山西省忻州市名校2024届高三上学期开学联考物理试卷(含答案)

这是一份山西省忻州市名校2024届高三上学期开学联考物理试卷(含答案)，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。

一、单选题
1．氢原子的能级图如图甲所示，大量处在能级的氢原子在向低能级跃迁的过程中会释放出多种能量的光子，用其中所释放出的光照射如图乙所示的光电管阴极K，合上开关，当电压表的示数为8.50V时，电流表的示数恰好为零。下列说法正确的是( )
A.氢原子能产生8种不同的光子
B.光电子的最大初动能为12.75eV
C.光电管阴极K的逸出功为4.25eV
D.氢原子释放的所有光子都能使阴极K发生光电效应
2．如图所示，甲、乙两人同时从A点出发，沿直线向右匀速运动，速度大小分别为、，当甲到达B点后经过时间t，乙才到达B点，则A、B两点间的距离为( )
A.B.C.D.
3．如图所示，一定质量的理想气体从状态A依次经过状态B、C和D后再回到状态A，其中A到B和C到D为等温过程，B到C和D到A为绝热过程，该循环称为卡诺循环，下列说法正确的是( )
A.过程中气体分子间的平均距离变小
B.过程中气体分子的平均动能不变
C.过程中气体的内能变大
D.卡诺循环气体需要向外界吸热
4．如图所示，水平光滑绝缘桌面上的正方形ABCD区域内存在竖直向上的匀强磁场，将一正方形导体框abcd分别从AB、BC边以速度v、2v匀速拉出磁场，则导体框两次被拉出磁场时拉力的功率之比为( )
A.1:1B.1:2C.1:3D.1:4
5．如图所示，一辆货车将5个装满柴油的圆柱形油桶（排列紧密）沿平直公路安全送往目的地，上方油桶未发生翻滚。已知每个油桶的质量均为173.2kg，取重力加速度大小。下列说法正确的是( )
A.1号油桶对2号油桶的压力始终为1000N
B.1号油桶对2号油桶的压力不超过2000N
C.1号油桶对3号油桶的压力不小于1000N
D.1号油桶对3号油桶的压力不超过1732N
6．某同学利用如图所示的双缝干涉实验装置测量黄光的波长，测得双缝之间的距离为0.24mm，光屏与双缝之间的距离为1.20m。第1条到第6条黄色亮条纹中心间的距离为14.70mm，则该黄光的波长为( )
A.570nmB.576nmC.582nmD.588nm
7．如图所示，固定斜面上半部分AB粗糙，下半部分BC光滑，一滑块从斜面顶端A由静止释放，滑块沿斜面向下滑动到底端的过程中，滑块的动量大小p、动能、机械能E及重力的瞬时功率与下滑时间t的关系图像中可能正确的是( )
A.B.
C.D.
8．如图所示，单匝正方形线框ABCD的BC边恰好与匀强磁场的左边界MN重合，MN右侧的匀强磁场区域足够大。线框在外力作用下以BC边为转轴匀速转动一周的过程中，线框产生的热量计为Q，所用的时间为T，下列判断正确的是( )
A.B.C.D.
二、多选题
9．2023年2月6日，天文学家报告新发现12颗木星卫星，使木星的已知卫星增至92颗，在木星的众多卫星中，盖尼米得，伊奥两颗卫星的轨道均近似为圆。盖尼米得的周期比伊奥的周期大，下列说法正确的是( )
A.盖尼米得的线速度小于伊奥的线速度
B.盖尼米得的角速度小于伊奥的角速度
C.盖尼米得的轨道半径小于伊奥的轨道半径
D.盖尼米得的向心加速度小于伊奥的向心加速度
10．图甲为一列在均匀介质中传播的简谐横波在时刻的波形图，图乙为平衡位置在处的质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A.该波沿x轴负方向传播
B.该简谐横波的周期为4s
C.平衡位置在处的质点的振动方程为
D.平衡位置在处的质点和平衡位置在处的质点的速度和加速度始终相同
11．在如图所示的电路中，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，闭合开关S，电路稳定后突然断开开关S并开始计时，已知LC振荡电路的振荡周期为T，则在时间内( )
A.电容器在放电B.电场能转化为磁场能
C.A板所带的负电荷减少D.L产生的自感电动势减小
