【开学考】2024秋高三上册开学物理摸底考试 物理2025届新高三上册开学摸底考试卷（上海专用）.zip

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注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
一、选择题：本题共12小题，每小题3分，共36分。
1．学校运动会中立定跳远是一项常规项目，某同学参赛时脚蹬地起跳瞬间的受力示意图正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】依据受力分析可知，受到竖直向下的重力，垂直地面的向上的弹力，还受到水平向右的静摩擦力，因为运动员立定跳远脚蹬地起跳瞬间，有相对地面向左运动的趋势。故选A。
2．在滑冰场上，甲、乙两小孩面对面静止站在各自滑冰板上。相互猛推一下后分别向相反方向运动，结果甲在冰上滑行的距离比乙远（假定两板与冰面间的动摩擦因数相同），这是由于（ ）
A. 在刚分开时，甲的速度大于乙的速度
B. 在推的过程中，甲推乙的时间小于乙推甲的时间
C. 在推的过程中，甲推乙的力小于乙推甲的力
D. 在分开后，甲的加速度小于乙的加速度
【答案】A
【详解】A D．分开后，两人受到的合力都是摩擦力，根据牛顿第二定律
所以甲、乙的加速度大小相等，由运动学公式
甲在冰上滑行的距离比乙远可知刚分开时，甲的初速度大于乙的初速度，故A正确，D错误；
B．作用力与反作用力具有等时性，在推的过程中，甲推乙的时间等于乙推甲的时间，故B错误；
C．在推的过程中，甲推乙的力和乙推甲的力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律，作用力和反作用力大小相等，方向相反，故C错误。
3．某次跳水比赛中，从运动员离开跳台开始计时，运动过程不计阻力，其速度v随时间t变化的图像如图，图中只有过程对应的图线为直线，则运动员（ ）
A. 在做自由落体运动B. 在时刻刚好接触水面
C. 在时刻距离跳台最远D. 在时刻网好浮出水面
【答案】B
【详解】由图像可知，运动员在时间内向上做竖直上抛运动，时刻到达最高点；运动员在时间内向下做自由落体运动，在时刻刚好接触水面；在时间内运动员在水中向下做减速运动，时刻速度减为0，运动员到达最低点，即在时刻距离跳台最远。故选B。
4．质量为m的“天宫”空间站，绕地球做匀速圆周运动的半径为r，若地球质量为M、半径为R，引力常量为G，则空间站的线速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】根据万有引力提供向心力可得 解得 故选D。
5．如图所示，一轻质弹簧竖立于地面上，小球自弹簧正上方由静止释放，则从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小球的机械能守恒
B. 重力对小球做正功，小球的重力势能减小
C. 弹簧的弹力对小球做负功，弹簧的弹性势能一直减小
D. 小球的加速度一直减小
【答案】B
【详解】A．从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，弹簧的弹力一直对小球做负功，则小球的机械能不守恒，A错误；
B．从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，重力的方向与位移方向相同，可知重力对小球做正功，小球的重力势能减小，B正确；
C．弹簧的弹力对小球做负功，弹簧的弹性势能一直增加，C错误；
D．开始阶段，弹簧弹力小于重力，则小球的加速度向下，随弹力的增加，向下的加速度减小，当弹力等于重力时加速度减为零，此时小球的速度最大，以后弹簧的弹力大于重力，小球的加速度向上且逐渐变大，则小球的加速度先向下减小后反向增加，D错误。故选B。
6．如图所示，一带电粒子从a运动到b，径迹如虚线所示，下列说法错误的是（ ）
A. 粒子带负电B. 粒子的加速度不断减小
C. 粒子在a点时电势能小于在b点时的电势能D. 粒子在a点的动能比b处大
【答案】A
【解析】A．因电场方向未知，所以无法判定粒子的电性，故A符合题意；
B．粒子从a到b所受电场力减小，加速度变小，故B不符合题意；
CD．由轨迹可知所受电场力指向轨迹内测，可知从a到b电场力做负功，电势能增大，动能减小，所以粒子在a点时电势能小于在b点时的电势能，粒子在a点的动能比b处大，故CD不符合题意。故选A。
7．如图所示，竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘．两个带有同种电荷的小球A、B（均可视为质点）分别位于竖直墙面和水平地面上，且处于同一竖直平面内。若用图示方向的水平推力F作用于小球B，则两球静止于图示位置。如果将小球B向左推动少许，并待两球重新达到平衡时，与原来相比（ ）
