2024-2025学年陕西省普通高中高三上学期开学考试物理试题（解析版）

这是一份2024-2025学年陕西省普通高中高三上学期开学考试物理试题（解析版），共20页。试卷主要包含了 如图，平面内有大量电子等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将自己的姓名、准考证号、座位号填写在本试卷上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。涂写在本试卷上无效。
3.作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。
4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题，每小题4分，共28分，只有一项符合题目要求；第8~10题，每小题6分，共18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. 甲、乙两物体做直线运动，其位移—时间图像如图所示，则在时间内（ ）
A. 两物体平均速度相等B. 两物体路程相等C. 甲做匀加速运动D. 乙做匀减速运动
【答案】A
【解析】
【详解】A．由图可知，在时间内，甲物体的位移等于乙物体的位移，时间相等，故在时间内，甲物体的平均速度等于乙物的平均速度，故A正确；
B．由图可知，甲物体的路程大于乙物体的路程，故B错误；
C．位移—时间图像的斜率表示速度，由图可知，甲物体的位移-时间图像斜率不变，故甲物体做匀速直线运动，故C错误；
D．位移—时间图像斜率表示速度，由图可知，乙物体的位移-时间图像斜率先减小后变大，故乙物体先向反方向做减速运动，再向正方向做加速运动，故D错误。
故选A。
2. 如图，光滑斜面和在B处连接。将一小球从斜面上距地面高为h处无初速释放，经B处沿斜面上滑，若小球每次经B处时动能损耗，已知重力加速度为g，则小球（ ）
A. 第1次沿斜面上滑的最大高度为
B. 第1次沿斜面上滑的最大高度为
C. 第1次滑离B点时的速率是第1次滑到B点时速率的倍
D. 第1次滑离B点时的速率是第1次滑到B点时速率的倍
【答案】D
【解析】
【详解】AB．小球第一次下到B点，根据能量守恒可得
小球每次经B处时动能损耗，设第1次沿斜面上滑的最大高度为，根据能量守恒可得
解得
故AB错误；
CD．根据小球每次经B处时动能损耗，则有
解得
故C错误，D正确。
故选D。
3. 2024年4月，神舟十八号飞船航天员乘组携带“水生密闭生态实验模块”进入中国空间站“问天”实验舱，实施国内首次在轨水生生态系统研究项目。该模块主体为一个充满水的“太空鱼缸”，其中有金鱼藻和4条斑马鱼。该系统在轨运行期间，忽略空间站受到的空气摩擦力和地球之外的天体引力，则（ ）
A. 斑马鱼受到浮力、地球引力和向心力
B. 斑马鱼受到的浮力与地球引力大小相等，方向相反
C. 斑马鱼所受向心力来自地球引力
D. 斑马鱼所受地球引力与其在地面所受引力大小相等
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．浮力产生的原因为液面不同高度的压力差，空间站绕地稳定飞行时，地球对它的万有引力提供向心力，处于完全失重状态，液面没有压力差，所以斑马鱼只受万有引力作用，不受浮力作用，故AB错误，C正确；
D．根据万有引力表达式
可知，斑马鱼所在轨道的半径更大，所以其所受地球引力比其在地面所受引力大小更小，故D错误。
故选C。
4. 如图，物体A、B质量分别为m和，用轻绳连接后跨过轻质滑轮。将斜面倾角由缓慢增大到的过程中，B始终静止在斜面上，则（ ）
A. 轻绳对B的拉力增大B. 轻绳对B的拉力减小
C. B受到的静摩擦力增大D. B受到的静摩擦力减小
【答案】C
【解析】
