2024-2025学年高三上学期8月试题
物理
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名和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，将答案写在答题卡的相应位置上。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。
单选题（共6小题，每题4分，共24分）
1．如图甲所示，是国产某型号手机无线充电装置，其工作原理图如图乙所示，送电线圈和受电线圈回路中串联的电阻阻值均为R，把送电线圈和受电线圈构成的功能部分视为理想变压器，则下列说法正确的是（ ）
A．将手机换成铝片放到工作的充电器上，铝片会发热
B．受电线圈回路中电阻产生的热量比送电线圈中电阻产生的热量小
C．若手机电池出现短路故障，送电线圈两端的电压会增大
D．若受电线圈中的电流恒为1A时，充满容量为的电池，至少需要100min
2．对下列甲、乙、丙、丁图，说法正确的是（ ）
A．图甲中将一块曲率半径较大的平凸透镜放在一块玻璃平板上，用单色光垂直照射透镜与玻璃板，可以得到间距相等的明暗相间干涉条纹
B．图乙中单色光进入平行玻璃砖传播，当入射角i逐渐增大到某一值后不会再有光线从玻璃砖下表面射出
C．图丙是利用光的衍射检测工件的平整度
D．图丁的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，P上的光亮度将发生变化，此现象表明光是横波
3．在夏天的高温天气下，一辆家用轿车的胎压监测系统（TPMS）显示一条轮胎的胎压为3.20atm（1atm是指1个标准大气压）、温度为47℃。由于胎压过高会影响行车安全，故快速（时间很短）放出了适量气体，此时胎压监测系统显示的胎压为2.40atm、温度为27℃，设轮胎内部体积始终保持不变，气体视为理想气体，则下列说法正确的是（ ）
A．由于轮胎内部体积不变，则气体不做功
B．此过程中放出的气体质量是原有气体质量的
C．由于温度降低轮胎内每个气体分子的速率都变小
D．轮胎内的气体分子单位时间内撞击轮胎的次数可能不变
4．氢原子能级如图，大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁放出a、b、c三种频率的光，其中只有b、c光照射逸出功为6.34eV的金属铂能产生光电子，且c光照射产生的光电子在实验中衍射现象更明显，则（ ）
A．三种光的频率关系为
B．a、b、c光子的动量之比为63：403：340
C．b、c光分别照射金属铂产生的光电子的最大初动能之比为
D．处于n=1能级的氢原子可能会被c光照射金属铂产生的光电子碰撞而跃迁到n=4能级
5．航天梦由来已久，明朝万户，他把多个自制的火箭绑在椅子上，自己坐在椅子上，双手举着大风筝，设想利用火箭的推力，翱翔天际，然后利用风筝平稳着陆。假设万户及所携设备（火箭（含燃料）、椅子、风筝等）总质量为M，点燃火箭后在极短的时间内，质量为m的炽热燃气相对地面以的速度竖直向下喷出。忽略此过程中空气阻力的影响，重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）
A．在燃气喷出后的瞬间，火箭的速度大小为
B．火箭在向下喷气上升的过程中，火箭机械能守恒
C．喷出燃气后万户及所携设备能上升的最大高度为
D．在燃气喷出后上升过程中，万户及所携设备动量守恒
6．风力发电将成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一、如图甲，风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部匝数为的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度绕垂直于磁场的水平转轴逆时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为图乙。已知匝线圈产生的感应电动势的最大值为。则（ ）
