湖南省長沙市望城區(qū)第六中學2024-2025學年高三上學期開學考試物理試題（解析版）

2024年下學期望城區(qū)第六中學高三入學考試物理本試卷共6頁。全卷滿分100分，考試時間75分鐘。注意事項：1.答題前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在本試卷和答題卡上。2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應的答案標號涂黑，如有改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案；回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單選題1.在湖面上方豎直上拋一小鐵球，小鐵球上升到最高點后自由下落，穿過湖水并陷入湖底的淤泥中。不計空氣阻力，假設(shè)小鐵球落入水中和淤泥中由于受到阻力而做勻減速運動，且淤泥中減速更快。取向上為正方向，則下列能正確反映小鐵球速度與時間關(guān)系的圖象是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【詳解】由于取向上為正方向，可知小球速度先是正值且減小，當速度減小為零后，變成負值且增大，入水后速度為負值且減小，當陷入湖底的淤泥中，減速時的加速度更大，即圖象的斜率更大，對比可知，A選項的速度與時間關(guān)系圖象符合題意。故選A。2.如圖所示，在正點電荷形成電場中有A,B兩點的電勢，分別用EA,EB表示A,B兩點的電場強度，則（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】由電場線的疏密可知，A點處電場線較密，電場強度較大，所以EA＞EB，沿著電場線，電勢是降低的，所以A點所在等勢面的電勢高于B點所在等勢面的電勢，故．A．．故A符合題意．B．．故B不符合題意．C．．故C不符合題意．D．．故D不符合題意．3.在勻強磁場中有一帶正電的粒子甲做勻速圓周運動，當它運動到M點時，突然向與原運動相反的方向放出一個不帶電的粒子乙，形成一個新的粒子丙。如圖所示，用實線表示粒子甲運動的軌跡，虛線表示粒子丙運動的軌跡。若不計粒子所受重力及空氣阻力的影響，則粒子甲和粒子丙運動的軌跡可能是A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)可得軌道半徑再由動量守恒可知，放出粒子乙后，新粒子丙動量大于粒子甲的，故軌道半徑變大，所以B正確，A、C、D錯誤。故選B。4.“軌道康復者”是“垃圾”衛(wèi)星的救星，被稱為“太空110”，它可在太空中給“垃圾”衛(wèi)星補充能源，延長衛(wèi)星的使用壽命，若“軌道康復者”在地球表面附近繞地球做勻速圓周運動，經(jīng)過時間t，其沿圓周運動轉(zhuǎn)過的角度為θ，引力常量為G，將地球視為球體，已知半徑為R的球體的體積，則地球的密度為A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】經(jīng)過時間t，其沿圓周運動轉(zhuǎn)過的角度為θ，則角速度，根據(jù)萬有引力提供向心力，，地球的密度，聯(lián)立解得：，故ABC錯誤，D正確．故選：D5.如圖所示，一矩形線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中，繞垂直磁場的軸OO′以的角速度勻速轉(zhuǎn)動，矩形線圈的匝數(shù)為N匝，面積為S，電阻為。