哈九中2024届高三学年下学期开学考试物理试卷
（考试时间：75分钟 满分：100分）
一、选择题：本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分：第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
1．下列关于原子物理知识说法正确的是（ ）
图1 图2 图3
A．如图1为氢原子的能级结构图，当氢原子从基态跃迁到激发态时，放出能量
B．如图2中重核裂变产生的中子能使核裂变反应连续的进行，称为链式反应，其中一种核裂变反应方程为
C．如图3为光电效应中光电子最大初动能与入射光频率的关系图线，图线的斜率为普朗克常量h
D．核反应方程中，X是质子
2．如图1所示，野营三脚架由三根对称分布的轻质细杆构成（忽略细杆重力），炊具与食物的总质量为m，各杆与水平地面的夹角均为。盛取食物时，用光滑铁钩缓慢拉动吊绳使炊具偏离火堆，如图2所示。重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
图1 图2
A．拉动吊绳过程中，铁钩对吊绳的作用力沿水平方向
B．拉动吊绳过程中，吊绳上的拉力大小变大
C．烹煮食物时，细杆对地面的作用力大小均为
D．烹煮食物时，三根细杆受到地面的摩擦力方向相同
3．如图所示，理想变压器原线圈输入电压，副线圈电路中为定值电阻，R是滑动变阻器，和是理想交流电压表，示数分别用和表示。和是理想交流电流表，示数分别用和表示。下列说法正确的是（ ）
A．和分别为原副线圈两端电压的瞬时值
B．和与变压器的原副线圈匝数成正比
C．滑片P向下滑动过程中，变小，变大
D．滑片P向下滑动过程中，不变，变大
4．在正方体ABCD—EFGH中，O点为ABCD面中心，在顶点B、D处分别固定等量的异种点电荷和，如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．A、C两点场强相同，电势不等
B．O点电势高于G点电势
C．将试探电荷从F点沿直线移到H点，电场力做正功
D．在O点的电势能大于在H点的电势能
5．如图所示为一列简谐横波在时刻的波形图，M为介质中的一个质点，该波沿x轴负方向传播，则下列说法正确的是（ ）
A．在时刻，质点M向上振动
B．简谐横波的波长为6m
C．在时，质点M的速度方向与加速度方向相反
D．经过，质点M通过的路程为10cm
6．假设宇宙中有一双星系统由质量分别为m和M的A、B两颗星体组成。这两颗星绕它们连线上的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，如图所示，A、B两颗星的距离为L，引力常量为G，则（ ）
A．A星体做匀速圆周运动的周期大于B星体做匀速圆周运动的周期
B．若，则
C．A星体做圆周运动的周期为
D．B星体做圆周运动的周期为
7．2023年9月29日，在杭州亚运会田径项目女子铅球决赛中，中国选手巩立姣夺得金牌，获得亚运会三连冠。现把铅球的运动简化为如图所示模型，铅球抛出时离地的高度，铅球落地点到抛出点的水平距离，铅球抛出时的速度和水平方向的夹角，已知铅球的质量为，不计空气阻力，，则（ ）
A．小球运动到最高点时速度为零
B．小球抛出时的速度约为
C．小球在空中运动的时间约为
D．小球落地前任意相等时间内速度的变化量不相等
8．如图所示，等腰直角三角形abc区域内（包含边界）有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，在bc的中点o处有一粒子源，沿与ba平行的方向发射速率不同，质量为m，电荷量为q的带负电粒子，已知这些粒子都能从ab边离开abc区域，，不计粒子重力及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ）
A．速度的最大值为 B．速度的最大值为
C．在磁场中运动的最长时间为 D．在磁场中运动的最长时间为
9．如图所示，质量为的物体A，其下端拴接一固定在水平地面上的轻质弹簧，弹簧的劲度系数，物体A的上端通过不可伸长的细线跨过两个光滑的小定滑轮连接中间有孔的小球B，小球B套在倾角的光滑直杆上，D为杆的底端，与固定杆的夹角也是，细线水平，此时细线的拉力是。小球B的质量，C是杆上一点且与杆垂直，，重力加速度g取。现由静止释放小球B，下列说法正确的是（ ）
A．物体A、B系统的机械能不守恒
B．小球B第一次运动到C点时的动能为7.2J
C．小球B第一次运动到C点时细线对B做的功为10J
D．小球B第一次运动到D点时A的动能为零
10．如图，质量均为5m、电阻均为R的导体棒a、b，通过长为l的绝缘轻杆连接形成“工”字形工件，工件开始时锁定在宽为l的竖直导轨上，导轨下方接有内阻为R的电流表。“工”字形工件以初速度下落，下落l后进入宽为、磁感应强度大小为B、方向垂直导轨向里的匀强磁场，棒b第一次穿过磁场时速度减少了一半，之后经过t时间工件穿过磁场，继续下落一段距离（大于l）与EF发生弹性碰撞，之后工件与EF反复弹性碰撞，最终恰好不进入磁场。已知重力加速度为g，工件始终与导轨接触良好，不计一切阻力和导轨电阻，下列说法正确的是（ ）
A．b棒刚进磁场时的速度为
B．工件运动过程中电流表的最大示数为
C．整个过程中回路产生的焦耳热为
D．工件第一次穿过磁场时电流表有示数的时间为
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11．（8分）在“用双缝干涉测光的波长”实验中，将双缝干涉实验仪按要求安装在光具座上（如图甲），并选用缝间距为d的双缝屏。从仪器注明的规格可知，毛玻璃屏与双缝屏间的距离为L，接通电源使光源正常工作，发出白光。
