物理試題
（滿分：100分；考試時間：75分鐘）
注意事項：1.答題前，考生務必用黑色字跡的鋼筆或簽字筆將自己的姓名和考生號、考場號、座位號填寫在答題卡上。并用2B鉛筆將對應的信息點涂黑，不按要求填涂的，答卷無效。
2.選擇題每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目選項的答案信息點涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案，答案不能答在試卷上。
3.非選擇題必須用黑色字跡鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內相應位置上；如需改動，先劃掉原來的答案，然后再寫上新的答案，不準使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答的答案無效。
4.考生必須保持答題卡的整潔，考試結束后，只需將答題卡交回。
一、單項選擇題（本題共7小題，每小題4分，共28分在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的）
1．下列關于熱學和原子物理的四幅插圖的說法正確的是（ ）
A．甲圖為方解石的雙折射現象，光學性質表現為各向異性，說明方解石是非晶體
B．乙圖中制作防水衣時用右管材料的防水效果更好
C．丙圖為α粒子的散射實驗現象，其中J運動軌跡所占的比例是最多的
D．丁圖的絕熱容器中；抽掉隔板，容器內氣體溫度降低
2．瓦房為中國常見的一種傳統建筑。如圖為一瓦房屋頂結構的簡化圖，橫截面為圓弧的瓦片靜置在兩根相互平行的椽子正中間，已知椽子間距離為d，與水平面夾角均為θ，瓦片質量為m，忽略瓦片厚度，重力加速度為g。則（ ）
A．椽子對瓦片彈力的合力方向豎直向上
B．椽子對瓦片作用力的合力大小為
C．僅減小椽子的傾角θ，椽子對瓦片彈力的合力變小
D．僅減小椽子間的距離d，椽子對瓦片彈力的合力不變
3．5月26日，2024自行車公開賽暨粵港澳大灣區(qū)青年自行車聯賽在橫琴粵奧深度合作區(qū)舉行。此項聯賽是廣東省體育局聯合各地市共同打造的重點賽事，也是粵港澳地區(qū)十大體育精品賽事之一，吸引了競賽組1000名選手和業(yè)余組3500余名選手參加。比賽中，若甲、乙兩選手的v-t圖像如圖，在t=0時刻兩車在賽道上初次相遇，則（ ）
A．0-內，乙的加速度越來越大B．時刻，甲乙再次相遇
C．0-內，甲乙之間的距離先增大后減小D．-內，甲乙之間的距離先減小后增大
4．華為mate60實現了手機衛(wèi)星通信，只要有衛(wèi)星信號覆蓋的地方，就可以實現通話。如圖所示，三顆赤道上空的通信衛(wèi)星就能實現環(huán)赤道全球通信，已知三顆衛(wèi)星離地高度均為h，地球的半徑為R，地球表面重力加速度為g，引力常量為G。下列說法正確的是（ ）
A．三顆衛(wèi)星的運行速度大于7.9km/s
B．三顆通信衛(wèi)星受到地球的萬有引力的大小一定相等
C．其中一顆質量為m的通信衛(wèi)星的動能為
D．能實現赤道全球通信時，衛(wèi)星離地高度至少為2R
5．扇車在我國西漢時期就已廣泛被用來清選谷物。谷物從扇車上端的進谷口進入分離倉，分離倉右端有一鼓風機提供穩(wěn)定氣流，從而將谷物中的秕粒a（秕粒為不飽滿的谷粒，質量較輕）和飽粒b分開。若所有谷粒進入分離倉時，在水平方向獲得的動量相同。之后所有谷粒受到氣流的水平作用力可視為相同。下圖中虛線分別表示a、b谷粒的軌跡，、為相應谷粒所受的合外力。下列四幅圖中可能正確的是（ ）
A．B．
C．D．
