高級中學名校試卷PAGEPAGE1物理本試卷分選擇題和非選擇題兩部分,滿分100分。考試時間75分鐘。一、單項選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求。1.將兩端開口的玻璃管豎直插在水中,現象如圖所示,則()A.水不浸潤玻璃B.現象與液體的表面張力無關C.換成直徑更小的玻璃管,管內外液面的高度差將變大D.水分子與玻璃分子間的相互作用比水分子之間的相互作用弱2.a、b兩種光的頻率之比為νa∶νb=3∶2,將兩種光分別照射到截止頻率為νb2的金屬X上,都發生了光電效應。下列選項正確的是(A.a、b兩種光,光子的動量之比2∶3B.a、b兩種光,光子的動量之比3∶1C.a、b兩種光照射到金屬X上,逸出光電子對應的德布羅意波,最短波長之比為1∶2D.a、b兩種光照射到金屬X上,逸出光電子對應的德布羅意波,最短波長之比為2∶13.(易錯題)如圖所示,帶正電的小球A用絕緣輕繩懸掛在天花板上,起初輕繩豎直。現在空間施加一沿紙面斜向右上方的勻強電場E,保持勻強電場的方向不變,電場強度由0緩慢增大,在連接小球A的絕緣輕繩緩慢由豎直變為水平的過程中,輕繩對小球的拉力()A.一直減小 B.一直增大C.先增大后減小 D.先減小后增大4.Phyphox手機物理工坊是一款實用的軟件,手機安裝這款軟件后,可用手機的傳感器來測許多的物理量,某研究小組利用手機加速度傳感器來測試某型號電梯在特殊情況下的加速度,他們將手機放置于該電梯的地板上并打開加速度傳感器,使電梯從靜止開始迅速向上運動,以豎直向上為正方向,其a-t圖像如圖所示,不計空氣阻力,g取10m/s2。以下說法正確的是()A.t2時刻電梯速度最大B.在t2~t4時間內手機受到的支持力一直在減小C.t3時刻電梯速度方向發生改變D.在運行過程中手機一定沒有與電梯地面分離5.(新情境題)圖甲為某型號電壓力鍋簡化的工作電路圖。R0是阻值為484Ω的保溫電阻,R1是規格為“220V800W”的主加熱電阻,R2是副加熱電阻。電壓力鍋煮飯分為“加熱升壓→保壓→保溫”三個階段,通過如圖乙所示的鍋內工作壓強與時間(p-t)關系圖像可了解其工作過程:接通電源,啟動智能控制開關S,S自動接到a,同時S1自動閉合,電壓力鍋進入加熱升壓狀態;當鍋內工作壓強達80kPa時,S1自動斷開,進入保壓狀態,當鍋內工作壓強降至60kPa時,S1又會自動閉合;當保壓狀態結束,飯就熟了,S自動接到b,減壓進入保溫狀態。電壓力鍋煮飯時,在正常加熱升壓和保壓狀態共耗電0.25kW·h,下列說法正確的是()A.電壓力鍋煮飯時,鍋內氣壓增大液體沸點降低B.當鍋內工作壓強為40kPa時,電壓力鍋一定處于升壓狀態C.電壓力鍋煮飯時,在正常加熱升壓和保壓狀態R1的工作時間是18minD.電壓力鍋正常工作時的最大電流是5A6.如圖所示,表面光滑的圓錐固定在水平面上,底面半徑為R,頂角為60°。有一個質量為m的彈性圓環,彈性圓環的彈力與形變量之間滿足胡克定律,且始終在彈性限度內。彈性圓環處于自然狀態時半徑為14R,現將彈性圓環套在圓錐上,穩定時彈性圓環處于水平狀態,且到底面的距離為圓錐高線的14,重力加速度為g。則彈性圓環的勁度系數為(A.3mg6Rπ B.3mg127.