吉林省长春市2023_2024学年高三物理上学期开学考试试题含解析

这是一份吉林省长春市2023_2024学年高三物理上学期开学考试试题含解析，共16页。试卷主要包含了4m处，6m等内容，欢迎下载使用。
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共4页。考试结束后，将答题卡交回。
注意事项：
1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
第Ⅰ卷
一、选择题：本题共10小题，每题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，1-6题只有一项是符合题目要求的，7-10题有多个选项符合要求。
1. 是“第五代移动通信技术”的简称，与信号相比具有更高的频率。则较之信号，以下判断正确的是（ ）
A. 在真空中的波长更短
B. 在真空中传播速度更快
C. 信号属于横波，信号属于纵波
D. 信号和信号相遇会发生干涉现象
【答案】A
【解析】
【详解】AB．5G信号和4G信号真空中传播速度相同，5G信号频率比4G信号频率高，根据
可知，5G信号在真空中的波长更短，故B错误，A正确；
C．5G信号和4G信号都属于横波，故C错误；
D．5G信号和4G信号频率不同，在空中相遇不会发生干涉现象，故D错误。
故选A。
2. 甲、乙两车在同一车道同向直线运动，运动中速度随时间变化的v-t图像如图所示，运动中两车恰好没有发生碰撞，最终两车均停止，则（ ）
A. 乙车加速度比甲车大
B. 甲车运动时间为3.5s
C. t=0时，乙车在甲车前方8.4m处
D. 当两车均停止时相距0.6m
【答案】D
【解析】
【详解】由图可知甲车加速度为
乙车加速度为
A．乙车加速度比甲车小，故A不符合题意；
B．甲车运动时间为
故B不符合题意；
C．t=3s时两车共速，恰好没有发生碰撞，甲车位移为
乙车位移为
t=0时，乙车在甲车前方9m处，故C不符合题意；
D．乙停车时间为
当两车均停止时相距
故D符合题意。
故选D。
3. 如图所示的电路中，L是自感系数很大的、用铜导线绕成的线圈，其电阻可以忽略不计，开关S原来是闭合的。当开关S断开瞬间，则（ ）
A. L中的电流方向改变
B. 灯泡D要过一会儿才熄灭
C. LC振荡电路将产生电磁振荡，刚断开瞬间，磁场能最大
D. 电容器将放电，电场能将转化为磁场能
【答案】C
【解析】
【详解】CD．开关S断开后，LC振荡电路开始振荡。由于起振时线圈中有电流，故属于电感起振，电容器开始充电，此时磁场能最大，电场能最小，磁场能将转化为电场能，故C正确，D错误；
A．线圈中的电流从最大值逐渐减小，线圈L中的电流方向不变，故A错误；
B．断开S后，没有电流流过灯泡，灯泡立即熄灭，故B错误。
故选C。
4. 半径为的半圆形玻璃砖如图所示放置，面水平，为圆心。一束单色光与水平面成角照射到面上的点，为中点，折射光线刚好照射到圆弧最低点，光线在点折射后照射到地面的点（图中未画出），将入射点从点移到点，保持入射方向不变，最终光线也照射到地面上的点，不考虑光在圆弧面上的反射，则（ ）
A. 玻璃砖对光的折射率为
B. 玻璃砖对光的折射率为
C. 、两点的距离为
D. 点离地面的高度为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据题意，由几何关系可知，光在点的折射角的正弦值为
由折射定律可得，玻璃砖对光的折射率为
故AB错误；
CD．根据题意和折射定律画出光路图，如图所示
设的距离为，由几何关系有
则有
解得
则
故D错误，C正确。
故选C。
5. 在水平方向做简谐运动的弹簧振子，其质量为m，最大速率为v，则下列说法正确的是（）
A. 从某时刻起，在半个周期时间内，弹力做功不一定为零
B. 从某时刻起，在半个周期时间内，弹力做功可能是0到之间的某一个值
C. 从某时刻起，在半个周期时间内，弹力的冲量一定为零
D. 从某时刻起，在半个周期时间内，弹力的冲量可能是0到2mv之间的某一个值
【答案】D
【解析】
【详解】AB．弹力做功的大小等于弹性势能的变化量；从某时刻起，在半个周期内，由于位移大小具有对称性，所以弹力做功为0，故AB错误；
CD．对于简谐运动，经过半个周期后速度与之前的速度大小相等、方向相反；若初速度为v1，则末速度为－v1，故速度变化量为－2v1，若开始时在最大位移处，初速度为0，末速度也是0，所以速度变化量也是0，根据动量定理可知，弹力的冲量I=p=mv，所以弹力的冲量大小可能是0—2mv间的某一个值，故C错误、D正确。
故选D。
6. 一根粗细均匀，长度为84cm的导热玻璃管倾斜放置，倾角为θ，管中长度为24cm 的水银封闭的理想气体柱的长度为 60cm，如图甲所示。现缓慢逆时针转动玻璃管至如图乙所示的竖直状态并固定，已知外界大气压强恒为76cmHg，环境的热力学温度始终为300K，。对图乙中的封闭气体加热，并使水银全部从玻璃管顶端溢出，封闭气体的热力学温度至少需要升温到（ ）
A. 400KB. 399KC. 398KD. 402K
【答案】A
【解析】
【详解】甲图中封闭气体的压强为
