安徽省黄山市2024-2025学年高三（上）第一次质量检测物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.对下列物理现象理解正确的是( )
A. 图是光的衍射现象
B. 图中布朗运动反映了液体分子永不停息的无规则运动
C. 图是光的干涉现象
D. 图中射线是射线
2.如图所示，一束单色光从真空射入某介质，入射光线与法线夹角为，折射光线与法线夹角为，下列说法正确的是( )
A. 该介质的折射率为 B. 光的传播速度变大
C. 光子的能量变小 D. 调整该单色光的入射角度不可能发生全反射现象
3.大量基态氢原子被特定频率的光照射后，辐射出三种不同频率的光，如图为氢原子能级图，则入射光子的能量为( )
A. B. C. D.
4.如图，两根通有相同电流的长直导线垂直平面固定在、两点，电流方向垂直平面向里。、两点坐标为和，点的坐标为。在适当位置安放垂直平面的第三根通有相反方向电流的长直导线，可以使点的磁感应强度为零，第三根导线放置的位置可能是( )
A. 位置 B. 位置 C. 位置 D. 位置
5.李老师和王老师在操场上给同学们演示绳波的形成和传播，一位老师手持绳子一端以周期上下振动，可以认为是简谐振动，图中时刻绳子上质点正向下运动，绳子上、两质点在最低点，绳子上质点在最高点，、两质点在平衡位置，相距。下列说法正确的是( )
A. 绳波的传播速度 B. 绳子上各质点水平向右运动
C. 绳子上各质点振动周期不同 D. 机械振动在绳子上传播形成了纵波
6.年月日，神舟十八号载人飞船与空间站组合体成功分离，航天员叶光富、李聪、李广苏即将踏上回家之旅。空间站组合体距离地面的高度为，运动周期为，绕地球的运动可视为匀速圆周运动。已知万有引力常量为，地球半径为，根据以上信息可知( )
A. 悬浮在空间站内的物体，不受力的作用
B. 空间站组合体的质量
C. 地球的密度
D. 神舟十八号飞船与空间站组合体分离后做离心运动
7.如图所示，在匀强磁场中有电阻为的单匝矩形线圈，线圈的两条边，，转轴垂直磁场且和线圈共面，从上往下看线圈绕转轴以角速度逆时针匀速旋转。从图中开始计时，下列说法正确的是( )
A. 线圈的磁通量与时间的变化规律为
B. 线圈由图中位置绕转轴旋转的过程中平均电动势为
C. 线圈的热功率
D. 线圈在图中位置时，电流方向为
8.如图所示，已知匀强电场方向向下，边界为矩形，匀强磁场方向垂直纸面向里，边界为矩形，长为，磁感应强度为。电量为，质量为的粒子，从中点以垂直电场的速度未知量进入电场，然后从边界进入磁场，轨迹恰好和磁场另外三个边界相切，运动个圆周后返回电场。不计粒子的重力，下列说法正确的是( )
A. 粒子一定带正电
B. 长为
C.
