2025届新高三开学考试卷
物 理
(时间：90分钟 满分：100分)
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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。
一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1. 如图所示，把一矩形均匀薄玻璃板ABCD压在另一个矩形平行玻璃板上，BC一侧用薄片垫起，将红单色光从上方射入，这时可以看到明暗相间的条纹，下列关于这些条纹的说法中正确的是( )
A.条纹与DC边平行
B.乙图弯曲条纹表示下方待测板在该处有凹陷
C.如果用手用力捏右侧三层，会发现条纹保持间距不变，整体向AD侧移动
D.看到的条纹越多，说明薄片的厚度越厚
2. 已知金属锌的逸出功为3.34 eV，氢原子能级分布如图所示，氢原子中的电子从n＝3能级跃迁到n＝1能级可产生a光，从n＝2能级跃迁到n＝1能级可产生b光。a光和b光的波长分别为λa和λb。现用a、b光照射到金属锌表面均可产生光电效应，遏止电压分别为Ua和Ub。下列说法中正确的是( )
A.λa<λb
B.Ua
D.b光照射金属锌产生的光电子的最大初动能为8.75 eV
3. 潜艇从海水高密度区域驶入低密度区域，浮力顿减，称之为掉深。如图甲所示，某潜艇在高密度海水区域沿水平方向缓慢航行。t＝0时，该潜艇掉深，随后采取措施成功脱险，在0～30 s时间内潜艇竖直方向的v－t图像如图乙所示(设竖直向下为正方向)。不计水的粘滞阻力，则( )
A.潜艇在掉深时的加速度为1 m/s2
B.t＝30 s时潜艇回到初始高度
C.潜艇竖直向下的最大位移为100 m
D.潜艇在10～30 s时间内处于超重状态
4.理想环形变压器示意图如图甲所示，原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图乙所示，Um＝220 V，副线圈接一“12 V 22 W”的电灯， 恰好正常发光，图中电表均为理想交流电表。下列说法正确的是( )
A.原、副线圈的磁通量变化率之比为55∶3
B.电流表的读数为0.1 A
C.t＝5×10－3 s时，电压表示数为零
D.若电压表改为非理想电表，电流表示数会变小
5.如图甲所示，轻质弹簧下端固定在水平面上，上端连接物体B，B上叠放着物体A，系统处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使A开始向上做匀加速运动。以系统静止时的位置为坐标原点，竖直向上为位移x正方向，对物体A施加竖直向上的拉力，物体A以a0做匀加速运动，B物体的加速度随位移变化的a－x图像如图乙所示，坐标上的值为已知量。以下说法正确的是( )
A.在图乙PQ段中，拉力F恒定不变
B.在图乙QS段中，B的速度逐渐减小
C.B位移为x1时，A、B之间弹力大小为0
D.B位移为x2时，弹簧达到原长状态
6.如图，小球甲从A点水平抛出，同时将小球乙从B点自由释放，两小球先后经过C点时速度大小相等，方向夹角为60°，已知B、C高度差为h，两小球质量相等，不计空气阻力，由以上条件可知( )
A.两小球在C点的速度大小为2
B.A、B两点高度差为h
C.甲、乙两小球在C点具有相同的动量
D.两小球在C点时重力的瞬时功率大小相等
7.2022年6月2日12时00分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将吉利星座01组卫星(低轨卫星)发射升空，9颗卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。若其中三颗卫星A、B、C的质量相等，绕地球运动(视为圆周运动)的轨道半径关系为rA>rB>rC，不计空气阻力，引力势能Ep＝－，其中r为两者之间的距离，则下列关于这三颗卫星的说法正确的是( )
A.A、B、C三星的线速度与各自距地面的高度成正比
B.三星绕地球转动半圈过程中动量变化量大小的关系为ΔpC>ΔpB>ΔpA
C.A卫星在轨道时受到地球的引力比其在地面时受到地球的引力大
D.发射过程中火箭对A卫星做的功与其轨道半径成正比
8. 我国科研人员采用全新发电方式——“爆炸发电”，以满足高耗能武器的连续发射需求。其原理如图所示，爆炸将惰性气体转化为高速等离子体，射入磁流体动力学发生器，发生器的前后有两强磁极N和S，使得上下两金属电极之间产生足够高电压，下列说法正确的是( )
A.上极板电势比下极板电势低
