精品解析：北京市京郊绿色联盟2023-2024学年高二下学期四校联考物理试卷

2023-2024学年度京郊绿色联盟四校联考高二 物理试卷 本试卷分第一部分和第二部分，满分100分，考试时间90分钟。 第一部分 本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 如图所示，一束复色光从空气中射入水中，分成两束单色光a和b，则下列说法正确的是（　　） A. 在水中，a光的频率大于b光的频率 B. 在水中，a光的光速大于b光的光速 C. 在水中，a光的波长大于b光的波长 D. 若光从水中射向空气中，a光的临界角大于b光的临界角 【答案】A 【解析】 【详解】A．由图可知，a光的偏折程度大，则a光的折射率大，a光的频率大于b光的频率，选项A正确； B．a光的折射率大，由 可知a光在水中的光速小，选项B错误； C．a光在水中的光速小，频率大，由 可知在水中a光的波长小于b光的波长，选项C错误； D．若光从水中射向空气中，由 可知a光的临界角小于b光的临界角，选项D错误。 故选A。 2. 如图所示，一颗卫星绕地球做椭圆运动，运动周期为T，图中虚线为卫星的运行轨迹，A、B、C、D是轨迹上的四个位置，其中A距离地球最近，C距离地球最远。B和D点是弧线ABC和ADC的中点，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在C点的速度最大、加速度最小 B. 卫星在C点的引力势能最大、机械能最小 C. 卫星从A经D到C点的运动时间为 D. 卫星从B经A到D点的运动时间为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知A是近地点，C点是远地点，故在A的速度最大，在C的速度最小，根据牛顿第二定律与万有引力定律有 可知在A点的加速度最大，在C点的加速度最小，故A错误； B．卫星从A到C过程中，引力做负功，引力势能增大，即C点引力势能最大，由于只有引力做功，则机械能守恒，故B错误； C．卫星从A经B到C的速度一直减小，从A经D到C的速度也一直减小，两种情况下路程一样，根据对称性规律可知，卫星从A经D到C点的运动时间为，故C正确； D．卫星从B经A到D的速度一直大于从B经C到D的速度，两种情况下的路程一样，所以可知卫星从B经A到D点的运动时间小于，故D错误。 故选C 3. 在如图所示的坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为a。时，处的质点开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。时的波形如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 时，质点沿y轴负方向运动 B. 时，质点的速度最大 C. 时，质点和相位相同 D. 该列绳波的波速为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由时的波形图可知，波刚好传到质点，根据“上下坡法”，可知此时质点沿y轴正方向运动，故波源起振的方向也沿y轴正方向，故时，质点沿y轴正方向运动，故A错误； B．由图可知，在时质点处于正的最大位移处，故速度为零，故B错误； C．由图可知，在时，质点沿y轴负方向运动，质点沿y轴正方向运动，故两个质点的相位不相同，故C错误； D．由图可知 解得 故该列绳波的波速为 故D正确。 故选D。 4. 我国计划于2024年5月发射“楚天”超低轨道星座首星，超低轨道是指轨道高度介于150km-300km的轨道，将“楚天”首星轨道视为圆周。关于它的运动，下列说法正确的是（ ） A. 周期小于地球自转周期 B. 线速度大于地球的第一宇宙速度 C. 线速度小于地球赤道表面物体随地球自转的线速度 D. 向心加速度小于地球表面的物体随地球自转的向心加速度 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律可知，该卫星的轨道半径小于静止卫星的轨道半径，则周期小于静止卫星的周期，即该卫星的周期小于地球自转周期，选项A正确； B．第一宇宙速度是所有地球卫星的最大环绕速度，可知该卫星的线速度小于地球的第一宇宙速度，选项B错误； C．根据 可得 可知该卫星的线速度大于静止卫星的线速度；而根据v=ωr可知，静止卫星的线速度大于地球赤道表面物体随地球自转的线速度，可知该卫星的线速度大于地球赤道表面物体随地球自转的线速度，选项C错误； D．