湖南省岳阳市临湘市2024-2025学年高三下学期开学物理试题（原卷版+解析版）

这是一份湖南省岳阳市临湘市2024-2025学年高三下学期开学物理试题（原卷版+解析版），共25页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
1. 霓虹灯发光原理是不同气体原子从高能级向低能级跃迁时发出能量各异的光子而呈现五颜六色，如图为氢原子的能级示意图。大量氢原子处于的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为的金属钠。下列说法正确的是（ ）
A. 逸出光电子的最大初动能为
B. 从能级跃迁到能级时放出光子能量最大
C. 有4种频率的光子能使金属钠发生光电效应
D. 用光子照射，氢原子可跃迁到的激发态
2. 海上航行的船只大都装备有随时可用的充气救生船。充气船使用时在船的浮筒内充入气体，充满气后浮筒的体积可视为不变。海上昼夜温差较大，若将充气船放置在海上，则夜间充气船浮筒内的气体与白天相比（ ）
A. 内能更小B. 压强更大
C. 分子数密度更小D. 单位时间撞击到单位面积浮筒内壁的分子数增多
3. 如图所示，理想变压器原线圈接电压有效值恒定的电源，副线圈接入滑动变阻器R、定值电阻和阻值不变的灯泡L、开关S。和为理想交流电流表，闭合开关S，灯泡L正常发光。现将变阻器滑片从a端滑动到b端，此过程中（ ）
A. 示数增大B. 示数减小
C. L变亮D. 原线圈输入功率先减小后增大
4. 北京时间2023年10月26日19时34分，神舟十六号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟十七号航天员乘组入驻“天宫”。如图为“天宫”绕地球运行的示意图，测得“天宫”在t时间内沿顺时针从A点运动到B点，这段圆弧对应的圆心角为。已知地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，则“天宫”运动的（ ）
A. 轨道半径为B. 线速度大小为
C. 周期为D. 向心加速度大小为
5. 一辆玩具汽车在水平地面上做直线运动，其速度与时间关系如图所示。已知玩具汽车的质量为2kg，运动过程中受到的阻力始终为车重的0.1倍，取重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A. 时，汽车距离出发点最远
B. 时间内，牵引力对汽车做的功为54J
C. 时间内，刹车额外产生的制动力大小为6N
D. 时间内，汽车克服阻力做的功为28J
6. 如图所示为一玻璃球的截面图，球的半径R=5cm，在球心处装有一长度为5cm的线光源AB，光源中心与球心重合，为使光源各个部位发出的光在不经过二次反射的情况下都能射出球面，则所选玻璃的折射率最大值为（ ）
A. 2B. 3C. D.
二、多选题
7. 彩绳是中国民间的一种艺术，能丰富人们的生活。上下抖动彩绳，在某时刻彩绳呈正弦波形状，如图所示，此时波刚好传播到A点。下列说法正确的是（ ）

A. 手首先向上抖动绳子
B. 此时B点正在向下运动
C. 若人加快抖动绳子，则在相同时间内波的传播距离会增大
D. 若人加快抖动绳子，则两个相邻波峰之间的距离会减小
8. 在x轴上A、B两点处分别有点电荷Q1和Q2，两点电荷形成的静电场中，取无穷远处电势为零，x轴上各点的电势随x变化的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. Q1带正电，Q2带负电
B. P点的电场强度为零
C. 将电子（负电）从P1点沿x轴正方向移到P点的过程中，电子的电势能不断减小
D. 电子仅在电场力作用下从P1点沿x轴正方向运动到P点的过程中，加速度逐渐减小
9. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①②到达状态c，其图像如图所示，虚曲线ac为等温线。则（ ）

A. 在状态b，气体体积为B. 过程①中，气体对外做功，内能减小
C. 过程②中，气体对外放热D. 经历过程①②到达状态c，气体吸收的热量为120J
10. 某同学通过理想变压器把电压的交变电流降压后，给一个标有“20V、1A”的灯泡供电，变压器原、副线圈的匝数比为。为使灯泡正常工作，可以在原线圈串联一个电阻或在副线圈串联一个电阻（图中未画出），则下列说法正确的有（ ）
A.
B.
C. 消耗的电功率大于
D. 该交变电流方向每秒钟改变100次
三、实验题
11. 用图1所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系。
（1）以下操作正确的是______（单选，填正确答案标号）。
A. 使小车质量远小于槽码质量B. 调整垫块位置以补偿阻力
C. 补偿阻力时移去打点计时器和纸带D. 释放小车后立即打开打点计时器
（2）保持槽码质量不变，改变小车上砝码的质量，得到一系列打点纸带。其中一条纸带的计数点如图2所示，相邻两点之间的距离分别为，时间间隔均为T。下列加速度算式中，最优的是______（单选，填正确答案标号）。
A.