矩形線圈通過電刷與一理想變壓器的原線圈相連，變壓器的副線圈接有兩只電阻均為的相同燈泡L1和L2，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，若開關(guān)S斷開時L1正常發(fā)光，此時電流表示數(shù)為0.1A，則（）A.若從圖示位置開始計時，線框中感應電動勢的瞬時值為NBSsintB.若開關(guān)S閉合，則矩形線圈輸出功率將變小C.若開關(guān)S閉合，電流表示數(shù)將變小D.燈泡L1的額定功率為2W【答案】D【解析】【分析】【詳解】A．若線圈從圖示位置——垂直中性面。開始計時，則感應電動勢的瞬時值為e=Umcosωt=NBSωcosωt故A錯誤。B．若開關(guān)S閉合，輸出電壓不變，輸出端電阻變小，根據(jù)歐姆定律故輸出電流增加，根據(jù)則輸入電流也增加，電流表示數(shù)將增大。根據(jù)可知，輸入功率也增加，故BC錯誤；D．S斷開時，L1正常發(fā)光，根據(jù)代入數(shù)據(jù)求得：通過燈泡L1的電流故其額定功率為故D正確故選D。6.電影《流浪地球》講述的是面對太陽快速老化膨脹的災難，人類制定了“流浪地球”計劃，這首先需要使自轉(zhuǎn)角速度大小為的地球停止自轉(zhuǎn)，再將地球推移出太陽系到達距離太陽最近的恒星（比鄰星）。為了使地球停止自轉(zhuǎn)，設(shè)想的方案就是在地球赤道上均勻地安裝N臺“噴氣”發(fā)動機，如下圖所示（N較大，圖中只畫出了4個）。假設(shè)每臺發(fā)動機均能沿赤道的切線方向提供大小恒為F的推力，該推力可阻礙地球的自轉(zhuǎn)。已知描述地球轉(zhuǎn)動的動力學方程與描述質(zhì)點運動的牛頓第二定律方程F=ma具有相似性，為，其中M為外力的總力矩，即外力與對應力臂乘積的總和，其值為NFR；I為地球相對地軸的轉(zhuǎn)動慣量；β為單位時間內(nèi)地球的角速度的改變量。將地球看成質(zhì)量分布均勻的球體，下列說法中正確的是（）A.在與F=ma的類比中，與質(zhì)量m對應的物理量是轉(zhuǎn)動慣量I，其物理意義是反映改變地球繞地軸轉(zhuǎn)動情況的難易程度B.β的單位為rad/sC.地球自轉(zhuǎn)剎車過程中，赤道表面附近的重力加速度逐漸變小D.地球停止自轉(zhuǎn)后，赤道附近比兩極點附近的重力加速度大【答案】A【解析】【詳解】A．在M=Iβ與F=ma的類比中，與轉(zhuǎn)動慣量I對應的物理量是m，其物理意義是反映改變地球繞地軸轉(zhuǎn)動情況的難易程度，A正確；B．根據(jù)得代入單位運算可知其單位為，故B錯誤；C．地球自轉(zhuǎn)剎車過程中，赤道表面附近的重力加速度逐漸變大，故C錯誤；D．地球停止自轉(zhuǎn)后，赤道附近和兩極點附近的重力加速度大小相等，故D錯誤。故選A。7.如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端系在墻上，另一端系在三根長度相同的輕繩上，輕繩的下端各系質(zhì)量與電荷量均相同的帶正電小球，且三個小球均處于靜止狀態(tài)，已知重力加速度為g。四種情形下每個小球受到的電場力大小與輕繩長度、小球質(zhì)量、小球電荷量的關(guān)系如表所示，以下說法正確的是（）情形輕繩長度小球質(zhì)量小球電荷量小球受到的電場力大小1Lm①22Lm②3L2m③4Lm④A.②中電荷量為①中電荷量的倍B.③中電荷量為②中電荷量的倍C.④中電荷量為③中電荷量的倍D.