河南青桐鸣2024-2025学年高三9月质量检测考试联物理试卷（含答案详解）.pdf

2024—2025学年高三9月质量检测考试

物理★

全卷满分100分，考试时间75分钟。

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。

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7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。

1.2024年8月6日，我国发射了千帆极轨01组卫星。现代卫星采用的是星载氢原子钟，氢原子钟是一种精密的时钟，它是利用原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟。如图所示为氢原子六个能级的示意图，n为量子数。已知红光光子的能量范围为1.61～2.00 eV,绿光光子的能量范围为2.14~2.53 eV，蓝光光子的能量范围为2.5.3~2.76 eV，紫光光子的能量范围为2.76～3.10eV。根据玻尔理论，下列说法正确的是

A. 使n=6 能级的氢原子电离至少需要13.22 eV的能量B.氢原子从η=6能级跃迁到n=2能级放出的光子是紫光光子C. 氢原子从n=3 能级跃迁到n=6 能级能量减小D.处于n=6能级的大量氢原子向低能级跃迁时辐射光的频率有30种

2.北京时间2024年8月7日，中国选手吴艳妮迎来奥运首秀，她在女子100米栏预赛中以12秒97的成绩排名小组第6，接下来将进入复活赛。若测得吴艳妮在100米栏预赛过程中的速度v与时间t的关系图像如图所示， $0 \sim t _ { 1 }$ 内可近似视为直线，下列说法正确的是

()

物理试题

★ 第1页(共8页)

A.在冲线时可以将吴艳妮看作质点
B. $\iota _ { 1 }$ 时刻吴艳妮的瞬时速度大于 $1 5 . 4 2 \ \mathrm { m } / \mathrm { s }$
C. 吴艳妮全程的平均速度小于 $\iota _ { 3 }$ 时刻的瞬时速度
D. $\iota _ { 3 }$ 时刻后，吴艳妮的加速度减小

3.中国古代灌溉农田用的桔是臂架型起重机的雏形。如图所示，用起重机将一质量 $m = 1 5 0 { \sqrt { 2 } }$ kg的重物竖直向上吊起，若重物上表面是边长为d的水平正方形，四根长度均为d的吊绳分别连接在正方形的四个角，另一端连接在吊索下端的点。取重力加速度 $g = 1 0 \ m / s ^ { 2 }$ ,忽略空气阻力和吊绳的重力，起重机的吊索吊着重物匀速上升过程中，吊索上的拉力大小和每根吊绳上的拉力大小分别为

A.1 $5 0 0 \sqrt { 2 }$ N,750 N B.1 $\mathsf { S 0 0 } \sqrt { 2 }$ N,1 500 N C.3 000√2N,750 N D.3000√2N,1 500N

4.如图所示，半圆OACB为某种透明材料的截面， $\angle A O C = 9 0 ^ { \circ } , D$ 点到OC的距离等于半径的一半。一细光束a从O点以 $4 5 ^ { \circ }$ 角射入材料，折射光线刚好照射在D点，一细光束b从D点以平行于AB的方向射入材料，折射光线刚好照射在B点。光在真空中传播的速度为c，则细光束a和b在透明材料中传播的速度大小分别为

A. ${ \frac { \sqrt { 2 } c } { 2 } } , { \frac { \sqrt { 3 } c } { 3 } }$ B. $\sqrt { 2 } c , \sqrt { 3 } c$ C. $\frac { \sqrt { 2 } c } { 2 } , \frac { \sqrt { 6 } c } { 3 }$ D. $\sqrt { 2 } c , \frac { \sqrt { 6 } c } { 2 }$

物理试题

★ 第2页(共8页)

5. 如图所示，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，一边长为L的单匝正方形线圈abcd绕垂直于磁场的轴 $O O ^ { \prime }$ 匀速转动，角速度为ω，矩形线圈通过滑环E、F与理想变压器相连，理想变压器与阻值为R的负载电阻相连，不计其他电阻，变压器原、副线圈匝数之比为k，图示位置线圈平面与磁场平行，下列说法正确的是

A.当线圈平面与磁场垂直时，线圈中的电动势最大
B.线圈中的电动势最大值为 ${ \sqrt { 2 } } B L ^ { 2 } \omega$
C. 从图示位置开始计时，线圈中的电动势e随时间t变化的关系式为 $e = B L ^ { 2 } \omega \sin \omega t$
D.线圈转动过程中电阻R的功率为 $\frac { B ^ { 2 } L ^ { 4 } \omega ^ { 2 } } { 2 R k ^ { 2 } }$