B.仅使L增大，两金属电极间的电动势会变大
C.仅使d增大，两金属电极间的电动势会变大
D.仅使b增大，两金属电极间的电动势会变大
二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，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.如图所示，圆盘可在水平面内绕通过O点的竖直轴转动(俯视)，圆盘上距轴r处有一质量为m的物块(可视为质点)。某时刻起，圆盘开始绕轴转动，经过一段时间，其角速度从0增大至ω。已知物块与圆盘之间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，该过程中物块始终相对圆盘静止，下列说法正确的是( )
A.物块所受摩擦力的方向始终指向O点
B.物块所受摩擦力的大小始终为μmg
C.物块所受摩擦力的冲量大小为mωr
D.物块所受摩擦力做的功为mω2r2
10. 一定质量的理想气体从状态A缓慢经过B、C、D再回到状态A，其热力学温度T和体积V的关系图像如图所示，BA和CD的延长线均过原点O，气体在状态A时的压强为p0，下列说法正确的是( )
A.A→B过程中气体从外界吸热
B.B→C过程中气体从外界吸收的热量小于p0V0
C.C→D过程中气体分子在单位时间内对单位容器壁的碰撞次数不断减少
D.D→A过程中气体的温度升高了
11. 电子透镜两极间的电场线分布如图，中间的一条电场线为直线，其他电场线对称分布，a、b、c、d为电场中的四个点，其中b、d点和b、c点分别关于x、y轴对称。一离子仅在电场力作用下从a点运动到b点，轨迹如图中虚线所示，下列说法正确的是( )
A.若将离子从b点移到d点，电场力做功为零
B.离子在a、b两点的电势能满足Epa>Epb
C.离子在a、b两点时动能满足Eka>Ekb
D.由对称性可知，b、c两点的场强相同
12. 如图甲所示，竖直放置的轻弹簧一端固定于风洞实验室的水平地面，质量m＝0.1 kg的小球在轻弹簧正上方某处由静止下落，同时受到一个竖直向上恒定的风力。以小球开始下落的位置为原点，竖直向下为x轴正方向，取地面为零势能参考面，在小球下落的全过程中，小球重力势能随小球位移变化关系如图乙中的图线①，弹簧弹性势能随小球位移变化关系如图乙中的图线②，弹簧始终在弹性限度范围内，取重力加速度g＝10 m/s2，则下列说法中正确的是( )
A.弹簧原长为0.6 m
B.小球刚接触弹簧时的动能为0.45 J
C.小球在下落过程中受到的风力为0.1 N
D.小球的最大加速度大小为9 m/s2
三、非选择题(本题共6小题，共60分)
13.(6分) 某研究性学习小组的同学制作了一个弹簧弹射装置，轻弹簧两端各放一个金属小球(小球与弹簧不连接)，压缩弹簧并锁定，然后将锁定的弹簧两个小球组成的系统放在内壁光滑的金属管中(管内径略大于两球直径)，金属管水平固定在离地面一定高度处，在金属管两端各放置一块长度相同的木板，在长木板上放有白纸和复写纸，可以记录小球在木板上落点的位置，如图所示。解除弹簧锁定，则这两个金属小球可以同时沿同一直线向相反方向弹射。已知重力加速度为g。现要探究弹射过程所遵循的规律，实验小组配有足够的基本测量工具，并按下述步骤进行实验。
(1)用天平测出两球质量分别为m1、m2；
(2)解除弹簧锁定弹出两球，记录下两球在木板上的落点M、N；
(3)测量并记录两球落地点M、N到木板上端的距离L1、L2。
根据研究性学习小组同学的实验，回答下列问题：
①用测得的物理量来表示，如果满足关系式________，则说明弹射过程中系统动量守恒。
②要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需要测量的物理量有________，根据测量结果，可得弹性势能的表达式为________________。
14.(8分)(2024·云南师大附中月考)某实验小组为了测量某定值电阻Rx的阻值。使用的实验器材如下：
A.电压表V(量程为0～3 V，阻值大约3 000 Ω)
B.待测电阻Rx
C.定值电阻R0＝1 000 Ω
D.学生电源(电压可调且恒定，内阻不计)
E.开关、导线若干
(1)按图甲连接好电路，调整电源电压且保持不变。闭合开关S1，将单刀双掷开关S2拨向接线柱1，电压表V的读数如图乙所示，其读数为________V；然后再将开关S2拨向接线柱2，电压表V的读数为1.60 V。