【详解】AB．先对A物体受力分析，它受重力和拉力的作用，根据共点力平衡条件有
可知，拉力与角度的变化无关，一直保持不变，故AB错误；
CD．再对物体B受力分析，它受拉力T、重力GB、支持力N以及静摩擦力f的作用，因，故B所受静摩擦力f的方向沿斜面向上，如图所示
根据共点力平衡条件有（为斜面的倾角），x方向有
当由45°增加到50°时，增大，又T保持不变，故f一定增大， 故C正确，D错误。
故选C。
5. 如图，在坐标平面内，圆心为O、半径为r的圆上等距放置三个点电荷，y轴上的A点电荷量为点电荷量均为。P点为圆弧中点。则（ ）
A. O点电场强度方向沿y轴正向B. O点电场强度大小为0
C. P点电场强度方向沿y轴正向D. P点电场强度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．根据电场的矢量叠加可知O点电场强度方向沿y轴负向，大小为
故AB错误；
CD．三个点电荷在P点的场强如图
A点电荷在P点的场强为
B点电荷在P点的场强为
C点电荷在P点的场强为
根据矢量的合成可知A、B点电荷在P点的场强为
方向向下，再与C点电荷在P点的场强合成可知
方向向下，故C错误，D正确；
故选D。
6. 电磁炮的简化结构如图，长直金属导轨平行固定于水平面上，处于竖直向上的匀强磁场中，炮弹固定在金属杆上可沿导轨滑行且始终接触良好，可控电源提供强电流经导轨形成回路。若炮弹向右发射过程中阻力恒定，电源电动势及其内阻保持不变，回路总电阻为R，导轨电阻忽略不计。则（ ）
A. 炮弹一直做匀加速运动B. 金属杆中的电流由N流向M
C. 金属杆两端电压始终不变D. 电源的总功率先增大再减小
【答案】B
【解析】
【详解】AB．由题知，炮弹向右发射，则炮弹受到向右的安培力作用，根据左手定则可知，金属杆中的电流由N流向M，炮弹的速度向右，根据右手定则，可知金属杆切割磁感应线，会产生由M到N的感应电流，与可控电源提供的电流方向相反，且从0开始增大，则回路中的总电流开始变小，故安培力开始变小，根据牛顿第二定律
可知，加速度不断减小，故炮弹做加速度不断减小的加速运动，故A错误，B正确；
C．因回路中的总电流不断减小，根据闭合电路的欧姆定律
可知，金属杆两端电压不断增大，故C错误；
D．因回路中的总电流不断减小，根据
可知，电源的总功率不断减小，故D错误。
故选B。
7. 如图，平面内有大量电子（质量为m、电荷量为e）从原点O连续以相同速率向各个方向发射，右侧远处放置与平面垂直且足够大的荧光屏。现在各象限施加面积最小的垂直于该平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场，使第象限的电子最终平行于x轴并沿x轴正向运动，第象限的电子最终平行于x轴并沿x轴负向运动。忽略电子间的相互作用，则（ ）
A. 第象限磁场方向垂直平面向外B. 整场的最小总面积为
C. 电子在磁场中运动的最长时间为D. 电子在光屏上形成的光斑长度为
【答案】D
【解析】
【详解】A．第象限的电子最终平行于x轴并沿x轴正向运动，根据左手定则可知第1象限磁场方向垂直平面向里，第4象限磁场方向垂直平面向外，故A错误；
B．如图所示
电子在磁场中做匀速圆周运动，半径为
在由O点射入第I象限的所有电子中，沿y轴正方向射出的电子转过圆周，速度变为沿x轴正方向，这条轨迹为磁场区域的上边界。设某电子做匀速圆周运动的圆心与O点的连线与y轴正方向夹角为，若离开磁场时电子速度变为沿x轴正方向，其射出点（也就是轨迹与磁场边界的交点）的坐标为（x，y）。由图中几何关系可得
，
消去参数可知磁场区域的下边界满足的方程为
（x>0，y>0）
这是一个圆的方程，圆心在（0，R）处，磁场区域为图中两条圆弧所围成的面积，磁场的最小面积为
根据对称性可知，整场的最小总面积为
故B错误；
