海南省定安县定安中学2023-2024学年高三上学期开学考试物理试题（原卷版+解析版）

定安中学2023-2024学年高三上学期开学考试
物理科试卷
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 已知的半衰期为24天．4g经过72天还剩下( )
A. 0 B. 0.5g C. 1g D. 1.5g
2. 关于匀变速直线运动的下列说法，正确的是（　　）
A. 匀变速直线运动的速度随时间均匀变化
B. 加速度大小不变的运动，一定是匀变速直线运动
C. 速度先减小再增大的运动一定不是匀变速直线运动
D. 匀变速直线运动的速度-时间图像一定是过原点的倾斜直线
3. 做匀加速直线运动物体，初速度v0=3m/s，它在第3秒内通过的位移是4.5m，则它的加速度为（　　）
A. 0.5m/s2 B. 0.6m/s2 C. 1.5m/s2 D. 1.8m/s2
4. 一小球沿斜面匀加速滑下，依次经过A、B、C三点，已知，，小球经过和两段所用的时间均为2s，则小球经过A、B、C三点时的速度大小分别是（　　）
A. ，， B. ，，
C. ，， D. ，，
5. 某金属在一束单色光照射下发生光电效应，光电子的最大初动能为，已知该金属的逸出功为，普朗克常量为h。根据爱因斯坦的光电效应理论，该单色光的频率为（　　）
A. B. C. D.
6. 一小车沿直线运动，从t = 0开始由静止匀加速至t = t1时刻，此后做匀减速运动，到t = t2时刻速度降为零。在下列小车位移x与时间t的关系曲线中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
7. 无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中，克服空气阻力做的功为（重力加速度大小为g）（　　）
A. 0 B. mgh C. D.
8. 如图，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T，下列判断正确的是
A. F逐渐减小，T逐渐减小
B. F逐渐增大，T逐渐减小
C. F逐渐减小，T逐渐增大
D. F逐渐增大，T逐渐增大
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工蜕变实验，验证了质能关系的正确性。锂原子核心俘获了一个质子生成不稳定的铍，铍蜕变成两个X原子核，该核反应方程是，其中的质量为，的质量为，X的质量为，则以下正确的是（　　）
A. 反应中质量亏损
B. 释放的核能
C. 铍原子核内的中子数为4
D. X表示的是氚
10. 如图，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，有一面积为S的矩形单匝闭合导线abcd,ab边与磁场方向垂直，线框的电阻为R．使线框以恒定角速度ω绕过ad、bc中点的轴旋转．下列说法正确的是( )
A. 线框abcd中感应电动势的最大值是BSω
B. 线框abcd中感应电动势的有效值是BSω
C. 线框平面与磁场方向平行时，流经线框的电流最大
D. 线框平面与磁场方向垂直时，流经线框的电流最大
11. 一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t=0时刻的波形图；P是介质中位于x=2 m处的质点。其振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A. 波速为2 m/s
B. 波向左传播
C. 波的振幅是10 cm
D. 质点P在0~7 s时间内运动的路程为70 cm
12. A、B两车在t=0时刻经过同一路标，它们的位移—时间图像或速度—时间图像如图所示，则在t0时刻前它们可以再次相遇的是（　　）
A. B.
C D.