根据 可得 可知该卫星的向心加速度大于静止卫星的向心加速度；而根据 a=ω2r 可知，静止卫星的向心加速度大于地球赤道表面物体随地球自转的向心加速度，可知该卫星的向心加速度大于地球赤道表面物体随地球自转的向心加速度，选项D错误。 故选A。 5. 小杰学习自由落体运动后，用20cm的刻度尺测量同学的反应时间，测量方法如图所示，被测者用两个手指虚捏在尺子0刻线处，观察到小杰松开尺子时立刻捏住尺子，读出手指所捏刻度h，下列说法正确的是（　　） A. h越大，反应时间越短 B. 反应越慢，要捏住尺子时，尺子下落的速度越大 C. 该尺可以测量出0.4s的反应时间 D. 计算时若重力加速度g取10m/s2，则测算出的反应时间比实际值要大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 可知，h越大，反应时间越长，选项A错误； B．反应越慢，要捏住尺子时所用的时间越长，根据 v=gt 可知，尺子下落的速度越大，选项B正确； C．该尺下落20cm用时间为 则不可以测量出0.4s的反应时间，选项C错误； D．计算时若重力加速度g取10m/s2，则根据 则测算出的反应时间比实际值要小，选项D错误。 故选B。 6. 如图所示，两条不等长的细线一端拴在同一点，另一端分别拴两个带同种电荷的小球，电荷量分别是q1、q2，质量分别为m1、m2，当两小球处于同一水平面时恰好静止，且α>β，则造成α、β不相等的原因是（　　） A. m1<m2 B. m1>m2 C. q1<q2 D. q1>q2 【答案】A 【解析】 【详解】AB．对两带电小球分别进行受力分析如下图，根据平衡条件有 两者之间库仑力F大小相等，因α>β，所以m1<m2，故A正确，B错误； CD．电荷量q1、q2无论哪个大，两者之间库仑力F大小都相等，故C、D错误。 故选A。 7. 静电喷涂技术在现代工业部件的制造中被广泛应用，图为对某一工件的静电喷漆过程示意图，被喷涂的工件带正电并接地，喷枪连接涂料管道与高压直流电源的负极连接，图中虚线表示电场线。下列说法正确的是（　　） A. 喷出的涂料微粒带正电 B. 从喷枪到被喷涂工件电势逐渐降低 C. 涂料微粒向工件运动过程中电势能逐渐减少 D. 涂料微粒向工件运动过程中加速度恒定 【答案】C 【解析】 【详解】A．被喷涂的工件带正电，喷枪与高压直流电源的负极连接，从枪口喷出的涂料微粒带负电，被工件所吸引从而快速附着在工件表面，故A错误； B．电场线由正电荷指向负电荷或无穷远处，而沿着电场线的方向电势逐渐降低，因此从喷枪到工件电势逐渐升高，故B错误； C．涂料微粒向工件运动过程中，电场力做正功，微粒的电势能逐渐减小，故C正确； D．由于工件与枪口间的电场是非匀强电场，所以涂料微粒运动过程中受到的电场力并非恒力，则根据牛顿第二定律可知，涂料微粒运动过程中的加速度不恒定，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，电源电动势为，电路中有AB、CD、EF、GH四根连接电路的导线，其中一根导线内部的铜丝是断的，电路其余部分完好。为了查出故障导线，某同学选用多用电表直流挡，闭合开关后，将多用电表红表笔接在A接线柱上，黑表笔依次接在B、D、F所示的接线柱上，多用电表的示数分别为、、。可判断出故障导线是（　　） A. AB B. CD C. EF D. GH 【答案】C 【解析】 【详解】将多用电表红表笔接在A接线柱上，黑表笔依次接在B、D所示的接线柱上，多用电表的示数分别为、，可知故障导线一定是EF、GH中的一根；黑表笔接在F所示的接线柱上，多用电表的示数分别为，F与电源负极连通，则故障导线是EF。 故选C。 9. 如图甲所示是磁电式电表内部结构示意图，蹄形磁铁两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，在铝框上绕有铜线圈。电表指针固定铁芯在线圈上，可与线圈一起转动，线圈的两端分别接在两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流入线圈。蹄形磁铁与铁芯间的磁场可看作是均匀辐射分布的，如图乙所示，无论线圈转到什么位置，线圈平面总与线圈所在磁场甲的方向平行。关于磁电式电表，下列说法不正确的是（　　） A. 磁电式电表的原理是通电线圈在磁场中因受安培力而转动 B. 改变线圈中电流的方向，指针会反向偏转 C. 增加线圈的匝数可以提高电表的灵敏度 D. 用塑料框代替铝框，在使用电表时可以使指针更迅速稳定在示数位置上 【答案】D 【解析】 【详解】A．磁电式电流表的内部，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，故A正确，不符合题意； B．