内蒙古呼和浩特市2024届高三下学期第一次质量数据监测（一模）理科综合物理试卷(含答案)

这是一份内蒙古呼和浩特市2024届高三下学期第一次质量数据监测（一模）理科综合物理试卷(含答案)，共25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．日本福岛核电站废水中具有大量的放射性元素，其中是主要成分，经大约30年的时间有半数发生β衰变，同时生成新核X。则下列说法正确的是( )
A.发生β衰变时放出的β射线是电子流
B.原子核衰变的本质是核外电子的跃迁
C.衰变时，衰变产物中的X比多一个中子
D.随着未衰变原子核数量的减少的半衰期也会变短
2．某同学在练习网球，如图中1、2分别为前后两次网球从同一位置击出后的运动轨迹，最后球都能恰好垂直击打在竖直墙面上，并以原速率反弹（碰撞时间极短）。设两次网球在空中运动的过程中，从击出到与墙面碰撞，前后两次的时间分别为、，与墙壁碰撞过程中，前后两次墙壁对球的冲量大小分别是、，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A.B.C.D.
3．如图所示，在倾角为的玻璃棚上放有一质量为m的物体A，连接在竖直墙壁上O点的细绳拴住物体A起保护作用，细绳刚好伸直且细绳质量不计，与玻璃棚的夹角，若由于下雨等因素导致物体A与玻璃棚之间的动摩擦因数减小为，导致细绳张紧且物体A受到的静摩擦力达到最大，此时细绳上拉力的大小T及物体所受摩擦力的大小f，重力加速度为，则( )
A.B.
C.D.
4．嫦娥五号是中国探月工程第六次任务，标志着探月工程“绕、落，回”三步走的圆满完成。如图所示为“嫦娥五号”着陆月球前部分轨道的简化示意图：Ⅰ是地月转移轨道.Ⅱ、Ⅲ是绕月球运行的椭圆轨道，Ⅳ是绕月球运行的圆形轨道。P，Q分别为椭圆轨道Ⅱ的远月点和近月点，椭圆轨道Ⅲ的半长轴为a，嫦娥五号在椭圆轨道Ⅲ运行周期为T.圆轨道Ⅳ到月球表面的距离为h，月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，不考虑月球的自转，则( )
A.嫦娥五号在Ⅱ轨道上稳定运行时经过P点的加速度大于经过Q点的加速度
B.嫦娥五号由Ⅰ轨道进入Ⅱ轨道，需要在P处向后喷气加速
C.由题中已知条件，可以推知月球的密度
D.嫦娥五号在Ⅳ轨道上绕月运行的速度大小为
5．如图所示，在倾角为37°的粗糙且足够长的斜面底端，一质量为可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定，滑块与弹簧不拴连。时刻解除锁定，计算机通过传感器描绘出滑块的图像，其中Ob段为曲线，bc段为直线，已知物块在内运动的位移为0.8m，取，则下列说法正确的是( )
A.滑块速度最大时，滑块与弹簧脱离
B.滑块在0.2s时机械能最大
C.滑块与斜面间的动摩擦因数为
D.时刻弹簧的弹性势能为32J
二、多选题
6．如图所示，在y轴上关于O点对称的A、B两点有等量同种点电荷，带电量为；在x轴上C点有点电荷，带电量为。且，。下列判断正确的是( )
A.O点的场强大于D点的场强
B.O点的场强小于D点的场强
C.若将点电荷从O移向C，电势能增大
D.若将点电荷从O移向C，电势能增大
7．如图所示，竖直平面内一半径为R的圆形区域内有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里。一束质量为m.电荷量为的带电粒子沿平行于直径MN的方向以不同速率从P点进入匀强磁场，入射点P到直径MN的距离，不计粒子重力。下列说法正确的是( )
