2024年吉林省长春市高考物理一模试卷(含详细答案解析)

2024年吉林省长春市高考物理一模试卷

一、单选题：本大题共7小题，共28分。

1.自然界中的碳主要是碳12,也有少量的碳14。碳14具有放射性，能够自发地进行夕哀变而变成氮，碳

14的半衰期为5730年。在考古和经济建设中可用碳14测定年代。以下说法正确的是（）

A.•射线是•一种穿透能力极强的高频电磁波

B.碳14的衰变方程为铲Ct/N+2遇

C.当环境温度变化时，碳14的半衰期会发生改变，从而影响年代测定的结果

D.100个碳14原子核经过11460年一定还剩下25个

2.单位可表示为〃4的物理量是（）

A.电场强度B.电势C.磁感应强度D.磁通量

3.如图，质量为，〃的光滑球体夹在竖直墙壁和斜面体之间，斜面体质量为2加，倾

角6=37°,设斜面体与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，若斜面体恰好小卜、（

滑动，则斜面体与水平地面间的动摩擦因数〃为（sin37o=0.6,cos37o=0.8）（）

A.“="B.〃=±C./z=|D.〃

4.2023年9月21日下午，“天宫课堂”第四课中神舟十六号三位宇航员景海鹏、朱杨柱、桂海潮通过精

彩的实验面向全国青少年进行太空科普授课。其中一个情境为动量守恒演示实验：质量为500g的大钢球A

静止悬浮在空中，宇航员用手推出质量为100g的小钢球8,使它以一定的初速度水平向左撞向大钢球A,

撞后小钢球8水平向右运动，大钢球A水平向左运动，如图所示。已知后面的背景板上小方格的边长为

10。〃，为了验证两球组成的系统在碰撞中动量守恒:，除了以上给出的实验数据外，还需要测量的物理量是

A.两个钢球的直径

B.两个钢球的碰撞时间

C.手对小钢球8推力的冲量

D.两钢球碰撞前后各自运动的距离和对应时间

5.排球比赛中球内标准气压为1.300x105Pa~1.425x105Pao某次比赛时环境大气压强为1.000x

105Pa,一排球内气体压强为1.100x105尸心球内气体体积为5L。为使该排球内的气压达到比赛用的标

准气压，需用充气筒给排球充气，已知充气筒每次能将环境中0.23L的空气充入排球，充气过程中排球体

积和气体温度的变化均可忽略不计，气体视为理想气体，则需要充气的次数至少为（）

A.9次B.7次C.5次D.4次

6.同一均匀介质中，位于％=。和x=1.2m处的两个波源沿，，轴振动，形成了两列相向传播的简谐横波。和

b,〃波沿x轴正方向传播，8波沿x轴负方向传播。在£=0时两波源间的波形如图所示，A、B为介质中

的两个质点，。波的波速为2771/S,则（）

A.）波的周期为0.1s

B.A质点开始振动时沿），轴正方向运动

C.t=0.25s时，8质点位于最大位移处

D.当两列波都传到A质点后，4质点的振动加强

7.如图，在光滑水平桌面上有一边长为/、电阻为A的正方形导线框，在XXX

导线框右侧有一宽度为d（d＞。的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线XXX

框的左、右边框平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运XXX

动并穿过磁场，在穿过磁场区域过程中，下列描述该过程的速度-XXX

位移）图像中，可能正确的是（）XXX

V

D.