情形④下彈簧的伸長量最大【答案】C【解析】【詳解】由于三個小球質(zhì)量和電荷量均相等，由對稱性可知，三個小球必構(gòu)成等邊三角形，且每個小球受到的電場力相等，設(shè)繩的拉力為T，與豎直方向夾角為，兩小球之間的距離為r、一個小球受到另外兩個小球的電場力的合力為，對其中一個小球受力分析可得解得由幾何關(guān)系可知，整理得A．對比①和②可知，并應用上式可得解得故電荷量之間的關(guān)系為故A錯誤；B．由③可知，解得故故B錯誤；C．由④可知解得故故C正確；D．以三個小球為整體可知，小球受到的彈力應該等于其重力，故小球質(zhì)量越大，彈簧彈力越大，故情形③下彈簧的伸長量最大，故D錯誤；故選C。二、多選題8.如圖所示，光滑水平面上存在有界勻強磁場，磁感應強度為，質(zhì)量為、邊長為的正方形線框斜向穿進磁場，當剛進入磁場時，線框的速度為，方向與磁場邊界成，若線框的總電阻為，則（）A.線框穿進磁場過程中，框中電流的方向為B.剛進入磁場時線框中感應電流為C.剛進入磁場時線框所受安培力大小為D.此進兩端電壓為【答案】CD【解析】【詳解】線框進入磁場的過程中穿過線框的磁通量增大，由楞次定律可知，感應電流的磁場的方向向外，則感應電流的方向為ABCD方向，故A錯誤；AC剛進入磁場時CD邊切割磁感線，AD邊不切割磁感線，所以產(chǎn)生的感應電動勢，則線框中感應電流為，此時CD兩端電壓，即路端電壓為，故B錯誤，D正確；AC剛進入磁場時線框的CD邊產(chǎn)生的安培力與v的方向相反，AD邊受到的安培力的方向垂直于AD向下，它們的大小都是，由幾何關(guān)系可以看出，AD邊與CD邊受到的安培力的方向相互垂直，所以AC剛進入磁場時線框所受安培力為AD邊與CD邊受到的安培力的矢量合，即，故C正確。故選CD。9.將壓癟的乒乓球（未漏氣）浸泡在熱水中，一段時間后乒乓球便恢復原狀，乒乓球內(nèi)部氣體（視為理想氣體）經(jīng)歷了由A→B→C的變化過程，V—T圖像如圖所示，T為熱力學溫度，已知理想氣體的內(nèi)能與熱力學溫度成正比，則下列結(jié)論正確的是（）A.狀態(tài)A、B的壓強大小相等B.從狀態(tài)B到狀態(tài)C，氣體內(nèi)能不變C.A→B→C過程，球內(nèi)氣體對外所做的功小于氣體從外界吸收的熱量D.在狀態(tài)A與狀態(tài)C時乒乓球內(nèi)氣體壓強之比為1：2【答案】CD【解析】【詳解】A．在圖像中，過原點的傾斜的直線為等壓變化，由題圖可知，狀態(tài)A、B兩點不在過原點的同一直線上，因此狀態(tài)A、B的壓強大小不相等，A錯誤；B．從狀態(tài)B到狀態(tài)C，氣體的溫度升高，則氣體內(nèi)能增大，B錯誤；C．A→B→C過程，球內(nèi)氣體的體積增大，球內(nèi)氣體對外做功，即，氣體的溫度升高，球內(nèi)氣體的內(nèi)能增大，即，由熱力學第一定律可知，，即球內(nèi)氣體從外界吸收熱量，可知球內(nèi)氣體對外所做的功小于氣體從外界吸收的熱量，C正確；D．氣體在狀態(tài)A到狀態(tài)C時，由理想氣體狀態(tài)方程可得解得即在狀態(tài)A與狀態(tài)C時乒乓球內(nèi)氣體壓強之比為1：2，D正確。故選CD。10.如圖所示，斜面體abc靜止于粗糙水平地面上，物塊m1、m2均沿斜面勻速下滑，已知m1>m2，θ1<θ2，下列說法中正確是A.地面對斜面體的摩擦力水平向右B.地面對斜面體沒有摩擦力C.所給條件不足，不能判斷摩擦力方向D.