
1.答題前,考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號碼填寫清楚,將條形碼準(zhǔn)確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。
2.選擇題必須使用2B鉛筆填涂;非選擇題必須使用0.5毫米黑色字跡簽字筆書寫,字體工整、筆跡清晰。
3.請按照題號順序在答題卡各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答,超出答題區(qū)域書寫的答案無效;在草稿紙、試卷上答題無效。
4.作圖可先使用鉛筆畫出,確定后必須用黑色字跡的簽字筆描黑。
5.保持卡面清潔,不要折疊,不要弄破、弄皺,不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。
一、選擇題:本題共8小題,每小題4分,共32分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。
1. 天然放射性元素(釷)經(jīng)過一系列衰變后變成(鉛),下列說法正確的是( )
A. 衰變過程共有6次α衰變和5次β衰變
B. 有6個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子
C. 的比結(jié)合能比的比結(jié)合能大
D. 在高溫高壓下可縮短的半衰期
【答案】C
【解析】
【詳解】A.核衰變中遵循電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒,每次α衰變質(zhì)量數(shù)少4,電荷數(shù)少2,每次β衰變質(zhì)量數(shù)不變,電荷數(shù)加1,則共有6次α衰變和4次β衰變,故A錯誤;
B.一次β衰變有一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€質(zhì)子,共4個,故B錯誤;
C.衰變產(chǎn)物更加穩(wěn)定,比結(jié)合能大,故C正確;
D.半衰期與物理狀態(tài)無關(guān),故D錯誤。
故選C。
2. 下列關(guān)于機(jī)械波的說法正確的是( )
A. 主動降噪技術(shù)利用的是聲波的偏振現(xiàn)象
B. “未見其人先聞其聲”是聲波的衍射現(xiàn)象
C. 縱波只能在液體或氣體中傳播,而橫波在固體、液體、氣體中都能傳播
D. “隨波逐流”說明介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)可以隨著機(jī)械波的傳播而運(yùn)動到很遠(yuǎn)的地方
【答案】B
【解析】
【詳解】A.主動降噪技術(shù)利用的是聲波的干涉現(xiàn)象,故A錯誤;
B.聲波能繞過障礙物繼續(xù)傳播,是聲波的衍射現(xiàn)象,故B正確;
C.縱波在固體、液體、氣體中都能傳播,橫波只能在固體中傳播,故C錯誤;
D.傳播機(jī)械波的介質(zhì)中的質(zhì)點(diǎn)不會隨波逐流,只能在其平衡位置附近往復(fù)運(yùn)動,故D錯誤。
故選B。
3. 某同學(xué)利用激光筆測破碎玻璃磚的折射率,圖中兩部分完整的平面垂直。當(dāng)細(xì)激光束入射角時(shí),光線恰好不從另一平整面射出。該玻璃磚的折射率n為( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】光線恰好從另一面完全消失,即發(fā)生了全反射現(xiàn)象,如圖所示
設(shè)臨界角為C,折射角為,則有
,
又
,
可得
解得該玻璃磚的折射率為
故選A。
4. 如圖甲所示,矩形線框在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交變電流,通過匝數(shù)比為的理想變壓器對電路進(jìn)行供電。其中為熱敏電阻(阻值隨溫度升高而減小),為定值電阻,電表均為理想交流電表。變壓器原線圈中通過的電流隨時(shí)間變化圖像如圖乙所示。若矩形線框電阻不可忽略,下列說法正確的是( )
A. 時(shí),電壓表示數(shù)為零
B. 線框轉(zhuǎn)速為100r/s
C. 僅溫度升高,電壓表示數(shù)減小
D. 時(shí),電流表示數(shù)為0.5A
