2024年新疆乌鲁木齐市高考物理一检试卷(含详细答案解析)

这是一份2024年新疆乌鲁木齐市高考物理一检试卷(含详细答案解析)，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
1.我国“人造太阳”实验装置(EAST)多次创造新的放电世界纪录，其内部发生轻核聚变的核反应方程之一为： 12H+12H→23He+X，其中X是( )
A. 质子，其粒子流有很强的电离作用B. 质子，其粒子流有很强的穿透能力
C. 中子，其粒子流有很强的电离作用D. 中子，其粒子流有很强的穿透能力
2.我国爱因斯坦探针卫星绕地球做匀速圆周运动。卫星的质量为1.45t，线速度大小为7.6km/s，运动周期为96min。在48min内，万有引力对该卫星的冲量的大小和方向为( )
A. 约2.2×107N⋅s，与末速度方向垂直B. 约2.2×107N⋅s，与末速度方向相同
C. 约1.1×106N⋅s，与末速度方向垂直D. 约1.1×106N⋅s，与末速度方向相同
3.“中国天眼FAST′发现一个由甲、乙两恒星组成的双星系统。甲、乙两恒星绕其连线上某点做匀速圆周运动的轨道半径之比为r1：r2，则甲、乙两恒星的动能之比为( )
A. r1：r2B. r2：r1C. r12：r22D. r22：r12
4.电容式加速度传感器可用于汽车安全气囊系统，传感器的核心部件为由M、N两块极板组成的平行板电容器，其中极板N固定，极板M可以自由移动，移动的距离与汽车的加速度大小成正比。已知电容器所带电荷量始终保持不变，当汽车速度减小时，由于惯性导致极板M、N之间的相对位置发生变化，电容器M、N两极板之间的电压减小，当电压减小到某一值时，安全气囊弹出。下列车内平行板电容器的安装方式正确的是( )
A. B. C. D.
5.杭州复兴号亚运会动车组由8节车厢组成，为4动4拖的分散型车组，其中第1、3、5、7节车厢带动力，其余4节车厢不带动力。若每节车厢的质量均相同，在平直轨道上运行时、每节动力车厢的牵引力均相同，每节车厢受到的阻力均相同。已知动车组在平直轨道上匀加速运行时，7、8节车厢之间的作用力为F0。则6、7节车厢之间的作用力F67和5、6节车厢之间的作用力F56分别为( )
A. F67=0，F56=F0B. F67=F0，F56=F0
C. F67=2F0，F56=3F0D. F67=3F0，F56=2F0
6.如图所示，电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C三个接线柱，盒内有一只定值电阻和一个二极管，每两个接线柱之间最多连接一个元件。为了探明盒内元件的连接方式，实验小组用多用电表的欧姆挡进行测量，把红、黑表笔分别与接线柱A、B、C连接，前5次测量结果如表所示。则把红、黑表笔分别接C、B之间的测量结果是( )
A. 500ΩB. 560ΩC. 3060ΩD. 3500Ω
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
7.“波”字最早用于描述水纹起伏之状，唐代诗人有“微风动柳生水波”的描述。图甲为一列可看成简谐横波的水波在t=0.5s时的波形图，P、Q是介质中的两个质点，图乙为质点P的振动图像。下列说法中正确的是( )
A. 水波沿x轴负方向传播B. 水波的波速为0.72m/s
C. t=1.0s时，质点Q的位移为A2D. 质点P的平衡位置坐标xP=4cm
8.在学校篮球比赛中，小王同学投进一个三分球，篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示。若篮球所受空气阻力与其速度大小成正比，篮球从被投出到入筐的过程中，所受到的空气阻力Ff与合力F合的变化情况是( )
A. Ff一直变小B. Ff先变小后变大C. F合一直变小D. F合先变小后变大
9.如图所示，椭圆与两等量异种点电荷的连线相切于O点，O点为两电荷连线的中点，OB为椭圆的长轴，AC为椭圆的短轴。一带正电的检验电荷q在外力作用下从O点开始沿椭圆顺时针转动一周，则( )