斜面體ab面和ac面的動摩擦因數(shù)不同【答案】BD【解析】【詳解】物塊m1、m2和斜面體均處于平衡狀態(tài)，故三個物體的合力為零；對三個物體整體分析，受重力和地面的支持力，不受地面摩擦力，否則不能平衡，故AC錯誤，B正確；物體m1受重力、支持力和滑動摩擦力，故平衡條件，有：m1gsinθ1-f1=0，N1-mgcosθ1=0，其中：f1=μ1N1，聯(lián)立解得：μ1=tanθ1，同理分析物體物體m2有，μ2=tanθ2，故斜面體ab面和ac面的動摩擦因數(shù)不同，故D正確；故選BD.點睛：本題考查平衡問題，關(guān)鍵是正確的選取研究對象，采用整體法和隔離法，根據(jù)平衡條件列式求解．11.如圖所示，兩個等量異種點電荷、固定在同一條水平線上，電荷量分別為和。是水平放置的足夠長的光滑絕緣細桿，細桿上套著一個中間穿孔的小球，其質(zhì)量為，電荷量為（可視為試探電荷，不影響電場的分布）。現(xiàn)將小球從點電荷的正下方點由靜止釋放，到達點電荷的正下方點時，速度為，為的中點。則（）A.小球從至先做加速運動，后做減速運動B.小球運動至點時速度為C.小球最終可能返回至點D.小球在整個運動過程中的最終速度為【答案】BD【解析】【分析】【詳解】A．根據(jù)等量異種點電荷的電場線分布，可知，兩點電荷連線的中垂面是等勢面，電勢為0，正點電荷附近電勢大于0，負點電荷附近電勢小于0，根據(jù)對稱關(guān)系可得其中，所以小球從C到D運動過程中，只有電場力做功，且由于電勢降低，所以電勢能減小，電場力做正功，小球在做加速運動，所以A錯誤；B．小球由C到D，由動能定理得則由C到O，由動能定理可得所以B正確；C．小球在運動過程中，只有電場力做功，所以動能和電勢能之和為定值，根據(jù)等量異種電荷的電場特點知道，O點右邊的電勢小于零，雖然過了D點，電場力對小球要做負功，但D點與右邊無窮遠處的電勢差小于CD之間的電勢差，所以克服電場力做的功小于從C到D電場力做的功，所以小球速度不可能為零，會一直向右運動下去，不會返回，故C錯誤；D．小球從O到無窮遠處，電場力做功為0，由能量守恒可知，動能變化量也是0，即無窮遠處的速度為所以D正確。故選：BD。三、實驗題12.在“用傳感器觀察電容器的充放電過程”實驗中，按圖甲所示連接電路。電源電動勢為，內(nèi)阻可以忽略。單刀雙擲開關(guān)S先跟2相接，某時刻開關(guān)改接1，一段時間后，把開關(guān)再改接2，實驗中使用了電流傳感器來采集電流隨時間的變化情況。（1）開關(guān)S改接2后，電容器進行的是________（填“充電”或“放電”）過程，此過程中流經(jīng)電阻R上的電流方向________（填“自上而下”或“自下而上”）。實驗得到的圖像如圖乙所示，如果不改變電路其他參數(shù)，只減小電阻R的阻值，則此過程的曲線與坐標軸所圍成的面積將________（填“減小”“不變”或“增大”）；（2）若實驗中測得該電容器在整個放電過程中釋放的電荷量，則該電容器的電容為________，放電過程中電容器的電容將________（填“減小”“不變”或“增大”）。【答案】①.放電②.自下而上③.不變④.215⑤.不變【解析】【詳解】（1）[1]當開關(guān)接2時，電容器相當于電源，進行的是放電過程。[2]開關(guān)接1時，電源給電容器充電，電容器上極板接正極，充電完成，上極板帶正電，下極板帶負電；可知開關(guān)接2時，電容器相當于電源，上極板相當于電源的正極，故流經(jīng)電阻R上的電流自下而上。[3]曲線與坐標軸所圍成的面積為電容器充電完成后所帶電荷量，只減小電阻，并不能改變電容器的充好電時的電荷量，故此過程的曲線與坐標軸所圍成的面積將不變。（2）[4]根據(jù)電容器電容的定義解得[5]電容器的電容由其本身特性決定，與所帶電荷量和電壓無關(guān)，故放電過程中電容器的電容不變。13.