【答案】C
【解析】
【詳解】A.電壓表測量的是交流電的有效值,而不是瞬時(shí)值,所以在時(shí),電壓表的示數(shù)不為零,故A項(xiàng)錯誤;
B.有圖像乙可知,線框轉(zhuǎn)動周期為0.02s,由
所以其轉(zhuǎn)速為50r/s,故B項(xiàng)錯誤;
C.溫度升高,則熱敏電阻的阻值將變小,所以電路的總阻值將變小,由與
所以總電流將變大,對于矩形線框有
矩形線框兩端的電壓將減小,即電壓表的示數(shù)變小,故C項(xiàng)正確;
D.電流表測量為交流電的有效值,原線圈的電流示數(shù)為
由于理想變壓器,所以
解得
在時(shí),電流表的示數(shù)為,故D項(xiàng)錯誤。
故選C。
5. 如圖所示,半徑為R的圓OAP區(qū)域中存在垂直于圓平面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,圓心O點(diǎn)有一粒子源,先后從O點(diǎn)以相同速率向圓區(qū)域內(nèi)發(fā)射兩個完全相同的正電粒子a、b(質(zhì)量為m,電量為q),其速度方向均垂直于磁場方向,與OP的夾角分別為90°、60°,不計(jì)粒子的重力及粒子間相互作用力,則兩個粒子a、b在磁場中運(yùn)動時(shí)間之比為( )
A. 1:1B. 2:1C. 1:2D. 4:1
【答案】A
【解析】
【詳解】兩個粒子在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑均為R,恰好與磁場區(qū)域半徑相等,對粒子
在磁場中恰好以P點(diǎn)為圓心做圓周運(yùn)動,從AP邊上M點(diǎn)出磁場,;對b粒子
在磁場中做圓周運(yùn)動恰好從AP邊上D點(diǎn)出,由幾何關(guān)系得
故
故A正確,BCD錯誤。
故選A。
6. 2024年3月25日0時(shí)46分,我國成功利用長征運(yùn)載火箭將“鵲橋二號”中繼星送入環(huán)月軌道飛行,該中繼星進(jìn)入周期為T的環(huán)月大橢圓使命軌道,按計(jì)劃開展與“嫦娥四號”和“嫦娥六號”的通信測試。如圖是中繼星環(huán)繞月球的示意圖,其中P點(diǎn)為近月點(diǎn),與月球表面距離為,Q點(diǎn)為遠(yuǎn)月點(diǎn),與月球表面距離為,M、N為橢圓的短軸點(diǎn),月球半徑為R,萬有引力常量為G,則下列說法正確的是( )
A. 該中繼星在P點(diǎn)時(shí)機(jī)械能最大
B. 該中繼星沿MPN運(yùn)動時(shí)間等于沿NQM運(yùn)動時(shí)間
C. 月球表面重力加速度
D. 月球質(zhì)量
【答案】D
【解析】
【詳解】A.由于中繼星在該軌道上無動力飛行,僅受萬有引力,故其機(jī)械能守恒,A錯誤;
B.由于中繼星在近月點(diǎn)P附近速率較大,MPN與NQM路程相同,故MPN階段時(shí)間較少,B錯誤;
CD.由開普勒第三定律與天體圓周運(yùn)動的規(guī)律可得
解得
C錯誤,D正確。
故選D。
7. 餐桌在中國飲食文化中具有非常重要的意義,它是家庭團(tuán)聚、社會交往和文化傳承的重要平臺。如圖所示為一圓形餐桌,由圓形水平桌面和圓形水平轉(zhuǎn)盤疊合組成,圓心均位于轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)盤邊緣放有一質(zhì)量為m的小碟子隨著轉(zhuǎn)盤角速度由零緩慢增加到某一值(未知)時(shí),碟子從轉(zhuǎn)盤邊緣滑離,恰好滑到桌子邊緣停下來。已知轉(zhuǎn)盤半徑為R,碟子與轉(zhuǎn)盤間的動摩擦因數(shù)為,碟子與桌面的動摩擦因數(shù)為,重力加速度為g,忽略碟子大小的影響以及轉(zhuǎn)盤與桌面的落差和縫隙影響,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,下列說法正確的是( )
A. 的值為
B. 轉(zhuǎn)盤對碟子做功為
C. 桌面半徑是轉(zhuǎn)盤半徑的倍
D. 碟子在桌面上運(yùn)動過程中受桌面摩擦力的沖量大小為
【答案】D
【解析】
【詳解】A.碟子恰好滑動時(shí)
解得
故A錯誤;
B.轉(zhuǎn)盤對碟子做功
故B錯誤;