改变线圈中电流的方向，线圈受力方向相反，指针会反向偏转，故B正确，不符合题意； C．线圈匝数越多，受到的安培力合力越大，越容易转动，可以提高电流表的灵敏度；故C正确，不符合题意； D．用铝框做骨架，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动。而塑料做骨架达不到此作用，故D错误，符合题意。 故选D。 10. 如图所示，水平地面上放置一个质量为、倾角为的斜面体。一个质量为的箱子在平行于斜面的拉力F作用下，沿斜面体匀速上滑，斜面体保持静止。已知箱子与斜面间的动摩擦因数为0.25，重力加速度g取，，。下列说法正确的是（　　） A. 箱子对斜面体压力的大小为 B. 拉力F的大小为 C. 斜面体对地面压力大小为 D. 地面给斜面体的摩擦力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．对箱子进行受力分析，根据正交分解可知，斜面对体箱子的支持力为 根据牛顿第三定律可知 故A错误； B．由于箱子处于匀速直线运动状态，即 故B错误； C．对斜面体与箱子整体受力分析可知 由牛顿第三定律可得，斜面体对地面压力的大小为 故C错误； D．对斜面体与箱子整体受力分析可知 故D正确； 故选D。 11. 如图所示，质量分别为和（）的两个小球叠放在一起，从高度为h处由静止释放，它们一起下落。已知h远大于两球半径，碰撞前后小球都沿竖直方向运动，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 在下落过程中，两个小球之间存在相互作用的弹力 B. 释放后至弹起的过程中，两小球的动量守恒 C. 若所有的碰撞都没有机械能损失，且碰撞后弹起的最大高度，则碰撞后弹起的最大高度一定大于2.5h D. 若两球接触处涂有粘胶，从地面弹起后两球粘在一起向上运动，则两球弹起的最大高度为h 【答案】C 【解析】 【详解】A．在下落过程中，两个小球都做自由落体运动，故两个小球之间无相互作用力，A错误； B．释放后至弹起的过程中，两小球所受合力不为0，故动量不守恒，B错误； C．整个过程中两小球的机械能守恒，根据机械能守恒定律 由题知 解得 故C正确； D．若两球接触处涂有粘胶，从地面弹起后两球粘在一起向上运动，属于完全非弹性碰撞，有一部分机械能转化为内能，故两球弹起的最大高度为应小于h，故D错误。 故选C。 12. 图甲为我国建造的第一台回旋加速器，该加速器存放于中国原子能科学研究院，其工作原理如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在回旋加速器中增加的动能来源于磁场能 B. 同一粒子出射时的动能大小与加速电压的大小有关 C. 同一粒子从加速器出射时速度大小只与D形盒的半径大小及磁场的磁感应强度大小有关 D. 从理论上讲，只要无限增大D形盒半径和磁感应强度，就能使粒子的出射动能无限大 【答案】C 【解析】 【详解】A．粒子在回旋加速器中增加的动能来源于电场能，选项A错误； BC．根据 同一粒子出射时的速度 动能大小 同一粒子出射时的动能与加速电压的大小无关，同一粒子从加速器出射时速度大小只与D形盒的半径大小及磁场的磁感应强度大小有关，选项B错误，C正确； D．根据爱因斯坦相对论，当粒子速度增大粒子运动时的质量会增大，当粒子速度较小时可忽略质量的变化，若速度接近光速，就不能忽略质量的变化，由于在磁场中做圆周运动的周期 周期随质量的增大而增大，但是电场的变化周期一定，就不能保证一直稳定加速到动能无限大，故D错误。 故选C。 13. 一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图（a）所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图（b）和图（c）所示，分析可知（　　） A. 图（c）是用玻璃管获得的图像 B. 在铝管中下落，小磁体做匀变速运动 C. 在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D. 用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短 【答案】A 【解析】 【详解】A．强磁体在铝管中运动，铝管会形成涡流，玻璃是绝缘体故强磁体在玻璃管中运动，玻璃管不会形成涡流。强磁体在铝管中加速后很快达到平衡状态，做匀速直线运动，而玻璃管中的磁体则一直做加速运动，故由图像可知图（c）的脉冲电流峰值不断增大，说明强磁体的速度在增大，与玻璃管中磁体的运动情况相符，A正确； B．