第I卷（共52分）
一、單項(xiàng)選擇題（本大題共7題，每題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是正確的）
1. 2023年12月14日，我國(guó)宣布新一代人造太陽(yáng)“中國(guó)環(huán)流三號(hào)”面向全球開放﹐邀請(qǐng)全世界科學(xué)家來(lái)中國(guó)集智攻關(guān)，共同追逐“人造太陽(yáng)”能源夢(mèng)想?！叭嗽焯?yáng)”物理本質(zhì)就是核聚變，其發(fā)生核聚變的原理和太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱的原理很相似﹐核反應(yīng)方程為。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. X是質(zhì)子B. 該反應(yīng)為鏈?zhǔn)椒磻?yīng)
C. 比結(jié)合能比的大D. 的結(jié)合能為
2. 如圖所示為某同學(xué)投籃的示意圖。出手瞬間籃球中心與籃筐中心的高度差為h（籃球中心低于籃筐中心），水平距離為2h，籃球出手時(shí)速度與水平方向夾角為37°，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，sin37°=0.6，cs37°=0.8；籃球中心恰好直接經(jīng)過(guò)籃筐中心，則籃球出手時(shí)速度的大小為（ ）
A. B. C. D.
3. 靜電除塵是工業(yè)生產(chǎn)中處理煙塵的重要方法。除塵裝置由金屬管A和懸掛在管中心的金屬導(dǎo)線B組成，如圖甲所示。工作時(shí)，使中心的金屬導(dǎo)線B帶負(fù)電，金屬管A接地，A、B之間產(chǎn)生如圖乙（俯視圖）所示的電場(chǎng)，圓內(nèi)實(shí)線為未標(biāo)方向的電場(chǎng)線。金屬導(dǎo)線B附近的氣體分子被強(qiáng)電場(chǎng)電離，形成電子和正離子，電子在向正極A運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，使煙塵中的顆粒帶上負(fù)電。這些帶電顆粒在靜電力作用下被吸附到正極A上，最后在重力作用下落入下方的漏斗中。經(jīng)過(guò)這樣的除塵處理，原本飽含煙塵的氣體就可能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，滿足環(huán)保要求。圖乙中ab=bc；c、d在同一圓上。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 圖乙中c點(diǎn)和d點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同
B. 帶上負(fù)電的顆粒在a點(diǎn)所受的電場(chǎng)力大于在c點(diǎn)所受的電場(chǎng)力
C. 一電子從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)的過(guò)程中，其電勢(shì)能增大
D. 電勢(shì)差關(guān)系：
4. 2023年10月26日，神舟十七號(hào)載人飛船與天和核心艙進(jìn)行了對(duì)接，“太空之家”迎來(lái)湯洪波、唐勝杰、江新林3名中國(guó)航天史上最年輕的乘組入駐。如圖為神舟十七號(hào)的發(fā)射與交會(huì)對(duì)接過(guò)程示意圖，圖中①為飛船的近地圓軌道，其軌道半徑為，②為橢圓變軌軌道，③為天和核心艙所在的圓軌道，其軌道半徑為，P、Q分別為②軌道與①、③軌道的交會(huì)點(diǎn)。關(guān)于神舟十七號(hào)載人飛船與天和核心艙交會(huì)對(duì)接過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 飛船從②軌道到變軌到③軌道需要在Q點(diǎn)點(diǎn)火減速
B. 飛船在軌道3上運(yùn)行的速度大于第一宇宙速度
C. 飛船在①軌道的動(dòng)能一定大于天和核心艙在③軌道的動(dòng)能
D. 若核心艙在③軌道運(yùn)行周期為T，則飛船在②軌道從P到Q的時(shí)間為
5. 膠囊型元件水平放置，由某透明材料制成，兩端是半徑為r的半球，中間是長(zhǎng)度為4r的圓柱體，中軸線是。一激光束從左側(cè)平行中軸線水平射入，經(jīng)折射、反射再折射后又從左側(cè)水平射出。已知出射光線與入射光線的間距為1.6r，則該元件的折射率為（ ）
