2024届江苏省南京市大厂高级中学高三上学期1月一模前热身训练 物理试题4（含解析）

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1．放射性同位素钍232经α、β衰衰变会生成氡，其衰变方程为。则下列说法中正确的是（ ）
A．衰变方程中
B．氡核的比结合能大于钍核的比结合能
C．钍核α衰变的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间
D．衰变后α粒子、β粒子与氡核的质量之和等于衰变前钍核的质量
2．如图所示，直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置﹣时间（x﹣t）图线．由图可知（ ）
A．在时刻t1，a车从后面追上b车
B．在时刻t2，a、b两车运动方向相反
C．在t1到t2这段时间内，b车的速率先增加后减少
D．在t1到t2这段时间内，b车的速率一直比a车的大
3．某探究小组在实验室用相同双缝干涉实验装置测量甲、乙两种单色光的波长时，发现甲光的相邻亮条纹间距大，乙光的相邻亮条纹间距小，若用这两种光分别照射同一金属板，且都能发生光电效应，以下说法正确的时（ ）
A．甲种单色光对应图2中的曲线B
B．乙种单色光光子的动量小
C．若想通过图1装置测得图2中的和，需使A极接电源正极，K极接电源的负极
D．若用甲乙两种单色光，对同一装置做单缝衍射实验，则甲种光更容易发生明显衍射现象
4．以下说法正确的是（ ）
A．用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响
B．用此装置“探究加速度与力和质量的关系”每次改变砝码及砝码盘总质量之后，需要重新平衡摩擦力
C．用此装置“探究功与速度变化的关系”实验时，不需要平衡小车运动中所受摩擦力的影响
D．在用此装置“探究加速度与力和质量的关系”时，应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量
5．如图所示，“羲和号”是我国首颗可24小时全天候对太阳进行观测的试验卫星，该卫星绕地球可视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面垂直。卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈（）。已知地球半径为R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g，则“羲和号”卫星运行的（ ）
A．线速度大于第一宇宙速度B．角速度小于地球同步卫星
C．向心加速度大于地球同步卫星D．轨道距地面高度为
6．将粗细不同、两端开口的玻璃毛细管插入装有某种液体的容器里，现象如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．容器中的液体可能是水银
B．若在“问天”太空舱中进行实验，仍然是较细毛细管中的液面更高
C．若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差相同
D．图中毛细管附着层内的液体分子密度大于液体内部
7．如图所示，电荷量为q的点电荷与均匀带电薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中A点的电场强度为0，静电力常量为k，则图中B点的电场强度为（ ）
B．0 C． D．
8．图甲为一列简谐横波在t=0.4s时刻的波形图，P、Q为该横波上的两个质点，它们的平衡位置坐标分别为xP=10m、xQ=15m，图乙为质点Q的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A．波速是25m/s，传播方向沿x轴负方向
B．t=0.6s时质点P传播到x=15m处
C．t=0.6s时质点P的速度最大且沿y轴正方向
D．质点P的振动方程为m
9．图甲为一玩具起重机的电路示意图，理想变压器的原副线圈匝数比为5:1。变压器原线圈中接入图乙所示的正弦交流电，电动机的内阻为5Ω，装置正常工作时，质量为2kg的物体恰好以0.25m/s的速度匀速上升，灯泡正常发光，电表均为理想电表，电流表的示数为2A，g取10m/s2。设电动机的输出功率全部用来提升物体，下列说法正确的是（ ）
A．原线圈输入电压的瞬时值表达式为
