六安一中2024届高三年级质量检测卷
物理试卷（四）
命题人：审题人：
时间：75分钟 分值：100分
一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）
1．图为铀238衰变为钍234过程中铀核质量随时间变化图像，则（ ）
A．原子核衰变过程中不释放核能 B．铀238衰变为钍234同时放出电子
C．铀238半衰期为年 D．环境温度降低衰变速度将变慢
2．一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻该波刚传播到质点P，波形图如图所示，s时刻平衡位置在m处的质点Q（图中未标出）恰好第一次到达波谷，下列说法正确的是（ ）
A．该波的波速大小为2m/s B．波源的振动周期为0.6s
C．0.8~0.9s内质点Q沿y轴负方向加速运动 D．0~0.6s内质点P经过的路程为30cm
3．进入21世纪，北斗导航系统全球组网、天宫空间站在轨建造完成，标志着我国的航天事业走在了世界前列。已知天宫空间站和北斗导航系统中的中圆轨道卫星均绕地球做匀速圆周运动，周期分别为1.5h、12h，则空间站和中圆轨道卫星的（ ）
A．运转半径之比为1∶8 B．线速度大小之比为2∶1
C．向心加速度大小之比为8∶1 D．线速度均大于第一字宙速度
4．如图所示为某小型发电站远距离输电示意图，其中升压变压器输入电压保持不变，降压变压器原副线圈的匝数比为200∶1，输电线路总电阻r=20Ω。为了安全测量输电线路中的电压和电流。现在输电线路的起始端接入甲、乙两个特殊的变压器，甲、乙两个变压器中原、副线圈匝数比一个是200∶1，另一个是1∶20，其中电压表的示数为220V，电流表的示数为5A．以上变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）
A．图中a为电流表，b为电压表
B．用户端的电压为220V
C．输电线路上损耗的功率约占输电总功率的4.5%
D．若用户端接入的用电设备变多，则电流表示数变小
5．通过对光现象的深入分析可以了解光的本质规律，以下是一些光现象的示意图，图甲是劈尖干涉的装置及形成的条纹示意图，图乙是双缝干涉示意图，图丙是一束复色光进入水珠后传播光路示意图，图丁是自然光通过偏振片P、Q的实验结果。下列说法中正确的是（ ）
A．图甲中，将两平板玻璃中间的纸片拿掉一张后，条纹间距不变
B．图乙中，若只增大屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将减小
C．图丙中，a光在水珠中传播速度一定大于b光在水珠中传播速度
D．图丁中，从图示位置转动偏振片P，光屏上亮度将逐渐变暗
6．如图所示，一定质量的某种理想气体，沿图像中箭头所示方向，从状态A开始先后变化到状态B、C，再回到状态A。已知气体处于状态A时的温度为，大气压1atmPa，则下列判断正确的是（ ）
A．气体从状态C到状态A的过程中，温度先减小再增加
B．从状态A变化到状态B，气体一定从外界吸收热量
C．从状态A变化到状态C过程气体一定放出600J的热量
D．从状态A→B→C→A的过程中，外界对气体做功200J
7．如图所示，粗糙轻杆BC水平固定在竖直转轴AB上，质量为m的小球穿在轻杆上，轻弹簧一端与小球相连，另一端固定在竖直转轴上的A点，A、B两点之间的距离为L，弹簧的原长为．装置静止时将小球向左缓慢推到距B点处松手。小球恰好能保持静止，现使该装置由静止开始绕竖直转轴缓慢加速转动，当小球与轻杆之间的弹力为零时，保持角速度不变，此时小球与B点之间的距离为，从开始转动到小球与轻杆之间的弹力为零的过程外界提供给装置的能量为E、已知小球与轻杆之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（ ）
A．当小球与轻杆之间的弹力为零时，该装置转动的角速度大小为
B．弹簧的劲度系数为
C．小球与轻杆之间的动摩擦因数为
D．从开始转动到小球与轻杆之间的弹力为零的过程，小球克服摩擦力做的功为
8．粗糙的半圆柱体固定在水平地面上，截面如图所示。质量为m的小物块在拉力F的作用下，从半圆柱体的底端缓慢向上滑动。已知拉力F的方向始终与小物块的运动方向相同（与圆弧相切），小物块与半圆柱体表面的动摩擦因数为，重力加速度大小为g。若小物块和圆心的连线与水平方向的夹角为θ，在θ从0增大到90°的过程中（ ）
