河南省許昌某中學(xué)2024-2025學(xué)年高三年級上冊開學(xué)考試 物理試題（含解析）

2024-2025學(xué)年高三上學(xué)期開學(xué)檢測

物理

注意事項：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名和座位號填寫在答題卡上。

2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡對應(yīng)題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈

后，再選涂其他答案標號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡的相應(yīng)位置上。寫在本試卷上無效。

3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。

單選題（共6小題，每題4分，共24分）

1.如圖所示，半徑為尺、折射率〃=&的半圓形玻璃磚豎直放置在光屏"N的正上方，玻璃磚的直徑N8與"N平

行且距離為鼠一束單色光在玻璃磚平面內(nèi)垂直射向圓心。，光線穿過玻璃枝后射到光屏上，光點落在。'點。

已知光屏足夠大，真空中的光速為以且空氣中光速也可近似為c?，F(xiàn)使玻璃磚繞過。點垂直于紙面的軸順時針轉(zhuǎn)

動，從邊射出的光線在光屏上的光點移動的方向和單色光從射入玻璃磚后再折射到光屏上的最長時間分別為

A.向右移動、亞（R+功B.向左移動、也（R+埼C.向右移動、出（R”）D.向左移動、

CCCC

2.如圖是一款高空風(fēng)車及其發(fā)電模塊原理簡圖，該裝置利用充氣球?qū)l(fā)電機帶上高空，通過電電能傳輸?shù)降孛?

可為救災(zāi)場所臨時供電。在發(fā)電明間。發(fā)電機線圈漏在某一時刻轉(zhuǎn)至圖示位置。則下列說法正確的是（）

A.高空風(fēng)車發(fā)電的工作原理是電流的磁效應(yīng)B.無論風(fēng)力多大，線圈湖的發(fā)電頻率不變

C.該時刻線圈磁通量為零，感應(yīng)電動勢也為零D.該時刻線圈6端電勢高于。端電勢

3.離子推進器可以為宇宙飛船提供推力，其原理簡化圖如圖所示，近乎靜止的正離子在高壓電場作用下，從針狀

電極/向環(huán)形電極2運動，期間撞擊由中性粒子組成的推進劑，使推進劑加速向后噴出，從而向前推進飛船。在此

過程中，下列說法正確的是（）

正離子中性粒子

A.中性粒子C附近電場強度比中性粒子D附近的小B.電極/的電勢高于電極3的電勢

C.正離子與中性粒子組成的系統(tǒng)動量守恒，機械能也守恒

D.同一正離子的電勢能在電極力附近比在電極8附近小

4.如圖所示，絕熱隔板K把絕熱的氣缸分隔成體積相等的兩部分，K與氣缸壁的接觸是光滑的。兩部分中分別盛

有相同質(zhì)量、相同溫度的同種氣體。和6。氣體分子之間相互作用的勢能可忽略?，F(xiàn)通過電熱絲對氣體。加熱一段

時間后，。、6各自達到新的平衡。下列說法中錯誤的是（）

A.。的溫度升高B.加熱后。的分子熱運動比6更激烈

C.。的體積增大，壓強變小D.。增加的內(nèi)能大于6增加的內(nèi)能

5.2024年5月8日，嫦娥六號探測器在北京航天飛行控制中心的精確控制下，成功實施近月制動，順利進入環(huán)月

軌道飛行。嫦娥六號探測器的環(huán)月軌道飛行可看作勻速圓周運動，運動周期為兀已知月球質(zhì)量與地球質(zhì)量的比值

為D月球半徑與地球半徑的比值為“，地球半徑為R,地球表面的重力加速度大小為g,引力常量為G,則（）

A.嫦娥六號探測器發(fā)射的速度應(yīng)大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度

嫦娥六號探測器環(huán)月軌道距月球表面的高度為，等2-qR

B.

