2024年吉林省長春市高考物理一模試卷(含詳細答案解析)

2024年吉林省長春市高考物理一模試卷

一、單選題：本大題共7小題，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，能夠自發(fā)地進行夕哀變而變成氮，碳

14的半衰期為5730年。在考古和經濟建設中可用碳14測定年代。以下說法正確的是（）

A.?射線是?一種穿透能力極強的高頻電磁波

B.碳14的衰變方程為鏟Ct/N+2遇

C.當環(huán)境溫度變化時，碳14的半衰期會發(fā)生改變，從而影響年代測定的結果

D.100個碳14原子核經過11460年一定還剩下25個

2.單位可表示為〃4的物理量是（）

A.電場強度B.電勢C.磁感應強度D.磁通量

3.如圖，質量為，〃的光滑球體夾在豎直墻壁和斜面體之間，斜面體質量為2加，傾

角6=37°,設斜面體與地面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，若斜面體恰好小卜、（

滑動，則斜面體與水平地面間的動摩擦因數〃為（sin37o=0.6,cos37o=0.8）（）

A.“="B.〃=±C./z=|D.〃

4.2023年9月21日下午，“天宮課堂”第四課中神舟十六號三位宇航員景海鵬、朱楊柱、桂海潮通過精

彩的實驗面向全國青少年進行太空科普授課。其中一個情境為動量守恒演示實驗：質量為500g的大鋼球A

靜止懸浮在空中，宇航員用手推出質量為100g的小鋼球8,使它以一定的初速度水平向左撞向大鋼球A,

撞后小鋼球8水平向右運動，大鋼球A水平向左運動，如圖所示。已知后面的背景板上小方格的邊長為

10。〃，為了驗證兩球組成的系統(tǒng)在碰撞中動量守恒:，除了以上給出的實驗數據外，還需要測量的物理量是

A.兩個鋼球的直徑

B.兩個鋼球的碰撞時間

C.手對小鋼球8推力的沖量

D.兩鋼球碰撞前后各自運動的距離和對應時間

5.排球比賽中球內標準氣壓為1.300x105Pa~1.425x105Pao某次比賽時環(huán)境大氣壓強為1.000x

105Pa,一排球內氣體壓強為1.100x105尸心球內氣體體積為5L。為使該排球內的氣壓達到比賽用的標

準氣壓，需用充氣筒給排球充氣，已知充氣筒每次能將環(huán)境中0.23L的空氣充入排球，充氣過程中排球體

積和氣體溫度的變化均可忽略不計，氣體視為理想氣體，則需要充氣的次數至少為（）

A.9次B.7次C.5次D.4次

6.同一均勻介質中，位于％=。和x=1.2m處的兩個波源沿，，軸振動，形成了兩列相向傳播的簡諧橫波。和

b,〃波沿x軸正方向傳播，8波沿x軸負方向傳播。在￡=0時兩波源間的波形如圖所示，A、B為介質中

的兩個質點，。波的波速為2771/S,則（）

A.）波的周期為0.1s

B.A質點開始振動時沿），軸正方向運動

C.t=0.25s時，8質點位于最大位移處

D.當兩列波都傳到A質點后，4質點的振動加強

7.如圖，在光滑水平桌面上有一邊長為/、電阻為A的正方形導線框，在XXX

導線框右側有一寬度為d（d＞。的條形勻強磁場區(qū)域，磁場的邊界與導線XXX

框的左、右邊框平行，磁場方向豎直向下。導線框以某一初速度向右運XXX

動并穿過磁場，在穿過磁場區(qū)域過程中，下列描述該過程的速度-XXX

位移）圖像中，可能正確的是（）XXX

V

D.

