内容正文:
物理试卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考号及座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.截至2026年,我国自主研发的时速600公里高速磁悬浮列车在青岛完成全线联调联试。下列描述该列车运动的物理量中,属于矢量的是
A.加速度 B.路程 C.时间 D.速率
2.如图所示,在同一高度处将四个小球以相同的速率同时抛出:甲水平抛出、乙斜向上抛出、丙斜向下抛出、丁竖直向下抛出。不计空气阻力,则最先落地的小球是
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
3.工业安防常用光电式火焰传感器监测火情,其核心部件为真空光电管,如图甲所示。用三束可见光P、Q、R分别照射光电管阴极K,调节滑动变阻器改变电压,记录光电流与电压表示数,得到关系图像如图乙所示。下列说法正确的是
A.P光的频率大于Q光的频率 B.Q光的频率大于R光的频率
C.P光的频率大于R光的频率 D.R光的强度大于P光的强度
4.如图所示,无人机下方通过轻绳悬吊着质量为m的钢管,钢管水平且恰好为正三角形。重力加速度为g,不计空气对钢管的作用力。当无人机匀速上升时轻绳OA的拉力大小为
A. B. C. D.
5.一小型风力交流发电机示意图如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数比为3:1,额定电压为3 V的小灯泡正常发光,发电机输出端的电流随时间变化图像如图乙所示,则灯泡的额定功率为
A. B. C.9 W D.6 W
6.2026年3月,长江发动机正式进入适航取证冲刺阶段,该发动机是国产大飞机C919的配套动力。某次测试时,将该发动机固定在测试台上进行静态实验,发动机向后喷射燃气的速度约为,产生的推力约为,则它在1 s时间内喷射的燃气质量约为
A.60 kg B.240 kg C.600 kg D.2400 kg
7.如图甲所示,光滑绝缘水平杆左端固定一带正电的点电荷M,其电荷量,带电小球N套在杆上;空间存在一水平非匀强静电场(未画出),将杆沿非匀强电场方向固定,以杆左端为原点,沿杆向右为x轴正方向建立一维坐标系。规定x轴正方向为受力的正方向,点电荷M对小球N的作用力随坐标x的变化关系如图乙中曲线I所示,小球N所受水平方向的合力随坐标x的变化关系如图乙中曲线II所示。已知小球N的电荷量保持不变,静电力常量,则处非匀强静电场的电场强度大小E为
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有两个或两个以上选项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8.两列简谐横波沿轴相向传播,波源分别位于和处,波速均为。0时刻两列波的图像如图所示,此刻平衡位置在和处的P、Q两质点刚开始振动,质点M的平衡位置在处。下列说法正确的是
A.两列波的周期均为1 s
B.0时刻P点开始向上运动
C.两列波遇到尺寸为0.1 m的障碍物时会发生明显衍射现象
D.质点M开始振动后的振幅为2 cm
9.如图所示为电商智能仓储中心的自动货物提升传送装置示意图。AB段水平,BC段为小圆弧,CD段倾斜,AB、CD均与相切,D与A的高度差为h,稳定工作时传送带速度恒为v。现将多个质量均为m的小货箱间隔相等时间逐个轻放在传送带上的A处,经传送带运送到D处,每个货箱到达B点前已与传送带相对静止,且以后不再滑动(忽略BC段的微小滑动)。已知在较长一段时间T内共运送了N个货箱,CD段上相邻货箱间的距离均为L,传送带与皮带轮间无相对滑动,不计轮轴摩擦,重力加速度为g。下列说法正确的是
A.每个货箱在AB段加速过程中,传送带对货箱做的功为
B.每个货箱在AB段加速过程中,系统因摩擦产生的热量为
C.每个货箱在BD段机械能增加mgh
D.时间内,电动机消耗电能的平均输出功率为
10.如图所示为轨道交通车辆电磁防撞缓冲测试系统的简化模型。两根足够长的固定平行金属导轨位于同一水平面内,两导轨间的距离为L,导轨上放置两根质量均为m的导体棒ab和cd,导体棒始终与导轨垂直,其在导轨间的电阻均为R,回路中其余部分的电阻均不计。在整个导轨平面内存在竖直向上的匀强磁场,磁感应强度大小为B。开始时两棒均静止,现给ab棒一水平向右的初速度,不计一切摩擦且两导体棒在运动中始终不接触。下列说法正确的是
A.最终两棒将以大小为的相同速度匀速运动
B.当ab棒的速度为时,cd棒的加速度大小为
C.整个运动过程中,ab棒产生的焦耳热为
D.从开始到稳定运动,通过ab棒某横截面的电荷量为
三、非选择题:本题共5小题,共54分。
11.(8分)
(1)某同学利用楔形空气薄膜干涉原理,检测精密零件表面的平整程度,实验装置如图甲所示,将一块标准光学平玻璃a水平放置在待测工件b上,在a、b的一端夹入薄纸片,形成楔形空气层;用单色平行光从上方竖直向下照射,观察到稳定的干涉条纹如图乙所示。由图乙可判断待测工件b的表面有 __________(填“凸起”或“凹陷”)。