在铝管中下落，脉冲电流的峰值一样，磁通量的变化率相同，故小磁体做匀速运动，B错误； C．在玻璃管中下落，玻璃管为绝缘体，线圈的脉冲电流峰值增大，电流不断在变化，故小磁体受到的电磁阻力在不断变化，C错误； D．强磁体分别从管的上端由静止释放，在铝管中，磁体在线圈间做匀速运动，玻璃管中磁体在线圈间做加速运动，故用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的长，D错误。 故选A。 14. 如图甲所示，光滑绝缘细圆管固定在水平面上，半径为r。圆管平面存在方向竖直向上且均匀分布的磁场，其磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示（、均已知），取竖直向上为正方向。已知当磁感应强度均匀变化时，会在圆管内产生场强大小处处相等且电场线闭合的涡旋电场。管中有一质量为m、电荷量大小为q的带负电小球从静止开始在管内做圆周运动。下列说法正确的是（ ） A. 从上往下看小球沿顺时针方向运动 B. 管内涡旋电场的场强大小为 C. 小球第2次回到出发点时的速度大小为 D. 小球先后相邻两次回到出发点的过程中涡旋电场对小球的冲量增大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据图乙可知，磁场均匀增加，由楞次定律结合安培定则可知，闭合电场线的方向为顺时针（从上往下看），而小球带负电，因此其所受电场力的方向在任意位置处与闭合电场线在该位置处场强的方向相反，由此可知从上往下看小球沿逆时针方向运动，故A错误； B．根据法拉第电磁感应定律可知由磁场变化产生的感生电场的电动势为 可得其环形电场的场强大小为 故B正确； C．设小球第2次回到出发点时的速度大小为，由于电场强度的大小恒定，因此小球在电场中所受电场力的大小不变，根据动能定理有 解得 故C正确； D．由于漩涡电场对小球做正功，小球的动能越来越大，因此小球在漩涡电场中运动一周的时间在减小，而小球在漩涡电场中所受电场力的大小不变，可知力的作用时间在减小，因此小球先后相邻两次回到出发点的过程中涡旋电场对小球的冲量减小，故D错误。 故选BC。 第二部分 本部分共6小题，共58分。 15. 某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，所用计时器为电火花打点计时器，重锤质量为500g，部分实验步骤如下： A．将打点计时器竖直固定在铁架台上如图甲所示的位置 B．先接通电源，后释放重锤 C．更换纸带，再重复几次，选择合适的纸带进行测量分析 （1）上述实验步骤中不合理的步骤为______（选填序号字母）。 （2）按照正确的操作选得如图乙所示的纸带，其中O是重锤刚释放时所打的点，测得连续打下的五个点A、B、C、D、E到O点的距离h值如图乙所示。已知交流电源频率为50Hz，当地重力加速度为。在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量______J，重力势能的减少量______J（结果均保留三位有效数字）。 【答案】（1）A （2） ①. 1.00 ②. 1.07 【解析】 【小问1详解】 ABC．将打点计时器固定在铁架台上后让纸带穿过限位孔，用夹子夹住纸带，为了在实验中获取更多的数据点同时节约纸带，重物应靠近打点计时器，先接通电源，后释放重锤，然后更换纸带，再重复几次，选择合适的纸带进行测量分析，A错误，BC正确。 本题选择不合理的步骤，故选A。 【小问2详解】 [1]根据已知条件，可得大点周期 由图乙纸带可得打C点时的瞬时速度 在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量 [2]重力势能的减少量 16. 物理兴趣小组为了测量金属丝的电阻率，除了待测金属丝、刻度尺、螺旋测微器、开关和导线之外，还备有下列器材： A．电压表V1（量程0~3V，内阻约3kΩ） B．电压表V2（量程0~15V，内阻约15kΩ） C．电流表A1（量程0~100mA，内阻约5Ω） D．电流表A2（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω） F．滑动变阻器R1（阻值0~10Ω，额定电流2A） G．滑动变阻器R2（阻值0~2kΩ，额定电流0.5A） H．电源E（输出电压约4V，内阻可忽略） （1）取一段均匀的电阻丝接在木板的两接线柱上，用刻度尺测量两接线柱间金属丝的长度L＝50.0cm，用螺旋测微器测量金属丝的直径示数如图a所示，直径d＝________mm。 （2）为了选择合适的测量电路，先用多用电表的欧姆“×1”挡粗测金属丝的电阻，示数如图b所示，其读数为________Ω。 （3）小组成员准备测量多组数据，描绘U－I图像，根据图像求出电阻，其中电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________。（填器材前字母）请完善图c所示的电路图________。 【答案】（1）0.516##0.517##0.518 （2）30 （3） ①. A ②. C ③. F ④. 【解析】 【小问1详解】 用螺旋测微器测量金属丝的直径示数 d＝0.5mm+0.01mm×1.7=0.517mm 【小问2详解】 欧姆表读数为30×1Ω=30Ω。 【小问3详解】 [1][2][3]电源电压为4V，则电压表选择A；电路中电流不超过 可知电流表选择C；滑动变阻器要接成分压电路，则应选阻值较小的F； [4]因RV>>Rx，则应该采用安培表外接电路，电路如图： 17. 如图所示，用F=20N的水平拉力，使质量m＝5.0kg的物体以v0=1.2m/s的速度沿水平地面向右做匀速直线运动。空气阻力可忽略不计，取重力加速度g=10m/s2。 (1)求物体与地面间的动摩擦因数μ； (2)若从某时刻起，保持拉力F的大小不变，改为与水平成θ=37°角斜向上拉此物体，使物体沿水平地面向右做匀加速直线运动。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： ①物体运动的加速度大小a； ②改变拉力方向后5.0s内拉力F的平均功率P。 【答案】(1)0.40；(2)①a=0.16m/s2；②25.6W 【解析】 【详解】(1)因物体沿水平地面做匀速直线运动，因此有 F=f=μN=μmg 解得 μ==0.40 (2)①设地面对物体的支持力为N，根据牛顿第二定律，对物体沿水平方向有 Fcosθ-μN=ma 沿竖直方向有 Fsinθ+N=mg 解得 a=0.16m/s2 ②改变拉力方向后5.0s内物体的位移 s=v0t+=8.0m 此过程中拉力所做的功 W=Fscosθ=128J 拉力F的平均功率 18. 如图所示，粗糙的水平面AB与光滑的竖直圆轨道BCD在B点相切，圆轨道BCD的半径R=0.40m，D是轨道的最高点，一质量m=1.0kg可以看成质点的物体静止于水平面上的A点。现用F=7.0N的水平恒力作用在物体上，使它在水平面上做匀加速直线运动，当物体到达B点时撤去力F，之后物体沿圆轨道BCD运动，物体恰好能通过D点。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20，取重力加速度g=10m/s2。求： （1）物体通过D点时速度vD的大小； （2）物体刚进入圆轨道B点时所受支持力FN的大小； （3）A与B之间的距离x。 【答案】（1）；（2）60N；（3）2.0m 【解析】 【详解】（1）物体恰好能通过D点，根据牛顿第二定律 可得 （2）根据动能定理，物体由B点运动到D点的过程中，有 物体经B点时 得 （3）物体在水平面上做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律 根据匀变速直线运动公式，有 得 19. 在芯片制造过程中，离子注入是芯片制造重要的工序。图a是我国自主研发的离子注入机，图b是简化的注入过程原理图。静止于A处的离子，经电压为的电场加速后，沿图中半径为的圆弧虚线通过磁分析器，然后从点垂直进入矩形CDQS有界匀强电场中，最后恰好打在点，已知磁分析器截面是四分之一圆环，内部为匀强磁场，方向垂直纸面向里；矩形区域内匀强电场水平向左，，。整个装置处于真空中，离子的质量为、电荷量为，离子重力不计。求： （1）离子进入匀强电场区域点时的速度大小及磁分析器通道内磁感应强度大小； （2）矩形区域内匀强电场场强大小。 【答案】（1）；；（2） 【解析】 【详解】（1）离子经过加速电场，由动能定理可知 解得 在磁分析器中，洛伦兹力提供向心力有 解得 （2）离子匀强电场中运动时，水平方向做匀加速运动，则 由运动学公式可知 竖直方向做匀速运动 解得 20. 动能回收系统（KineticEnergyRecoverySystem）是新能源汽车时代一项重要的技术，其主要原理是利用电磁制动回收动能以替代传统的刹车制动模式，其能源节省率高达37%。其原理为，当放开油门进行轻制动时，汽车由于惯性会继续前行，此时回收系统会让机械组拖拽发电机线圈，切割磁场并产生电流对电池进行供电。