考生注意：
1．試卷滿分 100 分，考試時(shí)間 60 分鐘．
2．本考試分設(shè)試卷和答題紙．作答必須寫在答題紙上，在試卷上作答一律不得分．
3．標(biāo)注“多選”的試題，每小題應(yīng)選兩個(gè)及以上的選項(xiàng)，但不可全選；未特別標(biāo)注的選擇類試題，每小題只能選一個(gè)選項(xiàng)．標(biāo)注“計(jì)算”的試題，在列式計(jì)算、邏輯推理以及回答問(wèn)題過(guò)程中，需給出必要的圖示、文字說(shuō)明、公式、演算等．
一、光波和機(jī)械波
光和機(jī)械波一樣，都具有波的性質(zhì)，他們不僅能夠產(chǎn)生反射、折射，還能產(chǎn)生干涉和衍射，能夠傳遞能量，攜帶信息。
完成下列問(wèn)題：（6分）
1．（多選）下列關(guān)于光的說(shuō)法正確的是（ ）
A．光波和超聲波屬于同種性質(zhì)的波
B．光能發(fā)生偏振現(xiàn)象，說(shuō)明光波是一種橫波
C．陽(yáng)光照耀下的肥皂泡呈現(xiàn)彩色花紋是光衍射的結(jié)果
D．將白光分別照射到單縫和雙縫上，光屏上都可能呈現(xiàn)彩色條紋
?
?
?
O
a
c
2．如圖所示，一個(gè)半圓形的玻璃磚，其折射率n．入射光a沿著玻璃磚半徑射到直邊上O點(diǎn)，分成兩束光線b和c，虛線為過(guò)O點(diǎn)的法線，則有（ ）
b
A．B．
C．D．
A
B
v
3．一列機(jī)械橫波向右傳播，在時(shí)的波形如圖所示，A、B兩質(zhì)點(diǎn)間距為8m，B、C兩質(zhì)點(diǎn)在平衡位置的間距為3m，當(dāng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)C恰好通過(guò)平衡位置，該波的波速可能為（ ）
C
A．m/sB．3m/s
C．13m/sD．27m/s
更多優(yōu)質(zhì)資源可進(jìn)入 二、神舟出征，太空“會(huì)師”
2023年10月26日，“神舟十七號(hào)”載人飛船在我國(guó)酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，17時(shí)46分“神十七”入軌后，成功對(duì)接天和核心艙前向端口，19時(shí)34分，“神十七”三名宇航員順利進(jìn)駐中國(guó)空間站，和“神十六”三名宇航員會(huì)師。
完成下列問(wèn)題：（13分）
4．空間站和地面指揮中心之間需要通過(guò)電磁波來(lái)實(shí)現(xiàn)通信．用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，被譽(yù)為無(wú)線電通信的先驅(qū)者的物理學(xué)家是（ ）
A．安培B．麥克斯韋C．法拉第D．赫茲
5．（多選）下列實(shí)驗(yàn)中，能在空間站完成的有（ ）
A．彈簧振子實(shí)驗(yàn)B．平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)
C．光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn) D．驗(yàn)證機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)
6．（1）在研究空間站圍繞地球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，空間站能否看成質(zhì)點(diǎn)？答 ，（選填“能”或“不能”）簡(jiǎn)要說(shuō)明理由： ．
（2）若地球表面重力加速度為9.8m/s2，地球半徑為6400km，空間站軌道離地高度為400km，則空間站繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為 ．
7．運(yùn)載火箭的發(fā)射是利用了反沖原理．若某時(shí)刻火箭正處于水平飛行狀態(tài)，此時(shí)火箭的總質(zhì)量為M，速度大小為．當(dāng)火箭以速度向后噴出質(zhì)量為m的高溫高壓氣體后，火箭獲得的速度 ．（不考慮重力影響）
8．測(cè)量“神十六”飛船從空間站返回地球的時(shí)間．若地球上觀察者測(cè)得的時(shí)間為，飛船中的航天員測(cè)得時(shí)間為，僅考慮狹義相對(duì)論效應(yīng)，則（ ）
A．B．C．D．無(wú)法判斷
三、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)
風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視，全球風(fēng)能約有2.74×109MW，可以利用的風(fēng)能為2×107MW，比地球上可開發(fā)利用的水能總量還要大10倍。某風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)有風(fēng)機(jī)葉輪、傳動(dòng)裝置，發(fā)電機(jī)、變流器、機(jī)組升壓器和升壓站等部分組成。
完成下列問(wèn)題：（22分）
