(測試時長75分鐘,滿分100分)
一、選擇題(本題共10小題,共46分.在每小題給出的四個選項中,第 1~7 題只有一項符合題目要求,每小題4分;第 8 ~ 1 0 題有多項符合題目要求,每小題6分,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯得0分.)
1.如圖為研究光電效應的實驗裝置圖,將滑動變阻器的滑片移到最左端,用 兩束不同的單色光分別照射光電管 K 極,發(fā)現(xiàn)兩次電流表示數(shù)相同.將滑動變阻器向右移,發(fā)現(xiàn)電流表的示數(shù)為零時,用單色光 a 照射時電壓表的示數(shù)比用單色光 b 照射時電壓表的示數(shù)大,下列說法正確的是( ).
A.a光遏止電壓比 b 光遏止電壓大
B. a 光頻率比 b 光頻率低
C.滑動變阻器向右移動過程中,從 K 極打出的光電子逐漸減少
D.滑動變阻器向右移動過程中,從 K 極打出的光電子最大初動能減小
2.如圖所示,在光滑絕緣水平面上,有兩條固定的相互垂直彼此絕緣的長直導線,通以大小相同的電流I.在角平分線上,對稱放置四個相同的圓形金屬框.若電流在相同時間間隰Δ t 內增加相同量 Δ I ,則.
A.線圈1中有順時針方向的感應電流,靜止不動B.線圈2中有順時針方向的感應電流,沿著對角線向內運動C.線圈3中有磁通量但無感應電流,靜止不動D.線圈4中有逆時針方向的感應電流,沿著對角線向外運動
3.如圖所示的電路中,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比 ,定值電阻
和
的阻值分別為
和
,A為理想交流電流表,正弦交流電源輸出電壓的有效值恒為 U . 當開關S斷開時,電流表的示數(shù)為 I .則當S閉合時,電流表的示數(shù)為.
B.21 C.41 D. 51
4.有科研團隊發(fā)現(xiàn),人們于1995年發(fā)現(xiàn)的第一顆褐矮星Gliese229B并不是一顆單星,而是一對相互環(huán)繞的雙星,現(xiàn)在被命名為Gliese229Ba、Gliese229Bb,質量分別為木星的38倍和34倍.已知萬有引力常量為 G ,木星質量為 ,Gliese229Ba 軌道半徑為 r ,則下列說法正確的是.
A.Gliese229Bb 軌道半徑為 B.Gliese229Ba所受萬有引力大小為
C.Gliese229Ba、Gliese229Bb速率之和為
D.Gliese229Ba、Gliese229Bb角速度大小為
5.中國天眼FAST是一個500米口徑球面射電望遠鏡,在為世界的天文觀測貢獻著自己的力量.某公司為該望遠鏡設計了一款專用的履帶式機器人,負責鏡面的維護工作.該機器人工作時的示意圖如圖所示,OABC 為半徑為 R 的圓弧面, B 為圓弧面的最低點,機器人最高可以緩慢運動到 D 點進行維護工作, D 點到 B 點的高度為 h :已知重力加速度為 g ,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.機器人從 B 點運動到 D 點的過程,下列說法正確的是.
A.圓弧面對機器人的作用力不變B.機器人對圓弧面的壓力逐漸增大C.機器人對圓弧面的摩擦力逐漸減小D.該機器人履帶與圓弧面間動摩擦因數(shù)為
6.如圖為利用光學干涉原理測量滾珠 K 直徑的裝置.將標準立方體玻璃塊 G 放在平板 上,上面蓋一塊標準平面玻璃板
,使中間空氣層形成尖劈,尖劈開口間距 d (未知)遠小于 G 的邊長.用單色光從上方垂直照射玻璃板
,在玻璃板
與 G 之間的尖劈處得到了等距干涉條紋.滾珠 K 與
接觸點為 M ,滾珠 K 和 G 接觸.已知相鄰亮條紋間距為 Δ x ,則結合下列選項中的數(shù)據(jù)可以求解滾珠 K 的直徑的是.