设汽车的质量为M，若把动能回收系统的发电机看成理想模型：线圈匝数为N，面积为S，总电阻为r，且近似置于一磁感应强度为B的匀强磁场中。若把整个电池组等效成一外部电阻R，则： （1）若汽车系统显示发电机组此时的转速为n，则此时能向外提供多少有效充电电压？ （2）某厂家研发部为了把能量利用达到最大化，想通过设计“磁回收”悬挂装置对汽车行驶过程中的微小震动能量回收，实现行驶更平稳，更节能的目的。其装置设计视图如图甲、乙所示，其中，避震筒的直径为D，震筒内有辐向磁场且匝数为n₁的线圈所处位置磁感应强度均为，线圈内阻及充电电路总电阻为，外力驱动线圈，使得线圈沿着轴线方向往复运动，其纵向震动速度图像如图丙所示，忽略所有的摩擦。试写出此避震装置提供的电磁阻力随时间的表达式。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）由线圈转动产生的交变电流电动势最大值为 由题意得，电动势的有效值为 由闭合电路欧姆定律，电池组获得的实际充电电压为 又因 联立解得 （2）电磁避震筒通过切割辐向磁场产生感应电流，其电动势表达式为 由题图可知，阻尼线圈的切割速度函数表达式为 线圈中的总电流 感应电流产生安培力与运动方向相反且其大小为 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024学年度京郊绿色联盟四校联考高二 物理试卷 本试卷分第一部分和第二部分，满分100分，考试时间90分钟。 第一部分 本部分共14小题，每小题3分，共42分。在每小题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 1. 如图所示，一束复色光从空气中射入水中，分成两束单色光a和b，则下列说法正确的是（　　） A. 在水中，a光的频率大于b光的频率 B. 在水中，a光的光速大于b光的光速 C. 在水中，a光的波长大于b光的波长 D. 若光从水中射向空气中，a光的临界角大于b光的临界角 2. 如图所示，一颗卫星绕地球做椭圆运动，运动周期为T，图中虚线为卫星的运行轨迹，A、B、C、D是轨迹上的四个位置，其中A距离地球最近，C距离地球最远。B和D点是弧线ABC和ADC的中点，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在C点的速度最大、加速度最小 B. 卫星在C点引力势能最大、机械能最小 C. 卫星从A经D到C点的运动时间为 D. 卫星从B经A到D点的运动时间为 3. 在如图所示的坐标系中，一条弹性绳沿x轴放置，图中小黑点代表绳上的质点，相邻质点的间距为a。时，处的质点开始沿y轴做周期为T、振幅为A的简谐运动。时的波形如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 时，质点沿y轴负方向运动 B. 时，质点的速度最大 C. 时，质点和相位相同 D. 该列绳波的波速为 4. 我国计划于2024年5月发射“楚天”超低轨道星座首星，超低轨道是指轨道高度介于150km-300km的轨道，将“楚天”首星轨道视为圆周。关于它的运动，下列说法正确的是（ ） A. 周期小于地球自转周期 B. 线速度大于地球的第一宇宙速度 C. 线速度小于地球赤道表面物体随地球自转的线速度 D. 向心加速度小于地球表面的物体随地球自转的向心加速度 5. 小杰学习自由落体运动后，用20cm的刻度尺测量同学的反应时间，测量方法如图所示，被测者用两个手指虚捏在尺子0刻线处，观察到小杰松开尺子时立刻捏住尺子，读出手指所捏刻度h，下列说法正确的是（　　） A. h越大，反应时间越短 B. 反应越慢，要捏住尺子时，尺子下落的速度越大 C. 该尺可以测量出0.4s的反应时间 D. 计算时若重力加速度g取10m/s2，则测算出的反应时间比实际值要大 6. 如图所示，两条不等长的细线一端拴在同一点，另一端分别拴两个带同种电荷的小球，电荷量分别是q1、q2，质量分别为m1、m2，当两小球处于同一水平面时恰好静止，且α>β，则造成α、β不相等的原因是（　　） A. m1<m2 B. m1>m2 C. q1<q2 D. q1>q2 7. 静电喷涂技术在现代工业部件的制造中被广泛应用，图为对某一工件的静电喷漆过程示意图，被喷涂的工件带正电并接地，喷枪连接涂料管道与高压直流电源的负极连接，图中虚线表示电场线。下列说法正确的是（　　） A. 喷出的涂料微粒带正电 B. 从喷枪到被喷涂工件电势逐渐降低 C. 涂料微粒向工件运动过程中电势能逐渐减少 D. 涂料微粒向工件运动过程中加速度恒定 8. 如图所示，电源电动势为，电路中有AB、CD、EF、GH四根连接电路的导线，其中一根导线内部的铜丝是断的，电路其余部分完好。