如圖所示,空間內有一方向水平向右范圍足夠大的勻強電場,電場強度E=3mgq,一絕緣輕質硬細桿固定在光滑水平軸O上,可以在豎直面內繞轉軸O自由轉動,桿的兩端分別固定著兩個質量均為m、帶電荷量均為+q且可視為質點的A、B小球,已知AO=L,BO=2L,CD為過O點的水平線。忽略兩小球電荷間的相互作用力,將細桿從如圖所示的豎直位置靜止釋放,若以兩球及輕質硬細桿作為系統,取釋放時B球所處的水平面為重力勢能的零勢能面,不計空氣阻力,重力加速度為g,則下列說法錯誤的是(A.細桿可運動到CD線位置B.B球能上升的最大高度為3LC.系統的最大機械能為(3+3)mgLD.系統的最大動能為32二、多項選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個選項中,每題有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。8.2024年9月25日,中國人民解放軍火箭軍向太平洋公海海域發射一枚射程為12000~15000千米可攜載多彈頭的新型東風—31AG公路機動洲際導彈,并準確落入預定海域。如圖所示,從地面上A點發射一枚洲際導彈,假設導彈僅在地球引力作用下從地球上A點發射沿亞軌道運動擊中目標B,亞軌道飛行可以看作是以地心為其中一個焦點的橢圓軌道,C為該軌道的遠地點,距地面高度為h,若ACB軌跡長恰好為該橢圓長度的一半。已知整個橢圓軌道周期為T0,地球半徑為R,地球質量為M,引力常量為G。則下列結論正確的是()A.該導彈在C點的速度大于GMR+hB.該導彈在C.該導彈從A點到B點的飛行時間等于T02D.該導彈在C9.在如圖所示的Oxy坐標系中,x正半軸和y正半軸上存在兩列相干線性平面波波源S1、S2,傳播方向如圖所示。已知直線y=x上的所有點均為振動減弱點,直線y=34x上距離坐標原點O最近的加強點P與O點的距離為1m,兩平面波的振動周期均為T=0.5s。下列說法正確的是()A.兩列波的起振方向相同B.兩列波的波速v=0.8m/sC.直線y=34x上的減弱點距離OD.以O點為圓心、5λ為半徑的圓周上有10個加強點10.(重難題)如圖所示,半徑為R的圓形區域內有垂直于紙面向外的勻強磁場,磁感應強度大小為B,一束質量均為m、帶電荷量均為q(q>0)的粒子從P點沿豎直方向以不同速率射入磁場,P點與圓心的連線與豎直方向之間的夾角為60°,不計粒子重力及粒子間的相互作用,下列說法正確的是()A.該束粒子射出磁場時速度方向與過出射點的磁場區域圓半徑的夾角為60°B.若粒子恰好從C點射出,則其在磁場中運動的時間為5πC.若粒子恰好從A點射出,則其在磁場中運動的速度為3D.從B點射出的粒子比從A點射出的粒子在磁場中運動的時間短三、非選擇題:本題共5小題,共54分。11.(6分)為測定一電阻約為200Ω的圓柱形金屬樣品的電阻率,某同學想先用伏安法更精確地測量其電阻Rx。現有的器材及其規格如下:電流表A(量程0~10mA,內阻約30Ω),電壓表V(量程0~3V,內阻約10kΩ),滑動變阻器R(阻值范圍0~15Ω,允許通過的最大電流2.0A),直流電源E(電動勢3V,內阻不計)、開關S、導線若干,要求測量電壓從0開始,連續可調。(1)應選擇以下實驗電路中的作為該實驗的實驗電路(填字母)。

ABCD(2)用游標卡尺測得該樣品的長度如圖甲所示,其示數L=cm,用螺旋測微器測得該樣品的直徑如圖乙所示,其示數d=mm。

