2024年山东省青岛市即墨区自主招生物理试题

物 理 试 题 （满分：120分） 考生 须知 1．试卷分第 I、Ⅱ卷，分别为选择题和非选择题，共 12页，28题。 2．在试卷、答题卡上准确填写学校、姓名、考试号和座号等。 3．试题答案一律填涂或书写在答题卡．．．上，在试卷上作答无效。 第 I 卷（共 40分） 一、单项选择题（满分 20分，共 10题，每题 2分）每题只有 1个选项符合题意，请选出并将 答题卡的对应项涂黑 1．夏天，从电冰箱冷冻室里拿出一根棒冰，发现包装纸上有一层“霜”；撕开包装纸后，棒冰 冒出“白气”；手接触棒冰时，棒冰会“粘”手。关于以上现象，下列说法正确的是 A．纸上“霜”是水凝固形成的 B．“白气”形成过程需要吸热 C．冒出的“白气”会向下运动 D．“粘”手是因为存在大气压 2．用如图所示的滑轮组提升重为 900N的建筑材料M，动滑轮重为 100N；在卷扬机对绳子的 拉力F作用下，材料M在 10 s内竖直匀速上升了 2m，拉力 F的功率为 240W，在此过程 中，下列说法正确的是 A．材料M的上升速度为 0.4m/s B．滑轮组对M做的有用功为 3600 J C．滑轮组的机械效率为 90% D．卷扬机对绳子的拉力 F＝600N 3．将四个定值电阻 a、b、c、d分别接入不同电路中，测出各电阻两端的电压 U和通过的电流 I，把测得的数据在坐标系中描点，如图所示，根据图中信息，可知下列说法错误．．的是 A．a的阻值最小 B．b、c的阻值相等 C．若把 b、d并联接在同一电源上，通电时 d的电功率较大 D．若把 a、c串联接在同一电源上，通电时 c两端电压较大 4．建设美丽乡村时，汽车运输铺路所用的鹅卵石。如图，装有若干鹅卵石的汽车在水平公路上 沿直线匀速向右行驶，车厢中的一鹅卵石 a受到周围所有鹅卵石对它作用力的方向为 A．水平向左 B．竖直向上 C．水平向右 D．竖直向下 5．如图，电路由电源、开关、小灯泡、滑动变阻器及甲、乙、丙三个电表（电流表或电压表） 组成。闭合开关后，灯泡发光；变阻器滑片 P向右移动过程中，灯泡的亮度不变。已知电源 电压不变，以下关于三个电表的判断，正确的是 A．甲是电压表，乙、丙是电流表 B．甲是电流表，乙、丙是电压表 C．乙是电流表，甲、丙是电压表 D．乙是电压表，甲、丙是电流表 6．如图，两根竖直细棉线吊着一根铜棒 a，空间存在垂直于纸面且强度不变的均匀磁场，a中 通有方向向右的电流，两线上拉力大小均为 F1。若 a中通有大小相等、方向向左的电流，两 线上拉力大小均为 F2，且 F2＞F1，则铜棒所受的磁场力大小为 A．F2－F1 B．F2＋F1 C．2F2－2F1 D．2F2＋2F1 7．如图，杂技演员在进行“顶杆”表演时，用的是一根长直硬质轻杆，不计杆质量，杆表面粗 糙程度相同。直杆和演员甲被站在地面上的演员乙用肩部竖直顶起，在杆底与乙肩部之间有 一水平放置的压力传感器（能测出杆对传感器压力大小的装置），甲的质量为 30 kg；当甲 自杆顶由静止开始沿竖杆下滑到杆底的过程中，传感器显示的压力 F情况如图象所示，则 A．0～3 s内，甲的运动状态不变 B．0～3 s内，甲对杆施加了竖直向上的摩擦力 C．0～1 s内甲对杆的压力等于 1～3 s内甲对杆的压力 D．1～3 s内，甲所受的摩擦力大于自身重力 I a I/A 物理试题 第 1页 （共 12页） 物理试题 第 2页 （共 12页） a 丙 甲 乙 P F S1 M 卷扬机 乙 甲 v 竖直轻杆 压力传感器 t/s0 F/N 360 1 3 200 2 O U/A c a b d 8．利用图示电路可测出电压表的内阻(内阻不变)，已知 Rx为电阻箱（能读出连入电路中阻值大 小的变阻器），电源电压不变。