A．当线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为ABCD
B．当线圈转到竖直位置时电流表的示数为零
C．穿过线圈的最大磁通量为
D．当线圈转到图乙所示位置时磁通量的变化率最大
二．多选题（共4小题，每题5分，共20分。每题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）
7．如图所示，将一劲度系数为k的轻弹簧一端固定在内壁光滑、半径为R的半球形容器底部中心O'处（O为球心），弹簧另一端与质量为m的小球A相连，小球静止于P点，OP与水平方向间的夹角为θ=30°（sin30°=0.5）。若将小球A替换为质量为2m的小球B，小球B将静止于M点（图中未画出），则（ ）
A．弹簧对小球A的作用力大于对小球B的作用力
B．弹簧的原长为
C．O'M的长度为
D．不论所放小球质量多大，小球静止时容器对其作用力总与其重力等大
8．如图所示，地面上一弹簧竖直支撑着一带活塞的导热汽缸，活塞与汽缸间封闭着一定质量的理想气体，汽缸内部横截面的面积为S，平衡时活塞到汽缸顶部的距离为h。已知大气压强恒为p0，初始时气体的温度为T0，汽缸的质量为M，且p0S=49Mg，重力加速度为g，活塞可无摩擦地自由滑动且不漏气。先缓慢升高环境温度到1.1T0，然后在汽缸顶部轻放一个质量为m的物块，稳定时活塞到汽缸顶部的距离仍为h。弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（ ）
A．升温过程，活塞对气体做的功为5Mgh
B．气体变化过程中活塞到汽缸顶部的最大距离为1.1h
C．物块与汽缸的质量关系为m=5M
D．从放上物块到气体稳定的过程，气体吸收热量
9．光导纤维（简称光纤）由内芯和外套两层组成。如图所示，某光纤内芯半径为a，折射率为n，外套折射率小于n，真空中的光速为c，传播的信号从光纤轴线上的O点射向光纤。若一段该光纤长为L，则光在该光纤中传播的最短时间为t（未知）；若光信号在光纤内芯中传播时相对外套的临界角为C，为保证射入光纤内芯的光信号在传播过程中发生全反射，O点到光纤左端面距离的最小值为x（未知）。则（ ）
A． B．
C． D．
10．如图甲所示为电磁感应加速器核心部分俯视图，圆心为O、半径为R的圆形光滑真空绝缘细管固定放置于圆形边界的匀强磁场中，圆心О与磁场圆心重合。磁场方向竖直向下，当磁场的磁感应强度B随时间变化时，会在空间中产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列以О为圆心的同心圆，同一条电场线上各点场强大小相等。某时刻在细管内Р点静止释放一带电量为-q、质量为m的小球，小球沿逆时针方向运动，其动能随转过圆心角θ的变化图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．磁感应强度大小均匀增大 B．细管所在位置的电场强度大小为
C．磁感应强度变化率大小为 D．小球运动第一周所用时间为
三．填空题（共2小题，共16分）
11．在“探究平抛运动的特点”实验中
(1)重复实验数次，无论打击力大或小，仪器距离地面高或低，A、B两球总是同时落地，该实验表明________。
A．平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动
B．平抛运动水平方向的分运动是匀加速直线运动
C．平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动