0

二、多選題：本大題共3小題，共18分。

8.2020年12月17H,“嫦娥五號”首次地外天體采樣返回任務圓滿完

成。在采樣返回過程中，“嫦娥五號”要面對取樣、上升、對接和高速再入

等四個主要技術難題，要進行多次變軌飛行。圖為“嫦娥五號”繞月球飛行

的三條軌道示意圖，軌道1是貼近月球表面的圓形軌道，軌道2和軌道3是

變軌后的橢圓軌道，并且都與軌道I相切于A點。A點是軌道2的近月點，B點是軌道2的遠月點。不計

變軌中“嫦娥五號”質量的變化，不考慮其它天體的影響，下列說法中正確的是（）

A.“嫦娥五號”在軌道2上運行過程中，經過人點時的加速度大于經過8點時的加速度

B.“嫦娥五號”從軌道1進入軌道2需要在A點火加速

A.將選擇開關旋轉到“xM”位置

8.將選擇開關旋轉到“X100”位置

C.將選擇開關旋轉到OFF位置

。.將兩表筆接觸待測電阻兩端，測出其阻值后隨即斷開

E籽兩表筆直接接觸，調節(jié)歐姆調零旋鈕，使指針指向電阻的零刻度線位置

(3)圖(c)是“測量電源的電動勢和內阻”實驗的電路圖。某同學在實驗中，閉合開關后，發(fā)現無論如何改

變滑動變阻器滑片的位置，電壓表示數均不變且不為零，電流表示數始終為零。為查找故障，在其它連接

不變的情況下，他將電壓表連接“位置的導線端分別試觸dc、d三個位置，發(fā)現試觸從c時，電壓表有

示數；試觸d時，電壓表沒有示數。若電路中僅有一處故障，正判斷出(填正確答案標號)。

A導線ab斷路

8.滑動變阻器斷路

C.導線〃斷路

D滑動變阻器短路

12.某同學利用圖甲所示的裝置研究小車勻變速直線運動規(guī)律，實驗時將電磁打點計時器接在周期T=

0.02s的交流電源上，實驗中得到一條紙帶如圖乙所示。

甲乙

(1)本實驗中不必要的措施是(多選)。

A.細線必須與長木板平行

8先接通電源再釋放小車

C必須要將木板傾斜?定角度以平衡小車所受的阻力

。.懸掛的鉤碼質量必須遠小于小車質量

(2)圖乙紙帶上的A、B、C、。、E、F、G為依次選取的計數點(每相鄰兩個計數點間還有四個點未畫出)，

則打下8點時小車的瞬時速度u=______；充分利用圖乙紙帶中的數據以減小誤差，小車加速度的計算式

應為。(用周期7及圖乙中的物理量表示)

(3)如果當時電網中交變電流的頻率是51H2,而做實驗的同學并不知道，那么該同學測得的加速度與真實

值相比______(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

四、簡答題：本大題共3小題，共40分。

13.如圖，質景M=4kg的一只長方體形空箱子在水平排力尸作用下沿

水平面向右勻加速直線運動，箱子與水平面間的動摩擦因數%=0.4。

這時箱子內一個質量m=1kg的物塊恰好能靜止在后壁上。物塊與箱子

內壁間的動摩擦因數%=05。設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力

加速度g取lOm/s?。求：

(1)箱子對物塊彈力的大小；

(2)水平拉力尸的大小.

14.一種測定電子比荷的實驗裝置.如圖所示。真空玻璃管內陰極K發(fā)出的電子經陽極A與陰極K之間的高

壓加速后，形成一細束電子流，以平行于平板電容器極板的速度進入兩極板C、。間的區(qū)域，若兩極板

C、。間無電壓，電子將打在熒光屏上的。點，若在兩極板間施加電壓U,則離開極板區(qū)域的電子將打在

熒光屏上的尸點；若在極板間再施加一個方向垂直于紙面、磁感應強度為B的勻強磁場，則電子在熒光屏

上產生的光點又回到。點。該裝置中。、。極板的長度為加，間距為d，極板區(qū)的中點M到熒光屏中點O

的距離為G，2點到O點的距離為力。

(1)判斷所加磁場的方向;

