說明：1.答題時(shí)間90分鐘
2.滿分100分
一、單選題（本大題共7小題，共28.0分）
1.在夏天的高溫天氣下，一輛家用轎車的胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TPMS）顯示一條輪胎的胎壓為3.20atm（latm是指1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）、溫度為47℃。由于胎壓過高會(huì)影響行車安全，故快速（時(shí)間很短）放出了適量氣體，此時(shí)胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯示的胎壓為2.40atm、溫度為27C，設(shè)輪胎內(nèi)部體積始終保持不變，氣體視為理想氣體，則下列說法不正確的是：（ ）
A.氣體溫度快速降低是因?yàn)闅怏w對(duì)外界做了功
B.此過程中放出的氣體質(zhì)量是原有氣體質(zhì)量的
C.輪胎內(nèi)的氣體單位時(shí)間內(nèi)撞擊輪胎的次數(shù)變少了
D.由于溫度降低輪胎內(nèi)每個(gè)氣體分子的速度都變小了
2.有a、b兩束單色光從空氣中平行照射在平行玻璃磚上，它們經(jīng)玻璃折射后射入空氣的光線如圖示，則有關(guān)a、b光的說法正確的是（ ）
A.在玻璃中傳播時(shí)a光的速度較大
B.在同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置發(fā)生干涉時(shí)a光的干涉條紋間距較大
C.從同一介質(zhì)射向空氣時(shí)a光發(fā)生全反射的臨界角較小
D.a光和b光頻率相同
3.已知“祝融號(hào)”火星車在地球表面受到的重力大小為G1，在火星表面受到的重力大小為G2；地球與火星均可視為質(zhì)量分布均勻的球體，其半徑分別為R1、R2。若不考慮自轉(zhuǎn)的影響且火星車的質(zhì)量不變，則地球與火星的密度之比為（ ）
A.B.C.D.
4.如圖（a）所示的智能機(jī)器人廣泛應(yīng)用于酒店、醫(yī)院等場(chǎng)所.機(jī)器人內(nèi)電池的容量為25000mA·h，負(fù)載10kg時(shí)正常工作電流約為5A，電池容量低于20%時(shí)不能正常工作，此時(shí)需要用充電器對(duì)其進(jìn)行充電，充電器的輸入電壓如圖（b）所示.下列說法正確的是（ ）
A.充電器的輸入電流頻率為100Hz
B.充電器的輸入電壓瞬時(shí)表達(dá)式為u=220sin10πt
C.機(jī)器人充滿電后電池的電量為9×103C
D.機(jī)器人充滿電后，負(fù)載10kg時(shí)大約可以持續(xù)正常工作4h
5.如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域ABCD內(nèi)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一帶電粒子以速度v從D點(diǎn)射入磁場(chǎng)，速度方向與CD邊夾角為60°，垂直BC邊射出磁場(chǎng)，則下列說法正確的是（ ）
A.粒子一定帶正電B.粒子的比為
C.粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為D.減小粒子的速度，粒子不可能從CD邊射出
6.如圖所示，空間中存在著水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，用輕繩懸于O點(diǎn)的帶電小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）靜止于電場(chǎng)中時(shí)輕繩和豎直方向的夾角為37°，輕繩長(zhǎng)度為?，F(xiàn)沿逆時(shí)針方向?qū)㈦妶?chǎng)緩慢調(diào)至豎直向上，大小保持不變，該過程中小球與O點(diǎn)間的水平間距的最大值為（ ）
A.B.C.D.
7.有一勻強(qiáng)電場(chǎng)平行于直角坐標(biāo)系xy所在的豎直平面，現(xiàn)將一質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球從坐標(biāo)原點(diǎn)O處沿y軸負(fù)向以2m/s的初速度向下拋出，其帶電小球運(yùn)動(dòng)的軌跡方程為，重力加速度取g=10m/s2，則下列說法中正確的是（ ）
A.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，方向與x軸正向夾角45°
B.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，方向與x軸正向夾角30°
C，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，方向與x軸負(fù)向夾角45°
D.電場(chǎng)強(qiáng)度大小為，方向與x軸正向夾角30°
二、多選題（本大題共3小題，共18.0分）
8.據(jù)中國地震臺(tái)網(wǎng)測(cè)定，2023年12月18日23時(shí)59分在甘肅臨夏州積石山縣發(fā)生6.2級(jí)地震。若地震局剛好記錄下了這一組簡(jiǎn)諧波的圖像，圖甲為該簡(jiǎn)諧波t=0.4s時(shí)刻的波形圖，M是此波上的一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，平衡位置處于1.4km處，圖乙為質(zhì)點(diǎn)M的振動(dòng)圖像，下列說法正確的是（ ）
A.該列波沿x軸負(fù)向傳播B.質(zhì)點(diǎn)M在4s內(nèi)通過的路程為4m
C.該列波的傳播速度為3.5m/sD.質(zhì)點(diǎn)M在0.8s內(nèi)沿x軸運(yùn)動(dòng)了2.8km
9.如圖（a）所示，一物塊以一定初速度沿傾角為30°的固定斜面上滑，運(yùn)動(dòng)過程中摩擦力大小f恒定，物塊動(dòng)能Ek與運(yùn)動(dòng)路程s的關(guān)系如圖（b）所示。重力加速度大小取10m/s2，下列判斷正確的是（ ）
A.物塊的質(zhì)量為0.7kgB.物塊所受摩擦力f=1N
C.物塊在最高點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能為30JD.物塊上滑過程克服摩擦力做功為5J
10.子彈在射入木塊前的動(dòng)能為E1，動(dòng)量大小為p1；射穿木板后子彈的動(dòng)能為E2，動(dòng)量大小為p2。若木板對(duì)子彈的阻力大小恒定，則子彈在射穿木板的過程中的平均速度大小為（ ）
A.B.C.D.