9．如圖，某風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片長(zhǎng)35m，勻速轉(zhuǎn)一圈約4s，葉片頂端A點(diǎn)的線速度大小 m/s．某時(shí)刻葉片A、B、C三點(diǎn)中（ ）
A．B和C的角速度相同B．A和B的線速度相同
C．A和C的線速度相同D．A和C的向心加速度相同
10．風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可形成半徑為R的圓面，設(shè)風(fēng)速恒定為，風(fēng)向恰好垂直于葉片轉(zhuǎn)動(dòng)面，已知空氣的密度為，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)能將此圓面內(nèi)空氣動(dòng)能的10%轉(zhuǎn)化為電能．則在時(shí)間t內(nèi)經(jīng)過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流的動(dòng)能 ．此風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率 ．
11．發(fā)電機(jī)主要是利用下列哪個(gè)物理原理工作的？（ ）
A．電流的磁效應(yīng)B．電磁感應(yīng)原理
N
C．磁場(chǎng)對(duì)電流的作用D．電磁振蕩
O'
c
d
a
O
b
S
w
12．如圖為某發(fā)電機(jī)的模型，邊長(zhǎng)l的正方形閉合導(dǎo)線框abcd在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞中心軸順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為w．某時(shí)刻轉(zhuǎn)到線框平面和磁場(chǎng)平行．該時(shí)刻導(dǎo)線框內(nèi)的感應(yīng)電流方向?yàn)? （選“abcda”或者“adcba”）．若線框內(nèi)有n匝線圈．該時(shí)刻線框內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ．
13．功率為540kW的發(fā)電機(jī)，發(fā)出的電壓有效值為700V，通過(guò)機(jī)組升壓變壓器將電壓升到10kV，則需要的升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)之比 ．升壓變壓器線圈導(dǎo)線的粗細(xì)應(yīng)當(dāng)選擇（ ）
u/v
A．原線圈比副線圈粗B．原線圈比副線圈細(xì)C．原線圈和副線圈一樣粗細(xì)
311
14．從供電網(wǎng)接入小李家的正弦交流電壓隨時(shí)間變化圖像如圖所示，該交流電的頻率
O
0.02
t/s
0.04
311
Hz，如用多用表交流電壓檔測(cè)量該交流電壓，則測(cè)量值約為 V．
四、籃球運(yùn)動(dòng)
籃球運(yùn)動(dòng)作為一個(gè)常規(guī)的球類運(yùn)動(dòng)在學(xué)校普遍受到學(xué)生的喜愛(ài)．一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)合格的籃球質(zhì)量為0.6kg，當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭取10m/s2．
完成下列問(wèn)題：（27分）
15．為了檢驗(yàn)一籃球彈性性能，某同學(xué)將籃球從米高處自由下落，能夠自由彈跳到米高度處．如果不考慮籃球在運(yùn)動(dòng)中轉(zhuǎn)動(dòng)和所受的空氣阻力．
（1）若取向上為正方向，則籃球剛和地面剛接觸時(shí)的速度大小為 m/s．籃球在與地面碰撞過(guò)程中，動(dòng)量改變量 kg m/s，地面對(duì)籃球所作的功 J．
（2）為了求得上述過(guò)程中籃球受地面的平均沖擊力，該同學(xué)使用每秒拍攝2000幀照片的高速攝像機(jī)拍攝了整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，通過(guò)tracker軟件計(jì)算發(fā)現(xiàn)籃球和地面接觸的照片一共有23張．則籃球和地面接觸的時(shí)間 s；估算籃球受到地面的平均沖擊力 N．
16．（多選）在籃球與地面接觸的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，籃球（ ）
A．加速度始終向上B．速度為0時(shí)加速度最大
C．加速度先向上后向下D．加速度為0時(shí)速度最大
17．（計(jì)算）在某次傳球過(guò)程中，不考慮籃球的轉(zhuǎn)動(dòng)和阻力影響．甲運(yùn)動(dòng)員將球從離地米高處以m/s的速度水平傳出．求：
（1）當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到離拋出點(diǎn)水平距離12米處的乙運(yùn)動(dòng)員位置時(shí)，球離地的高度；
（2）乙運(yùn)動(dòng)員接球時(shí)，球的速度的豎直分速度大??；
（3）如果乙在該位置把球接住，使得球速度變?yōu)?，則乙運(yùn)動(dòng)員對(duì)球所作的功．
