福鼎市第一中学2023-2024学年高三上学期第一次测试
物理
试卷总分：100分；考试时间：75分钟；
一、单选题（共24分）
1．（本题4分）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是（ ）
A．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构
B．麦克斯韦通过一系列实验证实了关于光的电磁理论
C．查德威克用α粒子轰击获得反冲核，发现了中子
D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型
2．（本题4分）压缩空气储能（CAES）是一种利用压缩空气来储存能量的新型储能技术，绝热压缩空气储能方式是压缩空气并将产生的热能储存在各种介质当中，比如混凝土、石头、矿洞矿石中等。需要发电的时候让压缩空气推动发电机工作，这种方式能够将压缩空气储能的效率提升。对于上述过程的理解，下列说法正确的是（ ）
A．绝热压缩空气，分子平均动能不变
B．绝热压缩空气，温度升高，气体内能一定增大
C．该方式能够将压缩空气储能的效率提升到
D．压缩空气推动发电机工作，是气体对外做功，内能增大
3．（本题4分）利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟，可以制成氢原子钟．如图所示为氢原子的能级图．（ ）
A．当氢原子处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的
B．氢原子从能级跃迁到能级比从能级跃迁到能级辐射出电磁波的波长长
C．当用能量为的电子撞击处于基态的氢原子时，氢原子一定不能跃迁到激发态
D．从n=4能级跃迁到n=2能级时释放的光子可以使逸出功为的金属发生光电效应
4．（本题4分）如图所示，在2022年北京冬奥会高山滑雪男子大回转比赛中，中国选手张洋铭沿着雪道加速滑下，途经a、b、c、d四个位置。若将此过程视为匀加速直线运动，张洋铭在ab、bc、cd三段位移内速度增加量之比为1：2：1，a、b之间的距离为L1，c、d之间的距离为L3，则b、c之间的距离L2为（ ）
A． B． C． D．
5．（本题4分）甲、乙两物体沿x轴正方向做直线运动，某一时刻两物体以速度同时经过O点，之后它们运动的图像如图所示，则甲、乙两物体速度从增加到的过程，下列说法中正确的是（ ）
A．速度均随位移均匀变化 B．速度均随时间均匀变化
C．经历的时间之比为1︰2 D．经历的时间之比为2︰1
6．（本题4分）如图所示，长L＝34 cm的粗细均匀的长直玻璃管竖直放置，上端开口，用长h=15 cm的水银将一定质量的气体封闭在管的下端，稳定后气体长度l=10 cm．已知外界大气压p0=75cmHg，现保持温度不变的情况下从管的上端开口处缓慢加入水银，则加入水银的最大长度为
A．9 cm B．10 cm C．14 cm D．15 cm
二、多选题（共24分）
7．（本题6分）下列说法正确的是
A.彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点
B.布朗运动与温度有关，所以布朗运动是分子的热运动
C.雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力
D.两分子间距离大于ro时，增大分子间距，分子力做负功，分子势能增大
8．（本题6分）一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再到状态C，最后回到状态A，其状态变化过程的图像如图所示，已知该气体在状态A时的体积为，T为热力学温度.下列说法正确的是（ ）
A．气体在状态A时的密度大于在状态C时的密度
B．气体从状态A到状态B的过程中向外界放出热量
C．气体在状态B时的体积为
D．气体从状态B到状态C再到状态A的过程中向外放出400J热量
9．（本题6分）在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核（X）发生了衰变放出了一个粒子。放射出的粒子（He）及生成的新核Y在与磁场垂直的平面内做圆周运动。粒子的运动轨道半径为R，质量为m和电荷量为q。下面说法正确的是（ ）