(2)实验小组的同学把电压表当作理想电表处理，根据串联电路中电压与电阻的关系，得出Rx＝________ Ω(计算结果保留4位有效数字)；由于电压表内阻的影响，这个测量值和真实值相比会________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
(3)该实验小组通过思考，又设计出另一种实验电路来测定定值电阻Rx的阻值，并验证实验中电流表对实验结果的影响，除毫安表(量程0～6 mA，内阻10 Ω)外，电阻R0＝1 000 Ω和定值电阻Rx均为之前实验中的器材。
(4)按图丙连接好电路，调整电源电压且保持不变。将开关S2拨向接线柱2，毫安表的读数为5.00 mA，如果把毫安表当作理想电表处理，将开关S2拨向接线柱1时，通过计算可知毫安表的读数应为________mA；考虑由于毫安表内阻的影响，毫安表的测量值相比当作理想电表算出的值________(填“偏大”“偏小”或“相等”)。
15.(8分) 如图所示为某种透明介质材料制成的截面为直角梯形的柱体，其中∠A和∠B均为直角，∠BCD＝60°。一细光束由AB的左侧与AB边成30°由O点斜射入介质，该细光束在BC边的E发生反射，最后从CD边的F射出，且出射光线与CD边垂直，E、F两位置图中均末标出。已知BC＝3OB＝30 cm，光在空气中的传播速度c＝3×108 m/s。求：
(1)该透明介质的折射率；
(2)该光束由O经E到F所需的总时间(结果可保留根号)。
16.(8分) 如图所示，质量为m＝1 kg的工件甲静置在光滑水平面上，其上表面由光滑水平轨道AB和四分之一光滑圆弧轨道BC组成，两轨道相切于B点，圆弧轨道半径为R＝0.824 m，质量也为m的小滑块乙静置于A点。不可伸长的细线一端固定于O点，另一端系一质量为M＝4 kg的小球丙，细线竖直且丙静止时O到球心的距离为L＝2 m。现将丙向右拉开至细线与竖直方向夹角为θ＝53°并由静止释放，丙在O正下方与甲发生弹性碰撞(之后两者不再发生碰撞)。已知重力加速度大小为g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，不计空气阻力。
(1)求丙与甲碰后瞬间各自速度的大小；
(2)通过计算分析判断，碰后甲向左滑动的过程中，乙能否从C点离开圆弧轨道。
17.(14分) 如图所示，间距L＝1 m、足够长的平行金属导轨底端相连，倾角θ＝37°。质量m＝2 kg的金属棒通过跨过轻质光滑定滑轮的细线与质量M＝1 kg的重锤相连，滑轮左侧细线与导轨平行，金属棒电阻R＝1 Ω(除金属棒外其他电阻均不计)，金属棒始终与导轨垂直且接触良好，二者间的动摩擦因数μ＝0.5，整个装置处于垂直导轨向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝1 T。初始时金属棒位于导轨底端，重锤悬于空中。现将重锤竖直向上再举高h＝1.8 m(未触及滑轮)，然后由静止释放。一段时间后细线绷直(作用时间极短)，金属棒、重锤以大小相等的速度一起运动，再经t＝0.55 s金属棒运动到最高点。已知重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。
(1)重锤从释放到细线刚绷直时的运动时间；
(2)金属棒的最大速度；
(3)全程流过金属棒的电荷量。
18.(16分) 如图所示，ON是坐标系xOy第四象限的角平分线，在ON与y轴负半轴所夹的区域内存在沿x轴正方向的匀强电场，场强大小为2E。在第一象限内的射线OM与x轴正半轴所夹区域内存在沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E，射线OM与x轴的夹角为θ，在ON与x轴正半轴所夹区域内存在一个矩形匀强磁场区域，磁感应强度大小B＝4，方向周期性变化，每次粒子进入磁场时磁场的方向改变一次。现在y轴上的P(0，－a)点由静止释放一个重力不计、质量为m、电荷量为q的粒子，粒子在射出第四象限的电场后立即进入磁场，欲使粒子能在第一、第四象限内做周期性运动，求：
(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径；
(2)若粒子进入第一象限恰好不飞出电场，求OM与x轴的夹角θ；
(3)带电粒子从P点出发到第一次返回P点所用的时间；
(4)第四象限内磁场区域的最小面积。
答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 D A D B C B B C CD AB AC BC
13.(3)①m1＝m2
②长木板的倾角θ (m1L1＋m2L2)g·
14.(1)2.00 (2)1 250 相等 (4)4.00 偏大
15.
