2024-2025学年广西省崇左市凭祥市高三上学期教学质量监测物理试卷（学生版）

这是一份2024-2025学年广西省崇左市凭祥市高三上学期教学质量监测物理试卷（学生版），共12页。
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、考生作答时，请将答案答在答题卡上，请用直径0.5毫米黑色签字笔在答题卡上各题的答题区域作答，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。
一、选择题：本大题共10小题，共46分。第1~7题，每小题4分，只有一项符合题目要求，错选、多选或未选均不得分；第8~10题，每小题6分，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 风能是一种清洁的可再生能源。小型风力交流发电机的原理可以简化为图甲，发电机线圈电阻不计，外接电阻R，当线圈匀速转动时，产生的电动势随时间变化如图乙所示，则（ ）
A. t=0.02s时刻，线圈恰好转到图示位置
B. 通过电阻R的电流方向每秒改变50次
C. 电压表的示数为
D. 将电阻R换成击穿电压为12V的电容器，电容器不会被击穿
2. 如图所示，某小球以速度v向放置于光滑水平面的轻质弹簧运动，在小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中（ ）
A. 弹力对小球做正功，弹簧的弹性势能减少
B. 弹力对小球做负功，弹簧的弹性势能减少
C. 弹力对小球做正功，弹簧的弹性势能增加
D. 弹力对小球做负功，弹簧的弹性势能增加
3. 游乐园里的摩天轮在竖直平面内匀速转动，转动过程中座舱的姿态保持不变，如图所示。座舱中的乘客保持站立姿态并与座舱保持相对静止，则下列说法正确的是（ ）
A. 乘客所受座舱提供的作用力始终指向圆心
B. 摩天轮转动一周的过程中，乘客所受座舱提供的作用力做功不为零
C. 摩天轮转动一周的过程中，乘客所受重力的冲量不为零
D. 座舱从最高点到最低点的过程中，乘客所受重力的功率始终保持不变
4. 甲、乙两架无人机在地面上同时启动竖直上升，上升过程中的加速度随时间的变化规律如图所示。下列说法错误的是（ ）
A. 2t0时刻，甲、乙处于同一高度
B. t0时刻，乙的速度是甲速度的2倍
C. 0~2t0时间内，甲、乙之间的距离一直增加
D. 0~2t0时间内，甲、乙速度在t0时刻相差最大
5. 如图所示为清洗汽车用的高压水枪。设水枪出水口直径为D，水流以速度v从枪口喷出近距离垂直喷射到车身。所有喷到车身的水流，约有75%向四周溅散开，溅起时垂直车身向外的速度为，其余25%的水流撞击车身后无反弹顺车流下。由于水流与车身的作用时间较短，在分析水流对车身的作用力时可忽略水流所受的重力。已知水的密度为，水流对车身的平均冲击力为（ ）
A. B.
C. D.
6. 美妙的彩虹，常引发人们产生美好的联想，被比喻为“天空的微笑”、“相会的彩桥”。有时在看见彩虹时还能看见一组相对“虹”而言颜色较淡的彩色圆弧，这被称为“霓”。虹和霓是太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，可用白光照射玻璃球来说明。两束平行白光照射到透明玻璃球后，在水平的白色桌面上会形成MN和PQ两条彩色光带，结合如图所示光路图，以下说法正确的是（ ）
A. MN为形成虹的光带，N端为红色
B. PQ为形成霓的光带，Q端为红色
C. 在PQ段，从左到右光在同一介质中传播速度变大
D. 在MN段，从左到右的光从同一介质射入空气时的临界角减小
7. 如图所示，电源电动势为E、内阻为r，为定值电阻（阻值均大于电源内阻r），电压表和电流表均可视为理想电表。开关S闭合时，一带电油滴P恰好能静止在平行金属板之间，若将滑动变阻器R滑片向b端移动，则下列说法正确的是（ ）
A. 油滴向上运动
B. 电压表的示数变小，电流表的示数变大
C. 电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值变小
D. 电源的输出功率逐渐减小，电源的效率逐渐减小
8. 如图所示，竖直面内有边长为d正方形ABCD，O是正方形的几何中心，对角线AC水平。将电荷量均为Q的等量异号电荷分别固定在A、C两点，绝缘粗糙细杆与BD重合。现有电荷量为-q、质量为m的带电小球（可视为质点）套在细杆上，从B点以初速度v0向D点滑动，到达D点时速度恰好减为零。已知小球与细杆间的动摩擦因数为μ，静电力常量为k，重力加速度大小为g。则下面判断正确的是（ ）
A. 小球从B点运动到O点过程中电势能不断减小
B. 细杆对小球的弹力的最大值为
C. 小球运动到D点的加速度大小为
D. 小球通过O点的速度大小为
9. 氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于能级的激发态，在向基态跃迁的过程中，下列说法中正确的是
A. 这群氢原子能发出六种频率不同的光，其中能级跃迁到能级所发出光的波长最短
B. 这群氢原子如果从能级跃迁到能级所发出光恰好使某金属发生光电效应，则从能级跃 迁到能级所发出光一定不能使该金属发生光电效应现象
C. 用这群氢原子所发出的光照射逸出功为2.49eV的金属钠，则从金属钠表面所发出的光电子的最大初动 能可能为10.26eV
D. 处于基态的氢原子可吸收13.0eV的光子跃迁到能级