A．衰变后产生的粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹（箭头表示运动方向）正确是图甲
B．新核Y在磁场中圆周运动的半径
C．α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为
D．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则衰变过程中的质量亏损为
10．（本题6分）某同学用甲、乙两个物块来模拟研究汽车相遇规律问题，下图是他根据运动规律绘制的甲、乙两个物块的运动位移时间图线。已知甲物块的运动图线为一条顶点为的抛物线，乙的运动图线为一过原点的直线。两条图线中其中一个交点坐标为。则下列说法正确的是（ ）
A．时刻甲物块速度为
B．甲物块在做匀加速直线运动的加速度为
C．图中甲、乙两个物块再次相遇时刻为
D．如果两个物块只相遇一次，则必有
三、填空题（共14分）
11．（本题4分）在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的，其衰变方程为 。X是 ，简述核内的核子怎样转化产生了X，写出该过程的核反应方程式： 。
12．（4分）医学治疗中常用放射性核素产生射线，而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。半衰期为 d，外界温度越高衰变速度 （选填 越快，越慢，不变）
13．（本题4分）如图甲所示是研究光电效应规律的光电管，用绿光照射阴极K，实验测得流过电流表G的电流I与AK之间的电势差UAK满足如图乙所示规律，结合图象，每秒钟阴极发射的光电子数N＝ 个；光电子飞出阴极K时的最大动能为 eV。
14．（本题2分）如图所示，电动公交车做匀减速直线运动进站，连续经过R、S、T三点，已知ST间的距离是RS的两倍，RS段的平均速度是10m/s，ST段的平均速度是5m/s，则公交车经过T点时的瞬时速度为 m/s。
四、实验题（共12分）
15．（本题6分）某研究小组利用图甲所示装置测定重力加速度。实验器材由带有刻度尺的竖直支架、小球释放器、小球、光电门A和B及光电门计时器和网兜组成。实验时，按图装配好实验器材，小球、两个光电门和网兜在同一竖直线上利用刻度尺读出两个光电门的距离小球释放器，打开计时器后释放小球，记录下计时器显示的小球从光电门A到光电门B所用时间；保持光电门A的位置不变，改变光电门B的位置，重复实验，多次读出两个光门间的距离h和小球经过两个光电门所用时间t，在坐标纸上做出图线，如图乙所示。
（1）为提高实验精度，下列说法正确的是 。
A．两光电门间的距离适当大一些 B．小球的直径越大，实验精度越高
C．应该选用材质密度较大的小球
（2）乙图中，图线与纵轴交点坐标为b，题图线斜率为k，则当地的重力加速度值为 ，小球释放点距光电门A的高度为 。（用题目给出的已知量表示）
16．（本题6分）实验所用油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中含有纯油酸6mL，用注射器测得1mL上述溶液为80滴。把1滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用笔在玻璃板上描出油膜的轮廓形状，再把玻璃板放在坐标纸上，其形状和尺寸如图所示，坐标中正方形方格的边长为1cm：
①油酸膜的面积是 cm2；
②按以上实验数据估测油酸分子的直径为 m（保留2位有效数字）；
③利用单分子油膜法可以估测分子的大小和阿伏加德罗常数。如果已知体积为V的一滴油酸在水面上散开形成的单分子油膜的面积为S，这种油的密度为ρ，摩尔质量为M，则阿伏加德罗常数的表达式为 ；
五、解答题（共26分）
17．（本题12分）2022年9月2日，“神舟十四号”航天员从“问天”实验舱气闸舱出舱时身着我国新一代舱外航天服。航天服内密封了一定质量的理想气体，体积约为2L，压强为，温度。
（1）打开舱门前，航天员需将航天服内气压降低，此时密闭气体温度变为，航天服内气体体积约为4L，则航天员需将航天服内气压降低多少？
（2）为便于舱外活动，航天员出舱前还需要把航天服内的一部分气体缓慢放出，使气压再降低。假设释放气体过程中温度保持为不变，体积变为2.2L，已知航天服放出的气体占原来气体质量的62.5%，则航天服放出气体后气压降为多少？