A. A、C两点的电场强度相同
B. O点的电场强度大于B点的电场强度
C. 从O点到A点的过程中，电场力对电荷q一直做负功
D. 从B点到O点的过程中，电荷q的电势能先减小后增大
10.如图所示，乌鲁木齐机场在传输旅客行李的过程中，行李从一个斜面滑下。为防止行李下滑时速度过大，斜面上设置了一段“减速带”(行李与“减速带”间动摩擦因数较大)。小梁的行李箱质量为m、长度为L，“减速带”的长度为2L，该行李箱与“减速带”间的动摩擦因数为μ，斜面与水平面间的夹角为θ，重力加速度的大小为g，行李箱滑过“减速带”的过程中，不会发生转动且箱内物品相对行李箱静止。设该行李箱质量分布均匀和不均匀的两种情况下滑过“减速带”的过程中，克服“减速带”的摩擦力做的功分别为W1和W2。则( )
A. W1一定等于2μmgLcsθB. W1一定大于2μmgLcsθ
C. W2一定等于W1D. W2可能大于W1
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.小常同学完成“用单摆测量重力加速度”的实验。
(1)用游标卡尺测量摆球的直径，其读数如图所示，该读数为______ cm；
(2)为了减小测量周期的误差，应在摆球经过最______(选填“高”或“低”)点时开始计时；
(3)若两次实验的摆长之差为Δl，周期的平方之差为ΔT2，则重力加速度g=______。
12.在测量电流表A1(0∼10mA,内阻约150Ω)的内阻的实验中，供选择的仪器如下：
A.电流表A2(0∼20mA,内阻约50Ω)
B.滑动变阻器(0∼10Ω)
C.定值电阻R1(150Ω)
D.定值电阻R2(50Ω)
E.电源(电动势3.0V，内阻忽略不计)
F.开关S及导线若干
(1)请根据实物图在答题卡虚线框中画出电路图；
(2)若要求两电流表最大偏转均能达到满偏刻度的23，定值电阻应选______(填序号)；
(3)根据实验数据，以A2的示数I2为纵坐标，A1的示数I1为横坐标，取I1和I2的标度相同，作出相应图线，其图线的斜率的值接近于______(选填“2”或“4”)；
(4)若将电流表A1、A2均改装成量程为0∼15V的电压表，接入电路测量电压时，由______(选填“A1”或“A2”)改装成的电压表的内阻对电路影响较小。
四、简答题：本大题共5小题，共46分。
13.如图所示为某科技小组设计的等臂“电流天平”，其左臂挂一质量为m1的空饮料瓶作为挂盘，右臂挂一质量为m2的矩形线圈，其下半部分处于方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中。当线圈中通有大小为I、沿顺时针方向的电流时，“电流天平”平衡。在挂盘内放入100粒米泉大米后，当线圈中通有大小为54I、仍沿顺时针方向的电流时，“电流天平”再次平衡。已知矩形线圈的水平边长为L，重力加速度大小为g。
(1)求匀强磁场的磁感应强度B的大小；
(2)若m1=40g，m2=30g，求一粒米泉大米的平均质量m。
14.如图所示为中国航天员的一种环形训练器材，环面与水平面间的夹角为60∘，A、B为航天员的座舱。某次训练中，座舱内质量为m的某航天员绕轴线OO′做半径为R的匀速圆周运动，当航天员运动到最高点时，座舱对航天员的作用力的大小等于航天员的重力大小。已知重力加速度的大小为g，取航天员做圆周运动的最低点为零势能点。求：
(1)航天员做圆周运动时的向心加速度a的大小；
(2)航天员做圆周运动时机械能的最大值Em。
15.冰壶运动是冬奥会上极具观赏性的比赛项目，其比赛场地示意图如图所示。在某场比赛的一次投掷中，中国队运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以速度v0=2m/s沿虚线滑出，冰壶滑行一段距离后最终停在C处(未画出)。冰壶滑行过程中，运动员用毛刷连续摩擦冰壶前方冰面的距离为s。已知投掷线AB与C之间的距离s0=24.8m，运动员不擦冰时冰壶与冰面间的动摩擦因数μ1=0.01，擦冰时冰壶与冰面间的动摩擦因数μ2=0.004，重力加速度大小g取10m/s2。求