(2)求電子經高壓加速后的速度大小v；

(3)求電子的比荷2。

15.如圖，由薄壁圓管構成的圓形軌道豎直固定在水平地面上，軌道半徑R=0.125m,遠大于圓管內徑，

軌道底端分別與兩側的水平直軌道相切。質量m=1kg,直徑略小于圓管內徑的光滑小球從以速度為=

5m/s向右運動，與靜止在直軌道夕處的小滑塊區(qū)發(fā)生彈性碰撞，碰后球A的速度反向，同經過圓軌道最

高點。時恰好對軌道無作用力，P點右側由多段粗糙軌道、光滑軌道交替排列組成，每段軌道長度均為

L=0.lm,緊鄰P點的第一段軌道為粗糙軌道，滑塊8與各粗糙軌道間的動摩擦因數均為〃=0.1,重力加

速度g取10m/s2°求：

(1)碰撞后瞬間小球4速度的大??；

(2)滑塊4的質量和碰撞后瞬間滑塊8速度的大小;

(3)碰撞后滑塊8運動的路程。

答案和解析

1.【答案】B

【解析】解：射線是衰變中產生的電子，不是電磁波，穿透能力較強，很容易穿透黑紙，故4錯誤；

B.碳14能夠自發(fā)地進行/?衰變而變成氮，其核反應方程為2^T/N+'e,故B正確；

C放射性元素的半衰期是由原子核內部自身囚素決定的，跟原子所處的化學狀態(tài)和外部條件沒有關系，故

。錯誤；

。.半衰期是大量原子核的統(tǒng)計學規(guī)律，時于少量原子核不成立，故。錯誤。

故選：B。

根據/?的本質判斷；根據核反應方程書寫規(guī)律：電荷數守恒和質量數守恒；半衰期由原子核本身決定，與

外界因素無關；半衰期是大量原子核的統(tǒng)計學規(guī)律。

本題考查學生對半衰期的理解與應用能力，需要學生熟知核反應方程的書寫規(guī)則和半衰期的概念，體現了

物理觀念這一核心素養(yǎng)，注意半衰期的適用條件，及影響因素。

2.【答案】D

【解析】解：根據公式

W=Fs,F.^=BIL

可得

1/=lN?m,IN=ITTm

聯立可得

1J=XTA-m2

即

1J/A=lT-m2

可知丁?根2為磁通量的單位，故ABC錯誤，。正確。

故選D.

根據物理學公式及各物理量的單位進行推導，即可得出結論。

本題考查我們對常見物理量及其單位的掌握情況，屬于識記性知識的考查，難度不大。

3.【答案】4

【解析】解：設摩擦因數為〃，對整體受力分析如圖所示,

3mg

根據平衡條件可求，地面對整體的支持力：FN=3mg

地面對斜面的靜摩擦力等于墻對小球的彈力：f=F]