A. 两小球的间距变大 B. B球受到的推力F变大
C. A球对竖直墙面的压力变大 D. 水平地面对B球的支持力变大
【答案】A
【解析】AC．以A球为研究对象，受力分析如图所示
设B对A的库仑力与墙壁的夹角为，由平衡条件得竖直墙面对小球A的弹力为
库仑力大小为
将小球B向左推动少许时，减小，减小，则减小，增大，则减小，
根据库仑定律分析可知，两小球间距变大。根据牛顿第三定律可知，A球对竖直墙面的压力变小，故A正确，C错误；
BD．以A、B整体为研究对象，受力分析如图所示
由平衡条件得 ，
减小，则减小，地面对小球B的支持力保持不变，故BD错误。故选A。
8．如图为某款配送机器人内部电路结构简化图，正常工作时电源输出电压为，输出电流为，内阻不可忽略。整机净重，在某次配送服务时载重，匀速行驶速度为，行驶过程中受到的阻力大小为总重力的0.2倍。不计电动机的摩擦损耗，则下列说法正确的是（ ）
A. 正常工作时电源的总功率为B. 匀速运行时的机械功率为
C. 该机器人内部热功率为D. 该电动机的线圈电阻为
【答案】D
【解析】A．根据 ，可知电源的输出功率为
由于电源的内阻不可忽略，所以正常工作时电源的总功率大于电源的输出功率，故A错误；
B．行驶过程中受到的阻力大小为
匀速行驶时牵引力和阻力相等，所以匀速运行时的机械功率为 ，故B错误；
C．该电动机的热功率为
机器人内部的热功率大于电动机的热功率，如还包括电源的热功率，故C错误；
D．根据 ，可知 ，故D正确。故选D。
9．甲、乙两单摆的振动图像如图所示，由图像可知
A. 甲、乙两单摆的周期之比是3:2B. 甲、乙两单摆的摆长之比是2:3
C. tb时刻甲、乙两摆球的速度相同D. ta时刻甲、乙两单摆的摆角不等
【答案】D
【详解】A．由图像可知，甲、乙两单摆的周期之比是2:3，选项A错误；
B．根据，则，则甲、乙两单摆的摆长之比是4:9，选项B错误；
C．因乙摆摆长大，振幅小，则在最高点时离开平衡位置的高度小，则到达最低点时的速度较小，即tb时刻甲、乙两摆球的速度不相同，故C错误；
D．ta时刻甲、乙两单摆的位移相等，但是由于两摆的摆长不等，则摆角不等，选项D正确。
10．在如图电路中，线圈L的电阻和电源的内电阻r都可以忽略。先合上电键K一段时间后，在时刻将电键K断开，则电容器C的M板的电量变化情况为图中的（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】在时刻将电键K断开，线圈L中产生逆时针方向的自感电动势，对电容器充电，充电完毕电容器又开始放电，从而形成振荡回路，因此电容器M板的电荷量先增大，当充电完毕后电荷量有最大值，此时电容器开始放电，当放电完毕后，电容器又开始反向充电，M板带上与原来电性相反的电荷，直至充电完毕，电荷量再次达到最大后又开始放电。故选A。
11．如图所示，长为L的金属杆在外力作用下，在匀强磁场中沿水平光滑导轨匀速运动，如果速度v不变，而将磁感强度由B增为2B。除电阻R外，其它电阻不计。那么（ ）
A. 作用力将不变B. 作用力将增为2倍
C. 感应电流的热功率将增为2倍D. 感应电动势将增为2倍
【答案】D
【详解】AB．感应电动势为 感应电流为
根据平衡条件有 解得
如果速度v不变，而将磁感强度由B增为2B，为了确保金属杆做匀速直线运动，根据平衡条件可知，作用力将增为4倍，故AB错误；
D．根据上述，感应电动势为
如果速度v不变，而将磁感强度由B增为2B，则感应电动势将增为2倍，故D正确；
C．根据上述，解得感应电流为 热功率为
如果速度v不变，而将磁感强度由B增为2B，则感应电流的热功率将增为4倍，故C错误。故选D
12．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A 为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是（ ）
A. 电流表的示数为 B. 线圈转动的角速度为50π rad/s
C. 0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 D. 0.02 s时电阻R中电流方向自右向左
【答案】C
【详解】A．由乙图可知，交流电的最大值 有效值为 故A错误；
B．周期 角速度 故B错误；
C．0.01s 时线圈产生感应电动势最大，说明线框与磁场平行，故C正确。
D．据题知0.02s时线框中感应电流沿逆时针方向，电阻R中电流的方向自左向右，故D错误。
二、填空题：本题共5小题，每小题4分，共20分。
13．在如图所示的电场中，A点的电势，B点的电势，则A、B两点的电势差_____V。现把电量为的点电荷，从电场中的A点移到B点，此过程中电场力做的功为______J。
【答案】 ①. 5 ②.