6．新能源汽車無線充電技術的優(yōu)點包括安全可靠、充電場地的空間利用率高、智能化程度高、維護和管理方便等。圖甲為某國產品牌汽車無線充電裝置，供電線圈固定在地面，受電線圈固定在汽車底盤上，當兩個線圈靠近時可實現無線充電，其工作原理如圖乙所示。某課外學習小組查閱資料得知，當輸入端ab接上380V正弦交流電后，電池系統cd端的電壓為600V，電池系統的電流為20A。若不計線圈及導線電阻，下列說法正確的是（ ）
A．為保護受電線圈不受損壞，可以在車底板加裝金屬護板
B．若輸入端ab接上380V恒壓直流電，也能正常充電
C．供電線圈和受電線圈匝數比可能為1：2
D．ab端的輸入功率等于12kW
7．現代科學研究中常用到高速電子，電子感應加速器就是利用感應電場使電子加速的設備，它的基本原理如圖所示，上、下為電磁鐵的兩個磁極，磁極之間有一個環(huán)形真空室。電磁鐵線圈通有如圖所示方向的電流，電子在真空室中做加速圓周運動。下列說法正確的是（ ）
A．電子加速時受到的向心力大小可能不變B．電磁鐵線圈通過的電流一定增大
C．從上向下看，電子做順時針方向的圓周運動D．電子軌道所在平面磁場的磁感應強度不變
二、多項選擇題（本題共3小題，每小題6分，共18分在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）
8．如圖甲所示，北宋曾公亮在《武經總要》中記載了一種古代運輸裝備，名為“絞車”，因其設計精妙，使用時靈活方便，這種絞車又被稱為“中國式絞車”，“合大木為床，前建二叉手柱，上為絞車，下施四輪，皆極壯大，力可挽二千斤。”其原理如圖乙所示，將一根圓軸削成同心而半徑不同的兩部分，其中a、b兩點分別是大小轆轤邊緣上的兩點，其上繞以繩索，繩下加一動滑輪，滑輪下掛上重物，人轉動把手帶動其軸旋轉便可輕松將重物吊起，則在起吊過程中，下列說法正確的是（ ）
A．a點的角速度等于b點的角速度B．a點的向心加速度小于b點的向心加速度
C．人對把手做的功等于重物機械能的增加量D．滑輪對重物做的功等于重物機械能的增加量
9．太極圖的含義豐富而復雜，它體現了中國古代哲學的智慧。如圖所示，O為大圓的圓心，O1為上側陽半圓的圓心，O2為下側陰半圓的圓心，O、O1，O2在同一直線上，AB為大圓的直徑且與O1O2連線垂直，C、D為關于О點對稱的兩點，在，兩點分別固定電荷量大小相等的異種點電荷，整個空間只有，處點電荷產生的電場。下列說法正確的是（ ）
A．C、D兩點電場強度相同
B．把電子由A沿直線移到B的過程中，電子的電勢能先增加后減小
C．把質子由A沿直線移到B的過程中，質子所受電場力先增加后減小
D．將一電子（不計重力）從A點由靜止釋放，電子可以沿直線在AB間做往返運動
10．2023年9月21日，“天宮課堂”第四課在中國空間站開講，航天員“太空教師”景海鵬、朱楊柱、桂海潮為廣大青少年帶來一場精彩的太空科普課。如圖甲所示，航天員天宮課堂上演示了微重力環(huán)境下的神奇現象．液體呈球狀，往其中央注入空氣，可以在液體球內部形成一個同心球形氣泡，如圖乙所示．假設此液體球其內外半徑之比為1：3，當由a、b、c三種顏色的光組成的細光束在過球心的平面內，從A點以i＝37°的入射角射入球中，其中b光的折射光線剛好與液體球內壁相切，已知真空中光速為，則下列說法正確的是（ ）
A．該液體材料對a光的折射率小于對c光的折射率
B．若繼續(xù)增大入射角i，b光肯定能從液體球中射出
C．該液體材料對a光的折射率可能為
D．c光在液體球中的傳播速度可能為
三、非選擇題（本題共5小題，共54分?？忌鶕笞鞔穑?br>11．某實驗小組利用如圖所示的裝置驗證機械能守恒定律。輕繩兩端分別系著質量為m的物塊A（含擋光片）和質量為M的物塊B，將擋光片的中心位置固定在物塊A的中間位置。實驗時，由靜止釋放物塊B，B向下運動。為了減小實驗誤差進行多次實驗，改變物塊A的初始位置，使物塊B從不同的高度由靜止釋放，記錄每次釋放前擋光片的中心位置到光電門的高度差h以及擋光片穿過光電門的時間。
