2024届吉林省长春市高三上学期质量监测物理试题（一）(含答案)

这是一份2024届吉林省长春市高三上学期质量监测物理试题（一）(含答案)，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1、自然界中的碳主要是碳12，也有少量的碳14。碳14具有放射性，能够自发地进行β衰变而变成氮，碳14的半衰期为5730年。在考古和经济建设中可用碳14测定年代。以下说法正确的是( )
A.β射线是一种穿透能力极强的高频电磁波
B.碳14的衰变方程为
C.当环境温度变化时，碳14的半衰期会发生改变，从而影响年代测定的结果
D.100个碳14原子核经过11460年一定还剩下25个
2、单位可表示为J/A的物理量是( )
A.电场强度B.电势C.磁感应强度D.磁通量
3、如图，质量为m的光滑球体夹在竖直墙壁和斜面体之间，斜面体质量为2m，倾角，设斜面体与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若斜面体恰好不滑动，则斜面体与水平地面间的动摩擦因数μ为（，）( )
A.B.C.D.
4、2023年9月21日下午，“天宫课堂”第四课中神舟十六号三位宇航员景海鹏、朱杨柱、桂海潮通过精彩的实验面向全国青少年进行太空科普授课。其中一个情境为动量守恒演示实验：质量为500g的大钢球A静止悬浮在空中，宇航员用手推出质量为100g的小钢球B，使它以一定的初速度水平向左撞向大钢球A，撞后小钢球B水平向右运动，大钢球A水平向左运动，如图所示。已知后面的背景板上小方格的边长为10cm，为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒，除了以上给出的实验数据外，还需要测量的物理量是( )
A.两个钢球的直径
B.两个钢球的碰撞时间
C.手对小钢球B推力的冲量
D.两钢球碰撞前后各自运动的距离和对应时间
5、排球比赛中球内标准气压为。某次比赛时环境大气压强为，一排球内气体压强为，球内气体体积为5L。为使该排球内的气压达到比赛用的标准气压，需用充气筒给排球充气，已知充气筒每次能将环境中0.23L的空气充入排球，充气过程中排球体积和气体温度的变化均可忽略不计，气体视为理想气体，则需要充气的次数至少为( )
A.9次B.7次C.5次D.4次
6、同一均匀介质中，位于和处的两个波源沿y轴振动，形成了两列相向传播的简谐横波a和b，a波沿x轴正方向传播，b波沿x轴负方向传播。在时两波源间的波形如图所示，A、B为介质中的两个质点，a波的波速为2m/s，则( )
A.b波的周期为0.1s
B.A质点开始振动时沿y轴正方向运动
C.时，B质点位于最大位移处
D.当两列波都传到A质点后，A质点的振动加强
7、如图，在光滑水平桌面上有一边长为l、电阻为R的正方形导线框，在导线框右侧有一宽度为d（）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的左、右边框平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动并穿过磁场，在穿过磁场区域过程中，下列描述该过程的（速度—位移）图象中，可能正确的是( )
A.B.
C.D.
二、多选题
8、2020年12月17日，“嫦娥五号”首次地外天体采样返回任务圆满完成。在采样返回过程中，“嫦娥五号”要面对取样、上升、对接和高速再入等四个主要技术难题，要进行多次变轨飞行。图为“嫦娥五号”绕月球飞行的三条轨道示意图，轨道1是贴近月球表面的圆形轨道，轨道2和轨道3是变轨后的椭圆轨道，并且都与轨道1相切于A点。A点是轨道2的近月点，B点是轨道2的远月点。不计变轨中“嫦娥五号”质量的变化，不考虑其它天体的影响，下列说法中正确的是( )
A.“嫦娥五号”在轨道2上运行过程中，经过A点时的加速度大于经过B点时的加速度
B.“嫦娥五号”从轨道1进入轨道2需要在A点火加速
C.“嫦娥五号”在轨道2上运行过程中，经过A点时的机械能大于经过B点时的机械能
D.“嫦娥五号”在轨道3上运行过程中所受到的万有引力始终不做功
9、甲、乙两物体沿x轴做匀变速直线运动的位置一时间图象如图所示，两图线相切于A点，其坐标为（2.0s，4.0m）。已知甲物体的初速度为零，乙物体的加速度大小为。两物体均可视为质点，下列说法正确的是( )
A.乙物体的初速度大小为8m/s
B.甲、乙两物体的加速度方向相同
C.时，甲、乙两物体的速度大小均为4.0m/s
D.乙物体的初始位置坐标为-8m
10、已知一个均匀带电球壳在球壳内部产生的电场强度处处为零，在球壳外部产生的电场与一个位于球壳球心、带相同电荷量的点电荷产生的电场相同。有一个电荷量为、半径为R、电荷均匀分布的实心球体，其球心为O点。现从该球体内部挖去一个半径为的实心小球，如图所示，挖去小球后，不改变剩余部分的电荷分布，点与点关于O点对称。由以上条件可以计算出挖去实心小球后，点的电场强度、点的电场强度的大小分别为( )
A.B.C.D.