0

二、多选题：本大题共3小题，共18分。

8.2020年12月17H,“嫦娥五号”首次地外天体采样返回任务圆满完

成。在采样返回过程中，“嫦娥五号”要面对取样、上升、对接和高速再入

等四个主要技术难题，要进行多次变轨飞行。图为“嫦娥五号”绕月球飞行

的三条轨道示意图，轨道1是贴近月球表面的圆形轨道，轨道2和轨道3是

变轨后的椭圆轨道，并且都与轨道I相切于A点。A点是轨道2的近月点，B点是轨道2的远月点。不计

变轨中“嫦娥五号”质量的变化，不考虑其它天体的影响，下列说法中正确的是（）

A.“嫦娥五号”在轨道2上运行过程中，经过人点时的加速度大于经过8点时的加速度

B.“嫦娥五号”从轨道1进入轨道2需要在A点火加速

A.将选择开关旋转到“xM”位置

8.将选择开关旋转到“X100”位置

C.将选择开关旋转到OFF位置

。.将两表笔接触待测电阻两端，测出其阻值后随即断开

E籽两表笔直接接触，调节欧姆调零旋钮，使指针指向电阻的零刻度线位置

(3)图(c)是“测量电源的电动势和内阻”实验的电路图。某同学在实验中，闭合开关后，发现无论如何改

变滑动变阻器滑片的位置，电压表示数均不变且不为零，电流表示数始终为零。为查找故障，在其它连接

不变的情况下，他将电压表连接“位置的导线端分别试触dc、d三个位置，发现试触从c时，电压表有

示数；试触d时，电压表没有示数。若电路中仅有一处故障，正判断出(填正确答案标号)。

A导线ab断路

8.滑动变阻器断路

C.导线〃断路

D滑动变阻器短路

12.某同学利用图甲所示的装置研究小车匀变速直线运动规律，实验时将电磁打点计时器接在周期T=

0.02s的交流电源上，实验中得到一条纸带如图乙所示。

甲乙

(1)本实验中不必要的措施是(多选)。

A.细线必须与长木板平行

8先接通电源再释放小车

C必须要将木板倾斜•定角度以平衡小车所受的阻力

。.悬挂的钩码质量必须远小于小车质量

(2)图乙纸带上的A、B、C、。、E、F、G为依次选取的计数点(每相邻两个计数点间还有四个点未画出)，

则打下8点时小车的瞬时速度u=______；充分利用图乙纸带中的数据以减小误差，小车加速度的计算式

应为。(用周期7及图乙中的物理量表示)

(3)如果当时电网中交变电流的频率是51H2,而做实验的同学并不知道，那么该同学测得的加速度与真实

值相比______(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

四、简答题：本大题共3小题，共40分。

13.如图，质景M=4kg的一只长方体形空箱子在水平排力尸作用下沿

水平面向右匀加速直线运动，箱子与水平面间的动摩擦因数%=0.4。

这时箱子内一个质量m=1kg的物块恰好能静止在后壁上。物块与箱子

内壁间的动摩擦因数%=05。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力

加速度g取lOm/s?。求：

(1)箱子对物块弹力的大小；

(2)水平拉力尸的大小.

14.一种测定电子比荷的实验装置.如图所示。真空玻璃管内阴极K发出的电子经阳极A与阴极K之间的高

压加速后，形成一细束电子流，以平行于平板电容器极板的速度进入两极板C、。间的区域，若两极板

C、。间无电压，电子将打在荧光屏上的。点，若在两极板间施加电压U,则离开极板区域的电子将打在

荧光屏上的尸点；若在极板间再施加一个方向垂直于纸面、磁感应强度为B的匀强磁场，则电子在荧光屏

上产生的光点又回到。点。该装置中。、。极板的长度为加，间距为d，极板区的中点M到荧光屏中点O

的距离为G，2点到O点的距离为力。

(1)判断所加磁场的方向;

(2)求电子经高压加速后的速度大小v；

(3)求电子的比荷2。

15.如图，由薄壁圆管构成的圆形轨道竖直固定在水平地面上，轨道半径R=0.125m,远大于圆管内径，

轨道底端分别与两侧的水平直轨道相切。质量m=1kg,直径略小于圆管内径的光滑小球从以速度为=

5m/s向右运动，与静止在直轨道夕处的小滑块区发生弹性碰撞，碰后球A的速度反向，同经过圆轨道最

高点。时恰好对轨道无作用力，P点右侧由多段粗糙轨道、光滑轨道交替排列组成，每段轨道长度均为

L=0.lm,紧邻P点的第一段轨道为粗糙轨道，滑块8与各粗糙轨道间的动摩擦因数均为〃=0.1,重力加

速度g取10m/s2°求：

(1)碰撞后瞬间小球4速度的大小；

(2)滑块4的质量和碰撞后瞬间滑块8速度的大小;

