物理
2024.4
注意事項(xiàng)：
1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在試卷和答題卡上。
2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。
3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。
一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1. 光在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列對(duì)光的應(yīng)用說法正確的是（ ）
A. 3D電影技術(shù)利用了光的全反射現(xiàn)象
B. 光導(dǎo)纖維傳輸信號(hào)利用了光的干涉現(xiàn)象
C. 光學(xué)鏡頭上的增透膜利用了光的偏振現(xiàn)象
D. 探測(cè)DNA晶體結(jié)構(gòu)利用了X射線的衍射現(xiàn)象
2. 某興趣小組用頻閃投影的方法研究自由落體運(yùn)動(dòng)，實(shí)驗(yàn)中把一高中物理課本豎直放置，將一小鋼球從與書上邊沿等高處靜止釋放，整個(gè)下落過程的頻閃照片如圖所示，忽略空氣阻力，結(jié)合實(shí)際，該頻閃攝影的閃光頻率約為（ ）
A. 5HzB. 10HzC. 20HzD. 50Hz
3. 某一規(guī)格小燈泡的伏安特性曲線如圖所示，現(xiàn)將它直接接在電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻的電源上，小燈泡的實(shí)際功率約為（ ）
A. 0.17WB. 0.35WC. 0.71WD. 1.41W
4. 電容的額定電壓為電容兩端所允許施加的最大電壓，如果施加的電壓大于額定電壓值，電容有可能會(huì)被損壞。如圖甲所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù)，矩形線圈面積，線圈電阻忽略不計(jì)。標(biāo)有“100V 40W”的燈泡和電容器并聯(lián)接到線圈兩端，電容器實(shí)物圖如圖乙所示，電壓表V和電流表A均為理想電表。下列說法正確的是（ ）
A. 電容器不可能被擊穿B. 燈泡恰好正常發(fā)光
C. 電壓表V的示數(shù)為100VD. 電流表A的示數(shù)為0
5. 如圖所示，一同學(xué)站在水平地面上放風(fēng)箏，風(fēng)箏在空中相對(duì)地面靜止。某時(shí)刻，由于風(fēng)速發(fā)生變化，該同學(xué)拉動(dòng)風(fēng)箏線，使風(fēng)箏飛高一小段距離后，停止拉動(dòng)，風(fēng)箏再次相對(duì)地面靜止，此時(shí)風(fēng)箏線與水平地面的夾角增大，風(fēng)箏與水平面的夾角不變。已知、均為銳角且不計(jì)風(fēng)箏線所受的重力。則前后兩次風(fēng)箏相對(duì)地面靜止時(shí)相比，下列說法正確的是（ ）
A. 風(fēng)箏受到的風(fēng)力不變B. 風(fēng)箏線上的拉力不變
C. 該同學(xué)受到地面的支持力變大D. 風(fēng)箏線上的拉力均小于風(fēng)箏受到的風(fēng)力
6. 航天服是保障航天員生命活動(dòng)和正常工作的個(gè)人密閉裝備，其內(nèi)密封有一定質(zhì)量的氣體（可視為理想氣體）。某次對(duì)航天服進(jìn)行性能測(cè)試過程中，航天服內(nèi)氣體經(jīng)歷了三種狀態(tài)，其圖像如圖所示，A、B、C狀態(tài)的體積比為。關(guān)于航天服內(nèi)的氣體，下列說法正確的是（ ）
A. 過程中，單位時(shí)間內(nèi)、單位面積上氣體分子對(duì)航天服碰撞次數(shù)減少
B. 過程中，每個(gè)氣體分子對(duì)航天服的撞擊力都變大
C. 過程中外界對(duì)氣體做的功大于過程中外界對(duì)氣體做的功
D. 過程中氣體放出的熱量小于過程中氣體放出的熱量
7. 如圖所示，一根長(zhǎng)為、粗細(xì)均勻且橫截面積為的木筷下端繞幾圈鐵絲，豎直浮在較大裝有水的容器中?，F(xiàn)把木筷往上提起一小段距離后放手，木筷就在水中上下做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。已知鐵絲與木筷總質(zhì)量為，木筷與鐵絲整體的等效密度為，水的密度為。簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期公式，其中是回復(fù)力與位移的比例系數(shù)，為系統(tǒng)的質(zhì)量。當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。忽略鐵絲的體積，則該系統(tǒng)振動(dòng)的周期為（ ）
