重庆市渝西中学2024届高三下学期4月月考物理试卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．临床上常用“碳呼气试验”来检查患者是否患有幽门螺杆菌疾病。的半衰期是5730年，而且大部分发生的衰变方程为。下列说法正确的是( )
A.大部分发生的是β衰变
B.比的比结合能小
C.发生衰变的快慢与其化合物的种类有关
D.10个一半发生衰变的时间一定为5730年
2．某电透镜轴线上的电场强度E随位置x变化的关系如题2图所示，场强方向沿x轴正方向，为该电透镜轴线上的三点。下列说法正确的是( )
A.两点电势相等
B.三点中，a点电势最低
C.电子从b点运动到c点过程中，电场力做功为零
D.电子仅在电场力作用下由静止开始从c点运动到a点，一直做加速运动
3．如题3图所示，小朋友将一串氢气球用细线拴在一质量为m的物块上。一阵风水平吹过，当细线与水平方向的夹角为θ时，该物块刚要开始运动。已知该物块与水平地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则此时细线上的拉力大小为( )
A. B. C. D.
4．题4图1是“反向蹦极”的示意图。弹性轻绳一端固定在O点，拉长后将其下端固定在一质量为的体验者身上。打开扣环，体验者由静止开始被竖直“发射”，轻绳的弹力F随体验者上升的位移x变化的部分关系图像如题4图2所示。不计空气阻力，重力加速度g取，则( )
A.该体验者在上升过程中始终处于超重状态
B.整个运动过程中，该体验者的机械能守恒
C.该体验者在处速度最大
D.该体验者在处加速度为零
5．如题5图1所示，青蛙在平静的水面上持续鸣叫而产生的水波可近似为简谐横波。以青蛙所在位置为原点O，时刻，该水面上的部分水波图样如题5图2所示，其中实线圆和虚线圆分别表示相邻的波峰和波谷；题5图3是该水面上某点的振动图像。下列说法正确的是( )
A.时刻，半径为处的水流到半径为处
B.题5图3一定是以O点为圆心、半径为处水的振动图像
C.该水波的传播速度大小为
D.时刻，该水面上的质点P刚好位于波峰
6．平静的水面上有一直径约为的圆形荷叶，一条青鲦鱼(可视为质点)在水面下深处沿水平方向匀速经过荷叶，其运动轨迹与荷叶直径平行，在水面上任意位置都看不到该鱼的时间为。已知水的折射率为，鱼游动过程中荷叶始终静止，则该鱼游动的速度大小约为( )
A. B. C. D.
7．利用自重从上往下溜放物体的巷道被称为“溜井”，题7图为某溜井在竖直平面的示意图。图中为底面水平的梯形，，B点距溜井底部高，侧面与水平方向的夹角。某物体(可视为质点)从A点水平滑出后，落入井底过程中未与侧面相撞。重力加速度g取，忽略空气阻力，，则该物体在A点的速度最大值为( )
A. B. C. D.
二、多选题
8．如题8图所示，某同学将一强力吸盘挂钩紧紧吸附在教室的竖直墙面上。若吸盘空腔内的气体体积和质量均不变且可视为理想气体，吸盘导热性能良好，则当气温升高时( )
A.空腔内的气体压强减小 B.空腔内的气体压强增大
C.空腔内的气体内能减少 D.空腔内的气体内能增加
9．如题9图所示，质量相等的卫星1和卫星2分别在圆轨道和椭圆轨道上沿逆时针方向绕地球运动，两轨道相交于A、B两点，两卫星的运动周期相等。某时刻，卫星1在C点，卫星2在D点(D为远地点)，且连线过地心，此时两卫星的机械能相等。下列说法正确的是( )
A.椭圆轨道的半长轴等于圆轨道的半径
B.两卫星可能在A点或B点相遇
C.两卫星经过A点时的速度大小相等
D.两卫星经过A点时的速度大小不等