c.月球的第一宇宙速度大小為

D.月球表面的重力加速度大小為駕

P

6.如圖所示，質(zhì)量分布均勻的細棒中心為。點，q為光滑較鏈，。2為光滑定滑輪，且02在q正上方，細繩跨過Q

與。連接，水平外力尸作用于細繩的一端。用”表示較鏈對桿的作用力，現(xiàn)在水平外力廠作用下，。從IJT■緩慢減

小到。的過程中，下列說法正確的是（）

a

A.尸逐漸變小，綜大小不變B.尸逐漸變小，然逐漸變大

C.尸先變小再變大，外逐漸變小D.廠先變小再變大，然逐漸變大

二.多選題（共4小題，每題5分，共20分。每題給出的四個選項中有多個選項符合題意，全部選對得5分，選

對但不全得3分，有選錯或不選得0分）

7.如圖（a）所示，輕質(zhì)彈簧上端固定，下端連接質(zhì)量為力的小球，構(gòu)成豎直方向的彈簧振子。取小球平衡位置為

無軸原點，豎直向下為x軸正方向，設(shè)法讓小球在豎直方向振動起來后，小球在一個周期內(nèi)的振動曲線如圖（b）所

示，若5時刻彈簧彈力為o,重力加速度為g,則有（）

|

A

/

W

W

W

W

\

r

O

（a）（b）

A.0時刻彈簧彈力大小為B.彈簧勁度系數(shù)為等

A

T3TT

C.二?下時間段，回復(fù)力沖量為0D.時間段，小球動能與重力勢能之和減小

442

8.如圖所示，兩條相同的半圓弧形光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平桌面上，半圓弧的直徑為d,間距為乙兩半圓弧

