豐城中學2023-2024學年上學期高二創新班入學考試試卷物理一．選擇題（每題4分，共44分。1—7題為單選題，8—11題為多選題）1.一列簡諧橫波沿x軸正向傳播，波長為，振幅為。介質中有a和b兩個質點，其平衡位置分別位于和處。某時刻b質點的位移為，且向y軸正方向運動。從該時刻開始計時，a質點的振動圖像為（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】ab之間的距離為此時b點的位移4cm且向y軸正方向運動，令此時b點的相位為，則有解得或（舍去，向下振動）由ab之間的距離關系可知則，可知a點此時的位移為且向下振動，即此時的波形圖為故選A。2.安培通過實驗研究，發現了電流之間相互作用力的規律。若兩段長度分別為和、電流大小分別為I1和I?的平行直導線間距為r時，相互作用力的大小可以表示為。比例系數k的單位是（）A.kg·m/（s2·A） B.kg·m/（s2·A2） C.kg·m2/（s3·A） D.kg·m2/（s3·A3）【答案】B【解析】【詳解】根據題干公式整理可得代入相應物理量單位可得比例系數k的單位為故選B。3.據歷史文獻和出土文物證明，踢毽子起源于中國漢代，盛行于南北朝、隋唐。毽子由羽毛、金屬片和膠墊組成。如圖是同學練習踢毽子，毽子離開腳后，恰好沿豎直方向運動，假設運動過程中毽子所受的空氣阻力大小不變，則下列說法正確的是（）A.腳對毽子的作用力大于毽子對腳的作用力，所以才能把毽子踢起來B.毽子在空中運動時加速度總是小于重力加速度gC.毽子上升過程的動能減少量大于下落過程的動能增加量D.毽子上升過程中重力沖量大于下落過程中的重力沖量【答案】C【解析】【詳解】A．腳對毽子的作用力與毽子對腳的作用力是一對作用力和反作用力，等大反向，故A錯誤；B．因為空氣阻力存在，毽子在空中上升段阻力向下，加速度大于重力加速度g，而下降階段阻力向上，加速度小于重力加速度g，故B錯誤；C．根據動能定理，毽子上升過程的動能減少量下落過程的動能增加量則故C正確；D．毽子上升過程中加速度大小大于下降過程中加速度大小，上升過程中時間小于下降過程中時間，毽子上升過程中重力沖量小于下落過程中的重力沖量，故D錯誤。故選C。4.如圖，空間中存在水平向右的勻強磁場，一導體棒繞固定的豎直軸OP在磁場中勻速轉動，且始終平行于OP。導體棒兩端的電勢差u隨時間t變化的圖像可能正確的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】如圖所示導體棒勻速轉動，設速度為v，設導體棒從到過程，棒轉過的角度為，則導體棒垂直磁感線方向的分速度為可知導體棒垂直磁感線分速度為余弦變化，根據左手定則可知，導體棒經過B點和B點關于P點的對稱點時，電流方向發生變化，根據可知導體棒兩端的電勢差u隨時間t變化的圖像為余弦圖像。故選C。5.近場通信（NFC）器件應用電磁感應原理進行通訊，其天線類似一個壓平線圈，線圈尺寸從內到外逐漸變大。如圖所示，一正方形NFC線圈共3匝，其邊長分別為、和，圖中線圈外線接入內部芯片時與內部線圈絕緣。若勻強磁場垂直通過此線圈，磁感應強度變化率為，則線圈產生的感應電動勢最接近（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】根據法拉第電磁感應定律可知故選B。6.某節能儲能輸電網絡如圖所示，發電機的輸出電壓U1=250V，輸出功率500kW。降壓變壓器的匝數比n3：n4=50：1，輸電線總電阻R=62.5Ω。其余線路電阻不計，用戶端電壓U4=220V，功率88kW，所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是（）A.發電機的輸出電流為368A B.輸電線上損失的功率為4.8kWC.輸送給儲能站的功率為408kW D.升壓變壓器的匝數比n1：n2=1：44【答案】C【解析】【詳解】A．由題知，發電機的輸出電壓U1=250V，輸出功率500kW，則有A錯誤；BD．由題知，用戶端電壓U4=220V，功率88kW，則有P′=U4I4聯立解得I4=400A，I3=8A，U3=11000V則輸電線上損失的功率為P損=I32R=4kW且U2=U3＋I3R=11500V再根據，解得BD錯誤；C．根據理想變壓器無功率損失有P=U2I3＋P儲代入數據有P儲=408kWC正確。故選C。7.