10．题10图是一种两级导轨式电磁推进的简易图。一细直金属棒垂直放置在两条固定在同一水平面上的平行金属导轨之间，该金属棒可沿导轨无摩擦滑行，且始终与两导轨接触良好。恒定电流从一导轨流入，经过金属棒，再从另一导轨流回。两导轨间的磁场是由导轨中电流产生的，且可视为匀强磁场，磁感应强度大小与电流大小成正比。已知金属棒分别位于第一级区域与第二级区域时，导轨中的电流大小之比为，感应电流忽略不计，若该金属棒从第一级区域内某处由静止开始运动，当其在两级区域内被推进的距离相等时，它在一、二两级区域内( )
A.运动的加速度大小之比为 B.所受安培力对其做功之比为
C.运动的时间之比为 D.通过该金属棒的电荷量为
三、实验题
11．为了验证“物体质量一定时，其加速度与力成正比”，某同学设计了题11图1所示的实验装置。已知动滑轮的质量为，滑轮大小不计且光滑，力传感器可以测出轻绳的弹力大小。
(1)将长木板水平放置，该同学在实验中得到一条纸带如题11图2所示，其中相邻两计数点间还有四个计时点没有画出。已知打点计时器接频率为的交流电源，由此可以求出，小车运动的加速度大小为_____(保留三位有效数字)。
(2)该同学在操作过程中没有平衡小车所受的摩擦力，若以力传感器的示数F为横坐标、小车的加速度a为纵坐标，作出相应的图像，则题11图3中正确的图像是_____(选填A，B，C)。已知该图像的斜率为k，则小车的质量______（用k、表示)。
12．“围炉煮茶”是近几年广受追捧的休闲项目，曾有媒体报道了多起围炉煮茶时的一氧化碳中毒事故。某学习小组想设计一款“一氧化碳报警器”，经查阅资料，发现当人体所处环境中的一氧化碳浓度超过时，便容易发生一氧化碳中毒。该小组同学购买了一款气敏电阻，其产品说明书中提供了该气敏电阻的阻值随一氧化碳浓度η变化的关系图像，如题12图1所示。
(1)该小组同学将一量程为“”的理想电压表的表盘上“”的区域涂成红色，并将其和气敏电阻、直流电源(电动势，内阻不计)、调好阻值的电阻箱R、开关S一起按照题12图2所示电路连接起来，然后将整个电路置于密闭容器中，缓慢充入一氧化碳气体。
①随着一氧化碳浓度的增加，电压表的示数逐渐_____(选填“增大”“减小”)；
②当一氧化碳浓度为时，电压表指针恰好指到表盘红色区的右边缘(即处)，则调好的电阻箱R的阻值为_____Ω(保留三位有效数字)；
③若要使一氧化碳浓度更低时，电压表指针就指到红色区，应将电阻箱R的阻值适当_____(选填“调大”“调小”)。
(2)为了使报警效果更好，该小组同学去掉了电压表，改用绿色灯泡指示灯L、蜂鸣报警器和光控开关P，并设计了如题12图3所示电路(其中气敏电阻和电阻箱R未画出)。已知灯泡L电阻为，当其两端的电压达到及以上时才会发光，光控开关P正对灯泡L，有光照时开关断开，无光照时开关接通。要实现“当一氧化碳浓度小于时灯泡L亮，当一氧化碳浓度达到及以上时灯泡L灭、蜂鸣器报警”的功能：
①请补全题12图3所示电路图；
②电阻箱R的阻值应调为_____Ω(保留三位有效数字)。
四、计算题
13．某同学在食堂消费时所用的饭卡内部由线圈和电路组成。当饭卡靠近感应区域时，会在线圈中产生感应电流来驱动芯片运作，从而实现相应功能。若饭卡内部由n匝边长为L的正方形线圈构成，线圈总电阻为R；某次感应时，在时间段内，匀强磁场垂直通过该线圈，磁感应强度变化率。求该时间段内：
(1)该线圈中产生的平均感应电动势大小E；
(2)该线圈中产生的总电热Q。
14．如题14图所示，两个质量分别为、的小物块A、B(均可视为质点)静置于水平地面上，中间用细线相连，且中间夹着一个劲度系数很大的压缩轻弹簧(长度忽略不计)，弹簧左端与A相连，弹簧右端与B接触但不相连，此时弹簧的弹性势能为。紧邻A、B两侧各有长的光滑水平地面，以F点和C点为分界点，F点左侧地面和两物块间的动摩擦因数均为，C点右侧固定有一半径为R的光滑半圆轨道，该轨道在C点刚好和水平地面相切。突然剪断A、B间的细线，B能够经过半圆轨道顶端D点，且B落地后不反弹，重力加速度g取，不计空气阻力，求：
(1)A停止运动时到F点的距离；
(2)只改变R的大小，使B从D点脱离后落地时距离C点最远，求此时R的大小。
