四川省眉山市高中2023-2024学年高三上学期第一次诊断性考试理科综合试题

四川省眉山市高中2023-2024学年高三上学期第一次诊断性考试理科综合试题
一、单选题 (共6题)
第(1)题
放射性元素钚（）是重要的核原料，其半衰期为88年，一个静止的钚238衰变时放出α粒子和γ光子，生成原子核X，已知
钚238、α粒子和原子核X的质量分别为、、，普朗克常量为，真空中的光速为c，则下列说法正确的是（ ）
A．X的比结合能比钚238的比结合能小
B．将钚238用铅盒密封，可减缓其衰变速度
C．钚238衰变时放出的γ光子具有能量，但是没有动量
D
．钚238衰变放出的γ光子的频率小于
第(2)题
某一规格小灯泡的伏安特性曲线如图所示，现将它直接接在电源电动势，内阻的电源上，小灯泡的实际功率约为（ ）
A．0.17W B．0.35W C．0.71W D．1.41W
第(3)题
小木块在外力F的作用下由静止开始沿粗糙水平面运动，运动过程中木块的速度v随位移x变化的图像如图所示，下列速度v随时间t、外力F随速度v变化的图像可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
第(4)题
质量为m的导体棒垂直于宽度为L的水平金属轨道处于静止状态，通过的电流为I，匀强磁场的磁感应强度为B，其方向与轨道平面成θ角斜向上方，且垂直于导体棒，如图所示。

则下列说法正确的是（ ）
A．导体棒的安培力大小为B．导体棒受到导轨对它向左的摩擦力
C．导体棒对导轨的压力大于重力D．导体棒受到的摩擦力大小为
第(5)题
在银河系中，有近一半的恒星像太阳一样孤独，而另一半则有一颗或多颗其他恒星相互环绕而陪伴。

某科学团队发现了一个罕见的孤立双星系统，每51分钟相互环绕一圈，设该双星的质量分别为m、M，两者之间的距离为L，则关于该双星系统，下列说法正确的是（ ）
A．万有引力常量
B．万有引力常量
C．若恒星质量不变，二者相互环绕速度加快，可知二者环绕轨道半径逐渐减小
D．若质量为M的恒星有一部分质量转移到质量为m的恒星上，且双星间的距离不变，那么一定会影响二者相互环绕的速度
第(6)题
如果把重庆看成一幅大型立体山水画，那么在长江上划破天际的两组索道就是这幅画作里的“点睛之笔”。

如题图所示，索道轿厢通过四根等长的吊臂吊在钢丝上，取每根吊臂的张力沿吊臂方向，每根吊臂与水平方向的夹角接近45°，轿厢和乘客的总重力为。

轿厢匀速运动时，与的关系最接近（ ）
A
．B．C．D．
二、多选题 (共4题)
第(1)题
做单摆实验时，小球可能在水平面内做圆周运动形成圆锥摆。

为避免单摆做圆锥摆引起的误差，可采用双线摆代替单摆来改进实验装置。

如图所示，两根线的一端都系在小球的同一点，另一端分别固定在天花板上，两根线的长度均为l、与竖直方向的夹角均为θ，小球的直径为d，重力加速度为g。

现将小球垂直纸面向外拉动，使悬线偏离竖直方向一个很小的角度后由静止释放，若不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．若单摆做圆锥摆运动，其做圆锥摆运动的周期小于单摆的周期
B
．这个双线摆的摆长为l＋
C．这个双线摆的周期为T=
D．图中双线摆的θ角越小越好
E．小球宜采用密度大的铅球或者铁球
第(2)题
武汉病毒研究所是我国防护等级最高P4实验室，在该实验室中有一种污水流量计，其原理可以简化为如图乙所示模型。

废液内含有大量正、负离子，从圆柱形容器右侧流入，左侧流出，流量值Q等于单位时间通过横截面的液体的体积。

空间有垂直纸面向里的磁感应强度为B的匀强磁场，下列说法正确的是（）
A．图乙中N点的电势高于M点的电势
B．只需要测量磁感应强度B、直径d及M、N两点电压U，就能够推算污水的流量
C．当污水中离子浓度升高，M、N两点电压将增大
D．只需要测量磁感应强度B及M、N两点电压U，就能够推算污水的流速
第(3)题
滑沙运动是继滑冰、滑水、滑雪和滑草之后又一新兴运动，它使户外运动爱好者在运动的同时又能领略到沙漠的绮丽风光。

如图所示，质量为50的人坐在滑沙板上从沙坡斜面的顶端由静止沿直线匀加速下滑，经过10s到达坡底，速度大小为20。

已知沙坡斜面的倾角为30°，重力加速度g取10，下列关于此过程的说法中正确的是（ ）
A．人的重力势能减少
B．人的动能增加
C．人的机械能减少
D．人克服阻力做功
第(4)题
由于氢气比氦气廉价，因此市面上销售的基本上都是氢气球，但氢气可能爆炸，所以氦气球相对更安全。

某同学用一氦气球悬挂一重物（可视为质点），从地面释放后沿竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动了t时间后，悬挂重物的细线断裂，又经过的时间，重物恰好落到地面，重物脱落后仅受到重力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A
．细线断裂前氦气球匀加速上升时的加速度大小为
B
．细线断裂前重物匀加速上升时的加速度大小为
C．重物落地时速度大小等于细线断裂时重物的速度大小的三倍
D．由于条件不足，无法确定细线断裂时重物的速度与落地时的速度的关系
三、实验题 (共2题)
第(1)题
学校物理兴趣小组利用如图所示的装置验证动量守恒定律。