如圖所示為一種干涉熱膨脹儀原理圖。G為標準石英環，C為待測柱形樣品，C的上表面與上方標準平面石英板之間存在劈形空氣層。用單色平行光垂直照射上方石英板，會形成干涉條紋。已知C的膨脹系數小于G的膨脹系數，當溫度升高時，下列說法正確的是（）A.劈形空氣層的厚度變大，條紋向左移動 B.劈形空氣層的厚度變小，條紋向左移動C.劈形空氣層的厚度變大，條紋向右移動 D.劈形空氣層的厚度變小，條紋向右移動【答案】A【解析】【詳解】由題知，C的膨脹系數小于G的膨脹系數，當溫度升高時，G增長的高度大于C增長的高度，則劈形空氣層的厚度變大，且同一厚度的空氣膜向劈尖移動，則條紋向左移動。故選A。8.“球鼻艏”是位于遠洋輪船船頭水面下方的裝置，當輪船以設計的標準速度航行時，球鼻艏推起的波與船首推起的波如圖所示，兩列波的疊加可以大幅度減小水對輪船的阻力。下列現象的物理原理與之相同的是（）A.插入水中的筷子、看起來折斷了B.陽光下的肥皂膜，呈現彩色條紋C.駛近站臺的火車，汽笛音調變高D.振動音叉的周圍，聲音忽高忽低【答案】BD【解析】【詳解】該現象屬于波的疊加原理；插入水中的筷子看起來折斷了是光的折射造成的，與該問題的物理原理不相符；陽光下的肥皂膜呈現彩色條紋，是由于光從薄膜上下表面的反射光疊加造成的干涉現象，與該問題的物理原理相符；駛近站臺的火車汽笛音調變高是多普勒現象造成的，與該問題的物理原理不相符；振動音叉的周圍聲音忽高忽低，是聲音的疊加造成的干涉現象，與該問題的物理原理相符。故選BD9.如圖所示，在豎直平面內的虛線下方分布著互相垂直的勻強電場和勻強磁場，電場的電場強度大小為E，方向水平向左；磁場的磁感應強度大小為B，方向垂直紙面向里。現將一質量為m、電荷量為＋q的小球，從該區域上方的某點A以某一初速度水平拋出，小球進入虛線下方后恰好做直線運動。已知重力加速度為g。下列說法正確的是（）A.小球平拋的初速度大小為 B.小球平拋的初速度大小為C.A點距該區域上邊界的高度為 D.A點距該區域上邊界的高度為【答案】BC【解析】【詳解】AB．設小球進入復合場時，速度方向與水平方向成角，小球受力如圖所示可得解得A錯誤，B正確；CD．小球從A點拋出，進入復合場，由動能定理由三力平衡知解得C正確，D錯誤。故選BC。10.如圖所示，在勻強磁場中附加另一勻強磁場，附加磁場位于圖中陰影區域，附加磁場區域的對稱軸與垂直.a、b、c三個質子先后從點沿垂直于磁場的方向攝入磁場，它們的速度大小相等，b的速度方向與垂直，a、c的速度方向與b的速度方向間的夾角分別為，且.三個質子經過附加磁場區域后能到達同一點，則下列說法中正確的有A.三個質子從運動到的時間相等B.三個質子在附加磁場以外區域運動時，運動軌跡的圓心均在軸上C.若撤去附加磁場,a到達連線上的位置距點最近D.附加磁場方向與原磁場方向相同【答案】CD【解析】【詳解】本題考查帶電粒子在磁場中的運動．由題中圖形可知a、b、c三個軌跡的長度是不同的，而三種情況下粒子的運動速率相同，所以三個質子從S運動到S’所用時間不等，A項錯誤；在沒有附加磁場的情況下，粒子運動的軌跡可以用右圖來描繪，其中α>β，很明顯的看出它們的圓心不同時在OO’上，B項錯誤；隨著與垂直SS’運動方向夾角的增大，距離S點位置越近，因此撤去附加磁場后，a到達SS’連線上的位置距S點位置最近，C項正確；質子要想全部聚集在S’點，必須使得質子在原磁場中向右下方彎曲，根據左手定則，可以判定附加磁場方向與原磁場方向相同，D項正確．11.足夠長U形導軌平置在光滑水平絕緣桌面上，寬為，電阻不計。質量為、長為、電阻為的導體棒MN放置在導軌上，與導軌形成矩形回路并始終接觸良好，I和Ⅱ區域內分別存在豎直方向的勻強磁場，磁感應強度分別為和，其中，方向向下。用不可伸長的輕繩跨過固定輕滑輪將導軌CD段中點與質量為的重物相連，繩與CD垂直且平行于桌面。如圖所示，某時刻MN、CD同時分別進入磁場區域I和Ⅱ并做勻速直線運動，MN、CD與磁場邊界平行。MN的速度，CD的速度為且，MN和導軌間的動摩擦因數為0.2。重力加速度大小取，下列說法正確的是（）A.的方向向上 B.的方向向下 C. D.【答案】BD【解析】【詳解】AB．導軌的速度，因此對導體棒受力分析可知導體棒受到向右的摩擦力以及向左的安培力，摩擦力大小為導體棒的安培力大小為由左手定則可知導體棒的電流方向為，導體框受到向左的摩擦力，向右的拉力和向右的安培力，安培力大小為由左手定則可知的方向為垂直直面向里，A錯誤B正確；CD．