A.若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向相反，则其入射速度为
B.若粒子恰好能从N点射出，则粒子在磁场中运动的时间为
C.若粒子恰好能从M点射出，则粒子在磁场中运动的时间为
D.若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向垂直，则其入射速度为
8．如图所示，两根光滑的金属平行导轨放在水平面上，左端向上弯曲，右端连有绝缘弹性障碍物，导轨间距为，电阻不计。水平段导轨所处空间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小。质量为、电阻为的金属棒b垂直导轨放置其上，它与磁场左边界的距离为，现将质量为、电阻为的金属棒a从弯曲导轨上高为处由静止释放，使其沿导轨运动。已知在以后的运动过程中，两金属棒始终不会相撞，且金属棒b撞击障碍物前已经是匀速运动状态，撞击过程中不损耗机械能。设两金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，取则( )
A.金属棒a刚进入磁场时的速度为2m/s
B.金属棒b第一次撞击障碍物前，b棒上产生的焦耳热为0.20J
C.金属棒a刚越过磁场左边界，它两端的电压大小为0.3V
D.金属棒a最终静止在轨道上，离障碍物的距离为0.64m
9．关于分子动理论，下列说法正确的有( )
A.扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明
B.布朗运动不是分子运动，但间接地反映了液体分子运动的无规则性
C.压缩气体时，体积越小，压强越大，说明气体分子间存在着斥力
D.当分子间作用力表现为引力时，分子势能随距离的增大而减少
E.从微观角度来看，气体的压强与气体分子的平均动能和分子的密集程度有关
10．如图所示，实线是一列简谐横波在时刻的波形图，波沿x轴正向传播。此时处的M点正处于平衡位置，从时刻开始经0.2s第一次出现虚线所示波形图。则可知( )
A.这列波的波长是4m
B.这列波的周期是0.4s
C.在时间，波传播的距离是1m
D.时，处的质点距平衡位置5cm处
E.在时间内，处的质点运动的路程1m
三、实验题
11．为测量小铜块与某轨道表面间的动摩擦因数，一同学将该轨道的一端放在水平桌面上，形成一倾角为的斜面，小铜块可在斜面上加速下滑，如图所示。该同学用手机拍摄小铜块的下滑过程，然后解析视频记录的图像，获得4个连续相等时间间隔（每个时间间隔）内小铜块沿斜面下滑的距离，如下表所示。
由表中数据可得，小铜块沿斜面下滑的加速度大小为_____，小铜块与该轨道表面间的动摩擦因数为_____。（结果均保留2位有效数字，重力加速度大小取）
12．某探究小组要准确测定一个电源的电动势和内阻，实验室老师提供了如下规格的器材：
A.电源（电动势约为1.5V，内阻约为52Ω）；
B.电压表V（量程为，内阻约为3kΩ）；
C.电流表（量程为，内阻）；
D.电流表（量程为，内阻约为1.0Ω）；
E.电流表（量程为，内阻约为0.1Ω）；
F.滑动变阻器（阻值范围为，额定电流为3A）；
G.滑动变阻器（阻值范围为，额定电流为1A）；
H.定值电阻（阻值为4400Ω）；
I.定值电阻（阻值为400Ω）；
J.开关、导线若干。
(1)要准确测定旧干电池的电动势和内阻，下列电路中最合适的是_______；
A.B.
C.D.