13. 一定质量的理想气体，从状态a等容变化到状态b，再等温变化到状态c，其V-T图象如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A. 气体在状态a和状态c压强相等
B. 气体在状态b的压强小于状态c
C. b→c，气体内能不变
D. a→b，气体从对外做功
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
14. 某同学用游标卡尺分别测量金属圆管的内、外壁直径，游标卡尺的示数分别如图（a）和图（b）所示。
由图可读出，圆管内壁的直径为___________mm，圆管外壁的直径为___________mm；由此可计算出金属圆管横截面的面积。
15. 某同学按图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。
（1）图中仪器A使用220V_______电源（选填“交流”或“直流”），释放小车前，小车应停在_______（填“靠近”或“远离”）仪器A的位置；
（2）使用打点计时器来分析物体运动情况实验中，有以下基本步骤（排序）________ ；
A．松开纸带让物体带着纸带运动
B．穿好纸带
C．把计时器固定好
（3）如图所示为物体运动时打点计时器打出的一条纸带，图中相邻计数点间还有四个点未标出，已知打点计时器接50Hz的交流电源，则ae段的平均速度为_______m/s，d点的瞬时速度约为_______m/s，小车的加速度______m/s2。
16. 学生课外实验小组使用如图所示的实验装置测量水滴下落的加速度大小．实验时， 他们先测量分液漏斗下端到水桶底部的距离 h;然后使漏斗中的水一滴一滴地由静止开始下 落，调整阀门使水滴落到桶底发出声音的同时，下一滴水刚好从漏斗的下端滴落；用秒表测量第 1 个水滴从漏斗的下端开始滴落至第 n 个水滴落到桶底所用的时间t．
（1）水滴下落加速度大小可表示为a =___（用 h、n、t 表示）；
（2）如果某次实验中，h=0.90m，n=30，t=13.0s 则测得的加速度大小 a=____m/s2；（结果保留2位有效数字）
四、计算题（每题12分）
17. 钢球由静止开始做自由落体运动，不计空气阻力，落地时的速度为30m/s，g取10m/s2，求：
（1）它下落的高度是多少？
（2）它在前2s内的平均速度是多少？
（3）它在最后1s内下落的高度是多少？
18. 在平直的公路上，一辆小汽车前方26m处有一辆大客车正以12m/s的速度匀速前进，这时小汽车从静止出发以1m/s2的加速度追赶。试求：
(1)小汽车何时追上大客车？
(2)追上时小汽车的速度有多大？
(3)追上前小汽车与大客车之间的最远距离是多少？
19. 如图，两光滑平行金属导轨置于水平面（纸面）内，轨间距为l，左端连有阻值为R的电阻。一金属杆置于导轨上，金属杆右侧存在一磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场区域。已知金属杆以速度v0向右进入磁场区域，做匀变速直线运动，到达磁场区域右边界（图中虚线位置）时速度恰好为零。金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好。除左端所连电阻外，其他电阻忽略不计。
（1）求金属杆运动到磁场区域正中间时的速度；
（2）求金属杆运动到磁场区域正中间时所受安培力大小及此时电流的功率。
定安中学2023-2024学年高三上学期开学考试
物理科试卷 答案解析
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 已知的半衰期为24天．4g经过72天还剩下( )
A. 0 B. 0.5g C. 1g D. 1.5g
【答案】B
【解析】
【分析】本题考查核衰变的半衰期的规律及其相关的知识点
【详解】由衰变公式，知，故B正确
2. 关于匀变速直线运动的下列说法，正确的是（　　）
A. 匀变速直线运动的速度随时间均匀变化
B. 加速度大小不变的运动，一定是匀变速直线运动
C. 速度先减小再增大的运动一定不是匀变速直线运动
D. 匀变速直线运动的速度-时间图像一定是过原点的倾斜直线
【答案】A
【解析】
【详解】A．匀变速直线运动，加速度不变，其速度随时间均匀变化，故A正确；
B．加速度是矢量，加速度不变是大小和方向都不变，只大小不变，不一定是匀变速直线运动，如汽车起步然后刹车，加速度大小可以相等，但全过程不是匀变速直线运动，故B错误；
