安徽省九师联盟2024-2025学年高三下学期开学考试物理试题（解析版）

这是一份安徽省九师联盟2024-2025学年高三下学期开学考试物理试题（解析版），共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.近期，我国科研团队研发出了一款稳定可靠、能量密度高且抗干扰能力强的核电池，该电池利用放射性同位素镍63(2863Ni)衰变成铜63(2963Cu)产生电能，已知镍63的半衰期为100年，检测发现新电池中镍63占总质量的8%，忽略电池质量的变化，下列说法正确的是( )
A. 该核反应方程为 2863Ni→2963Cu+10e
B. 该核反应为α衰变
C. 2863Ni的比结合能大于 2963Cu的比结合能
D. 经300年，该电池中的镍63将占总质量的1%
2.一只雄鹰在空中盘旋，其速度大小不变，轨迹为倾斜平面内的圆周.如图所示，其中A点为最低点，B点为最高点，则该雄鹰( )
A. 盘旋过程中机械能守恒
B. 由A至B过程中合外力做正功
C. 在A处所受的空气的作用力大于B处所受的空气的作用力
D. 在A处所受的空气的作用力小于B处所受的空气的作用力
3.我国计划于2027年左右实施载人登月探测任务，载人登月飞船多次变轨示意图如图所示，轨道上的 P、Q、S三点与月球中心位于同一直线上，P、Q两点分别是椭圆轨道的远月点和近月点.除变轨瞬间，载人飞船在轨道上运行时均处于无动力航行状态.下列说法正确的是( )
A. 载人飞船在P点从轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ要进行点火加速
B. 载人飞船在轨道Ⅲ上的周期大于在轨道Ⅱ上的周期
C. 无动力航行时载人飞船在轨道Ⅲ上Q点的加速度大于在轨道Ⅱ上S点的加速度
D. 载人飞船从轨道Ⅲ上的Q点到P点运行过程中，机械能越来越大
4.如图所示，某型号的无人机有四个螺旋桨，每个螺旋桨的半径为R，无人机的质量为m.当螺旋桨旋转时可以使空气由静止向下运动而使无人机上升.已知该无人机竖直加速上升的加速度为a，空气的密度为ρ，重力加速度大小为g，不计无人机上升过程中的空气阻力，则螺旋桨旋转使空气向下运动的速度为( )
A. mg+ma4ρπR2B. mg+maρπR2
C. mg+ma4ρπR2D. mg+maρπR2
5.一定质量的理想气体发生如图所示的变化，其中A、C间的实线是一条双曲线，发生等温变化，AB平行于横轴，BC平行纵轴，下列说法正确的是( )
A. 单位体积内气体分子数最少的是A状态
B. A状态的平均分子速率小于B状态的平均分子速率
C. 从A状态→B状态，气体吸收热量小于气体对外界做的功
D. 气体B状态的内能小于C状态的内能
6.如图甲所示，在水平地面上放置一长木板Q，将一小物块P放在长木板上，给P施加一水平向左的外力F，P的加速度a随外力F的变化规律如图乙所示.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.下列说法正确的是( )
A. FF3时，P、Q之间的摩擦力大小为F3
C. F>F1时，P、Q发生相对滑动
D. P、Q质量之比为F3−F2F2−F1
7.如图甲所示，一物块以某一速度冲上一倾角α=37∘的固定斜面，取斜面底端水平面为参考平面，物块冲上斜面开始计时，0.5s内物块动能Ek随高度h的变化规律如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8，下列说法正确的是( )
A. 物块的质量m=2kgB. 物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5
C. 物块上升过程的加速度大小a=10m/s2D. 物块回到斜面底端时的动能Ek=18J