D. 若电场强度减弱，粒子在磁场中运动时间将变长
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.如图所示，两质量相同且可视为质点的塑料小球，表面均匀带等量异种微量电荷，左球带负电，右球带正电。两球间夹一张绝缘纸，分别用两根等长轻质绝缘细线悬挂于点，受重力作用两球静止。某时刻在系统所在空间加上水平向右的匀强电场，两球向两边摆动。不考虑两球间的库仑力作用和对匀强电场的影响，取点电势为零，下列说法正确的是( )
A. 两球在最高点合外力均为
B. 运动过程中，两球组成的系统在水平方向上动量守恒
C. 两球速度最大时，二者电势能相同
D. 从最低点摆到最高点的过程中，任意一个小球所受电场力的瞬时功率逐渐变小
10.如图所示，质量为的铝质矩形薄平板静止在光滑水平面上，铝板上固定白纸，质量为的圆柱磁铁放在白纸上，且在铝板对称轴上。某时刻给磁铁沿对称轴方向的水平速度，经时间磁铁和铝板速度相同。磁铁和白纸间动摩擦因数为，铝板相对磁铁可认为足够长。下列说法正确的是( )
A. 时间内铝板和白纸对磁铁的作用力大于
B. 时间内磁铁相对铝板位移小于
C. 仅将铝板替换成等质量的长矩形铜板，仍然需经时间，磁铁和铜板速度才相同
D. 仅将铝板替换成等质量的长矩形铜板，共速前的平均热功率变大
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.我国天宫实验室中曾进行过“应用动力学方法测质量”的实验。某兴趣小组受到启发，设计了在太空完全失重环境下忽略空气阻力测小球质量并验证弹性碰撞的实验方案：
装置如图，在环绕地球运转的空间站中的桌面上固定一个支架，支架上端通过力传感器连接一根轻绳，轻绳末端系一个直径为的小球；
保持轻绳拉直，给小球一个初速度，小球在与桌面垂直的平面内做匀速圆周运动，支架上端与小球球心的距离为。当小球运动至最高点时，该处的光电门可记录下小球通过该位置的遮光时间，记为，并同时记下力传感器显示的读数。根据以上测量数据，可得小球的质量_____用“，，，”表示；
更换大小相同的小球，重复以上操作，可测得小球的质量；
在小球匀速圆周运动的过程中，将小球放置在桌面右侧的固定支架上，支架在小球运动的平面内。当小球运动至最低点时剪断轻绳，为保证小球与小球能发生正碰，小球放置的高度与小球运动至最低点的高度相比，应_____选填“等高”“稍高一些”或“稍低一些”；
小球与碰后，依次通过右侧的光电门，光电门记录下小球的遮光时间为、小球的遮光时间为，若测得，则当测出_____时，即可验证小球、的碰撞为弹性碰撞。
12.力敏电阻是一种将机械力转换为电信号的特殊原件，它的工作原理是利用半导体材料的电阻随所受压力大小改变而改变，主要用于各种张力计、转矩计、加速度计、半导体传声器及各种压力传感器中。某社团活动小组对一个力敏电阻研究的过程中设计了以下实验：
利用伏安法测出力敏电阻在承受压力时其电阻的大小。如图甲为测量电路，其中电压表内阻约为，电流表内阻，为减小测量误差，测量电路中电压表的右端应接在_____端选填“”或“”；
闭合开关后电压表读数为，电流表读数为，则此时______；
经查询厂家资料可知，该力敏电阻的阻值与所受压力大小可视为反比例关系。小组成员利用该力敏电阻设计了一个测量压力的电路，如图乙所示。已知电源电动势为，内阻很小可忽略：电流表量程为、内阻；定值电阻。闭合开关，在力敏电阻上施加不同大小的压力，电流表会显示不同的读数，则与_____成线性关系选填“”“”或“”；
在图乙的电路中为了减小误差，要求电流表读数时指针在刻度盘的之间，则该力敏电阻允许承受的最大压力应小于_____。
四、计算题：本大题共3小题，共44分。
13.已知外部环境温度为，大气压强为，该环境下气体的体积是，阿伏伽德罗常数。假设某运动员放松情况下肺内气体体积约为，该运动员某次深呼吸吸入外部空气的体积。则：
求该次吸入的空气分子总数；结果取一位有效数字
已知运动员肺部的温度恒为，吸气时扩张肺部，大气压把新鲜的外部空气通过鼻喉等升温至压入肺内，并迅速达到内外的气压平衡。求运动员该次深呼吸后肺内气体增加的体积；
已知运动员在呼吸时能承受的内外气压差的最大值是。此次吸气后，运动员屏住呼吸并收缩肺部，求肺内气体体积能达到的最小值。
14.一款能垂直起降的遥控无人机质量，发动机的功率最大值，最大竖直升力，执行侦察任务时悬停在离地高度的高空。执行任务后需要尽快竖直上升到离地高度超过的安全区域。忽略空气阻力，取。求：
该过程的最大上升速度大小与最大上升加速度大小；
执行任务后，无人机立即以最大竖直升力上升，到最大功率时所用的时间及该过程位移的大小；
执行任务后，为尽快到达安全区域，无人机至少需要运动的时间到达安全区域之前已经达到最大速度。
15.如图所示，质量为，下端封闭、上端开口且内壁光滑的绝缘玻璃管竖直放置，管底有一带正电的小球，电量为，质量也为。空间存在足够大且垂直纸面向里的水平匀强磁场，磁感应强度。在斜向上的外力作用下，玻璃管在磁场中由静止开始做水平向右的匀加速直线运动，加速度大小为，最终小球从上端开口飞出。设运动过程中小球的电荷量始终保持不变，重力加速度取。则：
求小球在玻璃管内脱离底部之前的运动时间；
已知小球飞出玻璃管前的运动时间，求小球运动到玻璃管最高点时的加速度大小；
如果小球在玻璃管内脱离底部之后外力保持不变，求玻璃管的最大速度大小此时小球未飞出玻璃管。
答案和解析
1.