(3)碰撞后滑块8运动的路程。

答案和解析

1.【答案】B

【解析】解：射线是衰变中产生的电子，不是电磁波，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，故4错误；

B.碳14能够自发地进行/?衰变而变成氮，其核反应方程为2^T/N+'e,故B正确；

C放射性元素的半衰期是由原子核内部自身囚素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，故

。错误；

。.半衰期是大量原子核的统计学规律，时于少量原子核不成立，故。错误。

故选：B。

根据/?的本质判断；根据核反应方程书写规律：电荷数守恒和质量数守恒；半衰期由原子核本身决定，与

外界因素无关；半衰期是大量原子核的统计学规律。

本题考查学生对半衰期的理解与应用能力，需要学生熟知核反应方程的书写规则和半衰期的概念，体现了

物理观念这一核心素养，注意半衰期的适用条件，及影响因素。

2.【答案】D

【解析】解：根据公式

W=Fs,F.^=BIL

可得

1/=lN・m,IN=ITTm

联立可得

1J=XTA-m2

即

1J/A=lT-m2

可知丁・根2为磁通量的单位，故ABC错误，。正确。

故选D.

根据物理学公式及各物理量的单位进行推导，即可得出结论。

本题考查我们对常见物理量及其单位的掌握情况，属于识记性知识的考查，难度不大。

3.【答案】4

【解析】解：设摩擦因数为〃，对整体受力分析如图所示,

3mg

根据平衡条件可求，地面对整体的支持力：FN=3mg

地面对斜面的静摩擦力等于墙对小球的弹力：f=F]

