2024-2025学年广西南宁市二中高三（上）开学物理试卷（含答案）
文档属性
| 名称 | 2024-2025学年广西南宁市二中高三（上）开学物理试卷（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 222.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-09-26 15:49:50 | ||
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文档简介
2024-2025学年广西南宁市二中高三（上）开学物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.为了研究电磁炉的工作原理，某个同学制作了一一个简易装置。如图所示，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，放置在铁芯上方的不锈钢锅具开始发热。下述可以增大锅具的发热功率的办法，可行的是( )
A. 增大交流电源的频率 B. 把不锈钢锅换成铜锅
C. 将电源换成电动势更大的直流电源 D. 把线圈内部铁芯去掉
2.市面上有一种“自热火锅”，结构如图所示，其原理是向食材层、加热层中加水，利用加热层中发热包遇水反应释放热量为食材加热。在加热过程中( )
A. 能闻到食材的香味是因为气体分子的布朗运动
B. 食材层内每个气体分子热运动的速率均会增大
C. 食材层内每个气体分子对侧壁碰撞的作用力均会减小
D. 若在食材加热沸腾时将透气孔堵住，则食材层内气体压强增大
3.图甲为交流发电机示意图，图中两磁极之间的磁场可近似为匀强磁场，为理想电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动。从图示位置开始计时，电刷、之间的电压随时间变化的图像如图乙所示。已知，下列说法正确的是( )
A. 时，穿过线圈平面的磁通量最大
B. 时，线圈中感应电流的方向为
C. E、之间电压的瞬时值表达式为
D. 当线圈从图示位置转过时，电流表的示数为
4.核电作为清洁低碳、安全高效、稳定且可大规模发展的绿色低碳能源，在推动绿色发展和助力“双碳”目标实现方面发挥着重要的作用。据统计，一座百万千瓦电功率的核电厂和燃煤电厂相比，每年可以减少二氧化碳排放多万吨，可见核能是减排效应较大的能源之一。下列关于核反应的说法正确的是( )
A. 重核裂变过程中能释放能量而轻核聚变过程中只吸收能量
B. 核反应堆中发生的核裂变方程为
C. 核裂变产生的一个原子核中有个质子，个中子
D. 的半衰期为亿年，个原子核经过亿年还有个没发生衰变
5.劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图所示．干涉条纹有如下特点：
任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；
任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹( )
A. 变疏 B. 变密 C. 不变 D. 消失
6.如图所示，两理想变压器间接有电阻，电表均为理想交流电表，、接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关后( )
A. 的发热功率不变 B. 电压表的示数变大
C. 电流表的示数变大 D. 电流表的示数变小
7.如图甲所示，轻质弹簧下端挂一质量为的小球并处于静止状态。现将小球竖直向上推动距离后由静止释放并开始计时，小球在竖直方向开始做简谐振动，弹簧弹力与小球运动时间的关系如图乙所示选竖直向上为正方向，重力加速度为，则下列说法正确的是( )
A. 小球做简谐运动的周期为
B. 小球在时间内下降的高度为
C. 小球的最大加速度为
D. 弹簧的最大弹性势能为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.某民航客机在高空飞行时，利用空气压缩机来保持机舱内外气压之比为：。机舱内有一导热气缸，活塞质量、横截面积，活塞与气缸壁之间密封良好且无摩擦。客机在地面静止时，气缸如图所示竖直放置，平衡时活塞与缸底相距；客机在高度处匀速飞行时，气缸如图所示水平放置，平衡时活塞与缸底相距。气缸内气体视为理想气体，机舱内温度可认为不变。已知大气压强随高度的变化规律如图所示，地面大气压强，地面重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 气缸内气体由图状态到图状态的过程中气体压强增大
