物理试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意:请将试题的全部答案填写在答题卡上。
一、单项选择题:本题共4 小题,每小题4 分,共 16 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.自制一个原、副线圈匝数分别为 600 匝和 190 匝的变压器,原线圈接12V 的交流电源,副线圈接额定电压
为交流 3.8V 的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为 2.5V 。下列措施有可能使小灯泡正常发光的是( )
A.仅增加原线圈匝数
B.仅增加副线圈匝数
C.将原、副线圈匝数都增为原来的两倍
D.将两个 3.8V 小灯泡并联起来接入副线圈
2.下列四种情形中,与其余三种所涉及的光学原理不同的是( )
A.透镜上方看到牛顿环B.相机镜头涂有增透膜
C.光经过大头针尖时产生条纹D.检查平面的平整程度
3.如图所示,某人在河谷堤岸上以一定初速度水平抛出一小石块,抛出的小石块可能落在抛出点左侧的任何
位置,落地速度方向与水平方向的夹角为偏向角,下列说法正确的是( )
A.初速度越大,落地时间越长B.初速度越大,落地时间越短
C.初速度越大,偏向角越小D.初速度不同,偏向角可能相等
4.玉米是我国重要的农作物。如图甲、乙所示,将收割晒干的玉米投入脱粒机后,玉米粒从静止开始被传送
到底端与脱粒机相连的顺时针匀速转动的传送带上,一段时间后和传送带保持相对静止,直至从传送带的顶端
飞出,最后落在水平地面上,玉米被迅速装袋转运,提升了加工转运的效率。已知传送带与水平方向的夹角为
q 、顶端的高度为h,玉米粒相对于传送带顶端的最大高度也是h,若不计风力、空气阻力和玉米粒之间的相
互作用力,已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.玉米粒在传送带上时,所受摩擦力始终不变
3+ 2 2 h
B.玉米粒落地点与传送带底端的水平距离为
tanq
3gh
C.传送带的速度大小为
sinq
h
D.玉米粒飞出后到落地所用的时间为 3
g
二、双项选择题:本题共4 小题,每小题6 分,共 24 分。在每小题有两项符合题目要求,全部
选对的得6 分,选对但不全的得3 分,有选错的得0分。
5.2022年 10月9 日,我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功发射,实现了对太阳探测的跨越式突破。“夸
父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动,距地面高度约为720km ,运行一圈所用时间约为 100 分钟。如图所示,
为了随时跟踪和观测太阳的活动,“夸父一号”在随地球绕太阳公转的过程中,需要其轨道平面始终与太阳保
持固定的取向,使太阳光能照射到“夸父一号”,下列说法正确的是( )
A.“夸父一号”的运行轨道平面平均每天转动的角度约为 1
B.“夸父一号”绕地球做圆周运动的速度大于 7.9km/s
C.“夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度
D.由题干信息,根据开普勒第三定律,可求出日地间平均距离
6.如图,圆形水平餐桌面上有一个半径为r、可绕中心轴转动的同心圆盘,在圆盘的边缘放置一个质量为m
的小物块,物块与圆盘间、物块与桌面间的动摩擦因数均为 m 。现从静止开始缓慢增大圆盘的角速度,物块
从圆盘上滑落后,最终恰好停在桌面边缘。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度大小为g,圆盘厚度
及圆盘与餐桌间的间隙不计,物块可视为质点。则( )
A.小物块从圆盘上滑落后,小物块在餐桌上做曲线运动
mmgr
B.物块随圆盘运动的过程中,圆盘对小物块做功为
2
3r
C.餐桌面的半径为
2
D.物块在餐桌面上滑行的过程中,所受摩擦力的冲量大小为 mm gr
7.如图所示为某弹跳玩具,底部是一个质量为m 的底座,通过弹簧与顶部一质量 M= 2 m 的小球相连,同时
用轻质无弹性的细绳将底座和小球连接,稳定时绳子伸直而无张力。用手将小球按下一段距离后释放,小球运
动到初始位置处时,瞬间绷紧细绳,带动底座离开地面,一起向上运动,底座离开地面后能上升的最大高度为
h,则( )
A.用手将小球按下一段距离后,弹簧的弹性势能为 4.5mgh
B.绳子绷紧前的瞬间,小球的动能为 3mgh
C.绳子绷紧瞬间,系统损失的机械能为1.5mgh
D.玩具离开地面上升到最高点的过程中,重力做功为 -3mgh
8.如图所示,在磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中,固定一内部真空且内壁光滑的圆柱
形薄壁绝缘管道,其轴线与磁场垂直。管道横截面半径为a,长度为 l l? a 。带电粒子束持续以某一速度v
沿轴线进入管道,粒子在磁场力作用下经过一段圆弧垂直打到管壁上,与管壁发生弹性碰撞,多次碰撞后从另
一端射出,单位时间进入管道的粒子数为n,粒子电荷量为 +q ,不计粒子的重力、粒子间的相互作用,下列
说法正确的是( )
