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高三物理開學考
一、單項選擇題:本題共7小題，每小題4分，共28分。每小題只有一個選項符合題目要求。
1. 在物理學發展過程中，很多物理學家都作出了杰出貢獻。下列說法正確的是（ ）
A. 愛因斯坦提出的光子說成功解釋了光電效應現象
B. 康普頓提出的物質波假說揭示了實物粒子也具有波動性
C. 湯姆孫發現電子并測出電子電荷量
D. 牛頓發現萬有引力定律并測出引力常量
2. 對于下列四幅圖的說法，正確的是（　　）
A. 圖1為用通電的烙鐵觸及薄板，薄板上的蜂蠟熔化成圓形區域，說明該薄板在傳導熱量上具有各向異性
B. 圖2為墨汁在水中擴散，表明分子在做永不停息的無規則運動
C. 圖3為布朗運動產生原因的示意圖，溫度越低，布朗運動越明顯
D. 圖4為密閉容器中氣體在不同溫度下的氣體分子速率分布圖，T1大于T2，且T1對應圖像與坐標軸包圍的面積大于T2對應圖像與坐標軸包圍的面積
3. 如圖所示，電水壺中裝有溫度為0℃的水，現對水加熱使其溫度從0℃上升到4℃，此過程中水的體積隨著溫度的升高反而減小，這種現象稱為“反常膨脹”。在水“反常膨脹”的過程中，體積雖然減小，但所有水分子間的總勢能是增大的，關于此過程，下列說法正確的是（ ）
A. 每個水分子的動能均增加
B. 分子力對水分子做正功
C. 整壺水的內能增加
D. 水溫從0℃上升到4℃，這說明熱量可以自發地從低溫物體傳到高溫物體
4. 2025年3月，我國新一代人造太陽“中國環流三號”實現原子核溫度1.17億度、電子溫度1.6億度的“雙億度”突破，將人類向“能源自由”的終極目標推進了一大步。人造太陽利用氘核與氚核聚變反應釋放能量，核反應方程為，真空中光速為c。關于人造太陽裝置及核聚變相關原理，下列說法正確的是（ ）
A. X為質子
B. 的比結合能大于的比結合能
C. 中國環流三號產生的能量主要來源于氫原子被加速后獲得的動能
D. 若某次聚變反應釋放的能量為ΔE，則虧損的質量為
5. 電容器充放電的電路圖如圖1所示，已知電容為C的電容器的最大帶電量為q，兩平行板的間距為d，電容器儲存電能的表達式為。畫出電容器的電壓與帶電量之間的關系圖像如圖2所示，下列說法正確的是（ ）
A. 兩極板間的電場強度最大為
B. 圖2的斜率為C
C. 對圖2，圖線與橫軸所圍成的面積等于電容器所儲存電能的一半
D. 電容器所儲存的最大電能為
6. 2025年3月國內首款碳—14核電池原型機“燭龍一號”研制成功，該電池利用碳—14衰變釋放的能量發電。由于碳—14半衰期為5730年，該電池具有超乎尋常的使用壽命，制備碳—14的核反應方程：，碳—14的衰變方程：。下列說法正確的是（　　）
A. X為電子，Y為質子
B. Y是由碳—14核內的中子轉化而來
C. 若核電池中的碳—14半數發生衰變就不能正常供電，則該電池的使用壽命約為2865年
D. 若在月球上使用該電池，環境溫度變化太大會影響衰變釋放能量，進而影響其穩定性
7. 某同學為了研究瞬間沖量，設計了如圖所示的實驗裝置。將內徑為d的圓環水平固定在離地面一定高度的鐵架臺上，在圓環上放置直徑為1.5d，質量為m的薄圓板，板上放質量為2m的物塊，圓板中心，物塊均在環的中心軸線上。對圓板施加指向圓心的瞬間沖量I，物塊與圓板間摩擦因數為μ，不計圓板與圓環之間的摩擦力，重力加速度為g，不考慮圓板翻轉，以下說法正確的是（　　）
A. 若物塊可以從圓板滑落，則沖量I越大，物塊與圓板相對滑動的位移越大
B. 若物塊可以從圓板滑落，則沖量I越大，物塊離開圓板時的速度越大
C. 當沖量時，物塊一定會從圓板上掉落
D. 當沖量時，物塊一定會從圓板上掉落