6.如图甲所示，倾角为 $3 7 ^ { \circ }$ 的光滑斜面体放置在光滑水平面上，与斜面平行的轻弹簧上端固定在斜面上，下端连接质量为1.5kg的小球(视为质点)。现对斜面体施加一水平向右的推力F，测得推力F的大小随弹簧的形变量x的变化规律如图 $\boldsymbol { \mathsf { Z } }$ 所示(取弹赞伸长为正，压缩为负），整个过程不超过弹簧的弹性限度，取重力加速度 $g = 1 0 \ m / s ^ { 2 }$ , sin $3 7 ^ { \circ } = 0 . 6 , \cos 3 7 ^ { \circ } = 0 . 8$ 下列说法正确的是

A.轻弹簧的劲度系数为 $3 ~ \mathrm { N / m }$
B. 斜面体的质量为4.5kg
C.轻弹簧的形变量为0时，斜面体的加速度大小为6 $\scriptstyle \mathbf { m } / \mathbf { s } ^ { 2 }$
D.轻弹簧压缩10 cm时，小球单位时间内的速度增加量为 $1 0 \ m / s$

7.如图所示，正方形ABCD四个顶点固定四个等量点电荷，其中A、B处电荷带正电，C、D处电荷带负电，E、F、G、H分别为正方形四个边的中点，O为正方形的中心，下列说法正确的是

物理试题

第3页(共8页)

A.O点的合场强为零，E、G两点的合场强方向均为水平向左
B.G点的合场强一定大于E点的合场强
C.G点电势比H点电势高，将电子从G点沿直线移动到H点，电场力做负功
D.将一带正电的试探电荷从E点沿直线移动到F点，试探电荷的电势能一直增大

二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8. 一定质量的理想气体经历了A→B→C→D→A过程，β-V图像如图所示，其中CD的延长 $\boldsymbol { p } - \boldsymbol { V }$ 线经过坐标原点O，DA段为双曲线的一支。已知理想气体的内能与热力学温度成正比，下列说法正确的是

A.在A、B、C三个状态中，气体分子在状态C时的平均动能最大B.气体在状态 C 的内能是在状态A内能的 4 倍C. 在A→B→C→D→A整个过程中，气体对外界做功为零D.B→C过程中，容器壁单位时间单位面积内受到气体分子撞击的次数减少

9.预计在2025年1月16日将发生火星冲日现象，即火星、地球、太阳三者处于同一直线，地球处于太阳、火星之间，此时是观察火星的最佳时间。已知地球到太阳距离为1个天文单位，火星到太阳距离约为1.5个天文单位，太阳系目前已知的八大行星按距日由近及远依次为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。设火星和地球在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，如图所示，则下列说法正确的是

A.水星比火星更易发生冲日现象
B.火星绕太阳公转的周期约为1.8年
C. 上一次出现火星冲日现象是在2022年1月
D.地球绕太阳公转的加速度大小约为火星绕太阳公转加速度大小的2.25倍

10.如图所示，半径为d的金属圆形导轨固定在水平面内，金属圆形导轨内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小为 $B _ { \mathfrak { o } }$ ，长度为d、阻值为 $R _ { \mathfrak { o } }$ 的直导体棒 $a b$ 置于圆形导轨上，a端处于导轨圆心处，导体棒 $a b$ 绕过圆心的竖直轴 $O O ^ { \prime }$ 以角速度ω逆时针(从上向下看)匀速转动。两根足够长、相互平行且倾斜的光滑长直金属导轨PQ、MN与水平面的夹角为θ,导轨的间距为 2d，顶端P 点通过开关 $\mathsf { S } _ { 1 }$ 与圆形导轨相连，M点通过导线和竖直金属轴与a点接触，倾斜导轨处于垂直导轨平面向下的匀强磁场中，两导轨通过开关 ${ \sf S } _ { z }$ 接入阻值为 $4 R _ { 0 }$ 的电阻R。闭合开关 $\mathsf { S } _ { \mathsf { I } }$ 、断开开关 ${ \sf S } _ { ? }$ ,质量为m、长度为2d、阻值为 $2 R _ { \circ }$ 的导体榨$c d$ 恰好静止在倾斜导轨PQ、MN上，导体棒始终与导轨接触良好且导轨PQ、MN足够长。重力加速度为 $^ { g }$ ，下列说法正确的是

物理试题

★ 第4页(共8页)

A. 导体棒 a 端的电势高于b 端的电势B.倾斜导轨所在处匀强磁场的磁感应强度大小为 $\frac { 3 m g R _ { 0 } \sin \theta } { B _ { 0 } \omega d ^ { 3 } }$ C. 断开开关 $\mathsf { S } _ { 1 }$ 、闭合开关 ${ \mathsf S } _ { 2 }$ ，导体棒cd先做加速度减小的加速运动，再做匀速运动D.断开开关 $\mathsf { S } _ { \mathsf { I } }$ 、闭合开关 ${ \mathsf S } _ { 2 }$ ，导体棒cd所受重力的最大功率为 $\frac { B _ { \circ } ^ { 2 } \omega ^ { 2 } d ^ { 4 } } { 6 R _ { \circ } }$