（1）分划板刻线在某条明条纹位置时游标卡尺如图丙所示，则其读数为______mm。
（2）如图甲所示组装仪器时，a处应固定______（填“单缝”或“双缝”）。
（3）若取下红色滤光片，其他实验条件不变，则在目镜中______。
A．观察不到干涉条纹
B．可观察到明暗相间的白条纹
C．可观察到彩色条纹
（4）若实验中在像屏上得到的干涉图样如图乙，毛玻璃屏上的分划板刻线在图乙中A、B位置时，游标尺的读数分别为，则入射的单色光波长的计算表达式为______。
12．（6分）物理兴趣小组想探究某种热敏电阻的阻值随温度的变化。
图1 图2
（1）兴趣小组测出某种热敏电阻的图像如图1所示，那么他们选用的应该是下图______电路（填“甲”或“乙”），由图可知，热敏电阻的阻值随温度的升高而______（填“增大”或“减小”）；
（2）小马同学用一个内部电源电动势为3V、中值电阻为100Ω的欧姆表（已调零）接在上述热敏电阻（伏安特性曲线如图1所示）两端，测量其阻值，如图2所示，则测量值为______（结果保留3位有效数字）：
13．（10分）某天，强强同学在上学途中沿平直人行道以的速度向公交站台走去，发现质量为的公交车正以速度从身旁的平直公路同向匀速驶过，此时他们距站台的距离．为了乘上该公交车去学校，他开始尽全力加速向前跑去，其最大加速度为，能达到的最大速度．假设公交车在行驶到距站台处开始刹车，刚好到站台停下，强强上车后公交车再启动向前开去．（不计车长）求：
（1）若公交车刹车过程视为匀减速运动，求其所受阻力的大小；
（2）公交车刚停下时，强强距站台至少还有多远。
14．（12分）如图所示，在大气压强为、室温为的实验室中，一高度、底面积、侧壁及底面厚度不计的圆柱体气缸竖直放置在地面上，内有一质量、厚度的活塞，气缸侧壁顶部和正中间分别有一个大小不计的微动开关P、Q，可以感知活塞是否与其接触，以制成传感器。初始时活塞底部距离气缸底部20cm，不计活塞与气缸侧壁间的摩擦，g取。
（1）若缓慢升高气缸内气体温度，求活塞刚好接触微动开关P时气缸内气体温度。
（2）若第（1）问过程中，气缸内气体从外界吸收热量，气体内能变化量为多少？
（3）保持温度不变，在活塞上缓慢施加压力以触发开关Q可制成压力传感器，若Q到活塞底部的距离为5cm时，则可检测的压力大小是多少？
15．（18分）如图，带电量为、质量为的小球B静置于光滑的水平绝缘板右端，板的右侧空间有范围足够大的、方向水平向左、电场强度的匀强电场。与B球形状相同、质量为3kg的绝缘不带电小球A以初速度向B运动，两球发生弹性碰撞后均逆着电场的方向进入电场，在电场中两球又发生多次弹性碰撞，已知每次碰撞时间极短，小球B的电量始终不变，取重力加速度。求：
（1）第一次碰撞后瞬间两小球的速度大小；
（2）第一次碰撞后又经过多少时间两小球第二次相碰？
（3）第二次碰撞前和碰撞后瞬间小球B的动能。
哈九中2024届高三学年下学期开学考试物理答案
一、选择题：本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分．
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C C D D C C B AD AC ABD
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11、（每空2分，共8分）（1）31.10；（2）单缝；（3）C；（4）
12．（每空2分，共6分）乙 减小 400
13．（10分）解：（1）由得
公交车的加速度大小：，
（2）公交车从相遇处到开始刹车所用时间：
刹车过程所用时间：
公交车从相遇到停下所用时间
强强以最大加速度达到最大速度用时间：
通过的位移：
匀速运动的时间：
匀速运动的位移：
14．（12分）解：（1）初始时气缸内气柱的高度为
温度为
活塞刚好接触微动开关P时气缸内气柱的高度为
设此时气体温度为，此过程气体发生等压变化，由盖一吕萨克定律有
解得：
（2）由热力学第一定律有
解得：
即气体的内能增大了3.6J。
（3）此过程气体发生等温变化，由玻意耳定律有
其中
解得：
15（18分）解：（1）第一次碰撞时，取水平向右为正方向，设碰后A、B的速度分别为：；根据动量守恒定律得：；
根据机械能守恒定律得：；
联立解得第一次碰撞后瞬间AB两小球的速度大小分别是：，；
（2）碰后两球均进入电场，竖直方向二者相对静止，均做自由落体运动，水平方向上A做匀速运动，B做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律得，B的水平加速度为：；
代入数据得：
设经这时间t两球再次相碰，则有：；
解得第一次碰撞后到两小球第二次相碰用时：；
（3）此时，B的水平速度为：
代入数据得：（负号表示方向向左）；
竖直速度为：
代入数据得：；
故第二次碰撞前瞬间小球B的动能为：
又
联立解得：
代入数据得：；
第二次碰撞时，AB两球水平方向动量守恒，则有：；
根据机械能守恒得：
解得第二次碰后水平方向A的速度为：，B的速度为：；
故第二次碰撞后A竖直下落，（B在竖直方向上的运动与A相同），水平方向上，B做匀减速直线运动，则第二次碰撞后瞬间小球B的动能：
代入数据得：。
14（12分）解：（1）初始时气缸内气柱的高度为
温度为
活塞刚好接触微动开关P时气缸内气柱的高度为
设此时气体温度为，此过程气体发生等压变化，由盖-吕萨克定律有
解得：。
（2）由热力学第一定律有
解得：
即气体的内能增大了。
（3）此过程气体发生等温变化，由玻意耳定律有
其中
解得：