接通电路，当电阻箱 Rx取不同阻值时，电压表对应有不同 的读数 U 表；多次改变 Rx阻值，所得到的 表U 1 -Rx图象为下图中的 9．在两个相同的杯子内，分别盛有质量相等的热水和冷水，在不计热损失的情况下，将一半热 水倒入冷水杯内，稳定后冷水杯内的水温升高了 14°C。若再将热水杯内剩余热水的一半再 次倒入冷水杯内，稳定后冷水杯内的水温会再升高 A．4°C B．5°C C．6°C D．7°C 10．如图，一本新书共有 196页，平放在水平桌面上，将一张 A4纸夹在某两书页间。A4纸与 书页间的滑动摩擦力及书与桌面间的滑动摩擦力均与其各自接触面上的压力 FN成正比，满 足 Ff＝μFN，式中μ叫做动摩擦因数，它只跟接触面的粗糙程度有关，与压力无关。A4纸与 书页间的动摩擦因数为μ1，书与桌面间的动摩擦因数为μ2，μ1＝3μ2。已知每张书页的质量都 相同，书的上下两个封面质量相同，一个封面的质量相当于两张书页质量。现用水平向右垂 直于纸边的拉力拉 A4纸，若要使 A4纸和书一起运动（即不发生相对滑动），最大静摩擦 力等于滑动摩擦力，忽略 A4纸的质量，则 A4纸至少应夹 在哪两页之间 A．16与 17页之间 B．30与 31页之间 C．64与 65页之间 D．68与 69页之间 二、多项选择题（满分 20分，共 5题。每题全选对的得 4分，有漏选的得 2分，错选或不选的 得 0分）每题有 2～3个选项符合题意，请选出并将答题卡的对应项涂黑 11．手机具有录音和显示波形的功能。小海将一乒乓球从一定高度由静止释放，用手机记录乒 乓球碰撞台面发出的声音，其波形随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．每次发声的时间间隔相等 B．乒乓球每次碰撞台面发声的响度依次变小 C．乒乓球每次弹离桌面时的动能依次减小 D．乒乓球每次弹离桌面的最大高度不变 12．小蓝利用大塑料瓶和开口小玻璃瓶制作了“浮沉子”：如图甲，将装有适量水的小瓶开口 向下漂浮在大瓶内的水面上，拧紧大瓶的瓶盖使其密封，两瓶内均有少量空气；手握大瓶施 加适当的压力，使小瓶下沉并悬浮在图乙所示位置。小瓶的壁厚不计，将倒置的小瓶和小瓶 内的空气看成一个整体M，下列说法正确的是 A．M在甲、乙两情形下所受的浮力相等 B．M在甲情形下所受的浮力较大 C．在甲、乙两情形下小瓶内空气的密度相等 D．在乙情形下小瓶内空气的密度较大 13．如图甲，电力工人正在进行高空作业，他用拴在身体上的轻绳通过轻质滑轮悬吊在倾斜长 直输电线上，沿电线下滑过程中可能会出现图乙、丙所示的两种情况，图乙中悬挂工人的轻 绳竖直，图丙中悬挂工人的轻绳与输电线垂直，不计空气阻力，对于该工人的运动情况，下 列说法正确的是 A．图乙中工人加速下滑 B．图丙中工人匀速下滑 C．图乙中工人匀速下滑 D．图丙中工人加速下滑 14．如图，某款扫地机器人，其内置锂电池的容量为 5000mA·h，一般情况下，充满一次电可 供机器人正常工作 150min。已知该扫地机器人的额定功率为 40W，下列说法正确的是 A．扫地机器人的额定电压为 20V B．扫地机器人正常工作时电流为 2A C．扫地机器人电动机的内阻为 10Ω D．扫地机器人正常工作 150min消耗的电能为 3.6×105 J A4纸 F Rx V O C Rx 1 U表 O A Rx 1 U表 O B Rx 1 U表 O D Rx 1 U表 物理试题 第 3页 （共 12页） 物理试题 第 4页 （共 12页） 甲 乙 F F 甲 乙 丙 15．图甲所示电路中，R1是定值电阻，电流表量程为 0~0.6 A；图乙是电阻箱 R2消耗的电功率 与其电阻大小变化关系的部分图象。电源电压不变，下列说法正确的是 A．