B. 气缸内气体由图状态到图状态的过程中气体压强减小
C. 高度处的大气压强为
D. 根据图估测出此时客机的飞行高度约为
9.氢原子的能级图如图所示，一群处于能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射如图电路中的阴极，只有种频率的光能使之发生光电效应，产生光电子，测得其电流随电压变化的图像如图所示。电子电荷量为，则下列说法正确的是( )
A. 题述氢原子跃迁一共能发出种不同频率的光子
B. 阴极金属的逸出功为
C. 题述光电子能使处于能级的氢原子电离
D. 若图中饱和光电流为，则内最少有个氢原子发生跃迁
10.一列简谐横波沿轴传播，在时的波形如图甲所示，、、、为介质中的四个质点，已知质点的平衡位置的横坐标为。图乙为质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴正方向传播
B. 该波的波速为
C. 质点的平衡位置位于处
D. 从开始，质点与质点第一次回到平衡位置的时间差为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。
实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为______填字母。
A.控制变量法
B.理想化模型法
C.等效替代法
实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是______填字母。
A.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B.有助于油酸的颜色更透明便于识别
C.有助于测量一滴油酸的体积
D.对油酸溶液起到稀释作用
该小组进行如图的实验操作，请将它们按操作先后顺序排列：______。
已知实验室中使用的油酸酒精溶液每溶液中含有油酸，又用滴管测得每滴这种油酸酒精溶液的总体积为，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为的正方形小格的纸上如图。该油酸分子的大小 ______结果保留位有效数字。
某同学在该实验中，计算结果明显偏小，可能是由于______填字母。
A.油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多
B.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C.求每滴体积时，的溶液的滴数少记了滴
D.油酸未完全散开
12.智能手机自带许多传感器，某同学使用其中的磁感应强度传感器，结合单摆原理测量当地的重力加速度。具体操作如下：
用游标卡尺测量小钢球的直径，测得结果如图甲所示，其读数 ______；
将轻质细线一端固定在点，另一端系一小钢球，如图乙所示，将强磁铁吸附于小钢球下侧，在单摆的正下方放置一手机，打开手机中测量磁感应强度的应用软件；
将小钢球拉到一定高度，细线处于伸直状态，小钢球做小角度摆动，每当钢球经过手机时，磁传感器会采集到一个磁感应强度的峰值。采集到的磁感应强度随时间变化的图像如图丙所示，已知连续个峰值间的时间长为，则单摆的周期 ______用、表示；
方法一：用毫米刻度尺测量出细线的长度，以悬点到钢球中心的长为摆长，根据单摆的周期公式，求出重力加速度 ______用、、表示；
方法二：多次改变细线的长，测出对应的周期，作出图像，已知图像的斜率为，则重力加速度 ______用表示。
四、简答题：本大题共1小题，共17分。
13.如图是游戏设备太空梭，人固定在座椅车上从高处竖直下坠，体验瞬间失重的刺激。某工程师准备利用磁场控制座椅车速度，其原理图可简化为图。座椅车包括座椅和金属框架，金属框架由竖直金属棒、及根水平金属棒组成。、长度均为，电阻不计；根水平金属棒等距离分布，长度均为，电阻均为。地面上方足够高处存在竖直宽度为的有界匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于竖直面向里。某次试验时，将假人固定在座椅车上，座椅车竖直放置，让座椅车从金属棒距离磁场上边界高处由静止下落，金属棒进入磁场后即保持匀速直线运动，不计摩擦和空气阻力，重力加速度大小为。求：