由于斜面恰好不滑動，所以斜面體與地面間的靜摩擦力到達最大：京=〃FN=+2m)g

對球體受力分析如圖所示，

根據平衡條件可得：F]=mgtan370

由以上可知斜面體與地面間的最大靜摩擦力：3=Fi=mgtan370

聯立以上解得：n=\

故選：Au

分別對整體和球進行受力分析，因為靜止處于平衡狀態(tài)，增加球體的質量，要使斜面體仍靜止不動，必須

滿足條件靜摩擦力小于等于斜面體與地面間的最大靜摩擦力。

本題考查受力平衡問題中的整體法與隔離法，靈活選取研究對象進行受力分析是關鍵；注意彈力發(fā)生在直

接接觸的物體之間。

4.【答案】D

【解析】解：小球在空間站內處丁完全失重狀態(tài)，碰撞前后做勻速直線運動；根據動量守恒定律可知，需

要驗證的表達式為m%=mvr+MV2

因此除了以上給出的實驗數據外，還需要碰撞前后兩個球的速度，為此需要測量的物理量是兩鋼球碰撞前

后各自運動的距離和對應時間，通過勻速直線運動公式分別求解兩小球碰撞前后對應的速度，故ACO錯

誤，。正確。

故選：。。

小球在空間站內處于完全失重狀態(tài)，碰撞前后做勻速運動；根據動量守恒定律求解需要驗證的表達式，由

此確定需要測量的物理量。

該題考查了完全失重狀態(tài)下的動量守恒定律，小球在空間站內處于完全失重狀態(tài)，可以根據勻速運動公式

求解碰撞前后的速度，并由此確定需要測量的物理量。

5.【答案】C

【脩析】解：設至少充〃次才能使球內氣體的壓強達到p=1.300xl05pa。

賽前球內氣體壓強為Pi=1.100x105Pa,體積為％=5L,每次沖入氣體的壓強為P2=1.000x105Pa,

體積為V=0.23Lo

根據理想氣體狀態(tài)方程“分態(tài)式”可得

PtVi+np2V=pVQ

代人數據解得：4.35次，所以賽前至少充氣的次數為5次，故A8O錯誤，C正確。

故選：C

把打入的氣體和球內原來的氣體作為整體，找出初末狀態(tài)參量，根據理想氣體狀態(tài)方程“分態(tài)式”求解。

本題主要考查理想氣體的狀態(tài)方程。解答此類問題的方法是：找出不同狀態(tài)下的三個狀態(tài)參量，分析理想

氣體發(fā)生的是何種變化，利用理想氣體的狀態(tài)方程列方程求解。

6.【答案】C

【解析】解：4由題知，簡諧橫波。和”在同一均勻介質中，則％=%;=2zn/s

再由題圖可知

Aa==0.4m

則根據〃=彳得

T。=Tb=82s

故A錯誤；

比由于%=%,且由題圖可看出￡=0時A質點距〃波最近，則。波先傳播到質點4,則A質點開始振動時

沿y軸負方向運動，故8錯誤；

C.U于質點8距離。波和b波均為0.2m,則經過t=生==0.1s質點8開始振動，則t=0.25s時，質

點B振動了0.15s,即:兀由于B質點的起振方向向下，則經37,B質點運動到波峰，即最大位移處，故

C正確；

D由題圖可知t=0時A質點距〃波波源0.5m,距沙波波源0.7m,則4質點到兩波源的波程差為

Ax'=0.2?n=1x/

則A質點的振動減弱，故。錯誤，

故選：Co

簡諸橫波。和b在同一均勻介質中，波速相等，根據波長解得后期，根據波傳播的周期性分析A、8質點

的運動方向，根據波的疊加原理分析。。

解決該題需要掌握用同側法分析判斷質點的振動方向，掌握波速、周期以及波長的關系式，能正確分析某

段時間質點的振動過程。

7.【答案】B

【解析】解：線圈進入磁場時，設某時刻進入磁場的距離為X,此時線圈的速度為n,取向右為正方向，

由動量定理得

—BIlAt=mv—mv0

其中：IAt=q=咚

r\

R2.2

聯立可得：V=v-工一

0KmX

當完全進入磁場后，不受到安培力，所以線圈做勻速直線運動。

當線圈出磁場時，速度u與位移人的關系與進入磁場相似，故ACO錯誤，B正確。

故選：B。

線圈以?定的初速度進入勻強磁場，由于切割磁感線，所以產生感應電流，從而受到安培力阻礙，導致線

圈做加速度減小的減速運動"當完仝進入后，沒有磁通量變化，沒有感應電流，不受到安培力，因此做勻

速直線運動，當線圈離開磁場時，磁通量又發(fā)生變化，速度變化與進入磁場相似。根據動量定理列式分

析。

本題屬于力與電綜合題，關鍵要根據動量定理推導出速度與位移的關系式，再分析速度的變化情況。

8.【答案】AB

【解析】解：4根據萬有引力提供向心力有

Mm

G=ma

可得向心加速度表達式

GM

“嫦娥五號”探測器在軌道2上運動過程中，因為軌道2上的8點的距離大于A點的距離，故探測器在軌

道2經過A點時的加速度大于經過B點時的加速度，故A正確；

A“嫦娥五號”從軌道1進入軌道2做離心運動，故需要在A點點火加速，萬有引力小于需要的向心力，

故B正確；

C“嫦娥五號”在軌道2上運行過程中只有萬有引力做功，機械能守恒，故C錯誤；

D“嫦娥五號”在軌道3上運行過程中，從近月點到遠月點萬有引力做負功，從遠月點到近月點萬有引力

做正功，故。錯誤。

故選:A瓦

根據萬有引力提供向心力，結合衛(wèi)星變軌中萬有引力做功，機械能守恒分析求解。

本題考查了萬有引力定律的應用，理解公式中各個物理量的含義，合理選取向心力公式分析求解，掌握變

軌問題中做功與能量的關系是解決此類問題的關鍵。

9.【答案】AD

【解析】解：ABD.由圖可知，甲物體做勻加速直線運動，乙物體做勻減速直線運動，由此可知甲、乙兩物

體的加速度方向相反，由圖可知甲物體做初速度為零的勻加速直線運動，根據勻變速直線運動規(guī)律，有可

知

12

x=2at

利用A點坐標（2.0與4.0巾）可知0-2s內，甲物體通過的位移為：

x=4.0m

可求得甲的加速度為：

a=2m/s2

設乙物體的初速度為％,由圖可知兩圖線相切于A點，即此刻二者速度相等，可得

v=at=v0-art

解得乙物體的初速度為：

v0=8m/s

￡=2.0s時，甲、乙兩物體的速度大小為

v=4.0m/s

故A。正確；8錯誤；

。.設￡=0時刻，乙物體位置在&處，從。到2s內其位移關系為：

17

4-x0=-2。1產

解得：

x0=—Sm

故C錯誤。

故選：AD.