电源电压为 18V B．R1的阻值为 20Ω C．R2允许连入电路的最小阻值为 10Ω D．R2为 25Ω时，整个电路消耗的功率为 5.4W 第Ⅱ卷（共 80分） 三、实验探究题（满分 18分，共 3题） 16．〔5分〕空间站中的物体处于完全失重状态（重力好像消失了），在中国空间站进行的 “天宫课堂”第四课中，碰撞后的大、小钢球均做近似匀速直线运动，该现象验证了牛顿第 一定律。小蓝用如图所示装置进行了三次实验，进一步探究“阻力对物体运动的影响”。 (1)实验时将斜面固定，使小车从斜面上同一位置由静止滑下。沿斜面下滑过程中，小车所受的 重力 （做/不做）功，小车所受的支持力 （做/不做）功。 (2)三次实验中，阻力对小车运动的影响是通过 来反映的；小车在不同水平表面上的整 个运动过程中，克服阻力所做的功 （相等/不相等）。 (3)利用图乙装置，继续进行如下探究：在小车上放置数量不等的砝码，每次都让小车从斜面顶 端自由滑下，记录小车的质量及它在水平面上滑行的距离，数据如下表。分析数据 ，可得 出的结论是： 。 17．〔8分〕学习透镜知识后，某实验小组在光学实验室（暗室）对学过的知识进行深入研 究，可用的器材有：光源 S（视为点光源）、圆形凸透镜（直径为 D）、光具座、光屏（足 够大）。 (1)经讨论，他们决定先从测量凸透镜的焦距开始。 ①在光屏中央画一个与凸透镜直径相同的圆，找出圆心 O＇；将光源 S、凸透镜和光屏放在 光具座上，调节它们中心在同一高度时，最佳方案是使它们相互 （靠近/远离）。 ②将凸透镜固定在图甲所示位置，使光源从紧贴凸透镜的位置缓慢向外移动，直到光屏上的 光斑 ，就可从光具座上读出凸透镜的焦距，此时各器材在光具座上的位置如图甲 所示，则该凸透镜的焦距为 cm。 ③为了验证测出的焦距是否准确，小蓝提出：可以左右移动光屏，若光屏上的光斑大小不 变，则测出的焦距准确；若本次测出的凸透镜的焦距比真实值小，则支持该结论的现象 为：向左移动光屏， 。 ④在移动光屏过程中，小蓝发现光屏上光斑的外侧还有一个暗环，她猜想可能是凸透镜的边 框造成的。于是，她拆除边框，直接将凸透镜固定在光具座上，发现暗环仍然存在。如图 乙，若光源 S在透镜左侧焦点处，光屏在右侧焦点处，则暗环的面积等于 。 (2)接着，用该凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验： 为了使光源更加稳定，他们用发光二极管按“F”字样拼装在不透明的纸板上，使“F”光源 正立面对凸透镜，如图丙，给图示中的二极管通电，移动光屏至合适位置，屏上可呈现一清 晰的像： ①此像是倒立 （放大/缩小/等大）的像； ②从 E处看，光屏上像的形状是图丙中的 （填字母序号）。 小车质量/kg 0.15 0.2 0.25 0.3 0.4 小车滑行距离/m 0.42 0.42 0.43 0.42 0.43 物理试题 第 5页 （共 12页） 物理试题 第 6页 （共 12页） 甲 R2 S A R1 R2/Ω P/W 4.0 3.6 25 40 乙 甲 乙 丙 毛巾 棉布 木板 F S 乙 O F D 甲 0 cm 50 1009080706040302010 S O＇ 丙 A B C D E 0 100cm 50 9080706040302010 18．〔5分〕如图甲，在测量小灯泡电功率实验中，小蓝选用标有“2.5 V”字样的小灯泡进行 实验。已知电源电压恒定为 4V，滑动变阻器规格为“15Ω 2A”。 (1)闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片 P移至 （A/B）端。 (2)闭合开关后，电流表、电压表示数均为 0，移动滑片 P，两电表指针均不偏转。 