C．速度可以先正向减小到零，然后反向增大，加速度不变，也是匀变速直线运动，故C错误；
D．匀变速直线运动的速度-时间图象一定是倾斜直线，但不一定过原点，可能有初速度或经过一段时间才开始运动，故D错误。
故选A。
3. 做匀加速直线运动的物体，初速度v0=3m/s，它在第3秒内通过的位移是4.5m，则它的加速度为（　　）
A. 0.5m/s2 B. 0.6m/s2 C. 1.5m/s2 D. 1.8m/s2
【答案】B
【解析】
【分析】根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出2.5s末的速度，结合速度时间公式求出加速度。
【详解】第3s内的平均速度为4.5m/s，知在2.5s末的速度为4.5m/s，可知物体的加速度为
故选B。
【点睛】解决本题的关键掌握匀变速直线运动的位移时间公式，并能灵活运用。
4. 一小球沿斜面匀加速滑下，依次经过A、B、C三点，已知，，小球经过和两段所用的时间均为2s，则小球经过A、B、C三点时的速度大小分别是（　　）
A. ，， B. ，，
C. ，， D. ，，
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】根据小球做匀加速直线运动的特点，两点之间的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故B点的速度等于段的平均速度
又因为连续相等时间内的位移之差等于恒量，即
则由
解得
则A点的速度
vA=vB at
解得
vA=2m/s
C点的速度
vC=vB+at
解得
vC=6m/s
故B正确，ACD错误。
故选B。
5. 某金属在一束单色光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能为，已知该金属的逸出功为，普朗克常量为h。根据爱因斯坦的光电效应理论，该单色光的频率为（　　）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】根据爱因斯坦的光电效应方程可知
解得该单色光的频率为
故选D。
6. 一小车沿直线运动，从t = 0开始由静止匀加速至t = t1时刻，此后做匀减速运动，到t = t2时刻速度降为零。在下列小车位移x与时间t的关系曲线中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】x—t图像的斜率表示速度，小车先做匀加速运动，因此速度变大即0—t1图像斜率变大，t1—t2做匀减速运动则图像的斜率变小，在t2时刻停止图像的斜率变为零。
故选D。
7. 无风时，雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中，克服空气阻力做的功为（重力加速度大小为g）（　　）
A. 0 B. mgh C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】在地面附近雨滴做匀速运动，根据动能定理得
故雨滴克服空气阻力做功为。
故选B。
8. 如图，平行板电容器的两极板竖直放置并分别与电源的正负极相连，一带电小球经绝缘轻绳悬挂于两极板之间，处于静止状态现保持右极板不动，将左极板向左缓慢移动关于小球所受的电场力大小F和绳子的拉力大小T，下列判断正确的是
A. F逐渐减小，T逐渐减小
B. F逐渐增大，T逐渐减小
C. F逐渐减小，T逐渐增大
D. F逐渐增大，T逐渐增大
【答案】A
【解析】
【详解】电容器与电源相连，所以两端间电势差不变，将左极板向左缓慢移动过程中，两板间距离增大，由可知，电场强度减小，电场力减小，小球处于平衡状态，受重力、拉力与电场力作用，受力如图所示，根据力的合成法得：
由于重力不变，电场力减小，故拉力减小；
A.逐渐减小，逐渐减小与分析相符，故A正确；
B.逐渐增大，逐渐减小与分析不符，故B错误；
C.逐渐减小，逐渐增大与分析不符，故C错误；
D.逐渐增大，逐渐增大与分析不符，故D错误．
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9. 1932年，考克饶夫和瓦尔顿用质子加速器进行人工蜕变实验，验证了质能关系的正确性。锂原子核心俘获了一个质子生成不稳定的铍，铍蜕变成两个X原子核，该核反应方程是，其中的质量为，的质量为，X的质量为，则以下正确的是（　　）
A. 反应中质量亏损