A. B.
C. D.
二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18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。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。
8. 高鐵常用磁剎車系統(tǒng)，某同學(xué)為研究其工作原理讓銅盤處于磁場(chǎng)方向均垂直于其平面的磁場(chǎng)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如圖甲：圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域與銅盤是同心圓且面積小于銅盤面積；如圖乙，磁場(chǎng)區(qū)域與甲相同，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度從左到右減??；如圖丙，勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域與甲相同，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻減??；如圖丁，圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域處于銅盤的一側(cè)?，F(xiàn)給銅盤一初始角速度，整個(gè)過程忽略空氣阻力和摩擦阻力的影響，忽略銅盤厚度，則銅盤能停下來的是（ ）
A. 圖甲B. 圖乙C. 圖丙D. 圖丁
9. 洛希極限是指在雙星系統(tǒng)中，兩個(gè)天體之間的最近距離。如果兩個(gè)天體之間的距離小于洛希極限，則質(zhì)量較小的天體就會(huì)在質(zhì)量較大的天體引力下被撕碎、洛希極限的計(jì)算公式為：，其中，r為洛希極限，M、m分別為質(zhì)量較大和較小的天體質(zhì)量，R為質(zhì)量較大的天體半徑。如圖甲所示，某脈沖雙星系統(tǒng)由兩顆相距較近的天體組成，并遠(yuǎn)離其他天體，它們?cè)诒舜碎g的萬有引力作用下，繞連線上的一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。簡(jiǎn)化為如圖乙所示，測(cè)得A、B兩恒星間的距離為L(zhǎng)，A、B兩恒星的半徑分別為、，恒星A做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度是恒星B的8倍，下列說法正確的是（ ）
A. 該雙星系統(tǒng)的洛希極限為
B. 該雙星系統(tǒng)的洛希極限為
C. 雙星的質(zhì)量一定，雙星之間的距離越大，其轉(zhuǎn)動(dòng)周期越大
D. 雙星間距離一定，雙星的總質(zhì)量越大，其轉(zhuǎn)動(dòng)周期越大
10. 某貨物輸送裝置可簡(jiǎn)化為如圖所示，將一個(gè)質(zhì)量為M的載物平臺(tái)架在兩根完全相同、軸線在同一水平面內(nèi)足夠長(zhǎng)的平行圓柱上。已知平臺(tái)與兩圓柱間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，平臺(tái)的重心與兩圓柱等距，兩圓柱以角速度繞軸線做相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)，重力加速度大小為g?，F(xiàn)給平臺(tái)施加一過平臺(tái)重心且沿平行于軸線方向的恒力F，使載物平臺(tái)從靜止開始運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是（ ）
A. 只有當(dāng)時(shí)，平臺(tái)才能開始運(yùn)動(dòng)
B. 平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的最大加速度大小
C. 只要平臺(tái)運(yùn)動(dòng)距離足夠遠(yuǎn)，平臺(tái)最終一定會(huì)做勻速直線運(yùn)動(dòng)
D. 越大，平臺(tái)從靜止開始運(yùn)動(dòng)相同距離用時(shí)越短
三、非選擇題：本題共5小題，共54分。解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要答題步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。
11. 某同學(xué)為“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”，他在實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備了可拆變壓器（如圖甲所示）、低壓交流電源、多用電表、開關(guān)和導(dǎo)線若干。
（1）為實(shí)現(xiàn)探究目的，保持原線圈輸入的電壓一定，通過改變?cè)?、副線圈匝數(shù)，測(cè)量副線圈上的電壓。這個(gè)探究過程采用的科學(xué)探究方法是___________（選填選項(xiàng)前的字母）。
A. 控制變量法B. 等效替代法
C. 整體隔離法D. 理想實(shí)驗(yàn)法
（2）該同學(xué)認(rèn)真檢查電路無誤后，其中一次測(cè)量電壓時(shí)選擇2.5V擋位，多用電表讀數(shù)如圖乙所示，此時(shí)電表讀數(shù)為___________V。
（3）某次實(shí)驗(yàn)中線圈接“0”“4”，線圈接“2”“14”，測(cè)得線圈兩端的電壓，線圈兩端的電壓，分析可知___________（選填“”或“”）是原線圈。
（4）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)原、副線圈電壓比與匝數(shù)比不相等，可能的原因是___________。
12. 某同學(xué)用平拋和碰撞實(shí)驗(yàn)器可以完成“研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”和“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示：
在“研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，將白紙和復(fù)寫紙對(duì)齊重疊并固定在豎直的硬板上。鋼球沿斜槽軌道滑下后從斜槽末端飛出，落在水平擋板上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時(shí)，鋼球側(cè)面會(huì)在白紙上擠壓出一個(gè)痕跡點(diǎn)。移動(dòng)擋板，重新釋放鋼球，如此重復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點(diǎn)。