8.如图甲所示，弹簧上端挂在天花板上，将一个小球挂在弹簧下端，开始时竖直，小球处于平衡状态.某时刻给小球一个竖直向上的初速度，使小球在竖直方向振动，取竖直向上为正方向，小球相对初始位置的位移如图乙所示，t1、t4时刻小球相对初始位置的位移分别为x1、x2，t2、t3时刻小球经过初始位置.不计弹簧的质量，已知空气阻力与小球的速度大小成正比，下列说法正确的是( )
A. t1∼t2时间内小球动能一直增大
B. t2∼t3时间内小球和弹簧的机械能一直减小
C. t3∼t4时间内弹簧的弹性势能一直减小
D. 小球最终必静止于初始位置下方
二、多选题：本大题共2小题，共8分。
9.如图所示，真空中A、C处分别固定等量带正电的点电荷，O点为两点电荷中点.若将一个带负电的粒子从AC中垂线上的B点由静止释放，B、D两点关于O点对称，粒子重力不计，下列说法正确的是( )
A. 粒子从B到O过程，加速度可能先增大后减小
B. 粒子从B到O过程，速度可能先增大后减小
C. 粒子一定可以到达D点
D. 从B到D，粒子的电势能先增大后减小
10.如图，将一段质量为m的金属细杆折成图示的“U”形，水平段的长度为l，处于垂直纸面向里、大小为B的匀强磁场中，金属杆下端插入很浅的水银槽中，水银槽通过开关和导线连接一个电动势为 E、内阻不计的电源，金属杆的电阻为 R，其余电阻均不计.当开关S闭合后，金属杆受到的安培力远大于重力，金属杆便从水银槽中向上跳起，已知金属杆跳起的最大高度为 h，重力加速度为 g，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 金属杆第一次离开水银槽瞬间的速度大小为 gℎ
B. 金属杆第一次离开水银槽后瞬间金属杆两端的电势差大小为Bl 2gℎ
C. 金属杆第一次离开水银槽过程中通过金属杆横截面的电荷量为m 2gℎBl
D. 金属杆第一次落回水银槽瞬间通过金属杆的电流为E−Bl 2gℎR
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某实验小组利用如图甲所示的装置研究匀变速直线运动的规律.他们在气垫导轨上相隔一定距离装有两个光电门1、2，滑块上固定一个宽度为d的遮光条，滑块与槽码用跨过定滑轮的细线相连，在细线的牵引下滑块与遮光条经过光电门1、2时，光电门所连的数字计时器记录下遮光条的挡光时间分别为Δt1和Δt2.
(1)该实验小组同学利用螺旋测微器测得的遮光条的宽度为d= mm.
(2)该实验小组记录下光电门1开始计时到光电门2开始计时经历的时间为Δt，则该小组同学测得滑块的加速度大小a1= (用d、Δt1、Δt2和Δt表示).
(3)若该实验小组测得两个光电门间距为L，则该小组同学测得滑块的加速度大小a2= (用d、Δt1、Δt2和L表示).分析可知a1 (填“大于”，小于”或“等于”)真实值.
12.小明使用某个多用电表测量电学中的物理量，并探究欧姆表的原理.
(1)先使用“×100”挡位测量电阻，多用电表表盘指针指在如图甲所示的a位置，他应该使用 (选填“×10”或者“×1k”)挡位，并重新进行欧姆调零，然后测量.
(2)小华想到一种测量欧姆表电池电动势的方法，他拿来一个电压表和一个滑动变阻器按如图乙所示电路与欧姆表连接，电压表的正接线柱应与 (选填“红表笔”或“黑表笔”)相连，把欧姆表当作量程为10 mA的电流表读数，不断调整滑动变阻器的阻值，读出电流表和电压表的示数，作出U−I图像如图丙所示.他认为图线与纵坐标轴的交点为电源电动势，不考虑偶然误差，那么他得到的结果 (选填“大于”“等于”“小于”)真实值.
(3)由于欧姆表电池老化，电池电动势降低，内阻增大，当他调整挡位后，发现无论如何也无法进行欧姆调零，他查得欧姆表表头满偏电流为10mA，仍想用该电表粗测Rx的阻值，他将红黑表笔短接，并调节欧姆调零旋钮使指针指到如图甲所示b位置处，再将阻值为160Ω的电阻接在红黑表笔之间，指针指到如图甲所示c位置处，则电源电动势为 ，然后又单独将Rx接入红黑表笔之间，指针指到如图甲所示d位置处，则Rx阻值为 .
