湖北省宜昌市等4地2024_2025学年高三物理上学期9月起点考试试题含解析

这是一份湖北省宜昌市等4地2024_2025学年高三物理上学期9月起点考试试题含解析，共19页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答，25kg没有衰变，选项D错误等内容，欢迎下载使用。
本试卷共6页，15题，全卷满分100分。考试用时75分钟。
祝考试顺利★
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：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。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。
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题只有一项符合题目要求，第8~10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 近年来我国科研团队攻克关键技术难题，开启了石墨烯芯片制造领域的“大门”，石墨烯是碳的同素异形体。目前已知碳的同位素共有15种，其中具有放射性，可衰变为，其半衰期为5730年。下列说法正确的是（ ）
A. 发生的上述衰变为α衰变B. 发生上述衰变时质量发生了亏损
C. 的半衰期随温度的变化而发生改变D. 质量为1kg的经过11460年将全部发生衰变
【答案】B
【解析】
【详解】A．反应方程为
属于β衰变，选项A错误；
B．衰变时发生质量亏损，释放出能量，选项B正确；
C．半衰期不随外界条件变化而变化，温度不能改变半衰期，选项C错误；
D．经过经过11460年即两个半衰期，质量为1kg的碳还剩0.25kg没有衰变，选项D错误。故选B。
2. 如图所示，吊环比赛中体操运动员双臂缓慢对称撑开，两吊绳的张角逐渐增大的过程中，以下说法正确的是（ ）
A. 每根吊绳的拉力变小B. 每根吊绳的拉力变大
C. 两吊绳对运动员拉力的合力变小D. 两吊绳对运动员拉力的合力变大
【答案】B
【解析】
【详解】CD．根据平衡条件，两吊绳对运动员拉力的合力与重力大小相等方向相反，则两吊绳的张角逐渐增大的过程中，两吊绳对运动员拉力的合力不变，故CD错误；
AB．根据平衡条件
当两吊绳的张角逐渐增大，则绳与竖直方向的夹角增大，则绳拉力增大，故A错误，B正确。
故选B。
3. 如图所示，BAC为均匀带正电的细圆弧，其中O为圆弧的圆心，AB、AC的长度均为周长的，BAC在O点产生的电场强度大小为E。则AB段在O点产生的电场强度大小为（ ）
A. B. C. ED. 2E
【答案】C
【解析】
【详解】AB、AC两段圆弧在O点产生的电场强度，大小相等，夹角为120°，叠加之后大小为E，则
可得
E1=E
所以每段产生的场强大小也为E。
故选C。
4. 夏日流云，云霞满天。“七彩云”是太阳光线以一个合适的角度，从云层中冰晶上表面入射，经折射从侧面射出的七色光芒。简化光路如图所示，冰晶上下表面平行，侧面与之垂直，图中画出了红光和黄光的光路图。下列说法正确的是（ ）
A. a是黄光，b是红光
B. 光线从空气进入冰晶后传播速度变大
C. 在冰晶中红光的传播速度比黄光大
D. 增大角，光线可能在冰晶下表面发生全反射
【答案】C
【解析】
【详解】A．红光折射率小，所以a是红光，b是黄光。故A错误；
B．由
又
可知进入冰晶，传播速度变小。故B错误；
C：红光折射率小，由
可知，红光速度大。故C正确；
D．增大α，若光线直接到达下表面，则会平行上表面的入射光出射；若经侧面全反射抵达下表面，入射角等于上表面的折射角，也不会发生全反射。故D错误。
故选C。