D．平地运动竖直方向的分运动是匀速直线运动
(2)实验中，下列说法正确的是________。
A．每次小球从斜槽上相同的位置由静止开始运动
B．斜槽轨道要尽量光滑
C．斜槽轨道末端要保持水平
D．记录点记录的越多，描绘出的轨迹就能更好地反映真实运动
(3)用平滑的曲线把小球在白纸上留下的印迹连接起来，得到小球做平抛运动的轨迹，建立直角坐标系，坐标原点选在________。
A．斜槽末端端点 B．小球在斜槽末端时的球心
C．小球在斜槽末端时球的上端 D．小球在斜槽末端时球的下端
(4)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长，通过实验记录了小球在运动途中的三个位置，如图3所示，则该小球做平抛运动的初速度为 。（g取，结果保留两位有效数字）
12．某小组欲测量约为几欧的金属丝阻值，并利用金属丝改装电表。
(1)该小组设计了如图甲所示电路测金属丝阻值，图中的导线b端应与电流表 （填“一”“0.6”或“3”）接线柱连接。开关闭合前，图甲中滑动变阻器滑片应置于 （填“左”或“右”）端。
(2)该小组用镍铬丝（电阻率为，横截面积为S）将满偏电流、内阻为r的表头G改装成电流表。如图乙所示，表头G两端并联长为L的镍铬丝，调节滑动变阻器使表头G满偏，记录毫安表示数为I．改变L，重复上述步骤，获得多组I、L数据，作出图像如图丙所示。则图像斜率k= （用题中所给的字母表示）。若要把该表头G改装成量程为9mA的电流表，需要把长为 m的镍铬丝并联在表头G两端（结果保留两位有效数字）。
四．计算题（共3小题，共40分）
（12分）13．极紫外线广泛应用于芯片制造行业，如图甲所示，用波长的极紫外线照射光电管，恰好能发生光电效应。已知普朗克常量，,，。
（1）求阴极 K 材料的逸出功；
（2）图乙是氢原子的能级图，若大量处于激发态的氢原子发出的光照射阴极 K，灵敏电流计G显示有示数，调整电源和滑动变阻器，测得电流计示数I与电压表示数U的关系图像如图丙，则图丙中的大小是多少
（12分）14．如图所示，足够大的光滑水平面上静置有三个小滑块A、B、C（均视为质点），A、B用细线连接且A、B间夹有压缩的水平轻弹簧（弹簧在弹性限度内）。弹簧的左端与A连接，右端与B不粘连，C的右侧有一固定的竖直挡板。现将细线烧断，B以速率v离开弹簧，与C发生碰撞。已知A、B的质量分别为4m和3m，所有碰撞均为弹性碰撞，A、B、C始终在一条直线上。
（1）求细线烧断后的瞬间，A的速度大小及方向；
（2）若C的质量为3m，求在B返回后压缩弹簧的过程中弹簧的最大弹性势能。
（16分）15．如图所示，两光滑导轨ABC、平行放置，间距为L，其中BC、与水平面间的夹角为，AB，水平。一电阻为r的导体杆ab，垂直于AB、固定在导轨上，并处在边长为L的正方形有界磁场I区域的正中间，磁场方向垂直于导轨平面向上、磁场均匀分布但随时间线性增大，质量为m电阻也为r的金属棒cd垂直于BC、置于导轨上，处在磁感应强度大小为B，方向垂直导轨平面向上的匀强磁场II区域中，金属棒与两导轨接触良好，不计其余电阻，若金属棒cd恰好处于静止状态，求：
（1）流过金属棒cd的电流I的大小和方向；
（2）磁场I区域磁感应强度随时间的变化率。物理答案
1．A【详解】A．将手机换成铝片放到工作的充电器上，由于充电器产生的磁场是周期性变化的磁场，则铝片会产生涡流，铝片会发热，故A正确；
B．根据
可知受电线圈回路中电流大于送电线圈中的电流，根据
可知受电线圈回路中电阻产生的热量比送电线圈中电阻产生的热量大，故B错误；
C．若手机电池出现短路故障，则受电线圈的总电阻变小，将送电线圈和受电线圈的总负载看成一个等效电阻，可知等效电阻阻值变小，根据欧姆定律可知，送电线圈中电流增大，则送电线圈中定值电阻两端电压增大，送电线圈两端的电压减小，故C错误；