C.如圖,碟子沿切線飛出,之后在桌面上做勻減速直線運(yùn)動
解得
故C錯誤;
D.碟子在桌面運(yùn)動過程中受摩擦力沖量大小
故D正確。
故選D。
8. “復(fù)興號”動車是我國自主研發(fā),具有完全知識產(chǎn)權(quán)的新一代高速列車。某“復(fù)興號”動車組由8節(jié)車廂編組而成,其中第1、3、5、7節(jié)為動力車廂,其余為無動力車廂。已知每節(jié)動力車廂有2400kW的大型電動機(jī)提供動力,每節(jié)車廂除了行駛中受恒定的摩擦阻力外,還會受到風(fēng)阻作用,第1節(jié)列車所受風(fēng)阻,其余每節(jié)車廂所受的風(fēng)阻,表達(dá)式中v表示動車行駛速度,k為比例系數(shù),為84N·s/m。下列說法正確的是( )
A. 該型號動車組最大行駛速率為120m/s
B. 若關(guān)閉兩個電動機(jī),動車組最大速度為原來一半
C. 以最大速率勻速行駛時(shí),第1節(jié)車廂所受總阻力為25200N
D. 以最大速率勻速行駛時(shí),第3節(jié)車廂對第2節(jié)車廂作用力為12600N
【答案】D
【解析】
【詳解】A.根據(jù)題意動車組總功率
勻速行駛時(shí)受阻力之和
又
解得
故A錯誤;
B.由
解得
故B錯誤(亦可定性分析);
C.第1節(jié)車廂受總阻力
故C錯誤;
D.對前兩節(jié)車廂為整體分析:電動機(jī)牽引力
車廂所受阻力為
所以第三節(jié)車廂還需提供推力
故D正確。
故選D。
二、選擇題:本題共2小題,每小題5分,共10分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有選錯或不答的得0分。
9. 靜電場的電場強(qiáng)度方向與x軸平行,x軸上各點(diǎn)電勢隨坐標(biāo)x分布情況如圖所示?,F(xiàn)從處由靜止釋放一電子(重力不計(jì)),電子在間運(yùn)動時(shí)的速度、電勢能、動能及電場力的功率P隨坐標(biāo)x變化的圖像正確的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【詳解】A.電子在間做勻加速直線運(yùn)動,在間做勻減速直線運(yùn)動,在間做勻加速直線運(yùn)動,全程加速度大小均相等,但電子速度隨位移并非線性變化,A錯誤;
B.根據(jù),B正確;
C.由動能定理,,故C正確;
D.電子在越過前后電場力方向突變,其功率大小不變,由
可知其功率正負(fù)值突變,D錯誤
故選BC。
10. 如圖,半徑為R的光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),MN為圓的水平直徑,PQ為豎直直徑。質(zhì)量均為m的兩相同小球a,b穿在圓環(huán)上,分別與輕質(zhì)彈簧,連接,彈簧的另一端均固定在圓環(huán)的Q點(diǎn)上,彈簧原長均為R?,F(xiàn)對a,b兩球分別施加豎直向上的拉力,,兩球靜止時(shí),a球恰好位于M點(diǎn),b球位于C點(diǎn),OC與OM夾角為30°,此時(shí),重力加速度為g,下列說法正確的是( )
A. 連接a球的彈簧勁度系數(shù)為
B. 連接b球的彈簧勁度系數(shù)為
C. b球受到圓環(huán)的作用力大于a球受到圓環(huán)的作用力
D. 保持b球靜止,改變方向,其最小值為
【答案】BD
【解析】
【詳解】A.對a球,受力分析如圖所示
由平衡條件可知
解得
由胡克定律可得
A錯誤;
BC.a(chǎn)球受到圓環(huán)作用力為
對b球,受力情況如圖所示
由平衡條件可知
解得
則
由胡克定律可得
B正確;C錯誤;
D.由力學(xué)平衡特點(diǎn)可知
當(dāng)沿圓環(huán)切線時(shí),的值最小
解得
D正確。
故選BD。
三、非選擇題:共5小題,共58分。
11. 學(xué)校物理小組的同學(xué)們利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究一定質(zhì)量的氣體等壓變化規(guī)律。注射器豎直固定在鐵架臺上,其中密封了一定質(zhì)量的氣體,柱塞上固定一重物,被密封的空氣柱浸沒在燒杯的液體中,液體中放置有溫度計(jì)(圖中未標(biāo)出)。忽略柱塞與注射器之間的摩擦,通過改變燒杯內(nèi)液體溫度讀取多組溫度、體積數(shù)值,并作體積-溫度圖像。