A．拉力F一直增大 B．拉力F先减小后增大
C．时，拉力F最大 D．拉力F的最小值为mg
二．多项选择题（本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
9．半径分别为1和31的同心圆形导轨固定在同一水平面内，一长为21、电阻为R的均匀金属棒AB置于圆导轨上面，BA的延长线通过圆导轨中心O，装置的俯视图如图所示，整个装置位于一匀强磁场中，磁感应强度的大小为B，方向竖直向下。在两环之间接阻值也为R的定值电阻和电容为C的电容器。金属棒在水平外力作用下以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触，导轨电阻不计。下列说法正确的是（ ）
A．电容器的M板带负电
B．金属棒两端电压为
C．电容器所带电荷量为
D．将金属棒转动角速度由ω变为2ω，金属棒运动一周通过R的电荷量变为原来的2倍
10．某机场利用如图所示的传送带将行李箱从飞机上运送到地面，传送带以恒定速率沿逆时针方向运行。在时，将质量kg的小行李箱轻放在传送带上A点，s时小行李箱从B点离开传送带，其图像如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则（ ）
A．传送带的倾角为30°
B．0~0.5s内的摩擦力大小为40N
C．0~0.5s内合力对小行李箱做功为125J
D．0~1.5s内摩擦力对小行李箱做功为-100J
三、实验题（每空2分，共16分）
11．某同学用如图甲所示的装置验证动量定理，实验过程中部分实验步骤如下：
（1）将一遮光条固定在滑块上，用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，游标卡尺如图乙所示，则遮光条的宽度______mm．
（2）滑块离开弹簧一段时间后通过光电门，光电门测得遮光条的挡光时间为s，可得弹簧恢复形变的过程中滑块的速度大小为______m/s。
（3）将一与轻弹簧相连的压力传感器固定在气垫导轨左端，一光电门安装在气垫导轨上方，用滑块将弹簧压缩一段距离后由静止释放，压力传感器显示出弹簧弹力F随时间t变化的图像如图丙所示，根据图丙可求得弹簧对滑块的冲量大小为______N·s。（计算结果保留2位有效数字）
12．某实验小组同学利用以下器材设计改装制作欧姆表，改装电路如图所示，通过调节开关S所接位置，可使欧姆表具有“×10”和“×100”两种倍率。
A．电池（电动势E）
B．电流表G（满偏电流mA，内阻Ω）
C．滑动变阻器
D．定值电阻
E．定值电阻
F．开关一个，红、黑表笔各一支，导线若干
（1）用该欧姆表测电压表内阻时，红表笔应接电压表的______（填“+”或“-”）接线柱。
（2）开关S掷向______（填“a”或“b”），欧姆表的倍率是倍率，现将两表笔短接，调节滑动变阻器，使电流表G满偏，此时通过滑动变阻器电流为40mA，则定值电阻______。
（3）再将此欧姆表调至“×100”倍率，两表笔短接，调节滑动变阻器，使电流表G满偏，再测量电压表内阻，电流表G指针向右偏转整个表盘满刻度的，此时电压表示数为4V，通过计算可知，该电压表内阻为______Ω．
四、解答题：本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤。
13．如图，光滑圆槽的半径L远大于小球运动的弧长。甲、乙、丙三小球（均可视为质点）同时由静止释放，开始时乙球的位置B低于甲球位置A，甲球与圆槽圆心连线和竖直方向夹角为θ，丙球释放位置C为圆槽的圆心，Q为圆槽最低点；重力加速度为g。若甲、乙、丙三球不相碰，求：
（1）求甲球运动到O点速度大小；
（2）通过计算分析，甲乙丙三球谁先第一次到达O点；
（3）若单独释放甲球从降放到第15次经过O点所经历的时间。
14．如图所示，光滑绝缘的水平桌面内存在着两个边长均为L的相邻正方形区域abef和bcde，在正方形区域abef内存在着沿fa方向的匀强电场，电场强度大小为E，在矩形区域acdf内存在着竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。在cd右侧紧挨着cd边的某矩形区域内（含边界）存在着竖直方向上的另一匀强磁场（未画出）。现有一质量为m、电荷量为q的带正电小球（可视为质点），从af的中点O以初速度（大小未知）沿ab方向水平射入abef区域，小球在该区域内沿直线运动，进入bcde区域后从d点离开，并进入cd右侧的另一磁场区域中，小球在该磁场中偏转，经过一段时间后，恰从C点回到bcde区域中。。