18．在實(shí)際情況下，籃球會(huì)受到空氣阻力的作用，假設(shè)空氣阻力大小保持不變．某同學(xué)將一個(gè)籃球豎直向上拋出，一段時(shí)間后落回原處，測(cè)得籃球上升時(shí)加速度為11.5m/s2．則空氣阻力
N．以豎直向上為正方向，籃球離地高度h與運(yùn)動(dòng)時(shí)間t圖像中可能正確的是（ ）
h
h
h
h
t
O
t
O
t
O
t
O
A
B
C
D
E/J
a
19．某同學(xué)將籃球下落過(guò)程的視頻用tracker軟件計(jì)算分析，得到籃球在不同位置時(shí)的速度，然后計(jì)算不同位置的動(dòng)能、勢(shì)能和機(jī)械能，畫出它們隨高度h的變化，取地面為零勢(shì)能面，得到了圖示a、b、c三條圖線．則
0
b
c
（1）三根圖線分別代表（ ）
h/m
A．a(chǎn)機(jī)械能，b動(dòng)能B．a(chǎn)機(jī)械能，c動(dòng)能
C．a(chǎn)動(dòng)能，b勢(shì)能D．a(chǎn)勢(shì)能，c動(dòng)能
（2）通過(guò)圖像分析，你認(rèn)為籃球在下落過(guò)程是 （選填“受到”、“沒(méi)有受到”）空氣阻力作用，簡(jiǎn)要說(shuō)明理由： ．
s2
加速器Ⅰ
p
s1
五、質(zhì)譜儀
速度選擇器Ⅱ
B
B0
質(zhì)量分離器Ⅲ
+
－
質(zhì)譜儀底片
s3
質(zhì)譜儀是用來(lái)測(cè)量帶電粒子質(zhì)量的一種儀器．其結(jié)構(gòu)如圖a所示，它分別由加速器Ⅰ、速度選擇器Ⅱ、質(zhì)量分離器Ⅲ三部分組成．若從粒子源P點(diǎn)發(fā)出一個(gè)電量q、質(zhì)量為m的正離子，經(jīng)過(guò)加速器得到加速，進(jìn)入速度選擇器，速度符合一定大小的離子能夠通過(guò)S3縫射入質(zhì)量分離器中．整個(gè)過(guò)程中可以不考慮離子重力的影響．
圖a
完成下列問(wèn)題：（15分）
20．加速器Ⅰ由S1S2兩塊帶電平行金屬板組成，為了使正離子得到加速，則應(yīng)讓金屬板S1帶
d
v1
電（選填“正”、“負(fù)”）．在下降過(guò)程中，離子的電勢(shì)能 （選填“減少”、“增大”、“不變”）．如果離子從速度開始經(jīng)加速后速度達(dá)到，則加速器兩極板間電壓 ．
－
速度選擇器Ⅱ
l
+
21．離子以速度進(jìn)入速度選擇器Ⅱ中，兩板間電壓為U2，兩板長(zhǎng)度l，相距d．離子在穿過(guò)電場(chǎng)過(guò)程中，為了不讓離子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，需要在該區(qū)域加一個(gè)垂直于電場(chǎng)和速度平面的磁場(chǎng)．
圖b
（1）則所加磁場(chǎng)的磁感強(qiáng)度 ；
X
（2）在圖b中分別用和標(biāo)出離子受到的電場(chǎng)力與磁場(chǎng)力方向；
v
S3
（3）離開分離器時(shí)離子的速度 ．
B0
22．若離子以速度v垂直于磁場(chǎng)方向進(jìn)入質(zhì)量分離器Ⅲ，圖c所示．
質(zhì)量分離器Ⅲ
其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B0．離子在磁場(chǎng)力作用下做半圓周運(yùn)動(dòng)
圖c
（1）圓周運(yùn)動(dòng)的直徑 ．
2
1
S3
質(zhì)譜儀底片
（2）帶電粒子的電量和質(zhì)量之比稱為粒子的荷質(zhì)比，設(shè)，如果在質(zhì)譜儀底片上得到了1、2兩條譜線，可以比較其對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電荷的荷質(zhì)比大?。? ）
A．B．
C．D．無(wú)法比較
六、電磁炮
R
E,r
c
d
電磁彈射在電磁炮、航天器、艦載機(jī)等需要超高速的領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，為了研究問(wèn)題的方便，將電磁炮簡(jiǎn)化為如圖所示的模型（俯視圖）。發(fā)射軌道為固定在水平面上的兩個(gè)間距為L(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌，整個(gè)裝置處在豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。發(fā)射導(dǎo)軌的左端為充電電路，已知電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)電阻位r。電容器的電容為C。子彈載體可簡(jiǎn)化為一根垂直放置于金屬導(dǎo)軌上、質(zhì)量為m、長(zhǎng)度也為L(zhǎng)電阻為R的金屬導(dǎo)體棒cd。忽略一切摩擦阻力以及導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻。
完成下列問(wèn)題：（17分）
23．發(fā)射前，將開關(guān)S連接a，先對(duì)電容器進(jìn)行充電．
（1）充電過(guò)程中電容器兩極板間的電壓u隨時(shí)間t的變化的圖像和下列哪個(gè)圖像相似（ ）
u/v
u/v
u/v
u/v
