内蒙古自治区金太阳大联考2024-2025学年高三上学期开学考试物理试题（原卷版+解析版）

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注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
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。
4.本试卷主要考试内容：高考全部内容。
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题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，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. 体操彩带由短杆和一定长度的彩带组成。运动员周期性地上下抖动短杆，彩带上形成简谐波，某一时刻彩带的形状如图所示，a、b、c为彩带上的质点，彩带重力不计，下列说法正确的是（ ）
A. 质点a此时正向下运动
B. 再过半个周期，质点c向右移动半个波长
C. 质点b比质点a先到达波谷
D. 再过四分之一周期，质点c的速度达到最大
2. 碳14广泛应用于农业、化学、医学、生物学等领域，2024年4月20日，我国首次实现利用核电商用堆批量生产碳14同位素，标志着碳14供应的全面国产化，破解了国内碳14同位素长期依赖进口的难题。碳14能自发地发生衰变，其衰变方程为，碳14发生衰变的过程中，除检测到A射线外，还检测到了射线，下列说法正确的是（ ）。
A. 碳14衰变为氮14的过程是衰变
B. A射线的电离能力弱于射线
C. 温度越高，碳14发生衰变的半衰期越短
D. 检测到了射线，说明在碳14发生衰变后氮也发生了衰变
3. 反卫星技术是目前在军事航天领域的一项非常敏感且先进的技术，攻击卫星可在较近距离通过发射高能激光等武器对目标卫星进行损毁。如图所示，攻击卫星进攻前在较低的圆形轨道运行，目标卫星在较高的圆形轨道运行。下列说法正确的是（ ）。
A. 目标卫星在较高圆形轨道运行的线速度大于
B. 攻击卫星的加速度大于目标卫星的加速度
C. 攻击卫星运行的周期大于目标卫星运行的周期
D. 在相同时间内，目标卫星通过的弧长大于攻击卫星通过的弧长
4. 如图所示，固定在绝缘水平面上的两根足够长、电阻不计的光滑平行金属导轨的间距为，左端通过导线连接一个阻值为的定值电阻R，长度也为、电阻为的金属杆垂直于导轨放置，整个装置处在磁感应强度方向竖直向下、大小为的匀强磁场中。今在杆的中点施加一个垂直于金属杆、大小为的水平拉力F，使其由静止开始运动，金属杆与导轨始终接触良好，则金属杆匀速运动时的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
5. 如图所示，光滑圆弧轨道AB末端切线水平，与光滑圆弧轨道BCD在B处连接且固定，圆弧轨道BCD的半径为，圆弧轨道AB的半径未知且可调节。一可视为质点的小球从A点由静止释放，经过B点落在圆弧轨道BCD上，若小球在空中运动的时间恰好最长，空气阻力可忽略，则为（ ）
A. B. C. D.
6. 如图甲所示，O点为均匀带电圆环的圆心，在圆环轴线上离O点x处的电场强度大小如图乙所示。将一质量为m、电荷量为q的带电粒子从处由静止释放，带电粒子仅受电场力作用。下列说法正确的是（ ）。
A. 若粒子带负电，则粒子向右运动
B. 若粒子带正电，则粒子运动过程中的最大加速度大于
C. 根据题图可知，轴线上处的电势最大
D. 处与处的电势差小于
7. 图为一玻璃圆柱体，其横截面半径为。在圆柱体中心轴线上距左端面处有一点光源A，点光源可向各个方向发射单色光，其中从圆柱体左端面中央半径为的圆面内射入的光线，恰好都不能从圆柱体侧面射出，则玻璃对该单色光的折射率为（ ）。