求：
（1）小球的初速度大小；
（2）小球从O点运动到d点的时间：
（3）cd右侧矩形区域磁场的最小面积。
15．如图所示，在倾角为的固定光滑斜面上，有两个用轻质弹簧相连的物体A和B，它们的质量均为kg，弹簧的劲度系数N/m，C为一固定挡板，现让一质量也为kg的物体D在A上方某处由静止释放，D和A相碰后立即粘为一体，此后做简谐运动，运动过程中，物体B对C的最小弹力为N，重力加速度g取10m/s2。求：
（1）释放物体D之前弹簧的形变量；
（2）D和A做简谐运动的振幅A；
（3）若弹簧振子的周期为，其中为振子质量，k为弹簧劲度系数。若以平衡位置为坐标原点，沿斜面向下为位移正方向建立位移坐标轴x；
a．以振子在最低点时作为时刻，写出振子的振动方程；（用正弦形式表示）
b．从最低点开始计时，振子从最低点第一次运动到位移为处所需时间为多少 （可用π表示）
六安一中2024届高三年级质量检测卷
物理试卷（四）参考答案
1．C【详解】A．原子核衰变过程中有质量亏损，会释放核能。故A错误；
B．铀238衰变为钍234，质量数减少4，为α衰变，故B错误；
C．由图可知铀238从衰变到的时间为年，则可知半衰期为，年，故C正确；
D．外界因素不会影响半衰期大小，故D错误。故选C，
2．C【详解】B．由图可知波长mm，P、Q两质点之间的距离为，该波由质点P传播到质点Q用时同，再经由平衡位置第一次到达波谷，可知s可得波源的振动周期s，B项错误；A．波速m/sm/s，A项错误；C．经0.3s该波传播到质点Q，0.8~0.9s时间内质点Q由波峰向平衡位置运动，沿y轴负方向加速运动，C项正确；D．由波形图可知波动方程代入，和，，可得cm，0~0.6s内，质点P经过的路程cm，D项错误。故选C．
3．B【详解】A．根据开普勒第三定律，可得，A错误；B．根据万有引力提供向心力可得线速度大小可得，B正确；C．根据可得向心加速度大小之比，C错误；D．第一宇宙速度是环绕速度的最大值，空间站和中圆轨道卫星的线速度均小于第一宇宙速度，D错误。故选B。
4．C【详解】A．对变压器甲、乙的连接方式分析可知，甲为电压互感器，乙为电流互感器，图中a为电压表，b为电流表，故A错误；B．由变压器甲可知VV
由变压器乙可知AA，则V
用户端的电压为VV，故B错误；C．输电线路上损耗的功率约占输电总功率的，故C正确；D．若用户端接入的用电设备变多，降压变压器次级电阻减小，根据可知降压变压器与用户作为一个整体的等效电阻减小，根据可知输电线上的电流变大，则电流表示数变大，故D错误。故选C。
5．C【详解】A．当抽去一张纸片后，劈形空气薄膜的劈尖角（上、下表面所夹的角）变小，相同的厚度差对应的水平距离变大，故相邻的亮条纹或暗条纹向距变大，即条纹变疏，故A错误；B．根据双缝干涉条纹间距公式，图乙中，若只增大屏到挡板间距离，两相邻亮条纹间距离将增大，故B错误；C．图丙中，b光的偏折程度较大，b光的折射率较大，根据可知a光在水珠中传播速度一定大于b光在水珠中传播速度，故C正确；D．光是横波，图丁中，从图示位置转动偏振片P．光屏上亮度逐渐变亮，故D错误。故选C。
6．B【详解】A．根据理想气体状态方程根据几何关系可知气体从状态C到状态A的过程中，压强与体积的乘积先增大后减小，则温度先增加再减小，故A错误；B．从状态A变化到状态B，体积膨胀，气体对外界做功，，温度升高，内能增大，根据热力学第一定律可知，，气体一定吸收热量，故B正确；C．B→C体积不变，气体不做功，从状态A变化到状态C过程，根据可知。因此根据热力学第一定律得J
因此从状态A变化到状态C过程气体一定吸收600J的热量，故C错误；
D．从状态A→B→C→A的过程中，外界对气体做功
J，故D错误。故选B．
7．D【详解】A．当小球与轻杆之间的弹力为零时，小球圆周运动的半径，设此时弹簧与轻杆之间的夹角为β，则有，小球与轻杆之间的弹力为零时，摩擦力为0，对小球进行分析，则有解得，故A错误；B．设小球与轻杆之间的弹力为零时弹簧伸长量为，在竖直方向有，结合上述有，解得，故B错误；C．设装置静止时弹簧与轻杆之间的夹角为α，则有，弹簧的压缩量，由平衡条件可得，，联立解得，故C错误；D．两种状态弹簧的弹性势能相等，整个过程外界提供给装置的能量，解得，故D正确。故选D。