(1)用游標卡尺測量擋光片寬度d，如圖所示，擋光片寬度d為 cm；
(2)通過描點作圖，為了得到一條過原點的直線，則該直線為 圖像（選填“”、“”、“”），則該直線的斜率k＝ （用字母m、g、M、d表示）；
(3)請你選出可減小本實驗誤差的方案______。（多選）
A．選用質量大體積小的物塊
B．選用質量小體積大的物塊
C．選用質量小的滑輪
D．選用質量大的滑輪
12．如圖所示，某同學要測量一節(jié)干電池的電動勢和內阻﹐現有一個未知內阻的電流表A，他先用圖甲所示的電路測量電流表A的內阻。
(1)已知圖甲中電阻R1 = 28.8Ω，R2 = 7.2Ω，當調節(jié)電阻箱的阻值為圖乙所示時，靈敏電流表的示數恰好為0，則電流表A的內阻為RA = Ω。
(2)該同學將電流表A接入圖丙所示的電路測量電源的電動勢和內阻。閉合開關S，調節(jié)電阻箱的阻值，記錄電阻箱的阻值R及對應的電流表的示數I，作出圖線如圖丁所示。已知定值電阻R0 = 1.0Ω，則電源的電動勢E = V，內阻r = Ω。
(3)根據圖丙設計的實驗，該同學測得的電動勢 （填“大于”“等于”或“小于”）真實值，測得的內阻值 （填“大于”“等于”或“小于”）真實值。
13．慶?；顒铀褂玫臍馇?00%可降解，不存在污染環(huán)境的問題。此外，所有氣球內充的都是氦氣，和遇明火易爆炸的氫氣相比，更加安全。某市民跨年夜放飛氣球迎接新年，每個氣球需要充入氦氣10L，充氣后壓強為，地面附近空氣溫度為、壓強為，用一個容積為50L、壓強為的氦氣罐給氣球充氣，可認為充氣前后氣球和氦氣罐溫度都與環(huán)境溫度相同。氣球釋放后飄向高空，當氣球體積膨脹到15L時就會爆裂落回地面。已知高度每升高1000m，大氣溫度下降，高度每升高10m，大氣壓減小110Pa，不計充氣過程的漏氣和氣球內原有氣體，求：
（1）用一個氦氣罐可以充出符合要求氣球的個數n；
（2）當氣球發(fā)生爆裂時，氣球離地面的高度h。

14．如圖所示，三維坐標系Oxyz內存在著正四棱柱空間區(qū)域，正四棱柱的截面OPMN水平且與ACDF-IJGH的兩個底面平行，其中A點的坐標為（0，，0），C點的坐標為（0，，L），正四棱柱ACDF-OPMN空間處于沿y軸負方向的勻強電場中，OPMN-IJGH空間處于沿y軸負方向的勻強磁場中，質量為m、電荷量為+q的粒子以速度從A點沿AD方向射出，經電場偏轉后恰好從截面OPMN的中心進入磁場區(qū)域，不計粒子的重力。
(1)求勻強電場的電場強度大??；
(2)若粒子恰好未從四棱柱的側面飛出，求勻強磁場的磁感應強度B的大小。
15．如圖甲所示為固定安裝在機車頭部的碰撞吸能裝置，由一級吸能元件鉤緩裝置和二級吸能元件防爬裝置（可壓縮）構成。某次碰撞實驗中，一輛總質量為45t的機車以6m/s的初速度與固定的剛性墻發(fā)生正碰。開始僅觸發(fā)一級吸能元件鉤緩裝置（由緩沖器與吸能管組成），其彈力隨作用行程（壓縮量）的變化關系如圖乙所示，緩沖階段，緩沖器彈力與壓縮量成正比，屬于彈性變形。作用行程為55mm時，達到最大緩沖極限，緩沖器被鎖定，鉤緩裝置中吸能管開始平穩(wěn)變形，產生的彈力恒為，其作用行程為110mm。吸能管行程結束后，鉤緩裝置迅速剛化，此時啟動二級吸能元件，防爬裝置被壓縮產生恒定緩沖作用力，此過程行程為225mm 時，機車剛好停止，車體完好無損。（設每次碰撞過程中，該吸能裝置的性能保持不變，忽略其它阻力影響。）求：
（1）一級吸能元件鉤緩裝置通過緩沖與吸能管變形過程總共吸收的能量；
（2）二級吸能元件工作時的緩沖作用力及作用時間；