B．灯泡的功率为15W
C．电动机内阻消耗的热功率为5W
D．若电动机被卡住，灯泡会变亮
10．布雷顿循环由两个等压变化、两个绝热过程构成，其压强p和体积V的关系如图所示。如果将工作物质看作理想气体，则下列说法中正确的是（ ）
A．A到B过程，气体的内能在减小
B．状态B的温度低于状态C的温度
C．C到D过程，外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量
D．经过一个布雷顿循环，气体吸收的热量小于放出的热量
11．以初速度竖直向上抛出一质量为m的小物块，假定物块所受的空气阻力的大小与速率成正比，小物块经过时间落回原处。下列描述该物体的位移x、空气阻力大小f、物体所受合力大小F、物体的机械能E随时间t变化的关系图像中，可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
12．在“测量金属丝的电阻率”实验中，某同学用电流表和电压表测量一金属丝的电阻。
（1）该同学先用欧姆表“”挡粗测该金属丝的电阻，示数如图1所示，对应的读数是 。
（2）除电源（电动势3.0 V，内阻不计）、电压表（量程0 ~ 3 V，内阻约3 kΩ）、开关、导线若干外，还提供如下实验器材：
A．电流表（量程0 ~ 0.6 A，内阻约0.1 Ω）
B．电流表（量程0 ~ 3.0 A，内阻约0. 02 Ω）
C．滑动变阻器（最大阻值10 Ω，额定电流2 A）
D．滑动变阻器（最大阻值1 kΩ，额定电流0.5 A）
为了调节方便、测量准确，实验中电流表应选用 ，滑动变阻器应选用 。（选填实验器材前对应的字母）
（3）该同学测量金属丝两端的电压U和通过金属丝的电流I，得到多组数据，并在坐标图上标出，如图2所示。请作出该金属丝的U- I图线 ，根据图线得出该金属丝电阻R = Ω（结果保留小数点后两位）。
（4）用电流传感器测量通过定值电阻的电流，电流随时间变化的图线如图3所示。将定值电阻替换为小灯泡，电流随时间变化的图线如图4所示，请分析说明小灯泡的电流为什么随时间呈现这样的变化。( )
13．如图所示在绝热汽缸内，有一不计重力的绝热活塞封闭着一定质量的理想气体，开始时缸内气体温度为T1=300K，封闭气柱长为L1=9cm，活塞横截面积S=60cm²。现通过汽缸底部电阻丝给气体加热一段时间，此过程中气体吸热Q=28J，稳定后气体温度变为T2=400K。已知大气压强为p0=105Pa，活塞与汽缸间无摩擦，求：
（1）加热后封闭气柱的长度L2；
（2）此过程中气体内能的变化量∆U。

14．如图所示，半径为R的半圆形玻璃砖。OP距离，当从P点入射的光线与界面的夹角θ=30°时，光能够射到Q点（OQ连线垂直于界面OP）。已知真空中的光速为c，求：
（1）半圆形玻璃砖的折射率；
（2）光在玻璃砖中从P到Q经历的时间。
15．如图所示，木板B静止于光滑水平面上，质量MA=3 kg的物块A放在B的左端，另一质量m=1 kg的小球用长L=0.8 m的轻绳悬挂在固定点O。锁定木板B，将小球向左拉至轻绳呈水平状态并由静止释放小球，小球在最低点与A发生弹性正碰，碰撞时间极短，碰后A在B上滑动，恰好未从B的右端滑出。已知A、B间的动摩擦因数μ=0.2，物块与小球可视为质点，不计空气阻力，取重力加速度g=10 m/s2。
（1）求小球与A碰撞前瞬间绳上的拉力大小F；
（2）求B的长度x；
（3）若解除B的锁定，仍将小球拉到原处静止释放，为了使A在B表面的滑行距离能达到 ，求B的质量MB的范围。
16．如图所示，在直角坐标系中的y轴和x=10L的虚线之间以x轴为边界存在两个匀强磁场区域I、II，区域I磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外，区域II磁场方向垂直于纸面向里。一粒子加速器放置在y轴上，其出射口P点坐标为（0，L），其加速电压可调。质量为m、电荷量为q的粒子经加速器由静止加速后平行于x轴射入区域I，粒子重力忽略不计。
（1）调节加速电压，粒子恰好从O点射出磁场，求加速电压的大小U；
（2）若区域II磁感应强度大小为B，如果粒子恰好不从y轴射出，求粒子从P点射出后第二次经过x轴所用时间t；
（3）若区域II磁感应强度大小为，粒子恰好从坐标为（10L，L）的Q点平行于x轴射出磁场，求粒子在磁场中速度的大小。
参考答案：
1．B
【详解】A．α粒子为、β粒子为，根据质量数守恒有
解得
故A错误；