人和座椅车的总质量；
从离开磁场到离开磁场的过程中，流过金属棒的电荷量；
金属框架穿过磁场的过程中，金属棒上产生的热量。
五、计算题：本大题共2小题，共23分。
14.某种由透明材料制成的直角三棱镜的截面示意图如图所示，，，在与边相距的位置放置一平行于边的竖直光屏。现有一细光束射到棱镜面上的点，入射光线与面的垂线的夹角，该光线经棱镜折射后，从边射出，透明材料对该光的折射率，光在真空中传播的速度大小，整个装置置于真空中。求：
Ⅰ光线在面上的出射点与光屏上光斑的距离；
Ⅱ光线从点至传播到光屏上所需的时间。
15.如图所示为一超重报警装置示意图。高为、横截面积为、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为的活塞，稳定时正好封闭一段长度为的理想气样。活塞可通过轻绳连接重物以达到监测重物的目的，当所挂重物质量为时，活塞恰好下降至位于离容器底部有一定距离的预警传感器处，刚好触发超重预警。已知初始时环境热力学温度为，大气压强为，重力加速度为，缸内气体内能与热力学温度的关系为，为常数，不计摩擦阻力。
求预警传感器到容器底部的距离；
在条件下，若外界温度缓慢降低为，求从刚好触发超重预警到外界温度缓慢降低为的过程中，容器内气体向外界放出的热量。
参考答案
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.解：金属棒进入磁场后做匀速直线运动的速度大小为，下落过程中，根据动能定理可得：
解得：
对整体，根据平衡条件可得：
回路中的总电阻为：
所以通过边的感应电流为：
解得：；
从离开磁场到离开磁场的过程中，流过金属棒的电流强度为：
从离开磁场到离开磁场的过程中经过的时间为：
根据电荷量的计算公式可得：
解得：；
根据焦耳定律可得：
解得：。
答：人和座椅车的总质量为；
从离开磁场到离开磁场的过程中，流过金属棒的电荷量为；
金属框架穿过磁场的过程中，金属棒上产生的热量为。
14.解：Ⅰ画出光路图如图所示
由几何关系有
则光线在面上的入射角，同理有
由几何关系有
解得
Ⅱ光在介质中传播的速度大小
由几何关系可知光在介质中的路程为，则光在介质中的传播时间
光在真空中的传播时间
又
解得
答：Ⅰ光线在面上的出射点与光屏上光斑的距离为；
Ⅱ光线从点至传播到光屏上所需的时间为。
15.解：设预警传感器到容器底部的距离为
挂重物前，对活塞分析，有
挂上重物后，对重物和活塞组成的系统分析，
有
气体发生等温变化，则
解得：
气体发生等压变化，则
解得
此过程中外界对气体做功
气体内能的变化量为
根据热力学第一定律
解得：
所以，气体放出的热量为
答：预警传感器到容器底部的距离为；
从刚好触发超重预警到外界温度缓慢降低为的过程中，容器内气体向外界放出的热量为。
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一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.为了研究电磁炉的工作原理，某个同学制作了一一个简易装置。如图所示，将一根电线缠绕在铁芯外部，接通交流电源，放置在铁芯上方的不锈钢锅具开始发热。下述可以增大锅具的发热功率的办法，可行的是( )
A. 增大交流电源的频率 B. 把不锈钢锅换成铜锅
C. 将电源换成电动势更大的直流电源 D. 把线圈内部铁芯去掉
2.市面上有一种“自热火锅”，结构如图所示，其原理是向食材层、加热层中加水，利用加热层中发热包遇水反应释放热量为食材加热。在加热过程中( )
A. 能闻到食材的香味是因为气体分子的布朗运动
B. 食材层内每个气体分子热运动的速率均会增大
C. 食材层内每个气体分子对侧壁碰撞的作用力均会减小
D. 若在食材加热沸腾时将透气孔堵住，则食材层内气体压强增大
3.图甲为交流发电机示意图，图中两磁极之间的磁场可近似为匀强磁场，为理想电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动。从图示位置开始计时，电刷、之间的电压随时间变化的图像如图乙所示。已知，下列说法正确的是( )
A. 时，穿过线圈平面的磁通量最大
B. 时，线圈中感应电流的方向为
C. E、之间电压的瞬时值表达式为
D. 当线圈从图示位置转过时，电流表的示数为
4.核电作为清洁低碳、安全高效、稳定且可大规模发展的绿色低碳能源，在推动绿色发展和助力“双碳”目标实现方面发挥着重要的作用。据统计，一座百万千瓦电功率的核电厂和燃煤电厂相比，每年可以减少二氧化碳排放多万吨，可见核能是减排效应较大的能源之一。下列关于核反应的说法正确的是( )