(3)如果實驗中電流表示數為I,電壓表示數為U,則該樣品材料的電阻率ρ=(用測出的物理量的符號表示)。

12.(8分)某同學用如圖甲所示的裝置驗證輕彈簧和小物塊(帶有遮光條)組成的系統機械能守恒。圖中光電門安裝在鐵架臺上且位置可調。物塊釋放前,細線與彈簧和物塊的拴接點(A、B)在同一水平線上,且彈簧處于原長。滑輪質量不計且滑輪凹槽中涂有潤滑油。以保證細線與滑輪之間的摩擦可以忽略不計,細線始終伸直。小物塊連同遮光條的總質量為m,彈簧的勁度系數為k,彈性勢能Ep=12kx2(x為彈簧形變量),重力加速度為g,遮光條的寬度為d,小物塊釋放點與光電門之間的距離為l(d遠遠小于l)。現將小物塊由靜止釋放,記錄物塊通過光電門的時間t(1)物塊通過光電門時的速度為。

(2)改變光電門的位置,重復實驗,每次滑塊均從B點由靜止釋放,記錄多組l和對應的時間t,作出1t2-l圖像如圖乙所示,若在誤差允許的范圍內,1t2-l滿足關系式(3)在(2)中條件下,l=l1和l=l3時,物塊通過光電門時彈簧具有的兩彈性勢能分別為Ep1、Ep3,則Ep1-Ep3=(用l1、m、l3、g表示)。

(4)在(2)中條件下,取某個值時,可以使物塊通過光電門時的速度最大,速度最大值為(m、g、k表示)。

13.(高考風向題)(10分)光線從空氣射入14圓形玻璃磚表面的M點后,最后在玻璃磚內表面E點恰好發生全反射。已知14圓形玻璃磚的半徑為R,折射率為3,入射角i=60°;光在空氣中的傳播速度為c(1)折射角r;(2)光從M點傳播到E點所經歷的時間。14.(12分)圖甲為風谷車(又稱風車),我國農業種植中用來去除水稻等農作物子實中雜質、癟粒、秸稈屑等的木制傳統農具,其工作原理可簡化為圖乙所示,轉動搖手柄,聯動風箱內的風葉,向車斗內送風,裝入入料倉的谷物中混有質量較大的飽粒和質量稍小的癟粒,均無初速度地從入料倉漏下,在車斗中下落高度H=0.45m后,從寬度為L1=0.18m的第一出料口出來的都稱之為飽粒,其中的最小質量為1×10-4kg;從寬度為L2(待求)的第二出料口出來的都稱之為癟粒,其中的最小質量為5×10-5kg;質量小于5×10-5kg的草屑被吹出出風口。只考慮重力和水平風力F(設每顆粒受到的水平風力都相同,不同顆粒的質量分布是連續的),g取10m/s2。求:(1)水平風力F的大小;(2)第二出料口的寬度L2。

15.(18分)如圖所示,傾角為θ=53°的金屬導軌MN和M'N'的上端有一個單刀雙擲開關K,當開關與1連接時,導軌與匝數n=100匝、橫截面積S=0.04m2的圓形金屬線圈相連,線圈總電阻r=0.2Ω,整個線圈內存在垂直線圈平面的勻強磁場B0且磁場隨時間均勻變化。當開關與2連接時,導軌與一個阻值為R1=0.3Ω的電阻相連。水平軌道的NN'至PP'間是絕緣帶,其他部分導電良好,最右端串接一定值電阻R2=0.2Ω。兩軌道長度均足夠長,寬度均為L=1m,在NN'處平滑連接。導軌MN和M'N'的平面內有垂直斜面向下的勻強磁場,磁感應強度大小B1=0.2T;整個水平軌道上有方向豎直向上、磁感應強度大小為B2=1T的勻強磁場。現開關與1連接時,一根長度為L的導體棒a恰好靜止在傾斜導軌上;某時刻把開關迅速撥到2,最后棒a能在傾斜軌道上勻速下滑。導體棒b一開始被鎖定(鎖定裝置未畫出),且到PP'位置的水平距離為d=0.24m。棒a與棒b的質量均為m=0.1kg,電阻均為R=0.2Ω,所有導軌均光滑且阻值不計,g取10m/s2。