■湖南省湘陰縣第一中學 楊宗禮

一、選擇題(本題共10小題，第1～6 題為單選題，第7～10題為多選題)

1.2023年7 月我國自主研發(fā)的核磁共振設(shè)備開始量產(chǎn)，這標志著我國在高端醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域邁向了新的里程碑。核磁共振成像是可進行人體多部位檢查的醫(yī)療影像技術(shù)，基本原理為:當電磁波滿足一定條件時，可使處于強磁場中的人體內(nèi)含量最多的氫原子吸收電磁波的能量，其后吸收了能量的氫原子又把這部分能量以電磁波的形式釋放出來，形成核磁共振信號。下列關(guān)于人體內(nèi)氫原子吸收的電磁波能量的說法中正確的是( )。

A.頻率足夠高的電磁波才會被氫原子吸收

B.能量大于13.6 eV 的電磁波才能被氫原子吸收

C.氫原子只能吸收某些特定頻率的電磁波

D.吸收了電磁波的氫原子所處的狀態(tài)叫基態(tài)

2.甲、乙兩同學完成一娛樂性比賽時，由同一點O斜向上拋出一小球，要求小球剛好不與天花板發(fā)生碰撞，且落地點距離拋出點遠者獲勝。如圖1 所示，乙最終勝出。已知小球的質(zhì)量相等，忽略空氣阻力。下列說法中正確的是( )。

圖1

A.落地瞬間乙同學拋出的小球的速度較小

B.乙同學拋出的小球在空中運動的時間較長

C.乙同學拋出的小球在天花板處的速度較大

D.落地瞬間乙同學拋出的小球的重力的瞬時功率較大

3.甲、乙兩列簡諧橫波在同一均勻介質(zhì)中傳播，甲波沿x軸正方向傳播，乙波沿x軸負方向傳播，t=0時刻兩列波的波形圖如圖2所示。已知波速v=8 m/s，下列說法中正確的是( )。

圖2

A.波的頻率f=0.5 Hz

B.t=0時刻，x=4 m 與x=12 m 處的兩質(zhì)點的振動方向相同

C.t=0.5 s時刻，x=5 m 處的質(zhì)點第一次到達y=-7 cm 處

D.兩列波疊加后，x=4 m 處為振動加強點

4.暗物質(zhì)是二十一世紀物理學之謎，對該問題的研究可能帶來一場物理學的革命。為了探測暗物質(zhì)，我國成功發(fā)射了一顆被命名為“悟空”的暗物質(zhì)探測衛(wèi)星。已知“悟空”在低于同步衛(wèi)星的軌道上繞地球做勻速圓周運動，經(jīng)過時間t(t小于其運行周期)，運動的弧長為s，與地球中心連線掃過的角度為β(弧度)，引力常量為G，則下列說法中不正確的是( )。

A.“悟空”的線速度小于第一宇宙速度

B.“悟空”的向心加速度大于地球同步衛(wèi)星的向心加速度

5.如圖3所示，在正四面體P-ABC中，O是底面AB邊的中點，若在A、B兩點分別固定一個帶正電荷量都為Q的點電荷。下列說法中正確的是( )。

圖3

A.P、C兩點的電勢不相等

B.P點的電場強度與C點的相同

C.將帶正電的試探電荷q從O點沿著OC方向移動到C點，試探電荷的電勢能逐漸減小

D.將帶正電的試探電荷q從P點移動到C點，試探電荷的電勢能先減少后增加

6.如圖4所示，一同學在擦黑板的過程中，對質(zhì)量為m的黑板擦施加一個與豎直黑板面成θ角斜向上的力F，使黑板擦以速度v豎直向上做勻速直線運動。重力加速度大小為g，不計空氣阻力，則( )。

圖4

7.在信息技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，光盤是存儲信息的一種重要媒介。光盤上的信息通常是通過激光束來讀取的。若紅、藍激光束不是垂直投射到盤面上，則光線在通過透明介質(zhì)層時會發(fā)生偏折而改變行進的方向，如圖5所示。下列說法中正確的是( )。

圖5

A.圖中光束①是藍光，光束②是紅光

B.在光盤的透明介質(zhì)層中，光束①比光束②的傳播速度大

C.若光束①②先后通過同一雙縫干涉裝置，則光束①的條紋寬度比光束②的窄

D.光束①比光束②更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象

圖6

A.若手機的電池容量為4 500 mA·h，則“無線超充模式”下的充電時間為54 min

B.此無線充電器的耗電功率是100 W

C.送電線圈與受電線圈的匝數(shù)比為5∶1

D.送電線圈兩端的電壓為215.5 V

9.在物流市場，廣泛應(yīng)用著傳送帶搬運貨物。如圖7甲所示，傾角θ=37°的傳送帶以恒定速率沿逆時針方向轉(zhuǎn)動，在傳送帶頂端A處無初速度地釋放一個質(zhì)量m=2 kg的貨物(可視為質(zhì)點)，經(jīng)過2 s到達傳送帶的下端B處。貨物與傳送帶的速度隨時間變化的圖像如圖7 乙所示，取重力加速度g=10 m/s2，sin 37°=0.6。下列說法中正確的是( )。

圖7

A.傳送帶A、B兩端相距16 m

C.貨物從傳送帶A端運動到B端的過程中，傳送帶對貨物做的功為48 J

D.貨物從傳送帶A端運動到B端的過程中，貨物與傳送帶間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為48 J

