随州2024-2025学年第一学期期末教学质量检测试题(卷)四年级物理

1、我国已成功发射的月球探测车上装有核电池提供动力。核电池是利用放射性同位素衰变放出载能粒子并将其能量转换为电能的装置。某核电池使用的核燃料为，一个静止的发生一次α衰变生成一个新核，并放出一个γ光子。将该核反应放出的γ光子照射某金属，能放出最大动能为的光电子。已知电子的质量为m，普朗克常量为h。则下列说法正确的是（　　）

A．新核的中子数为144

B．新核的比结合能小于核的比结合能

C．光电子的物质波的最大波长为

D．若不考虑γ光子的动量，α粒子的动能与新核的动能之比为117：2

2、如图所示，甲、乙是两个完全相同的闭合导线线框，a、b是边界范围、磁感应强度大小和方向都相同的两个匀强磁场区域，只是a区域到地面的高度比b高一些。甲、乙线框分别从磁场区域的正上方距地面相同高度处同时由静止释放，穿过磁场后落到地面。下落过程中线框平面始终保持与磁场方向垂直。以下说法正确的是（　　）

A．甲乙两框同时落地

B．乙框比甲框先落地

C．落地时甲乙两框速度相同

D．穿过磁场的过程中甲线框中通过的电荷量小于乙线框

3、《流浪地球2》影片中，太空电梯高耸入云，在地表与太空间高速穿梭。太空电梯上升到某高度时，质量为2.5kg的物体重力为16N。已知地球半径为6371km，不考虑地球自转，则此时太空电梯距离地面的高度约为（       ）

A．1593km

B．3584km

C．7964km

D．9955km

4、如图所示，P、M、N为三个透明平板，M与P的夹角略小于N与P的夹角，一束平行光垂直P的上表面入射，下列干涉条纹的图像可能正确的是（　　）

A．   

B．   

C．   

D．   

5、OMN为玻璃等腰三棱镜的横截面，ON=OM，a、b两束可见单色光（关于OO′）对称，从空气垂直射入棱镜底面 MN，在棱镜侧面 OM、ON上反射和折射的情况如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．在棱镜中a光束的折射率大于b光束的折射率

B．在棱镜中，a光束的传播速度小于b光束的传播速度

C．a、b 两束光用同样的装置分别做单缝衍射实验，a光束比b光束的中央亮条纹宽

D．a、b两束光用同样的装置分别做双缝干涉实验，a光束比b光束的条纹间距小

6、关于下列四幅图的说法正确的是（　　）

A．甲图为氢原子的电子云示意图，由图可知电子在核外运动有确定的轨道

B．乙图为原子核的比结合能示意图，由图可知原子核中的平均核子质量比的要大

C．丙图为链式反应示意图，氢弹爆炸属于该种核反应

D．丁图为氡的衰变图像，由图可知1g氡经过3.8天后还剩0.25g

7、如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环，系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态，现将两环距离变小后书本仍处于静止状态，则

A．杆对A环的支持力变大

B．B环对杆的摩擦力变小

C．杆对A环的力不变

D．与B环相连的细绳对书本的拉力变大

8、图甲所示为家庭电路中的漏电保护器，其原理简图如图乙所示，变压器原线圈由火线和零线并绕而成，副线圈接有控制器，当副线圈ab端有电压时，控制器会控制脱扣开关断开，从而起保护作用。下列哪种情况扣开关会断开（　　）

A．用电器总功率过大

B．站在地面的人误触火线

C．双孔插座中两个线头相碰

D．站在绝缘凳上的人双手同时误触火线和零线

9、蓝光光盘是利用波长较短的蓝色激光读取和写入数据的光盘，而传统DVD光盘是利用红色激光来读取和写入数据。对于光存储产品来说，蓝光光盘比传统DVD光盘的存储容量大很多。如图所示为一束由红、蓝两单色激光组成的复色光从水中射向空气中，并分成a、b两束，则下列说法正确的是（　　）