将与电压表上“3”接线柱相连的导线从 C端拆下，用拆下端分别试触 A、B、D接线 柱，分别试触 A、B接线柱时，电压表指针均不偏转；试触 D接线柱时，电压表指针偏 转。若电路中只有一处故障，则故障可能是： 。 (3)排除故障后，闭合开关，当滑片 P位于变阻器阻值最大处时，电压表示数为 1V，电流表 示数为 0.2A；改变滑片 P位置，再进行三次实验，实验数据如下表。第 3次实验中，电 流表示数如图乙，该示数为 A。根据数据，绘制出灯泡的 I-U 图象，如图丙。 第 1次实验中，持续通电 10 s，滑动变阻器产生的热量为 J； 图象中的阴影部分面积表示 ； 四、作图与填空题（满分 26分，共 5题） 19．〔4分〕如图，小蓝参加潜水活动时，眼睛在水中 A 处向岸上看去，发现：由于泳池边缘的阻挡，竖墙上 有一个视觉“盲区”。一束光线，从竖墙上盲区边缘 处刚好射入 A处小蓝的眼睛。 (1)请在答题卡上画出这束光射入小蓝眼睛的光路图； 这束光在水面处还要发生反射，请画出该反射光； (2) 该光束，其反射光与入射光之间的夹角为 100°，折射光与反射光之间的夹角为 95°， 则折射角大小为 。 20．〔4分〕图示为供孵化所用恒温箱系统，控制电路由电源、电磁继电器、滑动变阻器 R1、 热敏电阻 R2（安装在恒温箱内，阻值随温度升高而显著减小）等组成。加热电路由电源、 电热丝 R3和 R4等组成。调好 R1阻值，闭合 S1、S2，箱内温度升高到设定值后即在小范围内 波动，且降温阶段降温较平缓。两电源电压均恒定。 (1)通电时，电磁铁 T上端磁极是 极； 箱内温度升高时，电磁铁磁性 。 (2)电阻值 R3 R4。 (3)将 R1阻值稍微调大一些，恒温箱控制的 温度将 。 21．〔6分〕如图，将质量均匀的木棒切割并组装成 Z、D两个木模，用两根竖直细线 a、b连 接，Z、D水平静置，Z木模呈现悬浮效果。已知 Z木模左右对称，质量为 6 kg；Z对称轴到 b线、b线到 a线的距离分别为 0.2m、0.4m。 (1) Z木模可看作杠杆，若选取 O为支点，则 a线拉力的 力臂 la＝ m； (2) a线拉力大小为 N，b线拉力大小为 N； (3)若仅改变 a线在 Z、D上的接线点，使 a线向左平移， 线仍竖直，则 a线上拉力大小变化情况为 ， D木模对水平地面压力大小的变化情况为 。 22．〔4分〕交通部门常用测速仪检测车速，如图甲，汽车向测速仪驶来，测速仪向汽车先后 两次发出短促的超声波信号，并接收被汽车反射回来的超声波信号，再根据发出两次信号的 时间间隔，自动计算出车速。某次测速中，测速仪发出与接收超声波的情况如图乙，其中 x 表示超声波与测速仪之间的距离（超声波在空气中的传播速度为 340m/s，且保持不变）。 (1)汽车接收到第一次超声波信号时，它距测速仪的距离为________m； (2)测速仪先后发出两次信号的时间间隔为________ s； (3)该次测速中，被测车速为________ m/s； 实验次数 第 1次 第 2次 第 3次 第 4次 U/V 1 1.5 2.5 3 I/A 0.2 0.23 0.3 物理试题 第 7页 （共 12页） 物理试题 第 8页 （共 12页） Z D O ab 0.2m 0.4m 水面 竖墙 盲 区 A 3 0.6 乙 A 0.2 1 2 0.6 0 3 0 0.4 甲 C V 3 15 A B A 30.6 D P I/A 丙 320 0.1 U/V 0.2 0.3 1 4 R4 R1 R2 电源 S1 T S2 R3 恒温箱 甲 测速仪 v 乙 0 x/m 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 t/s x1 x2 ∆h ∆h/cm200 p/Pa 6000 甲 乙 A 30 23．