A. 重核裂变过程中能释放能量而轻核聚变过程中只吸收能量
B. 核反应堆中发生的核裂变方程为
C. 核裂变产生的一个原子核中有个质子，个中子
D. 的半衰期为亿年，个原子核经过亿年还有个没发生衰变
5.劈尖干涉是一种薄膜干涉，其装置如图所示，将一块平板玻璃放置在另一平板玻璃之上，在一端夹入两张纸片，从而在两玻璃表面之间形成一个劈形空气薄膜．当光垂直入射后，从上往下看到的干涉条纹如图所示．干涉条纹有如下特点：
任意一条明条纹或暗条纹所在位置下面的薄膜厚度相等；
任意相邻明条纹和暗条纹所对应的薄膜厚度差恒定．现若在图装置中抽去一张纸片，则当光垂直入射到新的劈形空气薄膜后，从上往下观察到的干涉条纹( )
A. 变疏 B. 变密 C. 不变 D. 消失
6.如图所示，两理想变压器间接有电阻，电表均为理想交流电表，、接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关后( )
A. 的发热功率不变 B. 电压表的示数变大
C. 电流表的示数变大 D. 电流表的示数变小
7.如图甲所示，轻质弹簧下端挂一质量为的小球并处于静止状态。现将小球竖直向上推动距离后由静止释放并开始计时，小球在竖直方向开始做简谐振动，弹簧弹力与小球运动时间的关系如图乙所示选竖直向上为正方向，重力加速度为，则下列说法正确的是( )
A. 小球做简谐运动的周期为
B. 小球在时间内下降的高度为
C. 小球的最大加速度为
D. 弹簧的最大弹性势能为
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.某民航客机在高空飞行时，利用空气压缩机来保持机舱内外气压之比为：。机舱内有一导热气缸，活塞质量、横截面积，活塞与气缸壁之间密封良好且无摩擦。客机在地面静止时，气缸如图所示竖直放置，平衡时活塞与缸底相距；客机在高度处匀速飞行时，气缸如图所示水平放置，平衡时活塞与缸底相距。气缸内气体视为理想气体，机舱内温度可认为不变。已知大气压强随高度的变化规律如图所示，地面大气压强，地面重力加速度。下列说法正确的是( )
A. 气缸内气体由图状态到图状态的过程中气体压强增大
B. 气缸内气体由图状态到图状态的过程中气体压强减小
C. 高度处的大气压强为
D. 根据图估测出此时客机的飞行高度约为
9.氢原子的能级图如图所示，一群处于能级的氢原子，用其向低能级跃迁过程中发出的光照射如图电路中的阴极，只有种频率的光能使之发生光电效应，产生光电子，测得其电流随电压变化的图像如图所示。电子电荷量为，则下列说法正确的是( )
A. 题述氢原子跃迁一共能发出种不同频率的光子
B. 阴极金属的逸出功为
C. 题述光电子能使处于能级的氢原子电离
D. 若图中饱和光电流为，则内最少有个氢原子发生跃迁
10.一列简谐横波沿轴传播，在时的波形如图甲所示，、、、为介质中的四个质点，已知质点的平衡位置的横坐标为。图乙为质点的振动图像。下列说法正确的是( )
A. 该波沿轴正方向传播
B. 该波的波速为
C. 质点的平衡位置位于处
D. 从开始，质点与质点第一次回到平衡位置的时间差为
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某实验小组完成“用油膜法测油酸分子的大小”的实验。
实验中要让油酸在水面尽可能散开，形成单分子油膜，并将油膜分子看成球形且紧密排列。本实验体现的物理思想方法为______填字母。
A.控制变量法
B.理想化模型法
C.等效替代法
实验中使用到油酸酒精溶液，其中酒精的作用是______填字母。
A.可使油酸和痱子粉之间形成清晰的边界轮廓
B.有助于油酸的颜色更透明便于识别
C.有助于测量一滴油酸的体积
D.对油酸溶液起到稀释作用
该小组进行如图的实验操作，请将它们按操作先后顺序排列：______。
已知实验室中使用的油酸酒精溶液每溶液中含有油酸，又用滴管测得每滴这种油酸酒精溶液的总体积为，将一滴这种溶液滴在浅盘中的水面上，在玻璃板上描出油膜的边界线，再把玻璃板放在画有边长为的正方形小格的纸上如图。该油酸分子的大小 ______结果保留位有效数字。
某同学在该实验中，计算结果明显偏小，可能是由于______填字母。
A.油酸酒精溶液配制的时间较长，酒精挥发较多
B.计算油膜面积时舍去了所有不足一格的方格
C.求每滴体积时，的溶液的滴数少记了滴
D.油酸未完全散开
12.智能手机自带许多传感器，某同学使用其中的磁感应强度传感器，结合单摆原理测量当地的重力加速度。具体操作如下：
用游标卡尺测量小钢球的直径，测得结果如图甲所示，其读数 ______；
将轻质细线一端固定在点，另一端系一小钢球，如图乙所示，将强磁铁吸附于小钢球下侧，在单摆的正下方放置一手机，打开手机中测量磁感应强度的应用软件；
将小钢球拉到一定高度，细线处于伸直状态，小钢球做小角度摆动，每当钢球经过手机时，磁传感器会采集到一个磁感应强度的峰值。采集到的磁感应强度随时间变化的图像如图丙所示，已知连续个峰值间的时间长为，则单摆的周期 ______用、表示；
方法一：用毫米刻度尺测量出细线的长度，以悬点到钢球中心的长为摆长，根据单摆的周期公式，求出重力加速度 ______用、、表示；
方法二：多次改变细线的长，测出对应的周期，作出图像，已知图像的斜率为，则重力加速度 ______用表示。
四、简答题：本大题共1小题，共17分。
13.如图是游戏设备太空梭，人固定在座椅车上从高处竖直下坠，体验瞬间失重的刺激。某工程师准备利用磁场控制座椅车速度，其原理图可简化为图。座椅车包括座椅和金属框架，金属框架由竖直金属棒、及根水平金属棒组成。、长度均为，电阻不计；根水平金属棒等距离分布，长度均为，电阻均为。地面上方足够高处存在竖直宽度为的有界匀强磁场，磁感应强度大小为，方向垂直于竖直面向里。某次试验时，将假人固定在座椅车上，座椅车竖直放置，让座椅车从金属棒距离磁场上边界高处由静止下落，金属棒进入磁场后即保持匀速直线运动，不计摩擦和空气阻力，重力加速度大小为。求：
人和座椅车的总质量；
从离开磁场到离开磁场的过程中，流过金属棒的电荷量；
金属框架穿过磁场的过程中，金属棒上产生的热量。
五、计算题：本大题共2小题，共23分。
14.某种由透明材料制成的直角三棱镜的截面示意图如图所示，，，在与边相距的位置放置一平行于边的竖直光屏。现有一细光束射到棱镜面上的点，入射光线与面的垂线的夹角，该光线经棱镜折射后，从边射出，透明材料对该光的折射率，光在真空中传播的速度大小，整个装置置于真空中。求：
Ⅰ光线在面上的出射点与光屏上光斑的距离；
Ⅱ光线从点至传播到光屏上所需的时间。
15.如图所示为一超重报警装置示意图。高为、横截面积为、导热性能良好的薄壁容器竖直倒置悬挂，容器内有一厚度不计、质量为的活塞，稳定时正好封闭一段长度为的理想气样。活塞可通过轻绳连接重物以达到监测重物的目的，当所挂重物质量为时，活塞恰好下降至位于离容器底部有一定距离的预警传感器处，刚好触发超重预警。已知初始时环境热力学温度为，大气压强为，重力加速度为，缸内气体内能与热力学温度的关系为，为常数，不计摩擦阻力。
求预警传感器到容器底部的距离；
在条件下，若外界温度缓慢降低为，求从刚好触发超重预警到外界温度缓慢降低为的过程中，容器内气体向外界放出的热量。
参考答案
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11.
12.
13.解：金属棒进入磁场后做匀速直线运动的速度大小为，下落过程中，根据动能定理可得：
解得：
对整体，根据平衡条件可得：
回路中的总电阻为：
所以通过边的感应电流为：
解得：；
从离开磁场到离开磁场的过程中，流过金属棒的电流强度为：
从离开磁场到离开磁场的过程中经过的时间为：
根据电荷量的计算公式可得：
解得：；
根据焦耳定律可得：
解得：。
答：人和座椅车的总质量为；
从离开磁场到离开磁场的过程中，流过金属棒的电荷量为；
金属框架穿过磁场的过程中，金属棒上产生的热量为。
14.解：Ⅰ画出光路图如图所示
由几何关系有
则光线在面上的入射角，同理有
由几何关系有
解得
Ⅱ光在介质中传播的速度大小
由几何关系可知光在介质中的路程为，则光在介质中的传播时间
光在真空中的传播时间
又
解得
答：Ⅰ光线在面上的出射点与光屏上光斑的距离为；
Ⅱ光线从点至传播到光屏上所需的时间为。
15.解：设预警传感器到容器底部的距离为
挂重物前，对活塞分析，有
挂上重物后，对重物和活塞组成的系统分析，
有
气体发生等温变化，则
解得：
气体发生等压变化，则
解得
此过程中外界对气体做功
气体内能的变化量为
根据热力学第一定律
解得：
所以，气体放出的热量为
答：预警传感器到容器底部的距离为；
从刚好触发超重预警到外界温度缓慢降低为的过程中，容器内气体向外界放出的热量为。
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