5. 如图所示，一辆轿车以20m/s的速度行驶在限速为90km/h的高架桥快速路上，前方有一辆正在行驶的货车。轿车司机立即踩油门加速超车，4s后发现无超车条件，立即踩刹车减速，经过3s减速后，与前方货车保持约30m的距离，然后同速跟随。整个过程中轿车的速度与时间的关系如图乙所示，货车一直保持匀速。下列说法正确的是（ ）
A. 该过程轿车出现了超速情况
B. 加速过程轿车的加速度大小为2m/s2
C. 该过程轿车与货车之间的距离先减小后增大
D. 轿车开始加速时与货车距离约为55m
【答案】D
【解析】
【详解】A．，全程最大速度为24m/s，未超速，选项A错误；
B．图像的斜率等于加速度，可知加速度大小为
选项B错误；
C．7s时轿车与货车同速，7s前，轿车速度一直大于货车速度，两车之间的距离一直在减小，选项C错误；
D．图像的面积等于位移，则7s内，轿车比货车多走了
7s时，相距约为30m，最初相距约为，选项D正确。
故选D。
6. 2024年4月25日我国成功发射神州十八号载人飞船，飞船进入预定轨道后，在6.5h内实现与中国空间站自主交会对接，我国该技术处于国际领先水平。已知飞船变轨前和空间站都在各自轨道绕地球做匀速圆周运动，飞船轨道半径略小于空间站轨道半径。下列说法正确的是（ ）
A. 神州飞船的发射速度大于第二宇宙速度
B. 变轨前神舟飞船的动能一定比空间站的动能大
C. 变轨前神舟飞船做圆周运动的周期比空间站做圆周运动的周期大
D. 变轨前神舟飞船做圆周运动的线速度比空间站做圆周运动的线速度大
【答案】D
【解析】
【详解】A．发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度。故A错误；
B．依题意，二者质量未知，所以动能不可判断大小。故B错误；
C．根据
解得
预定轨道半径比空间站轨道小，所以周期比空间站轨道小。故C错误；
D．根据
解得
可知预定轨道半径比空间站轨道小，所以线速度比空间站轨道大。故D正确。
故选D。
7. 如图所示，甲乙两位同学正对竖直墙壁进行投球游戏，两人投球时出手点均在地面P点正上方，结果两人投出球都正好垂直打在墙壁上的同一点Q，已知甲投球时球离开手时速度大小为，方向与竖直方向夹角为60°；乙投球时球离开手时速度大小为，方向与竖直方向夹角为30°。不计空气阻乙力，则为（ ）
A. 1∶1B. C. D. 1∶3
【答案】A
【解析】
【详解】两人抛球的水平位移相等，则由
求得
故选A。
8. 如图所示，软铁环上绕有A、B两个线圈，A线圈与电源、滑动变阻器R、开关组成一个回路，B线圈与开关及电流计G组成另一个回路。下列说法正确的是（ ）
A. 先闭合，再闭合的瞬间，G中有a→b的感应电流
B. 先闭合，再闭合的瞬间，G中有b→a的感应电流
C. 闭合、后，R的滑片向左移动的过程，G中有a→b的感应电流
D. 闭合、后，R的滑片向左移动的过程，G中有b→a的感应电流
【答案】AD
【解析】
【详解】A．闭合的瞬间，A回路中电流突然增大，在软铁环内激发顺时针增大的磁场，为阻碍磁场的变化，B线圈所产生的感应磁场方向与原磁场相反，由右手螺旋定则判断，电流方向从a→b。故A正确；
B．先闭合，稳定后再闭合，A回路中电流无变化，激发的磁场无变化，G中无感应电流。故B错误；
CD．R的滑片左移，A回路中电流变小，激发的磁场减小，为阻碍磁场的变化，B线圈所产生的感应磁场方向与原磁场相同，由右手螺旋定则判断，电流方向从b→a。故C错误；D正确。
故选AD。
9. 一列简谐横波在介质中沿直线传播，直线上A、B两点的振动图像分别如图甲、乙所示，A、B两点的间距为0.6m，已知该波的波长m。下列说法正确的是（ ）
A. 该波的周期B. 若波从A向B传播，则波长为0.8m
C. 若波从B向A传播，则波速为6m/sD. 0.25s时A偏离平衡位置的位移为10cm
【答案】BC
【解析】