A．用a光可在光盘上记录更多的数据信息

B．b光在水中传播的速度较a光大

C．使用同种装置，用a光做双缝干涉实验得到的条纹间距比用b光得到的条纹间距宽

D．增大水中复色光的入射角，则a光先发生全反射

10、如图所示，两个半径不等的均匀带电圆环P、Q带电荷量相等，P环的半径大于Q环的，P带正电，Q带负电。两圆环圆心均在O点，固定在空间直角坐标系中的yOz平面上。a、b在x轴上，到O点的距离相等，c在y轴上，到O点的距离小于Q环的半径。取无限远处电势为零，则（　　）

A．O点场强不为零

B．a、b两点场强相同

C．电子从c处运动到a处静电力做功与路径无关

D．电子沿x轴从a到b，电场力先做正功后做负功

11、如图所示，质量为M的物块放置在光滑水平桌面上，右侧连接一固定于天花板与竖直方向成θ=45°的轻绳，左侧通过一与竖直方向成θ=45°跨过光滑定滑轮的轻绳与一竖直轻弹簧相连。现将质量为m的钩码挂于弹簧下端，当弹簧处于原长时，将钩码由静止释放，当钩码下降到最低点时（未着地），物块对水平桌面的压力恰好为零。轻绳不可伸长，弹簧劲度系数为k且始终在弹性限度内，物块始终处于静止状态，重力加速度为g。以下判断正确的是（　　）

A．钩码向下一直做加速运动

B．钩码向下运动的最大距离为

C．M=m

D．M=m

12、2021年4月，中国科学院近代物理研究所研究团队首次合成新核素铀（），并在重核区首次发现强的质子-中子相互作用导致α粒子形成的概率显著增强的现象，这有助于促进对原子核α衰变过程中α粒子预形成物理机制的理解。以下说法正确的是（　　）

A．铀核（）发生核反应方程为﹐是核裂变反应

B．与的质量差等于衰变的质量亏损

C．产生的新核从高能级向低能级跃迁时，将发射出射线

D．新核的结合能大于铀核（）的结合能

13、A、B两小球分别从图示位置被水平抛出，落地点在同一点M，B球抛出点离地面高度为h，与落点M水平距离为x，A球抛出点离地面高度为，与落点M水平距离为，忽略空气阻力，重力加速度为g，关于A、B两小球的说法正确的是（　　）

A．A球的初速度是B球初速度的两倍

B．要想A、B两球同时到达M点，A球应先抛出的时间是

C．A、B两小球到达M点时速度方向一定相同

D．B球的初速度大小为

14、有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行周期T是地球近地卫星周期的倍，卫星轨道平面与地球赤道平面重合，卫星上装有太阳能收集板可以把光能转化为电能，提供卫星工作所必须的能量，已知sin37°=0.6，sin53°=0.8，近似认为太阳光是垂直地轴的平行光，卫星运转一周接收太阳能的时间为t，则的值为（　　）

A．

B．

C．

D．

15、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

16、如图甲所示，在粗糙绝缘水平面的A、C两处分别固定两个点电荷，A、C的位置坐标分别为-3L和2L，已知C处电荷的电荷量为4Q，图乙是AC连线之间的电势φ与位置坐标x的关系图像，图中x=0点为图线的最低点，x=-2L处的纵坐标，x=L处的纵坐标，若在x=-2L的B点，由静止释放一个可视为质点的质量为m，电荷量为q的带电物块，物块随即向右运动，物块到达L处速度恰好为零，则下列说法正确的是（　　）

A．A处电荷带正电，电荷量为9Q，小物块与水平面间的动摩擦因数

B．A处电荷带负电，电荷量为6Q，小物块与水平面间的动摩擦因数

C．A处电荷带正电，电荷量为9Q，小物块与水平面间的动摩擦因数

D．A处电荷带负电，电荷量为6Q，小物块与水平面间的动摩擦因数

17、福岛第一核电站的核污水含铯、锶、氚等多种放射性物质，一旦排海将对太平洋造成长时间的污染。氚（）有放射性，会发生β衰变并释放能量，其半衰期为12.43年，衰变方程为，以下说法正确的是（　　）

A．的中子数为3

B．衰变前的质量与衰变后和的总质量相等

C．自然界现存在的将在24.86年后衰变完毕

D．在不同化合物中的半衰期相同

18、如图所示，某工厂生产的卷纸缠绕在中心轴上，卷纸的直径为d，轴及卷纸的总质量为m。用细绳分别系在轴上的P、Q点，将卷纸通过细绳挂在光滑竖直墙壁上的O点，已知，重力加速度的大小为g。则下列说法正确的是（　　）

