物 理
考試時(shí)間: 75 分鐘 試卷滿分 : 100 分
注意事項(xiàng)：
1.答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在試卷和答題卡上，并將準(zhǔn)考證號(hào)條形碼粘貼在答題卡的指定位置。
2.選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無(wú)效。
3.非選擇題的作答：用黑色簽字筆直接答在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無(wú)效。
4.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、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，把所選答案涂在答題卡上。
1.如圖所示是研究光電效應(yīng)的電路圖，滑動(dòng)變阻器的滑片 P 位于圖示位置，用黃光照射陰極 K 時(shí)，電流表示數(shù)不為零，下列說(shuō)法正確的是
A.僅增加黃光的光強(qiáng)，電流表示數(shù)變大
B.若換用光強(qiáng)較弱的紫光照射，可能會(huì)使電流表的示數(shù)變?yōu)榱?br>C.僅將 P 移至 C 端，電流表示數(shù)一定變?yōu)榱?br>D.康普頓根據(jù)愛因斯坦的光電效應(yīng)方程計(jì)算出了普朗克常量
2. 2023 年 12 月 28 日 11 時(shí) 58 分，鄭州機(jī)場(chǎng)至許昌東站輕軌初期運(yùn)營(yíng)，最高試運(yùn)行速度達(dá)120km/h。為了研究該列車在某過(guò)程的直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，工程師李某繪制了該過(guò)程如圖所示的 xt2-1t圖像，但是沒(méi)有告知該過(guò)程是處于加速還是減速狀態(tài)，下列說(shuō)法正確的是
A.該過(guò)程列車處于加速狀態(tài)
B.該過(guò)程列車的初速度為 20m/s
C.該過(guò)程列車的加速度大小為 8m/s2
D. 該車在前 3 秒內(nèi)的位移為 64m
3.某同學(xué)在水平地面上練習(xí)擲鉛球，第一次擲出的初速度與水平方向的夾角為α?，第二次擲出的初速度與水平方向的夾角為 α?α?α?),如圖所示。兩次鉛球都落在了水平地面上的同一位置P，已知鉛球兩次從同一位置擲出且速度大小相等，不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是
物 理 第 1頁(yè) (共6頁(yè))A. 鉛球第一次在空中的加速度大于第二次在空中的加速度
B.鉛球第一次在最高點(diǎn)的速度小于第二次在最高點(diǎn)的速度
C. 鉛球兩次在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等
D. 鉛球第一次在空中運(yùn)動(dòng)的平均速度大于第二次在空中運(yùn)動(dòng)的平均速度
4.2024年4月 25 日 20時(shí)59 分，搭載神舟十八號(hào)載人飛船的長(zhǎng)征二號(hào) F 遙十八運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射，發(fā)射取得圓滿成功。神舟十八號(hào)飛船和天宮空間站順利完成史詩(shī)級(jí)別超精準(zhǔn)對(duì)接。已知天宮空間站距離地面的高度約為 400km，地球半徑約為6400km，可認(rèn)為天宮空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則下列說(shuō)法正確的是
A.航天員可以漂浮在空間站中，所以加速度為零
B.天宮空間站在軌運(yùn)行的線速度小于同步衛(wèi)星的線速度
C. 神舟十八號(hào)在地球表面的發(fā)射速度可以大于 11.2km/s
D.天宮空間站繞地球運(yùn)行的向心加速度大小約為地面重力加速度的 16172倍
5.如圖所示，在xOy 坐標(biāo)系中一質(zhì)量為m 的小球繞原點(diǎn) O 沿順時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，半徑為 R，從小球經(jīng)過(guò)x =-R的位置開始計(jì)時(shí)，該小球每分鐘轉(zhuǎn) 300 圈。一束平行光沿x軸正方向照射小球，在x =2R處放置一垂直于x軸的足夠大屏幕，可以看到小球的影子在屏幕上的運(yùn)動(dòng)情況。則下列說(shuō)法正確的是