D．若受电线圈中的电流恒为1A时，充满容量为的电池，至少需要的时间为
故D错误。
2．D【详解】A．牛顿环是由曲率半径很大的凸透镜的凸面和一平面玻璃接触构成，用单色光垂直照射图甲中的牛顿环，可以得到间距不相等的明暗相间的同心圆环，A错误；
B．图乙中单色光进入平行玻璃砖传播，当入射角i逐渐增大，折射角逐渐增大，由于折射角小于入射角，光线在下表面的入射角等于上表面的折射角，所以不论入射角如何增大，不会产生全反射，玻璃砖中都会有光线，由于射向玻璃砖的光线与射出光线为平行光线，因此可知一定有光线从下表面射出，B错误；
C．图丙是利用光的干涉检测工件的平整度，C错误；
D．图丁的M、N是偏振片，P是光屏，当M固定不动缓慢转动N时，P上的光亮度将发生变化，说明光是横波，经偏振片会产生偏振现象，D正确。
3．B【详解】A．气体温度快速降低是因为气体与外界无热交换的情况下对外界做了功，故A错误； B．根据
解得
则此过程中放出的气体质量是原有气体质量的
故B正确；
C．温度降低轮胎内气体分子的平均速率减小，但不是每个气体分子的速度都变小，故C错误；D．轮胎内的气体压强减小，温度降低，分子平均速率减小，质量减小，体积不变，分子数密度减小，单位时间内撞击轮胎的次数变少了，故D错误。
4．B【详解】A．其中只有b、c光照射逸出功为6.34eV的金属铂能产生光电子，说明a光的频率最小；且c光照射产生的光电子在实验中衍射现象更明显，说明c光的波长大于b光，即c光的频率小于b光的频率，即三种光的频率关系为
故A错误；
B．由跃迁规律可知
根据光子动量表达式
可知a、b、c光子的动量之比为1.89:12.09:10.2=63:403:340，故B正确；
C．根据
b、c光分别照射金属铂产生的光电子的最大初动能之比为
故C错误；
D．处于n=1能级的氢原子跃迁到n=4能级需要的能量为
被c光照射金属铂产生的光电子的最大初动能为
则处于n=1能级的氢原子被c光照射金属铂产生的光电子碰撞后不可能跃迁到n=4能级，故D错误。
5．A【详解】A．在燃气喷出后的瞬间，万户及所携设备组成的系统动量守恒，设火箭的速度大小为v，规定火箭运动方向为正方向，则有
解得火箭的速度大小为
故A正确；
B．在火箭喷气过程中，燃料燃烧时产生的向后喷出的高温高压气体对万户及所携设备做正功，所以火箭机械能不守恒，故B错误；
C．喷出燃气后，万户及所携设备做竖直上抛运动，根据运动学公式可得，最大上升高度为
故C错误；
D．在燃气喷出后上升过程中，万户及所携设备因为受重力，系统动量不守恒，故D错误。
6．D【详解】A．由右手定则可知，当线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为ADCBA，选项A错误；
B．当线圈转到竖直位置时交流电瞬时值为零，而电流表的示数是交流电的有效值，则在该位置时电流表的示数不为零，选项B错误；
C．根据
可得穿过线圈的最大磁通量为
选项C错误；
D．当线圈转到图乙所示位置时感应电动势最大，则磁通量的变化率最大，选项D正确。
7．BD
【详解】
小球受到三个共点力而平衡，这三个力可以构成一个矢量三角形，当弹簧另一端与质量为m的小球A相连时可得
当弹簧另一端与质量2m的小球B相连时可得
设弹簧原长为L0，则
联立可得
可知弹簧对小球A的作用力小于对小球B的作用力，不论所放小球质量多大，小球静止时容器对其作用力总与其重力等大，AC错误，BD正确；
8．BC
【详解】A．缓慢升温过程，对气缸与活塞整体进行分析，整体受到重力与弹簧的弹力作用，令弹簧形变量为，气缸与活塞总质量为，根据平衡条件有
可知， 缓慢升温过程，弹簧的形变量不变，即活塞位置不变，可知，活塞对气体不做功，故A错误；
B．缓慢升温过程，对气缸进行分析有
解得
可知，缓慢升温过程中，气体压强不变，根据盖吕萨克定律有
解得
故B正确；