B．衰变过程释放能量，生成的氡核更稳定，比结合能大于钍核的比结合能，故B正确；
C．根据半衰期的定义，可知钍核的半衰期不等于其放出一个α粒子所经历的时间，故C错误；
D．α衰变释放核能，有质量亏损，故D错误。
故选B。
2．B
【分析】根据“直线a和曲线b分别是在平直公路上行驶的汽车a和b的位置﹣时间（x﹣t）图线”可知，本题考查位置﹣时间（x﹣t）图线，根据位置﹣时间（x﹣t）图线纵横坐标及斜率大小、方向的意义分析解答．
【详解】A、在时刻t1，a、b两车的位置坐标相同，开始a车的位移大于b车的位移，知b车从后面追上a车．故A错误；
B、在时刻t2，a车的位移增大，b车的位移减小，知两车运动方向相反．故B正确；
C、图线切线的斜率表示速度，在t1到t2这段时间内，b车图线斜率先减小后增大，则b车的速率先减小后增加．故C错误；
D、在t1到t2这段时间内，b图线的斜率不是一直大于a图线的斜率，所以b车的速率不是一直比a车大．故D错误．
故选B．
3．D
【详解】AB．甲光干涉条纹间距大说明甲光波长较长，频率低，使同一金属板发生光电效应时，甲光对应的最大初动能小，所以遏止电压小，甲光应对应曲线C，据可知甲光的动量小，故AB错误；
C．图2中所示电压为遇止电压，在光电管两端应加反向电压，A极板应接电源负极，K极板应接正极，故C错误；
D．波长越长的光，对同一障碍物衍射现象越明显，甲光的更容易发生明显衍射现象，故D正确。
故选D。
4．D
【详解】A．用此装置用来“研究匀变速直线运动”时，不用消除小车和木板间的摩擦阻力的影响，故A错误；
B．用此装置“探究加速度与力和质量的关系”每次改变砝码及砝码盘总质量之后，不需要重新平衡摩擦力，故B错误；
C．用此装置“探究功与速度变化的关系”实验时，需要平衡小车运动中所受摩擦力的影响，使小车受到的合力即为绳子的拉力。故C错误；
D．在用此装置“探究加速度与力和质量的关系”时，应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于小盘和盘内砝码的总重力，故D正确。
故选D。
5．C
【详解】A．第一宇宙速度是以地球半径为轨道半径的卫星的运行速度，是最大的运行速度，故A错误；
B．卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈，则卫星的周期为
其中，由
可知
既“羲和号”角速度大于地球同步卫星，故B错误；
C．“羲和号”卫星的周期小于同步卫星的周期，则轨道半径小于同步卫星的轨道半径，由
可得
既“羲和号”向心加速度大于地球同步卫星，故C正确；
D．由
联立可得轨道距地面高度为
故D错误。
故选C。
6．D
【详解】A．水银在玻璃表面是不浸润的，在玻璃管中是呈现凸形液面，故容器中的液体不可能是水银，故A错误；
B．在太空舱中由于处在失重环境下，毛细现象更明显，液面直接攀升到毛细管顶部，毛细管越细，攀升速度越快，粗细不同的毛细管中液面都与毛细管齐平，故B错误；
C．在毛细现象中，毛细管中液面的高低与液体的种类和毛细管的材质有关，若用不同液体进行实验，两毛细管中的高度差不一定相同，故C错误；
D．图中毛细管内液面呈现浸润现象，说明固体分子对液体分子引力大于液体分子之间的引力，那么附着层的分子密度将会大于液体内部分子密度，此时附着层内的分子相互作用表现为斥力，液面呈现“扩散”的趋势，便形成了浸润现象，故D正确；
故选D。
7．D
【详解】A．根据电场强度的叠加原理可知，薄板在A点产生的电场强度方向向右，大小为
再根据对称性可知，薄板在B点产生的电场强度方向向左，大小为
因此，B点的电场强度大小为
故A错误；
B．由A项知，故B错误；
C．由A项知，故C错误；
D．由A项知，故D正确；
故选D。
8．C
【详解】A．甲图可知波长为20m，由乙图可知周期为0.8s，根据
解得
由振动图可知，t=0.4s时，质点Q通过平衡位置向下振动，所以波沿x轴正向传播，A错误；
B． 质点P只能在平衡位置附近振动不移动，不会传播到15m处，B错误；
C．t=0.4s时刻质点P在波谷，当t=0.6 s时，即经过了
质点到达平衡位置，速度最大且沿y轴正方向，C正确；
D．t=0.4s时刻质点P在波谷，则在t=0时刻质点P在波峰，振幅为2m，根据
则质点P的振动方程为
D错误。
故选C。
9．C
【详解】A．根据图像可知
故A错误；
BC．电动机机械功率
根据
U1=50V
副线圈电压
副线圈总功率
电动机内阻发热功率为
