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物理
本试卷共8页，满分100分，考试用时75分钟。
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，只有一项符合题目要求。
1. 下列有关电磁振荡、电磁波、电磁驱动、电磁感应现象的四幅图像说法正确的是（　　）
A. 对甲图，电容器处于放电状态，电场能正在向磁场能转化
B. 对乙图，电磁波是横波，在传播方向上的任一点，和彼此垂直且均与传播方向平行
C. 对丙图，从上向下看，当蹄形磁体绕竖直轴逆时针转动时，线圈也逆时针转动，且转速比磁体大
D. 对丁图，圆环由磁体N极向下平移到磁体S极过程中，磁感应强度先减小后增大，磁通量先减小后增大
2. 如图所示，“液导激光”是一项新型的激光加工技术，其原理是利用稳定的液柱引导激光，通过全反射实现激光传输。已知长为的液柱折射率为，激光从液柱的一端以角入射，光在真空中的传播速度为，则下列说法正确的是（　　）
A. 同种激光在液柱中传播时的频率与在空气中不同
B. 只有入射角，才能通过全反射实现激光传输
C. 若，光在液柱中传播的时间为
D. 仅改用折射率更大的液柱，沿原来方向入射不一定能实现“液导激光”
3. 两个质量均为的小球A、B用细线连接放置在倾角为的光滑斜面上（斜面固定在地面上不动），小球B与弹簧下端连接。如图所示，系统静止时，弹簧与细线均平行于斜面，弹簧伸长量为，某时刻剪断细线，以初始位置为坐标原点，取沿斜面向上为正方向，重力加速度大小为。下列图中能正确描述此后小球B的加速度随位移变化关系的是（　　）
A. B. C. D.
4. 如图所示，两段半径均为的圆形玻璃管道拼接在一起并固定于竖直面内，管道内壁光滑，为两段管道的中点，两管道在点相切，以为原点沿水平方向建立轴，轴与连线相垂直，等量正、负点电荷分别固定在轴上处。一带正电小球从点沿管道自由下落，运动到点的过程中，下列说法正确的是（　　）
A. B. 、两点电场强度相同
C. 连线上点的电场强度最小 D. 小球在点、点速度之比为
5. 人眼对绿光最为敏感，如果每秒有6个绿光光子射入瞳孔，眼睛就能察觉。现有一个光源以0.1W的功率均匀地向各个方向发射频率为的绿光，已知瞳孔在暗处的直径为，普朗克常量为，不计空气对光的吸收。下列说法正确的是（　　）
A. 射入瞳孔的光的能量是连续的
B. 每秒射入瞳孔引起视觉所需的最低能量约为
C. 光源每秒发射光子数约为个
D. 若眼睛能看到这个光源，则眼睛距光源最远距离约为210km
6. 如图所示，环保人员在一次检查时发现，有一根截面为圆形的排污管正在水平向外满口排出大量污水。管道内始终充满污水，污水不可压缩且没有黏滞性，污水在空中不散开，最终落到斜坡上。环保人员随身只携带了一把卷尺，他测出管道口的半径为，管口离污水落点高度为，污水落点到管口的水平距离为，已知远小于，空气阻力忽略不计。已知流量连续性方程：对于不可压缩流体，过流断面的面积与断面平均流速的乘积为常数，即。若污水垂直打到斜坡上，则落点处污水的横截面积为（　　）
