2023-2024学年河南省沈丘县长安高级中学高三上学期第一次月考物理试题及答案

沈丘县长安高中2024届高三年级第一次月考物理试卷（考试时间：90分钟，满分：110分）注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得01.据报道，J国将把核电站事故中处理的核废水排放入海，引起了全世界的极大关注。核废水中常含有氚（1H）等放射性核素，处置不当将严重威胁人类安全。氚衰变的半衰期长达12.5年，衰变方程为31H32He+X，下列说法正确的是（ꢀꢀ）A.方程中的X应为中子B.可以通过加水稀释的方式降低核废水中氚总量的放射性1C.经过50年，氚剩余量为原来总量的16D.氚衰变放出的射线穿透性很弱，用一张纸就能把它挡住2.某物体以30m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，取g=10m/s2，则5s内物体的（ꢀꢀ）A.路程为40mB.位移大小为25m，方向竖直向上C.速度改变量的大小为10m/s，方向竖直向下D.平均速度大小为13m/s，方向竖直向上3.贵州“村超”6月9日的一场比赛中，一名球员踢出了一记“圆月弯刀”直击球门死角，所谓“圆月弯刀”是指足球的飞行轨迹是一条优美的弧线。以下说法正确的是（A.研究“圆月弯刀”的踢球技法时可以把足球看作质点B.研究足球的飞行轨迹时可以把足球看作质点）C.一名前排观众激动说：“太精彩了，目测最大球速超过120km/h”。这里的球速是指平均速度D.该足球的飞行轨迹长度就是它的位移第1页/共8页4.2023年7月我国自主研发的核磁共振设备开始量产，这标志着我国在高端医疗设备领域迈向了新的里程碑。核磁共振成像是可进行人体多部位检查的医疗影像技术，基本原理为：当电磁波满足一定条件时，可使处于强磁场中的人体内含量最多的氢原子吸收电磁波的能量，其后吸收了能量的氢原子又把这部分能量以电磁波的形式释放出来，形成核磁共振信号。关于人体内氢原子吸收的电磁波能量，正确的是（）A.频率足够高的电磁波氢原子才会吸收B.能量大于13.6eV的电磁波氢原子才能被吸收C.氢原子只能吸收某些特定频率的电磁波D.吸收了电磁波的氢原子处于的状态叫基态5.甲、乙两辆小车，在同一平直公路上同向做直线运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动。其x-t图像如图所示，下列说法正确的是（ꢀꢀ）A.在t2时刻两车速度相等B.在0～t2时间内，甲车的平均速度等于乙车的速度C.在t2时刻，甲车速度大于乙车速度D.在t～t之间的某一时刻，两车加速度相等126.如图甲，“战绳训练”是当下常见的健身方式，健身爱好者甩动战绳令其在竖直平面内形成简谐波。图乙是某次训练中t=0.1s时刻战绳的波形图，绳上质点P的振动图像如图内所示。下列说法正确的是（）第2页/共8页A.该波沿x轴负方向传播B.该波波源起振方向为y轴负方向C.波源起振后0.4s，x=3m处的质点第一次回到平衡位置D.若增大抖动的幅度，波速会增大7.如图所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是（ꢀꢀ）A.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B.由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的光的频率最小C.用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应D.由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光波长最大8.下列四个核反应方程，属于聚变的是（ꢀꢀ）24Na4Mg01eA.B.C.D.113212H24H1119F942211HU10n3n10xtt9.如图所示为两辆汽车A、B运动过程中的图像，已知两辆汽车同时由同一地点出发。则下列说法正确的是（ꢀꢀ）第3页/共8页A.汽车B的初速度大小为20m/sB.汽车A的加速度大小为10m/s2C.t时两辆汽车的速度相同D.t时两辆汽车再次相遇10.下列说法正确的是（ꢀꢀ）A.波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短B.波发生反射时，频率、波长、波速均不变C.波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化D.