（3）為了測試該吸能裝置的一級吸能元件性能，將該套吸能裝置安裝在貨車甲前端，貨車甲總質量為66t，與靜止在水平面上無制動的質量為13.2t的貨車乙發(fā)生正碰（不考慮貨車的形變），在一級吸能元件最大吸能總量的60%以內進行碰撞測試（碰撞時若鉤緩裝置的吸能管未啟動時，緩沖器能像彈簧一樣工作）。 求貨車乙被碰后的速率范圍。
1．
【解析】略
2．D
【詳解】A．對瓦片進行受力分析，瓦片所受支持力垂直于瓦片的切面指向瓦片，兩力的合力方向垂直于椽子斜向上，故A錯誤；
B．瓦片處于靜止狀態(tài)，則椽子對瓦片的作用力的合力與重力等大反向，大小為mg，方向豎直向上，故B錯誤；
CD．以瓦片為對象，垂直于斜面的截面圖及受力分析如圖所示
根據受力平衡可得
可知僅減小椽子的傾角，椽子對瓦片彈力的合力變大；僅減小椽子間的距離d，由于不變，椽子對瓦片彈力的合力不變，故C錯誤，D正確。
故選D。
3．
【解析】略
4．C
【詳解】A．7.9km/s是最大的衛(wèi)星環(huán)繞速度，所以三顆衛(wèi)星的運行速度小于7.9km/s。故A錯誤；
B．根據萬有引力的公式
可知，由于不知道三顆衛(wèi)星的質量大小，因此不能確定三顆衛(wèi)星所受地球萬有引力大小的關系。故B錯誤；
C．根據萬有引力充當向心力有
可得衛(wèi)星的線速度
則該衛(wèi)星的動能
又
聯立，解得
故C正確；
D．若恰能實現赤道全球通信時，此時這三顆衛(wèi)星兩兩之間與地心連線的夾角為120°，每顆衛(wèi)星與地心的連線和衛(wèi)星與地表的切線以及地球與切點的連線恰好構成直角三角形，如圖
根據幾何關系可知，此種情況下衛(wèi)星到地心的距離為
則衛(wèi)星離地高度至少為
故D錯誤。
故選C。
5．B
【詳解】從力的角度看，水平方向的力相等，飽粒b的重力大于秕粒a的重力，如圖所示
從運動上看，在水平方向獲得的動量相同，飽粒b的水平速度小于秕粒a的水平速度，而從豎直方向上高度相同
運動時間相等
所以
綜合可知B正確。
故選B。
6．
【解析】略
7．B
【詳解】A．電子加速時，電子速度增大，軌道半徑不變，由
電子加速時受到的向心力變大，A錯誤；
BD．根據洛倫茲力提供向心力有
可得
電子加速，可知軌道處磁感應強度B增大，則電磁鐵線圈通過的電流增大，B正確，D錯誤；
C．磁場方向向上，電流變大，則磁感應強度變大，產生的感生電場為順時針方向，電子受到的電場力為逆時針方向，電子做逆時針圓周運動，C錯誤。
故選B。
8．AD
【詳解】AB．a的半徑大于b的半徑，由于兩點是同軸轉動，角速度相同，根據可知a的向心加速度大于b點的向心加速度，故A正確，B錯誤；
C．由能量守恒可知，人對把手做功除了轉化為重物的機械能外，還有輪軸的動能及摩擦生熱等，因此人對把手做的功大于重物機械能的增加量，故C錯誤；
D．由功能關系可知滑輪對重物做的功等于重物機械能的增加量，故D正確。
故選AD。
9．AC
【詳解】A．在O1，O2兩點分別固定電荷量大小相等的異種點電荷，設O1處為正點電荷，O2處為負點電荷，C點，D點電場強度大小相等、方向相同，故A正確；
B．AB為等量異種電荷連線的中垂線，根據等量異種電荷電勢分布特點可知，中垂線為一等勢線，所以把電子由A沿直線移到B的過程中，電子的電勢能保持不變，故B錯誤；
C．根據等量異種電荷中垂線電場分布特點可知，O點為中垂線上場強最大的點，則把質子由A沿直線移到B的過程中，場強先變大后變小，質子所受電場力先增加后減小，故C正確；
D．由于等量異種電荷中垂線上的場強方向與中垂線垂直，所以將一電子（不計重力）從A點由靜止釋放，在A處受到的電場力與AB直線垂直，電子不可能沿直線在AB間做往返運動，故D錯誤。
故選AC。
10．BC
