宜丰县中创新部2023-2024高三上学期10月第一次月考物理试卷
一、单选题（每小题4分，共24分）
1．三星堆遗址考古新发现让古蜀文明一醒惊天下。考古学家利用放射性元素的半衰期来确定文物的年代，已知能自发释放射线，其半衰期约为5730年。下列说法正确的是（ ）
A．的衰变方程为 B．衰变的本质是核内一个中子转化成一个质子和一个电子
C．的比结合能比的大 D．随着全球变暖，衰变周期减小
2．一列简谐波在均匀介质中沿x轴传播，t0=0刻平衡位置坐标x=0.5 m的质点P恰好处于波峰，t1=0.5 s时的波形如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．如果波沿x轴正方向传播，最大的周期为1.5s
B．波沿x轴传播，最小的速度为3m/s
C．如果波沿x轴正方向传播，0~0.5s内质点P经过的最短路程为1.5m
D．如果波速为21m/s，则波一定沿x轴负方向传播
3．2021年6月17日我国神舟十二号载人飞船入轨后，按照预定程序，与在同一轨道上运行的“天和”核心舱交会对接，航天员将进驻“天和”核心舱。交会对接后神舟十二号飞船与“天和”核心舱的组合体轨道不变，将对接前飞船与对接后的组合体对比，下面说法正确的是（ ）
A．组合体的环绕速度大于神舟十二号飞船的环绕速度
B．组合体的环绕周期大于神舟十二号飞船的环绕周期
C．组合体的向心加速度大于神舟十二号飞船的向心加速度
D．组合体所受的向心力大于神舟十二号飞船所受的向心力
4．如图为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为。下列说法正确的是（ ）
A．此交流电的频率为 B．此交流电动势的有效值为
C．当线圈平面转到图示位置时产生的电动势最大
D．当线圈平面转到平行于磁场的位置时磁通量的变化率最大
5．如图所示为一拔桩机的设计示意图，绳CDE与绳ACB连接于C点。在D点施加竖直向下的力F可将桩拔起。保持CD段绳水平，AC段绳竖直，更省力的措施是（ ）
A．减小α角，增大β角 B．减小α角，减小β角
C．增大α角，增大β角 D．增大α角，减小β角
6．已知汽车在平直路面上由静止启动，阻力恒定，最终达到最大速度后以额定功率匀速行驶，ab、cd平行于v轴，bc反向延长线过原点O，汽车质量为M，已知M、、、，下列说法不正确的是（ ）
A．汽车额定功率为 B．汽车从b到c过程作变加速运动
C．汽车匀加速运动持续的时间为
D．汽车从a到b过程克服阻力做功
二、多选题（每小题5分，共20分，漏选2分）
7．某中学生助手在研究心脏电性质时，当兴奋在心肌传播，在人体的体表可以测出与之对应的电势变化，可等效为两等量电荷产生的电场。如图是人体表面的瞬时电势分布图，图中实线为等差等势面，标在等势面上的数值分别表示该等势面的电势，为等势面上的点，为两电荷连线上对称的两点，为两电荷连线中垂线上对称的两点。则（ ）
A．两点的电势差
B．负电荷从点移到点，电势能增加
C．两点的电场强度等大反向
D．两点的电场强度相同，从到的直线上电场强度先变大后变小
8．如下图，是以状态a为起始点、在两个恒温热源之间工作的卡诺逆循环过程（制冷机）的图像，虚线、为等温线。该循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成，该过程以理想气体为工作物质，工作物质与低温热源或高温热源交换热量的过程为等温过程，脱离热源后的过程为绝热过程。下列说法正确的是（ ）
A．过程气体压强减小完全是由于气体的温度降低导致的
B．一个循环过程完成后，气体对外放出热量
C．过程向低温热源释放的热量等于过程从高温热源吸收的热量
D．过程气体对外做的功等于过程外界对气体做的功
9．如图所示，足够长的传送带与水平面的夹角为，传送带以速率v顺时针匀速转动。小物块a通过平行于传送带的轻绳经光滑轻滑轮与物块b相连，且。开始时将物块a从斜面底端由静止释放，a在斜面中点与传送带共速后再向上匀速运动，如图甲。若将a换成质量相同、材质不同的小物块c与b相连，如图乙，仍然从斜面底端由静止释放，c刚好在斜面顶端与传送带共速，则小物块a、c在传送带从底端到顶端（整个过程b未着地）过程中（ ）
A．小物块c与传送带间的动摩擦因数比物块a小
B．传送带对物块a与传送带对物块c做的功相等
C．在加速阶段，重力对物块a做功的功率大于重力对物块b做功的功率