B.
C
D.
（3）以小车和砝码的总质量M为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到的图像如图3所示。
由图可知，在所受外力一定的条件下，a与M成______（填“正比”或“反比”）；甲组所用的______（填“小车”、“砝码”或“槽码”）质量比乙组的更大。
12. 某实验小组要测量电源的电动势和内电阻，实验室提供的实验器材如下：
A．被测干电池（电动势E不超过1.5V，干电池内电阻r不大于2.5Ω）
B．定值电阻（阻值为30Ω）
C．电压表V（量程1V，内电阻为870Ω）
D．电阻箱R（0~999.9Ω）
E．电键S、导线若干
实验电路如图1所示
（1）定值电阻与电压表V并联后的总阻值______Ω，根据闭合电路欧姆定律，实验过程中，电压表读数U与阻箱电阻R的关系为______（用E、R、r和表示）。
（2）闭合开关S后，多次调整电阻箱R值，记录对应的电压表读数U，然后利用图像法处理数据：以R为横坐标、以为纵坐标，在坐标系中描点连线，如图2所示，该图线的斜率，纵轴截距，则被测电池电动势______V（保留3位有效数字），被测电池内阻______Ω（保留2位有效数字）。
四、解答题
13. 如图，某实验小组为测量一个葫芦的容积，在葫芦开口处竖直插入一根两端开口、内部横截面积为的均匀透明长塑料管，密封好接口，用氮气排空内部气体，并用一小段水柱封闭氮气。外界温度为时，气柱长度为；当外界温度缓慢升高到时，气柱长度变为。已知外界大气压恒为，水柱长度不计。
（1）求温度变化过程中氮气对外界做的功；
（2）求葫芦的容积；
（3）试估算被封闭氮气分子的个数（保留2位有效数字）。已知氮气在状态下的体积约为，阿伏伽德罗常数取。
14. 如图，竖直平面将地面上方空间分为Ⅰ、II两个区域，界线左侧的Ⅰ区域内存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场B，右侧的II区域内存在与大小相等、方向水平向左的匀强电场。有一个质量为、带电量为的微粒，从距离点左侧处的水平地面上的A点斜向右上方抛出，抛出速度、与水平面成角，微粒在Ⅰ区域做匀速圆周运动一段时间后，从C点水平射入II区域，最后落在II区域地面上的D点（图中未标出）。不计空气阻力，重力加速度。
（1）求电场强度的大小和磁感应强度的大小；
（2）求微粒从A到D的运动时间；
（3）求微粒在II区域内运动过程中动能最小时离地面的高度。
2025年高三下学期物理入学考试试卷
一、单选题
1. 霓虹灯发光原理是不同气体原子从高能级向低能级跃迁时发出能量各异的光子而呈现五颜六色，如图为氢原子的能级示意图。大量氢原子处于的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为的金属钠。下列说法正确的是（ ）
A. 逸出光电子的最大初动能为
B. 从能级跃迁到能级时放出的光子能量最大
C. 有4种频率的光子能使金属钠发生光电效应
D. 用的光子照射，氢原子可跃迁到的激发态
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题意知，氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出的光子能量最大，光子最大能量为
用该光子照射逸出功为的金属钠时，逸出光电子的最大初动能最大，为
故A错误；
B．氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出的光子能量最小，故B错误；
C．若要使金属钠发生光电效应，则照射的光子能量要大于其逸出功，大量氢原子从的激发态跃迁到基态能放出种频率的光子，其光子能量分别为，其中能量为的光子不能使金属钠发生光电效应，其他4种均可以，故C正确；
D．由于从能级跃迁到能级需要吸收的光子能量为
所以用的光子照射，不能使氢原子跃迁到激发态，故D错误。
故选C。
2. 海上航行的船只大都装备有随时可用的充气救生船。充气船使用时在船的浮筒内充入气体，充满气后浮筒的体积可视为不变。海上昼夜温差较大，若将充气船放置在海上，则夜间充气船浮筒内的气体与白天相比（ ）