(1)作出细光束在透明介质中的光路图，如图所示
由几何关系知入射角i＝60°，折射角r＝30°
由折射定律n＝
解得n＝。
(2)由n＝得v＝＝×108 m/s
由几何关系可知OE＝2OB＝20 cm
则BE＝OBtan 60°＝10 cm
EF＝(BC－BE)sin 60°＝(30－10)× cm
＝(15－15) cm
光束由O经E到F的路程为s＝OE＋EF＝(15＋5) cm
则上述过程所用的时间t＝＝×10－10 s。
16.
(1)丙向下摆动过程中机械能守恒
MgL(1－cos θ)＝Mv
解得v0＝4 m/s
丙与甲碰撞过程，由动量守恒定律得Mv0＝Mv′＋mv
由机械能守恒定律得Mv＝Mv′2＋mv2
解得碰后瞬间，丙速度大小v′＝2.4 m/s
甲速度大小v＝6.4 m/s。
(2)假设乙能从C点离开，C点甲、乙水平速度相同，设甲速度为v甲2，从丙与甲碰撞结束至乙从C点离开甲过程，甲、乙水平方向动量守恒mv＝2mv甲2
解得v甲2＝3.2 m/s
设乙从C点离开时乙竖直方向速度大小为vy，从丙与甲碰撞结束至乙从C点离开甲过程中，由机械能守恒定律得
mv2＝mv＋mv＋mgR
又因为v＝v＋v
解得vy＝2 m/s>0
所以乙能从C点离开圆弧轨道。
17.
(1)重锤从释放到细线刚绷直前做自由落体运动，有
h＝gt
代入数据解得t0＝0.6 s。
(2)设细线绷直前瞬间重锤速度大小为v0，有v0＝gt0
由动量守恒定律得Mv0＝(M＋m)v
金属棒与重锤一起运动后，因为
Mg＝10 N
所以金属棒沿斜面向上速度减为零后保持静止，故细线绷直后瞬间的速度v即为最大速度，联立代入数据解得v＝2 m/s。
(3)重锤、金属棒均减速运动，由动量定理
对金属棒得(T拉－mgsin θ－μmgcos θ－F安)·t＝0－mv
对重锤得(Mg－T拉)·t＝0－Mv
安培力F安＝ILB
流过金属棒的电荷量q＝I·t
联立解得q＝0.5 C。
18.
(1)在场强为2E的匀强电场中加速时，根据动能定理可得2qEa＝mv
解得v0＝2
对应的轨道半径R满足qv0B＝m
解得R＝。
(2)由于洛伦兹力永远不做功，离开磁场时速度沿y轴正方向，欲使之周期性运动，粒子恰好不飞出电场边界，作出运动轨迹如图所示
则粒子运动到电场边界速度应减为零，由动能定理可得qE·＝mv
解得＝2a
由几何关系知＝a＋R＝1.5a
由于tan θ＝＝
解得θ＝53°。
(3)PA段有t1＝＝
AC段有t2＝＝＝
粒子在CD段匀速运动的时间t3＝＝
粒子在第一象限内匀减速运动的时间满足t4＝＝
由图可知粒子从P点出发到第一次返回P点运动的时间为
T＝2(t1＋t2＋t3＋t4)＝。
(4)磁场区域的面积最小时恰将AC弧包围在其中
矩形的长为AC＝R＝a
宽为l＝R－Rcos 45°＝a
因此最小面积为S＝l·AC＝a2。