B. 释放的核能
C. 铍原子核内的中子数为4
D. X表示的是氚
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．核反应质量亏损为
则释放的核能为
故A错误，B正确；
CD．根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知方程为
则，，铍原子核内的中子数是4，X表示的是氦核，故C正确，D错误。
故选BC。
10. 如图，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，有一面积为S的矩形单匝闭合导线abcd,ab边与磁场方向垂直，线框的电阻为R．使线框以恒定角速度ω绕过ad、bc中点的轴旋转．下列说法正确的是( )
A. 线框abcd中感应电动势的最大值是BSω
B. 线框abcd中感应电动势的有效值是BSω
C. 线框平面与磁场方向平行时，流经线框的电流最大
D. 线框平面与磁场方向垂直时，流经线框的电流最大
【答案】AC
【解析】
【分析】本题考查了交变电流的最大值、有效值和瞬时值的相关知识点
【详解】一个单匝线圈在匀强磁场中旋转，当从中性面开始计时,产生的正弦式交变电流电动势的瞬时值表达式为：e=Emsin.＝Emsinωt.故感应电动势的最大值Em＝BSω，有效值E＝，故A正确，B错误；当，即线框平面与磁场方向平行时，感应电动势最大，电流最大，故C正确，D错误．
11. 一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t=0时刻的波形图；P是介质中位于x=2 m处的质点。其振动图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A. 波速为2 m/s
B 波向左传播
C. 波的振幅是10 cm
D. 质点P在0~7 s时间内运动的路程为70 cm
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．根据图甲可知波长为，图乙可知，周期为，则波速为
故A正确；
B．由图乙可知，时刻，质点P向轴负方向振动，根据波形平移法可知，波向左传播，故B正确；
C．波的振幅为，故C错误；
D．由于
则质点P在0~7 s时间内运动的路程为
故D正确。
故选ABD。
12. A、B两车在t=0时刻经过同一路标，它们的位移—时间图像或速度—时间图像如图所示，则在t0时刻前它们可以再次相遇的是（　　）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．t0时刻前位移—时间图像交点表示两车相遇，A错误，B正确；
CD．速度—时间图像的面积等于位移，t=0时刻经过同一路标，则t0时刻前，面积相等时表示两车相遇，C正确，D错误。
故选BC。
13. 一定质量的理想气体，从状态a等容变化到状态b，再等温变化到状态c，其V-T图象如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A. 气体在状态a和状态c压强相等
B. 气体在状态b的压强小于状态c
C. b→c，气体内能不变
D. a→b，气体从对外做功
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．根据理想气体状态方程
可得
可知，因直线ac过原点，则在状态a的压强等于在状态c的压强；b点与原点连线的斜率小于c点与原点连线的斜率，可知在状态b的压强大于在状态c的压强，故A正确，B错误；
C．在b→c的过程中气体的温度不变，则气体的内能保持不变，故C正确；
D．在a→b的过程中气体的体积不变，则气体不对外做功，故D错误。
故选AC。
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
14. 某同学用游标卡尺分别测量金属圆管的内、外壁直径，游标卡尺的示数分别如图（a）和图（b）所示。
由图可读出，圆管内壁的直径为___________mm，圆管外壁的直径为___________mm；由此可计算出金属圆管横截面的面积。
【答案】 ①. 22.3 ②. 29.9
【解析】
【详解】[1]根据所给图像可知，gai 游标卡尺的游标尺为10分度值游标卡尺，其精度为0.1mm，由图（a）可读出，圆管内壁的直径为主尺读数加游标尺读数，即为
[2]由图（b）可读出，圆管内壁的直径为