三、实验题
11、物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验器材、实验操作、数据分析等。
（1）用电压表（内阻约为）和电流表（内阻为）测量一个电阻的阻值（约为）。为了尽量提高测量精度，应该选择的测量电路是图（a）中的______（选填“甲”或“乙”）。
（2）用多用电表测量一阻值约为电阻时，所用电表表盘如图（b）所示。请选出正确的实验操作步骤并排序______（填各实验步骤前的标号）。
A.将选择开关旋转到“×1k”位置
B.将选择开关旋转到“×100”位置
C.将选择开关旋转到OFF位置
D.将两表笔接触待测电阻两端，测出其阻值后随即断开
E.将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向电阻的零刻度线位置
（3）图（c）是“测量电源的电动势和内阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论如何改变滑动变阻器滑片的位置，电压表示数均不变且不为零，电流表示数始终为零。为查找故障，在其它连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，可判断出______（填正确答案标号）。
A.导线ab断路B.滑动变阻器断路C.导线cd断路D.滑动变阻器短路
12、某同学利用图甲所示的装置研究小车匀变速直线运动规律，实验时将电磁打点计时器接在周期的交流电源上，实验中得到一条纸带如图乙所示。
（1）本实验中不必要的措施是_____（多选）。
A.细线必须与长木板平行
B.先接通电源再释放小车
C.必须要将木板倾斜一定角度以平衡小车所受的阻力
D.悬挂的钩码质量必须远小于小车质量
（2）图乙纸带上的A、B、C、D、E、F、G为依次选取的计数点（每相邻两个计数点间还有四个点未画出），则打下B点时小车的瞬时速度_____；充分利用图乙纸带中的数据以减小误差，小车加速度的计算式应为_____。（用周期T及图乙中的物理量表示）
（3）如果当时电网中交变电流的频率是51Hz，而做实验的同学并不知道，那么该同学测得的加速度与真实值相比_____（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
四、计算题
13、如图，质量的一只长方体形空箱子在水平拉力F作用下沿水平面向右匀加速直线运动，箱子与水平面间的动摩擦因数。这时箱子内一个质量的物块恰好能静止在后壁上。物块与箱子内壁间的动摩擦因数。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取。求：
（1）箱子对物块弹力的大小；
（2）水平拉力F的大小。
14、一种测定电子比荷的实验装置如图所示。真空玻璃管内阴极K发出的电子经阳极A与阴极K之间的高压加速后，形成一细束电子流，以平行于平板电容器极板的速度进入两极板C、D间的区域，若两极板C、D间无电压，电子将打在荧光屏上的O点，若在两极板间施加电压U，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的P点；若在极板间再施加一个方向垂直于纸面、磁感应强度为B的匀强磁场，则电子在荧光屏上产生的光点又回到O点。该装置中C、D极板的长度为，间距为d，极板区的中点M到荧光屏中点O的距离为，P点到O点的距离为h。
（1）判断所加磁场的方向；
（2）求电子经高压加速后的速度大小v；
（3）求电子的比荷。
15、如图，由薄壁圆管构成的圆形轨道竖直固定在水平地面上，轨道半径，远大于圆管内径，轨道底端分别与两侧的水平直轨道相切。质量，直径略小于圆管内径的光滑小球A以速度向右运动，与静止在直轨道P处的小滑块B发生弹性碰撞，碰后球A的速度反向，且经过圆轨道最高点Q时恰好对轨道无作用力。P点右侧由多段粗糙轨道、光滑轨道交替排列组成，每段轨道长度均为，紧邻P点的第一段轨道为粗糙轨道，滑块B与各粗糙轨道间的动摩擦因数均为，重力加速度g取。求：