波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化11.爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释了光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学逸出光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系如图所示，其中0为极限频率。从图中可以确定的是（ꢀꢀ）A.逸出功与有关B.Ek与入射光强度成正比C.当0时，会逸出光电子D.图中直线的斜率与普朗克常量有关12.在足够大的匀强磁场中，静止的钠核发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一新核，新核与放出粒子在磁场中运动的径迹均为圆，如图所示。以下说法正确的是（ꢀꢀ）24Mg12A.新核为B.发生的是α衰变C.轨迹2是新核的径迹D.新核沿顺时针方向旋转第II卷（非选择题）第4页/共8页二、实验题（本题共2小题，共1213.张同学研究自由落体运动规律的实验装置如图甲所示，已知电火花计时器的工作频率为50Hz。该同学把电火花计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔，然后扶着重锤停靠在电火花计时器附近，重锤与纸带相连。接通电源后，待电火花计时器工作稳定后放开重锤。（1）实验中电火花计时器必须接______（填“220V交流、“低压交流”或“低压直流）电源。（2）实验中获得的C点时，重vC锤的瞬时速度大小______m/sg（3）根据实验记录的数据可知，当地的重力加速度大小______m/s214.S的一束光照射光电管阴极P0.60V现电流表读数不为零。合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于时，电流表读数仍不为0.60V零；当电压表读数大于或等于时，电流表读数为零。依据实验现象与数值解答下列问题。Ek（1）该光照射后，光电子的最大初动能为______；第5页/共8页（2）根据爱因斯坦光电效应方程有金属逸出功0______；（3）保持实验装置不变，用颜色不同的a光和b光照射光电管阴极P时，产生的光电流I随光电管两端电压U的变化规律如下图所示。则a光的频率______（选填大于、等于或小于）b光的频率。三、计算题（本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文宇说明、方程式和重要的演算t0115.如图所示，一列简谐横波沿x轴方向传播，在时刻波形如图中的实线所示，且质点P的振动方t2向沿y轴负方向。时刻的波形如图中虚线所示。（1）求该列波的波长及可能的波速；v（2）若该列波的周期T>，t0时刻质点M（图中未画出）的位移为2.5cm，求从t0时刻开始经1112s时间该质点经过的路程。16.2023年4月12日，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置创造了新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403s。已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，32He核的质量为3.0150u。两个速率相等的氘核对心碰撞聚变成32He1u时，释放的能量为931.5MeV（1）写出该核反应的反应方程式；（2）该核反应释放的核能是多少？17.两同学用安装有蓝牙设备的玩具小车甲、乙进行实验：甲、乙两车开始时处于同一水平直线上相距d4.0m的O、O两点，甲车从O点以初速度v4m/s、加速度1/s2向右做匀加速运动，乙车1210从O点由静止开始以加速度a2m/s22向右做匀加速运动，两车同时开始运动。已知当两车间距超过2第6页/共8页010.0m时，两车无法实现通信，忽略信号传递的时间。已知62.4。求：（1）甲、乙两车在相遇前的最大距离；（2）经过多长时间两车相遇；（3）甲、乙两车在相遇前能保持通信的时间。第7页/共8页沈丘县长安高中2024届高三年级第一次月考物理试卷（考试时间：90分钟，满分：110分）注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，第9~12题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得01.