(2)选择合适的电路进行实验，某次测量时某个电表的表盘如图甲所示，则读数为_____；
(3)若该探究小组以所选电路支路中电表的示数为纵坐标，干路中电表的示数I为横坐标，作出的关系图像如图乙所示，则根据测量电路和图乙可求得该电源的电动势_____V（结果保留两位小数），内阻_____Ω（结果保留一位小数）；
(4)用本实验所选的电路测量，干电池电动势的测量值_____（真实值），内阻的测量值_____（真实值）。（均选填“=”“>”或“<”）
四、计算题
13．如图所示为两组平行金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为、电荷量为带电微粒静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压加速后通过B点小孔进入两板间距为、板长、电压为的水平放置的平行金属板间，若带电微粒从水平平行金属板的右侧穿出，A、B虚线为两块平行板的中线，带电微粒的重力和所受空气阻力均可忽略。求：
(1)带电微粒通过B点时的速度大小；
(2)带电微粒通过水平金属板过程中电场力对其做功为多少？
14．下图为“冲关”活动简易模型，它由竖直面内光滑圆形轨道和光滑水平轨道PN组成，Q点为圆形轨道最低点，M点为最高点，圆形轨道半径。水平轨道PN右侧并排放置木板c、d，两木板间相互接触但不粘连，木板上表面与水平轨道PN平齐，木板c、d质量均为，长度。两个小物块a和b静止在水平轨道PN的左端，质量分别为和，物块间有一被压缩的轻质弹簧，与两块不拴接，用细绳将它们锁定，已知弹簧的弹性势能。物块b与木板c的动摩擦因数，与木板d的动摩擦因数，木板c、d与地面间动摩擦因数均为。现剪短细绳后两物块瞬间被弹出，使两物块都获得水平速度。重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
(1)物块a、b与弹簧分离瞬间获得速度大小、；
(2)通过计算分析物块b能否经过最高点M，若不能求物块b在圆轨道上距离水平轨道PN的最大高度H；若能求物块b运动到圆形轨道最高点M处的速度；
(3)若仅改变物块a的质量，其余条件不变，为使物块b与弹簧分离后，经过圆形轨道（未与轨道脱离）后，最终停在木板d上，求物块a质量的取值范围。
15．篮球在器材室被打入温度为7℃的空气后，球内压强为。比赛过程中，篮球内气体的温度升高为27℃。比赛中，篮球被刺出一小孔开始漏气，换下置于馆内稳定后温度为17℃，压强为。将空气看成理想气体，认为整个过程中篮球的容积不变，忽略温度变化对大气压的影响。求：
(1)温度升高至27℃时球内气体的压强；
(2)篮球漏出空气的质量与比赛前篮球内空气质量的比值。
16．如图所示，横截面为半圆形的某种透明柱体介质，截面ABC的半径，直径AB与水平屏幕MN垂直并与A点接触，由a、b两种单色光组成的复色光沿半径方向射向圆心O，已知该介质对a、b两种单色光的折射率分别为、则
(1)求a光和b光在介质中传播的速度之比；
(2)若逐渐增大复色光在O点的入射角，使AB面上刚好只有一种色光射出，求此时屏幕上两个亮斑的距离。
参考答案
1．答案：A
解析：AB.发生β衰变时,核内的一个中子转化成一个质子，同时放出一个β粒子，即电子，则发生β衰变时放出的β射线是电子流，故A正确，B错误；
C.由β衰变实质可知，衰变过程中核内的一个中子转化成一个质子，则衰变产物中的X比少一个中子，故C错误；
D.放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关，与原子所处的化学状态和外部条件无关，则半衰期不变，故D错误。
故选A。
2．答案：D
解析：AB.球1、2都能恰好垂直击打在竖直墙面上，根据逆向思维，球1、2的运动可看成从墙到球拍的平抛运动，竖直方向有
由于球1竖直方向的位移较小，可得，故AB错误；
CD.球1、2水平位移相等，则
则
根据动量定理，前后两次墙壁对球的冲量大小为，
可得，故C错误，D正确。故选D。
3．答案：A
解析：对物体受力分析，则沿斜面方向