A.粒子在磁场中运动的圆弧半径为 2a
Bqa
B.粒子质量为
v
C.管道内的等效电流为 nqp a2 v
D.粒子束对管道的平均作用力大小为 Bnql
三、非选择题:共 60 分,其中9、10、11 题为填空题,12、13 题为实验题,14~16 题为计算题。
请考生按要求作答。
9.(3 分)请将下列核反应方程补充完整。
235 1 144 89
A. 92U+ 0 n 56 Ba + 36 Kr + ______.
238 234
B. 92U 90 Th + ______.
14 4 17
C. 7N+ 2 He 8 O + ______.
10.(3 分)有一列振幅为4.0cm 的简谐横波沿x 轴正方向传播, t = 0 时刻位于0 点的波源开始振动。 t = 0.4s
时的波形如图所示,此时波传播到 x = 4.4m 处,波源的坐标为 y = 2.0cm ,则该简谐波传播的速度 v =
______;周期T = ______;波长 l = ______.
11.(3 分)如图,两端开口、下端连通的导热汽缸,用两个轻质绝热活塞(截面积分别为 S1 和 S2 )封闭一定
质量的理想气体,活塞与汽缸壁间无摩擦。在左端活塞上缓慢加细沙,活塞从A 下降h 高度到B 位置时,活
塞上细沙的总质量为m。在此过程中,用外力F 作用在右端活塞上,使活塞位置始终不变。整个过程环境温
度和大气压强 p0 保持不变,系统始终处于平衡状态,重力加速度为g。(1)整个过程,理想气体的分子平均
动能______;(2)整个过程,外力F 做功等于______;(3)左端活塞到达B 位置时,外力 F = ______。
12.(5 分)采用图1 所示的电路图来测量金属丝 Rx 的电阻率。
图 1 图2
(1)实验时,闭合开关S 前,滑动变阻器的滑片P 应处在______(填“M”或“N”)端。
(2)按照图1 连接实物图,如图2 所示。闭合开关前检查电路时,发现有一根导线接错,该导线为______(填
“a”“b”或“c”)。若闭合开关,该错误连接会带来的问题有______。
13.(7 分)某同学为了验证对心碰撞过程中的动量守恒定律,设计了如下实验:用纸板搭建如图所示的滑道,
使硬币可以平滑地从斜面滑到水平面上,其中 AB 为水平段,在水平段取一点O。选择相同材质(两种硬币与
纸板之间的动摩擦因数相同)的一元硬币和一角硬币进行实验。
A.测量硬币的质量,得到一元硬币和一角硬币的质量分别为 m1 和 m2 m 1>m 2 。
B.将硬币a 放置在斜面上某一位置,标记此位置为C。
C.由静止释放a,当a 停在水平面上某处时,测量a 右侧到O 点的距离 OP ,如图甲所示。
D.将硬币b 放置在O 处,左侧与O 点重合,再将a从C 点由静止释放,当两枚硬币发生碰撞后,a、b 分别
停在水平面上时,测量a 右侧到O 点的距离 OM 、b 左侧到O 点的距离 ON ,如图乙所示。
E.保持释放位置不变,重复实验若干次,得到 OP 、 OM 、 ON 的平均值分别为 s0 、 s1 、 s2 。
(1)在本实验中,b 选用的是______(选填“一元”或“一角”)硬币。
(2)若a、b 碰撞前后动量守恒,则应满足的表达式为______(用 s0 、 s1 、 s2 、 m1 和 m2 表示);若碰撞前后
动量守恒且机械能相等,则应满足的表达式为______(用 s0 、 s1 和 s2 表示)。
(3)该同学规范的完成了实验的每一步操作,最后代入实验测得的数据,发现碰撞前后动量并不守恒,原因
可能是______(回答一条即可)。
14.(10 分)如图所示,Q 为固定的正点电荷,位于Q 正上方的A、B 两点距离Q 的竖直高度分别为h和
0.25h。将另一个可以看作点电荷的带正电的粒子从A 点由静止释放,运动到B 点时速度正好又变为零。已知
7
该粒子的质量为m,该粒子在A 点处的加速度大小为重力加速度的 ,重力加速度为g。
8
(1)当该粒子的加速度为零时,求该粒子距离Q 的高度;
(2)若取A 点的电势为零,求该粒子在B 点的电势能。
15.(11 分)如图所示,质量为 m =1kg 的物体置于倾角q = 37 的固定斜面上,物体与斜面之间的动摩擦因
数 m = 0.5(重力加速度 g =10m/s2 , sin37 = 0.6 , cos37 = 0.8 )
(1)如图甲所示,用平行于斜面的推力 F1 作用于物体上,使其沿斜面匀速上滑,求 F1 大小;
(2)如图乙所示,若斜面不固定,改用水平推力 F2 作用于物体上,使物体沿斜面匀速下滑,此过程中斜面仍
保持静止,求 F2 大小和斜面受到地面的摩擦力 f地 。
16.(18 分)清华大学研究的新型 SSMB-EUV 光刻技术,用于提供高强度、可调波长的极紫外光源。方案中
的同步轨道如图所示,密度分布非常均匀的稳流电子束被导入同步轨道。同步轨道上存在磁感应强度为B的
匀强磁场,电子在磁场控制下沿着固定半径的轨道做匀速圆周运动,每转一周,穿越一次加速腔,从中获得能
量,如图所示。同步加速器中磁感应强度随电子速度的增加而增加。已知圆形轨道半径为R,电子的质量为
m,电荷量为 -e ,加速腔 ab 的长度为L, LR= ,当电子进入加速腔时,加速电压的大小始终为U,离开加
速腔后,加速腔的电压变为0,加速电场的频率与电子的回旋频率保持同步。已知加速腔外无电场,腔内无磁
场,不考虑重力、相对论效应以及粒子间相互作用。
(1)当电子在同步轨道的动能为 Ek 时,求轨道处的磁感应强度B 的大小?
(2)长度为 d d< L 、初动能为 Ek 的电子束,经加速腔加速一次后长度变为多少?
(3)注入初动能为 Ek ,长度为d 的电子束,最多可以被加速腔加速几次?