10.如圖8甲所示，電阻不計且間距L=1 m 的光滑平行金屬導軌豎直放置，上端連接阻值R=1 Ω 的電阻，虛線OO'下方有垂直于導軌平面的勻強磁場。現(xiàn)將質(zhì)量m=0.3 kg，電阻r=1 Ω 的金屬桿從虛線OO'上方某處以一定初速度釋放，下落過程中與導軌保持良好接觸且始終水平。在金屬桿下落0.3 m 的過程中，其加速度a與下落距離h的關(guān)系圖像如圖8乙所示。已知金屬桿進入磁場時的速度v0=3 m/s，取重力加速度g=10 m/s2。下列說法中正確的是( )。

圖8

A.進入磁場后，金屬桿中電流的方向由右到左

B.勻強磁場的磁感應(yīng)強度為2 T

C.金屬桿下落0.3 m 的過程中，通過電阻R的電荷量為0.42 C

D.金屬桿下落0.3 m 的過程中，電阻R中產(chǎn)生的熱量約為0.87 J

二、實驗題

11.某學習小組的同學利用如圖9所示的實驗裝置測量圓形橡皮筋的彈性模量，在彈性限度內(nèi)，橡皮筋像彈簧一樣，其彈力大小F與伸長量x成正比，即F=kx，k值與橡皮筋的原長L、橫截面積S有關(guān)，理論與實踐都表明，其中Y在材料力學上稱為彈性模量。

圖9

(1)在國際單位制中，彈性模量Y的單位應(yīng)該是____。

A.N B.m C.N/m D.N/m2

(2)先利用刻度尺測量圓形橡皮筋的原長L=10.00 cm，再利用螺旋測微器測量橡皮筋處于原長時的直徑D，如圖10 所示，則D=____mm。

圖10

(3)作出橡皮筋受到的拉力F與伸長量x的關(guān)系圖像，如圖11所示，則該橡皮筋的k值為____N/m。

圖11

12.某實驗小組的同學在實驗室找到了一段粗細均勻、電阻率較大的電阻絲，設(shè)計了如圖12 甲所示的電路進行實驗探究，其中MN為電阻絲，其橫截面積為6 mm2，R0是阻值為0.40 Ω 的定值電阻。正確接線后，閉合開關(guān)S，調(diào)節(jié)滑片P，記錄電壓表示數(shù)U、電流表示數(shù)I，以及對應(yīng)的PN長度x，通過調(diào)節(jié)滑片P，記錄多組U、I、x的值。

圖12

(1)實驗室提供“0.6 A、3 A”雙量程電流表，在本實驗中同學選用0.6 A 擋。實驗過程中，測得某次電流表的示數(shù)如圖12 乙所示，則此時電流大小為_____A。

(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的U-I圖像如圖13甲所示，則電池的電動勢E=____V，內(nèi)阻r=_____Ω(結(jié)果均保留2 位有效數(shù)字)。受電表內(nèi)阻的影響，通過圖像法得到的電動勢的測量值____其真實值(選填“大于”“等于”或“小于”)。

圖13

三、解答題

13.為了監(jiān)控高溫鍋爐外壁的溫度變化，在鍋爐的外壁上鑲嵌一個導熱性能良好的汽缸，如圖14所示，汽缸內(nèi)氣體溫度可視為與鍋爐外壁溫度相等。汽缸開口向上，用質(zhì)量m=2 kg的活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體，活塞的橫截面積S=20 cm2。當汽缸內(nèi)氣體溫度為300 K 時，活塞與汽缸底的間距為L，活塞上部距活塞處有一用輕質(zhì)繩懸掛的重物M。當輕繩的拉力為30 N 時，警報器報警。已知室外空氣壓強p0=1.0×105Pa，活塞與汽缸壁之間的摩擦可忽略。取重力加速度g=10 m/s2。求:

圖14

(1)當活塞剛剛接觸到重物時，鍋爐外壁的溫度為多少?

(2)如果鍋爐外壁的最高安全溫度為1 200 K，那么重物的質(zhì)量至少應(yīng)為多少?

14.如圖15 所示，在Oxy平面內(nèi)虛線OM與x軸負方向間的夾角為45°，虛線OM右側(cè)區(qū)域Ⅰ內(nèi)存在垂直于Oxy平面向里的勻強磁場，虛線OM左側(cè)區(qū)域Ⅱ內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強電場。一個比荷為k的帶正電粒子從原點O沿x軸正方向以速度v0射入磁場區(qū)域，此后當粒子第一次穿過邊界線OM后恰能到達x軸上的P(-d，0)點。不計粒子自身重力，求:

圖15

(1)勻強電場的電場強度E和勻強磁場的磁感應(yīng)強度B。

(2)粒子從O點射出至第四次穿過邊界線OM所用的時間。

(3)粒子第四次穿過邊界線OM時的位置坐標。

15.如圖16 所示，質(zhì)量為2m的滑板上表面由長度為L的水平部分AB和半徑為R的四分之一光滑圓弧BC組成，滑板靜止在光滑的水平地面上，AB部分恰好與臺階等高。光滑的臺階上有質(zhì)量均為m的物塊1和小球2，二者之間有一被壓縮的輕質(zhì)彈簧。臺階右側(cè)與一半徑為r的光滑豎直圓形軌道相切于D點。某一時刻將壓縮的彈簧釋放，使得物塊1與小球2瞬間分離，物塊1 向左運動的速度為v0，它與滑板水平部分AB間的動摩擦因數(shù)為μ。

圖16

(2)為了使小球2 在運動過程中始終不脫離圓形軌道，求圓形軌道的半徑r應(yīng)滿足的條件。

(3)要使物塊1 在相對滑板反向運動過程中，相對地面有向右運動的速度，求AB部分的長度L應(yīng)滿足的條件。