12．光从介质1射入介质2发生折射时，入射角与折射角的正弦之比叫作介质2相对介质1的折射率。一束光从空气以60°角射入某种透明液体时发生折射，折射光线在容器底进入玻璃时再次发生折射，光路图如图所示。已知光在空气中的传播速度为c。下列说法正确的是( )
A.透明液体的折射率为B.光在透明液体中的传播速度为
C.玻璃相对透明液体的折射率为D.光在玻璃中的传播速度为
三、实验题
13．为了测量木块与倾角的斜面间的动摩擦因数，某实验小组的同学进行了下列实验步骤：
A：将斜面固定在水平面上，斜面底端固定有光电门（图中未画出），如图甲所示；
B：让木块从斜面的不同位置由静止开始下滑，测量木块每次通过光电门时的速度大小v及对应的加速时间t，作出的图像如图乙所示。
已知当地的重力加速度大小为，，根据以上测量数据可得，木块沿斜面下滑的加速度大小为_________；木块与斜面间的动摩擦因数为__________。（结果均保留两位有效数字）
14．为测量干电池的电动势E（约为1.5V）和内阻r（约为1Ω），某同学将两节相同的干电池串联后设计了如图甲、乙所示的实验电路图，所用器材如图丙所示。已知电流表的内阻约为1Ω，电压表的内阻约为3kΩ，滑动变阻器的最大阻值约为20Ω，请回答下列问题：
（1）按照图甲所示的电路图，将图丙中的实物连线补充完整；
（2）闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应移至最__________（填“左”或“右”）端；
（3）闭合开关S后，移动滑片P改变滑动变阻器的接入阻值，记录下多组电压表示数U和对应的电流表示数I，将实验记录的数据在坐标系内描点作出图像；
（4）在图丙中通过改变导线的接线位置，完成了图乙电路图的实物连接，重复步骤（2）、（3）。
将实验记录的数据在同一坐标系内描点作出图像，如图丁所示。可知图丁中标记为I的图线是采用实验电路图___________（填“甲”或“乙”）测量得到的；
（5）利用图丁提供的信息可知，每节干电池的电动势E的准确值为___________V，每节干电池的内阻r的准确值为____________Ω。
四、计算题
15．如图所示，一粗细均匀的长细管开口向下竖直固定时，管内高度为h的水银柱上方封闭气体的体积为，现让细管自由下落，水银柱很快与细管相对静止。已知大气压强恒为，水银的密度为ρ.细管下落过程中始终竖直，管内气体温度不变且可视为理想气体，重力加速度大小为g，求：
（1）细管固定时封闭气体的压强p；
（2）细管自由下落时封闭气体的体积V。
16．如图所示，半径的圆弧轨道与水平轨道在C处平滑连接，静止在水平轨道上的物体B用轻质弹簧连接在挡板上，将质量的物块A从圆弧轨道的最高处由静止释放，之后物块A与物体B发生完全非弹性碰撞。已知物体B的质量，弹簧始终处于弹性限度内，不计一切摩擦，取重力加速度大小。求：
（1）物块A经过C点时对轨道的压力大小；
（2）物块A与物体B碰后弹簧的最大弹性势能。
17．如图所示，平面直角坐标系的第一，四象限内存在方向均垂直坐标平面向里的匀强磁场，在第二象限内存在沿x轴负方向的匀强电场。一质量为m、带电荷量为的粒子以速度从点沿y轴正方向射入电场，从点第一次进入第一象限，在磁场中偏转后恰好从原点O返回电场，此时速度与y轴正方向所成的角为30°，之后从y轴上的点M第二次进入第一象限，不计粒子受到的重力，求：
（1）匀强电场的电场强度大小E；
（2）第一、四象限内匀强磁场的磁感应强度大小之比；
（3）粒子第二次进入第一象限后到x轴的最小距离d。
参考答案
1．答案：C
解析：本题考查光电效应，目的是考查学生的理解能力。由题图甲可知，氢原子能产生6种不同的光子，选项A错误；光电子的最大初动能为8.50eV，选项B错误；光电管阴极K的逸出功，选项C正确；氢原子释放的6种光子中，有3种能量小于逸出功，选项D错误。
2．答案：A
解析：本题考查直线运动，目的是考查学生的理解能力。设A、B两点间的距离为L，依题意有，解得，选项A正确。
3．答案：D
