2024届新疆乌鲁木齐市高三上学期第一次质量监测物理试题（含答案解析）

乌鲁木齐地区2024年高三年级第一次质量监测物理试卷（问卷）（卷面分值：100分；考试时间：100分钟）注意事项：1.本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，第I卷1至3页，第II卷3至4页。答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填在答题卡相应位置上。2.回答第I卷时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案的标号。写在本试卷上无效。3.回答第II卷时，请按要求在规定区域作答，写在本试卷上无效。4.考试结束，将答题卡交回。第I卷（选择题共40分）一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-6题只有一项符合题目要求，7-10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1.我国“人造太阳”实验装置（EAST）多次创造新的放电世界纪录，其内部发生轻核聚变的核反应方程之一为：，其中是（）A.质子，其粒子流有很强的电离作用 B.质子，其粒子流有很强的穿透能力C.中子，其粒子流有很强的电离作用 D.中子，其粒子流有很强的穿透能力【答案】D【解析】【详解】根据质量数与电荷数守恒，核反应方程为可得X是中子，中子流有很强的穿透能力，故选D。2.我国爱因斯坦探针卫星绕地球做匀速圆周运动。卫星的质量为，线速度大小为，运动周期为。在内，万有引力对该卫星的冲量的大小和方向为（）A.约，与末速度方向垂直 B.约，与末速度方向相同C.约，与末速度方向垂直 D.约，与末速度方向相同【答案】B【解析】【详解】在内，卫星的速度大小不变，方向反向，则动量变化量为方向与末速度方向相同，根据动量定理可知，万有引力对该卫星的冲量大小约，与末速度方向相同。故选B。3.“中国天眼FAST”发现一个由甲、乙两恒星组成的双星系统。甲、乙两恒星绕其连线上某点做匀速圆周运动的轨道半径之比为，则甲、乙两恒星的动能之比为（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】设甲、乙两恒星距离r，甲恒星向心力乙恒星向心力可得又根据可得动能甲、乙两恒星的动能之比为故选A。4.电容式加速度传感器可用于汽车安全气囊系统，传感器的核心部件为由M、N两块极板组成的平行板电容器，其中极板M固定，极板N可以自由移动，移动的距离与汽车的加速度大小成正比。已知电容器所带电荷量始终保持不变，当汽车速度减小时，由于惯性导致极板M、N之间的相对位置发生变化，电容器M、N两极板之间的电压减小，当电压减小到某一值时，安全气囊弹出。汽车在水平路面上行驶时，下列车内平行板电容器的安装方式正确的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】由平行板电容器的因素决定式AB．当汽车速度减小时，由于惯性导致N极板相对M极板向右运动，即两极板正对面积减小，则电容器电容减小，又由又因为电容器所带电荷量始终保持不变，电容器M、N两极板之间的电压增大，安全气囊不会弹出。故AB错误；C．当汽车速度减小时，由于惯性导致N极板相对M极板向右运动，即两极板距离减小，则电容器电容增大，又由又因为电容器所带电荷量始终保持不变，电容器M、N两极板之间的电压减小，电压减小到一定值时安全气囊会弹出。故C正确；D．当汽车速度减小时，由于惯性导致N极板相对M极板向右运动，即两极板距离增大，则电容器电容减小，又由又因为电容器所带电荷量始终保持不变，电容器M、N两极板之间的电压增大，安全气囊不会弹出。