A.玻璃板 的厚度
、平板
的厚度
B. M 點與玻璃板
右端的距離C.單色光的波長 λ 、玻璃板
的厚度
D.單色光的波長λ、標準立方體玻璃塊 G 的邊長 a
7.人們常用水泵從深水井中抽水灌溉農田,簡化模型如圖所示,出水管口最下端距水平地面一定高度,出水管口橫截面是圓,不計空氣阻力,假如水從管口水平噴出的速度恒定,水流在空中不會中斷,則水柱落在水平地面上的形狀大致是.
8.利用速度傳感器研究某彈性小球從距離地面一定高度處由靜止下落后的運動,以開始下落瞬間作為計時起點,小球運動的 圖像如圖所示.下列說法正確的是( )
A.該 v- t 圖像選擇以豎直向上為正方向
B. 時刻小球恰好接觸地面
C. 時刻小球反彈到了最高點
D.由圖像可知小球運動過程中受到的空氣阻力可以忽略不計
9.甲、乙兩列簡諧橫波(各只有一個波長)沿 x 軸相向傳播,原點左側和右側為不同介質,已知波在原點左側介質中的傳播速度為 在 t = 0 時刻兩列波的位置如圖所示,此后發(fā)現(xiàn)平衡位置為 x = 0 . 0 5 m 的質點曾經(jīng)出現(xiàn) y = + 3 0c m 的位移,則( ).
A.波在原點右側介質中的傳播速度為
B.乙波的振動周期為0.2s
C. t = 0 . 2 5 s 兩列波恰好完全分離
D.原點的質點在 t = 0 . 3 5 s后停止振動
10.如圖所示,兩根光滑平行金屬導軌固定在絕緣水平面上,左、右兩側導軌間距分別為 d 和 2 d ,處于豎直向上的磁場中,磁感應強度大小分別為 2 B 和 B ,導軌右側連接一個電容為 C 的電容器.已知導體棒MN的電阻為R 、長度為 d 、質量為 ,導體棒 P Q 的電阻為 2 R 、長度為 2 d 、質量為 2 m .初始時刻開關斷開,兩棒靜止,兩棒之間壓縮一輕質絕緣彈簧(但不連接),彈簧的壓縮量為 L .釋放彈簧,恢復原長時MN恰好脫離軌道, P Q 的速度為 v ,并觸發(fā)開關閉合.整個過程中兩棒保持與導軌垂直并接觸良好,右側導軌足夠長,所有導軌電阻均不計,則( ).
A.脫離彈簧瞬間 P Q 導體棒上的電動勢為 B d v B.MN剛要脫離軌道瞬間,回路中的感應電流大小為 C.MN脫離前,通過 P Q 的電荷量為
D.MN脫離后,通過PQ的電荷量為
二、非選擇題(本題共5小題,共54分.)
11.(7分)某實驗小組同學利用如圖所示的裝置驗證碰撞中的動量守恒,實驗時,進行了如下操作:步驟1;組裝裝置,并調節(jié)斜槽末端切線水平,然后用天平測量小球1、2的質量分別為 :步驟2:斜槽的末端不放置小球2,使小球1多次從斜槽上的擋板處由靜止釋放,確定小球1的平均落地點 P :
步驟3:將小球2放在斜槽的末端,使小球1從斜槽上的擋板處由靜止釋放,重復多次,確定小球1的平均落地點 M 和小球2的平均落地點 N :
步驟4:用刻度尺測量 M , P , N 到斜槽末端的水平距離分別為 :結合以上操作,回答下列問題:
(1)步驟1中,調節(jié)斜槽末端切線是否水平時,應如何檢驗 ;
(2)步驟2中,為了保證小球1碰后不反彈,則應滿足 m1________m2(填“gt;\"“=”或“ lt; \" );為了完成驗證,本次實驗 (填“需要”或“不需要”測量斜槽末端到水平面的高度;
(3)若碰撞過程中的動量守恒,則關系式 成立;
(4)若 ,且碰撞中動量守恒,則
12.(10分)某同學欲制作一個“ × 1 0 ”和“ × 1 0 0 ”雙倍率的歐姆表,使用的器材有:電源(電動勢和內阻均未知),兩個相同的電流表(滿偏電流 ,內阻未知),電阻箱,滑動變阻器,一個單刀單擲開關,紅、黑表筆及導線若干,其實驗操作如下:
(1)測量電流表的內阻利用的電路如圖甲所示,閉合開關后,調節(jié)滑動變阻器 R 及電阻箱 的阻值.已知當電阻箱的阻值調為
時,電流表
指針恰達到滿偏電流的 ,電流表b指針恰達到半偏,則電流表的內阻
(204
(2)測量電源的電動勢和內阻電路圖如圖乙所示,閉合開關后,多次調節(jié)電阻箱 的阻值,并記下對應的電流表示數(shù) I ,得到多組
和 I 的值,依據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的
圖像如圖丙所示,則電源的電動勢 E =V,內組 r = Ω . (結果均保留2位有效數(shù)字)
(3)該同學設計的歐姆表的電路如圖丁所示,斷開開關時,歐姆表的倍率應為 (填“ × 1 0 ”或“ × ).此時若進行歐姆調零,則滑動變阻器接入電路的阻值 R = Ω .