面豎直且平行，導(dǎo)軌最高點到水平桌面的距離等于半徑，最低點。、。的連線與導(dǎo)軌所在豎直面垂直，整個空間存

在著磁感應(yīng)強度大小為8、方向豎直向上的勻強磁場，導(dǎo)軌左端連接一阻值為火的電阻。現(xiàn)使一電阻為，的金屬棒

從導(dǎo)軌左端最高點，以恒定的速率％沿導(dǎo)軌運動到右端最高點，運動過程中金屬棒始終與平行且與兩導(dǎo)軌

接觸良好，則在金屬棒"N從左端最高點運動到右端最高點的過程中，下列說法正確的是（）

A.金屬棒中電流方向始終由N到"B.金屬棒中電流大小始終不變

TtdB~l）v

C.金屬棒兒W所受安培力始終做負功D.回路中產(chǎn)生的焦耳熱為天」"n

9.如圖所示，在平行于紙面的勻強電場中，一質(zhì)量為加、帶電量為的粒子僅在電場力作用下先后以同樣大小的

速度v經(jīng)過同一條直線上的。，6兩點，在。點的速度方向與直線的夾角4=30°,a,b兩點間的距離為心下列說

法正確的是（）

A.電場強度垂直a,6所在的直線向左B.在6點的速度方向與直線的夾角名=60。

A72

C.從。到6運動的過程的中最小速度為（D.電場強度的大小為也匕

22qL

10.在停車場新建了一座電動汽車充電站。將配電電壓為3.3kV的正弦式交流電通過變壓器降至220V,將充電樁

連接到變壓器的副線圈上。若變壓器可視為理想變壓器，每一個充電樁的輸入電流15A,則下列說法正確的是

充

O

電

?ni

樁

Q

A,變壓器原、副線圈的匝數(shù)比4：〃2=3:2

B.加在每個充電樁兩端電壓的最大值為220V

C.若8臺充電樁同時使用，則變壓器原線圈中的電流為8A

D.若8臺充電樁同時使用，變壓器的輸入功率為26.4kW

三.填空題（共2小題，共16分）

11.某同學(xué)用如圖甲所示的裝置驗證機械能守恒定律。用細線把鋼制的圓柱掛在架子上，架子下部固定一個小電動

機，電動機軸上裝一支軟筆。電動機轉(zhuǎn)動時，軟筆尖每轉(zhuǎn)一周就在鋼柱表面畫上一條痕跡。（忽略軟筆尖對鋼柱運

動的影響，已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間）

（1）實驗操作時，應(yīng)該O（填正確答案標號）

A.先打開電源使電動機轉(zhuǎn)動，后燒斷細線使鋼柱自由下落

B.先燒斷細線使鋼柱自由下落，后打開電源使電動機轉(zhuǎn)動

（2）如圖乙所示是某次實驗得到的鋼柱痕跡圖像，其中痕跡。為畫出的第一個痕跡，從痕跡。開始選取5條連續(xù)的

痕跡/、B、C、D、E,測得它們到痕跡。的距離分別為田、怎、生、生、飽。若鋼柱的質(zhì)量為加，電動機每秒

轉(zhuǎn)動〃圈，則畫出痕跡。時，鋼柱下落的速度%=,此時鋼柱的重力勢能比開始下落時減少了=（用題

中所給物理量的字母表示）

（3）該同學(xué)測量出各痕跡到第一個痕跡O的距離h及各痕跡對應(yīng)鋼柱的下落速度v,然后以〃為橫軸、以/為縱軸作

出了如圖丙所示的圖線。若鋼柱下落過程中機械能守恒，則圖線的斜率近似等于。（用題中所給物理量的字母

表示）

12.某中學(xué)生課外科技活動小組利用銅片、鋅片和家鄉(xiāng)盛產(chǎn)的橙子制作了橙汁電池，他們利用下列器材測量這種電

池的電動勢￡和內(nèi)阻/，測量電路的電路圖如圖甲所示。

所用器材有：

一個電源E（電動勢約IV、內(nèi)阻約IkQ,由盛有橙汁的玻璃器皿、銅片和鋅片組成）；

一只微安表G（內(nèi)阻為魘=I。。。，量程為0?300口）；

一個電阻箱R（阻值為0~99990）；

一個開關(guān)S,導(dǎo)線若于。

（1）連接電路后，通過多次測量得到電阻箱&和電流表/的各組數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)作出:-R圖線如圖乙實線所示;

（2）根據(jù):-尺圖線可得￡=V,，?=g（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）；

（3）若將電路圖中的微安表G當(dāng)成理想電表，得到的電源內(nèi)阻為/,由此產(chǎn)生的誤差為卜100%=%

（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；

（4）將該橙汁電池靜置一段時間后，再次測量獲得數(shù)據(jù)畫出;-滅圖線如圖乙中虛線所示，可知該電池的內(nèi)阻―

（填"增大""減小"或‘不變"）。

四.計算題（共3小題，共40分）

（10分）13.如圖所示，一橫截面為直角三角形N5C的玻璃磚，44=15。，乙8=75。，一束光線從NC邊的M點射入

玻璃磚，入射角為45。，光線第一次到達邊時恰好發(fā)生全反射。已知sinl5。：近二2，cosl5°=^+^,求:

44

光線在/C邊發(fā)生折射時的折射角a和該玻璃磚的折射率no

（14分）14.小明同學(xué)設(shè)計制作了簡易家禽自動飲水器如圖甲所示，當(dāng)瓶口浸入水中時，水不會流出；當(dāng)家禽飲水

使盤子里的水面下降而瓶口剛露出水面時，空氣從瓶口進入瓶內(nèi)，水就會自動流出來，升高盤子里的水位，使瓶口

重新沒入水中，水停止流出。為了便于計算，我們用水銀代替水來研究。其簡化模型如下：用玻璃管代替飲水器的

盛水桶，玻璃管的長度為100cm,橫截面積S=20cm2。開始時將玻璃管開口向上，倒入長度為4=50cm的水

銀，如圖乙所示，然后封住管口，將玻璃管倒置在盛有水銀的淺盤中，管口剛好浸入水銀面(此過程沒有空氣進入

管內(nèi))，如圖丙所示。已知大氣壓強PO=75cmHg,整個過程環(huán)境溫度保持不變，封閉氣體可視為理想氣體，不計

管口浸入淺盤液面的深度。

(1)求倒置后穩(wěn)定時，玻璃管中水銀的高度;

