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试卷第 1 页,共 8 页 一、单项选择题:本题共一、单项选择题:本题共 7 7 小题,每小题小题,每小题 4 4 分,共分,共 2828 分。在每小题给出的四个选项分。在每小题给出的四个选项2022024 4广东卷广东卷押题押题中,只有一项是符合题目要求的。中,只有一项是符合题目要求的。12021 年 12 月 20 日,我国“人造太阳”打破世界纪录,实现了 1056 秒的长脉冲高参数等离子体运行。其内部发生轻核聚变的核反应方程为12H+13H 24He+,释放出能量,一段时间后测得反应物的质量亏损了,记光速为 c。下列说法正确的是()A是粒子,穿透能力强电离能力弱 B这段时间内,轻核聚变释放的能量为2 C粒子最早由卢瑟福通过实验发现的 D轻核聚变质量亏损,则轻核聚变过程中质量数不守恒 2如图甲所示,射箭时,释放箭的瞬间若弓弦的拉力为 100N,对箭产生的作用力为120N,其弓弦的拉力如图乙中 F1和 F2所示,对箭产生的作用力如图中 F所示,则弓弦的夹角应为(cos53=0.6)()A53 B127 C143 D106 3消防员日常技能训练中,消防员从四楼窗户沿绳竖直下降到地面过程的 图像如图所示。消防员在0 4s与4s 5s时段内的()A位移大小之比为1:4 B平均速度大小之比为1:4 C速度变化量大小之比为1:4 D加速度大小之比为1:4 试卷第 2 页,共 8 页 4我国一箭多星技术居世界前列,一箭多星是用一枚运载火箭同时或先后将数颗卫星送入轨道的技术。某两颗卫星释放过程简化为如图所示,火箭运行至 P点时,同时将A、B 两颗卫星送入预定轨道。A 卫星进入轨道 1 做圆周运动,B 卫星进入轨道 2 沿椭圆轨道运动,P 点为椭圆轨道的近地点,Q点为远地点,B 卫星在 Q点喷气变轨到轨道 3,之后绕地球做圆周运动。下列说法正确的是()AA 卫星在 P 点的加速度大于 B 卫星在 P 点的加速度 BA 卫星在轨道 1 的速度小于 B 卫星在轨道 3 的速度 CB 卫星从轨道 2 上 Q点变轨进入轨道 3 时需要喷气减速 DB 卫星沿轨道 2 从 P点运动到 Q点过程中引力做负功 5电子束焊接机的核心部件内存在如图甲所示的高压辐向电场,带箭头的虚线表示电场线。一电子在电场力作用下由 A 沿直线运动到 B。下列说法正确的是()A该电场为匀强电场 B电子运动过程中电势能逐渐减小 C电子运动过程中加速度逐渐减小 D电子经过各点的电势随位移 x的变化如乙图所示 6法拉第电动机原理如图所示。条形磁铁竖直固定在圆形水银槽中心,极向上。一根金属杆斜插在水银中,杆的上端与固定在水银槽圆心正上方的铰链相连。电源负极与金属杆上端相连,与电源正极连接的导线插入水银中。从上往下看,金属杆()A在金属杆和导线所在平面内绕铰链向上摆动 B在金属杆和导线所在平面内绕铰链向下摆动 C绕铰链和磁铁连线顺时针转动 D绕铰链和磁铁连线逆时针转动 试卷第 3 页,共 8 页 7近些年我国手机闪充功能发展迅速,已经处于国际领先水平。图甲是某国产超级快速无线充电器 CP62R,可提供最大50W的无线充电功率。其工作原理近似为一个理想变压器如图乙所示,当送电线圈接上220V、50Hz的正弦交变电流时,受电线圈中会产生交变电流。送电线圈的匝数为1,受电线圈的匝数为2,且1:2=5:1。