由于斜面恰好不滑动，所以斜面体与地面间的静摩擦力到达最大：京=〃FN=+2m)g

对球体受力分析如图所示，

根据平衡条件可得：F]=mgtan370

由以上可知斜面体与地面间的最大静摩擦力：3=Fi=mgtan370

联立以上解得：n=\

故选：Au

分别对整体和球进行受力分析，因为静止处于平衡状态，增加球体的质量，要使斜面体仍静止不动，必须

满足条件静摩擦力小于等于斜面体与地面间的最大静摩擦力。

本题考查受力平衡问题中的整体法与隔离法，灵活选取研究对象进行受力分析是关键；注意弹力发生在直

接接触的物体之间。

4.【答案】D

【解析】解：小球在空间站内处丁完全失重状态，碰撞前后做匀速直线运动；根据动量守恒定律可知，需

要验证的表达式为m%=mvr+MV2

因此除了以上给出的实验数据外，还需要碰撞前后两个球的速度，为此需要测量的物理量是两钢球碰撞前

后各自运动的距离和对应时间，通过匀速直线运动公式分别求解两小球碰撞前后对应的速度，故ACO错

误，。正确。

故选：。。

小球在空间站内处于完全失重状态，碰撞前后做匀速运动；根据动量守恒定律求解需要验证的表达式，由

此确定需要测量的物理量。

该题考查了完全失重状态下的动量守恒定律，小球在空间站内处于完全失重状态，可以根据匀速运动公式

求解碰撞前后的速度，并由此确定需要测量的物理量。

5.【答案】C

【脩析】解：设至少充〃次才能使球内气体的压强达到p=1.300xl05pa。

赛前球内气体压强为Pi=1.100x105Pa,体积为％=5L,每次冲入气体的压强为P2=1.000x105Pa,

体积为V=0.23Lo

根据理想气体状态方程“分态式”可得

PtVi+np2V=pVQ

代人数据解得：4.35次，所以赛前至少充气的次数为5次，故A8O错误，C正确。

故选：C

把打入的气体和球内原来的气体作为整体，找出初末状态参量，根据理想气体状态方程“分态式”求解。

本题主要考查理想气体的状态方程。解答此类问题的方法是：找出不同状态下的三个状态参量，分析理想

气体发生的是何种变化，利用理想气体的状态方程列方程求解。

6.【答案】C

【解析】解：4由题知，简谐横波。和”在同一均匀介质中，则％=%;=2zn/s

再由题图可知

Aa==0.4m

则根据〃=彳得

T。=Tb=82s

故A错误；

比由于%=%,且由题图可看出£=0时A质点距〃波最近，则。波先传播到质点4,则A质点开始振动时

沿y轴负方向运动，故8错误；

C.U于质点8距离。波和b波均为0.2m,则经过t=生==0.1s质点8开始振动，则t=0.25s时，质

点B振动了0.15s,即:兀由于B质点的起振方向向下，则经37,B质点运动到波峰，即最大位移处，故

C正确；

D由题图可知t=0时A质点距〃波波源0.5m,距沙波波源0.7m,则4质点到两波源的波程差为

Ax'=0.2?n=1x/

则A质点的振动减弱，故。错误，

故选：Co

简诸横波。和b在同一均匀介质中，波速相等，根据波长解得后期，根据波传播的周期性分析A、8质点

的运动方向，根据波的叠加原理分析。。

解决该题需要掌握用同侧法分析判断质点的振动方向，掌握波速、周期以及波长的关系式，能正确分析某

段时间质点的振动过程。

7.【答案】B

【解析】解：线圈进入磁场时，设某时刻进入磁场的距离为X,此时线圈的速度为n,取向右为正方向，

由动量定理得

—BIlAt=mv—mv0

其中：IAt=q=咚

r\

R2.2

联立可得：V=v-工一

0KmX

当完全进入磁场后，不受到安培力，所以线圈做匀速直线运动。

当线圈出磁场时，速度u与位移人的关系与进入磁场相似，故ACO错误，B正确。

故选：B。

线圈以•定的初速度进入匀强磁场，由于切割磁感线，所以产生感应电流，从而受到安培力阻碍，导致线

圈做加速度减小的减速运动"当完仝进入后，没有磁通量变化，没有感应电流，不受到安培力，因此做匀

速直线运动，当线圈离开磁场时，磁通量又发生变化，速度变化与进入磁场相似。根据动量定理列式分

析。

本题属于力与电综合题，关键要根据动量定理推导出速度与位移的关系式，再分析速度的变化情况。

8.【答案】AB

【解析】解：4根据万有引力提供向心力有

Mm

G=ma

可得向心加速度表达式

GM

“嫦娥五号”探测器在轨道2上运动过程中，因为轨道2上的8点的距离大于A点的距离，故探测器在轨

道2经过A点时的加速度大于经过B点时的加速度，故A正确；

A“嫦娥五号”从轨道1进入轨道2做离心运动，故需要在A点点火加速，万有引力小于需要的向心力，

故B正确；