（1）碰撞后瞬间小球A速度的大小；
（2）滑块B的质量和碰撞后瞬间滑块B速度的大小；
（3）碰撞后滑块B运动的路程。
参考答案
1、答案：B
解析：A.β射线是衰变中产生的电子，是原子核中的一个中子转化而来的，不是来源于原子内层电子，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，故A错误；
B.碳14能够自发地进行β衰变而变成氮，其核反应方程为
故B正确；
C.放射性元素的半衰期是由原子核内部自身因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，故C错误；
D.半衰期是大量原子核的统计学规律，对于少量原子核不成立，故D错误。
故选B。
2、答案：D
解析：根据公式
，
可得，
联立可得
即
可知为磁通量的单位。
故选D。
3、答案：A
解析：设摩擦因数为μ，对整体受力分析如图所示

斜面体与地面间的最大静摩擦力为
对球体受力分析如图所示
则
由以上可知斜面体与地面间的最大静摩擦力
联立解得
故选A。
4、答案：D
解析：根据动量守恒定律可知
为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒，除了以上给出的实验数据外，还需要测量的物理量是时间，可利用两钢球运动的距离和对应时间解得速度。
故选D。
5、答案：C
解析：设至少充n次才能使球内气体的压强达到，赛前球内气体压强为，体积为，每次充入气体的压强为，体积为；
根据一定质量理想气体状态方程“分态式”可得
代入数据解得
次
所以赛前至少充气的次数为5次。
故选C。
6、答案：C
解析：A.由题知，简谐横波a和b在同一均匀介质中，则
再由题图可知
则根据得
故A错误；
B.由于，且由题图可看出时A质点距a波最近，则a波先传播到质点A，则A质点开始振动时沿y轴负方向运动，故B错误；
C.由于质点B距离a波和b波均为0.2m，则经过0.1s质点B开始振动，则时，质点B振动了0.15s即，由于B质点的起振方向向下，则B质点运动到波峰，即最大位移处，故C正确；
D.由题图可知时A质点距a波波源0.5m，距b波波源0.7m，则A质点到两波源的波程差为
则A质点的振动减弱，故D错误。
故选C。
7、答案：B
解析：线圈进入磁场时，设某时刻进入磁场的距离为x，此时线圈的速度为v，则由动量定理
其中
则
当完全进入磁场后，不受到安培力，所以做匀速直线运动，当出磁场时，速度v与位移x的关系与进入磁场相似。
故选B。
8、答案：AB
解析：A.根据万有引力提供向心力得
解得
“嫦娥五号”探测器在轨道2上运动过程中，因为轨道2上的B点的r大于A点的r，故探测器在轨道2经过A点时的加速度大于经过B点时的加速度，故A正确；
B.“嫦娥五号”从轨道1进入轨道2需要在A点火加速，故B正确；
C.“嫦娥五号”在轨道2上运行过程中只有万有引力做功，机械能守恒，故C错误；
D.“嫦娥五号”在轨道3上运行过程中，从近月点到远月点万有引力做负功，从远月点到近月点万有引力做正功，故D错误。
故选AB。
9、答案：ACD
解析：ABC.由图可知甲做匀减速直线运动，乙做匀减速直线运动，所以甲、乙两物体的加速度方向相反，甲物体做初速度为零的匀加速直线运动，根据匀变速运动规律，有
利用A点坐标（2.0s，4.0m）知0-2s内，甲物体通过的位移为，可求得甲的加速度为
设乙物体的初速度为，两图象相切于A点，即此刻两者速度相等，有
解得乙物体的初速度为
，
故AC正确，B错误；
D.设时刻，乙物体位置在处，从0到2s内其位移关系为
解得
故D正确。