当该装置给手机快速充电时,下列判断正确的是()A送电线圈和受电线圈通过互感实现能量传递 B流过送电线圈的电流大于受电线圈的电流 C受电线圈的输出电压大于送电线圈的输入电压 D每秒钟通过受电线圈的电流方向改变 50 次 二、多项选择题:本题共二、多项选择题:本题共 3 3 小题,每小题小题,每小题 6 6 分,共分,共 1818 分。在每小题给出的四个选项分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得中,有多项符合题目要求。全部选对的得 6 6 分,选对但不全的得分,选对但不全的得 3 3 分,有选错的得分,有选错的得 0 0分。分。8如乙图所示,一束复色光从空气射向一个球状水滴后被分成了 a、b两束单色光,分别将这两束单色光射向图甲所示的装置,仅有一束光能发生光电效应。调节滑片 P的位置,当电流表示数恰为零时,电压变示数为。已知该种金属的极限频率为0,电子电荷量的绝对值为 e,普朗克常量为 h,下列说法正确的是()Aa 光在玻璃中的传播速度比 b 光小 Bb 光的光子能量为0+C保持光强不变,滑片 P 由图示位置向左移,电流表示数变大 D用同一双缝做光的干涉实验,a 光产生的干涉条纹间距比 b光的大 试卷第 4 页,共 8 页 9如图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备,图乙为质量=600kg建筑材料从地面被吊起后在竖直方向运动的 图像(竖直向上为正方向),重力加速度=10m/s2。根据图像下列判断正确的是()A在 1030s 建筑材料的机械能增加 B46s 时建筑材料离地面的高度为 28m C在 010s 内塔吊拉力做功的功率为 3030W D在 3036s 塔吊拉力对建筑材料做负功,其功率逐渐减小 10如图甲所示,两根间距=1m的平行光滑金属导轨放置在水平面内,左端与=1的定值电阻相连。导轨间在坐标轴 0一侧存在着沿 x方向磁感应强度均匀增大的磁场,磁感应强度 B与 x的关系如图乙所示。在外力 F 作用下,一质量=1kg的金属棒从1位置运动到2位置的过程中通过电阻 R 的电流始终恒定为 1A。金属棒始终与导轨垂直且接触良好,1、2的横坐标分别为1=1m、2=3m,不计导轨与金属棒电阻,下列说法正确的是()A从1到2的过程中,金属杆做减速运动 B金属杆在2处的动能为 0.25J C从1到2的过程回路中拉力做的功为 2.625J D从1到2的过程中通过金属棒横截面的电荷量为 4C 三、非选择题:共三、非选择题:共 5454 分,考生根据要求作答。分,考生根据要求作答。11(6 分)某同学用如图所示的装置探究物体做圆周运动的向心力大小与半径、线速度、质量的关系。用一根细线系住钢球,另一端连接在固定于铁架台上端的力传感器上,直径为 d的钢球静止于 A 点,将光电门固定在 A 的正下方。钢球底部竖直地粘住一片宽度为 x的遮光条。试卷第 5 页,共 8 页 (1)用天平测出钢球质量,用刻度尺测出摆线长度。(2)将钢球拉至不同位置由静止释放,读出钢球经过 A 点时力传感器的读数 F 及光电门的遮光时间 t,算出钢球速度的平方值,具体数据如表所示:1 2 3 4 5 F/N 0.124 0.143 0.162 0.181 0.200 2/(m2 s2)v 2.0 4.0 5.8 8.0 10.1 请在下面的坐标图中,画出 2的关系图像_。(3)由图像可知,钢球的重力为_N。(4)若图像的斜率为 k,钢球质量为 m,重力加速度为 g,则 F与 v2的关系式为_(用所给物理量的符号表示)。(5)某同学通过进一步学习知道了向心力的公式,发现实验中使用公式2求得钢球经过 A点的向心力比测量得到的向心力大,你认为产生误差的主要原因是_。