C．稳定时活塞到汽缸顶部的距离仍为h，此时对气缸与物块整体分析有
根据查理定律有
又由于
p0S=49Mg
解得
故C正确；
D．从放上物块到气体稳定的过程，气体温度不变，内能不变，气体体积减小，外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体将向外界释放热量，故D错误。
9．BC
【详解】AB．光在光纤中沿直线传播时，所需时间最短，光在光纤中传播的速度
则最短时间
故A错误，B正确；
CD．设光照射设光照射在光纤端面的P点时，入射角为，折射角为，光线进入光纤后照射在Q点，入射角为，最小距离为x，如图所示：
当光线在Q点恰好发生全反射，则有
则
根据折射定律有
解得
为保证射入光纤内芯的光信号在传播过程中发生全反射，光线最远达到P点，根据几何关系可得
解得
故C正确，D错误。
10．CD
【详解】A．小球带负电，其沿逆时针运动，所以电流方向为顺时针，由楞次定律可知，其磁场的磁感应强度减小，故A项错误；
B．细管所处的场强为E，由动能定理有
结合题图可知，其图像的斜率有
解得
故B项错误；
C．感生电动势有
由题图可知，从0到2π有
整理有
故C项正确；
D．小球在绕一圈过程中其受到的电场力大小不变，有
结合之前的分析有
则绕行一圈对粒子有
解得
故D项正确。
11．(1)C (2)ACD (3)B (4)1.5
【详解】（1）重复实验数次，无论打击力大或小，仪器距离地面高或低，A、B两球总是同时落地，该实验表明两球在竖直方向上的运动性质相同，即该实验表明平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动。
（2）B．斜槽轨道可以是光滑的也可以不光滑，对实验的结果没有影响，B错误；
A．为了保证每次小球抛出的速度相同，每次小球从斜槽上相同的位置由静止开始运动，A正确；C．斜槽轨道末端要保持水平，保证小球的初速度方向水平，C正确；
D．记录点应适当多一些，这样描绘出的轨迹更精准，能更好地反映真实运动，D正确。
（3）用平滑的曲线把小球在白纸上留下的印迹连接起来，得到小球做平抛运动的轨迹，建立直角坐标系，坐标原点选在小球在斜槽末端时球心的位置。
（4）根据图3可知，相邻点迹水平分位移相等，则相邻点迹的时间间隔相等，则在竖直方向上有
水平方向有
其中
，
解得
12．(1) 0.6 左 (2) 0.25
【详解】（1）[1]约为几欧的金属丝为小电阻，则应该采用电流表外接电路，电流表用0.6A量程即可，则图中的导线b端应与电流表 “0.6”接线柱连接。
[2]开关闭合前，图甲中滑动变阻器滑片应置于左端。
（2）[1]由电路可知
即
则图像斜率
[2]由图像可知
把该表头G改装成量程为9mA的电流表，需要并联的电阻
即
13．（1）或；（2）
【详解】（1）设波长为110nm的极紫外线的波长为，逸出功
频率
代入数据解得
或
（2）处于能级的氢原子向低能级跃迁时产生多种不同能量的光子，产生的光电流是多种光子产生的光电子综合表现，要使光电流全部遏止，必须要截住能最大的光电子。能量最大的光子
由光电效应方程可知光电子最大初动能
遏止光压必须满足
解得
14．（1）；方向水平向左；（2）
【详解】（1）A、B弹开的过程：取向右为正方向
由动量守恒定律有
解得
方向水平向左
（2）B、C弹性碰撞：取向右为正
由动量守恒定律有
由能量守恒定律有
解得
，
C与挡板弹性碰撞，以速率v反弹
C与B发生第二次弹性碰撞，与第一次碰撞同理可得：碰后B的速率为v，C的速率为0
B压缩弹簧过程：当A与B的速度相等时弹簧的弹性势能最大
由动量守恒定律有
由能量守恒定律有
解得
15．（1）；由c到d；（2）
【详解】（1）依题意，金属棒cd恰好处于静止状态，有
解得
根据楞次定律可知电流方向由c到d；
（2）根据法拉第电磁感应定律，可得
由闭合电路欧姆定律，有
联立，解得