C“嫦娥五号”在轨道2上运行过程中只有万有引力做功，机械能守恒，故C错误；

D“嫦娥五号”在轨道3上运行过程中，从近月点到远月点万有引力做负功，从远月点到近月点万有引力

做正功，故。错误。

故选:A瓦

根据万有引力提供向心力，结合卫星变轨中万有引力做功，机械能守恒分析求解。

本题考查了万有引力定律的应用，理解公式中各个物理量的含义，合理选取向心力公式分析求解，掌握变

轨问题中做功与能量的关系是解决此类问题的关键。

9.【答案】AD

【解析】解：ABD.由图可知，甲物体做匀加速直线运动，乙物体做匀减速直线运动，由此可知甲、乙两物

体的加速度方向相反，由图可知甲物体做初速度为零的匀加速直线运动，根据匀变速直线运动规律，有可

知

12

x=2at

利用A点坐标（2.0与4.0巾）可知0-2s内，甲物体通过的位移为：

x=4.0m

可求得甲的加速度为：

a=2m/s2

设乙物体的初速度为％,由图可知两图线相切于A点，即此刻二者速度相等，可得

v=at=v0-art

解得乙物体的初速度为：

v0=8m/s

£=2.0s时，甲、乙两物体的速度大小为

v=4.0m/s

故A。正确；8错误；

。.设£=0时刻，乙物体位置在&处，从。到2s内其位移关系为：

17

4-x0=-2。1产

解得：

x0=—Sm

故C错误。

故选：AD.

由x-t图像中图线的变化情况结合匀变速直线运动模型进行判断即可。

本题考查学生对％-t图像的理解，解题关键是正确理解图像中图线的物理意义，是一道好题。

10.【答案】BC

【解析】解：C。、没有挖去实心小球之前，。2点的电场强度是以。为圆心，以。。2为半径的球体产生

的，则有％=k椽，其中03二篇.)(软岩，解得：

挖去部分的半径与上述以。。2为半径的球体的电荷量相等，则剩余部分在。2点的电场强度为4=自-

攵9，解得E2=k解，故C正确，。错误；

R8R

A从没有挖去之前，。1点的电场强度是以。为圆心，以。。1为¥径的球体的电荷产生的，该球体半径等于

p该球体所带电荷量与以。。2为半径的球体的电荷相等，根据上述可知，没有挖去之前。1点的电场强度与

没有挖去之前。2点的电场强度大小相等，等于鼻=啥

由题意知挖去部分的电荷量在。I点的电场强度为0,即剩余部分的电场强度等于第=邑=攵备，解得

E]=k^2,故4错误，B正确。

故选：BC。

根据电场的叠加原理和点电荷的场强公式结合分析场强的表达式。

解决本题的关键掌握点电荷的场强公式£=口，知道点电荷的场强力向，会根据平行四边形定则进行场强

的叠加。

11.【答案】乙AEDCC

【蟀析】解：(1)电流表内阻已知，电流表的分压可以准确求解，不存在因电流表的分压作用产生的误

差，应选测量电路是图中的乙；

(2)正确使用欧姆表的步骤为先将选择开关置于“x1k”位置，然后将两表笔直接接触，调节欧姆调零旋

钮，使指针指向欧姆“0”刻度，然后将两表笔分别接触待测电阻两端，读出其阻值后随即断开，最后将

选择开关置于“OFF”位置,故正确的操作顺序为：AEDC；

(3)同学在实验中，闭合开关后，发现无论怎么移动滑动变阻器的滑片，电压表有示数且不变，电流表始

终没有示数，说明在电路中有断路的地方。在其他连接不变的情况下，他将电压表连接〃位置的导线端分

别试触力、。、d三个位置，发现试触〃、c时，电压表有示数；试触〃时，电压表没有示数，则说明导线

cd断路，故A8D错误，C正确。

故选：c。

故答案为：(1)乙；(2MEDC：(3iCo

(1)电流表内阻已知，电流表的分压可以准确求解，据此分析作答；

(2)根据欧姆表测电阻的正确操作步骤分析作答；

(3)用电压表检查电路故障时，当电路中有电流通过电压表，电压表有示数，无电流通过电压表时，电压

表无示数。

本题考查了伏安法测电阻、欧姆表测电阻的正确操作步骤以及电路故障的分析，要明确实验的原理、掌握

实验的正确操作步骤，理解用电压表检查甩路故隙的方法。

12.【答案］CD，；整(S4+S5+S6)-(：1+S2+S3)偏小

【解析】解：(1)4细线必须与长木板平行，选项A正确，不符合题意；

B.先接通电源再释放小车，选项B正确，不符合题意；

CD该实验只需小车能做加速运动即可，不需要平衡小车所受的阻力，也不需要悬挂的钩码质量必须远小

于小车质量，选项C。错误，符合题意；

故选CO。

(2)打下B点时小车的瞬时速度

Si+S2

VB=^0T~

小车加速度的计算式应为

SDG_S—D(S4+S5+S6)―⑸+S2+S3)(S4+S5+S6)―(S1+S2+S3)