竖直放置且液体未溢出时
当液体上表面到达管口时，根据
解得
继续加热则有液体溢出，气柱与液柱长度之和为，设此时液柱长为x，由
代入数据可得
可知温度的最小值
故选A。
7. 下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）
A. 图1中，三种射线中，α射线速度最快、β附线电离作用最强、γ射线穿透能力最强
B. 图2中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
C. 图3中，核反应堆的镉棒作用是为了调节中子数目，以控制反应速度
D. 图4中，核裂变反应中生成物的结合能大于反应物的结合能
【答案】CD
【解析】
【详解】A．三种射线中，γ射线速度最快、α射线电离作用最强、γ射线穿透能力最强，故A错误；
B．卢瑟福通过分析α粒子散射实验的结果，得出原子的核式结构模型，故B错误；
C．核反应堆的镉棒作用是为了调节中子数目，以控制反应速度，故C正确；
D．核裂变反应的过程中释放能量，所以生成物的结合能变大，故生成物的结合能大于反应物的结合能，故D正确。
故选CD。
8. 小红用频闪照相法研究竖直上抛运动，拍照频率为，某次实验吋小球以某一初速度竖直。上拋，照相机在此过程中爆光于8次，由于上升过程和下降过程小球经过相同位置时都被曝光，所以在底片上记录到如图所示的4个位置，两点间距离为两点间距离为两点间距离为，重力加速度。下列说法中正确的是（ ）
A. 小球经过点时的速率为B. 点距竖直上抛的最高点的距离为
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A．频闪照相的时间间隔
题图中所有位置曝光两次，所以点到竖直上抛的最高点的时间间隔为
所以从最高点开始至下落到点经历的时间为
过点时的速度为
选项A错误；
B．从最高点下落到点经历的时间为
所以点距竖直上抛的最高点的距离为
选项B正确；
CD．初速度为0的匀加速度直线运动，在连续相同时间内的位移之比为，若从最高点至点分为7个相同的时间间隔，每个间隔为，满足
选项C正确，选项D错误。
故选BC。
9. 2023年2月6日，土耳其发生7.8级地震，震源深度为。如果该地震中的简谐横波在地球中匀速传播的速度大小为，已知波沿轴正方向传播，某时刻刚好传到处，如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A. 从波源开始振动到波源迁移到地面需要经过
B. 从波传到处开始计时，经过位于处的质点加速度最小
C. 波的周期为
D. 从波传到处开始，经过点的波动状态传播到点
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．波的传播过程中波源不随波而迁移，故A错误；
B．从波传到处开始计时，波传到处所用时间为
此时位于处的质点从平衡位置刚开始振动，可知其加速度为零（最小），故B正确；
C．从波形图知波长，则周期为
故C正确；
D．从波传到处开始，点的波动状态传播到点所用时间为
故D正确。
故选BCD。
10. 如图甲所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图像（直线与横轴的交点的横坐标为4.29，与纵轴的交点的纵坐标为0.5），如图乙所示是可见光谱图，如图丙所示是氢原子的能级图，已知，以下说法正确的是（ ）
A. 根据该甲图像能求出普朗克常量
B. 氢原子可能向外辐射出能量为12eV的光子
C. 大量处在能级的氢原子向低能级跃迁可发出1种可见光
D. 用能级的氢原子跃迁到能级时所辐射的光照射该金属能使该金属发生光电效应
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由爱因斯坦光电效应方程可得
结合图像可得
故A正确；
B．当某一能级能量为跃迁至能级时即可向外辐射出能量为12eV的光子，由能级图可知无该能级，故B错误；
C．大量处在能级的氢原子向低能级跃迁可发出光子的能量为，，。由可得对应的光频率为、、，可知只有一种光可见，故C正确；
D．由图甲可知该金属的极限频率为，能级的氢原子跃迁到能级时所辐射的光的能量为，可得该光的频率为
所以无法发生光电效应，故D错误。
故选AC。
第Ⅱ卷
二、实验题：本题共2小题，每空2分，共18分。
11. 在实验室用双缝干涉测光的波长，实验装置如图所示
（1）双缝、光屏、单缝，依次是图中的______（填图中的字母）。
（2）①图是实验得到的红光双缝干涉图样照片，根据该图可判断双缝干涉的亮条纹间距______（填“相等”或“不相等”）。
（3）在某次测量中，观察分划板中心线与乙图亮条纹中心对齐时的情形，如图②所示。然后转动测量头手轮，当分划板中心线与亮条纹中心对齐时，目镜中观察到的图应为③图中的______。
（4）已知单缝与光屏间距，双缝与光屏的间距，单缝与双缝间距为，双缝间距，图①中分划板中心线与亮条纹中心对齐时手轮读数为，与亮条纹中心对齐时手轮读数为，则实验测得该光的波长的表达式为______。
【答案】 ①. DFC ②. 相等 ③. A ④.