垂直斜面方向
其中
解得，
故选A。
4．答案：C
解析：A.根据牛顿第二定律
解得，在Ⅱ轨道上稳定运行时经过P点的加速度小于经过Q点的加速度，故A错误；
B.由Ⅰ轨道进入Ⅱ轨道，需要制动减速，需在P处向前喷气。故B错误。
C.设月球表面有一个质量为m的物体，根据万有引力等于重力，在月球表面时，有
可得月球的质量为
月球的密度
可以推知月球的密度，故C正确；
D.“嫦娥五号”在Ⅳ轨道上绕月运行时有
解得速度大小为
故D错误；故选C。
5．答案：D
解析：A.当滑块速度最大时，满足
此时弹力不为零，滑块与弹簧还没有脱离，选项A错误；
B.滑块机械能增量等于弹力做功与摩擦力做功的代数和，开始时弹力大于摩擦力，此过程中弹力功大于摩擦力功，滑块的机械能增加；最后阶段弹力小于摩擦力，弹力功小于摩擦力功，此过程中滑块的机械能减小，则滑块在0.2s时弹力为零，此时滑块的机械能不是最大，选项B错误；
C.滑块脱离弹簧后向上减速运动的加速度
根据牛顿第二定律
解得滑块与斜面间的动摩擦因数为
选项C错误；
D.由能量关系可知，时刻弹簧的弹性势能为
选项D正确。故选D。
6．答案：AD
解析：AB.A、B两个在O点的场强矢量和为0，所以O点的场强等于C点在O点产生的场强
A、B、C三点电荷在D点产生的场强如图所示
与大小相等，方向如图，根据几何关系可知
方向沿x轴负方向，大小为
故三个场强的矢量和为0，所以O点场强大于D点场强，故A正确，B错误；
CD.x轴上的区间，合场强方向沿x轴负方向，所以将正电荷从O移向C，电场力做正功，电势能减小；将负电荷从O移向C，电场力做负功，电势能增大。故C错误，D正确。
故选AD。
7．答案：AC
解析：A.若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向相反，由图可知
由几何关系可知
由洛伦兹力提供向心力
可得其入射速度为
故A正确；
B.若粒子恰好能从N点射出，粒子的轨迹图如图所示
连接PN即为粒子做圆周运动的弦长，连接PO，由，可知
则有
粒子在匀强磁场中匀速圆周运动，解得粒子运动周期为
，则粒子在磁场中运动的时间为
故B错误；
C.若粒子恰好能从M点射出，其运动轨迹如图所示
由图可知
可得
对应的圆心角为
则粒子在磁场中运动的时间为
故C正确；
D.若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向垂直，由图可知
根据几何关系
，
其中
解得
由洛伦兹力提供向心力
可得
故D错误。故选AC。
8．答案：BD
解析：A.对于金属棒a由机械能守恒定律
可得金属棒a刚进入磁场时的速度为
故A错误；
C.由法拉第电磁感应定律有
金属棒两端电压为路端电压，由闭合电路欧姆定律得
联立解得，金属棒a刚越过磁场左边界时，它两端的电压大小为
故C错误；
B.金属棒a进入磁场后与金属棒b组成的系统由动量守恒可得
解得a、b共速后做匀速运动的速度大小为
根据能量守恒可得整个回路产生的焦耳热为
则金属棒b第一次撞击障碍物前，b棒上产生的焦耳热为
故B正确；
D.a进入磁场后，最终停止，由动量定理可得
其中
即
又
联立解得
由分析可知，多次碰撞后，b棒最终停在障碍物旁，而电量是由于磁通量引起的，x为a、b的间距变化，且a棒始终是单向直线运动，故金属棒a最终静止在轨道上，离障碍物的距离为
故D正确。故选BD。
9．答案：ABE
解析：A.扩散现象是物质分子永不停息地做无规则运动的证明，选项A正确；
B.布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，不是分子运动，但间接地反映了液体分子运动的无规则性，选项B正确；
C.气体压强是大量的气体分子对器壁频繁碰撞的产生的，压缩气体时，体积越小，压强越大，气体分子对器壁单位面积的碰撞力变大，但不能说明气体分子间存在着斥力，选项C错误；
D.当分子间作用力表现为引力时，随分子距离变大，分子力做负功，分子势能增大，选项D错误；