O
O
O
O
t/s
t/s
t/s
t/s
B
D
C
A
（2）當(dāng)充電自然結(jié)束時(shí)，電容器兩端的電壓為 ．電容器所帶的電量為 ．
24．電容器充電自然結(jié)束后，將S接到b，電容器經(jīng)金屬導(dǎo)體棒對(duì)外放電．
（1）此時(shí)導(dǎo)體棒中電流方向 （填“c到d”或者“d到c”），剛放電的瞬間，導(dǎo)體棒受到的安培力 ．
（2）（計(jì)算）如果軌道足夠長(zhǎng)，當(dāng)導(dǎo)體棒炮彈離開導(dǎo)軌前已經(jīng)達(dá)到最大速度．
①簡(jiǎn)要說(shuō)明電容器中電能是否能全部放完？
②求最大速度．
參考答案
一、光波和機(jī)械波（6分，每題2分）
1、BD 2、A 3、C
二、神舟出征，太空“會(huì)師”（13分）
4、（2分）D 5、（2分）AC
6、（5分）（1）（1分）能 ；（2分） 空間站大小和其繞地球運(yùn)動(dòng)的半徑相比可以忽略。
（2）（2分）92.6min,或者5558.7s，或者1.54 h
7、（2分） （M+m）/（M- m） 8、（2分） C
三、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)（22分）
9、（4分）54.95（35π/2），A 10、（4分）ρπR2t3 /2 ρπR23 /20
11、（2分）B 12、（4分）abcda n w Bl2
13、（4分）7:100 A 14、（4分）50, 220
四、籃球運(yùn)動(dòng)（27分）
15、（1）（6分）6 、 6.6 、 -3.3（填3.3得1分）
（2）（4分）0.011 、 606（填600得1分）
16、（2分）B D
17、（共6分）
（1）（2分）根據(jù)題意，籃球被傳出后，可以看做平拋運(yùn)動(dòng)，則：
水平方向：x=v1t豎直方向：y=gt2/2 （1分）
代入數(shù)據(jù)，得：y=0.8m
故此時(shí)球離地的高度=h1-y=1.6m （1分）
（2）（2分）因?yàn)樨Q直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，所以：2=2gy （1分）
代入數(shù)據(jù)，得：=4m/s （1分）
或者 =gt=4m/s
（3）（2分）籃球到達(dá)乙運(yùn)動(dòng)員位置時(shí)的速度v22= v12+2
根據(jù)動(dòng)能定理，乙運(yùn)動(dòng)員對(duì)球所作的功W=0- mv22/2 （1分）
代入數(shù)據(jù)，得：W=-274.8J （1分）
或者：W=0-(mgy+mv12/2)= -274.8J
18、（4分）0.9 ， A 19、（1）（2分）A （2）（3分）受到 理由：隨高度h的減小，機(jī)械能減少。
五、質(zhì)譜儀（15分）
20、（6分）正 減少 m（v12-v02）/2q
21、（1）（2分）U2/d v1（2）（2分）略（3）（1分）v1
22、（1）（2分）2m v /qB0 （2）（2分）C
六、電磁炮（17分）
23、（1）（2分）B （2）（4分） E ，CE
24、(1)（4分） c到d ， BEL/R
24、（2）（7分）
①（3分）電容器中的電能不能全部放完。只要說(shuō)到“不能”給分（1分）
由于導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過(guò)程在做切割磁感線，導(dǎo)體棒上會(huì)產(chǎn)生與電容器電壓反向的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)會(huì)阻礙電容器電能的釋放。當(dāng)電容器電壓與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等時(shí)，不再放電。（2分）
能說(shuō)的到反向感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)得（1分），表述完整得2分。
②（4分）
電容器自然充電結(jié)束后，電容器兩端電壓為E,電容器內(nèi)電量為Q1=CE。
電容器開始放電后，導(dǎo)體棒cd開始向右加速運(yùn)動(dòng)，若經(jīng)過(guò)?t速度達(dá)到的最大值為時(shí)，導(dǎo)體棒因切割磁感線所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E感=BL,導(dǎo)體中不再有電流，電容兩端的電壓和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，U=E感 （ 1分）
電容器上的電量為Q2=CE感
在整個(gè)過(guò)程中，電容器釋放的電量ΔQ= Q1- Q2=C(E- BL) （ 1分）
設(shè)在此過(guò)程中cd的平均電流為I，cd受到的平均安培力為F，則有： F=BLI
I?t=ΔQ=C(E- BL)
由動(dòng)量定理F?t=m-0, （ 1分）
得BLI?t=BL C(E- BL)= m
由以上解得：=BLCE/（m+CB2L2） （ 1分）

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