13.(8分)導熱性能良好、內壁光滑的汽缸開口豎直向上放置,其上端口裝有固定卡環(huán),如圖甲所示.質量 m = 0 . 8 k g 、橫截面積 的活塞將一定質量的理想氣體封閉在缸內.現(xiàn)緩慢升高環(huán)境溫度,氣體從狀態(tài)A 變化到狀態(tài) C 的
圖像如圖乙所示,已知大氣壓強
,重力加速度 g 取
(1)求狀態(tài) c 時氣體的壓強;
(2)若氣體從 A 到 C 的過程中氣體內能增加了 J,則這一過程中氣體吸收的熱量是多少?
14.(11分)第九屆亞冬會于2025年2月7日至14日在哈爾濱舉行,跳臺滑雪是比賽項目之一,因其高風險性被稱作“勇敢者的運動”,其場地簡化為如圖所示.曲面 A O 為助滑道,雪坡OB為傾角 的足夠長斜面,某運動員從助滑道的最高點 A 由靜止開始下滑,到達起跳點 O 時借助設備和技巧,保持在 O 點的速度大小不變,以與水平方向成 θ 角的方向起跳,最后落在雪坡上的 B 點,起跳點 O 與落點 B 之間的距離OB為此項運動的成績.已知 A 點與 O 點之間的高度差 h = 3 0 m ,該運動員可視為質點,不計一切阻力和摩擦,不考慮運動員自身的能量輸出,
,cos
, g 取
:
(1)求該運動員在 O 點起跳時的速度大??;
(2)該運動員通過調整起跳角 θ ,能夠取得的最好成績(即OB的最大值)為多少?
15.(18分)如圖所示的空間直角坐標系 O - x y z 中( 軸正向垂直于紙面向外,未畫出), xlt;0 的區(qū)域內分布著沿 y 軸正向的勻強電場,
未知)的區(qū)域I內分布著均沿 x 軸正向的勻強磁場和勻強電場,磁場的磁感應強度大小為
,電場與xlt;0 區(qū)域內電場的電場強度大小相等,
的區(qū)域 I 內連續(xù)分布著寬度為 L 的無場區(qū)和寬度為
的勻強磁場區(qū),磁感應強度大小為
,方向垂直紙面向外.質量為
、電荷量為 q 的帶正電粒子,從坐標為
的 P 點以方向與 x 軸正向夾角為
、大小為
的初速度發(fā)射,在 x O y 平面內運動一段時間后,恰好經(jīng)過原點 O 進入?yún)^(qū)域I,再經(jīng)過坐標為
的 Q 點進入?yún)^(qū)域Ⅱ.已知
2(√3+1)πm0,B=
2qL,不計粒子的重力,忽略電磁場的邊界效應。
(1)求電場強度的大小;(2)若正粒子在區(qū)域 I 內運動時間不超過 ,則:① 求
的可能值;② 若
為 ① 中的最大值,求帶電粒子離開 y 軸的最遠距離.