2025届山西省三重教育高三开学摸底联考物理试题（解析版）

物理试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应的答案标号涂黑。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，将本试题卷和答题卡一并交回。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，有选错的得0分。1.受特大地磁暴影响，2024年5月11日凌晨，我国新疆、北京、内蒙古等地出现极光。磁暴产生的高能带电粒子与大气中氧原子发生作用而使氧原子被激发至高能级，氧原子的电子从高能级向低能级跃迁时发出特定波长的光，形成不同颜色的极光。北京的天文爱好者拍摄到的极光呈红色，而内蒙古的天文爱好者拍摄到的极光呈绿色。关于不同地区极光，下列说法正确的是（ ）A.北京红色极光波长小于内蒙古绿色极光的波长B.北京红色极光的能量大于内蒙古绿色极光的能量C.氧原子的电子从高能级向低能级跃迁时两能级差值北京比内蒙古小D.用北京红色极光照射某金属表面可发生光电效应，如果改用内蒙古绿色极光照射该金属表面不一定能发生光电效应【答案】C【解析】【详解】A．红光的频率小于绿光的频率，根据可知，北京红色极光的波长大于内蒙古绿色极光的波长，故A错误；B．红光的频率小于绿光的频率，根据可知北京红色极光的能量小于内蒙古绿色极光的能量，故B错误；C．辐射出的光子能量越大，氧原子的电子从高能级向低能级跃迁时两能级差值越大，故氧原子的电子从高能级向低能级跃迁时两能级差值北京比内蒙古小，故C正确；D．红光的频率小于绿光的频率，用北京红色极光照射某金属表面可发生光电效应，如果改用内蒙古绿色极光照射该金属表面一定能发生光电效应，故D错误。故选C。2.现代生活中共享电动车已成为一种新型的短途交通工具，通过扫码开锁，循环共享，方便快捷。一辆共享电动车所用电池是锂电池，骑行在一段倾角不太大的坡路上加速上坡过程中，在此过程中电能向其他形式能量转化，下列说法正确的是（ ）A.电能转化为动能和重力势能 B.电能转化为重力势能和内能C.电能转化成动能和内能 D.电能转化为机械能和内能【答案】D【解析】【详解】电动平衡车在一段倾角不太大的坡路上加速上坡过程中，电动平衡车速度增大，动能增大，电动平衡车的高度升高，重力势能增大，且电动平衡车在运动过程中克服摩擦力做功产生热量，故根据能量守恒可知电能转化为机械能和内能。故选D。3.波源的振动在介质中产生一列沿x轴方向传播的简谐横波，从某一时刻开始计时坐标原点处质点的振动图像如图甲所示，时的波形如图乙所示，质点P平衡位置的横坐标为，则下列说法正确的是（ ）A.该简谐波沿x轴正方向传播B.时刻质点P正沿y轴负方向运动C.如果将波源的振动周期增大为，则简谐波波速为D.如果将波源的振动周期增大为，则简谐波波速为【答案】C【解析】【详解】AB．从振动图像可知=0.2s时刻坐标原点处质点的运动方向沿y轴负方向，根据波传播方向与质点振动的关系可知该简谐波沿x轴负方向传播，同理的知0.2s时刻质点P正沿y轴正方向运动，故AB错误；CD．波速由介质本身决定的与波动的周期没有关系，从振诊图像可知振动周期，即波的周期0.4s，从波动图像可知波长为8m，则波速为=20m/s故C正确，D错误。故选C。4.某同学在学习了奥斯特实验和磁场的相关知识后设计了一个测量微弱磁场的实验装置。他先把一个可以自由转动的小磁针放在水平桌面上，小磁针静止在南北指向上，然后再将一长直导线沿南北方向放置在小磁针上方，将导线中通入微弱电流，稳定后小磁针N极偏转了角再次处于静止状态，如图所示，他又从网上查出了小磁针所在地磁场的水平分量大小为，不考虑磁偏角，则通电长直导线在小磁针所在处产生磁场的磁感应强度大小和方向分别为（ ）A.，向东 B.，向西C.，向东 D.，向西【答案】A【解析】【详解】把一个可以自由转动的小磁针放在水平桌面上，小磁针静止在南北指向上，可知小磁针所在地磁场的水平分量向北，则通电长直导线在小磁针所在处产生磁场的磁感应强度向东，大小为故选A。