〔8分〕甲、乙为两个质量分布均匀的实心圆柱体，均按图示方式并排放在水平地面上， 已知甲的密度为 4.0×103 kg/m3。现分别将甲、乙的上部分按图示水平切去，剩余部分对地 面的压强 p与切去部分高度∆h的关系如图所示。 (1)切除之前，甲对地面的压强为 Pa； (2)乙的密度为 kg/m3； (3)图象中，A点的纵坐标为 ； (4)若甲、乙切去部分的高度均为 12 cm，且将各自切去部分放置在另一圆柱体剩余部分的上 表面，甲剩余部分和乙切去部分的组合体对地面的压强为 p1，乙剩余部分和甲切去部分 的组合体对桌面的压强为 p2，p1∶p2＝8∶3，则甲、乙底面积之比为________。 五、计算题（满分 16分，共 2题） 24．〔7分〕如图甲，圆柱形薄壁容器 A中盛有某种油漆，为了给圆柱形工件B的表面均匀地涂 上这种漆，需用竖直向下的力 F把工件缓缓地压入油漆中；下压过程中，B底面总是与液面 平行，B底面与液面的距离为 h，力F与 h之间关系图象如图乙所示。小海认为图中ED的延 长线DC段是没有意义的，老师告诉他，当力 F为负值时，表明它的方向与原来的方向相反 了。已知A的横截面积 SA＝2m2，B的底面积 SB＝0.5m2，求： (1)工件B的质量； (2)这种油漆的密度； (3)将工件从图象所示的 D状态压到 E状态，容器A底部受到油漆压强的变化量。 25．〔9分〕寒假，小蓝发现一闲置的旧电炉（如图甲），电炉中有一根电阻丝，铭牌上标有 “220 V 968W”字样。为检测电炉能否工作，将电炉接入家庭电路中单独工作，观察到表 盘如图乙所示电能表的指示灯在 50 s内闪烁了 15次(1200 imp表示指示灯闪烁次数)，忽略温 度对电阻的影响。 (1)求电炉正常工作时的电流； (2)求检测时电炉上的实际电压（可保留根号）； (3)小蓝想给阳台上的花草制作一个可调温的加热装置，在家长陪同下，她拆下整根电阻 丝，将其分成两段，其中一段制成阻值可调的电阻丝；将两段电阻丝接入电源电压恒为 10 V的电路中，在通过电阻丝的电流不超过其额定电流的情况下，该加热装置的总功率 P与电源输出电流 I关系图象如图丙所示，其中 I 大、I 小分别为电源的最大、最小输出电 流，求该装置的最小功率。 六、综合能力题（满分 20分，共 3题） 26．〔5分〕排球运动深受广大运动者喜爱。如图，小海正在练习垫球，两手臂每次触球时均 平举且保持静止，以控制排球在竖直方向上运动。某次垫球，质量 m＝0.25 kg的排球从离手 臂高度 h1=1m处由静止下落，排球与手臂碰撞后反弹高度 2 3 8 h = m。排球在空中运动时，受 到大小 f =0.5 N的空气阻力作用。取小海垫球时手臂所在高度重力势能为 0，排球重力势能 pE mgh= ，其中 g为重力加速度且 g=10m/s 2。排球运动过程中，因受空气阻力作用而将其机 械能转化为内能 Q，Q f s= × ，其中 s为排球运动通过的路程。排球动能可用字母 kE 表示。 设排球每次碰撞过程中损失的能量均不变。 (1)求排球与手碰撞过程中损失的能量 ED ； (2)垫球过程中，要使排球每次反弹高度与下落高度均为 h1=1m， 求小海垫球 10次对排球所做的总功。 物理试题 第 9页 （共 12页） 物理试题 第 10页 （共 12页） 甲 乙 kW·h 220V 10(20)A 1200 imp/(kW·h) 电能表 75 2 8 6 指示灯 丙 I/A0 P/W 54 I 小 I 大 1800 600 0 h/m 1200 F/N 乙 C D 0.2 0.4 0.6 E 甲 F hB A 27．