直等于大气压，随着温度的升高，有部分球内原来的气体会排出，以开始时热气球内的所有气体为研究对象，气体发生等压变化，则
又
则
故A正确，B错误；
CD．从开始加热至气球刚要升空过程，排出气体质量为
故C正确，D错误。
故选AC。
10. 如图所示，水平面内的光滑平行导轨由宽度为的平行导轨和宽度为L的平行导轨连接而成，图中虚线右侧的导轨处在垂直于水平面向下的匀强磁场中，磁场的磁感强度大小为B，金属棒垂直放置在虚线左侧的宽导轨上，金属棒垂直放置在窄导轨上，和的质量分别为和接入两导轨间的电阻分别为，虚线右侧的宽导轨和窄导轨均足够长，导轨电阻不计，运动过程中两金属棒始终与导轨接触良好，给金属棒向右的初速度，则下列说法正确的是（ ）
A. 最终金属棒的速度大小为
B. 最终金属棒的动量大小为
C. 整个过程，通过金属棒的电量为
D. 整个过程，金属棒中产生的焦耳热为
【答案】BD
【解析】AB．最终两金属棒均做匀速直线运动，设的最终速度分别为，由于回路中没有感应电流，磁通量不变，则
根据动量定理
解得
,
则最终金属棒的动量大小为
故A错误，B正确；
C．由
解得通过金属棒的电量
选项C错误；
D．设金属棒中产生的焦耳热为，则
解得
故D正确。
故选BD。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. 某同学用如图所示装置测量重力加速度。铁架台上固定着光电门A、B，小铁球被吸在电磁铁上，调节光电门的位置，使小球下落时球心正好通过光电门。两光电门与数字计时器相连，能记录小球从光电门A运动到光电门B的时间。
（1）用游标卡尺测量小球直径，读数如图乙所示，则小球的直径为_____；
（2）给电磁铁断电，小球自由下落，测得小球通过光电门A、B及从光电门A到光电门B的时间分别为和，测得当地的重力加速度_____（用、和d表示）；
（3）改变实验方法，给电磁铁断电，小球自由下落，测得小球通过光电门B所用的时间t，同时用刻度尺测出两光电门间的高度差h，保持电磁铁和光电门A的位置不变，调节光电门B的位置，重复实验，测得多组t和h，作图像，得到图像的斜率为k，测得当地的重力加速度_____（用k，d表示）。
【答案】（1）1.05
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
用游标卡尺测小球直径为
【小问2详解】
由
得
【小问3详解】
由
得
结合题意知
解得
12. 某同学要测量电池组的电动势和内阻，由于电压表的内阻不是很大，该同学根据实验室提供的器材组成了如图所示电路。电流表的量程为，电压表的量程为。实验室提供的定值电阻有。
（1）电路图中的定值电阻应选_____（选填“”或“”）；
（2）将开关合向2、开关合向4，滑动变阻器接入电路的电阻调到最大，闭合开关，再次调节滑动变阻器，使电流表和电压表的指针偏转均较大，记录这时电流表和电压表的示数，则电压表的内阻_____（用或表示）；
（3）将开关合向1、开关合向3，调节滑动变阻器，测得多组电压表和电流表的示数U和I，作图像，测得图像的斜率为k，图像纵轴的截距为b，则求得电池组的电动势_____，内阻_____。（用、b、k表示）
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
若电路图中的定值电阻应选，且电压表并联在定值电阻两端，则回路中的最大电流约为
此时电流表偏转较小，实验误差较大，故电路图中定值电阻应选。
【小问2详解】
根据并联电路电流关系可得
解得电压表的内阻为
小问3详解】
[1][2]根据闭合电路的欧姆定律
整理得
图像的斜率为
解得内阻为
图像的纵截距为
解得电源电动势为