對導體棒分析對導體框分析電路中的電流為聯立解得C錯誤D正確；故選BD。二．實驗題（共2小題，每空3分，共15分）12.如圖所示，用“插針法”測定一塊兩面不平行的玻璃磚的折射率，以下是幾個主要操作步驟：A．在平木板上固定白紙，將玻璃磚放在白紙上；B．用筆沿玻璃磚的邊緣畫界面AAˊ和BBˊ（如圖甲所示）；C．在AAˊ上方豎直插針P1、P2；D．在BBˊ下方豎直插針P3、P4，使P1、P2、P3、P4在一條直線上如甲圖；（1）以上步驟有錯誤的是_____（填步驟的字母代號）。（2）在改正了錯誤操作，進行了正確的操作和作圖后，該同學做的光路圖如圖乙所示，其中P1P2垂直AAˊ，測量出了θ、β的角度，則該玻璃磚的折射率是n=_____。【答案】①.BD②.【解析】【分析】【詳解】（1）[1]A．在平木板上固定白紙，將玻璃磚放在白紙上，故A正確，與題意不符；B．不能白紙上用鉛筆緊靠玻璃磚畫出玻璃磚界面和，這樣會污染和磨損玻璃磚，故B錯誤，與題意相符；C．AAˊ上方豎直插針、故C正確，與題意不符；D．在BBˊ下方豎直插針、，使、依次遮住、，故D錯誤，與題意相符。故選BD。（2）[2]由光的折射定律13.某同學探究彈簧振子振動周期與質量的關系，實驗裝置如圖（a）所示，輕質彈簧上端懸掛在鐵架臺上，下端掛有鉤碼，鉤碼下表面吸附一個小磁鐵，其正下方放置智能手機，手機中的磁傳感器可以采集磁感應強度實時變化的數據并輸出圖像，實驗步驟如下：（1）測出鉤碼和小磁鐵的總質量；（2）在彈簧下端掛上該鉤碼和小磁鐵，使彈簧振子在豎直方向做簡諧運動，打開手機的磁傳感器軟件，此時磁傳感器記錄的磁感應強度變化周期等于彈簧振子振動周期；（3）某次采集到的磁感應強度B的大小隨時間t變化的圖像如圖（b）所示，從圖中可以算出彈簧振子振動周期T=______（用“t0”表示）；（4）改變鉤碼質量，重復上述步驟；（5）實驗測得數據如下表所示，分析數據可知，彈簧振子振動周期的平方與質量的關系是______（填“線性的”或“非線性的”）；m/kg10T/sT/s0.0152.430.2430.0590.0253.140.3140.0990.0353.720.3720.1380.0454.220.4220.1780.0554.660.4660.217（6）設彈簧的勁度系數為k，根據實驗結果并結合物理量的單位關系，彈簧振子振動周期的表達式可能是______（填正確答案標號）；A．B．C．D．【答案】①.②.線性的③.A【解析】【詳解】（3）[1]從圖中可以算出彈簧振子振動周期（5）[2]分析數據可知，彈簧振子振動周期的平方與質量的比值接近于常量3.95，則彈簧振子振動周期的平方與質量的關系是線性的；（6）[3]因的單位為因為s（秒）為周期的單位，則其它各項單位都不是周期的單位。故選A。三、計算題（共3小題，41分）14.某水電站發電機的輸出功率為100kW，發電機的電壓為250V．通過升壓變壓器升高電壓后向遠處輸電，輸電線總電阻為8Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為220V．要求在輸電線上損失的功率控制為5KW．請你設計兩個變壓器的匝數比．為此，請你計算：（1）降壓變壓器輸出的電流是多少?輸電線上通過的電流是多少?（2）輸電線上損失的電壓是多少?升壓變壓器輸出的電壓是多少?（3）兩個變壓器的匝數比各應等于多少?【答案】（1）25A（2）（3）；【解析】【詳解】（1）用戶得到的功率為；用戶得到的電流就是降壓變壓器的輸出電流I用=P用/U用="4.32×102"A輸電線上流過的電流（2）輸電線上損失的電壓升壓變壓器的輸出電壓（3）升壓變壓器降壓變壓器15.如圖所示，有帶電粒子從y軸的M點以初速度v平行于x軸正方向射入磁感應強度為B，磁場方向垂直坐標平面向外的勻強磁場區域，最后電荷從x軸上N射出磁場區域。已知M點坐標為，N的坐標為，粒子的重力不計。求：（1）帶電粒子的比荷；（2）電荷在磁場中運動的時間。（3）若要使帶電粒子從坐標原點離開磁場，可以控制磁場的強弱，則應該使磁場的磁感應強度為多少？（4）若磁場只分布在一個矩形區域內，磁感應強度大小和帶電粒子從N點出去的方向不發生變化，求矩形區域的最小面積？【答案】（1）；（2）；（3）；（4）【解析】【詳解】（1）由幾何關系可知解得根據可得（2）由幾何關系可知，粒子在磁