(2)淺盤內(nèi)水銀逐漸減少，當(dāng)玻璃管內(nèi)剩余水銀的高度為4=5cm時，求后來進入的氣體質(zhì)量與原來氣體質(zhì)量之比。

(16分)15.如圖所示，光滑水平面上放置一輕質(zhì)彈簧，彈簧的左端固定在擋板上，右端與小球甲(視為質(zhì)點)接

觸不粘連，用一根輕質(zhì)細線連接在擋板與小球之間，使彈簧處于壓縮狀態(tài)，且彈簧的壓縮量為x。，質(zhì)量為加的小球

乙(視為質(zhì)點)放置在甲的右側(cè)。在水平面的下方固定放置一半徑為r的圓管軌道，圓管的內(nèi)徑略大于乙的直徑，D

是軌道上圓心。的等高點，EC是豎直直徑，B、￡是管口，管的內(nèi)壁光滑?，F(xiàn)突然燒斷細線，彈簧恢復(fù)原長后甲與

乙發(fā)生彈性碰撞，且碰撞剛結(jié)束時甲、乙的速度大小相等。乙從水平面的右邊緣/點離開后，正好從管口2(與管

口無碰撞)進入圓管，乙沿著管壁運動到￡點，離開￡點水平向左拋出后又能到達8點。已知N80060。，彈簧的

彈性勢能外與彈簧的形變量x以及彈簧的勁度系數(shù)左之間的關(guān)系式為0=；履2,重力加速度為g,求：

(1)乙從E點到達2點時的速度大?。?/p>

(2)A、B兩點之間的高度差；

(3)甲的質(zhì)量以及彈簧的勁度系數(shù)。

物理答案

1.A【詳解】BD.玻璃磚繞過。點垂直于紙面的軸順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)過的角度等于光線在邊的入射角，折射角

大于入射角，所以光點向右移動，故BD錯誤；

AC.設(shè)全反射臨界角為C,由臨界條件可知

則

C=45°

即當(dāng)玻璃磚轉(zhuǎn)過45。時，折射光線沿著玻璃磚邊沿射向光屏，用時最長，設(shè)光點為。點，光點。到O'的距離

X

DO'=h，xD0=Ch

光在玻璃磚中的傳播速度

c41

V=—=------C

n2

傳播時間

R41R

4=—二

VC

從玻璃磚射出后到。點傳播時間

,_XDO_

12——

CC

則單色光從射入玻璃磚后再折射到光屏上的最長時間

42(R+h)

t總=(1+(2=

C

故A正確，C錯誤。

O'

2.D【詳解】A.高空風(fēng)車發(fā)電的工作原理是電磁感應(yīng)，故A錯誤；

B.風(fēng)力越大，風(fēng)車轉(zhuǎn)動的越快，線圈成的發(fā)電頻率越大，故B錯誤；

C.由圖可知，該時刻線圈平面與磁場平行，線圈磁通量為零，感應(yīng)電動勢最大，故C錯誤；

D.根據(jù)題意，由右手定則可知，該時刻線圈中的電流由則線圈6端電勢高于。端電勢，故D正確。

3.B【詳解】A.電場線越密集的地方，場強越大，則中性粒子C附近電場強度比中性粒子D附近的大，故A錯

誤；BD.正離子在高壓電場作用下，從針狀電極/向環(huán)形電極2運動，則電場方向向右，沿著電場線，電勢逐漸

降低，則電極力的電勢高于電極8的電勢，根據(jù)丸=4?？芍?，正離子在電勢高的位置電勢能較大，則同一正離子

的電勢能在電極/附近比在電極2附近大，故B正確，D錯誤；C.碰撞期間動量守恒，機械能減小，故C錯誤；

4.C【詳解】AC.由于氣缸和隔板都是絕熱的，電熱絲加熱過程中，氣體。的溫度升高，。氣體膨脹，6氣體被壓

縮，壓強增加，外界對b氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律得知6的溫度升高了，加熱過程中氣體。和氣體6壓強始終