【解析】A.图是光的薄膜干涉现象，故A错误；
B.图中布朗运动反映了液体分子永不停息的无规则运动，故B正确；
C.图是光的单缝衍射现象，故C错误；
D.由左手定则可知图中射线是射线，故D错误。
2.
【解析】A.根据折射定律得，故A错误；
根据，波速变小，故B错误；
C.光在不同介质中的频率不变，光子的能量不变，故C错误；
D.从光疏介质进入光密介质，不可能发生全反射现象，故D正确。
故选：。
3.
【解析】根据跃迁的特点可知，一个处于级的氢原子会自发地向低能级跃迁，跃迁时最多能发出三种不同频率的光子，即从能级跃迁到能级，从能级跃迁到能级，从能级跃迁到能级，则入射光子的能量为：，故B正确。
4.
【解析】根据安培定则，处的通电导线在点产生的磁感应强度垂直斜向下，处的通电导线在点产生的磁感应强度垂直斜向上，根据对称性结合几何关系可知点的合磁感应强度水平向右，则要使点的磁感应强度为零，则第三根通电导线向外在点产生的磁感应强度水平向左，根据安培定则可知放置的位置可能是点，故选D。
5.
【解析】绳子上个质点的振动方向与波的传播方向垂直，机械振动在绳子上传播形成了横波，故D错误；
绳子上各质点的振动周期都与波源的振动周期相同，故C错误；
绳子上各质点只在各自平衡位置上下振动，并不随波迁移，故CB错误；
、两质点在平衡位置，相距，则由图可知，得，绳波的传播速度，故A正确。
6.
【解析】A、悬浮在空间站内的物体，仍然受地球万有引力的作用，故 A错误；
B、根据，可得地球的质量，不能求解空间站组合体的质量，故B错误；
C、地球的体积，地球的密度，故C正确；
D、神舟十八号飞船与空间站组合体分离后做近心运动返回地球，故D错误。
7.
【解析】A、从垂直中性面开始计时，线圈的磁通量与时间的变化规律为，故A错误；
B、线圈由图中位置绕转轴旋转的过程中平均电动势为，故B错误；
C、转动过程中产生的最大感应电动势，有效值，则线圈的热功率，故C正确；
D、根据楞次定律，线圈在图中位置时电流方向为，故D错误。
8.
【解析】A.由题意可知，若粒子带正电，运动轨迹如图所示，若粒子带负电，由对称性，粒子在电场中向上偏转，磁场中运动的圆轨迹与正粒子圆轨迹相重合，故不论带何种电荷，都符合题意，A错误；
B.如图所示，取正粒子运动轨迹，轨迹恰好和磁场另外三个边界相切，运动 个圆周后返回电场，所以圆弧对应的圆心角为 ，可知图中设定的 ，设粒子在磁场中运动轨道半径为，由几何关系
设点速度为 ，根据速度的分解可得
，
粒子在电场中做类平抛运动，设粒子在电场中运动时间为 ，则有
，
由几何关系
联立解得
B正确；
C.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由洛伦磁力提供向心力，可得
代入数据解得
C错误；
D.若电场强度减弱，粒子进入磁场的偏转角减小，粒子在磁场中运动的轨道半径减小，圆轨道对应的圆心角变小，所以在磁场中运动时间将变短，D错误。
故选B。
9.