A．每根绳的拉力大小

B．每根绳的拉力大小

C．卷纸对墙的压力大小

D．卷纸对墙的压力大小

19、如图是一边长为L的正方形金属框放在光滑水平面上的俯视图，虚线右侧存在竖直向上的匀强磁场．金属矿电阻为R，时刻，金属框在水平拉力F作用下从图示位置由静止开始，以垂直于磁场边界的恒定加速度进入磁场，时刻线框全部进入磁场。则时间内金属框中电流i、电量q、运动速度v和拉力F随位移x或时间t变化关系可能正确的是（　　）

A．

B．

C．

D．

20、如图所示，某健身者右手拉着抓把沿图示位置A水平缓慢移动到位置B，他始终保持静止不计绳子质量，忽略绳子和重物与所有构件间的摩擦，则重物下移过程（　　）

A．绳子的拉力逐渐增大

B．该健身者所受合力逐渐减小

C．该健身者对地面的压力不变

D．该健身者对地面的摩擦力逐渐减小

21、如图所示，一列简谐波沿x轴正方向传播，实线为t=0时刻的波形，虚线为经过t=0.25s后的波形，已知T＜t＜2T（T为该波的周期）。该波的传播速度大小v=________m/s；这列波的频率f=______Hz。

22、唐代诗人齐己在诗句中写道“霏微晓露成珠颗，宛转田田未有风。”露珠呈球形是由于表面张力的原因，在露珠表面的两分子间的作用力表现为________（选填“引力”或“斥力”）；如果两水分子之间的距离为时，两分子间的作用力为零，欲形成如图所示的露珠，则表面层分子间的距离应________（选填“大于”“等于”或“小于”）；在两分子间的距离从大于开始逐渐减小，直到小于的过程中，两分子之间的势能________（选填“逐渐增大”“逐渐减小”“先减小后增大”或“先增大后减小”）。

23、如图实线与虚线分别表示频率相同的两列机械波某时刻的波峰和波谷。两列波的振幅分别为5 cm和3 cm，则此时刻O、M两点偏离平衡位置的位移之差大小为________cm，N、P两点偏离平衡位置的位移之差大小为________cm。

24、如图所示是某时刻两列简谐横波的波形图，波速大小均为10m/s，一列波沿x轴正向传播（实线所示）；另一列波沿x轴负向传播（虚线所示），则在x轴上质点a（x＝1m）和b（x＝2m）中，质点b为振动________（选填“加强点”或“减弱点”），从该时刻起经过0.3s时，c质点坐标为________。

25、在如图所示的电路中，电源内电阻为r，R1、R3分别为两个定值电阻。闭合电键S，当变阻器R2的滑动触头P向下滑动时，伏特表V1的示数逐渐________________（选填“增大”、“减小”、“不变”）。若移动P的过程中，电流表示数变化量的大小为ΔI，则伏特表V2示数变化量的大小ΔU2＝________________。

26、如图，通过橡皮球将烟雾吸入镶有玻璃的透明小盒中，在强光照射下通过显微镜观察，可以观察到烟雾颗粒在做______运动；烟雾颗粒做这样运动的原因是：______。

27、学校兴趣小组成员在学校实验室发现了一种新型电池，他们想要测量该电池的电动势和内阻。

(1)小组成员先多用电表粗测电池的电动势，将选择开关调到电压档量程为 25V 的挡位，将红黑表笔分别接电池的正负极，多用电表的指针示数如图甲所示，则粗测电动势大小为______V。

(2)为了精确测量，小组成员根据实验室提供的器材设计了如图乙的测量电路，其中R0=5 ，它在电路中的作用是___________ 。闭合电键前，应将电阻箱接入电路的电阻调到最___________（填“大”或“小”）。