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.如图所示，在OA、OB形成的夹角范围内充满折射率n= 2的某种透明介质，OA、OB之间的夹角为θ=15∘，一束细光线从空气中自OA边的P点以45∘的入射角射向该区域，已知OP=L.已知sin15∘= 6− 24.
(1)证明细光线第一次到达OB边时不能从OB边射出;
(2)求细光线再次到达OA边的位置与O点间距.
14.喷水枪项目在游乐场中非常受欢迎，其工作示意图如图所示，喷水枪的水泵从水池里抽水，水从距离水面高H=1.8m处的水枪喷口处喷出，水从喷水口喷出的速度大小不变，调节喷水口方向可以改变出水方向，当喷水口水平时，喷出的水落到水面上的位置离喷水口水平距离为12 m，喷水口横截面积S=5cm2，水的密度为ρ=1×103kg/m3，不考虑空气阻力，重力加速度g=10m/s2，求：
(1)水泵对水做功的功率;
(2)调节喷水口方向，喷出的水在水面上的落点离喷水口的最远水平距离(答案可保留根号).
15.托卡马克装置是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器，工作时，高速运动的带电粒子被匀强磁场约束在环形真空室内部，以满足粒子对撞的需要.托卡马克装置的简化图如图所示，在真空区域，半径分别为R和R'(R'=2R)的同心圆处于同一平面内(纸面)，O为圆心，两圆形成的圆环内(含边界)有垂直于圆面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B.某时刻，电荷量为+q(q>0)、质量为m的粒子在纸面内从P点射入磁场区域中，速度方向与OP的延长线的夹角为θ，不计粒子的重力.
(1)θ=0∘时，粒子恰好不从环形边界的外部射出磁场，求粒子的速度v;
(2)改变θ大小，为使所有粒子始终不射出环形边界的外部，求粒子速度的最大值;
(3)若粒子速度方向与OP延长线的夹角为φ=30∘(如图所示)，求粒子再次回到P点所经历的最短时间.
【参考答案】
1.【答案】D
【解析】镍63衰变成铜63，其衰变方式为β衰变，故为 2863Ni→2963Cu+−10e，A、B错误;
衰变后生成的新核更稳定，比结合能更大，经历一个半衰期镍63含量减小为之前的12，则有(12)n=1%8%，解得N=3，则T=Nt=300年，C错误，D正确.
2.【答案】C
【解析】雄鹰匀速率盘旋过程中动能不变，合外力不做功;机械能不断变化，故A、B错误;
雄鹰在A处受力如图甲，在B处受力如图乙，故在A点处所受空气的作用力大于B点处所受空气的作用力，C正确，D错误.
3.【答案】C
【解析】从Ⅱ轨道P点进入Ⅲ轨道，要进行减速，使万有引力大于所需向心力做近心运动，选项A错误;
由开普勒第三定律，轨道半长轴越小，运行的周期越小，选项B错误;
万有引力提供向心力有GMmr2=man，轨道半径越小，向心加速度越大，选项C正确;
无动力航行时，飞船机械能守恒，选项D错误.
4.【答案】A
【解析】对无人机受力分析可知4F−mg=ma，在极短时间△t内，对空气由动量定理，F△t=△mv=ρπR2v△tv，解得v= mg+ma4ρπR2.
故选A。
5.【答案】B
【解析】A状态体积最小，气体分子密度最大，单位体积气体分子数最多，A错误;
A、C状态温度相同，B状态温度高于A、C状态，故A状态平均分子速率小于B状态，B正确;
A状态→B状态，压强不变，体积变大，温度升高，内能变大，故根据热力学第一定律可知气体吸收的热量大于气体对外做的功，C错误;
一定质量的理想气体内能只与温度有关，温度越高则内能越大，故B状态内能大于C状态内能，D错误.
6.【答案】D
【解析】设P、Q间动摩擦因数为μ1，Q与地面间动摩擦因数为μ2，P的质量为m，Q的质量为M，当FF3时，小物块相对长木板加速滑动，P、Q之间的摩擦力f