三、實(shí)驗(yàn)題（每空2分，共14.0分）
11.（1）在用單擺測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊膶?shí)驗(yàn)中，下列器材和操作最合理的是________（填正確答案標(biāo)號(hào)）
A.B.C.D.
（2）某同學(xué)放學(xué)后想在家里利用身邊的器材再做一遍“用單擺測(cè)量重力加速度”的實(shí)驗(yàn)，由于沒有合適的擺球，于是他找到了一塊外形不規(guī)則的小金屬塊代替小球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
①如圖甲所示，實(shí)驗(yàn)過程中他先將金屬塊用細(xì)線系好，結(jié)點(diǎn)為M，將細(xì)線的上端固定于O點(diǎn)。
②利用刻度尺測(cè)出OM間細(xì)線的長(zhǎng)度作為擺長(zhǎng)，利用手機(jī)的秒表功能測(cè)出金屬塊做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期T。
③在測(cè)出幾組不同擺長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的周期T的數(shù)值后，作出T2-圖像如圖乙所示。
④根據(jù)作出的圖像可得重力加速度的測(cè)量值為____________m/s2。（π取3.14，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（3）相比于實(shí)驗(yàn)室做出的T-圖像，該同學(xué)在家里做實(shí)驗(yàn)的T2-圖像截距較明顯，該操作導(dǎo)致重力加速度的測(cè)量值與真實(shí)值相比___________（填“偏大”“偏小”或“不變”）。
12.某課外研究實(shí)驗(yàn)小組欲準(zhǔn)確測(cè)量阻值約為40Ω的電阻Rx，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：
A.待測(cè)定值電阻Rx
B.定值電阻R1:阻值40Ω
C.定值電阻R2:阻值80Ω
D.靈敏電流計(jì)G:量程0～1mA，0刻度在中央，內(nèi)阻約10Ω
E.電阻箱R3:最大阻值999.99Ω
F.直流電源E，電動(dòng)勢(shì)1.5V，內(nèi)阻很小
G.滑動(dòng)變阻器R（10Ω，0.2A）
H.單刀單擲開關(guān)S，導(dǎo)線等
該小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖，連接好電路，并進(jìn)行下列操作。
（1）閉合開關(guān)前，滑動(dòng)變阻器滑片應(yīng)置于____________（選填“A”或“B”）端。
（2）閉合開關(guān)，向另一端移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片（注意靈敏電流計(jì)G不超過量程）。若靈敏電流計(jì)G中的電流由C流向D，再調(diào)節(jié)電阻箱，使電阻箱R3的阻值____________（選填“增大”或“減小”），直到G中的電流為0。
（3）讀出電阻箱連入電路的電阻R3=19.00Ω，則Rx=____________Ω。
（4）若定值電阻R1、R2均未知，先正常操作，調(diào)節(jié)R3的阻值等于49.00Ω，此后將電阻箱R3和Rx位置對(duì)調(diào)，其他條件保持不變，再調(diào)整R3的阻值，當(dāng)R3的阻值等于36.00Ω時(shí)，靈敏電流計(jì)G的示數(shù)也恰好為零，則R=____________Ω。
四、解答題（10分+14分+16分=40分）
13.如圖所示為中國航天員的一種環(huán)形訓(xùn)練器材，環(huán)面與水平面間的夾角為60°，A、B為航天員的座艙。某次訓(xùn)練中，座艙內(nèi)質(zhì)量為m的某航天員繞軸線OO′做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)航天員運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，座艙對(duì)航天員的作用力的大小等于航天員的重力大小。已知重力加速度的大小為g，取航天員做圓周運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)。求
（1）航天員做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的向心加速度a的大小；
（2）航天員做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能的最大值Em。
14.質(zhì)量m=1kg的小物塊以初速度=4m/s從B點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入光滑豎直的圓弧軌道BC，O點(diǎn)為圓弧的圓心，θ=60°，軌道半徑R=0.8m，圓弧軌道與水平地面上長(zhǎng)為L(zhǎng)=2.4m的粗糙直軌道CD平滑連接，物塊沿軌道BCD運(yùn)動(dòng)并與右側(cè)的豎直墻壁發(fā)生碰撞，重力加速度取g=10m/s2，空氣阻力不計(jì)，求：