(2)某学习小组使用气垫导轨验证动量守恒定律。实验器材:气垫导轨,滑块A、B(均装有遮光条),配重块,弹簧,细线,光电门,数字计时器,螺旋测微器,天平等。实验装置如图丙所示。实验步骤如下:
①用螺旋测微器测量滑块上遮光条的宽度,某次测量结果如图丁所示,则该遮光条宽度d= __________mm。
②用天平测量滑块A(含遮光条)的质量为M、滑块B(含遮光条)的质量为m,每块配重块的质量均为。
③按图丙连接好实验装置;接通气泵,调整气垫导轨水平。
④实验初始时两滑块均静止,烧断细线后,滑块A、B被弹簧弹开后分别向左、右运动,记录A、B两滑块的遮光条的挡光时间分别为、,若滑块A、B上遮光条的宽度分别为、,则滑块A向左通过光电门时的速度大小为__________(用题目中所给的字母表示)。
⑤在滑块B上逐渐增加配重块,多次实验,分别记录时间、,以为纵轴,以配重块个数n为横轴,作出的下列图像可能正确的是__________。
12.(8分)相机闪光灯的核心工作原理是电容器快速充电、瞬间放电。某同学用实验室器材模拟闪光灯的充放电过程,探究电容器的电学特性。
实验器材如下:电源E(电动势6 V,内阻不计);定值电阻;定值电阻(阻值为200 Ω);电压传感器(电阻近似无穷大);电流传感器(电阻忽略不计);电容器C;单刀双掷开关S;开关、;导线若干;计算机。
(1)该同学设计了图甲实验电路。单刀双掷开关接通“1”给电容器充电,然后接通“2”给电容器放电。
①开关接通“1”后,当电压传感器示数最大时,电流传感器显示的数值为__________。
②利用计算机中记录的数据绘制电容器两端的电压U与电流I的关系图,某一过程的
图像如图乙所示,则该过程为__________(填“充电”或“放电”);根据该图像可得,定值电阻的阻值为
(2)该同学又设计了图丙实验电路。实验时断开,闭合,给电容器充电,当电流传感器示数为零时,再闭合,自闭合开始电流传感器的图像如图丁所示,则当电流传感器示数再次为零时电容器两极板间电压为__________V;曲线与坐标轴所围面积对应电容器释放的电荷量为0.0366 C,则电容器的电容C为__________(保留2位有效数字)。
13.(8分)如图所示为竖直放置的“水火箭”简化装置图。箭体上方密封气体的体积,初始压强等于外界大气压,下方储水的深度。容器开口处用轻质瓶塞封闭,装有单向阀门的轻质塑料管穿过瓶塞与打气筒连接,打气筒可通过塑料管向容器内充气。已知轻质瓶塞的横截面积,瓶塞与容器开口处的最大静摩擦力,打气筒每次向容器内充入气体的压强为、体积。当容器内气体压强增大到临界值时,瓶塞和容器内的水一同被喷出,完成一次推射实验。已知重力加速度g取,水的密度,容器内气体视为理想气体,充气过程温度保持不变。
(1)求装置刚好喷水时容器内气体的压强p;
(2)求达到喷水状态时,至少需要充气的次数。
14.(14分)阿尔忒弥斯2号于2026年4月1日发射,四名宇航员完成约10天绕月飞行后返回地球。一同学将飞船的运动轨迹简化为如图所示:飞船先在距地心的圆形高地球轨道I上运行,经A点时短暂点火使飞船沿切线方向加速变轨,进入以A为近地点、B为远地点的椭圆转移轨道II;B点与月球轨道相切,月球轨道可视为半径为的圆轨道Ⅲ。已知地球质量为M,飞船质量为m(近似不变),万有引力常量为G;以无限远处为零势能点,飞船引力势能(r为飞船到地心距离);根据开普勒第二定律可知飞船与地心连线单位时间内扫过的面积(v为飞船速度,φ为速度方向与飞船和地心连线的夹角)。求:
(1)飞船在轨道Ⅰ上运行的周期;
(2)飞船在轨道Ⅰ上运行时的机械能;
(3)飞船在A点变轨过程中增加的机械能。
15.(16分)一种用于材料表面分析的离子能量分析器原理如图所示。x轴上方存在垂直xOy平面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场。x轴上放置一金属薄板M,M板下方平行于M板放置另一相同金属板N,两板间距为d。M板上有一小孔A(孔径忽略不计,小孔坐标固定),M板接地,N板接内阻无限大的接触式静电电压表Ve,其可测量N板与大地之间的电势差。位于坐标原点O的离子源能发射质量为m、电荷量为q的正离子,其速度方向与y轴正方向夹角最大值为60°;各个方向均有动能连续分布在到之间的离子射出。其中动能、沿y轴正方向射出的离子经磁场偏转后恰好垂直x轴射入孔A,没有射入孔A的离子均被M板上表面吸收,射入A孔的离子被N板或M板吸收。不计离子的重力及相互作用,不考虑离子间的碰撞。求:
(1)孔A所处位置的横坐标;
(2)静电电压表的最大示数;
(3)板M上开孔A的位置坐标保持不变,相距M板左端距离可调,为使所有离子均被M、N板吸收,可沿x轴左右移动M、N两板,求满足条件的板长L的最小值。
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