二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全都選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。
8. 6G通信技術有望在未來引領新的通信變革，相較于5G，它有著更卓越的性能提升。已知5G網絡通信技術采用3.3GHz-5GHz頻段的電磁波，而6G網絡預計將使用太赫茲頻段的電磁波。以下關于5G和6G的說法正確的是（　　）
A. 6G信號是橫波，5G信號是縱波
B. 6G信號的光子能量比5G信號的光子能量大
C. 相同情況下6G信號衍射現象比5G信號衍射現象更明顯
D. 6G信號和5G信號相遇不會發生干涉現象
9. 如圖所示，形光滑金屬導軌水平固定，導軌之間存在豎直方向的勻強磁場（未畫出）。使不同的導體棒在導軌上均經歷I、II兩個運動過程，過程I：在外力作用下使金屬棒向右勻速運動時間；過程II：時刻立即撤去外力，直至導體棒停止運動。已知導軌足夠長，不計導軌電阻，設過程I與過程II中通過導體棒截面的電荷量分別為、，則下列說法正確的是（　　）
A. 若導體棒電阻相同，則與導體棒勻速運動時的動能成正比
B. 若導體棒電阻相同，則與導體棒勻速運動時的動能成反比
C. 若導體棒勻速運動時動能相同，則與導體棒的電阻成正比
D. 若導體棒勻速運動時動能相同，則與導體棒的電阻成反比
10. 如圖，水平放置的導熱汽缸被一可自由滑動的光滑絕熱活塞分成A、B兩部分。初始時，A、B的壓強均為，體積比為，環境溫度為。現通過兩種方式改變A、B兩部分的體積，第一種方式是通過A汽缸中的加熱絲對A中氣體緩慢加熱，B中氣體保持溫度不變；第二種方式是通過B汽缸壁的閥門把B中氣體緩慢往外抽氣；兩種方式均使A、B的體積比變為。以下說法正確的是（　　）
A. 兩種方式末狀態A中氣體的壓強相等
B. 第一種方式，末狀態A中氣體的溫度為
C. 第二種方式，抽出氣體的質量與原來B中氣體質量的比值為
D. 第二種方式，抽出氣體的質量與原來B中氣體質量的比值為
三、非選擇題：本題共5小題，共54分。
11. 我國科學家在重離子加速器上開展的實驗中發現，靜止的鎂核（）放出兩個質子后變成氖核（Ne），并放出射線，核反應方程為，氖核的速度大小為，質子的速度大小為，若質子和光子的運動方向相同。已知氖核、質子的質量分別為、，則氖核的質量數A=________；電荷數Z=_________；氖核物質波波長_________。若放出的氖核和質子均垂直射入某勻強磁場中，則氖核和質子在磁場中做圓周運動的半徑之比為_________（、、、表示）。已知普朗克常量為，不考慮相對論效應。
12. 某實驗小組用圖甲所示裝置探究氣體等溫變化的規律，壓力表通過塑料管與注射器相連，由注射器壁上的刻度可以讀出氣體的體積，由壓力表顯示壓強值，將和的多組數據輸入計算機作出圖像，就可以判斷與的關系。請回答下列問題：
（1）下列實驗操作正確的是_________。
A. 在柱塞與注射器壁間涂上潤滑油以減小摩擦
B. 快速推動柱塞以避免氣體與外界發生熱交換
C. 推動柱塞時，用手握住注射器以使裝置更穩定
（2）第一組同學得到如圖乙所示的圖像，為進一步探究氣體等溫變化的規律，且使圖像呈直線，應該作出_________（選填“”或“”）圖像。
（3）第二、三兩個小組在不同溫度下用同一裝置進行了實驗（封閉氣體質量相同），并在相同坐標標度下作出了（2）問中的圖像，如圖丙所示。兩組同學注射器內的氣體溫度分別為和，由圖像可知____（選填“>”“=”或“<”）；圖線2向下彎曲的原因可能是________。
A、實驗過程中漏出了部分氣體
B、實驗過程中氣體溫度降低
C、實驗過程中氣體溫度升高