15. 某同学按图所示装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验。
（1）图中仪器A使用220V_______电源（选填“交流”或“直流”），释放小车前，小车应停在_______（填“靠近”或“远离”）仪器A的位置；
（2）使用打点计时器来分析物体运动情况的实验中，有以下基本步骤（排序）________ ；
A．松开纸带让物体带着纸带运动
B．穿好纸带
C．把计时器固定好
（3）如图所示为物体运动时打点计时器打出的一条纸带，图中相邻计数点间还有四个点未标出，已知打点计时器接50Hz的交流电源，则ae段的平均速度为_______m/s，d点的瞬时速度约为_______m/s，小车的加速度______m/s2。
【答案】 ①. 交流 ②. 靠近 ③. CBA ④. 2.19 ⑤. 3.28 ⑥. 11.825
【解析】
【详解】（1）[1]图中A为电火花打点计时器，其工作电压为220V交流电；
[2]在释放小车前，小车应该置于靠近打点计时器位置；
（2）[3]在实验操作过程中，应先固定打点计时器，然后在小车上固定纸带，最后松开纸带让物体带动纸带运动，故正确的操作顺序为CBA；
（3）[4]根据平均速度计算公式可得，ae段的平均速度为
[5]根据匀变速直线运动的推论得
[6]小车运动的加速度为
16. 学生课外实验小组使用如图所示的实验装置测量水滴下落的加速度大小．实验时， 他们先测量分液漏斗下端到水桶底部的距离 h;然后使漏斗中的水一滴一滴地由静止开始下 落，调整阀门使水滴落到桶底发出声音的同时，下一滴水刚好从漏斗的下端滴落；用秒表测量第 1 个水滴从漏斗的下端开始滴落至第 n 个水滴落到桶底所用的时间t．
（1）水滴下落加速度大小可表示为a =___（用 h、n、t 表示）；
（2）如果某次实验中，h=0.90m，n=30，t=13.0s 则测得的加速度大小 a=____m/s2；（结果保留2位有效数字）
【答案】 ①. ②. 9.6
【解析】
【详解】(1)[1]根据匀变速运动的位移与时间关系，解得：，第 1 个水滴从漏斗的下端开始滴落至第 n 个水滴落到桶底所用的时间t，所以，解得：．
(2)[2]将h=0.90m，n=30，t=13.0s代入，解得： ．
四、计算题（每题12分）
17. 钢球由静止开始做自由落体运动，不计空气阻力，落地时的速度为30m/s，g取10m/s2，求：
（1）它下落的高度是多少？
（2）它在前2s内平均速度是多少？
（3）它在最后1s内下落的高度是多少？
【答案】（1）45m；（2）10m/s；（3）25m
【解析】
【分析】
【详解】（1）设钢球下落的高度为，则据匀变速直线运动公式
得
（2）钢球在前2s内的平均速度为，则据平均速度的定义得
（3）设钢球自由下落到地面时所用时间为t，根据
可得
则它在最后内下落的高度为
18. 在平直的公路上，一辆小汽车前方26m处有一辆大客车正以12m/s的速度匀速前进，这时小汽车从静止出发以1m/s2的加速度追赶。试求：
(1)小汽车何时追上大客车？
(2)追上时小汽车的速度有多大？
(3)追上前小汽车与大客车之间的最远距离是多少？
【答案】(1)26s；(2)26m/s；(3)98m
【解析】
【详解】(1)当小汽车追上大客车时：
代入解得
(2)追上时小汽车的速度为
(3)追上前当两车速度相同时相距最远，当两车速度相同时所需时间为
此时两车相距
19. 如图，两光滑平行金属导轨置于水平面（纸面）内，轨间距为l，左端连有阻值为R的电阻。一金属杆置于导轨上，金属杆右侧存在一磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场区域。已知金属杆以速度v0向右进入磁场区域，做匀变速直线运动，到达磁场区域右边界（图中虚线位置）时速度恰好为零。金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好。除左端所连电阻外，其他电阻忽略不计。
（1）求金属杆运动到磁场区域正中间时的速度；
（2）求金属杆运动到磁场区域正中间时所受安培力的大小及此时电流的功率。
【答案】（1）；（2），
【解析】
【详解】（1）设磁场的长度为，金属杆在磁场中做匀变速直线运动的加速度为，则根据题意有
设金属杆运动到磁场区域正中间时的速度为，则有
解得
（2）金属杆运动到磁场区域正中间时产生的感应电动势为
此时电路中的感应电流为
此时金属杆受到的安培力的大小为
此时电流的功率为