故D错误。故选C。5.杭州复兴号亚运会动车组由8节车厢组成，为4动4拖的分散型车组，其中第1、3、5、7节车厢带动力，其余4节车厢不带动力。若每节车厢的质量均相同，在平直轨道上运行时，每节动力车厢的牵引力均相同，每节车厢受到的阻力均相同。已知动车组在平直轨道上匀加速运行时，7、8节车厢之间的作用力为，则6、7节车厢之间的作用力和5、6节车厢之间的作用力F56分别为（）A， B.，C.， D.，【答案】A【解析】【详解】设第1、3、5、7节车厢的牵引力为，每节车厢受到的阻力为，对整体，根据牛顿第二定律有对第8节车厢，根据牛顿第二定律有对第7、8节车厢，根据牛顿第二定律有解得对第6、7、8节车厢，根据牛顿第二定律有解得故选A。6.如图所示，电学实验室的“黑盒子”表面有A、B、C三个接线柱，盒内有一只定值电阻和一个二极管，每两个接线柱之间最多连接一个元件。为了探明盒内元件的连接方式，实验小组用多用电表的欧姆挡进行测量，把红、黑表笔分别与接线柱A、B、C连接，前5次测量结果如表所示。则把红、黑表笔分别接C、B之间的测量结果是（）红表笔ABACBC黑表笔BACACB阻值（Ω）500500603000560

A.500Ω B.560Ω C.3060Ω D.3500Ω【答案】D【解析】【详解】红表笔和黑表笔分别接A、B时，测量结果为500Ω，说明A、B接的是电阻，且电阻阻值为500Ω。红表笔接A，黑表笔接C时，测量结果为60Ω；红表笔接C，黑表笔接A时，测量结果为3000Ω，说明A、C接的是二极管，又因为欧姆挡黑色表笔接内部电源的正极，所以60Ω为二极管的正向电阻，3000Ω为二极管的负向电阻。红表笔接B，黑表笔接C时，测量结果为560Ω，说明是电阻和二极管的正向电阻之和，故电路图如图所示红表笔接C，黑表笔接B时，测量结果为3500Ω，电阻和二极管的反向电阻之和。故选D。7.“波”字最早用于描述水纹起伏之状，唐代诗人有“微风动柳生水波”的描述。图甲为一列可看成简谐横波的水波在时的波形图，P、Q是介质中的两个质点，图乙为质点P的振动图像。下列说法中正确的是（）A.水波沿x轴负方向传播 B.水波的波速为C.时，质点Q的位移为 D.质点P的平衡位置坐标【答案】AD【解析】【详解】A．根据图乙可知0.5s时质点P沿y轴负方向振动，根据甲图可知水波沿x轴负方向传播，A正确；B．根据甲乙图像可知波长12cm，周期为1.2s，则解得波速为B错误；C．从图示的甲图到t=1.0s波形向左移动根据对称性可知，此时Q点到平衡位置的距离与P点到平衡位置的距离相等，所以Q点位移为，C错误；D．甲图中质点P位移为，说明质点P再经过0.1s回到平衡位置，那么波形向左移动，所以则质点P的平衡位置坐标为故选AD。8.在学校篮球比赛中，小王同学投进一个三分球，篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示。若篮球所受空气阻力与其速度大小成正比，篮球从被投出到入筐的过程中，所受到的空气阻力与合力的变化情况是（）A.一直变小 B.先变小后变大C一直变小 D.先变小后变大【答案】BC【解析】【详解】AB．在篮球上升过程中，篮球的速度逐渐变小，根据题意可知：篮球受到的空气阻力变小，在篮球下降过程中，篮球的速度逐渐变大，篮球受到的空气阻力变大，即篮球受到的空气阻力先变小后变大，故B正确，A错误；CD．将篮球的运动分解为水平方向和竖直方向，篮球水平方向的速度一直减小，则篮球受到的空气阻力水平方向的分力一直减小，上升过程中，篮球速度减小，篮球受到的空气阻力竖直方向的分力向下且减小，重力不变，竖直方向受到的合力减小，篮球下降过程中，篮球竖直方向速度增大，篮球受到的空气阻力竖直方向的分力向上且增大，重力不变，竖直方向受到的合力减小，根据力的合成可知一直变小，故C正确，D错误。