【解析】
【详解】（1）[1]双缝干涉测光的波长的实验中，设备依次摆放的位置从左到右依次是光源、滤光片、单缝、双缝、滤光筒、光屏，双缝、光屏、单缝，依次是图中的D、F、C；
（2）[2]①图可判断双缝干涉的亮条纹间距相等；
（3）[3]转动测量头手轮，当分划板中心线与亮条纹中心对齐时，目镜中观察到的图应为③图中的A；
（4）[4]由
得
12. 在“用单摆测量重力加速度”的实验中，某实验小组在测量单摆的周期时，测得摆球经过n次全振动的总时间为，在测量单摆的摆长时，先用毫米刻度尺测得摆线长度为，再用游标卡尺测量摆球的直径为D。
回答下列问题：
（1）为了减小测量周期误差，实验时需要在适当的位置做一标记，当摆球通过该标记时开始计时，该标记应该放置在摆球摆动的________。
A．最高点 B．最低点 C．任意位置
（2）该单摆的周期为________。
（3）若用表示摆长，T表示周期，那么重力加速度的表达式为g＝________。
（4）如果测得的g值偏小，可能的原因是________。
A．测摆长时摆线拉得过紧
B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了
C．开始计时时，停表过迟按下
D．实验时误将49次全振动记为50次
（5）为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长L并测出相应的周期T，从而得出几组对应的L和T的数值，以L为横坐标、为纵坐标作出图线，但同学们不小心每次都把小球直径当作半径来计算摆长，由此得到的图像是图乙中的________（选填“①”“②”或“③”）。
【答案】 ①. B ②. ③. ④. B ⑤. ①
【解析】
【详解】（1）[1]为了减小测量周期的误差，应该将小球经过最低点时作为计时开始和终止的位置更好些，实际摆动中最高点的位置会发生变化，且靠近最高点时速度较小，计时误差较大。
故选B。
（2）[2]因为摆球经过n次全振动的总时间为，则该单摆的周期为
（3）[3]由单摆周期公式
可得，重力加速度的表达式为
（4）[5]因为重力加速度的表达式为
A．测摆长时摆线拉得过紧，所测摆长偏大，则所测重力加速度偏大，A错误；
B．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了，故所测重力加速度偏小，B正确；
C．开始计时时，秒表过迟按下，所测周期偏小，则所测重力加速度偏大，C错误；
D．实验中误将49次全振动次数记为50次，所测周期偏小，则所测重力加速度偏大，D错误。
故选B。
（5）[5]由题意可得，单摆的实际摆长为
由单摆周期表达式得
化简可得
由此得到的图像是图乙中的①。
三、计算题：本题共3小题，共32分。
13. 某次导弹试射演习中，歼-16战斗机瞄准了前方同一直线上同方向匀速飞行的无人靶机。当两者距离时，歼-16战斗机以的对地速度发射一枚导弹，控制导弹立即沿水平方向做的匀加速直线运动，在时击中无人靶机并将其击落。
（1）求无人靶机被击中前飞行速度大小；
（2）在（1）的条件下，若无人靶机在导弹发射1s后接收到信号指令开始做匀加速直线运动逃脱，加速度为，求该过程中，导弹与无人靶机的最大距离。
【答案】（1）300m/s；（2）6260m
【解析】
【详解】（1）L=6km=6000m
20s内导弹的位移为
无人靶机被击中前飞行速度大小
（2）当导弹的速度与无人靶机的速度相等时，距离最大，设时间为t1,有
代入数据解得
导弹的位移为
无人靶机的位移为
导弹与无人靶机的最大距离为
14. 如图所示，三棱镜的横截面ABC为直角三角形，，。一单色光从BC边的中点E射入三棱镜，在AB边的中点F发生全反射后，从AC边的G点（图中未画出）射出三棱镜。已知入射光线与BC边的夹角，求：
（1）三棱镜对光折射率n；
（2）光在G点的折射角γ。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）由光路图可得
光在E点的入射角
折射角
则有
解得
（2）作出光路图如图所示，光在F点的入射角为60°，在G点的入射角
则有
解得
15. 某温度报警装置，其原理如图所示。在竖直放置的导热性能良好的圆柱形容器内，用面积、质量的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦上下滑动。整个装置放在水平地面上，开始时环境温度为，活塞与容器底部的距离，在活塞上方处有一压力传感器制成的固定卡口，当传感器受到压力达到5N时，就会触发报警装置。已知大气压强为，重力加速度取。
（1）求触发报警装置的环境温度（计算结果保留三位有效数字）；
（2）环境温度升高到刚触发报警装置的过程中，气体吸收了3J的热量，求此过程气体的内能改变量。
【答案】（1）；（2）增加0.95J
【解析】
【详解】（1）封闭气体初始状态压强，启动报警时压强，由平衡条件有
对气体由理想气体状态方程有
代入数值得
（2）依据热力学第一定律有
整理并代入
解得