相等，可知。的體積減小，壓強變大，由

PV

——=c

T

可知氣體。的溫度也升高，故A正確，不符合題意，C錯誤，符合題意；

B.由于氣體。體積膨脹，氣體b被壓縮，最終氣體。體積大于氣體6體積，由于初始時刻兩個氣室內(nèi)是同種氣體，

且體積相等，加熱過程中氣體。和氣體6壓強相等，由

叱"

T

可知加熱后氣體。的溫度高于氣體6的溫度，即氣體a的分子熱運動比氣體b更激烈，故B正確，不符合題意D.由

于氣體。膨脹，氣體b被壓縮，最終氣體。體積大于氣體6體積，所以氣體。的最終溫度較高，內(nèi)能增加較多，故D

正確，不符合題意。

5.C【詳解】A.嫦娥六號探測器沒有脫離地球引力，所以嫦娥六號探測器發(fā)射的速度應(yīng)大于第一宇宙速度小于第

二宇宙速度，故A錯誤；

B.在地球表面上有

「Mm。

K

嫦娥六號探測器在環(huán)月軌道做勻速圓周運動有

2

pMm2%

G=m(qR+h)

(qR+fl)?~T~

聯(lián)立解得

浦空j

故B錯誤；

C.設(shè)月球的第一宇宙速度大小為v,則有

-pMm.v2

G-------v=——

(qR)2qR

聯(lián)立解得

故c正確；

D.在月球表面上有

pMm

G0

(qR)2=%g月

聯(lián)立解得

SPS

g月=q2

故D錯誤。

6.A【詳解】細棒質(zhì)量分布均勻，重心在。點，對細棒進行分析如圖所示

令桿長為乙Q與。2間距為〃，左側(cè)繩長為X,根據(jù)相似三角形有

mg=F=

h~x~L。從緩慢減小到0的過程中，左側(cè)繩長為x減小，可知，尸逐漸變小，然大小不變。

22

7.BD【詳解】AB.(時刻，小球經(jīng)過最高點，彈簧處于原長，§時刻，小球經(jīng)過平衡位置，彈簧的伸長量為，,

24

此時彈簧彈力大小為mg,f=0時刻，小球經(jīng)過最低點，彈簧的伸長量為24,此時彈力大小為2加g,故彈簧勁度系

數(shù)

故A錯誤，B正確;

T3T

C.小球的合力用來提供回復(fù)力，a：不時間段，小球的始末速度等大反向，根據(jù)動量定理，合力的沖量不為。，

故C錯誤;

D.，：T時間段，小球從最高點下降到最低點，彈性勢能不斷變大，小球的機械能不斷變小，故D正確。

8.ACD【詳解】AC.在金屬棒MN從左端最高點運動到右端最高點的過程中，根據(jù)右手定則可知，金屬棒中

電流方向始終由N到〃，金屬棒"N所受安培力一直水平向左，金屬棒所受安培力始終做負功，故AC正確；

BD.經(jīng)過/時間，金屬棒在圓弧上轉(zhuǎn)過的角度為

6=cot=—1

d

此時金屬棒產(chǎn)生的電動勢為

e=BLv°sin0=BLv。sin(^-0

d

回路中電流為

可知金屬棒"N中電流大小發(fā)生變化，根據(jù)正弦式交流電可知，電流的有效值為

I=BL%

V2V2(J?+r)

則在金屬棒MN從左端最高點運動到右端最高點的過程中，回路中產(chǎn)生的焦耳熱為

?、B-I}4f、兀d7rdB-Lrv

Q=I\R+r)t=---------2?(R+r)——=-----0---

2v

2(7?+r)2v04(R+r)

故B錯誤，D正確。

9.AD【詳解】A.從。到6,根據(jù)動能定理可知電場力做功為零，仍必定是一條等勢線，結(jié)合軌跡必定向左彎曲

可知電場力方向垂直向左，又粒子帶正電，所以電場方向垂直向左，故A正確;