故选ACD。
10、答案：BC
解析：CD.没有挖去之前，点的电场强度是以O为圆心，以为半径的球体的电荷产生的，则有
由于电荷均匀分布，则有
解得
上述电场强度等于挖去部分与剩余部分的电场强度的矢量和，挖去部分的半径与上述以为半径的球体的电荷量相等，则剩余部分在点的电场强度为
解得
故C正确，D错误；
AB.没有挖去之前，点的电场强度是以O为圆心，以为半径的球体的电荷产生的，该球体半径等于，该球体所带电荷量与以为半径的球体的电荷相等，根据上述可知，没有挖去之前点的电场强度与没有挖去之前点的电场强度大小相等，等于
由于均匀带电球壳在球壳内部产生的电场强度处处为零，则挖去部分的电荷量在点的电场强度为0，即剩余部分的电场强度等于
解得
故A错误，B正确。
故选BC。
11、答案：（1）乙（2）AEDC（3）C
解析：（1）由于题中电流表内阻已知，故采用电流表的内接法可以减小误差，应选测量电路是图中的乙；
（2）正确使用欧姆表的步骤为：先将选择开关置于“×1k”位置，然后将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向欧姆“0”刻度，然后将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开，最后将选择开关置于“OFF”位置，故正确的操作顺序为：AEDC；
（3）同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始终没有示数，说明在电路中有断路的地方。在其他连接不变的情况下，他将电压表连接a位置的导线端分别试触b、c、d三个位置，发现试触b、c时，电压表有示数；试触d时，电压表没有示数，则说明导线cd断路。
故选C。
12、答案：（1）CD（2）；（3）偏小
解析：（1）A.细线必须与长木板平行，选项A正确，不符合题意；
B.先接通电源再释放小车，选项B正确，不符合题意；
CD.该实验只需小车能做加速运动即可，不需要平衡小车所受的阻力，也不需要悬挂的钩码质量必须远小于小车质量，选项CD错误，符合题意；
故选CD。
（2）打下B点时小车的瞬时速度
小车加速度的计算式应为
（3）如果当时电网中交变电流的频率是51Hz，则打点周期偏小，而做实验的同学并不知道，仍用0.02s计算，根据，那么该同学测得的加速度与真实值相比偏小。
13、答案：（1）（2）
解析：（1）根据题意可知，物块恰不下滑，则由平衡条件可得
物块随箱子向右做匀加速运动，则可知物块与箱子的加速度相同，设为a，箱子对物块的支持力为，则
解得，箱子对物块的支持力为
（2）对物块由牛顿第二定律可得
解得
对箱子，由牛顿第二定律可得
解得
14、答案：（1）垂直于纸面向外；
（2）
（3）
解析：（1）加上磁场B后，荧光屏上的光点重新回到O点，可知电子受到电场力和洛伦兹力平衡，电场力方向竖直向下，则洛伦兹力竖直向上，故根据左手定则可得出磁场方向垂直于纸面向外。
（2）电子受到电场力和洛伦兹力平衡，有
又有
联立解得，电子射入偏转电场的速度
（3）电子在极板区域运行的时间
在电场中的偏转位移
电子离开极板区域时，沿垂直极板方向的末速度
设电子离开极板区域后，电子到达光屏P点所需的时间为，则有
电子离开电场后在垂直极板方向的位移
P点离开O点的距离等于电子在垂直极板方向的总位移
联立解得
15、答案：（1）（2），（3）
解析：（1）设碰撞后瞬间小球A速度的大小为，碰后小球A经过圆轨道最高点Q时恰好对轨道无作用力，根据牛顿第二定律有
根据能量守恒定律有
解得
（2）小球A与小滑块B发生弹性碰撞，规定向右为正方形，根据动量守恒定律及能量守恒定律有
解得，
（3）碰后对小滑块B根据功能关系可知
解得
每段轨道长度均为，则
可知共经历了31段粗糙轨道和光滑轨道，最终停在第32段粗糙轨道上，运动的总位移为