D．小物块与传送带间因摩擦产生的热量，a比c多
10．正方形导线框边长为，垂直纸面向里的水平匀强磁场区域，上、下边界分别为、，宽度为。线框平面竖直，边与平行，距离为，线框从静止释放后，边在下落过程中经过与经过时的速度相等。重力加速度大小为，下列说法正确的是（ ）
A．边刚进入磁场时，线框加速度一定向上
B．磁场的宽度可能小于线框的边长
C．边到达的速度一定等于
D．线框穿过磁场的全过程，产生的焦耳热一定为
二、实验题（每空2分共14分）
11．某同学用如图所示装置来探究“在外力一定时，物体的加速度与其质量之间的关系”。
(1)下列说法正确的是
A．连在小车这一侧的细线可不平行于木板
B．平衡摩擦力时，小车前面不与砂桶连接，后面应固定条纸带，纸带穿过打点计时器
C．小车释放前应靠近打点计时器，且先释放小车后接通打点计时器的电源
(2)若将砂和砂桶的总重力mg近似地当成小车所受的拉力，需满足的条件：砂和砂桶的总质量m (选填“远大于”或“远小于”)小车质量M。若小车所受拉力的真实值为F真，为了使<5%，则M与m应当满足的条件是<
12．某同学要测量一个微安表 （量程为0-500uA）的内阻。可供选择器材有：
A．电源（电动势6V，内阻较小）
B．电压表（量程0-3V，内阻约几千欧姆）
C．电阻箱（0-999.9欧）
D．电位器（可变电阻，与滑动变阻器相当）（0-1.5千欧）
E．电位器（0-15千欧）
该同学设计了如图的电路进行实验。连接后，主要操作步骤下：
①开关K和K1处于断开状态 ；
②将电位器R和电阻箱R1调至最大值。闭合开关K，调节电位器R，让微安表达到满偏，此时电压表示数为2.00V；
③闭合开关K1，调节电位器R和电阻箱R1，让微安表达到半偏，此时电阻箱的示数为300.0欧，电压表的示数为2.50V。完成下列填空：
（1）电位器R应该选择 。
（2）由实验数据可知电压表的内阻为RV= ， 微安表的内阻为RA= ；
（3）若电压表在制造过程中，由于分压电阻的误差，使得示数比真实值偏大，则由此造成微安表内阻的测量值 （选填“大于”、“小于”、“等于”）真实值
四、解答题
13．（12分）图示是由透明材料制成的柱体的横截面图，圆弧AB所对的圆心角∠AOB为120°，圆弧半径为R，P为AO上的点。现有一光线沿纸面垂直OA从P点射入，射到圆弧面上的C点恰好发生全反射。已知OP=R，光在真空中传播的速度大小为c。求：
(1)透明材料的折射率和光线发生全反射的临界角；
(2)光从P点射入到第一次射出柱体所用的时间。
14．（14分）如图所示，从A点以某一水平速度抛出质量的小物块1（可视为质点），当物块1运动至B点时，恰好沿切线方向进入半径、圆心角的固定光滑圆弧轨道，C端的切线水平且与长木板上表面等高，长木板静止在光滑水平面上，质量，其左端放置与小物块1完全相同的小物块2，右端固定挡板上连接一根轻质短弹簧，A点距C点的高度。小物块1滑行到车上立即与小木块2发生碰撞（碰撞时间极短），碰后两物块粘在一起在木板上向右滑动，一段时间后在木板的正中间与木板达到相对静止，物块与长木板间动摩擦因数，，，g取，弹簧始终在弹性限度内，求：
(1)小物块1抛出时水平速度的大小；
(2)小物块1滑动至C点时，对圆轨道的压力大小；
(3)木板的长度。
15．（16分）如图甲所示，某多级直线加速器由横截面相同的金属圆板和4个金属圆筒依次排列组成，圆筒的两底面中心开有小孔，其中心轴线在同一直线上，相邻金属圆筒分别接在周期性交变电压的两端。粒子从圆板中心沿轴线无初速度进入加速器，在间隙中被电场加速（穿过间隙的时间忽略不计），在圆筒内做匀速直线运动。若粒子在筒内运动时间恰好等于交变电压周期的一半，这样粒子就能“踏准节奏”在间隙处一直被加速。粒子离开加速器后，从O点垂直直线边界OP进入匀强磁场区域I，OP距离为a，区域I的PO、PQ两直线边界垂直。区域I的上边界PQ与匀强磁场区域Ⅱ的下直线边界MN平行，其间距L可调。两区域的匀强磁场方向均垂直纸面向里，磁感应强度大小。现有质子（）和氘核（）两种粒子先后通过此加速器加速，加速质子的交变电压如图乙所示，图中、已知。已知质子的电荷量为、质量为，不计一切阻力，忽略磁场的边缘效应。求：
（1）金属圆筒2与金属圆筒4的长度之比；
（2）加速氘核时，交变电压周期仍为，则需要将图乙中交变电压调至多少；加速后，氘核在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径多大；