【解析】 [1][2] A、B两点的电势差
把电量为点电荷，从电场中的A点移到B点，
此过程中电场力做的功为
14．如图所示，在光滑的水平面上有A和B两小车，质量分别为m1、m2，A车上有一质量为m3的人，开始时两车和人均静止．现人以速度v0向右跳上B车，并与B车保持相对静止，则人跳离A车后，A车的速度大小为______；人跳上B车后，A、B两车的速度大小之比为______。
【答案】 ①. ②.
【解析】 将A车和人组成一个系统，系统的动量守恒，设人跳离A车后，A车的速度为，以向右为正方向，由动量守恒定律有，解得：，负号表示A车的速度方向向左；
研究人和B车，以向右为正方向，由动量守恒定律有，解得：。
15．用力传感器对单摆振动过程进行测量，力传感器测出的F﹣t图象如图所示，根据图中信息可得，摆球摆到最低点的时刻为_____s，该单摆的摆长为_____m（取π2=10，g=10m/s2）。
【答案】 ①. 0.6 ②. 0.64
【详解】[1]摆球摆到最低点拉力最大，根据图的信息可得，摆球摆到最低点的时刻为0.6s；
[2]摆球摆到最高点的时刻为0.2s和1.0s，单摆摆动的周期为 T=2×（1.0﹣0.2）s=1.6s
根据公式 T=2π，解得：L==0.64m
16．一个100匝的闭合圆形线圈，总电阻为15.0Ω，面积为50cm2，放在匀强磁场中，线圈平面跟磁感线方向垂直。匀强磁场的磁感应强度B随时间t变化的规律如图（b）所示。设时，B的方向如图（a）所示，垂直于纸面向里。则线圈在0~4×10-3s内的平均感应电动势的大小是________；在3×10-3s末通过线圈的磁通量是________。
【答案】 ①. 75V ②.
【详解】[1]根据图中同一条直线磁通量的变化率是相同的，所以电动势为定值，即为
[2]根据图像可知，在3×10-3s末磁感应强度为0.15T，则通过线圈的磁通量
17．用紫光做双缝干涉实验，在屏上观察到干涉条纹，若增大双缝距离，则屏上干涉条纹的间距将________（填“变大”或“变小”）。若其他条件不变，改用红光做实验，则干涉条纹的间距将________（填“变大”或“变小”）。
【答案】 ①. 变小 ②. 变大
【详解】[1]根据知，若增大双缝距离d，则屏上干涉条纹的间距x将变小。
[2]根据知，若其他条件不变，改用红光做实验，则波长增大，所以干涉条纹的间距x将变大。
三、计算题：本题共3小题，每小题10分，共30分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
18．如图所示，质量为的小物体从A点以vA5.0m/s的初速度沿粗糙的水平面匀减速运动距离s1.0m到达B点vB2m/s，然后进入半径R0.4m竖直放置的光滑半圆形轨道，小物体恰好通过轨道最高点C后水平飞出轨道，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）粗糙水平面的动摩擦因μ；
（2）小物体在B处对圆形轨道压力的大小FN；
（3）从轨道最高点C水平飞出后落在距B点的距离x。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）小物体由A到B过程，由动能定理得到
代入数据，解得
（2）设小物体在B处受到的支持力为，根据牛顿第二定律有
得到：
根据牛顿第三定律可知，小物块对轨道的压力大小为，方向竖直向下。
（3）小物体恰好通过最高点C，由重力提供向心力，
则 解得
小球离开C点后做平抛运动，竖直方向有
代入数据，解得
水平方向有
可得从轨道最高点C水平飞出后落在距B点的距离0.8m。
19．如图所示是一列向正方向传播的简谐横波，波速v=0.4m/s，M点的横坐标为x=10m，t=0时刻波传到N点，求：
（1）波源的起振方向和该波的周期T；
（2）经过30s的时间，N点经过的路程s；
（3）经过多长时间，M点第二次到达波谷？
（4）画出x=0.4m处的质点的振动图像。
【答案】（1）向上振动，4s；（2）1.5m；（3）29s；（4）见下图
【详解】（1）t=0时刻波传到N点，由于波沿正方向传播，所以N点向上振动，介质中质点开始振动的方向和波源的起振方向相同，所以波源的起振方向向上；
由图可知，波长为 ，所以周期为
（2）由于
所以经过30s的时间，N点经过的路程为
（3）M点第二次到达波谷的时间为