9t2-9x(57)2—225T2

(3)如果当时电网中交变电流的频率是51死，则打点周期偏小，而做实验的同学并不知道，仍用0.02s计

算，根据Q=竽，那么该同学测得的加速度与真实值相比偏小。

故答案为：(1)。。；Q)需；(“+5;盗l+$2+S3)；(3)偏小。

(1)根据实验原理和步骤即可做出选择。

(2)在匀变速直线运动中，时间中点的速度等于该过程中的平均速度，根据逐差法可以得出加速度。

(3)根据频率和时间的关系进行误差分析。

本题比较简单，考查了实验的注意事项和瞬时速度、加速度的计算。平时要加强基础实验的实际操作，提

高操作技能和数据处理能力。要注意单位的换算和有效数字的保留。

13.【答案】解：(1)根据题意可知，物块恰不下滑，物块在竖直方向平衡，则由平衡条件可得

Ff=mg=1xION=ION

物块随箱子向右做匀加速运动，则可知物块与箱子的加速度相同，设为。，箱子对物块的支持力为无，则

Ff=〃2风

解得，箱子对物块的支持力为

FN=20N

(2)对物块由牛顿第二定律可得

FN=ma

解得

FN20

a=—=-j-m/s?2=20m/s92

对箱子，由牛顿第二定律可得

F-%(7n+M)g=(m+M)a

解得

F=+M)g+(m+M)a=0.4x(1+4)x10/V+(1+4)x20/V=120N

答：(1)箱子对物块弹力的大小为20M(2)水平拉力户的大小为12ON。

【蟀析】(1)根据平衡条件和摩擦力公式计算；

(2)对物块和箱子分别列牛顿第二定律计算。

本题关键掌握整体法和隔离法的使用。

14.【答案】解：(1)加上磁场8后，荧光屏上的光点重新回到。点，可知电子受到电场力和洛伦兹力平

衡，电场力方向竖直向下，则洛伦兹力竖直向上，故根据左手定则可得出磁场方向垂直于纸面向外。

(2)电子受到电场力和洛伦兹力平衡，有

eE=evB

又有

U

E=d

联V解得，电子射入偏转电场的速度

U

V=Bd

(3)电子在极板区域运行的时间

tl=V

在电场中的偏转位移

121eE2

y^=2at=2'mtl

电子离开极板区域时，沿垂直极板方向的末速度

eE

设池子离开极板区域后，电子到达光屏P点所需的时间为小，则有

L2一

t2=----------

电子离开电场后在垂直极板方向的位移

先=

P点离开。点的距离等「电子在垂直极板方向的总位移

h=yr+y2

联立解得

ehU

石-LiL2dB2

答：(1)磁场方向垂直于纸面向外：

(2)电子经高压加速后的速度大小u为葛；

(3)电子的比荷£为号。

【解析】(1)对电子受力分析，可知电子受到电场力和洛伦兹力平衡，电场力方向竖直向下，则洛伦兹力

竖直向上，结合左手定则即可判断出磁场方向。

(2)电子受到电场力和洛伦兹力平衡，电场力的大小为eE,洛伦兹力的大小为”，8,即可求解电子经高压

加速后的速度大小Vo

(3)没有加磁场时，电子进入平行板电容器极板间做类平抛运动，由牛顿第二定律和运动学公式可推导出

垂直于极板方向的位移，电子离开极板区域后做匀速直线运