(1)擦冰的距离s；
(2)整个过程中冰壶滑行时间的可能值的最大值tm。
16.某兴趣小组通过一款小游戏研究碰撞问题。游戏装置如图所示，在水平面上固定一个游戏盒，其水平底面和圆形轨道内侧均光滑，紧贴轨道内侧放置两个可视为质点的小球A、B，其质量分别为m、βm，开始时B球静止，A球在其左侧以初速度v0向右与B球发生碰撞，碰撞后两小球始终不脱离圆形轨道。已知两小球A、B间的碰撞为对心弹性碰撞。
(1)求小球A、B第一次碰撞后瞬间的速度大小vA1、vB1；
(2)若β>1，求在足够长的时间内，小球A、B通过的路程的比值。
17.如图所示，在y>0的空间中存在匀强电场，电场强度大小为E，方向沿y轴负方向；在y1，小球A、B第一次碰撞后做相向运动，设第一次碰撞后到再次碰撞前通过的路程分别为lA1、lB1，圆形轨道的周长为C0。由于第一次碰撞后到第二次碰撞前，两小球运动的路程和速度成正比，得：
lA1=β−1β+1C0
lB1=2β+1C0
设小球A、B第二次碰撞后瞬间的速度分别为vA2、vB2，第二次碰撞后到第三次碰撞前通过的路程分别为lA2、lB2，由动量守恒定律和机械能守恒定律得：
mvA1+βmvB1=mvA2+βmvB2
12mvA12+12βmvB12=12mvA22+12βmvB22
解得：vA2=v0，vB2=0
则：lA2=C0，lB2=C0
可见小球A、B做周期性运动，在足够长的时间内，设小球A、B通过的路程分别为lA、lB。根据分析可得：lAlB=lA1+lA2lB1+lB2=β
答：(1)小球A、B第一次碰撞后瞬间的速度大小vA1、vB1分别为1−β1+βv0，21+βv0；
(2)若β>1，在足够长的时间内，小球A、B通过的路程的比值为β。
【解析】(1)根据动量守恒定律结合能量守恒定律解答；
(2)分析两个小球的运动情况，根据小球速度与路程的关系分析解答。
本题主要是考查了动量守恒定律和能量守恒定律；对于动量守恒定律，其守恒条件是：系统不受外力作用或合外力为零；解答时要首先确定一个正方向，利用碰撞前系统的动量和碰撞后系统的动量相等列方程，再根据能量关系列方程求解。
17.【答案】解：(1)粒子的运动轨迹如图所示
设粒子在电场中的加速度为a，运动时间为t，粒子离开电场时的速度大小为v、方向与x轴正方向夹角为θ，y轴方向的分速度为vy，粒子在磁场中做圆周运动的半径为R，由类平抛运动和圆周运动的规律得
x0=v0t
vy=at
根据牛顿第二定律
qE=ma
根据几何知识
vy=vsinθ
R=d2sinθ
根据牛顿第二定律，由洛伦兹力提供向心力有
qvB=mv2R
联立解得
x0=d2；
(2)设粒子第一次经过x轴的位置距坐标原点的距离为x′，粒子进、出磁场时两点间的距离为d′，由第一问同理可得
x′=d3
d′=d
粒子运动的轨迹如图所示
故粒子每运动一个周期，轨迹向x轴负方向平移d3，由图可得，电场中的运动轨迹的相邻的两交点间距离
Δx=d3。
答：(1)粒子第一次经过x轴的位置距坐标原点的距离x0为d2；
(2)若v0=2E3B，粒子在电场中的运动轨迹的相邻的两交点间的距离Δx为d3。
【解析】(1)根据类平抛运动和圆周运动的规律联立求解粒子第一次经过x轴的位置距坐标原点的距离；
(2)同理根据类平抛运动和圆周运动的规律联立求解粒子第一次经过x轴的位置距坐标原点的距离，根据对称性可知粒子没运动一个周期轨迹向右平移的距离为粒子第一次经过x轴的位置距坐标原点的距离，即可求得粒子在电场中的运动轨迹的相邻的两交点间的距离Δx。
本题考查带电粒子在电场和磁场的组合场中的运动，要求学生能正确分析带电粒子的运动过程和运动性质，熟练应用对应的规律解题。红表笔
A
B
A
C
B
C
黑表笔
B
A
C
A
C
B
阻值(Ω)
500
500
60
3000
560