5.在真空中，一均匀带正电荷的圆环，其半径为R，圆心为O，AB和CD为半圆环的直径，AB与CD垂直，四分之一圆环AC部分的全部正电荷在圆心O处产生的电场强度大小为，关于圆环各部分电荷在圆心O处产生的电场强度正确的是（ ）A.整个圆环全部正电荷在圆心O处产生的电场强度大小为B.四分之一圆环AD部分的全部正电荷和四分之一圆环BC部分的全部正电荷在O处产生的合电场强度大小为C.四分之三圆环ACBD部分的全部正电荷在圆心O处产生的电场强度大小为D.半圆环ACB部分的全部正电荷在圆心O处产生的电场强度大小为【答案】D【解析】【详解】A．根据场强的叠加以及对称性可知，整个圆环全部正电荷在圆心O处产生的电场强度大小为零，故A错误；B．根据场强的叠加以及对称性可知，四分之一圆环AD部分的全部正电荷在O处产生的电场强度与四分之一圆环BC部分的全部正电荷在O处产生的电场强度等大反向，故四分之一圆环AD部分的全部正电荷和四分之一圆环BC部分的全部正电荷在O处产生的合电场强度大小为零，故B错误；C．四分之一圆环AC部分的全部正电荷在圆心O处产生的电场强度大小为，根据对称性可知四分之一圆环BC部分、BD部分、AD部分的全部正电荷在圆心O处产生的电场强度大小为，由于四分之一圆环AC部分的全部正电荷在O处产生的电场强度与四分之一圆环BD部分的全部正电荷在O处产生的电场强度等大反向，故四分之三圆环ACBD部分的全部正电荷在圆心O处产生的电场强度大小为，故C错误；D．根据对称性可知四分之一圆环AC部分的全部正电荷在圆心O处产生的电场强度方向为沿中垂线且指向，四分之一圆环BC部分的全部正电荷在圆心O处产生的电场强度方向为沿中垂线且指向，故半圆环ACB部分的全部正电荷在圆心O处产生的电场强度大小为故D正确。故选D。6.2024年5月8日，嫦娥六号探测器在北京航天飞行控制中心的精确控制下，成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行。嫦娥六号探测器的环月轨道飞行可看作匀速圆周运动，运动周期为T。已知月球质量与地球质量的比值为p，月球半径与地球半径的比值为q，地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，则（ ）A.嫦娥六号探测器发射的速度应大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度B.嫦娥六号探测器轨道距月球表面的高度为C.月球的第一宇宙速度大小为D.月球表面的重力加速度大小为【答案】B【解析】【详解】A．嫦娥六号探测器没有脱离地球引力，所以嫦娥六号探测器发射的速度应大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故A错误；B．在地球表面上有嫦娥六号探测器的环月轨道做匀速圆周运动有联立解得故B正确；C．设月球的第一宇宙速度大小为v，则有解得故C错误；D．月球表面上有解得故D错误。故选B。7.在如图所示电路中，理想变压器原、副线圈匝数分别为、，且保持不变，原线圈连接一个电流表，副线圈连接定值电阻、滑动变阻器R、一个电压表V和一个电流表，电压表和电流表均为理想交流电表，a、b两端接在电压的有效值恒定的正弦交流电源两端。电压表的示数用U表示，电流表、的示数分别用、表示，则在滑动变阻器R滑片向右调节过程中，下列说法中正确的是（ ）A.电压表V示数U减小B.电流表示数增大C.电流表、的示数比值增大D.电压表V示数与电流表示数的比值增大【答案】D【解析】【详解】A．根据题图，可知电压表的示数为理想变压器副线圈两端的电压，由于输入电压及线圈匝数比不变，所以在滑动变阻器R滑片向右调节过程中，电压表V的示数不变，故A错误；BC．在滑动变阻器R滑片向右调节过程中，R接入电路中的有效阻值增大，根据可知电流表的示数减小，根据理想变压器电流与匝数比关系，即由于匝数比不变，则电流表、的示数比值不变，可知电流表的示数也减小，故BC错误；D．