A. t=3.05s時(shí),小球坐標(biāo)是(-R,0)
B.從開始計(jì)時(shí)，t=1.25s 內(nèi)小球影子所通過(guò)的路程為 25R
C.小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小為 10mπ2R
D.小球的影子在y軸方向上的運(yùn)動(dòng)滿足方程y= Rsin(20πt)
6. 如圖所示,一條直線上有ACBO 四個(gè)點(diǎn),AC=2L,CB=BO=L,A處固定一個(gè)電荷量為2Q的正點(diǎn)電荷，B處固定一個(gè)電荷量為-Q的負(fù)點(diǎn)電荷，圖中虛線圓圓心為O、半徑為2L，D為圓上一點(diǎn)且BD與直線AB垂直，已知將試探電荷從圓上任意一點(diǎn)移動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處，電場(chǎng)力做功均為0，則以下判斷正確的是
A.正試探電荷在圓上所受電場(chǎng)力不一定指向 O點(diǎn)
B. D點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小為 3kQ3L2
C.將正試探電荷從D點(diǎn)移到AC中點(diǎn)，電勢(shì)能減小
D. 負(fù)試探電荷q在C 點(diǎn)所受電場(chǎng)力大小為 3kQq2L2,方向指向A點(diǎn)
7. 如圖甲所示，質(zhì)量為m=5.0kg的物體靜止在水平地面上，在水平推力 F 的作用下開始運(yùn)動(dòng)，水平推力F隨位移x變化的圖像如圖乙所示(x=4.0m之后無(wú)推力存在)，已知物體與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，重力加速度大小g取 10m/s2,下列選項(xiàng)正確的是
物 理 第 2頁(yè) (共6頁(yè))A.物體從開始運(yùn)動(dòng)到距出發(fā)點(diǎn)4.0m的過(guò)程中，加速度始終減小
B.在距出發(fā)點(diǎn)3.5m位置時(shí)物體的速度最大
C. 物體的最大速度為 35m/s
D. 物體在水平地面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是 16.0m
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，有兩個(gè)或兩個(gè)以上選項(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)或不選的得0分，把所選答案涂在答題卡上。
8.半徑為R的半圓柱形玻璃磚置于空氣中，其橫截面如圖所示，O為圓心，AB面水平，設(shè)光在空氣中的傳播速率為c。一束單色光與水平面成45°角照射到AB面上的D點(diǎn)，D為 OA 中點(diǎn)，折射光線剛好照射到圓弧最低點(diǎn) C，光線在 C 點(diǎn)折射后照射到地面上的E點(diǎn)(圖中未畫出)，現(xiàn)將入射點(diǎn)從D點(diǎn)移到O點(diǎn)，保持入射方向始終與原入射方向平行，最終光線也照射到地面上的E點(diǎn)，不考慮光的反射。則下列說(shuō)法正確的是
A. 玻璃磚對(duì)光的折射率為 2 B. C點(diǎn)到E點(diǎn)的距離為2R
C. C點(diǎn)離地面的高度為 R D. 光在玻璃磚中的傳播速率為 105c
9. 圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3：1，輸入電壓U隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示(圖像為正弦圖像的一部分)，電阻R?、R?和R?的阻值分別為5Ω、2Ω和3Ω，電流表為理想交流電表，下列說(shuō)法正確的是
A.輸入電壓 U的有效值為 102V
B.若開關(guān)S斷開，電流表的示數(shù)為0.2A
C.若將開關(guān)S由斷開變?yōu)殚]合，電流表的示數(shù)變小
D.若僅增大副線圈負(fù)載的電阻，副線圈兩端電壓變化量與電流變化量的絕對(duì)值之比不變
10.如圖所示，三根輕質(zhì)細(xì)線結(jié)于O點(diǎn)，OA另一端固定在天花板上的A點(diǎn)(位于圓心O'的正上方)，OB另一端連接質(zhì)量為m的小球 P(可視為質(zhì)點(diǎn))，OC另一端連接質(zhì)量為2m的物體Q，將小球P放置于半徑為R、質(zhì)量為3m的圓表面光滑的半圓柱上，半圓柱及物體Q 均放置于粗糙水平面上，當(dāng)A、O、O'處于同一豎直線上時(shí)，OC 處于水平且物體Q恰好不滑動(dòng)，此時(shí) OB=32R,0O'=2R,重力加速度大小為g'，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，則下列說(shuō)法正確的是