A. 内能更小B. 压强更大
C. 分子数密度更小D. 单位时间撞击到单位面积浮筒内壁的分子数增多
【答案】A
【解析】
【详解】A．夜间充气船浮筒内的气体与白天相比温度较低，分子的平均动能更小，内能更小，故A正确。
B．充气船内气体体积不变，夜间温度低，由查理定律可知，压强更小，故B错误。
C．气体的质量不变，气体分子总数不变，体积不变，则分子数密度不变，故C错误。
D．夜间温度低，分子的平均动能更小，则分子的平均速率更小，而分子数密度不变，所以单位时间撞击到单位面积浮筒内壁的分子数减小，故D错误。
故选A。
3. 如图所示，理想变压器原线圈接电压有效值恒定的电源，副线圈接入滑动变阻器R、定值电阻和阻值不变的灯泡L、开关S。和为理想交流电流表，闭合开关S，灯泡L正常发光。现将变阻器滑片从a端滑动到b端，此过程中（ ）
A. 示数增大B. 示数减小
C. L变亮D. 原线圈输入功率先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】BC．根据变压器电压比等于匝数比可得
可知副线圈输出电压保持不变，则灯泡L两端电压不变，通过灯泡L的电流不变，灯泡L亮度不变，示数不变，故BC错误；
AD．变阻器滑片在a端时，滑动变阻器并联后的阻值为0，在b端时，滑动变阻器并联的阻值也为0，所以将变阻器滑片从a端滑动到b端，滑动变阻器并联的阻值先增大后减小，则副线圈总电阻先增大后减小，根据欧姆定律可知副线圈电流先减小后增大，根据变压器电流比等于匝数比的反比可得，可知原线圈电流先减小后增大，即示数先减小后增大；根据，可知原线圈输入功率先减小后增大，故A错误，D正确。
故选D。
4. 北京时间2023年10月26日19时34分，神舟十六号航天员乘组顺利打开“家门”，欢迎远道而来的神舟十七号航天员乘组入驻“天宫”。如图为“天宫”绕地球运行的示意图，测得“天宫”在t时间内沿顺时针从A点运动到B点，这段圆弧对应的圆心角为。已知地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，则“天宫”运动的（ ）
A. 轨道半径为B. 线速度大小为
C. 周期为D. 向心加速度大小为
【答案】A
【解析】
【详解】C．由角速度定义式可得
则周期为
故C错误；
A．由万有引力提供向心力可得
又
联立解得轨道半径为
故A正确；
B．线速度大小为
故B错误；
D．向心加速度大小为
故D错误。
故选A。
5. 一辆玩具汽车在水平地面上做直线运动，其速度与时间的关系如图所示。已知玩具汽车的质量为2kg，运动过程中受到的阻力始终为车重的0.1倍，取重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A. 时，汽车距离出发点最远
B. 时间内，牵引力对汽车做的功为54J
C. 时间内，刹车额外产生制动力大小为6N
D. 时间内，汽车克服阻力做功为28J
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图像可知，时速度为零，即汽车距离出发点最远，故A错误；
B．图像与时间轴围成的面积表示位移，时间内，汽车的位移大小为
由动能定理可得
其中，解得时间内牵引力对汽车做的功
故B正确；
C．时间内由图像可知加速度大小为
由牛顿第二定律可得
可得因刹车额外产生的制动力的大小为
F=4N
故C错误；
D．根据图像可知，时间内，汽车的路程
克服阻力做的功
故D错误。
故选B。
6. 如图所示为一玻璃球的截面图，球的半径R=5cm，在球心处装有一长度为5cm的线光源AB，光源中心与球心重合，为使光源各个部位发出的光在不经过二次反射的情况下都能射出球面，则所选玻璃的折射率最大值为（ ）
A. 2B. 3C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设光由任意一点P发出，射到圆周上的任意一点Q，如图所示
根据正弦定理可得
则
由此可知，当OP和β达到最大时，α最大，即，
则
则
即玻璃的折射率最大值为2。
故选A。
二、多选题
7. 彩绳是中国民间的一种艺术，能丰富人们的生活。上下抖动彩绳，在某时刻彩绳呈正弦波形状，如图所示，此时波刚好传播到A点。下列说法正确的是（ ）