8．C【详解】AB．由于物块缓慢移动，可看作是平衡状态，小物块和圆心的连线与水平方向的夹角为θ，对物块受力分析，由平衡条件可得，由数学知识可知，其中，得，即，
所以在θ从0增大到90°的过程中，F先增大后减小，故AB错误；C．时，，
拉力最大，故C正确；D．时，有最小值，故D错误。故选C．
9．AC【详解】A．金属棒AB转动做切割磁感线运动，产生感应电动势，金属棒AB相当于电源，由右手定则可知B端电势高，A端电势低。可知电容器的M板带负电，A正确；B．金属棒AB转动做切割磁感线运动，产生感应电动势为，由闭合电路欧姆定律可得，B错误；C．由电容的定义式可得电容器所带电荷量为，C正确；D．将金属棒转动角速度由ω变为2ω，则有金属棒AB转动产生感应电动势为，由闭合电路欧姆定律可得此时电路中的电流为，由电流的定义式可得，金属棒运动一周通过R的电荷量，可知金属棒运动一周通过R的电荷量与金属棒转动角速度ω无关，D错误。故选AC。
10．BC【详解】AB．由题图乙可知，0~0．5s内摩擦力方向沿传送带向下，加速度m/s2
0.5~1.5s内摩擦力方向沿传送带向上，加速度m/s2
设传送带的倾角为θ，根据牛顿第二定律有0~0.5s内，，
0.5~1.5s内，联立解得，，N，
故A错误，B正确；C．0~0.5s内，根据动能定理，合力对小行李箱做功等于小行李箱动能的变化量，即J，故C正确；D．0~0．5s内小行李箱位移m，摩擦力做正功J，0.5~1.5s内小行李箱位移m，摩擦力做负功J，故0~1.5s内摩擦力对小行李箱做功J，故D错误。
11．（1）4.00（2）0.2（3）0.77
【详解】（1）图乙游标卡尺分度值为0.05mm，则遮光条的宽度为d=4mm+0.05mm×0=4.00mm
（2）弹簧恢复形变的过程中滑块的速度大小为m/sm/s
（3）弹簧对滑块的冲量大小等于图像与坐标轴所围的面积，约等于0.77N·s。
12．（1）-（2）a120（3）1500
【详解】（1）[1]欧姆表黑表笔接电源正极，红表笔接电源负极，由电路图可知红表笔应接电压表的接线柱。
（2）[1]设欧姆表中值刻度为，则欧姆表为“×1”倍率时的欧姆内阻为
欧姆表为“×10”倍率时的欧姆内阻为
欧姆表为“×100”倍率时的欧姆内阻为，欧姆表进行欧姆调零时，有，欧姆表倍率越高，欧姆表的内阻越大，可知电路的满偏电流越小；由电路图可知，当开关S合向a端，电路的满偏电流较大，欧姆表的倍率是“×10”挡。
[2]因此a档位的干路最大电流是b档位的干路最大电流的十倍，即b档位的电流最大值为4mA，此时有mA得Ω
（3）[1]将开关S合向b端，欧姆表的倍率是“×100”挡，测量电压表内阻，电流表G指针向右偏转整个表盘满刻度的，此时电路总电流为mA，又联立得Ω．
13．【详解】（1）设甲球质量为m根据题意可知甲球静止释放，运动到O点过程，由动能定理，解得甲球运动到O点速度大小为
（2）对于丙球，根据自由落体运动规律有，解得对于甲乙两球可看成类似单摆的简谐运动，其运动周期为，甲乙两球第一次到达点O时运动周期，则
丙球最先到达，甲乙同时到达。
（3）根据题意可知甲球做简谐运动，运动一个周期经过两次O点，第15次经过O点所经历的时间为，已知周期联立解得
14．（1）由带电小球进入abef区域后沿直线运动可知，得
（2）带电粒子从be中点进入bcde区域后做匀速圆周运动，画出带电粒子在bcde区域内的运动轨迹图像，如图所示
轨迹圆心为C，根据几何关系有，解得，由数学知识可知得，小球在bcde磁场里运动的周期为，
（3）带电粒子从d点离开正方形磁场区域，进入cd右侧的匀强磁场后，又从c点进入bcde磁场区域。
由分析可知，cd右侧的磁场方向竖直向下，根据对称性可知，粒子在cd右侧区域内的运动轨迹如图所示，轨迹圆心为D点，由数学知识可知
矩形磁场的最小面积为
15．（1）释放D之前，对A物体，由平衡条件，解得压缩量cm
（2）当AD在最高点时，挡板弹力最小，此时弹簧处于伸长状态，设伸长量为，则有
代入数据得伸长量cm
AD粘在一起后，设运动到平衡位置时形变量为，则有
代入数据得cm故简谐运动的振幅cm
（3）简谐振动的周期为s，故圆频率rad/s
设振动方程为
当时，cm，代入方程得，故振动方程为（cm）
AD从最低点第一次运动到平衡位置，用时
AD从平衡位置第一次运动到位移为处，用时
则从最低点开始计时，振子从最低点第一次运动到位移为处所需时间s