18．（本题14分）图（a）为自动感应门，门框上沿中央安装有传感器，当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值（可称为水平感应距离）时，中间两扇门分别向左右平移，当人或物体与传感器的距离大于设定值时，门将自动关闭，图（b）为感应门的俯视图，A为传感器位置，虚线圆是传感器的感应范围，已知每扇门的宽度为，最大移动速度为，若门开启时先匀加速运动而后立即以大小相等的加速度匀减速运动，每扇门完全开启时的速度刚好为零，移动的最大距离为1.2m（不计门及门框的厚度）
（1）求门开启时做加速和减速运动的加速度大小；
（2）若人以的速度沿图中虚线S走向感应门，要求人到达门框时左右门同时各自移动的距离，那么设定的传感器水平感应距离L应为多少？
（3）若以（2）的感应距离设计感应门，欲搬运宽为的物体（厚度不计），并使物体中间沿虚线S垂直地匀速通过该门（如图c），物体的移动速度不能超过多少？
参考答案：
1．A
【详解】A．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构，选项A正确；
B．麦克斯韦预言电磁波的存在，赫兹通过一系列实验证实了关于光的电磁理论，选项B错误；
C．查德威克用α粒子轰击铍核，产生中子和碳12原子核，故C选项错误；
D．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子核式结构模型，选项D错误。
故选A。
2．B
【详解】AB．绝热压缩空气前后，外界对气体做功，根据热力学第一定律，内能增大，温度升高，分子平均动能增大，选项A错误，选项B正确；
C．压缩空气储能的过程涉及热运动的能量转换过程，任何转换过程效率都不可能达到，选项C错误；
D．压缩空气膨胀推动发电机工作，是气体体积增大对外做功，根据热力学第一定律可知，内能减少，选项D错误。
故选B。
3．B
【详解】A项：处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率不同．故A错误；
B项：从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出光子能量小，则辐射的光子频率小，所以辐射的电磁波的波长长．故B正确；
C项：当用能量为11eV的电子撞击处于基态的氢原子时，氢原子可以吸收其中的10.2eV的能量，可能跃迁到激发态．故C错误；
D项：从n=4能级跃迁到n=2能级时释放的光子的能量为：E=E4-E2=-0.85+3.4=2.55eV＜2.75eV，所以不能使逸出功为2.75eV的金属发生光电效应．故D错误．
4．C
【详解】张洋铭在ab、bc、cd三段位移内速度增加量之比为1：2：1，则对应时间之比为1：2：1，有
观察可得
故选C。
5．C
【详解】A．由图像可知，速度与位移成反比关系，速度不随位移均匀变化，故A错误；
B．图像的图线与坐标轴围成的面积表示时间，由图像可知，速度不随时间均匀变化，故B错误；
CD．图像的图线与坐标轴围成的面积表示时间，则甲、乙两物体速度从增加到的过程，经历的时间之比为1︰2，故C正确，D错误。
故选C。
6．B
【详解】设水银柱的最大长度为x，此时气体的压强p2=(p0+x)cmHg；气体的体积为V2=（L-x）S；开始时：p1= p0+h=90cmHg；气体的体积：V1=lS；由玻意耳定律可知：p1V1= p2V2，解得x=25cm；则加入水银的最大长度为：25-15=10cm；
A. 9 cm，与结论不相符，选项A错误；
B. 10 cm，与结论相符，选项B正确；
C. 14 cm，与结论不相符，选项C错误；
D. 15 cm，与结论不相符，选项D错误；
7．AD 8．CD
【详解】A．根据理想气体状态方程
可得
可知气体在A、C两态的体积相同，则气体在状态A时的密度等于在状态C时的密度，故A错误；
B．气体从状态A到状态B的过程，温度不变，内能不变，压强减小，则体积变大，气体对外做功，则气体从外界吸收热量，故B错误；
C．从A到B由玻意耳定律可知
可得气体在状态B时的体积为
故C正确；
D．气体从状态B到状态C体积减小，外界对气体做功为
从C到A体积不变，则，可知气体从状态B到状态C再到状态A的过程中外界对气体做功400J，而A、B两状态的温度相同，内能相同，根据热力学第一定律可知，气体从状态B到状态C再到状态A的过程中向外放出400J热量，故D正确。