A. 手首先向上抖动绳子
B. 此时B点正在向下运动
C. 若人加快抖动绳子，则在相同时间内波的传播距离会增大
D. 若人加快抖动绳子，则两个相邻波峰之间的距离会减小
【答案】AD
【解析】
【详解】B．由图可知，质点A、B两点大致处于平衡位置，波向右传播，根据同侧法，可以判断质点A、B此时均向上运动，故B错误；
A．质点的起振方向与波源起振方向相同，质点A的向上起振，则手（波源）起始的振动方向为向上，故A正确；
C．波的传播速度只与介质本身有关，则加快抖动绳子，波速不变，根据
可知相同时间，传播距离不变，故C错误；
D．若人加快抖动绳子，波频率增大，根据
可知周期减小，根据
可知相邻波峰距离（波长）减小，故D正确。
故选AD。
8. 在x轴上A、B两点处分别有点电荷Q1和Q2，两点电荷形成的静电场中，取无穷远处电势为零，x轴上各点的电势随x变化的图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. Q1带正电，Q2带负电
B. P点的电场强度为零
C. 将电子（负电）从P1点沿x轴正方向移到P点的过程中，电子的电势能不断减小
D. 电子仅在电场力作用下从P1点沿x轴正方向运动到P点的过程中，加速度逐渐减小
【答案】CD
【解析】
【详解】A．取无穷远处电势为零，则正电荷附近的点电势是大于零的，负电荷附近的点电势是小于零的，所以Q1带负电，Q2带正电。故A错误；
BD．图中图线的斜率表示电场强度，可知P点的电场强度不为零，从P1点沿x轴正方向运动到P点的过程中，电场强度逐渐减小，由公式
可知电子加速度逐渐减小，故B错误；D正确；
C．由图可知，将电子（负电）从P1点沿x轴正方向移到P点的过程中，电势一直在升高，由
可知，电子的电势能不断减小。故C正确。
故选CD。
9. 如图所示，一定质量的理想气体从状态a开始，经历过程①②到达状态c，其图像如图所示，虚曲线ac为等温线。则（ ）

A. 在状态b，气体体积为B. 过程①中，气体对外做功，内能减小
C. 过程②中，气体对外放热D. 经历过程①②到达状态c，气体吸收的热量为120J
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．a到c为等温变化，根据玻意耳定律可得
解得
b到c为等容变化，故
A正确；
B．a到b是等压变化，气体体积增大，对外做功，温度升高，由于理想气体的内能只与温度有关，温度升高，内能增大，B错误；
C．b到c气体体积不变（等容变化），压强减小，气体的温度降低，气体放出热量，C正确；
D．根据图像中，图像与坐标轴围成的面积为气体所做的功，则有
a经b到c状态的整个过程为等温变化，气体的内能不变，根据热力学第一定律可知
解得
即气体吸收的热量为120J，D正确。
故选ACD。
10. 某同学通过理想变压器把电压的交变电流降压后，给一个标有“20V、1A”的灯泡供电，变压器原、副线圈的匝数比为。为使灯泡正常工作，可以在原线圈串联一个电阻或在副线圈串联一个电阻（图中未画出），则下列说法正确的有（ ）
A.
B.
C. 消耗的电功率大于
D. 该交变电流方向每秒钟改变100次
【答案】BD
【解析】
【详解】D．根据
可知
变压器不改变频率，一秒50个周期，一个周期改变电流方向2次，因此共改变电流方向100次，因此D正确；
A．当电阻接入原电路，保证小灯泡正常发光，、，根据变压器原理，
得
根据串联规律
以及欧姆定律
消耗的电功率
故A错误；
BC．当电阻接入副电路，根据变压器原理有
得
根据串联规律
以及欧姆定律
消耗的电功率
所以
则B正确，C错误
故选BD。
三、实验题
11. 用图1所示实验装置探究外力一定时加速度与质量的关系。
（1）以下操作正确是______（单选，填正确答案标号）。
A. 使小车质量远小于槽码质量B. 调整垫块位置以补偿阻力
C. 补偿阻力时移去打点计时器和纸带D. 释放小车后立即打开打点计时器
（2）保持槽码质量不变，改变小车上砝码的质量，得到一系列打点纸带。其中一条纸带的计数点如图2所示，相邻两点之间的距离分别为，时间间隔均为T。下列加速度算式中，最优的是______（单选，填正确答案标号）。
A.
B.
C.
D.
