資源簡介

物理
注意事項：
1．本卷滿分100分，考試時間75分鐘。答題前，先將自己的姓名、準考證號填寫在試題卷和答題卡上，并將準考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。
2．選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區域均無效。
3．非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應的答題區域內。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區域均無效。
4．考試結束后，請將本試題卷和答題卡一并上交。
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。
1．2024年8月6日，我國發射了千帆極軌01組衛星，其中采用的氫原子鐘是一種精密的時鐘，它是利用原子能級躍遷時輻射出來的電磁波去控制校準石英鐘。如圖所示為氫原子的能級示意圖，紅光光子的能量范圍為1.61~2.00eV，紫光光子的能量范圍為2.76~3.10eV，下列說法正確的是（ ）
A．氫原子從能級躍遷到能級，軌道半徑變小
B．使能級的氫原子電離至少需要1.02eV的能量
C．氫原子從能級躍遷到能級放出的光子是紫光光子
D．一個氫原子從能級向低能級躍遷時，輻射光的頻率最多有10種
2．如圖所示是用透明材料制成的直角三棱鏡MNP，其中，．一束單色光垂直MN面從MN的中點位置處射入棱鏡，在MP面恰好發生全反射。已知光在真空中的傳播速率為c，則單色光在棱鏡中的傳播速率為（ ）
A．c B． C． D．
3．巴黎奧運會女子單人10米跳臺比賽中，運動員在跳臺上倒立靜止，然后下落，前一半位移完成技術動作，后一半位移完成姿態調整后幾乎無水花進入水面。假設整個下落過程近似為自由落體運動，則運動員用于完成技術動作和姿態調整的時間之比為（ ）
A． B． C． D．
4．如圖所示，將兩個相同的物塊P、Q置于粗糙斜面上，P、Q中間有一處于壓縮狀態的輕彈簧，輕彈簧不與P、Q拴接。物塊P受到一個沿斜面向下的恒定拉力F，此時P、Q均靜止，下列說法正確的是（ ）
A．Q一定受到4個力的作用 B．P受到的靜摩擦力方向沿斜面向下
C．僅撤去輕彈簧，P可能會沿斜面下滑 D．僅撤去拉力F，P受到的摩擦力一定變小
5．水車是中國最古老的農業灌溉工具，是珍貴的歷史文化遺產。水車的簡易模型如圖所示，水流自水平放置的水管流出，水流軌跡與水車車輪的邊緣相切，可使車輪持續轉動，切點與所在車輪橫截面的圓心的連線與水平方向的夾角．已知水管出水口距輪軸O的豎直距離，車輪半徑，重力加速度g取，，，水流到達車輪邊緣時的速度與車輪邊緣切點的線速度相同，不計空氣阻力，下列說法正確的是（ ）
A．水管出水口距輪軸O的水平距離為3.2m B．水管出水口處水流的速度大小為8m/s
C．水流速度的變化量大小為10m/s D．車輪的周期為5s
6．遠距離輸電的示意圖如圖所示，變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器的原、副線圈匝數比，降壓變壓器的原、副線圈匝數比．當升壓變壓器原線圈的輸入電壓時，入戶電壓，且用戶消耗的電功率，則輸電線的總電阻為（ ）
A．250Ω B．200Ω C．150Ω D．100Ω
7．一質量的兒童電動汽車在水平地面上由靜止開始做直線運動，一段時間內的速度與牽引力的功率隨時間變化的關系圖像分別如圖甲、乙所示，0~3s內均為直線．3s末電動汽車牽引力的功率達到額定功率，10s末電動汽車的速度達到最大值，14s末關閉發動機，經過一段時間電動汽車停止運動。整個過程中電動汽車受到的阻力恒定，下列說法正確是（ ）
A．電動汽車的最大速度為10m/s