据报道，J国将把核电站事故中处理的核废水排放入海，引起了全世界的极大关注。核废水中常含有氚（1H）等放射性核素，处置不当将严重威胁人类安全。氚衰变的半衰期长达12.5年，衰变方程为31H32He+X，下列说法正确的是（ꢀꢀ）A.方程中的X应为中子B.可以通过加水稀释的方式降低核废水中氚总量的放射性1C.经过50年，氚剩余量为原来总量的16D.氚衰变放出的射线穿透性很弱，用一张纸就能把它挡住【答案】C【解析】【详解】AD．根据电荷数守恒和质量数守恒可得X应为电子，发生的是衰变，射线穿透能力较强，能穿透几毫米厚的铝板。故AD错误；B．不能通过加水稀释的方式降低核废水中氚总量，故B错误；C．经过50年，排入海水中的氚的剩余质量为5011mm()125m216故C正确。故选C。第1页/共16页2.某物体以30m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，取g=10m/s2，则5s内物体的（ꢀꢀ）A.路程为40mB.位移大小为25m，方向竖直向上C.速度改变量的大小为10m/s，方向竖直向下D.平均速度大小为13m/s，方向竖直向上【答案】B【解析】【详解】A．物体上升的最大高度满足2gh102解得145m上升的时间为01g从最高点开始2s内下落的高度所以5s内物体通过的路程为故A错误；112gt22102m20m222shh65m12B．取竖直向上为正方向，则物体的加速度为ag5s内物体的位移11xvtgt2305m105m25m2022方向竖直向上，故B正确；C．速度改变量为vatgt1050m/s大小为50m/s，方向竖直向下，故C错误；D．平均速度第2页/共16页xvt方向竖直向上，故D错误。故选B。3.贵州“村超”6月9日的一场比赛中，一名球员踢出了一记“圆月弯刀”直击球门死角，所谓“圆月弯刀”是指足球的飞行轨迹是一条优美的弧线。以下说法正确的是（A.研究“圆月弯刀”的踢球技法时可以把足球看作质点B.研究足球的飞行轨迹时可以把足球看作质点）C.一名前排观众激动说：“太精彩了，目测最大球速超过120km/h”。这里的球速是指平均速度D.该足球的飞行轨迹长度就是它的位移【答案】B【解析】【详解】A．研究“圆月弯刀”的踢球技法时，足球的大小和形状不能忽略，不能看成质点，故A错误；B．研究足球的飞行轨迹时，足球的大小和形状可以忽略，故可以将足球看作质点，故B正确；C．目测最大球速超过120km/h”，这里的球速是指瞬时速度，故C错误；D．该足球的飞行轨迹长度就是它的路程，故D错误。故选B。4.2023年7月我国自主研发的核磁共振设备开始量产，这标志着我国在高端医疗设备领域迈向了新的里程碑。核磁共振成像是可进行人体多部位检查的医疗影像技术，基本原理为：当电磁波满足一定条件时，可使处于强磁场中的人体内含量最多的氢原子吸收电磁波的能量，其后吸收了能量的氢原子又把这部分能量以电磁波的形式释放出来，形成核磁共振信号。关于人体内氢原子吸收的电磁波能量，正确的是（）A.频率足够高的电磁波氢原子才会吸收B.能量大于13.6eV的电磁波氢原子才能被吸收C.氢原子只能吸收某些特定频率的电磁波D.吸收了电磁波的氢原子处于的状态叫基态【答案】C【解析】第3页/共16页【详解】ABC．根据玻尔理论，只有能量刚好等于氢原子两个能级差的光子（电磁波）才能被氢原子吸收，选项A、B错误；选项C正确；D．吸收了电磁波的氢原子处于的状态叫激发态，选项D错误。故选C。5.甲、乙两辆小车，在同一平直公路上同向做直线运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动。其x-t图像如图所示，下列说法正确的是（ꢀꢀ）A.在t2时刻两车速度相等B.在0～t2时间内，甲车的平均速度等于乙车的速度C.在t2时刻，甲车速度大于乙车速度D.在t～t之间的某一时刻，两车加速度相等12【答案】C【解析】xt【详解】AC．图像斜率表示速度，由图可知，在t时刻甲车图线斜率大于乙车图线斜率，则在t时22刻甲车速度大于乙车速度，故A错误，C正确；xvB．根据可知，由于0～t2时间内两车的位移不相等，则平均速度不相等，故B错误；tD．由题意可知，甲车做匀加速直线运动，乙车做匀速直线运动，则两车的加速度不可能相等，故D错误。故选C。6.如图甲，“战绳训练”是当下常见的健身方式，健身爱好者甩动战绳令其在竖直平面内形成简谐波。图乙是某次训练中t=0.1s时刻战绳的波形图，绳上质点P的振动图像如图内所示。下列说法正确的是（）第4页/共16页A.该波沿x轴负方向传播B.该波波源起振方向为y轴负方向C.