A. B. C. D.
6. 如圖所示，用輕桿通過(guò)鉸鏈相連的小球A、B、C處于豎直平面內(nèi)，質(zhì)量均為m，兩段輕桿等長(zhǎng)?，F(xiàn)將C球置于距地面高h(yuǎn)處，由靜止釋放，假設(shè)三個(gè)小球只在同一豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切摩擦，重力加速度為g，則在小球C下落過(guò)程中（ ）
A. 小球A、B、C組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒
B. 小球C的機(jī)械能一直減小
C. 小球C落地前瞬間的速度大小為
D. 當(dāng)小球C的機(jī)械能最小時(shí)，地面對(duì)小球B的支持力大于mg
7. 如圖所示，半徑為R的金屬圓環(huán)固定在豎直平面，金屬環(huán)均勻帶電，帶電量為Q，一長(zhǎng)為L(zhǎng)=2R的絕緣細(xì)線一段固定在圓環(huán)最高點(diǎn)，另一端連接一質(zhì)量為m、帶電量為q（未知）的金屬小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）。穩(wěn)定時(shí)帶電金屬小球在過(guò)圓心且垂直圓環(huán)平面的軸上的P點(diǎn)處于平衡狀態(tài)，點(diǎn)P'（圖中未畫出）是點(diǎn)P關(guān)于圓心O對(duì)稱的點(diǎn)。已知靜電常量為k，重力加速度為g，若取無(wú)窮遠(yuǎn)為零勢(shì)面，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定為零
B. P'點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為
C. 金屬帶電小球的電量為
D. 剪斷細(xì)線瞬間，小球加速度水平向右
二、多項(xiàng)選擇題（本題共3小題，每題5分，共15分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全選對(duì)得5分，選不全得3分，選錯(cuò)不得分）
8. 一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸方向傳播，在時(shí)的波形如圖甲所示，M、N、P、Q是介質(zhì)中的四個(gè)質(zhì)點(diǎn)，已知N、Q兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置之間的距離為16m，圖乙為質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)圖像。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 該波的波速為12cm/s
B. 該波沿x軸負(fù)方向傳播
C. 質(zhì)點(diǎn)P的平衡位置位于處
D. 從開始，質(zhì)點(diǎn)Q比質(zhì)點(diǎn)P早0.25s回到平衡位置
9. 如圖所示，某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為2：1，原線圈與阻值的定值電阻串聯(lián)后接在電壓有效值恒為240V的正弦交流電源兩端，副線圈電路中接有理想電流表和最大阻值的滑動(dòng)變阻器，a、b為滑動(dòng)變阻器的兩端點(diǎn)。初始時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片P位于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)，在將滑片P向上緩慢滑至a點(diǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 電流表示數(shù)逐漸減小
B. 交流電源的輸出功率逐漸增大
C. 滑動(dòng)變阻器消耗電功率的最大值為120W
D. 定值電阻消耗電功率的最大值為120W
10. 如圖所示，水平傳送帶以速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，小物體P、Q質(zhì)量均為1kg，由通過(guò)定滑輪且不可伸長(zhǎng)的輕繩相連，時(shí)刻P在傳送帶左端具有向右的速度，P與定滑輪間的繩水平，不計(jì)定滑輪質(zhì)量和摩擦。小物體P與傳送帶之間動(dòng)摩擦因數(shù)，傳送帶兩端距離，繩足夠長(zhǎng)，。關(guān)于小物體P的描述正確的是（ ）
A. 小物體P離開傳送帶時(shí)速度大小為
B. 小物體P在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為5s
C. 小物體P將從傳送帶的右端滑下傳送帶
D. 小物體P在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中，合外力對(duì)它做的功為
第Ⅱ卷（共48分）
二、實(shí)驗(yàn)題（本大題共2小題，11題6分，12題10分，共16分）
11. 如圖甲所示，一位同學(xué)利用光電計(jì)時(shí)器等器材做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)。有一直徑為、質(zhì)量為的金屬小球由處?kù)o止釋放，下落過(guò)程中能通過(guò)處正下方、固定于處的光電門，測(cè)得、間的距離為，光電計(jì)時(shí)器記錄下小球通過(guò)光電門的時(shí)間為，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?。則：
（1）如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)得小球的直徑______cm。
（2）多次改變高度，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，作出隨的變化圖像如圖丙所示，當(dāng)圖中已知量、和重力加速度及小球的直徑滿足以下表達(dá)式：______時(shí)，可判斷小球下落過(guò)程中機(jī)械能守恒。
（3）某次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)動(dòng)能增加量總是大于重力勢(shì)能減少量，則可能的原因是______（多選）