B．0~3s內，牽引力的大小為900N
C．當電動汽車的速度為4m/s時，電動汽車的加速度大小為
D．整個過程中，電動汽車所受阻力做的功為3750J
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．衛星失效后一般有“凍”“火葬”兩種處理方案，對于較低軌道的“死亡”衛星，備用發動機使其快速轉移到更低的軌道上，最終一頭扎入稠密大氣層，與大氣摩擦燃燒殆盡；對于較高軌道的“死亡”衛星，備用發動機可將其抬高到比地球同步軌道高300千米的“墳墓軌道”實施高軌道“冰凍”。下列說法正確的是（ ）
A．實施低軌道“火葬”時，衛星的速度一直減小 B．實施高軌道“冰凍”時，備用發動機對衛星做正功
C．衛星在“墳墓軌道”上運行的周期小于24h D．衛星在“墳墓軌道”的角速度比原軌道的角速度小
9．如圖所示，絕緣光滑的擋板MN固定在水平面內，擋板N端的右側P點固定一個正電荷，MNP組成直角三角形，其中，．給擋板M處一個帶正電的小球沿MN方向的初速度，小球恰好運動到N點，且小球運動過程中電荷量不變。關于小球在水平面內從M點運動到N點的過程，下列說法正確的是（ ）
A．小球的機械能守恒 B．小球的速度逐漸變小
C．小球的電勢能逐漸變大 D．小球的加速度先變大后變小
10．如圖所示，寬度為L、磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強磁場區域，上下邊界水平，左右區域足夠長。甲線圈從某一高度由靜止開始下落，以大小為的速度進入磁場并勻速通過磁場；乙線圈從同一高度以初速度水平拋出。已知甲、乙是邊長均為L、電阻均為R的完全相同的線圈，下落過程中兩線圈始終平行于紙面，上、下邊保持水平，不計空氣阻力，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（ ）
A．甲、乙兩線圈通過磁場的過程中，感應電流的方向均先逆時針后順時針
B．甲線圈通過磁場過程中產生的焦耳熱為mgL
C．乙線圈離開磁場時的速度大小為
D．甲、乙兩線圈進入磁場的過程中，通過線圈橫截面的電荷量均為
三、非選擇題：本題共5小題，共54分。
11．（6分）某同學研究一款新型燈泡工作時電流隨電壓變化的規律。所用器材如下：
A．干電池兩節（每節電動勢，內阻很小）
B．燈泡L（額定電壓2.5V，內阻約幾歐）
C．電流表A（量程0~0.6A，內阻不計）
D．電壓表V（量程0~3V）
E．滑動變阻器R（最大阻值為5Ω）
F．開關一個及導線若干
（1）為了使燈泡兩端的電壓可以從零開始變化，請在圖甲中補全電路圖。
（2）該同學通過實驗繪制了通過燈泡的電流隨其兩端電壓變化的圖像如圖乙所示，則燈泡的額定功率______W．（保留兩位有效數字）
（3）如果將該燈泡直接接到電動勢、內阻的電源兩端，則該燈泡此時的阻值______Ω．（保留三位有效數字）
12．（9分）某同學利用如圖甲所示裝置做“利用單擺測重力加速度”的實驗，進行了如下的操作：
（1）用游標卡尺測量擺球的直徑，示數如圖乙所示，則擺球的直徑______cm．把擺球用不可伸長的擺線懸掛在鐵架臺上，測量擺線長L，通過計算得到擺長l．
（2）使擺球在豎直平面內擺動穩定后，當擺球到達______（填“最低點”或“最高點”）時啟動秒表開始計時，擺球再次經過計時起點的次數為n，停止計時時，秒表的讀數為t，可知擺球的周期______．（用t和n表示）
（3）經過正確的操作與測量，得到多組周期T與對應的擺長l數值后，畫出的圖像如圖丙所示，則實驗所測得的重力加速度大小______．（保留三位有效數字）
（4）若另一同學沒有使用游標卡尺測擺球直徑，也測出了重力加速度，他采用的方法是：先測出一擺線較長的單擺的振動周期，然后把擺線縮短適當的長度，再測出其振動周期，則該同學測出的重力加速度的表達式______．（用題中所給物理量符號和常數表示）