10. 雨滴下降时不仅受重力，还会受到空气阻力的作用。空气阻力与速度的关系较为复杂，当雨滴刚开始下落时，速度较小，空气阻力也较小，随着下落速度的增加，空气阻力迅速增大。若假设空气阻力与速度大小的关系为，其中为某一定值。某次暴雨时，质量为雨滴从的高空下落，只受重力和空气阻力。自下落开始计时，经过时间后达到最大速度，重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A. 雨滴下降的总时间为
B. 雨滴下降20m达到最大速度
C. 前3s内雨滴克服空气阻力做功
D. 前3s内雨滴受到空气阻力的冲量大小为
二、非选择题：本大题共5小题，共54分。其中第13~15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只有最后答案而无演算过程的不得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某实验小组设计实验验证机械能守恒定律，主要步骤如下：
（Ⅰ）用细线悬挂小球（最下端沿半径方向固定宽度为d挡光片）处于静止状态，利用激光水平仪定位小球最低点的位置；
（Ⅱ）将小球拉至某一位置，利用激光水平仪定位此时小球最低点位置，保证细绳处于伸直状态，并测量两次定位点间的竖直高度h；
（Ⅲ）静止释放小球，测出小球经过最低点时挡光片的挡光时间t；
（Ⅳ）重复上述Ⅱ、Ⅲ步骤，得到多组数据；
（Ⅴ）建立坐标系，描绘数据点，用直线拟合。
装置示意图及数据处理结果分别如图甲、乙所示，当地重力加速度为g。据此回答下列问题：
（1）用游标卡尺测量挡光片宽度如图乙所示，可得_______。
（2）该实验小组多次实验后发现数据点基本在过原点的倾斜直线上，测得该直线的斜率为k，若等式________（用d、g、k表示）近似成立，则说明误差允许范围内该过程中系统机械能守恒。
（3）通过对数据分析发现测得的多组实验数据中，小球运动至最低点时的动能总是大于减少的重力势能。最为可能的原因是________。
12. 两个物理小组要测量一节新干电池的电动势和内阻（内阻较小），实验室有如下器材：
①电流表（量程，内阻约）
②电压表（量程，内阻约）
③电压表（量程，内阻约）
④变阻箱
⑤滑动变阻器（最大阻值）
⑥定值电阻（阻值）
⑦开关，导线若干。
某小组利用合适的电压表（示数为）、变阻箱（示数为）和定值电阻测量该电源电动势和内阻，设计的电路图如图所示。

为求出电源的电动势和内阻，该小组同学利用多次实验数据应该作出_____图像（选填“”“”或“”），根据图像计算出图像的斜率为0.75，纵轴截距为0.68（单位均为国际单位制单位），由此可得该电源的电动势E为_____V，内阻为_____（结果保留2位小数）。
13. 如图所示，开口向上竖直放置的内壁光滑的绝热汽缸中有加热装置，汽缸壁内有卡槽，卡槽距缸底的高度。质量、横截面积的活塞停在卡槽处，其下方封闭有一定质量压强为、温度为的理想气体，现通过加热装置对缸内气体缓慢加热。已知外界大气压强保持不变，热力学温度与摄氏温度的关系，重力加速度。
（1）求活塞刚要离开卡槽时缸内气体的热力学温度；
（2）若活塞离开卡槽后继续上升了，该过程中气体吸收了的热量，求该过程中气体内能的变化量。

14. 如图所示，在倾角的固定斜面上，静止着两个质量均为m的相同物块A、B，在A的上方，有一个质量为的物块C。现对C施加一平行于斜面向下的恒力F，C将向下运动并与A发生碰撞，随后A向下与B发生碰撞。已知A、B、C与斜面间的动摩擦因数均为0.75，初始时相邻两物块的间距均为L，物块A、B、C均可视为质点，重力加速度大小为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，恒力F始终作用于C。
（1）求C与A第一次发生碰撞前瞬间C的速度大小；
（2）若物块之间的碰撞是弹性碰撞，求C与A第一次碰撞后瞬间C的速度大小；
（3）若物块之间的碰撞是完全非弹性碰撞，求整个过程因碰撞损失的机械能。
15. 如图所示，在平面直角坐标系xOy内，第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，第Ⅳ象限以ON为直径的半圆形区域内，存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从y轴正半轴上处的M点，以速度垂直于y轴射入电场，经x轴上的P点且与x轴夹角45°进入磁场。已知，不计粒子重力。
（1）求电场强度的大小E和OP的长度d；
（2）若使粒子能够再次经过x轴正半轴，求磁感应强度B的最小值。
参考答案
1. 【答案】B
【解析】A．t=0.02s时，线圈的电动势为零，此时线圈应处于中性面，即线圈平面与磁感线垂直，故A错误；
B．交变电流在一个周期内，电流方向改变两次，故电流方向改变次数，故B正确；
C．交变电流电压表的示数应该为交变电压的有效值，正弦式交变电压的有效值为，所以电压表的示数为12V，故C错误；
D．交变电流的峰值为，而电容器的击穿电压为12V，故交变电流的峰值大于电容器的击穿电压电压，电容器会被击穿，故D错误。故选B。
2. 【答案】D
【解析】在小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，弹簧对小球的弹力方向向右，与位移方向相反，则弹力对小球做负功，弹簧的弹性势能增加，故ABC错误，D正确．故选D.