A. B. C. D.
7. 在如图所示的电路中，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，接在电压有效值为的正弦交流电源上。灯泡和阻值均为且恒定不变，定值电阻，电压表、电流表都为理想交流电表，下列说法正确的是（　　）
A. 开关S闭合时，电压表的示数为
B. 开关S闭合时，电流表的示数为
C. 开关S从闭合到断开，电源输出功率变大
D. 开关S从闭合到断开，灯泡变暗
二、不定项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题所给的四个选项中有多项符合要求，全部选对的得6分，选对但选不全的得3分，有选错的得0分。
8. 中医的悬丝诊脉悬的是“丝”，“诊”的脉搏是通过悬丝传过来的振动，即通过机械波判断出病灶的位置与轻重缓急。如图甲所示，假设“丝”上有S、P、Q三个质点，坐标分别为。时刻，病人的脉搏搭上丝线的质点S，质点S开始振动，其振动图像如图乙所示，产生的机械波沿丝线向轴正方向传播，P、Q两质点的振动方向始终相反，波长大于0.06m。则该机械波（　　）
A. 波速为
B. 在时间内，质点沿轴负方向做加速度减小的加速运动
C. 在到内，质点通过路程为
D. 时，质点第一次达到波谷
9. 中国计划在2030年前实现载人登月，开展月球科学考察及相关技术试验。根据“嫦娥”系列卫星的发射，设想登月载人飞船的运行轨迹如图所示。质量为的飞船发射后首先进入绕地球运行的圆形“停泊轨道”，在点加速进入椭圆“过渡轨道”，该轨道离地球表面的最近距离为，飞船到达离点最远距离为的点时，依靠飞船的反向助推器减速，被月球引力“俘获”后，在距月球表面的圆形“绕月轨道”上飞行，择机降落在月球表面。已知地球半径为，月球半径为为椭圆轨道的短轴，地球表面的重力加速度为，月球表面的重力加速度为，飞船在“过渡轨道”运行时忽略月球引力影响。下列说法正确的是（　　）
A. 飞船在“停泊轨道”上运行速度为
B. 飞船在“过渡轨道”上运行周期为
C. 、两点的速度方向垂直于地心与月心的连线
D. 若飞船在“过渡轨道”点的动能为，则被月球“俘获”过程中助推器需要做功
10. 如图所示，倾角θ=30°的传送带以大小为v=3.0m/s的速度顺时针转动，A、B两端相距L=3.4m，质量为m=1kg的煤块沿AB方向以初速度v0=6.0m/s的速度从A端滑上传送带，煤块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（　　）
A. 煤块从A点到达B点所需的时间为1.2s
B. 从A点到达B点的过程中煤块在传送带上留下的划痕长度0.8m
C. 从A点到达B点的过程中煤块机械能的改变量为0.5J
D. 整个过程因摩擦产生的热量为3.5J
三、实验题：本题共2小题，共16分。
11. 某同学利用气垫导轨做“验证动量守恒定律”的实验，气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。气垫导轨右支点固定，左支点高度可调；挡光板的宽度均为。
（1）为调节气垫导轨水平，开动气泵后，调节气垫导轨的左支点，使释放后的滑块能在气垫导轨上近似做匀变速直线运动。
（2）滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳，释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧带有固定弹簧（未画出）的滑块2碰撞，碰后滑块2和滑块1依次通过光电门2，两滑块通过光电门2后依次被制动。滑块1通过光电门1的挡光时间，通过光电门2的挡光时间，滑块2通过光电门2的挡光时间。
（3）测得两滑块的质量分别为0.300kg和0.200kg。为了完成上述实验，应选取质量为___________kg的滑块作为滑块1。
（4）取滑块1碰前的运动方向为正方向，由图中数据可得碰前总动量为___________ kg·m/s，碰后总动量为___________ kg·m/s。由此可得在实验误差允许的范围内，两滑块相互作用的过程，系统的动量守恒。（计算结果均保留2位有效数字）
（5）恢复系数是指碰撞后两物体的分离速度与碰撞前两物体的接近速度之比。实验中如果碰撞的恢复系数大于95%，则可认为此碰撞为弹性碰撞。根据本实验数据可判断本次实验时两滑块间是___________碰撞（选填“弹性”或“非弹性”）。
12. 某实验小组为测量一个热敏电阻的阻值随温度变化的关系，实验器材有电源（输出电压恒为，不计内阻），电流表（量程，内阻），定值电阻等，实验电路图如图甲所示。
（1）实验过程中随着热敏电阻温度升高，所测电流也逐渐增大，为了不超过电流表量程，将电流表与定值电阻并联，相当于将其改装为量程为___________mA的电流表，继续进行电阻的测量。