13．（9分）空氣彈簧是在密封的容器中充入壓縮空氣，利用氣體的可壓縮性實現其彈性作用的減震裝置，其基本結構和原理如圖所示，在導熱良好的汽缸和可自由滑動的活塞之間密封著一定質量的空氣（可視為理想氣體），外界溫度保持不變。初始時，汽缸內空氣柱的高度，若將一質量的物塊輕放在活塞上，穩定后汽缸內空氣柱的高度．已知活塞的橫截面積，大氣壓強恒為，重力加速度g取．求：
（1）空氣彈簧的等效勁度系數k；
（2）活塞的質量M．
14．（14分）如圖所示為一游戲裝置的豎直截面圖，A、B、D、E、H、I處于同一水平面上，在A端的彈簧裝置能將質量的滑塊（可視為質點）水平彈出，并從B點順利進入曲線軌道BC、半徑的螺旋圓軌道、曲線軌道，在E點連接了傾角的斜面EF和水平平臺FG，平臺FG高度、長度，質量的小車靠在平臺右側且上表面與平臺FG齊平，小車的長度，在B、F處均設置了轉向防脫離軌道裝置。已知滑塊與斜面EF、平臺FG間的動摩擦因數均為，滑塊與小車上表面間的動摩擦因數，其余部分均光滑，各處平滑連接，不計空氣阻力，，．求：
（1）若滑塊經過D點的速度大小，則此時滑塊對軌道的壓力大小；
（2）若螺旋圓軌道能承受的最大壓力，則彈簧儲存的最大彈性勢能；
（3）若要求滑塊最終停在小車上，則小車獲得的動能和彈簧儲存的彈性勢能之間應滿足的關系式。
15．（16分）如圖所示，位于x軸下方的粒子源發射一束帶正電的粒子，其初速度大小范圍為，這束粒子經電壓為U的加速電場加速后的最小速度為，從坐標原點O沿與x軸正方向夾角射入x軸上方區域．在x軸的上方存在垂直紙面向外、磁感應強度大小為B的勻強磁場，x軸下方距離d處放置一平行于x軸的足夠長的探測板，探測板左邊緣與坐標原點O對齊，在x軸下方與探測板之間的區域內存在方向垂直x軸向上、電場強度大小的勻強電場。忽略粒子間的相互作用且不計重力，粒子到達探測板后立即被吸收，忽略探測板吸收粒子后對勻強電場的影響，求：
（1）粒子的比荷；
（2）粒子通過O點后首次到達x軸時到O點的最大距離；
（3）能多次進入勻強磁場的粒子數與發射的總粒子數之比。
物理 參考答案
1．C 氫原子從能級吸收能量躍遷到能級，軌道半徑變大，A錯誤；使能級的氫原子電離至少需要3.4eV的能量，B錯誤；氫原子從能級躍遷到能級，放出的光子能量，可知該躍遷過程放出的是紫光光子，C正確；一個氫原子從能級向低能級躍遷時，輻射光的頻率種數最多為4種，D錯誤．
2．B 光路如圖所示，由題意可知，全反射臨界角，則棱鏡對該單色光的折射率，則單色光在棱鏡中的傳播速率，B正確．
3．D 運動員下落過程的總時間，用于完成技術動作的時間，用于姿態調整的時間，則運動員用于完成技術動作和姿態調整的時間之比，D正確．
4．D 對受力分析，受到重力、支持力和彈簧沿斜面向上的彈力，若重力沿斜面向下的分力與彈簧彈力的大小相等，則不受靜摩擦力，故可能受3個力的作用，錯誤；對受力分析，沿斜面方向合力為零，可知受到沿斜面向上的靜摩擦力，B錯誤；設斜面傾角為，兩物塊質量均為，有彈簧時，對受力分析，沿斜面方向有，僅撤去輕彈簧，有，可知物塊受到沿斜面向下的力變小，需要的摩擦力變小，故物塊仍然靜止，C錯誤；同理可知，僅撤去拉力，物塊受到沿斜面向下的力減小，需要的摩擦力一定減小，D正確．
5．A 水平出水口到切點的高度，水流到達車輪邊緣時的豎直分速度大小，則運動時間，在切點，由幾何關系有，可知，則水管出水口距輪軸的水平距離，A正確、B錯誤；水流速度的變化量大小，C錯誤；因為車輪邊緣切點的線速度大小，則車輪的周期，D錯誤．
6．B 根據，解得，同理可得，降壓變壓器的副線圈中的電流，根據，解得輸電線上的電流，則輸電線上的總電阻，B正確．
7．C 由圖甲可知，在內，電動汽車的加速度大小，由圖乙可知，時，有，解得，由牛頓第二定律有，解得，由，解得，A、B錯誤；當電動汽車的速度為時，電動汽車的功率已達到額定功率，故此時牽引力大小，由牛頓第二定律有，解得，C正確；全程由動能定理有，解得，D錯誤．