3. 【答案】C
【解析】A．乘客在竖直平面内做匀速圆周运动，受座舱提供的作用力和重力的合力提供向心力，指向圆心，故A错误；
B．摩天轮转动一周的过程中，乘客的动能不变，根据动能定理，可知乘客所受座舱提供的作用力做功和重力做功之和为零，其中重力做功为零，则乘客所受座舱提供的作用力做功为零，故B错误；
C．摩天轮转动一周的过程中，乘客所受重力的冲量
可知乘客所受重力的冲量不为零，故C正确；
D．摩天轮转动过程中，速度方向改变，根据瞬时功率公式
可知乘客重力的瞬时功率时刻改变，故D错误。故选C。
4. 【答案】A
【解析】B．根据a-t图像知，图像与坐标轴所围成的面积表示速度的变化量，起始时刻，两无人机速度均为零，0~t0过程中，乙图像面积为甲图像面积的2倍，所以t0时刻，乙的速度是甲速度的2倍，B正确；
D．t0时刻之前，乙的加速度大于甲的加速度，二者速度差距逐渐增大，t0~2t0之间，乙的加速度小于甲的加速度，二者速度差距逐渐减小，所以t0时刻二者速度相差最大，D正确
AC．结合a-t图像转v-t图像，如图所示
在v-t图像中，图像与坐标轴所围城的面积表示位移，可知2t0时刻，甲、乙不处于同一高度，甲、乙之间的距离一直增加，A错误，C正确，本题选错误，故选A。
5. 【答案】A
【解析】由题意可知，在很短时间内流出的水的质量为
设水流对车身的平均冲击力大小为F，
则由牛顿第三定律可知车身对水流的平均冲力大小也为F，
取反弹的速度方向为正方向，对时间内喷出的水，
根据动量定理可得
解得，故选A。
6. 【答案】A
【解析】AD．根据图像可知，实线表示的白光，刚刚进入玻璃球时，入射角相等，下侧折射光对应的折射角较小，其折射率较大，该光最终照射到M点，七色光中白光中红光的折射率最小，紫光的折射率最大，可知M、N点的颜色分别为紫、红，根据可知在MN段，从左到右的光从同一介质射入空气时的临界角增大，故A正确，D错误；
BC．根据图像可知，虚线表示的白光，刚刚进入玻璃球时，入射角相等，上侧折射光对应的折射角较小，其折射率较大，该光最终照射到Q点，七色光中白光中红光的折射率最小，紫光的折射率最大，可知P、Q点的颜色分别为红、紫，根据可知从左到右光在同一介质中传播速度变小，故BC错误。故选A。
7. 【答案】B
【解析】A．滑动变阻器的滑片向b端移动，则滑动变阻器接入电路的电阻减小，总电阻减小，则干路电流增大，由
可知电容器两端电压减小，板间场强减小，油滴受到的电场力减小，故油滴将向下运动，故A错误；
B．由于干路电流增大，而，故两端电压减小，因此通过的电流减小，而
故流过的电流增大，电流表示数变大，两端电压增大，而
故滑动变阻器两端电压减小，即电压表示数变小，故B正确；
C．设电压表示数为，电流表示数为，根据闭合电路欧姆定律可得
整理可得
可知与成线性关系，即图像为一条倾斜的直线，所以图像的斜率不变，即电压表示数变化量与电流表示数变化量的比值不变，故C错误；
D．由于且外电阻减小，与电源内阻越来越接近，故电源的输出功率增大；而电源效率为
外电阻减小，电源的效率逐渐减小，故D错误。故选B。
8. 【答案】BD
【解析】A．根据等量异种电荷产生的电场的特点可知，连线上电场强度垂直于指向负电荷一侧，小球从点运动到点的过程中，由于电场力与速度方向总是垂直，电场力不做功，小球的电势能保持不变，故A错误；
B．、两点的连线上点的电场强度最大，小球到达点时所受电场力最大，由小球水平方向受力平衡可知，此时细杆对小球的弹力最大，且弹力的最大值为，B正确；
C．处电荷在点的电场强度大小为，由电场的叠加原理知，点的电场强度的大小
由题意可知小球到达点时速度恰好减为零，则小球在点受到的滑动摩擦力大于重力，在点由牛顿第二定律得
解得小球在点的加速度大小为，C错误；
D．、、三点在等量异种点电荷中垂线上，电势相等。小球从点到点过程中，设克服阻力做功，由动能定理得