【详解】A．由振动图像可知，该波的周期为0.4s。故A错误；
B．若波从A向B传播，波长大于0.6m，A、B间波形图如①所示，
则
解得
故B正确；
C．若波从B向A传播，波长大于0.6m，A、B间波形图如②所示，则
解得
波速为
故C正确；
D．由图甲可知
0.25s时A偏离平衡位置的位移为
故D错误。
故选BC。
10. 如图甲所示，间距为L、足够长平行且光滑的金属导轨与水平面的夹角为37°，导轨处在垂直导轨平面的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，导轨顶端连接阻值为R的定值电阻。质量为m、电阻也为R的金属杆置于导轨上，在沿斜面向下的拉力F的作用下由静止开始下滑，金属杆运动的速度v与运动位移x的关系如图乙所示，当金属杆运动位移为时撤去拉力F，此时金属杆恰能做匀速直线运动。已知重力加速度为g，，金属杆在运动的过程中始终与导轨垂直且保持良好接触，则在金属杆运动x0的过程中（ ）
A. 金属杆做加速度逐渐减小的加速直线运动
B. 金属杆在处的速度大小为
C. 金属杆受到的安培力的冲量大小为
D. 金属杆克服安培力做的功为
【答案】BCD
【解析】
【详解】A．由v-x图象可知，每改变相同的，所经过的相同，金属棒做加速运动，所以随着速度的增加，经过相同的时间逐渐减小，加速度逐渐增大，选项A错误；
B．撤去外力时，金属棒刚好匀速
解得
选项B正确；
C．安培力的冲量
选项C正确；
D．安培力
而v与x成正比，则安培力随距离均匀变化，则克服安培力做功
选项D正确。
故选BCD。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. 某同学采用如图甲所示的电路测一节干电池的电动势和内阻，所用滑动变阻器的阻值范围为0~20Ω，实物电路图如图乙所示。
（1）该同学的实物接线中不合理的有（ ）
A. 滑动变阻器的连线B. 电流表接入电路的位置
C. 电压表量程的选择D. 电压表接入电路的位置
（2）该同学实验完毕，将测量的数据作出如图丙所示的，根据该图线，可求出干电池的电动势___________V，内阻___________Ω。（结果均保留两位小数）
【答案】（1）AD（2） ①. 1.47##1.48##1.49##1.50 ②. 0.68##0.69##0.70
【解析】
【小问1详解】
滑动变阻器的两根线接在了电阻丝的两端，滑片不起作用；电压表直接接在了电源两端，开关不在干路；该同学的实物接线中不合理的有AD。
【小问2详解】
[1]根据
U=E-Ir
可知，由图上直接读出电动势大小
E=1.48V
[2]直线斜率为内阻，即
12. 某小组同学用如图甲所示的装置，完成“探究加速度与力、质量的关系”的实验。
（1）用游标卡尺测得遮光条的宽度d如图乙所示，则___________mm。
（2）实验小组将滑块从图甲所示位置由静止释放，测得遮光条通过光电门1、2的时间分别为、，两个光电门间的距离为L，则滑块加速度大小___________。（用字母、、L、d表示）
（3）为了减小实验误差，该小组同学测得两个光电门间的距离为L，遮光条从光电门1运动到光电门2的时间为t。保持光电门2的位置及滑块在导轨上释放的位置不变，改变光电门1的位置进行多次测量，经过多次实验测得多组L和t，作出图像，如图丙所示。已知图像的纵轴截距为，横轴截距为。则表示遮光条通过光电门___________（选填“1”或“2”）时的速度大小，滑块的加速度大小___________。（用字母、表示）
（4）为探究滑块加速度与质量M的关系，保持槽码质量m不变，改变滑块与遮光条的总质量M，实验中用槽码重力mg代替细线拉力，把细线中实际拉力记为F，由此引起的相对误差表示为。请写出δ随M变化的关系式：___________100%。
【答案】（1）5.15
（2）
（3） ①. 2 ②.