AB是倾斜轨道，BC是一光滑轨道，光电门1与光电门2固定在光滑轨道上，实验中使用的小球a的质量为m，小球b的质量为3m，a、b两球直径相等。

（1）实验前需要将BC轨道调成水平，将小球a从轨道上的位置释放，a球通过光电门1、2的挡光时间分别为与，若，则需将轨道C端调________（选填“高”或“低”）。

（2）将小球b静置于光滑轨道上的位置，将小球a从位置释放，a先后连续通过光电门1的挡光时间分别为与，b通过光电门2的挡光时间为。

若a、b碰撞过程动量守恒，则必须满足的关系式为________。

（3）如果保持a的直径不变，逐渐增大a的质量，且a、b间的碰撞是弹性碰撞，则碰撞之前a的挡光时间与碰撞之后b的挡光时间的比值会逐渐趋近于某一定值，该定值为________。

第(2)题
（1）实验室中常见的长度测量工具有游标卡尺、螺旋测微器、刻度尺，下列对这三种仪器的选用及读数正确的是______
A.甲同学在测量乒乓球的直径时，选用20分度的游标卡尺，读数为40.0mm
B.乙同学在测量一根头发丝的直径时，选用螺旋测微器，读数为0.08mm
C.丙同学在测量矿泉水瓶口的内径时，选用10分度的游标卡尺，读数为26.0mm
D.丁同学在测量学生用等腰直角三角板的斜边长时，选用刻度尺，读数为70.00mm
（2）如图甲所示,是气垫导轨上的两个滑块的照片,中间是滑块A,质量m A=0.20 kg,右边是滑块B,质量m B=0.30 kg.图乙是滑块B向左运动中与滑块A碰后合为一体的频闪照片,频闪照片的频率f=10 Hz.本实验可以探究碰撞中不变量．根据照片提供的信息可知，在实验误差范围内可认为碰撞中的不变量为_________（选填“速度”、“动量”、“动能”），该不变量碰前的大小
为________（保留2位有效数字）
四、解答题 (共3题)
第(1)题
如图所示，电荷量均为+q的三个带电小球，由三根长均为l的绝缘轻质细线连接，构成等边三角形，静止于水平光滑绝缘桌面上。

已知小球1、2的质量均为m，小球3的质量为4m，小球的质量和电荷量可认为集中在球心，细线不可伸长。

已知相距为r的任意两个点电荷、间具有相互作用的电势能，其大小为，为静电力常量。

当空间中有两个以上点电荷时，系统
的电势能为任意两点电荷间电势能的代数和。

本题不考虑电荷运动过程中的电磁辐射。

若将小球1、2之间的细线剪断，求：（1）从剪断细线至三个小球共线的过程中，它们的总电势能减少量；
（2）三个小球共线时，小球1、3的动量大小；
（3）从剪断细线至三个小球共线的过程中，小球1、3通过的位移大小。

第(2)题
利用电场与磁场控制带电粒子的运动，在现代科学实验和技术设备中有着广泛的应用。

如图所示，一粒子源不断释放质量
为m，带电量为+q的带电粒子，其初速度视为零，经过加速电压U后，以一定速度垂直平面MNN1M1，射入边长为2L的正方体区域MNPQ-M1N1P1Q1。

可调整粒子源及加速电场位置，使带电粒子在边长为L的正方形MHIJ区域内入射，不计粒子重力及其相互作用，完成以下问题：
（1）若仅在正方体区域中加上沿MN方向的匀强电场，要让所有粒子都到达平面NPP1N1，求所加匀强电场电场强度的最小
值E；
（2）若仅在正方体区域中加上沿MN方向的匀强磁场，要让所有粒子都到达平面M1N1P1Q1，求所加匀强磁场磁感应强度的最小值B0及最大值B m；
（3）以M1为原点建立如图所示直角坐标系M1-xy z，若在正方体区域中同时加上沿MN方向大小为的匀强电场及大小为B0的匀强磁场，让粒子对准I点并垂直平面MNN1M1入射，求粒子离开正方体区域时的坐标位置（结果可用根号和圆周率π表示）。

第(3)题
如图，在倾角为37°的斜面上，一劲度系数k=1000N/m的轻弹簧一端固定在A点，自然状态时另一端位于B点。

斜面上方有一半径R=0.1m、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道与斜面相切于C处，圆弧轨道的最高点为D。

将质量为M=1.5kg的物块乙轻放在弹簧上端（不栓接）。

另一个质量为m=0.5kg的物块甲以初速度v0沿斜面向下运动，到达B点后两物块相碰并粘连在一起，之后整体向下压缩弹簧至P点后弹回，恰好能通过圆轨道的最高点D，已知CB间的距离为x1=0.5m，BP间的距离为x2=0.2m。

两物
块均可视为质点，物块乙与斜面间的动摩擦因数为，弹簧弹性势能表达式为，其中k为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量。

重力加速度取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

求：
（1）物块甲与斜面间的动摩擦因数；
（2）物块甲的初速度v0（结果可用根号形式表示）；
（3）若物块甲到达B点后两物块相碰共速但不粘连，试求两物块被弹回时分离的位置距P点的距离。