物 理 第 3頁(yè) (共6頁(yè))A.半圓柱所受的摩擦力與物體Q 所受到的摩擦力大小相等
B. OC段繩子的拉力大小為 31516mg
C.水平面對(duì)圓柱體的支持力大小為4mg
D.物體Q 與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 31564
三、實(shí)驗(yàn)探究題(本大題有2小題，每空2分，共16分)
11.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了測(cè)量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)，所用裝置如圖甲所示(忽略滑塊與氣墊導(dǎo)軌之間的摩擦阻力)。主要步驟如下：
(1)在不連接鉤碼時(shí)，推動(dòng)滑塊在氣墊導(dǎo)軌上自由滑動(dòng)，使其能夠在導(dǎo)軌上勻速運(yùn)動(dòng)。
(2)用游標(biāo)卡尺測(cè)量滑塊上遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d= mm。
(3)滑塊在牽引力作用下先后通過(guò)兩個(gè)光電門，配套的數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄了遮光條通過(guò)兩個(gè)光電門的時(shí)間，同時(shí)記錄遮光條從開始遮住第一個(gè)光電門到開始遮住第二個(gè)光電門的時(shí)間，可以計(jì)算出這一過(guò)程中的加速度a。
(4)依次增加所掛鉤碼的個(gè)數(shù)，記錄每次實(shí)驗(yàn)鉤碼的總質(zhì)量m，并計(jì)算出滑塊相應(yīng)的加速度a，以1/m為橫軸、1/a為縱軸，建立直角坐標(biāo)系，通過(guò)描點(diǎn)連線得到 1a-1m圖像如圖丙中Ⅰ所示，圖線Ⅰ的斜率為k?，在縱軸上的截距為b。
(5)將待測(cè)物體固定在滑塊的凹槽內(nèi)，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟(3)和(4)，在圖丙中畫出新的 1a-1m圖像Ⅱ，若圖線Ⅱ的斜率為k?，在縱軸上的截距也為b。已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，則下列關(guān)系式中正確的是 (填正確答案標(biāo)號(hào))。
A. b=g B.b=1g
C.b=g2 D.b=g
(6)則待測(cè)物體的質(zhì)量M= (用k?、k?、b表示)。
12.某物理興趣小組想要設(shè)計(jì)一個(gè)既能測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，又能測(cè)量定值電阻阻值的電路。他們用了以下實(shí)驗(yàn)器材中的一部分，設(shè)計(jì)出了如圖(a)所示的電路：
物 理 第 4頁(yè) (共6頁(yè))a.待測(cè)電源；
b.待測(cè)電阻R?;
c.滑動(dòng)變阻器R(最大阻值20Ω)；
d. 幾個(gè)可供挑選的定值電阻；
e.開關(guān)和導(dǎo)線若干；
f. 電流表A?(量程0.6A,內(nèi)阻很小);
g. 電流表 A?(量程300μA,內(nèi)阻 rΛ=1000Ω);
(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，需將電流表A? 改裝成量程為3V的電壓表，與電流表 A?串聯(lián)的定值電阻R?的阻值應(yīng)為 Ω。
(2)該小組成員先用該電路測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻，將滑動(dòng)變阻器滑片移至最右端，閉合開關(guān)S?，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，分別記錄電流表A?、A? 的讀數(shù)I?、I?，得I?與I?的關(guān)系如圖(b)所示.根據(jù)圖線可得電源電動(dòng)勢(shì)E= V，電源內(nèi)阻r= Ω(計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)。