由x-t圖像中圖線的變化情況結合勻變速直線運動模型進行判斷即可。

本題考查學生對％-t圖像的理解，解題關鍵是正確理解圖像中圖線的物理意義，是一道好題。

10.【答案】BC

【解析】解：C。、沒有挖去實心小球之前，。2點的電場強度是以。為圓心，以。。2為半徑的球體產生

的，則有％=k椽，其中03二篇.)(軟巖，解得：

挖去部分的半徑與上述以。。2為半徑的球體的電荷量相等，則剩余部分在。2點的電場強度為4=自-

攵9，解得E2=k解，故C正確，。錯誤；

R8R

A從沒有挖去之前，。1點的電場強度是以。為圓心，以。。1為￥徑的球體的電荷產生的，該球體半徑等于

p該球體所帶電荷量與以。。2為半徑的球體的電荷相等，根據上述可知，沒有挖去之前。1點的電場強度與

沒有挖去之前。2點的電場強度大小相等，等于鼻=啥

由題意知挖去部分的電荷量在。I點的電場強度為0,即剩余部分的電場強度等于第=邑=攵備，解得

E]=k^2,故4錯誤，B正確。

故選：BC。

根據電場的疊加原理和點電荷的場強公式結合分析場強的表達式。

解決本題的關鍵掌握點電荷的場強公式￡=口，知道點電荷的場強力向，會根據平行四邊形定則進行場強

的疊加。

11.【答案】乙AEDCC

【蟀析】解：(1)電流表內阻已知，電流表的分壓可以準確求解，不存在因電流表的分壓作用產生的誤

差，應選測量電路是圖中的乙；

(2)正確使用歐姆表的步驟為先將選擇開關置于“x1k”位置，然后將兩表筆直接接觸，調節(jié)歐姆調零旋

鈕，使指針指向歐姆“0”刻度，然后將兩表筆分別接觸待測電阻兩端，讀出其阻值后隨即斷開，最后將

選擇開關置于“OFF”位置,故正確的操作順序為：AEDC；

(3)同學在實驗中，閉合開關后，發(fā)現無論怎么移動滑動變阻器的滑片，電壓表有示數且不變，電流表始

終沒有示數，說明在電路中有斷路的地方。在其他連接不變的情況下，他將電壓表連接〃位置的導線端分

別試觸力、。、d三個位置，發(fā)現試觸〃、c時，電壓表有示數；試觸〃時，電壓表沒有示數，則說明導線

cd斷路，故A8D錯誤，C正確。

故選：c。

故答案為：(1)乙；(2MEDC：(3iCo

(1)電流表內阻已知，電流表的分壓可以準確求解，據此分析作答；

(2)根據歐姆表測電阻的正確操作步驟分析作答；

(3)用電壓表檢查電路故障時，當電路中有電流通過電壓表，電壓表有示數，無電流通過電壓表時，電壓

表無示數。

本題考查了伏安法測電阻、歐姆表測電阻的正確操作步驟以及電路故障的分析，要明確實驗的原理、掌握

實驗的正確操作步驟，理解用電壓表檢查甩路故隙的方法。

12.【答案］CD，；整(S4+S5+S6)-(：1+S2+S3)偏小

【解析】解：(1)4細線必須與長木板平行，選項A正確，不符合題意；

B.先接通電源再釋放小車，選項B正確，不符合題意；

CD該實驗只需小車能做加速運動即可，不需要平衡小車所受的阻力，也不需要懸掛的鉤碼質量必須遠小

于小車質量，選項C。錯誤，符合題意；

故選CO。

(2)打下B點時小車的瞬時速度

Si+S2

VB=^0T~

小車加速度的計算式應為

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