求:(1)圓形線圈內磁場隨時間的變化率ΔB(2)棒a滑至NN'時的速度大小v1;(3)棒a與棒b碰撞前,棒a的速度大小v2;(4)棒a與棒b碰撞前瞬間,立即解除對棒b的鎖定,兩棒碰后粘連在一起。從棒a進入水平軌道,至兩棒運動到最終狀態,定值電阻R2上產生的焦耳熱Q。——★參考答案★——1.C[命題立意]本題考查熱現象的知識,意在考查學生對浸潤現象的理解。考查的核心素養是形成基本的物理觀念,并能靈活運用。[試題解析]毛細作用是液體表面對固體表面的吸引力,當毛細管插入浸潤液體中,管內液面上升,高于管外,可知水浸潤玻璃,故A項錯誤;水可以浸潤玻璃,說明附著層內分子間的作用表現為斥力,現象與液體的表面張力有關,故B項錯誤;換成直徑更小的玻璃管,毛細作用更明顯,管內外液面的高度差將變大,故C項正確;水能浸潤玻璃是因為水分子之間的相互作用弱于玻璃與水分子之間的相互作用,故D項錯誤。2.C[命題立意]本題考查原子物理的知識,意在考查學生對光電效應和德布羅意波的理解。考查的核心素養是運用科學思維,在模型建構上下功夫。[試題解析]由p=hλ=hνc,可知a、b兩種光子的動量之比為3∶2,故A、B項錯誤;根據光電效應方程Ek=hν-W0,所以Eka=32hνb-hνb2=hνb,Ekb=hνb-hνb2=hνb2,則a、b兩種光子的最大初動能之比為2∶1,根據德布羅意波長公式λ=hp,動量與動能關系為Ek=3.(易錯題)D[命題立意]本題考查共點力的知識,意在考查學生對力的動態平衡的理解。考查的核心素養是形成物理基本觀念和良好的科學思維。[試題解析]如圖甲所示,小球A受到輕繩的拉力、電場力和重力作用,小球受到的重力大小和方向均不變,電場力方向不變,大小不斷變大,輕繩對小球的拉力大小和方向都在變化,將這三個力進行適當平移構成一個首尾相接的矢量三角形,在電場力不斷增大的過程中,拉力大小的變化如圖乙所示,當拉力和電場力垂直時,拉力有最小值,則有拉力緩慢由豎直變為水平的過程中,其大小先減小后增大,故D項正確。4.B[命題立意]本題考查力和運動的知識,意在考查學生對牛頓第二定律的理解。考查的核心素養是由圖像獲取信息,培養科學思維的能力。[試題解析]由題圖可知,手機在0~t1時間內勻速運動,t1~t2時間內向上做加速度逐漸增大的加速運動,t2~t3時間內向上做加速度逐漸減小的加速運動,t3時刻速度最大,t3~t4時間內向上做加速度逐漸增大的減速運動,故t2時刻速度不是最大,t3時刻運動方向也沒有發生改變,故A、C項錯誤;在t2~t3時間內,對手機由牛頓第二定律有F-mg=ma,解得F=m(g+a),結合題圖可知,此階段加速度逐漸減小,故手機受到的支持力在減小,t3~t4時間內手機的加速度向下逐漸增大,則有mg-F=ma,解得F=m(g-a),由于加速度逐漸增大,則此階段手機受到的支持力也在減小,故B項正確;由題圖可知,有段時間手機豎直向下的加速度大小等于重力加速度,手機處于完全失重狀態,所以手機有可能離開過電梯,故D項錯誤。5.(新情境題)D[命題立意]本題考查恒定電流的知識,意在考查學生對電功率的理解。考查的核心素養是由圖像獲取信息,培養科學思維的能力。