小球从到过程中
联立解得小球通过点的速度大小为，D正确。故选BD。
9. 【答案】BC
【解析】这群氢原子能发出种频率不同的光，其中能级跃迁到能级所发出光的频率最小，波长最长，选项A错误；因n=4到n=1的能级差大于n=3到n=1的能级差，则这群氢原子如果从能级跃迁到能级所发出光的频率大于从能级跃迁到能级所发出光的频率，则如果这群氢原子从能级跃迁到能级所发出光恰好使某金属发生光电效应，则从能级跃迁到能级所发出光一定不能使该金属发生光电效应现象，选项B正确；用这群氢原子跃迁所发出的光的最大能量为（-0.85）eV-（-13.6）eV=12.75eV，则用它照射逸出功为2.49eV的金属钠，从金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为12.75eV-2.49eV=10.26eV，选项C正确；基态与n=4状态的能级差为12.75eV，则处于基态的氢原子不可能吸收13.0eV的光子跃迁到能级，选项D错误
10. 【答案】AB
【解析】AB．平衡时，解得
前3s过程中，根据动量定理有
则有，解得
即下降20m达到最大速度，之后做匀速直线运动，用时间98s，则计算可得总时间为101s，故AB正确；
C．根据动能定理
可计算前3s内雨滴克服空气阻力做功Wf=0.075J，故C错误；
D．根据动量定理，
可计算前3s内雨滴受到空气阻力的冲量大小为
故D错误。故选AB。
11. 【答案】（1）525 （2） （3）挡光片通过光电门时的速度大于球心处的速度
【解析】【小问1】游标卡尺主尺读数为，游标尺是20分度，精度为，游标尺上第5条刻度线与主尺刻度线对齐，游标尺读数为
所以挡光片宽度
【小问2】小球经过最低点时的速度
若机械能守恒，小球从释放位置到最低点的过程中，重力势能的减少量等于动能的增加量，即
则满足，得，故
【小问3】测得的h和球心下降距离相等，故速度也应该测球心速度，而实测速度为挡光片通过光电门时的速度，此速度明显大于球心速度。
12. 【答案】 ；1.47 ；0.10
【解析】[1]由于电源内阻较小，直接测量不易测出，需要将定值电阻串联在电路中测量，为了减小测量误差，测量电路常选用外接法，故实验的设计电路应选择如图的电路。电源电动势为1.5V，故电压表选量程为3V的电压表，即②号电压表。
该小组利用电压表和变阻箱设计了如题图的电路，
根据电压表和变阻箱的示数得
化简得，由此可知需要作出图像；
图像的斜率为，截距为
解得电源电动势，
13. 【答案】（1）；（2）
【解析】（1）已知，
当活塞刚要离开卡槽时，根据受力分析则有
解得
气体加热至活塞刚要离开卡槽，气体经历等容变化，根据查理定律有
联立解得活塞刚要离开卡槽时，气体的热力学温度
（2）活塞离开卡槽上升过程中，是等压变化，故气体对外做功，
则有
由热力学第一定律得
代入数据解得此过程中气体内能的变化量
14. 【答案】（1） （2） （3）
【解析】【小问1】由题意知
即物块所受重力沿斜面向下的分力恰好等于最大静摩擦力。
对C，由动能定理，解得
【小问2】C与A发生弹性碰撞，由动量守恒定律
由机械能守恒定律，解得
【小问3】C与A发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律
CA组合体与B发生完全非弹性碰撞，由动能定理和动量守恒定律，
C与A碰撞过程损失的机械能
CA组合体与B碰撞过程损失的机械能
整个过程因碰撞损失的机械能
解得
15. 【答案】（1），2h （2）
【解析】【小问1】由题意得，带电粒子垂直y轴进入电场后做类平抛运动，
则有，，，，解得
OP的长度
【小问2】粒子进入匀强磁场中做匀速圆周运动，速度
能够再次经过x轴正半轴，轨迹半径最大对应轨迹和磁场边界相切，此时磁感应强度最小，如图所示
则
又由几何关系得
联立解得