电灯和电动机共消耗20W功率，所以
可解得
所以灯泡的功率和电动机内阻消耗的热功率分别为
故B错误，C正确；
D．若电动机被卡住，灯泡两端电压不变，亮度不变，故D错误。
故选C。
10．C
【详解】A．根据
A到B过程，气体经历等压变化，体积增大，气体对外界做功，热力学温度增加，即内能在增加，故A错误；
B．B到C过程，气体经历绝热过程，气体的体积增大，对外界做功，根据热力学第一定律
可知气体内能减小，热力学温度降低，所以状态B的温度高于状态C的温度，故B错误；
C．C到D过程，气体经历等压变化，体积减小，外界对气体做功，则热力学温度降低，即内能在减小。由热力学第一定律，可知外界对气体做的功小于气体向外界放出的热量，故C正确；
D．由图可知，经过一个布雷顿循环，气体对外做功而内能不变，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸收热量，即吸收的热量大于放出的热量，故D错误。
故选C。
11．B
【详解】A．根据动能定理知，小物块落回原处的速度小于初速度，根据图像的切线斜率表示速度，可知A图表示小物块落回原处的速度大于初速度，与实际不符，故A错误；
B．小物块上升阶段，由于速度减小，所受阻力减小，由于阻力减小所以加速度减小，可知上升阶段物块做加速度减小的减速运动，则随时间的变化律越来越小，小物块下降阶段，做加速度减小的加速运动，则随时间的变化率也是越来越小，由于落回原处时的速度小于初速度，所以下落时的最大阻力小于上升时的最大阻力，故B正确；
C．小物块上升过程中，合力
则有
不是定值，故图线不是一条倾斜直线，故C错误；
D．由于空气阻力对小物块做负功，所以小物块机械能减小，根据功能关系知
得
速度在变化，图像的切线斜率也应该变化，故D错误。
故选B。
12． 6 A C 5.80 刚闭合开关时，灯丝温度较低，电阻较小，电流较大；随着灯丝温度升高，电阻逐渐增大，电流逐渐减小；当灯丝发热与散热平衡时，温度不变，电阻不变，电流保持不变
【详解】（1）[1]将选择开关调节到“×1Ω”，由图1可知，金属丝的电阻
Rx=6×1Ω=6Ω
（2）[2]由题知，电源电动势为3V，则回路中的最大电流为
故电流表选A；
[3] 为了调节方便、测量准确，滑动变阻器要选最大阻值小的，故选C；
（3）[4]将描出的点用直线连接，即可得U-I图线，则有
[5]取（0.3A，1.75V），可得
（4）[6] 刚闭合开关时，灯丝温度较低，电阻较小，电流较大；随着灯丝温度升高，电阻逐渐增大，电流逐渐减小；当灯丝发热与散热平衡时，温度不变，电阻不变，电流保持不变。
13．（1）12cm；（2）10J
【详解】（1）取封闭的气体为研究对象，开始时气体的体积为L1S，温度为T1，末状态的体积为L2S，温度为T2，气体做等压变化，则有
解得
（2）在该过程中，气体对外做功为
由热力学第一定律有
解得
14．（1）；（2）
【详解】（1）设折射角为i，由几何关系和折射定律有
得半圆形玻璃砖的折射率
（2）设从P到Q经过的光程为x，有
得
15．（1）30N；（2）1m；（3）
【详解】（1）设小球下摆至最低点时，速度的大小为v0，小球下摆的过程根据动能定理有
受力分析可得最低点有
解得
F=30N
（2）小球与A碰撞动量守恒，故有
机械能守恒则有
解得
v1=-2m/s
v2= 2 m/s
A在B上滑行的过程能量守恒，则有
解得
x=1m
（3）小球与A碰撞后至A与B共速，由动量守恒定律有
能量守恒
解得
MB=3kg
所以
16．（1）；（2）；（3）和
【详解】（1）粒子在加速过程有
粒子恰好从O点射出磁场，故在磁场I中的轨迹为半圆，故半径为
在磁场I中偏转过程，洛伦兹力提供向心力，则有
联立可解得
（2）能使粒子恰好不从y轴射出的临界情况是第一次在II区域中偏转的运动轨迹与y轴相切，如图所示
有
r1=r2
由几何关系知
解得
a=30°
粒子第二次经过x轴时圆弧对应的圆心角为450°，圆周运动周期为
粒子第二次经过x轴所用时间为
（3）设粒子不能从y轴飞出的速度最小值为vmin，对应粒子在区域I和II的运动半径分别为r1和r2，粒子的运动轨迹如图所示
圆心的连线与y轴的夹角为θ，则有
r2=4r1
由几何知识得
粒子在磁场中的速度为v，粒子在区域I和区域II的运动半径分别为R1和R2，圆心连线与y轴的夹角为θ'，
R2=4R1
由几何知识得
（n=1，2，3，…）
又因为
解得
，其中n≤2
当n=1时，有
当n=2时，有