（4）
【解析】
【小问1详解】
第三格对得最齐，精度为0.05mm，读数为
【小问2详解】
通过光电门1、2的速度分别为
由
可得
【小问3详解】
[1][2]表示遮光条通过光电门2的速度，由
可得
由图可知
解得
【小问4详解】
由牛顿第二定律，对滑块和槽码
因为
联立得
13. 如图甲所示，导热良好的固定直立圆筒开口朝上，内有一个活塞封闭着一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，面积为S，此时活塞到筒底的距离为L。将圆筒缓慢旋转180°后固定，如图乙所示，稳定后活塞到缸底的距离为2L。已知大气压强恒为，当地的重力加速度为g，环境的热力学温度始终为。求
（1）求活塞的质量m；
（2）接着改变周围环境的温度，使活塞缓慢上升，如图丙所示。求再次稳定周围环境的热力学温度。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
设图甲中气体的压强为p1，对活塞受力分析有
解得
设图乙中气体的压强为p2，对活塞受力分析有
解得
气体从图甲状态到图乙状态发生等温膨胀变化，由玻意耳定律有
解得
联立，解得
【小问2详解】
气体从图乙状态到图丙状态，做等压变化，由盖-吕萨克定律有
解得
14. 如图所示，与纸面垂直接收屏MN上方空间存在匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外（图中未画出）。在磁场中A点有一粒子源，可沿纸面内各个方向不断的均匀发射质量为m、电荷量为q、速率相同的带正电粒子。粒子打到接收屏即被屏吸收，MN足够长，，C为垂足，，不计粒子重力和粒子间的相互作用。求
（1）若粒子的速度大小为，求粒子运动的轨道半径r；
（2）若粒子的速度大小为，求粒子运动到屏上的最短时间t；
（3）若粒子的速度大小为，粒子打在屏上最左端的位置记为P点，最右端的位置记为Q点（图中均未画出），求PC的长度和QC的长度。
【答案】（1）d（2）
（3），
【解析】
【小问1详解】
设粒子运动的半径为r，由牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
粒子运动轨迹如图甲所示时到达屏上的时间最短，由几何关系可知
解得
依题意有
解得
【小问3详解】
设粒子运动的半径为R2，由牛顿第二定律有
解得
如图乙所示，圆轨迹在P点和MN相切，则由勾股定理有
解得
如图丙所示，圆轨迹在Q点和MN相交，AQ为直径，则则由勾股定理有
解得
15. 如图所示，足够长光滑水平面上有用细线相连的甲、乙两个小物块（均视为质点），两者之间有一被压缩的轻质微型弹簧（未与甲、乙拴接），甲、乙质量均为kg。甲的右侧有一长度m的水平传送带，其两端和水平面等高且平滑连接，传送带以速度m/s逆时针转动，传送带右侧固定有一半径为m的光滑竖直半圆形轨道，半圆形轨道与水平面相切于A点。乙的左侧静置着一个光滑弧形槽丙，质量kg，其底部与水平面平滑连接。某时刻将细线剪断，甲、乙瞬间分离后取走弹簧，甲从半圆形轨道的最高点C离开后落到水平地面上，并立即被取走，甲落地点与C点的水平距离为m。乙向左滑上弧形槽，运动过程中乙未到达弧形槽最高点，乙与甲也未相碰。已知甲、乙与传送带间的动摩擦因数均为，其他摩擦不计，重力加速度m/s2.求
（1）甲、乙与弹簧分离时甲速度的大小；
（2）乙第一次和丙分离时的速度的大小；
（3）丙最终的速度的大小。
【答案】（1）8m/s
（2）6m/s（3）2.5m/s
【解析】
【小问1详解】
设甲在C点时速度为vC，甲离开C点后做平抛运动的落地时间为t
水平方向有
竖直方向有
解得
甲、乙分离后甲运动到C点的过程由动能定理有
解得
【小问2详解】
设甲、乙分离时乙的速度为v0，向左为正方向，由动量守恒定律得
解得
设乙和丙第一次分离时的速度分别为v1和u1，
由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
解得
乙第一次和丙分离时的速度大小为6m/s ；
【小问3详解】
设乙第一次能通过传送带，到A点速度大小为vA
解得
假设乙在半圆轨道上没有过B点，上升的高度为h1
解得
h1=0.6m＜R=0.8m
乙从半圆轨道原路返回到A点的速度
假设乙在传送带上先做加速运动，和传送带共速时位移为L1
解得
L1=0.5m＜L=3m
假设成立
乙将会再次滑上丙且分离，设分离时乙和丙的速度分别为v2和u2
由动量守恒定律和机械能守恒定律得
解得
碰后乙在传送带向右减速运动，假设传送带足够长，其速度减位移
得
又因为
乙再次返回平台后，不再与丙相遇，故丙最终的速度