(3)闭合电键，调节电阻箱，测得多组电阻箱接入电路的阻值 R 及对应的电流表的示数I，得 —R 图线，如图丙所示。

不计电流表的内阻，根据图线求出电池的电动势为___________V，内阻为___________ 。（保留 2 位有效数字）。

28、如图所示，空间内存在宽度L=0.2m的足够长有竖直边界的磁场区域，磁感应强度大小B=0.6T，方向垂直于纸面向外。一电荷量q=2×10-6C、质量m=1.2×10-12kg的带正电粒子，沿纸面且垂直磁场区域边界的方向射入磁场，速度大小v0=2.5×105m/s。将磁场撤去，在原磁场区域内换成平行于纸面且方向竖直向下的匀强电场，粒子从相同位置以相同的速度射入电场中，通过电场区域后的速度方向与通过磁场区域后的速度方向相同。不计粒子受到的重力。求：

(1)粒子射出磁场时与磁场边界夹角的正切值tanθ

(2)电场的电场强度大小E

29、中医拔火罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上，治疗某些疾病，如图所示。使用火罐时，先加热罐中气体，然后将罐的开口迅速按到皮肤上，自然降温后，火罐紧紧吸附在皮肤上。已知火罐压在皮肤上之前的气体温度为227℃，自然降温后的气体达到室内温度27℃，因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的，罐内气体认为是理想气体。求：

①加热前后，罐内气体的质量之比；

②自然降温后，罐内气体的压强。

30、如图所示，传送带与水平面之间的夹角为θ＝30°，其上A、B两点间的距离为s=5 m，传送带在电动机的带动下以v＝1 m/s的速度匀速运动，现将一质量为m＝10 kg的小物体（可视为质点）轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，求：（g取10 m/s2）

(1)传送带对小物体做的功；

(2)电动机做的功。

31、电动汽车消耗电池能量驱动汽车前进，电池的性能常用两个物理量来衡量：一是电池容量Q，即电池能够存储的电量；另一个是电池的能量密度ρ，是指单位质量能放出电能的多少。某次实验中质量的电池以恒定电流放电时，端电压与流过电池电量的关系如下图所示。电池容量检测系统在电压为4.0V时显示剩余电量100%，电压为3.0V时显示剩余电量为0。通过计算机测得曲线与电量轴所围的面积约为7000V·mAh。

（1）该电池的能量密度是多少？

（2）在放电过程中显示剩余电量从100%到90%用了时间t，依据图像信息推测剩余电量从90%到70%约要多少时间？

（3）电动汽车的续航里程是指单次充电后可以在水平路面上匀速行驶的最大距离。某电动汽车除电池外总质量为，配上质量为，能量密度为的电池，续航里程为。已知汽车行驶过程中所受阻力与总质量成正比，驱动汽车做功的能量占电池总能量的比例确定，为提升该电动汽车的续航里程，可以采用增加电池质量和提高电池能量密度两种方式，请计算说明哪种方式更合理？

32、人造太阳可以解决人类的能源短缺问题，其原理是氢核聚变反应，发生反应时，压力需要非常大，温度需要高达5000万度以上，没有材料能够承受这么高的温度和压力。所以科学家就设计了一种装置，让高温高压状态下的氢核由强磁场束缚住，不让它乱跑，也不让它与周边的材料接触，以免材料在高温下融化。2020年12月4日14时02分，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置在成都建成并实现首次放电。如图为磁约束装置的某种简易原理图，同心圆圆心O与平面坐标系原点重合，半径为的圆形区域Ⅰ内有方向垂直于平面向里的匀强磁场。质量为m，电荷量为q速度为的带正电的粒子从坐标为的A点沿y轴负方向射入磁场区域Ⅰ，粒子经过坐标为的P点，速度方向与x轴正方向夹角为，当在环形区域Ⅱ中加上方向垂直于平面向外的匀强磁场时，上述粒子仍从A点沿y轴负方向射入区域Ⅰ，该粒子恰好能够约束在磁场区域内，不计重力和粒子间的相互作用。

（1）求夹角和区域Ⅰ中磁感应强度的大小；

（2）若环形区域Ⅱ中磁场强度，求环形外圆的半径R；

（3）求粒子从A点沿y轴负方向射入圆形区域Ⅰ至再次经过A点的过程中所通过的总路程；

（4）求粒子从A点沿y轴负方向射入磁场Ⅰ至再次从A点沿y轴负方向进入磁场Ⅰ的运动总时间。