【詳解】A．根據圖乙可知，該液體球對a光的折射角小于對c光的折射角，而折射率等于入射角的正弦值與折射角正弦值之比，當入射角相同時，折射角越小則折射率越大，可知該液體材料對a光的折射率大于對c光的折射率，故A錯誤；
B．若繼續(xù)增大入射角i，b光的折射角也將增大，光線將遠離同心球形氣泡，光線從液體材料射出時的入射角與射入液體材料時的折射角大小相等，根據光路的可逆性原理可知不會發(fā)生全反射，故b光肯定能從液體球中射出，故B正確；
C．根據幾何關系可知，該液體材料對b光的折射角的正弦值為
則根據折射定律可知，該液體材料對b光的折射率為
由于a光的折射角小于b光的折射角，而在入射角相同的情況下，折射角越小折射率越大，因此a光的折射率一定大于b光的折射率，由于
因此，該液體材料對a光的折射率可能為，故C正確；
D．根據波速與折射率之間的關系有
則b光在液體球中的傳播速度為
由于c光的折射角大于b光的折射角，而在入射角相同的情況下，可知c光的折射率小于b光的折射率，而折射率越小，則光在該液體球中的傳播速度越大，因此，c光在液體球中的傳播速度一定大于，故D錯誤。
故選BC。
11．(1)2.06
(2)
(3)AC
【詳解】（1）該游標卡尺有標尺為10分度值，其精度為0.1mm，讀圖可得擋光片寬度為
（2）[1]根據實驗原理由動能定理有
其中
整理可得
可知，為了得到一條過原點的直線，則該直線為的圖像；
[2]根據表達式可知該圖像的斜率
（3）AB．體積越大，物塊在運動過程受到的空氣阻力越大，選用質量大體積小的物塊可減小阻力從而減小實驗誤差，故A正確，B錯誤；
CD．由于在實驗過程中，滑輪會因與繩子的摩擦而發(fā)生轉動，從而消耗一部分能量，因此為了減小實驗誤差應選擇質量小的滑輪，故C正確，D錯誤。
故選AC。
12．(1)3.1
(2) 1.5 1.9
(3) 等于 等于
【詳解】（1）由圖乙可得，電阻箱的阻值，由圖甲的電橋法可得
代入數據解得
（2）[1][2]根據閉合電路歐姆定律，可得
變式可得
由圖丁可得
，
解得
，
（3）[1][2]根據以上分析，利用圖丙設計的實驗，該同學測得的電動勢和內阻不存在系統誤差，測得的電動勢和內阻均等于真實值。
13．（1）；（2）
【詳解】（1）全部充氣完畢，罐內氣體壓強也變?yōu)?，設充氣后的氣體總體積為V，則根據理想氣體狀態(tài)變化規(guī)律
將
代入可解得
設總共充氣n個符合要求的氣體，則
其中
代入可得
（2）當氣球發(fā)生爆裂時，氣球體積膨脹到15L，設此時氣球離地面高度為h，則爆裂時氣體的壓強和溫度分別是
代入理想氣體狀態(tài)變化方程
解得當氣球發(fā)生爆裂時，氣球離地面的高度
14．(1)
(2)
【解析】略
15．（1）247500J；（2），0.09s；（3）見解析
【詳解】（1）由題可知一級吸能元件吸收能量等于緩沖吸能吸能管吸能總和
由圖可知
可得
（2）設一級吸能元件工作結束時現車的速度為，由能量守恒定律
解得
設二級吸能原件工作時的緩沖作用力大小為，作用時間為t，由動能定理和動量定理有
解得
（3）當甲車速度為時，甲乙兩車碰撞后兩車共速且剛好使一級吸能元件中的緩沖器鎖定，此時兩車速度設為，則有
（一級最大吸能總量60%以內）
可得
由題可知兩車碰撞中當甲車速度時，碰撞過程一級吸能元件中的緩沖器末被鎖定此時發(fā)生彈性碰撞，彈簧恢復形變后，甲車的速度為，乙車獲得速度為，有
可得
即當時，；
由題可知兩車碰撞中當甲車速度時，碰撞過程一級吸能元件中的緩沖器被鎖定后此時啟動了吸能管，發(fā)生的碰撞為完全非彈性碰撞，吸能元件吸收能量最大且原件吸能總量為時，碰后兩車速度相同為，有
可得
當時，緩沖器被鎖定，有
可得
綜上所述：
當時，；
當時，。

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