(3)該小組成員再用該電路測(cè)量定值電阻R?的阻值，進(jìn)行了以下操作：
①閉合開關(guān)S?、S?，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器到適當(dāng)阻值，記錄此時(shí)電流表A?示數(shù)I?，電流表 A?示數(shù) Ib;
②斷開開關(guān)S?，保持滑動(dòng)變阻器阻值不變，記錄此時(shí)電流表 A?示數(shù)I?，電流表 A?示數(shù) Id;
③根據(jù)上述數(shù)據(jù)可知定值電阻R?的阻值為( rA+R0的 倍(用. Ia、Ib、Ic、Id表示)。若忽略偶然誤差，則用該方法測(cè)得的阻值 (填“大于”、“小于”或“等于”)其真實(shí)值。
四、計(jì)算題(本題共3小題，共38分)
13.(10分)如圖所示，將一內(nèi)徑處處相同，導(dǎo)熱良好的“T”形細(xì)玻璃管以“∈”的姿勢(shì)放在水平面上，使其上端開口，下端封閉，且使豎直細(xì)管垂直水平面，管中用水銀封閉著A、B兩部分理想氣體，C為輕質(zhì)密閉活塞，各部分長(zhǎng)度如圖所示。現(xiàn)緩慢推動(dòng)活塞，將水平管中水銀恰好全部推進(jìn)豎直管中，水銀未從上端管口溢出，已知大氣壓強(qiáng) p?=75cmHg,設(shè)外界溫度不變。求：
(1)水平管中水銀恰好全部被推進(jìn)豎直管中時(shí)，氣體A的壓強(qiáng)；
(2)將水平管中水銀全部推進(jìn)豎直管的過(guò)程中活塞移動(dòng)的距離。
物 理 第 5頁(yè) (共6頁(yè))14.(12分)絕緣軌道ACD 由豎直的半圓光滑軌道AC和水平直粗糙軌道 CD組成。半圓軌道與直軌道相切于 C點(diǎn)。半圓軌道的圓心為O、半徑為R，且圓心在AC連線上。空間有如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，方向與水平面的夾角為θ=30°；勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向垂直紙面向外(圖中未畫出)，重力加速度大小為g。在D點(diǎn)由靜止釋放一質(zhì)量為m、電荷量為 q=mgE的帶正電小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，滑塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，該滑塊運(yùn)動(dòng)到直軌道末端C點(diǎn)之前已經(jīng)勻速，到達(dá)C 點(diǎn)時(shí)磁場(chǎng)消失，滑塊沿著半圓軌道運(yùn)動(dòng)到 A 點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力恰好為零。求：
(1)該滑塊運(yùn)動(dòng)到 C點(diǎn)時(shí)速度的大小；
(2)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；
(3)滑塊從A點(diǎn)水平拋出時(shí)，電場(chǎng)瞬間反向，大小不變，則滑塊再次到達(dá)水平直軌道時(shí)相對(duì)C點(diǎn)的距離。(不考慮撤去磁場(chǎng)及改變電場(chǎng)方向引起的電磁效應(yīng))
15.(16分)如圖所示，兩根電阻不計(jì)的光滑水平導(dǎo)軌A?B?、A?B?平行放置，間距L=1m，處于豎直向下 B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，導(dǎo)軌左側(cè)接一電容C=0.1F的超級(jí)電容器，初始時(shí)刻電容器帶一定電量，電性如圖所示。質(zhì)量 m?=0.2kg、電阻不計(jì)的金屬棒 ab垂直架在導(dǎo)軌上，閉合開關(guān)S后，ab棒由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，且離開B?B?時(shí)已以 v?=1.6m/s勻速。下方光滑絕緣軌道C?MD?、C?ND?間距也為L(zhǎng),正對(duì)A?B?、A?B?放置,其中C?M、C?N為半徑r=1.25m、圓心角θ=37°的圓弧,與水平軌道MD?、ND?相切于M、N兩點(diǎn),其中NO、MP兩邊長(zhǎng)度d=0.5m，以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，沿導(dǎo)軌向右建立坐標(biāo)系，OP右側(cè)0

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