E.从微观角度来看，气体的压强与气体分子的平均动能和分子的密集程度有关，分子动能越大，则分子对器壁的碰撞力越大，分子越密集，则单位时间单位面积上撞击的分子个数越多，则气体的压强越大，选项E正确。
故选ABE。
10．答案：ACE
解析：A.这列波的波长是4m，选项A正确；
B.经0.2s质点振动四分之一周期，即可知这列波的周期是，选项B错误；
C.由波形图可知，在时间，波传播的距离是1m，选项C正确；
D.处的质点的振动方程
则时，处的质点距平衡位置
选项D错误；
E.因，则在时间内，处的质点运动的路程
选项E正确。
故选ACE。
11．答案：0.52；0.52
解析：小铜块沿斜面下滑的加速度大小为
根据牛顿第二定律
解得
12．答案：(1)C(2)235（均可）(3)1.40；66.7(4)=；>
解析：(1)AB.不能测量电源的两端电压，无法测量电源的电动势和内阻，故AB不合适，不符合题意；
D.将电流表和改装成的电压表的量程为
0.3V小于电源电动势1.5V，改装后的电压表的量程太小，D不合适，不符合题意；
C.将电流表和改装成的电压表的量程为
电源电动势1.5V，改装后的电压表的量程可以满足实验要求，故C合适，符合题意。
故选C。
(2)该电流表读数为；
(3)根据闭合电路欧姆定律有
解得
利用图中的数据可知纵轴截距
将数据和代入，解得
斜率的大小
解得
(4)根据所选择的电路可知，当时，路端电压等于电源电动势，故电动势的测量值没有系统误差，即
电流表的分压使内阻的测量值存在系统误差，测量值为干电池内阻和电流表内阻之和
所以
13．答案：(1)(2)
解析：(1)设带电微粒通过B点时的速度大小为，根据动能定理可得
解得
(2)带电微粒通过水平金属板时竖直方向的位移为y，则有
①
通过水平金属板的时间
②
水平金属板间的电场强度
③
带电微粒在水平金属板间受到的电场力
④
根据牛顿第二定律可得
⑤
由①②③④⑤式联立并代入数据解得
根据功的计算公式可得
解得
14．答案：(1)，(2)不能，(3)
解析：(1)根据动量守恒定律
解得
(2)若物块b能通过M点
解得
所以物块b不能到达圆周最高点M
解得
所以物块b通过了H点，综上分析b在之间的某位置恰好脱离圆轨道。假设在E点恰好脱离
从b点到E点由动能定理可得
解得
则
(3)当物块分离后，物块b恰好通过M点时，物块b最终与木板c相对静止，b在C上滑动的相对位移为
由圆周运动知识得
由牛顿第二定律得
解得
物块b从M点到Q点动能定理可得
解得
设物块b最终与木板C相对静止时的速度为
解得
所以物块b恰好通过圆周最高点最终停在木板C上未到达d板上。
根据动量守恒、机械能守恒得
解得
当物块分离后，物块通过圆周最高点M点后，恰好停在木板d的最左端保持相对静止，设物块b在木板c上滑行的时间为，由运动学公式可得
解得
由碰撞过程动量守恒和能量守恒
解得
当物块分离后，物块b通过圆周最高点M点后，恰好停在木板d的最右端保持相对静止，设物块b在木板c上滑行的时间为
由牛顿第二定律得物块b在木板c上滑行的加速度
由牛顿第二定律得物块b在木板d上滑行的加速度
假设此时木板c和木板d分离，对木板d受力分析可得
解得
此加速度比木板c单独减速的加速度还大，说明木板d的减速更快，即物块在木板d上运动时cd没有分离，则
解得
解得
由动量守恒和能量守恒
解得
综上可知
15．答案：(1)(2)
解析：(1)设球内气体温度为27℃时得压强为，初态气体压强为，初态气体温度
27℃气体温度
比赛过程中，气体做等容变化，则
解得
(2)设篮球的体积为
篮球内27℃气体变为17℃时的体积为，密度为ρ，根据理想气体状态方程
解得
比赛前篮球内空气质量
篮球漏出空气的质量
所以篮球漏出空气的质量与比赛前篮球内空气质量之比
解得
16．答案：(1)(2)
解析：(1)设光在介质中传播速度为，由折射率定律得
，
所以光在介质中传播速度之比
(2)光在介质的面上发生全反射的临界角分别为，由全反射规律得
，
解得
所以增大入射角时b光先发生全反射，光路图如图所示此时b光入射角
因为
所以
根据折射定律
解得
所以
则
7.04cm
9.09cm
11.18cm
13.27cm