〔5分〕小海用图示装置玩弹玻璃球游戏，他先将一长度 L=1.5 m、质量 M=2 kg的小车 A 静置于平整水平桌面上，在小车左端放一个质量 m=1 kg的小物块 B；取一个质量也为 m的 小玻璃球 C，用力将小球弹向物块 B，C与 B发生水平正碰，碰后 C总是马上静止，B则以 碰前小球的速度在 A上滑行，并带动 A向右运动。调整弹球力道，当 C以 3m/s的速度与 B 发生水平碰撞，碰后 B恰好不从 A右端滑落。已知 B与 A间的滑动摩擦力大小 f =2N，A与 水平桌面间的摩擦阻力忽略不计，碰后 B做匀减速直线运动，A做匀加速直线运动。 此外，物体的加速度 a表示速度变化的快慢，即 0v va t -= ，v0、v分别为初速度和末速度，a 的单位为 m/s2，物体运动的加速度 a与所受到的外力 F及其质量 m间满足 F ma= ；做匀变 速直线运动的物体在时间 t内通过的距离 20 1 2 x v t at= + ，其中 v0为运动的初速度，a为运动 的加速度，加速运动时 a取正值，减速时 a取负值，所有物理量均取国际单位。对于物块恰 好不从小车右端滑落的情形，求： (1)玻璃球 C与物块 B碰撞后，B和小车 A运动的加速度大小 a1、a2； (2)从碰后到 B滑至 A右端过程所用的时间 t及 B与 A最终达到的共同速度 v。 28．〔10分〕如图甲是某游乐场的“过山车”场景。某研学小组在体验了乘坐“过山车”的惊 险刺激后，采用图乙所示装置模拟探究“过山车”的原理，该装置由两段倾斜直轨道与一圆 轨道拼接而成，圆轨道最低点处向两侧稍错开一小段距离，并分别与左右两侧的倾斜直轨道 平滑相连。 该小组将该实验装置竖直固定在水平桌面上，在轨道的最低点 A和最高点 B的内侧各安装一 个薄片式压力传感器（它不影响小球运动，图中未画出），传感器能够记录小球经过其所在 位置时的压力大小。该小组同学将一小球从左侧 直轨道上某处由静止释放，并测得释放处距离圆 轨道最低处的竖直高度为 h，记录小球通过最高 点 B时压力传感器示数为 FB。多次改变小球在 左侧轨道上的释放位置，重复实验，得到多组 h 和 FB，然后根据测得数据在 FB－h坐标系中描 点，经过拟合得到图丙所示的图线，该图线为一 倾斜直线，直线过（0.3，0）、（0.48，0.6）两 点。 研学小组将小球简化为一质点，忽略空气及轨道对小球的阻力，取圆轨道最低点 A处重力势 能为 0，小球重力势能表达式 pE mgh= ，动能表达式 2k 1 2 E mv= ；在低点或最高点，小球所 受重力和轨道对小球的支持力的合力 F合 提供小球做圆周运动所需的向心力，且满足 2vF m R =合 ，其中 R为圆轨道半径，v为小球经过最低点或最高点时的速度，m为小球质量， 重力加速度 g＝10m/s2。在小球每次从直轨道上某处由静止释放后的运动过程中，小球的机 械能守恒。 请你根据该研学小组的“过山车”简化模型和通过实验得到的 FB-h及上述信息，解答下面 问题： (1)要使小球能通过圆轨道最高点 B，那么小球从左侧直轨道释放的高度 h应满足的条件； (2)求小球的质量 m及圆轨道的半径 R； (3)若小球从左侧轨道 h1＝0.3m高处由静止释放，求小球经过最低点 A时轨道对小球的支持 力大小 FA1； (4)通过计算论证，小球每次先后经过最低点 A和最高点 B时传感器的示数 FA、FB之间所满 足的关系式。 B AC 丙 0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 0 0.1 0.3 0.4 0.5 h/m FB/N 甲 乙 A B h 物理试题 第 11页 （共 12页） 物理试题 第 12页 （共 12页）