A.金屬球從點(diǎn)下落時(shí)初速度不為零
B.小杰測(cè)量高度為金屬球在點(diǎn)時(shí)球底與光電門點(diǎn)的高度差
C.小球下落的高度太高，以致下落過(guò)程中空氣阻力的影響比較大
12. 某校舉行了一次物理實(shí)驗(yàn)操作技能比賽，其中一項(xiàng)比賽為選用合適的電學(xué)元件設(shè)計(jì)合理的電路，并能較準(zhǔn)確地測(cè)量同一電池組的電動(dòng)勢(shì)及其內(nèi)阻。提供的器材如下：
A．電流表G（滿偏電流10mA，內(nèi)阻10Ω）
B．電流表A（0~0.6A~3A，內(nèi)阻未知）
C．電壓表V（0~5V~10V，內(nèi)阻未知）
D．滑動(dòng)變阻器R（0~20Ω，1A）
E．定值電阻（阻值為990Ω）
F．開關(guān)與導(dǎo)線若干
（1）圖（a）是小李同學(xué)根據(jù)選用的儀器設(shè)計(jì)的測(cè)量該電池組電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻的電路圖。根據(jù)該實(shí)驗(yàn)電路測(cè)出的數(shù)據(jù)繪制的圖線如圖（b）所示（為電流表G的示數(shù)，為電流表A的示數(shù)），則由圖線可以得到被測(cè)電池組的電動(dòng)勢(shì)E=______V，內(nèi)阻r=______Ω。（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）
（2）另一位小張同學(xué)則設(shè)計(jì)了圖（c）所示的實(shí)驗(yàn)電路對(duì)電池組進(jìn)行測(cè)量，記錄了單刀雙擲開關(guān)分別接1、2對(duì)應(yīng)電壓表的示數(shù)U和電流表的示數(shù)I；根據(jù)實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)繪制圖線如圖（d）中所示的A、B兩條圖線。可以判斷圖線A是利用單刀雙擲開關(guān)接______（選填“1”或“2”）中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描出的；分析A、B兩條圖線可知，此電池組的電動(dòng)勢(shì)為E=______，內(nèi)阻r=______。（用圖中、、、表示）
四、計(jì)算題（本大題共3小題，13題12分，14題13分，15題18分，共41分）
13. 如圖所示，兩個(gè)橫截面積相同、導(dǎo)熱性能良好的汽缸豎直放置在水平面上，右側(cè)汽缸頂端封閉，左側(cè)汽缸頂部開口與大氣連通，兩個(gè)汽缸通過(guò)底部的細(xì)管連通，細(xì)管上裝有閥門K，閥門關(guān)閉時(shí)，在左側(cè)汽缸中用質(zhì)量為、截面積為的活塞封閉體積為的氣柱，右側(cè)汽缸內(nèi)封閉有體積為的氣柱，打開閥門K，右側(cè)汽缸中氣體緩慢流入左側(cè)汽缸中，當(dāng)左側(cè)汽缸中氣體體積為時(shí)，兩汽缸中氣體壓強(qiáng)相等。不計(jì)活塞厚度，活塞與汽缸內(nèi)壁無(wú)摩擦且不漏氣，大氣壓強(qiáng)為，重力加速度為，環(huán)境溫度始終不變，封閉氣體可視為理想氣體，不計(jì)細(xì)管的容積。
（1）求未打開閥門時(shí)右側(cè)汽缸中氣體的壓強(qiáng)。
（2）全過(guò)程氣體吸收的熱量。

14. 如圖所示，將一張長(zhǎng)方形紙板放在水平桌面上，紙板一端稍稍伸出桌外，將一物塊置于距紙板左邊界處。用水平向右的拉力F將紙板迅速抽出，如果拉力足夠大，物塊幾乎不動(dòng)落在桌面上，這就是大家熟悉的慣性演示實(shí)驗(yàn)。若物塊的質(zhì)量為，紙板的質(zhì)量為，物塊與紙板、紙板與桌面、物塊與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，重力加速度為，假定最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。求：
（1）當(dāng)紙板相對(duì)物塊運(yùn)動(dòng)時(shí)，桌面對(duì)紙板摩擦力f的大??；
（2）要使物塊與紙板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，拉力F應(yīng)滿足的條件；
（3）若物塊移動(dòng)的距離超過(guò)，人眼就能感知到物塊位置的變化，忽略物塊的體積因素影響，為確保實(shí)驗(yàn)成功，紙板所需最小拉力的大小。
15. 某興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)磁懸浮列車的驅(qū)動(dòng)模型，簡(jiǎn)化原理如圖甲所示，平面（紙面）內(nèi)有寬為，關(guān)于軸對(duì)稱的磁場(chǎng)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，變化規(guī)律如圖乙所示。長(zhǎng)為，寬為的矩形金屬線框放置在圖中所示位置，其中邊與軸重合，邊分別與磁場(chǎng)的上下邊界重合。當(dāng)磁場(chǎng)以速度沿軸向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)驅(qū)動(dòng)線框運(yùn)動(dòng)，線框受到的阻力大小恒為。已知線框的質(zhì)量為，總電阻為。
（1）求磁場(chǎng)剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)線框的感應(yīng)電流的大小和方向；
（2）求線框穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小；
（3）某時(shí)刻磁場(chǎng)停止運(yùn)動(dòng)，此后線框運(yùn)動(dòng)時(shí)間后停止，求時(shí)間內(nèi)線框運(yùn)動(dòng)的距離；
（4）在磁懸浮列車的實(shí)際模型中，磁場(chǎng)應(yīng)強(qiáng)度的大小是隨時(shí)間和空間同時(shí)變化的，即，若將線框固定不動(dòng)，求在時(shí)間內(nèi)線框產(chǎn)生的熱量。

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