13. 2022年10月19日下午，中國新一代“人造太陽”裝置（HL-2M等離子體電流突破100萬安培（1兆安），創造了中國可控核聚變裝置運行新紀錄，標志著我國核聚變研發距離聚變點火邁進重要一步，躋身國際第一方陣，技術水平居國際前列。“人造太陽”主要是將氘核聚變反應釋放的能量用來發電。已知氘核的質量為，中子的質量為，核的質量為。兩個速率相等的氘核對心碰撞聚變成并放出一個中子，已知質量虧損為時，釋放的能量為，除了計算質量虧損外，核的質量可以認為是中子的3倍。
（1）寫出該核反應方程。
（2）該核反應釋放核能為多少？（結果保留三位有效數字）
（3）若兩個氘核以相同的動能正碰而發生核聚變，同時釋放出一對向相反方向運動的光子，每個光子的能量為，求生成的核的動能。（結果保留兩位有效數字）
14. 半徑為R的半球形玻璃磚ABC放在一水平桌面上，側面圖如圖所示，AB邊為直徑，O點為球心，D為OB上的一點、P為CO延長線上的一點。當一束光線從C點沿CD傳到D點時，其折射光線與反射光線恰好垂直；當該束光線改從桌面上的E點平行CO射向玻璃磚，通過玻璃磚從D點射出，其折射光線剛好經過P點。已知光在真空中的傳播速度為c，OD間的距離為，PO間的距離為。求：
（1）玻璃磚的折射率n；
（2）E點到C點的距離L和光由E點經玻璃磚到達P點的時間t。
15. 如圖所示，、是兩條固定在絕緣水平面內阻值可忽略、間距為的光滑平行金屬導軌，導軌上放置著質量為的絕緣棒。水平導軌左端與一彎曲的光滑導軌平滑連接（彎曲軌道電阻不計），彎曲軌道上端接有一阻值為的電阻，水平導軌所在區域存在磁感應強度大小為、方向豎直向上的勻強磁場。將一阻值為、質量為的導體棒從彎曲軌道上距離水平導軌高為處由靜止釋放，經過一段時間后兩棒發生彈性碰撞，絕緣棒從導軌右側水平飛出后，恰好落在水平地面上的線上。水平導軌與水平地面之間的高度差為，直線與直線之間的水平距離為，重力加速度為，棒、始終與導軌垂直且接觸良好，不計空氣阻力。求：
（1）兩棒碰撞后瞬間各自的速度大小；
（2）兩棒碰撞前，導體棒在水平導軌上運動的位移大小；
（3）兩棒碰撞前，電阻上產生的焦耳熱。
ABCBD BD 8BD 9AD 10BD
11 ①. 20 ②. 10 ③. ④.
12（1）A （2）
（3） ①. > ②. AB##BA
13（1）核反應過程滿足質量數和電荷數守恒，該核反應的反應方程式為
（2）該核反應的質量虧損
Δm=(2×2.013 6－1.008 7－3.015 0)u=0.0035 u
該核反應釋放的核能
ΔE=0.0035×931.5 MeV≈3.26 MeV
（3）兩個氘核正碰而發生核聚變過程，滿足動量守恒，設中子的質量為m，中子的速度大小為v1，核的質量為3m，核的速度大小為v2，一個光子能量E0=0.5Mev，由于碰撞前的總動量為零，則有
mv1=3mv2
根據能量守恒可得
=ΔE+2Ek－2E0=2.96 MeV
聯立解得生成的核的動能為
=0.74MeV
14（1）根據題意畫出其光路圖如圖所示
則
解得
因在D點折射光線與反射光線垂直，由幾何關系有
由折射定律得
（2）光線改從桌面上的E點平行CO射向玻璃磚，其光路圖如圖所示
由幾何關系得
解得
所以
則由折射定律，計算可得
由正弦定理得
解得
所以
三角形為等腰三角形
由幾何關系得,，
由得光在玻璃磚傳播速度
光由E點經玻璃磚到達P點的時間
15【1詳解】
兩棒碰撞后，絕緣棒先在水平導軌上做勻速直線運動，離開導軌后做平拋運動，設兩棒碰撞后瞬間各自的速度分別為和，由平拋運動規律得，
聯立各式解得
兩棒發生彈性碰撞時，由動量守恒定律和能量守恒定律得，
聯立各式解得，
【2詳解】
設導體棒剛進入水平導軌的速度為，由機械能守恒定律得，解得
導體棒切割磁感線時，有
導體棒所受安培力為
由動量定理得
即
解得
【3詳解】
兩棒碰撞前，回路中產生的總焦耳熱
電阻上產生的焦耳熱
解得

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