15．如题15图所示，平面内，x轴下方充满垂直纸面向里的匀强磁场，x轴上方被射线分割成I、II两个区域，射线与x轴交于N点，与y轴交于M点；区域I中充满沿y轴负方向的匀强电场，区域II中充满沿x轴正方向的匀强电场，两电场的场强大小相等。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子P，从M点以大小为的速度、沿x轴正方向进入区域I，仅在区域I中运动时间t后，以大小为的速度由N点进入磁场，且第二次经过x轴时的横坐标为N点横坐标的3倍。忽略边界效应，不计重力及粒子间相互作用力。
(1)求匀强电场的场强大小和匀强磁场的磁感应强度大小；
(2)若在区域II中的某些位置由静止释放质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子均能仅在区域I中运动后从N点进入磁场，求释放点的坐标满足的关系；
(3)与P粒子的质量、电荷量均相同的Q粒子经过射线沿x轴正方向进入区域I，仅在区域I中运动时间后从N点进入磁场，求x轴上P、Q两粒子均能通过的所有点的横坐标。
参考答案
1．答案：A
解析：由质量数守恒和电荷数守恒可得，X是电子，所以是β衰变，选项A正确；衰变后的原子核更稳定、比结合能更大，选项B错误；原子核的衰变快慢取决于原子核本身，与其化合物的种类无关，选项C错误；半衰期是针对大量粒子所反映的规律，少数粒子的衰变具有随机性，无法预测，选项D错误；故选A。
2．答案：D
解析：由可得，图像的面积代表电势差，可知b、c两点的电势差不为零，选项A错误；场强方向沿x轴正方向，由图知，a、b、c三点中a点电势最高，选项B错误；电子从b点运动到c点过程中，其所受电场力始终沿x轴负方向，电场力始终做负功，选项C错误；该过程中，电子所受电场力始终由c点指向a点，电子一直加速，选项D正确；故选D。
3．答案：D
解析：设细线拉力大小为T，水平地面对物块的支持力为，物块所受摩擦力为f，对物块进行受力分析可知，水平方向有，竖直方向有，物体刚要开始运动，此时，联立可得，选项D正确，故选D。
4．答案：C
解析：上升过程中，当轻绳弹力减小至小于重力时，该体验者所受合力竖直向下，处于失重状态，选项A错误；整个运动过程中，轻绳对该体验者做了功，该体验者的机械能不守恒，选项B错误；由图像可知，该体验者在处所受合力为零，速度最大，选项C正确；时轻绳的弹力，该体验者仍受重力，加速度不为零，选项D错误；故选C。
5．答案：C
解析：质点不会随波平移，选项A错误；以O点为圆心、半径（其中）处水的振动图像都和图3一样，选项B错误；由图2可得，由图3可得，该波的传播速度，选项C正确；时刻，质点P位于波峰，时刻，质点P位于平衡位置，选项D错误；故选C。
6．答案：B
解析：设鱼游动的速度大小为v，水面上任意位置都看不到该鱼，即鱼反射的自然光在水面发生全反射，有，该过程中，鱼游过的水平距离，由分析和几何关系可得，解得，选项B正确；故选B。
7．答案：D
解析：当物体从A点水平滑出的速度最大时，其平抛运动的轨迹与侧面BC相切，物体从A点运动到侧面BC的过程中，由几何关系得，由平抛运动规律知，速度的反向延长线经过水平位移的中点（即B点），可得该过程中物体的水平位移，联立解得，选项D正确；故选D。
8．答案：BD
解析：对一定质量的理想气体，由（C为常量）知，体积不变、温度升高时，压强增大，选项B正确，选项A错误；内能随温度升高而增加，选项D正确，选项C错误；故选BD。
9．答案：AC
解析：由开普勒第三定律可知，选项A正确；由于卫星1和卫星2的运动周期相等，且转动方向相同，所以两卫星不可能在A点或B点相遇，选项B错误；两卫星的机械能相等，在A点时，两卫星与地球的距离相等，则它们在A点的势能相等，由机械能守恒定律可知，它们在A点的动能也相等，又由于卫星1和卫星2的质量相等，所以它们在A点的速度相等，选项C正确，选项D错误；故选AC。