在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，固定擋板位置，實(shí)驗(yàn)時(shí)先讓鋼球從斜槽上某一固定位置由靜止開始滾下，落到擋板處，在下面的白紙上留下痕跡。重復(fù)上述操作5次，得到5個(gè)落點(diǎn)痕跡，找到平均落點(diǎn)。把半徑與鋼球相同的玻璃靶球放在收放自如的支球柱上，讓鋼球仍從固定位置由靜止開始滾下，兩球正碰后，分別在白紙上留下各自的落點(diǎn)痕跡，重復(fù)操作5次，找到各自的平均落點(diǎn)。
（1）下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作的說法正確的是___________（填選項(xiàng)前的字母）。
A. 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中均需測(cè)量鋼球直徑
B. 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中均需用天平測(cè)出鋼球的質(zhì)量
C. 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中均需保證斜槽軌道末端切線水平
D. 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中均需盡量減小鋼球與斜槽之間的摩擦力
（2）“研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，得到如圖乙所示的軌跡，在軌跡上取A、B、C三點(diǎn)，和的水平間距均為，測(cè)得和的豎直間距分別是和，則___________（選填“大于”“等于”或者“小于”）。鋼球平拋的初速度大小為___________（已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，結(jié)果用題中字母表示）。
（3）在“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”實(shí)驗(yàn)中，用天平分別測(cè)出鋼球和靶球質(zhì)量為和，將重錘線放于槽口，通過重錘在擋板上的投影確定O點(diǎn)，如圖丙所示，用刻度尺測(cè)出入射球兩次平均落點(diǎn)P、M與點(diǎn)O的距離分別為和，靶球平均落點(diǎn)與點(diǎn)的距離為，用螺旋測(cè)微器測(cè)得小球直徑為，在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，若、和、、滿足關(guān)系___________（用題中字母表示），就驗(yàn)證了兩球碰撞前后總動(dòng)量守恒。
13. 如圖所示，在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)各固定一個(gè)點(diǎn)電荷，電荷量分別為、、、，直角坐標(biāo)系的軸、軸為正方形的對(duì)稱軸。將一帶電量為的試探電荷在原點(diǎn)處由靜止釋放，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)（圖中未畫出）時(shí)達(dá)到最大速度，設(shè)無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，試探電荷重力忽略不計(jì)，求：
（1）點(diǎn)電勢(shì)；
（2）若將該正試探電荷從軸負(fù)半軸上無限遠(yuǎn)處點(diǎn)處以初速度沿軸正方向射入后，它在以后運(yùn)動(dòng)過程中的最小速度。
14. 如圖所示，半徑四分之一光滑圓弧固定在水平地面上，底部與水平地面相切，地面粗糙程度相同。將一質(zhì)量為0.02kg物塊A從圓弧左側(cè)與圓心等高處由靜止釋放，在水平地面上滑行5m時(shí)停下。現(xiàn)在距圓弧最低點(diǎn)1m處的P點(diǎn)放置與A相同材質(zhì)的物塊B，再次讓物塊A從圓弧左側(cè)與圓心等高處由靜止釋放，物塊A與物塊B僅發(fā)生一次正碰，碰后A、B最終分別在距P點(diǎn)右側(cè)0.25m和1.0m處靜止。物塊A、物塊B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，重力加速度取，不計(jì)空氣阻力。求：
（1）碰撞前瞬間物塊A的速度大?。?br>（2）物塊B的質(zhì)量。
15. 利用電磁場(chǎng)研究帶電的微觀粒子是物理學(xué)家常用的方法。真空中一實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示（磁場(chǎng)未畫出），其截面圖如圖乙所示，區(qū)域Ⅰ為足夠大的水平平行金屬板區(qū)域，極板間距為，極板間電壓恒定，同時(shí)板間有垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為，區(qū)域Ⅱ內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度（大小未知，）。極板和屏在磁場(chǎng)方向上均足夠長(zhǎng)。當(dāng)頻率為的入射光照射到豎直放置的金屬板表面時(shí)，金屬板表面逸出大量速率不同、沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的光電子，光電子先進(jìn)入起速度選擇作用的區(qū)域Ⅰ，出區(qū)域Ⅰ的光電子可認(rèn)為均水平射出，之后進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅱ全部打在水平光屏上，光屏亮光區(qū)域在截面圖上的長(zhǎng)度為。已知逸出的光電子最大速率為，，元電荷為，光電子質(zhì)量為，普朗克常量為，忽略相對(duì)論效應(yīng)，不計(jì)光電子重力和光電子之間相互作用。求：
（1）該金屬逸出功和出區(qū)域Ⅰ的光電子的最小速度；
（2）區(qū)域Ⅱ中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；
（3）區(qū)域Ⅱ中，在如圖乙截面內(nèi)磁場(chǎng)的最小面積；
（4）區(qū)域Ⅱ中，光電子運(yùn)動(dòng)位移的最大值。

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