13. 10分）如图所示，玻璃砖的截面是半径为R的半圆，O为圆心，玻璃砖上表面水平，一束单色光斜射在O点，入射角为，折射光线出射后照射在水平面上的A点，保持入射方向不变，将入射点从O点向左移到D点（图中未标出），使折射光线刚好照射到圆弧的最低点B点，光线从B点出射后仍照射到A点，已知B点到水平面的距离，光在真空中传播速度为c，求：
（1）玻璃砖对光的折射率；
（2）光从D点运动到B点所用时间为多少。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
从点入射的光线折射后从点射出，则光从点射出时传播方向与点入射光线平行，由此可知，由于
根据几何关系可知
则三角形为等腰三角形，由此可知，光在点的折射角
则折射率
【小问2详解】
根据几何关系
光在玻璃砖中传播速度
传播时间
14. 如图所示，纸面内间距为的竖直虚线M、N间有竖直向下的匀强电场，半径为R的绝缘圆筒垂直纸面放置，圆筒内有垂直于纸面向外的匀强磁场，圆筒与N相切于Q点，圆筒上Q点有一个小孔。从M上的P点沿水平方向向右射出质量为、电荷量为q、速率为的粒子，经电场偏转后刚好从Q点进入磁场，在磁场中偏转后每次与筒壁碰撞前后，沿圆筒半径方向分速度大小相等、方向相反，垂直圆筒半径方向分速度不变，粒子在筒内与筒壁发生5次碰撞后，刚好从Q点射出磁场，已知P、Q间沿电场方向的距离为，不计粒子的重力，粒子的电荷量保持不变。求：
（1）粒子在磁场中运动速度大小；
（2）匀强电场的电场强度大小；
（3）匀强磁场的磁感应强度大小。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
设粒子到Q点时速度沿电场方向的分速度为，根据题意
解得
设到Q点的速度与QO的夹角为，则
解得
=30°
粒子到Q点的速度大小为
【小问2详解】
设匀强电场的电场强度大小为E，根据动能定理
解得
【小问3详解】
根据题意可知，粒子在磁场中运动的轨迹共有6段相同的圆弧，每段圆弧两个端点与О点连线夹角为60°，如图所示
设圆弧所对圆心角为，可得，,根据几何关系可知，粒子在磁场中做圆周运动的半径
r=R
根据牛顿第二定律
解得
15. 如图所示，质量为的平板车A静止在光滑的水平地面上，平板车上表面由水平面和半径为R的四分之一圆弧面组成，圆面的最低点与平板车水平面相切，质量为的物块B放在圆弧面的最低点，平板车的最右端固定有个弹性挡板Q，平板车上表面P点左侧光滑，右侧粗糙，质量为m的物块C在圆弧面的最高点由静止释放，B刚好要到P点时，C与B发生弹性碰撞，碰撞后立即取走C，不计物块的大小，重力加速度为g，物块B与平板车粗糙面间的动摩擦因数为0.5，P到Q的距离为，若物块B与挡板碰撞没有机械能损失，求：
（1）C与B碰撞前一瞬间，C的速度大小；
（2）开始时，B与P点间的距离；
（3）B与平板车相对静止时停下的位置离P点的距离。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
设C与B碰撞前一瞬间，A的速度大小为，C的速度大小为，根据系统水平方向动量守恒可得
根据系统机械能守恒可得
联立解得
【小问2详解】
C从释放至滑到圆弧最低点的过程中，设A、C沿水平方向运动的位移大小分别为、，根据系统水平方向动量守恒可得
根据几何关系有
解得
即当C滑到圆弧最低点时，C、B间的距离为，此后经时间C、B相碰，则有
在时间内，A运动的距离为
解得
则开始时，B与P点间的距离为
小问3详解】
设C与B碰后一瞬间，B的速度大小为，C的速度大小为，两者发生弹性碰撞，根据动量守恒和机械能守恒可得
解得
此后，设A与B共速时的速度大小为，根据动量守恒可得
设B在车上粗糙部分运动的路程为，根据能量守恒可得
联立解得
则B与平板车相对静止时的位置离P点的距离为