(1)下列說法正確的是___________(填選項(xiàng)字母)。
A. 溫度計(jì)位置應(yīng)盡量遠(yuǎn)離空氣柱
B. 柱塞上應(yīng)涂上潤滑油
C. 每次改變燒杯中液體的溫度時(shí),應(yīng)立即讀出空氣柱的體積
(2)某同學(xué)作出體積-熱力學(xué)溫標(biāo)圖像如圖乙所示,圖像不過原點(diǎn)的原因可能是__________。
(3)保持密封空氣柱質(zhì)量不變,改變重物質(zhì)量,通過兩次實(shí)驗(yàn)作出體積-熱力學(xué)溫標(biāo)圖像得到兩條直線如圖丙所示。若兩條直線斜率分別為、,兩次重物及柱塞的總質(zhì)量分別為、,柱塞橫截面積為S,重力加速度為g,則大氣壓強(qiáng)可表示為___________(使用題中所給字母表示)。
【答案】(1)B (2)未考慮橡膠套內(nèi)注射器細(xì)管的氣體體積
(3)
【解析】
【小問1詳解】
A.溫度計(jì)盡量靠近注射器空氣柱位置,以免溫度計(jì)和空氣柱存在溫差,A項(xiàng)錯誤;
B.柱塞上涂上潤滑油減小摩擦增強(qiáng)密封性,B項(xiàng)正確;
C.應(yīng)該等充分熱交換后溫度計(jì)示數(shù)才能表示空氣柱溫度,C項(xiàng)錯誤。
故選B。
【小問2詳解】
設(shè)橡膠塞內(nèi)氣體體積為,則有
即
所以圖像不過原點(diǎn)的原因是未考慮橡膠塞內(nèi)注射器細(xì)管的氣體體積。
【小問3詳解】
由(2)知
對柱塞及重物受力分析
解得
12. 某小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路同時(shí)測量電壓表內(nèi)阻與定值電阻的阻值?,F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材如下:
A.待測電壓表(量程,未知)
B.待測電阻(約為1000Ω)
C.滑動變阻器()
D.滑動變阻器()
E.電阻箱()
F.電阻箱()
G.電源(電動勢為3V,內(nèi)阻不計(jì));
H.開關(guān),導(dǎo)線若干。
(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路,為盡可能精確測量,滑動變阻器應(yīng)該選用________,電阻箱應(yīng)該選用________。(填器材前字母序號)
(2)該小組選定實(shí)驗(yàn)器材后進(jìn)行了如下操作:
①先將電阻箱R調(diào)至零,先后閉合開關(guān)S2,S1,調(diào)節(jié)至電壓表讀數(shù)恰好如圖乙所示,此時(shí)電壓表示數(shù)為________V;
②斷開開關(guān)S2;
③調(diào)節(jié)電阻箱R,記錄此時(shí)電壓表示數(shù)U與電阻箱示數(shù)R;
④多次改變電阻箱R阻值,重復(fù)步驟③;
⑤根據(jù)圖像法科學(xué)分析、計(jì)算結(jié)果。
(3)該小組同學(xué)根據(jù)所測數(shù)據(jù)作出圖像如圖丙所示,根據(jù)該圖像可計(jì)算出電壓表內(nèi)阻__________kΩ,待測電阻__________kΩ。
【答案】(1) ①. C ②. F
(2)2.40 (3) ①. 3.0 ②. 1.0
【解析】
【小問1詳解】
[1]由題圖可知,電路的控制電路采用的是分壓式接法,為保證誤差盡可能的小,選用總阻值小的滑動變阻器。
故選C。
[2]電阻箱要能夠調(diào)節(jié)電路中的電流,而待測電阻的阻值約為1000Ω,所以其電阻箱的阻值應(yīng)該大一些,即應(yīng)該為。
故選F。
【小問2詳解】
量程為3V的電壓表最小分?jǐn)?shù)值為0.1V,所以其讀數(shù)為。
【小問3詳解】
[1][2]由歐姆定律,電壓表示數(shù)U與電阻箱阻值R關(guān)系,有
整理有
結(jié)合題圖可知,對于圖像,有
,
解得
,