（3）以小车和砝码的总质量M为横坐标，加速度的倒数为纵坐标，甲、乙两组同学分别得到的图像如图3所示。
由图可知，在所受外力一定的条件下，a与M成______（填“正比”或“反比”）；甲组所用的______（填“小车”、“砝码”或“槽码”）质量比乙组的更大。
【答案】（1）B （2）D
（3） ①. 反比 ②. 槽码
【解析】
【小问1详解】
A．为了使小车所受的合外力大小近似等于槽码的总重力，故应使小车质量远大于槽码质量，故A错误；
B．为了保证小车所受细线拉力等于小车所受合力，则需要调整垫块位置以补偿阻力，也要保持细线和长木板平行，故B正确；
C．补偿阻力时不能移去打点计时器和纸带，需要通过纸带上点迹是否均匀来判断小车是否做匀速运动，故C错误；
D．根据操作要求，应先打开打点计时器再释放小车，故D错误。
故选B。
【小问2详解】
根据逐差法可知
联立可得小车加速度表达式为
故选D。
【小问3详解】
[1]根据图像可知与M成正比，故在所受外力一定的条件下，a与M成反比；
[2]设槽码的质量为m，则由牛顿第二定律
化简可得
故斜率越小，槽码的质量m越大，由图可知甲组所用的槽码质量比乙组的更大。
12. 某实验小组要测量电源的电动势和内电阻，实验室提供的实验器材如下：
A．被测干电池（电动势E不超过1.5V，干电池内电阻r不大于2.5Ω）
B．定值电阻（阻值为30Ω）
C．电压表V（量程1V，内电阻为870Ω）
D．电阻箱R（0~999.9Ω）
E．电键S、导线若干
实验电路如图1所示
（1）定值电阻与电压表V并联后的总阻值______Ω，根据闭合电路欧姆定律，实验过程中，电压表读数U与阻箱电阻R的关系为______（用E、R、r和表示）。
（2）闭合开关S后，多次调整电阻箱R的值，记录对应的电压表读数U，然后利用图像法处理数据：以R为横坐标、以为纵坐标，在坐标系中描点连线，如图2所示，该图线的斜率，纵轴截距，则被测电池电动势______V（保留3位有效数字），被测电池内阻______Ω（保留2位有效数字）。
【答案】（1） ①. 29 ②.
（2） ①. 1.38 ②. 2.0
【解析】
【小问1详解】
[1]定值电阻与电压表V并联后的总阻值
[2]由闭合电路欧姆定律可得
又有
联立解得
【小问2详解】
[1]斜率为，解得
[2]由上述分析可知截距为，解得
四、解答题
13. 如图，某实验小组为测量一个葫芦的容积，在葫芦开口处竖直插入一根两端开口、内部横截面积为的均匀透明长塑料管，密封好接口，用氮气排空内部气体，并用一小段水柱封闭氮气。外界温度为时，气柱长度为；当外界温度缓慢升高到时，气柱长度变为。已知外界大气压恒为，水柱长度不计。
（1）求温度变化过程中氮气对外界做的功；
（2）求葫芦的容积；
（3）试估算被封闭氮气分子的个数（保留2位有效数字）。已知氮气在状态下的体积约为，阿伏伽德罗常数取。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由于水柱的长度不计，故封闭气体的压强始终等于大气压强。设大气压强为，塑料管的横截面积为，初、末态气柱的长度分别为，气体对外做的功为。根据功的定义有
解得
（2）设葫芦的容积为，封闭气体的初、末态温度分别为，体积分别为，根据盖—吕萨克定律有
联立以上各式并代入题给数据得
（3）设在状态下，氮气的体积为、温度为，封闭气体的体积为，被封闭氮气的分子个数为。根据盖一吕萨克定律有
其中
联立以上各式并代入题给数据得
个
14. 如图，竖直平面将地面上方空间分为Ⅰ、II两个区域，界线左侧的Ⅰ区域内存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场B，右侧的II区域内存在与大小相等、方向水平向左的匀强电场。有一个质量为、带电量为的微粒，从距离点左侧处的水平地面上的A点斜向右上方抛出，抛出速度、与水平面成角，微粒在Ⅰ区域做匀速圆周运动一段时间后，从C点水平射入II区域，最后落在II区域地面上的D点（图中未标出）。不计空气阻力，重力加速度。
（1）求电场强度的大小和磁感应强度的大小；
（2）求微粒从A到D的运动时间；
（3）求微粒在II区域内运动过程中动能最小时离地面的高度。
【答案】（1），
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
微粒在Ⅰ区域内做匀速圆周运动，所以重力与电场力平衡，洛伦兹力提供向心力，有
解得
根据几何关系可得微粒做匀速圆周运动半径为
根据牛顿第二定律，有
解得
【小问2详解】
微粒从A到C点的时间为
从C点水平射入II区域微粒做类平抛运动，根据运动的分解，有
解得
1s
微粒从A到D的运动时间为
【小问3详解】
因为在II区域微粒受到的重力和电场力相等，所以合力方向与水平方向成45°角斜向左下，所以当微粒速度方向与水平成45°斜向右下时动能最小，即
，，
解得
此时下落的高度为
离地面的高度