8．BD 實施低軌道“火葬”時，衛星需要減速進入低軌道，引力對衛星做正功，速度并非一直減小，A錯誤；實施高軌道“冰凍”時，衛星需要加速進入高軌道，即備用發動機對衛星做正功，B正確；對衛星有，解得，進入“墳墓軌道”后，其軌道半徑比地球同步軌道半徑大，可知衛星的周期大于24h，衛星在“墳墓軌道”上運行的角速度比原軌道的角速度小，C錯誤、D正確．
9．BC 對小球受力分析，可知電場力對小球做負功，小球的電勢能逐漸增大，且小球的機械能不守恒，A錯誤、C正確；設，點固定正電荷的電荷量為，小球的電荷量為，某位置小球與點的連線與的夾角為，則小球受到的電場力在方向的分力大小，由數學知識可知，一直減小，故小球做加速度逐漸減小的減速運動，B正確、D錯誤．
10．AC 根據楞次定律可知，甲、乙兩線圈進入磁場過程，感應電流的方向是逆時針，出磁場的過程，感應電流的方向是順時針，A正確；根據能量守恒定律可知，甲線圈從開始進入磁場到剛好離開磁場的過程中產生的焦耳熱，B錯誤；線圈豎直方向的速度切割磁感線，甲從某一高度由靜止開始下落，以勻速通過磁場，則乙從同一高度以初速度水平拋出，乙也將勻速通過磁場，且豎直方向的分速度大小為，故乙離開磁場時的速度大小，C正確；甲、乙兩線圈進入磁場的過程中，通過線圈橫截面的電荷量均為，D錯誤．
11.（1）見解析圖 （2）1.2 （3）3.03（2.94~3.13都對）（每空2分）
解析：（1）為了使燈泡兩端的電壓可以從零開始變化，滑動變阻器需要采用分壓式接法；因電流表內阻不計，
故電流表采用內接法，電路圖如圖所示．
（2）由圖乙可知，燈泡兩端電壓為額定電壓時的電流，則燈泡的額定功率．
（3）在燈泡的伏安特性曲線中作出電源的伏安特性曲線，如圖所示，由圖可知，此時燈泡兩端的電壓，電流，則此時燈泡的電阻．
12．（1）1.280 （2）最低點 （3）9.86 （4）
解析：（1）由圖乙可知，擺球的直徑．
（2）擺球在豎直平面內擺動穩定后，當擺球到達最低點時啟動秒表開始計時；每次經過最低點計數，可知擺球的周期．
（3）由單擺周期公式，化簡可得，則圖像的斜率，解得．
（4）根據題意，由單擺周期公式，可得和，聯立可得．
13．解：（1）由題意可知
解得空氣彈簧的等效勁度系數
（2）對活塞受力分析，有
對活塞和物塊受力分析，有
根據玻意耳定律，有
聯立解得
14．解：（1）滑塊經過點，由向心力公式有
解得
由牛頓第三定律可知，滑塊經過點時對軌道的壓力大小
（2）分析可知，滑塊經過螺旋軌道的最低點時對軌道的壓力最大
滑塊在點，由向心力公式有
由能量守恒定律有
聯立解得
（3）設滑塊到點的速度大小為，滑塊從到的過程
由能量守恒定律有
由動量守恒定律有，解得
聯立解得
若滑塊恰好經過點，有，解得
則彈簧的彈性勢能
若滑塊恰好滑到小車右端時共速，有，解得
則彈簧的彈性勢能
綜上所述，小車獲得的動能
15．解：（1）初速度最小的粒子經加速電場加速后的速度最小
由動能定理有（2分）
解得
（2）分析可知，初速度最大的粒子經磁場偏轉后，首次到達軸時
到點的距離最大，粒子的運動軌跡如圖所示
由動能定理有
解得
該粒子在勻強磁場中做圓周運動，有
解得
由幾何關系可知，粒子通過點后首次到達軸時到點的最大距離
（3）粒子進入勻強電場后，水平方向做勻速運動，豎直方向先做勻減速運動
豎直方向，由牛頓第二定律有，解得
分析可知，若粒子豎直分速度減為零時恰好到達探測板，則粒子無法再次進入勻強磁場
由運動學公式，有，解得
由（2）問可知，該粒子進勻強磁場的速度大小
在加速電場中，有，解得
則能多次進入勻強磁場的粒子數與發射的總粒子數之比

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