13. 電磁炮是利用安培力驅(qū)動炮彈的一種技術(shù)應(yīng)用裝置,其原理圖如圖所示,儲能器開關(guān)先接獲得能量后再接b,可對加速裝置供電。通電時(shí),電流在平行導(dǎo)軌間產(chǎn)生垂直于導(dǎo)軌平面的磁場,炮彈在安培力作用下加速。已知安培力與通電電流關(guān)系滿足,。某次電磁炮射擊實(shí)驗(yàn)中,儲能器向發(fā)射裝置釋放的電流,提供炮彈加速的導(dǎo)軌長L=2.5m,炮彈質(zhì)量為m=1kg,忽略摩擦力和空氣阻力,在炮彈加速過程中電流始終保持恒定。求:
(1)炮彈出炮口時(shí)的速度大??;
(2)若儲能器所儲能量與儲存電荷量滿足,,此次發(fā)射恰好消耗一半電荷量,求炮彈獲得的動能與儲能器釋放能量百分比(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
【答案】(1);(2)
【解析】
【詳解】(1)由題意可知
由運(yùn)動學(xué)分式及牛頓第二定律得
解得
(2)由(1)知炮彈動能
該過程儲能器釋放電荷量
解得
故儲能器最初所儲能量
發(fā)射炮彈后儲能器所剩儲能
則
14. 如圖所示,一寬為2L、垂直于平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場,虛線MN、PQ為勻強(qiáng)磁場足夠長的水平邊界。一邊長為L、質(zhì)量為m、電阻為R的正方形線框從MN上方2L處以水平初速度平拋,線框恰好從PQ勻速穿出磁場,忽略空氣阻力,線框平面始終在MNQP面內(nèi)且線框上下邊始終平行于,重力加速度為g,求:
(1)線框穿出磁場過程中,回路中的電流大小;
(2)線框穿過磁場過程中所用時(shí)間。
【答案】(1);(2)
【解析】
【詳解】(1)線框恰好勻速穿出,則由平衡條件可知
解得
(2)線框恰好進(jìn)入磁場MN時(shí),豎直速度記為,由自由落體運(yùn)動規(guī)律可得
解得
安培力的沖量大小為
線框完全進(jìn)入磁場,流過線框的電荷量為
線框勻速穿出磁場,豎直速度記為,有
,
解得
線框從進(jìn)入磁場到穿過磁場用時(shí)為,根據(jù)動量定理可得
解得
15. 如圖所示,豎直平面內(nèi)半徑為R=4.9m的光滑圓弧軌道AB的圓心為O,圓心角,最低點(diǎn)B與長L=4m的水平傳送帶平滑連接,傳送帶以v=4m/s的速率順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動。傳送帶的右端與光滑水平地面平滑連接,水平地面上等間距靜置著2024個質(zhì)量為的小球。一質(zhì)量的物塊M從A點(diǎn)由靜止釋放,物塊M與傳送帶間的動摩擦因數(shù),重力加速度,物塊M與小球、小球與小球之間均發(fā)生彈性正碰,求:
(1)物塊M到B點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大??;
(2)物塊M與小球①第一次碰后瞬間兩者的速度大?。?br>(3)從物塊M開始運(yùn)動,到最終所有物體都達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)物塊與皮帶間因摩擦產(chǎn)生熱量。
【答案】(1)20N;(2)-2m/s,2m/s;(3)36.5J
【解析】
【詳解】(1)物塊M從A到B,由動能定理得
解得
由牛頓第三定律得物塊M在B點(diǎn)時(shí)對軌道壓力,大小為20N。
(2)設(shè)物塊M與小球①碰前速度為,碰后兩者速度分別為,,對物塊M從B到與傳遞帶共速時(shí)
得
故物塊M與傳遞帶共速,到C點(diǎn)時(shí)物塊速度,由動量守恒與能量守恒得
解得
(3)小球①以速度與小球②相碰,碰后兩者速度交換,依此類推最終第2024個小球以向右勻速直線運(yùn)動,物塊M與小球①碰后以沖上傳送帶,在傳送帶上減速位移x1,故物塊M再次回到C點(diǎn)時(shí)速度大小為,之后與小球①再次彈性碰撞
聯(lián)立解得
依此類推,小物塊M每次與小球①碰后速度大小堿為碰前的一半,經(jīng)過n次碰撞后,物塊M的速度為
物塊每次以沖上傳送帶再回到C點(diǎn),與傳送帶相對路程
此過程摩擦生熱
物塊M第一次在傳送帶上運(yùn)動過程中與傳送帶相對路程
全程摩擦生熱
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