三、非选择题：本题共5小题，共54分。

11.(8分)某同学做观察电容器充、放电并估测电容器的电容实验，采用8V的稳压直流电源、单刀双掷开关、电流传感器(与电脑相连，能描绘出电流i随时间t变化的图线)、定值电阻和导线若干，连成如图甲所示的电路。

(1)下列说法正确的是 (填正确答案标号)。A.单刀双掷开关S掷向1端，电容器放电B.先将S掷向1端，然后掷向2端，电容器电容先增大后减小C.电容器带电时，两个极板只有一个板上有电荷D.电容器充电时，与电源正极相连的极板带正电

(2)用8V的稳压直流电源对电容器先充满电，后电容器放电，电脑屏幕上显示出电容器在放电过程中电流随时间变化的i -l曲线如图乙所示，根据图像可估算出1 s 到4 s 内曲线下包含的小格的个数大约为40个，根据图像估算出释放的电荷量为 C(结果保留两位有效数字)。

物理试题

★ 第5页(共8页)

(3)根据前面的信息，计算出电容器的电容为 F(结果保留一位有效数字)。

(4)如果不改变电路其他参数，只减小电阻R，放电时i-曲线与横轴所围成的面积将(填“增大”“不变”或“变小”)；放电时间将 (填“变长”“不变”或“变短”)。

12.(8分)某实验小组的同学利用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，一根长度为L、不可伸长的轻绳一端连接固定在铁架台上的拉力传感器，另一端连接小钢球，自然下垂时小钢球刚好位于光电门处。在铁架台上固定一角度测量仪(0刻度线水平)，使轻绳的上端和角度测量仪的圆心重合。已知轻绳的长度远大于小钢球的半径，重力加速度为g。

(1)实验小组的同学用螺旋测微器测量小钢球的直径d，如图乙所示，该小钢球的直径 $d =$ mm。

(2)小组同学先将小钢球拉离最低点一个角度，由静止释放小钢球，使小钢球在角度测量仪0刻度线下方摆动，由角度测量仪读取轻绳与水平方向的夹角θ，由光电计时器记录小钢球的挡光时间t，多次改变角度重复实验。若该过程小钢球的机械能守恒，则满足(用题中所给的物理量符号表示)。

(3)小组同学再给小钢球一水平向左适当大小的初速度，使小钢球摆动到角度测量仪0刻度线上方，由光电计时器记录小球的挡光时间t，由角度测量仪读取拉力传感器示数为0时的角度α，改变小钢球的初速度大小，重复上述过程。通过记录的实验数据，以 $\frac { 1 } { t ^ { 2 } }$ 为纵轴，欲将图线拟合成一条直线，应以 (填“sin α”“cos α”或 $" \tan \alpha ^ { \prime \prime } )$ 为横轴，若该过程小钢球的机械能守恒，则图线的斜率k= (用题中所给的物理量符号表示)。

物理试题

第6页(共8页)

13.(9分)图甲为一列沿x轴方向传播的简谐横波在 $\iota = 0$ 时刻的波形图，质点a的位移为15 cm,b 是平衡位置为 $x = 2 \mathrm { ~ m ~ }$ 处的质点，图乙为质点6的振动图像，请回答下列问题：

(1)判断这列波的传播方向并求波速；

(2)推导坐标原点O处质点做简谐运动的表达式；

(3)从 $\iota = 0$ 开始计时， $\iota = 3 2 \ s$ 时质点 a的位移和经过 32 s 质点b通过的路程。

14.(13分)如图所示，在平面直角坐标系 $x O y$ 的第二象限中，存在以A、C连线为界的匀强电场和匀强磁场，AC以及上方存在斜向右上方的匀强电场，方向与x轴的夹角 $\theta = 3 7 ^ { \circ }$ AC下方和第一象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m、电荷量为q的带正电粒子a从x轴上的A点由静止释放，经电场加速后从y轴上的C点进入匀强磁场，此时粒子a 的速度大小为 $_ { v _ { 0 } , O }$ 点到C点的距离为L。质量为m的不带电粒子b静止在x轴上的D点，粒子a在D点沿x轴负方向与粒子b碰撞，粒子a的一半电荷量转移给粒子b，碰撞后粒子a在磁场中运动时恰好再次经过C点。碰撞时间极短，不计粒子重力及碰撞后粒子间的相互作用，忽略电场和磁场的边缘效应。求：

(1)第二象限内电场强度E的大小；

(2)第一象限内磁感应强度B的大小和D点的位置坐标；

(3)从粒子a 由静止释放到第二次经过C点的时间。

物理试题

★ 第7页(共8页)