波源起振后0.4s，x=3m处的质点第一次回到平衡位置D.若增大抖动的幅度，波速会增大【答案】C【解析】【详解】A．根据图丙可知质点P在t=0.1s时从平衡位置向下振动，根据波形平移法可知，该波沿x轴正方向传播，故A错误；B．由图丙可知，若t=0时刻质点P开始起振，质点P的起振方向为y轴正方向，则该波波源起振方向为y轴正方向，故B错误；C．由图丙可知周期为T，由图乙可知波长为2m，则波速为v10m/sT可知从波源位置传到x=3m处所用时间为x3tsv10则波源起振后0.4s，x=3m处的质点已经振动了，可知该质点第一次回到平衡位置，故C正确；D．波速由介质决定，若增大抖动的幅度，波速不变，故D错误。故选C。7.如图所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，下列说法正确的是（ꢀꢀ）第5页/共16页A.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B.由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的光的频率最小C.用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应D.由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的光波长最大【答案】C【解析】【详解】A．根据大量氢原子在不同能级释放出光子的种数mC2n可知，当n4时，会释放6种不同频率的光，故A错误；BD．根据EEE(mn)c，mnn4能级跃迁到n3＝能级跃迁到n＝能级产生的光的能n41量最大，频率就最大，波长最小，故BD错误；C．氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时辐射的光的能量为EEE3.4eV(13.6eV)10.2eV6.34eV21n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eVC正确。故选C。8.下列四个核反应方程，属于聚变的是（ꢀꢀ）24Na4Mg01eA.B.C.D.113212H24H1119F942211HU10n3n10【答案】B【解析】【详解】A．该核反应是放射性元素发生衰变，故错误；βAB．该核反应是轻核结合成较重的原子核，属于聚变，故B正确；第6页/共16页C．该核反应是高能粒子轰击原子核使之转变为另一种原子核，属于原子核的人工转变，故C错误；D．该核反应是重核分裂成两个质量较小的原子核，属于裂变，故D错误。故选Bxt9.如图所示为两辆汽车A、B运动过程中的图像，已知两辆汽车同时由同一地点出发。则下列说法t正确的是（ꢀꢀ）A.汽车B的初速度大小为20m/sB.汽车A的加速度大小为10m/s2C.t时两辆汽车的速度相同D.t时两辆汽车再次相遇【答案】AD【解析】【详解】A．根据匀变速直线运动位移时间公式1xvtat202得x1v0t2v20m/s0B对于汽车B，由题图可知，又1220B22解得aB20m/s2故A正确；v0A0，又B．对于汽车A，由题图可知1202aA22解得第7页/共16页aA20m/s2故B错误；CD．t时，汽车A的速度为vat20m/sAA位移为1xat10m2AA2同理t时，汽车B的速度为vvat0B0BB根据逆向思维把汽车B的运动看成反方向的初速度为零的匀加速直线运动，则汽车B的位移为1xat210mBB2由于1s的时间内两汽车的位移相同，则t故选AD。时两辆汽车再次相遇，故错误，D正确。C10.下列说法正确的是（ꢀꢀ）A.波发生反射时，波的频率不变，波速变小，波长变短B.波发生反射时，频率、波长、波速均不变C.波发生折射时，波的频率不变，但波长、波速发生变化D.波发生折射时，波的频率、波长、波速均发生变化【答案】BC【解析】【详解】波发生反射时，在同一种介质中运动，因此波长、波速和频率不变；波发生折射时，频率不变，波速变化，波长变化。故选BC。11.爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释了光电效应的规律而获得1921年诺贝尔物理学逸出光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系如图所示，其中0为极限频率。从图中可以确定的是（ꢀꢀ）第8页/共16页A.逸出功与C.当有关B.Ek与入射光强度成正比0时，会逸出光电子D.图中直线的斜率与普朗克常量有关【答案】CD【解析】【详解】A．