A. B. C. D.
8. 光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性一面。前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还有动量，光子的能量E与动量p之间的关系是，其中c是光速。光子的能量E与动量p和光的频率、光的波长均有关系，下列说法正确的是（ ）。
A. E与成正比B. p与成反比
C. E与的比值为普朗克常量hD. p与的比值为普朗克常量h
9. 自耦变压器在高铁技术中被广泛应用，如图所示，一理想自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形闭合铁芯上，左端输入正弦交流电压，当滑动触头P处于如图所示的位置时，原线圈与副线圈的匝数比为3:1，闭合开关S1、S2时，两灯泡均正常发光。已知灯泡L2的电阻，定值电阻，若L1、L2的额定电压均为72V，则下列说法正确的是（ ）。
A. 灯泡 L1正常发光时的电流为3A
B. 灯泡 L1正常发光时功率为144W
C. 仅将触头P沿逆时针方向转动少许，L1一定变亮
D. 左端输入的正弦交流电压的有效值为216V
10. 如图甲所示，物块A、B中间用轻弹簧相连，放置在足够长的斜面上，初始时弹簧处于原长L，A、B恰好静止。物块C以速度沿斜面匀速下滑并与B发生弹性碰撞，从碰后瞬间开始计时，A和B的位置随时间变化的图像如图乙中的曲线a、b所示，时刻a、b的纵坐标分别为、，此时两条曲线的纵坐标差值最小。A、B和C为完全相同的物块，它们的质量均为m，斜面的倾角为，假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A. C与B碰后瞬间，A的加速度大小为
B. 时刻A、B的速度大小均为
C. 时间内，因摩擦产生的热量为
D. 从开始计时到弹簧第一次恢复原长的过程中，因摩擦产生的热量为
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某同学在进行毫安表改装的实验时，需要知道毫安表的满偏电流和内阻。该同学设计的实验电路如图所示，图中为标准毫安表（已校准），为待测毫安表（的量程略大于的量程），为滑动变阻器，为电阻箱。
（1）将和的阻值均调至最大后合上开关，调节使的指针满偏，记下此时的示数，接着合上开关，反复调节和的阻值，使的示数仍为，的指针偏转到满刻度的一半，记下此时的最终示数（记为r），则毫安表的内阻为__________。（用题中涉及的物理量符号表示）
（2）若要将改装成量程为的电流表，则在两端并联的电阻与的内阻的比值为__________。
（3）仅从实验设计原理上看，用上述方法测得的内阻的测量值与真实值相比__________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。
12. 钟同学欲利用一固定光滑圆弧面测定重力加速度，圆弧面如图甲所示，图中虚线为圆弧面最低处，圆弧面半径约为，该同学取一小铁球进行实验。
（1）用游标卡尺测量小铁球的直径，示数如图乙所示，则小铁球的直径__________cm。
（2）钟同学将小铁球从槽中虚线左侧接近虚线处由静止释放，则小铁球的运动可等效为一单摆。当小铁球第一次经过虚线处开始用秒表计时，并计数为1，当计数为60时，所用的时间为t，则等效单摆的周期__________。
（3）更换半径不同的金属球进行实验，正确操作，根据实验记录的数据，绘制的图像如图丙所示，图中图线的横、纵截距均已标出，则当地的重力加速度__________，圆弧面的半径__________。
13. 如图甲所示，质量、横截面积的活塞在汽缸内封闭了一定质量的理想气体，初始时汽缸水平放置，活塞平衡时，活塞到缸底的距离，汽缸内气体的热力学温度为。现将汽缸竖直放置，同时接通电热丝加热气体，一段时间后停止加热，最终活塞平衡时活塞到缸底的距离仍为，如图乙所示。大气压强始终为，重力加速度大小，不计活塞与汽缸间的摩擦。
（1）求最终封闭气体的热力学温度；
（2）已知封闭理想气体的内能U与热力学温度T的关系为（已知），求封闭气体从初始到最终的过程中吸收的热量Q。
14. 如图所示，在xOy平面第一象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，在第二象限内充满方向垂直xOy平面向里、磁感应强度大小B=0.8T的匀强磁场。一质量m=3×10-5kg、电荷量q=1.5×10-3C的带负电微粒从x轴上的P点射入第二象限时，速度方向与x轴负方向的夹角α=37°，之后恰好垂直y轴进入第一象限，再经一段时间从第一象限射出，此时速度方向与x轴正方向的夹角β=60°，已知O、P间距离L=1.2m，不计粒子受到的重力，取sin37°=0.6，cs37°=0.8。求：
（1）微粒从第一象限射出时的速度大小v；
（2）匀强电场电场强度大小E。
15. 某研究小组用如图甲所示的装置来研究滑块（可视为质点）的运动。ABCD为固定轨道，AB部分是倾角的粗糙斜面，BC部分是圆心角的光滑圆弧轨道，CD部分是光滑水平面，AB和CD分别与圆弧轨道部分相切于B点和C点，圆弧轨道的C点下面装有一压力传感器。轻弹簧一端固定在水平面上的D处，另一端自由伸长时恰好在C点。该小组成员让滑块从斜面上的顶点A处由静止开始下滑，已知滑块与斜面间的动摩擦因数，取重力加速度大小。
（1）若A、B两点的高度差，求滑块在斜面AB上运动的时间t；
（2）让滑块从斜面上不同位置由静止下滑，并记录滑块起始位置离B点的高度h，滑块每次刚到达C点时，压力传感器的示数F与h的关系图像如图乙所示，求圆弧轨道的半径R；
（3）在（2）的情况下，若弹簧的劲度系数，弹簧始终处于弹性限度内，求弹簧最大形变量xm与A、B两点的高度差H的关系式。