（1）小物塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)C的過程中，重力做的功WG；
（2）小物塊第一次經(jīng)過最低點(diǎn)C時(shí)，圓弧軌道對(duì)物塊的支持力FN；
（3）若小物塊與墻壁碰撞后速度反向、大小變?yōu)榕銮暗囊话?，且只發(fā)生一次碰撞，那么小物塊與軌道CD之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ應(yīng)該滿足怎樣的條件。
15.如圖所示，平行光滑金屬導(dǎo)軌由水平部分和傾斜部分平滑連接而成。導(dǎo)軌水平部分的一段處于B=0.50T、方向垂直導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)（圖示虛線）中。在磁場(chǎng)中離左邊界=0.40m處垂直于水平導(dǎo)軌放置導(dǎo)體棒a，在傾斜導(dǎo)軌高h(yuǎn)=0.2m處垂直于導(dǎo)軌放置導(dǎo)體棒b，將導(dǎo)體棒b由靜止釋放，結(jié)果發(fā)現(xiàn)導(dǎo)體棒a以1m/s的速度從磁場(chǎng)右邊界離開。已知導(dǎo)體棒a、b的質(zhì)量均為m=0.01kg，阻值均為R=0.10Ω，棒的長(zhǎng)度均等于導(dǎo)軌間距L=0.20m，不計(jì)導(dǎo)軌電阻，導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過程中始終垂直于導(dǎo)軌且接觸良好g取10m/s2，忽略磁場(chǎng)邊界效應(yīng)。求：
（1）安培力對(duì)導(dǎo)體棒a做的功；
（2）導(dǎo)體棒a剛出磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)體棒b的速度大小及兩棒之間的距離；
（3）整個(gè)過程中，安培力對(duì)導(dǎo)體棒b做的功。
參考答案：
單選
1.D 2.C 3.B 4.D 5.C 6.B 7.A
多選
8.AB 9.AD 10.BC
11.D 9.86 不變
12.A 增大 38.00 42.00
13.（1）；（2）
【詳解】（1）航天員的受力情況如圖所示，
據(jù)牛頓第二定律可得
解得
（2）根據(jù)題意航天員在最高點(diǎn)機(jī)械能最大，設(shè)航天員做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小為，在最高點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為，重力勢(shì)能為，則合力提供向心力
又
解得
14.（1）；（2）；（3）
【詳解】（1）從運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)過程中
解得
（2）在最低點(diǎn)重力和支持力充當(dāng)向心力，根據(jù)牛頓第二定可得
根據(jù)動(dòng)能定理可得
聯(lián)立解得
（3）動(dòng)摩擦因數(shù)最大時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理可得
解得
動(dòng)摩擦因數(shù)最小時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理可得
聯(lián)立解得
綜上得
15.（1）；（2）；（3）
【詳解】（1）導(dǎo)體棒在安培力的作用下由靜止向右加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理，安培力對(duì)導(dǎo)體做的功
（2）導(dǎo)鐵棒在傾斜部分運(yùn)動(dòng)時(shí)，由機(jī)械能守恒定律有
代入數(shù)據(jù)解得
導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)與導(dǎo)體棒通過磁場(chǎng)相互.作用直到導(dǎo)體棒出磁場(chǎng)，由動(dòng)量守恒定律有
代入數(shù)據(jù)解得
即導(dǎo)體棒出磁場(chǎng)時(shí)，兩棒已獲得共同速度，此過程中，對(duì)導(dǎo)體棒運(yùn)用動(dòng)量定理有
通過的電荷量為
代入數(shù)據(jù)解得
兩棒之間的距離為
（3）導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)與導(dǎo)體棒通過磁場(chǎng)相互作用后獲得共同速度的過程中，安培力對(duì)導(dǎo)體棒做的功
導(dǎo)體棒從磁場(chǎng)中出來時(shí)，導(dǎo)體棒與磁場(chǎng)右邊界相距
此時(shí)對(duì)導(dǎo)體棒運(yùn)用動(dòng)量定理有
通過的電荷量為
代入數(shù)據(jù)解得
導(dǎo)體棒剛好停止在磁場(chǎng)右邊界處，該過程中安培力對(duì)導(dǎo)體棒做的功
因此整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中安培力對(duì)于導(dǎo)體棒做的功為

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