【解析】A.两球在最高点时均受到重力、细线的拉力、水平方向的电场力，此时小球的速度为零，但受力不平衡，以带正电的小球为例，重力和电场力的合力方向斜向右下方，而绳子的拉力不能与该合力平衡，故合外力不为，A错误；
B.对两球组成的系统，在水平方向上，系统受到的外力为电场力，由于两球带等量的异种电荷，水平方向上所受的电场力等大反向，故系统在水平方向所受合外力为零，因此水平方向上，系统的动量守恒，B正确；
C.两球速度最大时，两球在同一水平面上，根据电场力做功
两球带等量的异种电荷，开始时的电势相同，速度最大时，二者在同一水平面上，根据对称性可知，末位置电势相等，所以电场力做功相等，电势能的变化量相等。由于点电势能为，故速度最大时，二者具有相同的电势能，C正确；
D.小球从最低点摆动到最高点时，小球在水平方向上的速度先增大后减小，而电场力的大小不变，根据
可知，电场力的瞬时功率先增大后减小，D错误。
故选BC。
10.
【解析】A.对磁铁受力分析，若不考虑磁铁与铝板间的磁力，则铝板和白纸对磁铁的支持力
铝板和白纸对磁铁的摩擦力
此时铝板和白纸对磁铁的作用力大小刚好为
实际上，磁铁在运动过程中，，铝板的磁通量减小，由于涡流的作用，磁铁和铝板之间存在相互吸引的磁力，导致磁铁受到的支持力和摩擦力均增大，故时间内铝板和白纸对磁铁的作用力大于 ，A正确；
B.由题可知，磁铁与铝板间的相对速度越来越小，铝板中的感应电流逐渐减小，故铝板与磁铁间的磁力逐渐减小，二者的加速度逐渐减小，因此磁铁做减速度减小的减速运动，铝板做加速度减小的加速运动，作出它们运动的 图像如下
根据 图像的面积为位移的大小可知，时间内磁铁相对铝板位移小于 ，B正确；
C.将铝板换成铜板，由于铜板的电阻较小，感应电流较大，根据楞次定律，阻碍相对运动的安培力增大，达到共同速度的时间会减小，C错误；
D.将铝板换成铜板后，达到共同速度的时间缩短，则平均速度增大，结合上述分析可知，平均作用力增大，根据 可知，平均热功率增大，D正确。
故选ABD。
11. 等高
【解析】由牛顿第二定律有
又有
解得小球的质量为
该实验是在太空完全失重环境下进行，当小球运动至最低点时剪断轻绳，由于惯性小球将沿着圆周最低点切线方向做匀速直线运动，所以要使小球与小球能发生正碰，小球放置的高度与小球运动至最低点的高度等高。
经过光电门时小球的速度为
小球的速度为
则若小球、的碰撞为弹性碰撞，应满足
若测得 ，则由以上各式解得
12.
【解析】电流表内阻已知，可以准确的测量电流值和电压值，为减小测量误差，应把电流表内接，测量电路中电压表的右端应接在端。
根据欧姆定律
解得
根据闭合电路欧姆定律
由
解得
可知 与 成线性关系。
由
已知压力 时， ，解得
可知当施加最大压力时，最小，电流最大，电流为
由
解得
由
解得
13.该次吸入的空气分子总数为
外部环境温度 ，肺内的温度 ，研究外部的空气，吸入肺部后温度迅速上升到肺部内的温度，发生等压变化
解得
研究吸入后肺内的总气体，收缩过程发生等温变化
其中 为吸气后通过收缩肺部达到肺部气体体积的最小值，联立可得
14.设最大速度为，由
解得
设最大上升加速度为，
解得
设发动机匀加速到最大功率的末速度为，有
设该段时间为，由速度公式
设该段距离为，有
联立解得
为尽快脱离危险区，首先需要最大加速度匀加速，然后保持最大功率运动的距离为，有
设该过程的时间为，对无人机应用动能定理
解得
所以，无人机至少需要的运动时间
解得
15.设小球在玻璃管内脱离底部之前经历的运动时间为，水平方向速度为，小球脱离底部时，有
且
联立可得
小球在玻璃管中向上运动时间为，显然
竖直方向
代入数据可得竖直方向最大加速度
故合加速度为
代入数据可得
设玻璃管匀速时玻璃管的速度为，此时小球相对玻璃管的速度为，当小球刚刚脱离玻璃管底端时水平方向
因为玻璃管达最大速度，加速度为，所以
解得
竖直方向对小球列动量定理
又玻璃管水平位移
该过程中对系统水平方向列动量定理
又小球竖直位移
该过程中对系统列动能定理
联立解得
第1页，共1页