（3）为使上述先后通过此加速器的质子与氘核在匀强磁场Ⅱ中的运动轨迹无交点，两磁场间距的取值范围。
物理参考答案：
1．B 2．D 3．D 4．D 5．B 6．C 7．AD 8．BD
9．ABD【详解】A．a、c的初末速度相同，但是加速的位移a比c小，故a的加速度比c大。对系统分析加速度大的动摩擦因数大，故A正确；B．对系统，列全程，根据功能关系有由于甲乙两种情况下系统机械能变化相同，故传送带对a或c的摩擦力做功相同，故B正确；C．加速阶段，重力对a做功的功率，由功率等于力乘以力方向上的速度或者速度乘以建度方向上的力，因为而连线上速度等大，故C错误；
D．根据因为对甲过程，整体有对乙过程，整体，，
故D正确。故选ABD。
10．BC【详解】设线框电阻为，到达时速度为，到达时速度为，全过程产生的焦耳热为，对到达时有电动势感应电流为安培力①若，边进入磁场后做加速运动，边经过时的速度一定大于经过时的速度，与题意不符。②若，边进入磁场后开始做匀速运动，若该条件下，边经过与经过时的速度相等，有得穿过磁场产生的焦耳热，穿过磁场产生的焦耳热，全过程产生的焦耳热若该条件下，边经过与经过时的速度相等，有得全过程产生的焦耳热若该条件下，线框全部进入磁场后加速运动，边经过时的速度大于经过时的速度，与题意不符。③若，边进入磁场后做减速运动，若该条件下，边经过时的速度小于经过时的速度，与题意不符；若该条件下，线框全部进入磁场后，线框加速，边经过时的速度可能等于经过时的速度，有得边到达时的速度为，全过程由能量守恒定律有得故选BC。
11． B 远小于 0.05
【详解】(1)[1]A．细线不平行木板时，细线拉力变化，故A错误；
B．平衡摩擦力时，小车后面应固定一条纸带，纸带穿过打点计时器，故B正确；
C．小车释放前应靠近打点计时器，且先接通打点计时器的电源后释放小车，故C错误；
(2)[2]在本实验中认为细线的拉力F等于砂和砂桶的总重力，由此造成的误差是系统误差，对小车，根据牛顿第二定律得对整体，根据牛顿第二定律得，且解得
12． E 4000Ω 450Ω 等于
【详解】（1）[1]由电路图知，电压表串联在电路中，由于电压表内阻较大，所以电位器应选择大阻值的，故选E；（2）[2]当K1断开时，电流表与电压表串联，微安表达到满偏，所以电压表内阻[3]闭合开关K1，微安表达到半偏，可求电压表的电流为根据并联电路的电流规律，可求电阻箱的电流为电阻箱的电压所以电流表的内阻
（3）[4]根据以上计算过程分析可知两次测量电压表造成的误差刚好消掉，所以微安表内阻的测量值等于真实值。
13．(1) 60°；(2)
【详解】（ⅰ）光路图如图所示，设透明材料的折射率为n，光线发生全反射的临界角为θ，则
sin θ=
sin θ=
其中
OP=R
解得
n= ，θ=60°
（ⅱ）在C点发生全反射的光线在圆弧面AB上恰好再次发生全反射，后垂直OB从E点射出柱体。由几何关系有
PC=DE=R，CD=R
光从P点传播到E点所用的时间为
t=
又
解得
t=
14．(1)；(2)；(3)
【详解】(1)B点距C点的高度
小球运动至B点的竖直分速度
抛出时的初速度
(2)B点的速度
从B到C的过程中物块1机械能守恒
C点的速度
在C点由牛顿第二定律可得
代入数据可解得
由牛顿第三定律可知小物块1滑动至C点时，对圆弧轨道的压力大小约为。
(3)物块1和2粘合时动量守恒
代入数据可解得，若物块没有与右侧弹簧相碰，对三个物体组成的系统，由动量守恒有
由能量守恒可得
可解得。
若物块与右侧弹簧相碰，由动量守恒和能量守恒可得
联立代入数据可解得。
15．（1）；（2），；（3）或者
【详解】（1）设质子进入第个圆筒的速度为，则有
解得
由于在筒中的运动时间相同，金属圆筒2与金属圆筒4的长度之比为
（2）要让氘核也能“踏准节奏”在间隙处被加速，则需要氘核在每个筒中的速度与质子相同，由，氘核电荷量与质子相同，质量为质子两倍，所以要调至；根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
代入与，可得质子的轨道半径为
氘核质量为质子两倍，与质子相同，可得氘核的轨道半径为
（3）如图所示，氘核离开磁场I的速度方向与边界成角
①两轨迹相交于点（如图1），根据图中几何关系有
联立解得
②两轨迹外切（如图2），根据图中几何关系有
联立解得
综上所述
或者
答案第1页，共2页