[試題解析]電壓力鍋煮飯時,鍋內氣壓增大液體沸點升高,故A項錯誤;由題圖乙可知,當鍋內工作壓強為40kPa時,電壓力鍋可能處于升壓狀態,也可能處于保溫狀態,故B項錯誤;由題圖乙可知,在正常加熱升壓和保壓狀態R1的工作時間分別為0~6min,9~12min,15~18min,即R1的工作時間t1=12min=0.2h,故C項錯誤;R2的工作時間t2=18min=0.3h,在正常加熱升壓和保壓狀態消耗的電能W=P1t1+P2t2,其中P1=800W=0.8kW,代入數據解得P2=0.3kW=300W,兩加熱電阻同時工作時電路電流最大,則總功率P=P1+P2=800W+300W=1100W,由P=UI可得I=PU=1100220A=5A,故6.C[命題立意]本題考查彈簧模型的知識,意在考查學生對胡克定律的理解。考查的核心素養是應用科學方法的行為和習慣。[試題解析]取圓環上很小的一段分析,設對應圓心角為θ,分析微元受力有重力m0g、支持力N、兩邊圓環其余部分對微元的拉力T,由平衡條件有m0gtanα2=2Tsinθ2,α=60°,由于微元很小,則對應圓心角很小,則sinθ2=θ2,m0=θr2πrm,其中r為圓環拉伸后的半徑,代入數據有T=mg2πtanα2=3mg2π,由題知,穩定時彈性圓環處于水平狀態,且到底面的距離為圓錐高線的14,則有h=Rtan60°=3R,r=3R4,根據胡克定律有7.D[命題立意]本題考查靜電場的知識,意在考查學生對功能關系的理解。考查的核心素養是掌握科學研究方法,培養正確的科學態度。[試題解析]細桿運動到CD線位置,設A的速度為v,則同軸轉動,角速度相同,B的速度為2v,mgL-mg·2L+Eq·2L-EqL=12mv2+12m(2v)2,解得v=2(3-1)gL5>0,故細桿可運動到CD線位置,故A項正確;B球上升的高度為3L時,根據能量守恒qE·2Lcos30°-qE·Lcos30°+mg(L+Lsin30°)-mg·3L=12mv'2+12m(2v')2,解得v'=0,B球能上升的最大高度為3L,故B項正確;電場力做功最大,系統的機械能最大,當運動到水平時,機械能最大,且電場力做功等于機械能的增加量Em=Eq·2L-EqL+mg·3L=(3+3)mgL,故C項正確;當電場力與重力的合力與細桿在一條線上時,動能最大,最大值為Ekm=Eq·2Lsin60°-EqLsin60°-mg·2L(1-cos60°)+mgL(1-cos60°),解得8.BD[命題立意]本題考查萬有引力的知識,意在考查學生對開普勒第二定律的理解。考查的核心素養是體現科學思維,進行科學推理。[試題解析]若導彈在過C點的圓軌道上,則根據GMm(R+h)2=mv2R+h,可得v=GMR+h,該導彈在C點進入橢圓軌道要減速做近心運動,可知在橢圓軌道上C點的速度小于GMR+h,故A項錯誤,B項正確;因C為橢圓軌道的遠地點,則由開普勒第二定律可知在ACB軌道上運動的平均速率小于另一半橢圓軌道上運動的平均速率,可知該導彈從A點到B點的飛行時間大于T02,故C9.BD[命題立意]本題考查機械波的知識,意在考查學生對機械波疊加的理解。考查的核心素養是善于進行科學論證,發展創新精神。