（4）x=0.4m处的质点在t=0时处于平衡位置，且向下振动，所以其振动图像如图所示

20．如图（甲）所示，左侧接有定值电阻的水平粗糙导轨处于垂直纸面向外的匀强磁场中，磁感应强度，导轨间距为。一质量，阻值的金属棒在拉力F作用下由静止开始从CD处沿导轨向右加速运动，金属棒与导轨间动摩擦因数，。金属棒的速度—位移图像如图（乙）所示，则从坐标原点到的过程中求：
（1）通过电阻R的电量是多少；
（2）拉力F做的功是多少；
（3）整个系统产生的总的焦耳热是多少。
【答案】（1）0.25C； （2）9.25J； （3）0.25J； （4）见解析
【详解】（1）通过电阻R的电荷量
（2）由速度图像得，速度与位移的关系为
切割产生的电动势为 ，电流为
金属棒所受的安培力
则知F与x是一次函数关系，当时，安培力
当时，安培力
则从起点发生位移的过程中，安培力做功为
根据动能定理得
其中，，，代入解得，拉力做的功
（3）Q= -WA=0.25J
四、材料题：本题共1小题，共14分。
21．航天科技
我国的航天科技飞速发展，在运载火箭、人造卫星、载人航天、天体探测以及失重条件下的各种实验等方面都取得了辉煌的成就。
（1）（4分）总质量为M（含燃料）的小型试验火箭，在极短的时间内将质量为m的气体以相对地面v0的速度竖直向下喷出后，火箭在重力作用下开始做匀变速直线运动。已知重力加速度大小为g，则气体喷出后，火箭获得的速度为_____，火箭上升的最大高度为_____。
（2）（2分）（多选）关于空间站的运行速度，正确的是（ ）
A. 空间站离地越高，运行速度越小
B. 空间站离地越高，运行速度越大
C. 空间站的运行速度小于地球第一宇宙速度
D. 空间站的运行速度介于地球第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
（3）（2分）天宫搭载的红外线热成像仪，是通过收集待成像物体辐射的红外线能量而成像的。红外线与可见光相比，红外线（ ）
A. 频率更高 B. 更容易发生衍射现象
C. 真空中传播速度更快 D. 在同一装置中双缝干涉条纹更窄
（4）（2分）航天科技的应用离不开相对论。按照狭义相对论观点，空间站内的钟会因为高速运动而变_______；根据广义相对论观点，钟的快慢与引力场的强弱有关，在空间站的钟要比在地面走得______。
（5）（4分）如图所示，在机械臂作用下，微型卫星与空间站一起绕地球做匀速圆周运动，且微型卫星、空间站、地球位于同一直线。则连接微型卫星与空间站的机械臂对微型卫星的作用力（ ）
A. 大小为零 B. 大小不为零，方向指向空间站 C. 大小不为零，方向背离空间站
【答案】(1). ①. ②. (2). AC
(3). B (4). ①. 慢 ②. 快 (5). B
【解析】
【1题详解】
[1]在燃气喷出后的瞬间，根据动量守恒可得
解得在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为
[2]火箭上升的最大高度为
【2题详解】
假定地球质量为M、引力常量为G，绕地球圆周运动空间站的质量为m、轨道半径为r，
根据万有引力提供向心力可知 则有
由题意可知，空间站离地越高，运行速度越小；由于天宫空间站的轨道半径大于地球半径，而第一宇宙速度的轨道半径为地球半径，则空间站的运行速度小于第一宇宙速度，更小于第二宇宙速度。
故选AC。
【3题详解】
A．红外线波长更大，则频率更低，A错误；
B．因红外线的波长更大，则更容易发生衍射现象，B正确；
C．电磁波在空气中传播速度都相同，C错误。
D．根据 可知，相同条件下，因红外线的波长更大，则双缝干涉图样中相邻明纹中心间距更宽，D错误。
故选B。
【4题详解】
[1][2]航天科技的应用离不开相对论。按照狭义相对论观点，空间站内的钟会因为高速运动而变慢；根据广义相对论观点，钟的快慢与引力场的强弱有关，在空间站的钟要比在地面走得快。
【5题详解】
设机械臂的长度为d，微型卫星与空间站一起做角速度为ω的匀速圆周运动。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，微型卫星质量为m，空间站质量为，空间站轨道半径为r，由万有引力提供向心力，对空间站有
微型卫星 其中
联立解得
所以连接微型卫星与空间站的机械臂对微型卫星的作用力大小不为零，方向指向空间站。
故选B。