9t2-9x(57)2—225T2

(3)如果當時電網中交變電流的頻率是51死，則打點周期偏小，而做實驗的同學并不知道，仍用0.02s計

算，根據Q=竽，那么該同學測得的加速度與真實值相比偏小。

故答案為：(1)。。；Q)需；(“+5;盜l+$2+S3)；(3)偏小。

(1)根據實驗原理和步驟即可做出選擇。

(2)在勻變速直線運動中，時間中點的速度等于該過程中的平均速度，根據逐差法可以得出加速度。

(3)根據頻率和時間的關系進行誤差分析。

本題比較簡單，考查了實驗的注意事項和瞬時速度、加速度的計算。平時要加強基礎實驗的實際操作，提

高操作技能和數據處理能力。要注意單位的換算和有效數字的保留。

13.【答案】解：(1)根據題意可知，物塊恰不下滑，物塊在豎直方向平衡，則由平衡條件可得

Ff=mg=1xION=ION

物塊隨箱子向右做勻加速運動，則可知物塊與箱子的加速度相同，設為。，箱子對物塊的支持力為無，則

Ff=〃2風

解得，箱子對物塊的支持力為

FN=20N

(2)對物塊由牛頓第二定律可得

FN=ma

解得

FN20

a=—=-j-m/s?2=20m/s92

對箱子，由牛頓第二定律可得

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)箱子對物塊彈力的大小為20M(2)水平拉力戶的大小為12ON。

【蟀析】(1)根據平衡條件和摩擦力公式計算；

(2)對物塊和箱子分別列牛頓第二定律計算。

本題關鍵掌握整體法和隔離法的使用。

14.【答案】解：(1)加上磁場8后，熒光屏上的光點重新回到。點，可知電子受到電場力和洛倫茲力平

衡，電場力方向豎直向下，則洛倫茲力豎直向上，故根據左手定則可得出磁場方向垂直于紙面向外。

(2)電子受到電場力和洛倫茲力平衡，有

eE=evB

又有

U

E=d

聯V解得，電子射入偏轉電場的速度

U

V=Bd

(3)電子在極板區(qū)域運行的時間

tl=V

在電場中的偏轉位移

121eE2

y^=2at=2'mtl

電子離開極板區(qū)域時，沿垂直極板方向的末速度

eE

設池子離開極板區(qū)域后，電子到達光屏P點所需的時間為小，則有

L2一

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

電子離開電場后在垂直極板方向的位移

先=

P點離開。點的距離等「電子在垂直極板方向的總位移

h=yr+y2

聯立解得

ehU

石-LiL2dB2

答：(1)磁場方向垂直于紙面向外：

(2)電子經高壓加速后的速度大小u為葛；

(3)電子的比荷￡為號。

【解析】(1)對電子受力分析，可知電子受到電場力和洛倫茲力平衡，電場力方向豎直向下，則洛倫茲力

豎直向上，結合左手定則即可判斷出磁場方向。

(2)電子受到電場力和洛倫茲力平衡，電場力的大小為eE,洛倫茲力的大小為”，8,即可求解電子經高壓

加速后的速度大小Vo

(3)沒有加磁場時，電子進入平行板電容器極板間做類平拋運動，由牛頓第二定律和運動學公式可推導出

垂直于極板方向的位移，電子離開極板區(qū)域后做勻速直線運