故选CD。
9．BD
【详解】A．由于原子核X静止，根据动量守恒定律可知，放射出的粒子（He）及生成的新核Y在衰变初始位置的速度相反，根据左手定则可知，两者圆周运动的轨迹外切，根据
解得
由于衰变过程动量守恒，即大小相等，即电荷量越大，轨道半径越小，可知粒子的轨道半径大一些，可知衰变后产生的粒子与新核Y在磁场中运动的轨迹（箭头表示运动方向）正确的是图丙，故A错误；
B．根据质量数与电荷数守恒，该核反应方程为
由于质量为m和电荷量为q，则新核Y的质量为和电荷量为，根据上述有
，
由于动量守恒，即有
解得
故B正确；
C．α粒子圆周运动的周期
则α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，环形电流大小为
故C错误；
D．若衰变过程中释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，则有
根据质能方程有
结合上述解得，衰变过程中的质量亏损为
故D正确。
故选BD。
10．CD
【详解】A．由图像可知，乙物块为匀速直线运动，其速度
第一次相遇时，为乙追上甲的情形，因此此时甲的速度应该小于乙速度，故A错误；
B．由题意可知，甲做匀速直线运动，根据
将点坐标代入可求出
故B错误；
C．两个物块相遇条件为抛物线与直线相交，根据题意有
代入可知
故C正确；
D．根据前面的相遇条件可知，当方程
有一个解时即为相遇一次，即二次方程中，解得
故D正确。
故选CD。
11． 原子核内的中子转换为质子时放出电子，
【详解】[1][2]根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为0，电荷数为-1，则为电子；原子核内的中子转换为质子时放出电子，即
12．
由图可知从到恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知半衰期为
半衰期与物理状态、化学状态无关，温度变大不会改变半衰期
13． 5×1012 0.5
【详解】[1] 每秒发射光电子个数
[2] 能量守恒
14．
【详解】由题知，电动公交车做匀减速直线运动，且设RS间的距离为x，则根据题意有
，
联立解得
t2= 4t1，vT = vR－10
再根据匀变速直线运动速度与时间的关系有
vT = vR－a 5t1
则
at1= 2m/s
其中还有
解得
vR = 11m/s
联立解得
vT = 1m/s
15． AC/CA
【详解】（1）[1]A．两光电门间的距离适当大一些，可以减小距离及时间测量的误差，还可以减小小球大小对实验误差的影响，故A正确；
B．小球的直径越小而质量大，实验的精度越高，故B错误；
C．实验应选用材质密度较大的小球，这样可以减小空气阻力的影响，故C正确。
故选AC。
（2）[2][3]根据匀变速直线运动的公式得
变形为
对照图像，有
，
可得重力加速度为
小球释放点距光电门A的高度为
16． 115/116/117/118/119/120 //
【详解】①[1]根据图中描绘的轮廓，不足半格舍去，大于半格算一格，共计115~120个方格，（以115为例）所以油膜的面积为
②[2]每滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
估测油酸分子的直径为
③单个油分子的直径为
单个油分子的体积为
摩尔体积为
阿伏加德罗常数为
17．（1）；（2）
【详解】（1）航天服内气体初态时，有
，，
末态时，有
，
根据理想气体状态方程可得
解得
所以
（2）气体缓慢放出的过程中气体的温度不变，设需要放出的气体体积为，根据波意耳定律可得
其中
航天放出的气体与原来气体的质量比
联立解得
18．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）分析可知匀加速和匀减速位移相同，均为
由匀变速直线运动规律
代入数据可得加速度大小
（2）门加速移动0.6m，用时为
设定的感应距离为
代入数据可得
（3）搬运物体到感应区后，门先匀加速移动0.6m，若搬运物体成功，门至少还要匀减速移动的距离为
由
可得匀减速用时
或
，不符合题意，舍去。则开门用时
可得物体移动速度
所以物体的移动速度不能超过。