[試題解析]由題意可知,直線y=x上的所有點均為振動減弱點,到兩波源的距離相等,所以兩列波的起振方向相反,故A項錯誤;由題意可知,P點的坐標為(45m,35m),所以距離坐標原點O最近的加強點P到兩波源的距離差為Δr=xP-yP=45m-35m=0.2m=λ2,可知兩列相干線性平面波的波長為λ=0.4m,所以波速為v=λT=0.40.5m/s=0.8m/s,故B項正確;振動減弱點到兩波源的距離差為Δr=nλ(n=1,2,3…),設直線y=34x上為減弱點的橫坐標為x,則Δr=nλ=x-y=14x(n=1,2,3…),解得x=1.6n(n=1,2,3…),所以直線y=34x上減弱點的橫坐標均勻分布,即直線y=34x上減弱點距離O點均勻分布,故C項錯誤;振動加強點到兩波源的距離差為Δr=nλ+λ2(n=0,1,2,3…),設此時加強點坐標為(x,y)則x2+y2=(5λ)2,Δr=|x-y|,聯立可知當n≥5時無解,則n<5,所以n10.(重難題)ABC[命題立意]本題考查磁場的知識,意在考查學生對帶電粒子在磁場中運動的理解。考查的核心素養是掌握科學探究方法,養成良好的科學思維習慣。[試題解析]根據題意可知,粒子從P點射入磁場時,速度方向與過入射點的圓形磁場半徑之間的夾角為60°,由幾何關系可知,該束粒子射出磁場時速度方向與過出射點的磁場區域圓半徑的夾角也為60°,故A項正確;若粒子恰好從C點射出,粒子的運動軌跡如圖甲所示,根據幾何關系可知,粒子在磁場中轉過的圓心角為150°,運動的時間為t=150°360°·2πmqB=5πm6qB,故B項正確;若粒子恰好從A點射出,粒子的運動軌跡如圖乙所示,根據幾何關系可知,軌跡半徑r=3R,由洛倫茲力提供向心力可知qvB=mv2r,解得v=qBrm=3qBRm,故C項正確;從B點射出的粒子在磁場中轉過的圓心角大于從A點射出的粒子在磁場中轉過的圓心角,根據t=θ2π11.[命題立意]本題考查測定金屬樣品電阻率的實驗,意在考查學生對實驗原理的理解。考查的核心素養是體現科學探究精神,培養實驗探究能力。[試題解析](1)滑動變阻器的最大阻值小于該樣品的電阻,需要采用分壓式接入電路才能達到測量電壓從0開始,并連續可調,樣品的電阻相對電壓表屬于小阻值電阻,伏安法采用電流表外接可以減小誤差,故選B。(2)游標卡尺測得該樣品的長度如題圖甲所示,其示數為L=5×10mm+2×0.05mm=50.10mm=5.010cm,用螺旋測微器測得該樣品的直徑如題圖乙所示,其示數為d=4.5mm+20.0×0.01mm=4.700mm。(3)根據電阻定律R=ρLS,根據歐姆定律R=UI,且S=πr2=14πd2,聯立解得該樣品材料的電阻率ρ[——★參考答案★——](1)B(2分)(2)5.010(1分)4.700(1分)(3)πUd212.[命題立意]本題考查驗證系統機械能守恒定律的實驗,意在考查學生對實驗過程的理解。考查的核心素養是運用科學方法進行實驗探究。[試題解析](1)遮光條的寬度為d,通過光電門的時間為t,則物塊通過光電門時的速度為v=dt(2)若系統機械能守恒,則有mgl=12kl2+12m(dt)2,變式為1t2=-kmd2l2+2gd2l,(3)由圖像可知l=l1和l=l3時,時間相等,則物塊的速度大小相等,動能相等,可得mgl3=Ep3+Ek,mgl1=Ep1+Ek,聯立可得Ep1-Ep3=mg(l1-l3)。(4)由題圖乙可知l=l2時遮光條擋光時間最短,此時物塊通過光電門時的速度最大,重力等于彈簧彈力,可得l2=mgk,又mgl2=12kl22+12mvm2,[——★參考答案★——](1)dt(2分)(2)1t2=-kmd2l2+2gd2l(2分)(3)mg(4)gmk(2分13.(高考風向題)[命題立意