故选BC。9.如图所示，椭圆与两等量异种点电荷的连线相切于O点，O点为两电荷连线的中点，OB为椭圆的长轴，AC为椭圆的短轴。一带正电的检验电荷q在外力作用下从O点开始沿椭圆顺时针转动一周，则（）A.A、C两点电场强度相同B.O点的电场强度大于B点的电场强度C.从O点到A点过程中，电场力对电荷q一直做负功D.从B点到O点的过程中，电荷q的电势能先减小后增大【答案】BD【解析】【详解】A．根据等量异种电荷形成的电场分布，可知A、C两点的电场强度大小相等，但方向不同，故A错误；B．根据等量异种电荷形成的电场分布，可知电场线的疏密程度代表场强的大小，在等量异种电荷连线的中垂线上，O点电场线最密集，场强最大，即O点的电场强度大于B点的电场强度。故B正确；C．正检验电荷所受电场力的方向与其所在位置电场线的方向一致。在O点处，正电荷所受电场力方向与其运动方向相反，在A点处正电荷所受电场力的方向与其运动方向成锐角。所以从O点到A点的过程中，电场力对电荷q先做负功后做正功。故C错误；D．等量异种电荷连线的中垂线势能为0，沿电场线方向电势降低所以在中垂线右侧电势小于0，电荷q从的过程中，电势先减小后增大，根据电势能可知正电荷高势高能，低势低能，所以从B点到O点的过程中，电荷q的电势能先减小后增大。故D正确。故选BD。10.如图所示，乌鲁木齐机场在传输旅客行李的过程中，行李从一个斜面滑下。为防止行李下滑时速度过大，斜面上设置了一段“减速带”（行李与“减速带”间动摩擦因数较大）。小梁的行李箱质量为m、长度为L，“减速带”的长度为2L，该行李箱与“减速带”间的动摩擦因数为，斜面与水平面间的夹角为，重力加速度的大小为g，行李箱滑过“减速带”的过程中，不会发生转动且箱内物品相对行李箱静止。设该行李箱质量分布均匀和不均匀的两种情况下滑过“减速带”的过程中，克服“减速带”的摩擦力做的功分别为和。则（）A.一定等于 B.一定大于C.一定等于 D.可能大于【答案】AC【解析】【详解】将行李箱看成无数段距离很小的质量微元，每段质量微元在“减速带”中受到的摩擦力为每段质量微元经过“减速带”时，摩擦力的作用距离均为，则克服“减速带”的摩擦力做的功可得故选AC。第II卷（非选择题共60分）二、实验题（本题共2小题，每空2分，作图2分，共14分）11.小常同学完成“用单摆测量重力加速度”的实验。（1）用游标卡尺测量摆球的直径，其读数如图所示，该读数为__________；（2）为了减小测量周期的误差，应在摆球经过最__________（选填“高”或“低”）点时开始计时；（3）若两次实验的摆长之差为，周期的平方之差为，则重力加速度___________。【答案】①.1.420②.低③.【解析】【详解】（1）[1]由图可知（2）[2]为了减小测量周期的误差，应在摆球运动最快时开始计时，即在摆球经过最低点时开始计时；（3）[3]根据，可得则可得12.在测量电流表A1（，内阻约150Ω）的内阻的实验中，供选择的仪器如下：A.电流表A2（，内阻约50Ω）B.滑动变阻器（）C.定值电阻R1（150Ω）D.定值电阻R2（50Ω）E.电源（电动势3.0V，内阻忽略不计）F.开关S及导线若干（1）请根据实物图在答题卡虚线框中画出电路图________；（2）若要求两电流表最大偏转均能达到满偏刻度的，定值电阻应选_____（填序号）；（3）根据实验数据，以A2的示数I2为纵坐标，A1的示数I1为横坐标，取I1和I2的标度相同，作出相应图线，其图线的斜率的值接近于______（选填“2”或“4”）；（4）若将电流表A1、A2均改装成量程为的电压表，接入电路测量电压时，由____（选填“A1”或“A2”）改装成的电压表的内阻对电路影响较小。【答案】①.