为了查出故障导线，某同学选用多用电表直流挡，闭合开关后，将多用电表红表笔接在A接线柱上，黑表笔依次接在B、D、F所示的接线柱上，多用电表的示数分别为、、。可判断出故障导线是（　　） A. AB B. CD C. EF D. GH 9. 如图甲所示是磁电式电表内部结构示意图，蹄形磁铁的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，在铝框上绕有铜线圈。电表指针固定铁芯在线圈上，可与线圈一起转动，线圈的两端分别接在两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流入线圈。蹄形磁铁与铁芯间的磁场可看作是均匀辐射分布的，如图乙所示，无论线圈转到什么位置，线圈平面总与线圈所在磁场甲的方向平行。关于磁电式电表，下列说法不正确的是（　　） A. 磁电式电表的原理是通电线圈在磁场中因受安培力而转动 B. 改变线圈中电流的方向，指针会反向偏转 C. 增加线圈的匝数可以提高电表的灵敏度 D. 用塑料框代替铝框，在使用电表时可以使指针更迅速稳定在示数位置上 10. 如图所示，水平地面上放置一个质量为、倾角为的斜面体。一个质量为的箱子在平行于斜面的拉力F作用下，沿斜面体匀速上滑，斜面体保持静止。已知箱子与斜面间的动摩擦因数为0.25，重力加速度g取，，。下列说法正确的是（　　） A. 箱子对斜面体压力的大小为 B. 拉力F的大小为 C. 斜面体对地面压力的大小为 D. 地面给斜面体的摩擦力大小为 11. 如图所示，质量分别为和（）的两个小球叠放在一起，从高度为h处由静止释放，它们一起下落。已知h远大于两球半径，碰撞前后小球都沿竖直方向运动，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 在下落过程中，两个小球之间存在相互作用的弹力 B. 释放后至弹起的过程中，两小球的动量守恒 C. 若所有的碰撞都没有机械能损失，且碰撞后弹起的最大高度，则碰撞后弹起的最大高度一定大于2.5h D. 若两球接触处涂有粘胶，从地面弹起后两球粘在一起向上运动，则两球弹起的最大高度为h 12. 图甲为我国建造的第一台回旋加速器，该加速器存放于中国原子能科学研究院，其工作原理如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A. 粒子在回旋加速器中增加动能来源于磁场能 B. 同一粒子出射时的动能大小与加速电压的大小有关 C. 同一粒子从加速器出射时速度大小只与D形盒的半径大小及磁场的磁感应强度大小有关 D. 从理论上讲，只要无限增大D形盒半径和磁感应强度，就能使粒子的出射动能无限大 13. 一学生小组在探究电磁感应现象时，进行了如下比较实验。用图（a）所示的缠绕方式，将漆包线分别绕在几何尺寸相同的有机玻璃管和金属铝管上，漆包线的两端与电流传感器接通。两管皆竖直放置，将一很小的强磁体分别从管的上端由静止释放，在管内下落至管的下端。实验中电流传感器测得的两管上流过漆包线的电流I随时间t的变化分别如图（b）和图（c）所示，分析可知（　　） A. 图（c）是用玻璃管获得的图像 B. 在铝管中下落，小磁体做匀变速运动 C. 在玻璃管中下落，小磁体受到的电磁阻力始终保持不变 D. 用铝管时测得的电流第一个峰到最后一个峰的时间间隔比用玻璃管时的短 14. 如图甲所示，光滑绝缘细圆管固定在水平面上，半径为r。圆管平面存在方向竖直向上且均匀分布的磁场，其磁感应强度大小随时间的变化规律如图乙所示（、均已知），取竖直向上为正方向。已知当磁感应强度均匀变化时，会在圆管内产生场强大小处处相等且电场线闭合的涡旋电场。管中有一质量为m、电荷量大小为q的带负电小球从静止开始在管内做圆周运动。下列说法正确的是（ ） A. 从上往下看小球沿顺时针方向运动 B. 管内涡旋电场的场强大小为 C. 小球第2次回到出发点时的速度大小为 D. 小球先后相邻两次回到出发点的过程中涡旋电场对小球的冲量增大 第二部分 本部分共6小题，共58分。 15. 某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，所用计时器为电火花打点计时器，重锤质量为500g，部分实验步骤如下： A．将打点计时器竖直固定在铁架台上如图甲所示的位置 B．先接通电源，后释放重锤 C．更换纸带，再重复几次，选择合适的纸带进行测量分析 （1）上述实验步骤中不合理的步骤为______（选填序号字母）。 （2）按照正确操作选得如图乙所示的纸带，其中O是重锤刚释放时所打的点，测得连续打下的五个点A、B、C、D、E到O点的距离h值如图乙所示。