电压表V示数与电流表A2示数的比值由于R增大，所以比值增大，故D正确。故选D。8.2024年6月15日零时起，中国铁路实行新的列车运行图，武广高铁常态化按350公里时速高标运营，当日9时15分，长沙南站开出首趟高标运营列车，到广州南站仅需1小时59分。此高铁列车启动过程做匀加速直线运动，设运动过程中列车受到的阻力与行驶速度的大小成正比，在启动过程中当速度大小为v时机车的输出功率为P，当速度大小为时机车的输出功率可能为（ ）A. B. C. D.【答案】AB【解析】【详解】列车以速度为v行驶时受到的阻力为列车的牵引力为设列车总质量为m，根据牛顿第二定律有F1-f1=ma联立解得同理，列车以速度为2v行驶时受到的阻力为列车的牵引力为根据牛顿第二定律有F2-f2=ma联立解得因为可知故选AB。9.玻璃砖是一种光学性能较理想的装饰材料，通过对光的漫散射使整个空间的光线更加柔和，所以玻璃砖在室内装饰装修中被广泛应用。如图所示，一横截面为半圆形的透明玻璃砖，圆心为O，半径为R，AB为半圆的直径，一束红色光从直径上的P点垂直射入玻璃砖，已知，光线第一次射到玻璃砖圆弧面AQB上时恰好在Q点发生全反射，则下列说法正确的是（ ）A.玻璃砖相对于该红色光的折射率为B.玻璃砖相对于该红色光的折射率为C.红色光经过多次反射后射出玻璃砖时光线垂直于AB面D.红色光经过多次反射后射出玻璃砖时光线与AB面的夹角为【答案】AC【解析】【详解】AB．光线第一次射到玻璃砖圆弧面AQB上时恰好在Q点发生全反射，根据几何关系可得全发射的临界角满足解得玻璃砖相对于该红色光的折射率为故A正确，B错误；CD．根据题意作出光路图根据对称性可知红色光经过多次反射后射出玻璃砖时光线垂直于AB面，故C正确，D错误。故选AC。10.如图所示，在光滑水平面上两条平行边界间有宽度为d的匀强磁场，磁场区域足够长，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向竖直向下，即垂直于纸面向内，磁场左侧有一边长为d的正方形金属导体线框，线框的质量为m，电阻为R，线框在纸面内，CD边平行于磁场左边界，线框以恒定的速度v通过磁场区域，速度v方向与左边界的夹角为，在线框匀速通过磁场区域过程中，下列说法正确的是（ ）A.线框穿出磁场过程中受到的安培力方向与速度v方向相反B.线框从CD边运动到磁场左边界至AB边运动到磁场左边界过程中通过线框导体横截面的电荷量为C.线框穿过磁场整个过程中线框中产生的热量为D.如果给线框一个初速度，方向与左边界的夹角为，线框的CD边恰好没有穿出磁场，此过程中线框受安培力的冲量大小为【答案】BCD【解析】【详解】A．由题意，根据楞次定律结合左手定则，判断知线框穿出磁场过程中受到的安培力方向水平向左，故A错误；B．由题意，可得通过线框导体横截面的电荷量为则线框从CD边运动到磁场左边界至AB边运动到磁场左边界过程中通过线框导体横截面的电荷量为故B正确；C．根据功能关系，可得线框穿过磁场整个过程中线框中产生的热量等于线框克服安培力所做的功，即故C正确；D．线框CD边恰好没有穿出磁场，线框只受安培力的作用，此过程中线框受安培力的方向水平向左，线框的CD边恰好没有穿出磁场，则水平方向的末速度变为0。在水平方向上，设向左为正方向，根据动量定理，此过程中线框受安培力的冲量即线框所受安培力的冲量大小为，故D正确。故选BCD。二、非选择题：本题共5小题，共54分。11.某实验小组利用如图装置验证动量守恒定律。该装置的斜槽轨道倾斜部分与平直部分平滑连接，平直轨道一侧固定有刻度尺，平直部分上O点与刻度尺的零刻度线相齐，选择两木块进行实验，用天平称量木块1和木块2的质量分别为和。调节斜槽轨道的平直部分水平，将木块2放于水平轨道的O点，木块2左边与O点相齐，将木块1从斜槽轨道上某一点A由静止释放，滑下后在O点与木块2发生碰撞，测得木块1和木块2停下来的位置坐标分别为、；取走放于水平轨道的O点的木块2，再将木块1从A点由静止释放，记录木块1停下的位置坐标，两木块与平直轨道的