解析：本题考查热力学定律，目的是考查学生的理解能力。过程中，理想气体等温膨胀，分子间的平均距离变大，选项A错误；过程为绝热膨胀，气体对外界做功，内能减小，温度降低，气体分子的平均动能减小，选项B错误；过程为等温压缩，分子的平均动能不变，内能不变，选项C错误；过程中气体对外界做的功大于过程中外界对气体做的功，所以在一个循环中气体对外界做功，根据热力学第一定律可知气体需要向外界吸热，选项D正确。
4．答案：D
解析：两次将导体框拉出磁场的过程中，产生的感应电动势和感应电流
两次拉出产生的感应电动势之比为1:2，感应电流之比为1:2，安培力大小
则两次拉出安培力大小之比为1:2，由于匀速拉出，由，故拉力的功率之比为1:4。
故选D。
5．答案：B
解析：本题考查牛顿运动定律的应用，目的是考查学生的推理论证能力。货车运动过程中既有加速，也有减速。以上方油桶为研究对象，根据对称性知2、3号油桶对1号油桶的最小支持力为0，最大支持力不超过2000N，选项B正确。
6．答案：D
解析：本题考查光的干涉，目的是考查学生的推理论证能力。相邻干涉条纹间距，根据，可得，选项D正确。
7．答案：D
解析：本题考查功能关系，目的是考查学生的推理论证能力。滑块在AB、BC两段均做匀加速直线运动，在AB段的加速度大小，在BC段的加速度大小，动量大小，图像为直线，选项A错误；动能，图像为曲线，选项B错误；经过B点后，滑块的机械能守恒，选项C错误；重力的功率，选项D正确。
8．答案：A
解析：本题考查电磁感应及交变电流，目的是考查学生的推理论证能力。设正方形线框的边长为L，匀强磁场的磁感应强度大小为B，线框的电阻为R，回路中感应电动势的峰值，则，选项A正确。
9．答案：ABD
解析：本题考查天体运动，目的是考查学生的理解能力。根据万有引力提供向心力有，解得，，，，选项C错误。
10．答案：BC
解析：本题考查机械波，目的是考查学生的理解能力。显然波沿x轴正方向传播，选项A错误；该简谐横波的周期为4s，选项B正确；平衡位置在处的质点的振幅，其，振动方程为，选项C正确；平衡位置在处的质点和平衡位置在处的质点相距半个波长，速度和加速度的大小相等、方向均相反，选项D错误。
11．答案：ABD
解析：本题考查LC振荡电路，目的是考查学生的推理论证能力。电路稳定后，电容T器被短路，带电荷量为0，断开开关，电感线圈与电容器构成回路，时间内电容器在充电，A板带正电，时间内电容器在放电，电场能转化为磁场能，选项A、B均正确；A板所带的正电荷减少，选项C错误；此过程中电流在不断增大，而电流的变化率减小，选项D正确。
12．答案：BC
解析：本题考查光的折射，目的是考查学生的创新能力。由题图可知，透明液体的折射率为，选项A错误；光在透明液体中的传播速度为，选项B正确；玻璃相对透明液体的折射率为，选项C正确；玻璃的折射率为，光在玻璃中的传播速度为，选项D错误。
13．答案：1.0；0.62或0.63
解析：设木块沿斜面下滑的加速度大小为a，有，由题图乙可知，由，解得。
14．答案：（1）见解析（2）左（4）甲（5）1.6；0.8
解析：（1）如图所示。
（2）闭合开关S前，应将滑动变阻器的滑片P移至最左端，保证开始时接入电路的滑动变阻器阻值最大，用以保护电路。
（4）对题图乙而言，根据闭合电路欧姆定律可得，当I为零时，；对题图甲而言，根据闭合电路欧姆定律有，当I为零时，，故可知图丁中标记为I的图线是采用实验电路图甲测量得到的。
（5）图线I对应的纵截距满足，图线Ⅱ对应的横截距满足，解得。
15．答案：（1）（2）
解析：（1）设细管的横截面积为S，则有
解得
（2）水银柱和细管一起做自由落体运动，处于完全失重状态，因此封闭气体的压强等于，有
解得
16．答案：（1）60N（2）10J（3）
解析：（1）设物块A经过C点时的速度大小为，根据机械能守恒定律有
解得
（2）设物块A与物体B碰后的速度大小为v，根据动量守恒定律有
解得
17．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）粒子在电场中做类平抛运动，设粒子在电场中的加速度大小为a，从P点运动到Q点所用的时间为t，有
解得
（2）设粒子经过Q点时的速度大小为v，方向与y轴的夹角为θ，粒子在第一、四象限的磁场中运动的轨道半径分别为、，结合如图所示的几何关系有
解得
（3）设点M的纵坐标为y，粒子从O点到M点所用的时间为，则有
解得