金属的逸出功是由金属本身性质决定的，与入射光的频率无关，故A错误；B．光电子的最大初动能取决于入射光的频率，而与入射光的强度无关，故B错误；C．只有当0时才会发生光电效应，逸出光电子，故C正确；D．由爱因斯坦光电效应方程Ekhv000而可得Ekhv0可见图像的斜率表示普朗克常量，故D正确。故选CD。12.在足够大的匀强磁场中，静止的钠核发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一新核，新核与放出粒子在磁场中运动的径迹均为圆，如图所示。以下说法正确的是（ꢀꢀ）24Mg12A.新核为B.发生的是α衰变C.轨迹2是新核的径迹第9页/共16页D.新核沿顺时针方向旋转【答案】AC【解析】【详解】AB．根据动量守恒得知，放出的粒子与新核的速度方向相反，由左手定则判断得知，放出的粒子ββ应带负电，是粒子，所以发生的是衰变根据电荷数守恒、质量数守恒知，衰变方程为.24Na24Mg01e111224Mg12可知新核为，故A正确，B错误；2411C．由题意，静止的钠核发生衰变时动量守恒，释放出的粒子与新核的动量大小相等，两个粒子在匀强磁场中都做匀速圆周运动，因为新核的电荷量大于所释放出的粒子电荷量，由半径公式r得知，新核的半径小于粒子的半径，所以轨迹2是新核的轨迹，故C正确；D．根据洛伦兹力提供向心力，由左手定则判断得知：新核要沿逆时针方向旋转，故D错误。故选AC。第II卷（非选择题）二、实验题（本题共2小题，共1213.张同学研究自由落体运动规律的实验装置如图甲所示，已知电火花计时器的工作频率为50Hz。该同学把电火花计时器固定在夹板上，让纸带穿过限位孔，然后扶着重锤停靠在电火花计时器附近，重锤与纸带相连。接通电源后，待电火花计时器工作稳定后放开重锤。（1）实验中电火花计时器必须接______（填“220V交流、“低压交流”或“低压直流）电源。（2C点时，重第10页/共16页vC锤的瞬时速度大小______m/sg（3）根据实验记录的数据可知，当地的重力加速度大小______m/s2【答案】【解析】①.220V交流②.2.2③.9.851）[1]电火花计时器使用220V交流电源；（2）[2]电火花计时器的工作频率为50Hz，每隔0.02s打一次电，每相邻两点之间还有4个记录点未画出，共5个0.02s，故T=5×0.02s=0.1s根据匀变速直线运动规律可知，中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度x17.126.9C2.2m/sT20.1（3）[3]根据逐差法可知重力加速度xx26.936.817.17.2gCE29.85m/s2T20.0414.S的一束光照射光电管阴极P0.60V现电流表读数不为零。合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于时，电流表读数仍不为0.60V零；当电压表读数大于或等于时，电流表读数为零。依据实验现象与数值解答下列问题。Ek（1）该光照射后，光电子的最大初动能为______；（2）根据爱因斯坦光电效应方程有金属逸出功0______；（3）保持实验装置不变，用颜色不同的a光和b光照射光电管阴极P时，产生的光电流I随光电管两端电压U的变化规律如下图所示。则a光的频率______（选填大于、等于或小于）b光的频率。第11页/共16页【答案】【解析】①.0.6②.1.9③.小于1）[1]用光子能量为光电子的最大初动能为的一束光照射光电管阴极P，遏止电压为Uc0.60VEeU0.6eVkc（2）[2]根据爱因斯坦光电效应方程有Ek0解得0（3）[3]根据爱因斯坦光电效应方程有EWck0WUa<U照射同一阴极材料则相同，由图可知，可得b0ab三、计算题（本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文宇说明、方程式和重要的演算t0115.如图所示，一列简谐横波沿x轴方向传播，在时刻波形如图中的实线所示，且质点P的振动方t2向沿y轴负方向。时刻的波形如图中虚线所示。（1）求该列波的波长及可能的波速；v（2）若该列波的周期T>，t0时刻质点M（图中未画出）的位移为2.5cm，求从t0时刻开始经1112s时间该质点经过的路程。第12页/共16页【答案】（1）8m，v(4n/s（n0，1，22）30cm【解析】1）由图可知波长为8mt2通过P的振动方向向下，根据波形平移法可知波传播的方向沿x轴负方向，时刻的波形如图中虚线所示，则有x2vn0（，，21））t2联立可得（2）由可得v(4n/s（n0，1，2vT8