C．电子在磁场中运动的最长时间对应的圆心角为90°，时间为
故C错误；
D．电子在光屏上形成的光斑长度为电子运动半径之和，即
故D正确；
故选D。
8. 发光二极管是一种能够直接将电能转化为可见光的固态半导体器件，是目前公认的高效人造照明技术。不同材料制成的发光二极管通电后可以发出不同颜色的光，现有两个二极管发光功率相等，分别发出红光和蓝光，则（ ）
A. 蓝光的波长比红光的波长长B. 蓝光光子的能量比红光光子的能量大
C. 蓝光光子的动量比红光光子的动量大D. 蓝光光源比红光光源单位时间产生的光子数多
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．蓝光的频率大，能量大，波长小，故A错误，B正确；
C．根据德布罗意波长公式有可知，蓝光光子的动量比红光光子的动量大，故C正确；
D．设光源单位时间内产生的光子数N，则有
解得
则蓝光光源比红光光源单位时间产生光子数少，故D错误；
故选BC。
9. 杨氏双缝干涉实验为十大最美经典物理实验之一，它验证了光的波动性。现用某一单色光源做双缝干涉实验，屏上出现了明暗相间的条纹，则（ ）
A. 双缝间距离越大，条纹间距也越大
B. 用一块偏振片遮住一条缝，则屏上的干涉条纹消失
C. 完全遮住一条缝使其不透光，屏上仍有明暗相间的条纹
D. 装置放入水中，屏上条纹间距较空气中条纹间距变小
【答案】CD
【解析】
【详解】A．根据双缝干涉相邻两条纹间距公式
可得双缝间距离d越大，条纹间距越小，故A错误；
B．用一块偏振片遮住一条缝，光的强度变弱，但仍能发生干涉现象，则屏上的干涉条纹不会消失，故B错误；
C．完全遮住一条缝使其不透光，变成了单缝衍射，有衍射条纹，故屏上仍有明暗相间的条纹，故C正确；
D．将该装置放入水中，由
可得水中光的传播速度变小，而频率不变，则波长变短，根据
可得屏上条纹间距较空气中条纹间距变小，故D正确。
故选CD。
10. 如图，质量为的滑块套在水平固定的光滑轨道上，质量为的小球（视为质点）通过长为的轻杆与滑块上的光滑轴O连接，可绕O点在竖直平面内自由转动。初始时滑块静止，轻杆处于水平状态。小球以竖直向下的初速度开始运动，g取，则（ ）
A. 小球从初始位置到第一次到达最低点的过程中，滑块向右移动了
B. 小球第一次到达最低点时，滑块的速度大小为
C. 小球相对于初始位置可以上升的最大高度为
D. 小球从初始位置到第一次到达最大高度的过程中，滑块向右的位移为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．小球从初始位置到第一次到达最低点的过程中，设滑块在水平轨道上向右移动的距离为，取向左为正方向，根据水平动量守恒有
解得
故A正确；
B．小球从初始位置到第一次到达最低点的过程中，小球和滑块系统水平方向动量守恒，取水平向左为正方向，设小球到最低点时的瞬时速度为，滑块的速度为，则有
根据能量守恒有
联立解得
故B错误；
C．设小球相对于初始位置可以上升的最大高度为h，此时竖直方向速度为0，根据水平动量守恒得
根据能量守恒有
解得
故C错误；
D．小球从初始位置到第一次到达最大高度过程中，设滑块在水平轨道上向右移动的距离为y。由几何关系可得，小球相对于滑块移动的水平距离为
根据水平动量守恒得
解得
故D正确
故选AD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 17世纪，惠更斯在推导出单摆的周期公式后，用一个单摆测出了巴黎的重力加速度。我们也可以利用单摆测量所在地区的重力加速度数值。
（1）实验中采用游标卡尺测得小球的直径结果如图（a）所示，则小球的半径为_______；
（2）某同学在实验中误将摆绳长度当作摆长，利用周期公式直接计算得到的重力加速度较实际值_______（填“偏大”、“不变”或“偏小”）；