②.C③.2④.A1【解析】【详解】（1）[1]画出实物图如图所示（2）[2]若电流表都偏转，若定值电阻选，则根据并联电路电流与电阻关系可知若A1偏转达到满偏刻度的，则通过的电流约为，此时电流表A2正好偏转，不符合题意，故定值电阻选。故选C。（3）[3]A2的示数I2，A1的示数I1，则流过定值电阻的电流为可得代入数据可知，其图线的斜率的值接近于2；（4）[4]改装电压表需串联电阻，电流表A1、A2均改装成量程为的电压表，对A1研究需串联的电阻为对A2研究需串联的电阻为电压表的内阻较大对电路影响较小，故由A1改装成的电压表的内阻对电路影响较小。三、计算题（本题共5小题，共46分。解答时，要有必要的步骤、公式和文字说明，只写结果不得分）13.如图所示为某科技小组设计的等臂“电流天平”，其左臂挂一质量为m1的空饮料瓶作为挂盘，右臂挂一质量为m2的矩形线圈，其下半部分处于方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中。当线圈中通有大小为I、沿顺时针方向的电流时，“电流天平”平衡。在挂盘内放入100粒米泉大米后，当线圈中通有大小为、仍沿顺时针方向的电流时，“电流天平”再次平衡。已知矩形线圈的水平边长为L，重力加速度大小为g。（1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；（2）若，，求一粒米泉大米的平均质量m。【答案】（1）；（2）m=0.025g【解析】【详解】（1）设当线圈中电流为I时所受安培力为F安，由杠杆平衡条件得解得（2）设线圈中电流为时所受安培力为，同理得解得m=0.025g14.如图所示为中国航天员的一种环形训练器材，环面与水平面间的夹角为，A、B为航天员的座舱。某次训练中，座舱内质量为m的某航天员绕轴线做半径为R的匀速圆周运动，当航天员运动到最高点时，座舱对航天员的作用力的大小等于航天员的重力大小。已知重力加速度的大小为g，取航天员做圆周运动的最低点为零势能点。求（1）航天员做圆周运动时的向心加速度a的大小；（2）航天员做圆周运动时机械能的最大值。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）航天员的受力情况如图所示，据牛顿第二定律可得解得（2）根据题意航天员在最高点机械能最大，设航天员做圆周运动的线速度大小为v，在最高点时的动能为Ek，重力势能为Ep，则合力提供向心力又解得15.冰壶运动是冬奥会上极具观赏性的比赛项目，其比赛场地示意图如图所示。在某场比赛的一次投掷中，中国队运动员从起滑架处推着冰壶出发，在投掷线AB处放手让冰壶以速度沿虚线滑出，冰壶滑行一段距离后最终停在C处。冰壶滑行过程中，运动员用毛刷连续摩擦冰壶前方冰面的距离为s。已知投掷线AB与C之间的距离，运动员不擦冰时冰壶与冰面间的动摩擦因数，擦冰时冰壶与冰面间的动摩擦因数，重力加速度大小g取。求（1）擦冰的距离s；（2）整个过程中冰壶滑行时间的可能值的最大值。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设冰壶的质量为m，根据动能定理可得解得（2）设运动员擦冰过程冰壶的加速度为a2、擦冰时间为t2；运动员不擦冰时冰壶滑行的时间为t1。根据题意可知，在最后8m擦冰，冰壶滑行时间最长。根据牛顿第二定律运用逆向思维得解得16.某兴趣小组通过一款小游戏研究碰撞问题。游戏装置如图所示，在水平面上固定一个游戏盒，其水平底面和圆形轨道内侧均光滑，紧贴轨道内侧放置两个可视为质点的小球A、B，其质量分别为、，开始时B球静止，A球在其左侧以初速度v0向右与B球发生碰撞，碰撞后两小球始终不脱离圆形轨道。已知两小球A、B间的碰撞为对心弹性碰撞。（1）求小球A、B第一次碰撞后瞬间的速度大小、；（2）若，求在足够长的时间内，小球A、B通过的路程的比值。【答案】