在“測定金屬的電阻率”的實驗中，用螺旋測微器測量絲直徑時的刻度位置如圖所示，用米尺測量金屬絲的長度，金屬絲的電阻大約為，先用伏安法測出金屬絲的電阻，然后根據(jù)電阻定律計算出該金屬材料的電阻率。（1）從圖中讀出金屬絲的直徑為______；（2）在用伏安法測定金屬絲的電阻時，除被測的電阻絲外，還有如下共選擇的實驗器材：A．直流電源：電動勢約6V，內(nèi)阻B．電流表A1：量程，內(nèi)阻C．電流表A2：量程，內(nèi)阻D．電壓表V：量程，內(nèi)阻E、變阻箱值電阻，最大值F、滑動變阻器：最大阻值G、滑動變阻器：最大阻值H、開關(guān)、導線等在可供選擇的器材中，應該選用的電表是______（填寫序號），應該選用的其他器材是______（填寫序號）；（3）根據(jù)所選的器材，畫出實驗電路圖______；（4）若根據(jù)伏安法測出電阻絲的電阻為，則這種金屬材料的電阻率為____（保留二位有效數(shù)字）；（5）測量過程中嚴格按照操作程序進行，但的測量值比真實值略微偏小，具體原因是______?！敬鸢浮竣?0.483mm②.B、C③.A、E、F④.⑤.2.0⑥.見解析【解析】【詳解】（1）[1]由圖示螺旋測微器可知，固定刻度讀數(shù)0；可動刻度讀數(shù)故螺旋測微器讀數(shù)為：。（2）[2][3]電阻大約為，則最大電流為則電流表選擇B；由于最大電壓為6V，故電壓表量程過大，則用電流表A2與變阻箱值電阻串聯(lián)改裝成電壓表，故電流表選用B、C，應該選用的其他器材是A、E、F。（3）[4]由于滑動變阻器阻值大于待測電阻，故滑動變阻器用限流式接法如圖所示（4）[5]根據(jù)電阻定律可以得到帶入數(shù)據(jù)整理可以得到（5）[6]由于電流表A2分流作用，使通過的電流的真實值小于測量值，故使電阻的測量值偏小。四、解答題14.如圖所示，在豎直平面內(nèi)的直角坐標系中，一個質(zhì)量為的質(zhì)點在外力的作用下，從坐標原點由靜止沿直線斜向下運動，直線與軸負方向成角（），已知重力加速度為g。（1）至少為多大？（2）若，試定性分析質(zhì)點機械能的變化情況。【答案】（1）；（2）增大【解析】【詳解】（1）質(zhì)點做直線運動，則垂直于運動方向的合力為0，令F與ON夾角為，則有解得當時，有（2）若，對質(zhì)點分析可知，力F方向沿x軸正方向，可知F對質(zhì)點做正功，根據(jù)可知質(zhì)點機械能增大。15.如圖，固定的直桿與水平地面成37°角，段粗糙，段光滑，長度。質(zhì)量的小環(huán)套在直桿上，在與直桿成角的恒力作用下，從桿的底端由靜止開始運動，當小環(huán)到達B時撤去，此后小環(huán)飛離直桿，落地時的動能。（不計空氣阻力，，，取）（1）求小環(huán)運動到B時的速度大小。（2）若夾角，小環(huán)在桿段運動時，受到恒定的（摩擦）阻力，求的大小。（3）設(shè)直桿段的長度。若夾角，小環(huán)在段運動時，受到（摩擦）阻力的大小與直桿對小環(huán)的彈力的大小成正比，即，其中，且小環(huán)飛離軌道后，落地時的動能不大于，求的取值范圍?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)題意可知，小環(huán)從點到落地的過程中，只有重力做功，機械能守恒，由機械能守恒定律有解得（2）若夾角，對小球受力分析，由牛頓第二定律有由運動學公式有解得聯(lián)立解得（3）根據(jù)題意，設(shè)小環(huán)運動到點的速度為，在段運動時的加速度為，若小環(huán)落地動能等于，則由上述分析可知則由牛頓第二定律