（3）另一同学为了减小实验误差，通过测量不同摆长l及对应周期T，借助数表软件绘制图像如图（b）所示，利用处理结果，计算可得重力加速度_______（保留三位有效数字，取9.87）。
【答案】（1）0.92
（2）偏小 （3）9.79
【解析】
【小问1详解】
小球的直径
则小球的半径为0.92cm。
【小问2详解】
根据
得
摆长应为摆线与球半径之和，若将摆绳长度当作摆长，则l偏小，计算得到的重力加速度较实际值偏小。
【小问3详解】
设图像斜率为k，由
得
则
12. 某实验小组用伏安法测电阻，设计了三个电路图如图（a）、图（b）、图（c）所示，待测电阻约为，电压表的内阻约为，电流表的内阻约为。
（1）若采用图（a）和图（b）的电路进行实验，测得的电阻值分别记为和，则_______（填“”或“”）更接近真实值，这个值比真实值_______（填“偏大”或“偏小”）；
（2）为减小实验误差，采用图（c）的电路进行实验，请用笔画线代替导线，将图（d）实物图连接成完整电路____；
（3）图（c）实验中，滑动变阻器滑片置于a端，先将接1，闭合，调节和，使电流表和电压表示数适当，电流表和电压表的示数分别为；再将接2，保持_______（填“”或“”）不变，调节另一滑动变阻器，电流表和电压表示数分别为，经计算得_______（保留3位有效数字）；
（4）图（c）实验中，下列说法正确的是_______。
A. 电流表内阻对电阻的测量值无影响B. 电压表内阻对电阻的测量值有影响
C. 电源内阻对电阻的测量值有影响D. 电阻的测量值没有误差
【答案】（1） ①. ②. 偏大
（2） （3） ①. ②. 298 （4）A
【解析】
【小问1详解】
[1][2]由于
则电流表选择内接时，误差较小，则更加接近真实值，测量值偏大。
【小问2详解】
如图
【小问3详解】
[1][2]根据实验原理可知应保证不变，根据欧姆定律有
解得
【小问4详解】
由上述分析可知电源内阻与电流表内阻对实验结果都无影响。
故选A。
13. 图为汽车空气悬挂系统中减震装置结构示意图，主要由气缸、活塞柱、弹簧和上下支座构成，气缸内的氦气可视为理想气体。未承重时弹簧处于原长，气缸和活塞柱长度均为，气体压强等于大气压强。将4个该装置安装在汽车上，用于支撑装置以上的车身，汽车静止时活塞压入气缸长度均为。已知活塞柱横截面积，弹簧的劲度系数。该装置的质量、摩擦及气缸壁厚度均可忽略不计，气缸导热性和气密性良好，环境温度不变，g取，求：
（1）压缩后气缸内气体的压强；
（2）4个装置支撑的车身质量。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1详解】
装置未承重时
，
承重后
，
由玻意耳定律可得
解得
【小问2详解】
承重后设车身质量为M，则对车身有
，，
解得
14. 有一种内置发条的玩具小车，在推力作用下运动时，发条收紧储存能量，每前进发条储能，最大可储能。无推力作用时，发条释放能量产生动力，每前进释放，直至储能释放完毕。已知玩具小车质量为，在一恒定推力作用下从静止开始在水平地面上沿直线前进了，推力与水平方向夹角指向斜下方、大小为；推力撤去后，小车继续沿直线前进。设小车受到的外界阻力为其给水平地面压力的0.1倍，g取取0.6。求：
（1）从推力开始作用到撤去时外界阻力做的功；
（2）推力撤去时小车的速度大小；
（3）小车运动过程中的最大动能。
【答案】（1）-0.2J
（2）
（3）1.36J
【解析】
【小问1详解】
由题知，，将其沿竖直方向和水平方向分解可得
，
则地面的支持力为
外界阻力
外界阻力
【小问2详解】
推力做功
发条储能
由动能定理可得
解得
【小问3详解】
推力撤去后，则有
则外界阻力为
因为小车每前进0.01m，外界阻力做功为
发条释放能量0.12J，因0.008J