（2）闭合开关，调节滑动变阻器，使电流表满偏，保持滑动变阻器接入电路的阻值不变，断开开关，不断调节热敏电阻的温度，经过多次测量得出热敏电阻的阻值与温度的关系图像如图丙所示，某温度下，电流表指针如图乙所示，读数为___________mA，可知此时温度约为___________℃（结果保留2位有效数字）。
（3）该小组利用此热敏电阻与继电器组成一个简单恒温箱温控电路如图丁所示，当线圈的电流达到一定值时，继电器的衔铁被吸合，图中“电源”是恒温箱加热器的电源，则恒温箱的加热器应接在___________（选填“、”或“、”）端；若要提高恒温箱内的温度，应___________（选填“调大”或“调小”）可变电阻器的阻值。
四、计算题：本题共3小题，其中13题10分，14题12分，15题16分，共38分。解题过程中要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。
13. 如图所示，一竖直放置、上端开口的绝热圆筒形汽缸横截面积为S，体积为V。将梯形活塞上表面保持水平状态轻轻放入汽缸内，稳定时封闭气体的体积为，热力学温度为T。已知外界大气压强恒为p0，外界环境的热力学温度为0.9T，气体可视为理想气体，汽缸不漏气且不计活塞与汽缸之间的摩擦，重力加速度大小为g。
（1）求活塞质量；
（2）活塞稳定后，加热封闭气体使其缓慢升温，使汽缸内部封闭气体体积变为，求此时封闭气体的热力学温度。
14. 带电粒子流的磁聚焦和磁控束是薄膜材料制备的关键技术之一。如图所示，在直角坐标系xOy第二象限的圆形区域中存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，其圆心A的坐标为（-d，d），半径为d，y轴右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场。宽度为2d的带电粒子流以相同的速度沿y轴负方向垂直匀强磁场入射进圆形区域，经过圆形磁场后汇聚到y轴上S（0，d）处进入第一象限，在y轴S点下方固定一能吸收粒子的收集板。已知粒子的质量为m、电荷量为q，圆形磁场和第一、四象限匀强磁场的磁感应强度大小均为B，粒子重力及粒子间的相互作用均不计。求：
（1）粒子通过x轴时，与坐标原点的最远距离OP；
（2）运动轨迹经x轴的粒子中，从S点计时运动的最短时间；
（3）所有粒子在第一、四象限中的运动轨迹经过的区域面积。
15. 如图所示，相互平行的光滑金属导轨间距为，倾角为，其上端通过导线连接阻值为的电阻，三个区域中均为匀强磁场，磁感应强度大小为，方向与倾斜导轨平面垂直，三个磁场区域的宽度均为，间距为，磁场区域3的下边界处用一小段大小可忽略的绝缘圆弧与宽度为的光滑水平导轨相连，水平导轨右端接有阻值不计，自感系数为的自感线圈。质量为、电阻的金属棒从处由静止开始沿导轨下滑，到磁场区域1上边界距离为（未知）。金属棒滑过后与另一根放在左侧相同位置和相同质量的绝缘棒相碰，碰后两棒粘在一起，进入磁感应强度为的匀强磁场，磁场方向与水平导轨平面垂直。不计导轨的电阻及处的机械能损失，金属棒始终与导轨保持垂直且接触良好，重力加速度为，线圈中产生自感电动势大小为。
（1）当时，导体棒释放后恰好匀速穿过磁场区域1，求；
（2）当取合适值时，导体棒进入磁场后运动过程中，在任一磁场区域和非磁场区域运动的时间均相等，求导体棒每次离开磁场区域时的速度；
（3）在（2）的基础上，、棒碰撞后，向右运动的最大距离。
【1题答案】
【答案】A
【2题答案】
【答案】C
【3题答案】
【答案】A
【4题答案】
【答案】B
【5题答案】
【答案】D
【6题答案】
【答案】C
【7题答案】
【答案】B
二、不定项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分，在每小题所给的四个选项中有多项符合要求，全部选对的得6分，选对但选不全的得3分，有选错的得0分。
【8题答案】
【答案】AD
【9题答案】
【答案】BD
【10题答案】
【答案】ABD
三、实验题：本题共2小题，共16分。
【11题答案】
【答案】 ①. 0.300 ②. 0.15 ③. 0.15 ④. 弹性
【12题答案】
【答案】（1）50 （2） ①. 6.2 ②. 42
（3） ①. ②. 调大
四、计算题：本题共3小题，其中13题10分，14题12分，15题16分，共38分。解题过程中要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。
【13题答案】
【答案】（1）
（2）1.5T
【14题答案】
【答案】（1）
（2）
（3）
【15题答案】
【答案】（1）
（2）
（3）

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