已知交流电源频率为50Hz，当地重力加速度为。在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量______J，重力势能的减少量______J（结果均保留三位有效数字）。 16. 物理兴趣小组为了测量金属丝电阻率，除了待测金属丝、刻度尺、螺旋测微器、开关和导线之外，还备有下列器材： A．电压表V1（量程0~3V，内阻约3kΩ） B．电压表V2（量程0~15V，内阻约15kΩ） C．电流表A1（量程0~100mA，内阻约5Ω） D．电流表A2（量程0~0.6A，内阻约0.1Ω） F．滑动变阻器R1（阻值0~10Ω，额定电流2A） G．滑动变阻器R2（阻值0~2kΩ，额定电流05A） H．电源E（输出电压约4V，内阻可忽略） （1）取一段均匀的电阻丝接在木板的两接线柱上，用刻度尺测量两接线柱间金属丝的长度L＝50.0cm，用螺旋测微器测量金属丝的直径示数如图a所示，直径d＝________mm。 （2）为了选择合适的测量电路，先用多用电表的欧姆“×1”挡粗测金属丝的电阻，示数如图b所示，其读数为________Ω。 （3）小组成员准备测量多组数据，描绘U－I图像，根据图像求出电阻，其中电压表应选________，电流表应选________，滑动变阻器应选________。（填器材前字母）请完善图c所示的电路图________。 17. 如图所示，用F=20N的水平拉力，使质量m＝5.0kg的物体以v0=1.2m/s的速度沿水平地面向右做匀速直线运动。空气阻力可忽略不计，取重力加速度g=10m/s2。 (1)求物体与地面间的动摩擦因数μ； (2)若从某时刻起，保持拉力F的大小不变，改为与水平成θ=37°角斜向上拉此物体，使物体沿水平地面向右做匀加速直线运动。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： ①物体运动的加速度大小a； ②改变拉力方向后5.0s内拉力F的平均功率P。 18. 如图所示，粗糙的水平面AB与光滑的竖直圆轨道BCD在B点相切，圆轨道BCD的半径R=0.40m，D是轨道的最高点，一质量m=1.0kg可以看成质点的物体静止于水平面上的A点。现用F=7.0N的水平恒力作用在物体上，使它在水平面上做匀加速直线运动，当物体到达B点时撤去力F，之后物体沿圆轨道BCD运动，物体恰好能通过D点。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20，取重力加速度g=10m/s2。求： （1）物体通过D点时速度vD的大小； （2）物体刚进入圆轨道B点时所受支持力FN的大小； （3）A与B之间的距离x。 19. 在芯片制造过程中，离子注入是芯片制造重要的工序。图a是我国自主研发的离子注入机，图b是简化的注入过程原理图。静止于A处的离子，经电压为的电场加速后，沿图中半径为的圆弧虚线通过磁分析器，然后从点垂直进入矩形CDQS有界匀强电场中，最后恰好打在点，已知磁分析器截面是四分之一圆环，内部为匀强磁场，方向垂直纸面向里；矩形区域内匀强电场水平向左，，。整个装置处于真空中，离子的质量为、电荷量为，离子重力不计。求： （1）离子进入匀强电场区域点时的速度大小及磁分析器通道内磁感应强度大小； （2）矩形区域内匀强电场场强大小。 20. 动能回收系统（KineticEnergyRecoverySystem）是新能源汽车时代一项重要的技术，其主要原理是利用电磁制动回收动能以替代传统的刹车制动模式，其能源节省率高达37%。其原理为，当放开油门进行轻制动时，汽车由于惯性会继续前行，此时回收系统会让机械组拖拽发电机线圈，切割磁场并产生电流对电池进行供电。设汽车的质量为M，若把动能回收系统的发电机看成理想模型：线圈匝数为N，面积为S，总电阻为r，且近似置于一磁感应强度为B的匀强磁场中。若把整个电池组等效成一外部电阻R，则： （1）若汽车系统显示发电机组此时的转速为n，则此时能向外提供多少有效充电电压？ （2）某厂家研发部为了把能量利用达到最大化，想通过设计“磁回收”悬挂装置对汽车行驶过程中的微小震动能量回收，实现行驶更平稳，更节能的目的。其装置设计视图如图甲、乙所示，其中，避震筒的直径为D，震筒内有辐向磁场且匝数为n₁的线圈所处位置磁感应强度均为，线圈内阻及充电电路总电阻为，外力驱动线圈，使得线圈沿着轴线方向往复运动，其纵向震动速度图像如图丙所示，忽略所有的摩擦。试写出此避震装置提供的电磁阻力随时间的表达式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $