2025-2026学年高三上学期9月开学考试物理试卷
一、单选题
1.对下列四幅图所涉及的光学现象及相应的描述正确的是( )
A.图甲中五颜六色的彩虹是光发生衍射的结果
B.图乙中医用内窥镜利用了光的全反射现象
C.图丙中用偏振眼镜观看立体电影。说明光是一种纵波
D.图丁中肥皂泡在阳光照射下呈现彩色的条纹是由于光的折射
2.投壶是从先秦延续至清末的中国传统礼仪和宴饮游戏,《礼记传》中提到:“投壶,射之细也。宴饮有射以乐宾,以习容而讲艺也。”如图所示,一名游戏者先后从同一位置(O点)射出两支完全相同的箭,一支箭以速度v1水平抛出,另一支箭以速度v2斜向上抛出,两支箭均落入壶中(P点)。不计空气阻力,忽略箭长、壶口大小等因素的影响,下列说法正确的是( )
A.箭2在最高点的速度小于v1 B.箭2的加速度小于箭1的加速度
C.两支箭从O点到P点的速度变化量相同 D.两支箭从O点到P点的动能变化量不同
3.一定质量的理想气体的图像如图所示,气体状态经历完成一次循环。其中AB为双曲线的一部分,下列说法正确的是( )
A.过程,气体对外界做功,分子平均动能减少
B.过程,气体分子的平均动能增加
C.过程,气体吸收的热量等于其内能的增加量
D.气体在一次循环过程中对外界做的功为
4.课间时,某同学用手撑住桌子保持如图所示的姿势静止不动。已知该同学两手臂和桌面的夹角均为,桌面与地面均水平,人的手臂可视为以肩为轴的轻杆。当变大,该同学再次静止时,下列说法正确的是( )
A.桌面对手掌的支持力小于手掌对桌面的压力 B.桌面对手臂的作用力会变小
C.地面对每张桌子的支持力会变大 D.地面对每张桌子的摩擦力会变大
5.边长为L、匝数为N、总电阻为r的正方形线框abcd处于磁感应强度大小为B、水平向右的匀强磁场中,线框以角速度绕垂直于磁场的轴匀速转动,理想变压器副线圈接阻值为的定值电阻,图中滑片P所在位置对应原、副线圈的匝数比,电压表、电流表均为理想交流电表。其他电阻不计,则下列说法正确的是( )
A.图示位置,穿过线框的磁通量变化率最小
B.理想电压表的示数为
C.当滑片P向下移动时,定值电阻消耗的功率将减小
D.当滑片P向上移动时,若电压表与电流表的示数变化量分别为、,则 变小
6.如图所示,轻质动滑轮下方悬挂重物A,轻质定滑轮下方悬挂重物B,悬挂滑轮的轻质细线竖直。开始时,用手托住A、B使A、B均处于静止状态且离地足够高,释放后A、B开始运动。已知A的质量为,B的质量为m,忽略所有阻力,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.B受到细线的拉力大小为
B.A、B的速度大小之比为2∶1
C.当A的位移大小为h时,B运动的速度大小为
D.若要使得A、B释放后静止在图示位置,应将A、B的质量关系调整为
7.如图所示,过P点的水平虚线上方存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场。一金属圆环在纸面内以P点为轴沿顺时针方向匀速转动,转动周期为T,O为圆环的圆心,OP为圆环的半径。规定逆时针方向为电流的正方向,则金属圆环中的感应电流i随时间的变化关系可能正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题
8.2025年7月15日5时34分,搭载天舟九号货运飞船的长征七号遥十运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,并在8时52分成功对接空间站天和核心舱,从发射到完成对接用时仅3小时18分,中国航天再展“太空闪送”实力。天舟九号货运飞船与空间站交会对接的示意图如图所示,飞船顺利进入预定圆轨道Ⅰ,之后飞船从轨道Ⅰ经椭圆转移轨道Ⅱ逐步接近在圆轨道Ⅲ运行的空间站,完成交会对接后空间站仍在原轨道运行。已知引力常量为G,轨道Ⅰ、Ⅲ的半径分别为、,关于飞船的运动,下列说法正确的是( )
A.天舟九号与空间站完成对接前后,空间站的运行速度大小不变
B.天舟九号沿轨道Ⅱ从A点运动到B点的过程中,速度和机械能均不断减小
C.天舟九号在轨道Ⅱ上运行时,在A、B两点的线速度之比为
D.天舟九号稳定运行时,在轨道Ⅲ经过B点的加速度等于在轨道Ⅱ经过B点的加速度
9.如图所示是利用光电效应现象测定金属极限频率的实验原理图,两块平行金属板相距很近,板间距为d,放在真空中,其中N为锌板,受频率为的紫外线照射后将激发出沿不同方向的光电子,光电子打在M板上形成电流,引起微安表指针偏转。当电压表示数为U时,电流恰好为零:如果断开开关S,在M、N两极板之间加一垂直纸面的匀强磁场,电能使光电流恰好为零。已知普朗克常量为h、电子电荷量为e、电子质量为m,不计电子间的相互作用,下列说法正确的是( )
A.用可见光照射N板,一定也能完成上述实验 B.N板的极限频率为
C.增大紫外线的强度,遏止电压U不变 D.所加匀强磁场的磁感应强度
10.如图甲所示,质量、长的木板,初始时刻静止在光滑水平地面上,可视为质点的质量的小物块,以初速度从木板左端滑上,同时对木板施加一个水平向右的恒力F,系统因摩擦产生的热量Q的倒数与恒力F取不同值时的关系图像如图乙所示。已知物块与木板之间的动摩擦因数,重力加速度,下列说法正确的是( )
A.当时,系统因摩擦产生的热量为2J
B.DE段表示滑块最终与滑板共速
C.物块的初速度为4m/s
D.C点的横坐标为3N
三、实验题
11.利用手机phyphox软件可定量探究向心加速度a与半径r、角速度ω的关系。装置如图甲所示,转盘连接在一个可调转速的电机上,在转盘上沿半径方向每隔相等距离打一个孔,测出每个孔到圆心的距离,手机可用支架固定在孔上。
(1)下列实验与本实验中采用的实验方法一致的是___________(填正确答案标号)。
A.探究弹簧弹力与形变量的关系
B.探究两个互成角度的力的合成规律
C.探究加速度与力、质量的关系
(2)将手机固定在转盘的某一孔位上,打开phyphox软件,调出测量向心加速度的界面,利用调速器改变转盘的转速,得到手机转动过程中向心加速度a与角速度ω的图像如图乙所示。为进一步探究a与ω的关系,改为以 为横坐标,可使图像变为过原点的直线。
(3)保持转盘的转速不变,将手机固定在不同的孔位上,测出不同半径r下手机的向心加速度大小a,得到a r图像如图丙所示,由图可知手机内部传感器比手机中轴线 (填“靠近”或“远离”)转盘的圆心。
12.某实验小组欲测量电流表A的内阻并将其改装成双倍率的欧姆表。该小组设计了如图甲所示电路。
(1)调节滑动变阻器和电阻箱,使电压表示数保持不变,并记录电流表示数I和电阻箱的阻值R。
(2)重复步骤(1),记录多组实验数据。
(3)以为纵坐标,以R为横坐标,建立坐标系,并将实验数据描点、连线,得到一条倾斜的直线,直线的斜率为k,纵截距为b,则电流表的内阻 ,实验中电压表的示数 。
(4)将电流表改装成倍率分别为“×10”和“×100”的双倍率欧姆表,电路如图乙所示。
①欧姆表中, (填“A”或“B”)接的是红表笔。
②当欧姆表的挡位为“×100”时,应将单刀双掷开关S与 (填“1”或“2”)接通。
③在“×100”挡位进行欧姆调零后,在两表笔间接入阻值为1000Ω的定值电阻,稳定后电流表的指针偏转到满偏刻度的;取走电阻,在两表笔间接入待测电阻,稳定后电流表的指针偏转到满偏刻度的,则 Ω。
四、解答题
13.为了保护海洋环境,某中学的学生在专业人员的带领下,去海边清理海洋垃圾,有学生观察到一列沿海面传播的水波(视为横波),在波的传播方向上相距的两处分别有漂浮的垃圾A和垃圾B,垃圾A、B随波上下运动(视为简谐运动),某时刻垃圾A在波峰时,垃圾B恰好运动到平衡位置。该同学记录的垃圾A的振动图像如图所示。
(1)求水波振动的振幅和波长;
(2)若垃圾A、B之间(不含A、B)只有一个波谷,求这列水波的波速大小。
14.如图所示,一质量为m的物块A在粗糙水平面上向右运动,经过O点时的速度大小为(未知),最终停在O点右侧处。现将质量也为m的物块B放在距离O点右侧处,让物块A仍从O点以速度大小向右运动,并与物块B发生碰撞,物块A、B碰撞时间极短。已知物块A与水平面间的动摩擦因数为,物块B与水平面间的动摩擦因数为,重力加速度为,求:
(1)速度大小;
(2)若物块A与B发生弹性碰撞,求碰后瞬间物块A、B的速度大小分别多大;
(3)设物块A与B碰前瞬间的速度为v,碰后瞬间物块A、B的速度分别为、,在物理学上通常定义碰撞恢复系数为;若要求物块A、B至少发生两次碰撞,求恢复系数e的取值范围。
15.现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示,纸面内存在上、下宽度均为d的匀强电场与匀强磁场,电场的下边界与磁场的上边界重合,电场强度方向竖直向下,磁感应强度方向垂直纸面向里。现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力)从电场的上边界的P点由静止释放,运动到磁场的下边界的Q点时正好与该边界相切,图中点与P点等高。已知电场强度大小为。
(1)求匀强磁场的磁感应强度大小B;
(2)求粒子从释放至回到与P点等高位置所用的时间t;
(3)若把电场下移至磁场所在区域,如图乙所示,重新让粒子从上边界M点由静止释放,经过一段时间粒子第一次到达最低点N。求粒子到达N点的速度以及M、N两点间的竖直距离h。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B A C B C C D AD BC ACD
11.(1)C
(2)ω2
(3)靠近
12. A 2 4000
13.(1)50cm,
(2),
【详解】(1)由图像可得振幅为50cm,由题意可知
解得
(2)A、B间只有一个波谷,故或2,则或
由图像可得周期,则波速
可得或
14.(1)
(2),
(3)
【详解】(1)对物块A受力分析,根据牛顿第二定律有
解得
根据运动学公式有,解得
(2)设碰前瞬间物块A的速度为v,根据运动学公式可得
解得
设碰后瞬间物块A、B的速度分别为、,根据动量守恒定律与机械能守恒定律可得
联立解得
(3)对物块B受力分析,根据牛顿第二定律有
解得
设碰撞恢复系数为时,物块A、B恰好发生两次碰撞,有
根据动量守恒定律可得
物块A、B恰好发生第二次碰撞时满足
联立解得
故恢复系数e的取值范围为
15.(1)
(2)
(3),
【详解】(1)从P到粒子离开电场过程,有
解得
粒子在磁场中运动的半径
粒子在磁场中运动有
解得
(2)设粒子在电场中加速一次时间为,有
根据运动对称性可知粒子在电场减速一次的时间
粒子在磁场中做圆周运动的圆心角为;
粒子在磁场中运动周期为
粒子在磁场中运动半圈时间为
粒子的运动为周期性运动,故粒子回到与P点等高位置所用的时间
(3)将粒子从M点到N点的过程中某时刻的速度分解为水平向右和竖直向下的分量,分别为、,再把粒子受到的洛伦兹力分别沿水平方向和竖直方向分解,两个洛伦兹力分量分别为,
设粒子在最低点N的速度大小为,M、N两点的竖直距离为h。以向右为正方向,水平方向上由动量定理可得
由动能定理得
解得,