10．答案：BC
解析：由于两导轨间匀强磁场的磁感应强度大小与导轨中的电流大小成正比，由可得，该金属棒在一、二两级区域中运动的加速度大小之比，选项A错误；由可知，在一、二两级区域内，安培力对该金属棒做功之比，选项B正确；在第一级区域内，由动能定理有，在第二级区域内，同理有，解得，又由，，可得，选项C正确；由，且，联立可得，由此可知，在一、二两级区域内，通过该金属棒的电荷量之比，选项D错误；故选BC。
11．答案：(1)2.00(2)C；
解析：(1)相邻两计数点间的时间间隔，运用逐差法得，代入数据解得
(2)设小车所受滑动摩擦力大小为f，由牛顿第二定律，可得，则，可知图像C正确，故选C；
图像的斜率，可得小车质量
12．答案：(1)①减小②767③调小
(2)①如图
②45.9
解析：(1)①随着一氧化碳浓度增加，变大，由闭合电路欧姆定律知，干路电流变小，电压表示数逐渐减小。
②当一氧化碳浓度为时，由图1知，气敏电阻，此时电阻箱R两端的电压，电源电动势（内阻不计），故，可得电阻箱的阻值
③当一氧化碳浓度更低时，更小，要求此时电阻箱两端的电压仍为1V，则仍有，故R应变小，即需要调小电阻箱的阻值。
(2)①当灯泡L两端的电压小于或等于1V时，灯泡L不发光，光控开关P接通，蜂鸣报警器报警，此时虚线框两端的电压大于或等于3V，虚线框内的等效电阻，当一氧化碳浓度为时，气敏电阻，因此需要将气敏电阻与电阻箱R并联，补充电路图如图1所示。
②当一氧化碳浓度为时，虚线框内的并联总电阻，由可得，
13．答案：(1)(2)
解析：(1)由法拉第电磁感应定律知，该线圈中产生的平均感应电动势大小
(2)该线圈中的感应电流
线圈上产生的总电热
联立可得
14．答案：(1)2m(2)0.8m
解析：(1)设物块B和弹簧刚分开时，物块A的速度为，物块B的速度为，以水平向左为正方向，则由能量守恒定律有
由动量守恒定律有
联立解得，
设物块A停止运动时到F点的距离为x，由动能定理得
解得
(2)设物块B在D点的速度大小为，从C点运动到D点过程中，由动能定理得
从D点水平抛出后，在竖直方向有，水平方向有
联立解得
由分析知，当时，x有最大值，解得
此时，可知物块A、B在运动过程中不会相撞
因此，要使物块B从D点脱离后落地时距离C点最远，
15．答案：(1)(2)(3)见解析
解析：(1)设匀强电场的电场强度大小为E，P粒子在区域I中运动时，沿x轴正方向做匀速直线运动，沿y轴负方向做匀加速直线运动，设加速度大小为a，则
设P粒子通过N点时，沿y轴负方向的速度大小为，则：
又由，联立解得
设N点的横坐标为，则
P粒子在N点的速度方向与x轴正方向的夹角为θ，在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，则，，
联立解得
(2)设M点的纵坐标为，则
可得射线NM的方程为
设将质量为m、电荷量为q的带正电粒子从区域II中处由静止释放，经过射线NM上的点后，到达N点时，沿x轴正方向的速度大小为，沿y轴负方向的速度大小为，则，，
联立解得
(3)Q粒子经过0.5t到达N点时，，
由分析可知，从N点进入磁场后，Q粒子和P粒子各自将在磁场和区域I中做周期运动，且两粒子每次在磁场中运动的时间相同，均为2t，P粒子每次在区域I中运动的时间为2t，Q粒子每次在区域I中运动的时间为t。从N点进入磁场后
Q粒子每次在磁场中沿x轴方向运动的位移
Q粒子每次在区域I中沿x轴方向运动的位移
Q粒子每次从区域I进入磁场时的横坐标
，其中
Q粒子每次从磁场进入区域I时的横坐标：
，其中
同理可知，P粒子每次穿过x轴时的横坐标
，其中
当时，x轴上两粒子均能通过的所有点的横坐标为
，其中
当时，x轴上两粒子均能通过的所有点的横坐标为
，其中