B.根據(jù)對稱性可知在b點的速度方向與直線的夾角

2=4=30。

故B錯誤；

C.從。到兒當(dāng)垂直必方向的速度變?yōu)榱銜r，速度最小，最小速度為

Vm,n=VCOS(91=—V

故c錯誤；

D.沿仍方向

￡=vcos^-t

垂直ab方向

a--=vsin0,

21

又

Eq

a=--

m

聯(lián)立解得

尸V3mv2

E=--------

2qL

故D正確。

10.CD【詳解】A.由變壓器的原理可知

々_U[330015

-

n2~U2~2201

A錯誤；

B.由正弦交流電的電壓的最大值與有效值的關(guān)系可知，每個充電樁的最大電壓

um=220V2V

B錯誤；

C.若8個充電樁同時使用，副線圈的總電流

/2=8xl5A=120A

根據(jù)變壓器的原理

A?i

解得原線圈的電流

A=8A

C正確；

D.根據(jù)上述分析可得，8臺充電樁同時使用，變壓器的輸入功率

3

P=UlIl=3.3xl0x8W=26.4kW

D正確。

11.(1)A(2)。)mgho(3)2g

【詳解】（1）實驗中，為了使得軟筆尖在鋼柱表面畫第一條痕跡時，鋼柱的速度為0,需要先打開電源使電動機轉(zhuǎn)

動，后燒斷細線使鋼柱自由下落。故選A。

(2)[1]電動機每秒轉(zhuǎn)動〃圈，則相鄰痕跡之間的時間間隔為

T=-

n

由于勻變速直線運動全程的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，則有

v_一％

D-2T

解得

"也一初

V

D2

[2]結(jié)合上述可知，此時鋼柱的重力勢能比開始下落時減少值為

綜=mghD

(3)根據(jù)機械能守恒定律有

mgh=；mv2

變形得

v2=2gh

可知，若鋼柱下落過程中機械能守恒，則圖線的斜率近似等于2g。

12.0.931.010%增大

【詳解】(2)[1]⑵根據(jù)閉合電路歐姆定律有

E

R+7?A+/

解得

結(jié)合圖像有

112000-1200^,

~E~-10xl03一

"±=1200AT

E

解得

E=0.93V

r=l.OkQ

(3)[3]若將電路圖中的電流表當(dāng)成理想電表，得到的電源內(nèi)阻為則

則有

x100%=10%

___R4-r

(4)[4]根據(jù)前面分析可知，圖像的縱截距的絕對值表示虛線縱截距的絕對值變大，則電池的內(nèi)阻增大。

13.30°,V2

【詳解】作出光路圖如圖所示

設(shè)從/C邊入射時折射角為。，根據(jù)折射定律有

sin45°

n=--------

sina

光線第一次到達45邊時恰好發(fā)生全反射，則在48邊的入射角為臨界角C,則

sinC=-

n

根據(jù)幾何關(guān)系有

ZAPM=a+(900-C)

因為

4=15。

則

ZAPM=75°

則

儀+（90。一。）=75。

即

a=C-\50

則

??。1\-「V6+V2V6—V2

sina-sm(C-15CO)=sinCx-------------cosCx-----------

44

聯(lián)立可得

V2.?

sma=----sinC

2

所以

tanC=l,C=45°

聯(lián)立解得

a—30°,及=-y/2

14.(l)25cm(2)—

【詳解】（1）設(shè)倒置后穩(wěn)定時，玻璃管中水銀的高度為〃，則玻璃管氣體壓強為

P=P「h

根據(jù)玻意耳定律可得

P息-Gs=p&-h）s

聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得

h=25cm^h=l50cm（舍去）

（2）當(dāng)玻璃管內(nèi)剩余水銀的高度為=5cm時，則玻璃管氣體壓強為

p'=p0-5cmHg=70cmHg

根據(jù)玻意耳定律可得

p(l0-h)S+pxVx^p'(l0-l2)S

可得

pK=p'd)s-p(ifs

根據(jù)

p