12(9 分)某热敏电阻的阻值 R随温度 t变化的图像如图甲所示,某同学用该热敏电阻制作的简易火灾自动报警器电路图如图乙所示。请回答以下问题:试卷第 6 页,共 8 页(1)为使温度在升高到报警温度时,报警器响起,单刀双掷开关 C 应该接_(选填“a”或“b”)。(2)为实现温度升高到 60时报警器响起的目的,该同学先把热敏电阻放入 60的恒温水中,然后调节滑动变阻器的电阻,直到报警器响起。在闭合两开关S1,S2之前,该同学还应将滑动变阻器的滑片滑至最_(选填“左端”或“右端”)。(3)已知直流电源电动势1=18V,内阻不计。若继电器线圈 ed电阻忽略不计,流过继电器线圈的电流0 10mA才会报警,欲使温度升高到 60时报警器响起,则滑动变阻器接入电路的阻值应该是_。13(11 分)工人浇筑混凝土墙壁时,内部形成了一块气密性良好充满空气的空腔,墙壁导热性能良好。(1)空腔内气体的温度变化范围为33 47,问空腔内气体的最小压强与最大压强之比;(2)填充空腔前,需要测出空腔的容积。在墙上钻一个小孔,用细管将空腔和一个带有气压传感器的汽缸连通,形成密闭空间。当汽缸内气体体积为1L时,传感器的示数为1.0atm。将活塞缓慢下压,汽缸内气体体积为0.7L时,传感器的示数为1.2atm。求该空腔的容积。试卷第 7 页,共 8 页 14(13 分)如图,质量为 M的小车静止在光滑水平面上,小车 AB 段是半径为 R 的四分之一光滑圆弧轨道,BC段是长为 L 的粗糙水平轨道,两段轨道相切于 B点。一质量为 m的滑块从小车上的 A 点由静止开始沿轨道下滑,然后滑入 BC 轨道,最后从 C点滑出小车。已知滑块质量=2,滑块与轨道 BC间的动摩擦因数为,重力加速度为 g。(1)若固定小车,求滑块运动过程中对小车的最大压力。(2)若不固定小车,滑块仍从 A点由静止下滑,求:滑块运动过程中,小车的最大速度大小m;滑块从 B到 C 运动过程中,小车的位移大小 s。试卷第 8 页,共 8 页 15(15 分)如图为一质谱仪的结构简图,两块相距为的平行金属板 A、B 正对且水平放置,两板间加有可调节的电压,1,、2分别为板中心处的两个小孔,点 O与1、2共线且连线垂直于金属板,O 与2的距离2=。在以 O为圆心、R为半径的圆形区域内存在一磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。圆弧 CD 为记录粒子位置的胶片,圆弧上各点到 O点的距离以及圆弧两端点 C、D 间的距离均为2R,C、D两端点的连线垂直于 A、B 板。粒子从1处无初速地进入到 A、B 间的电场后,通过2进入磁场,粒子所受重力不计。(1)当 A、B 两板间电压为0时,粒子恰好打在圆弧 CD 的中点,求该粒子的比荷;(2)一质量为1的粒子从磁场射出后,恰好打在圆弧上的 C端点;在相同加速电压下,该粒子的一个同位素粒子则恰好打在圆弧上的 D端点,求这个同位素粒子的质量;(3)一质量为 m、电荷量为 q的粒子从1处无初速地进入电场,当间所加电压不同时,粒子从1直至打在圆弧 CD 上所经历的时间 t会不同,求 t的最小值。答案第 1 页,共 11 页 参考答案参考答案 1B【详解】AC轻核聚变的核反应方程为12H+13H 24He+,根据反应过程满足质量数和电荷数守恒可知,为中子 n01,中子最早是由查德威克通过实验发现的,故 AC 错误;B根据爱因斯坦质能方程可知,这段时间内,轻核聚变释放的能量为 =2 故 B 正确;D轻核聚变质量亏损,但轻核聚变过程中质量数守恒,故 D 错误。故选 B。2D【详解】弓弦拉力的合成如图所示 由于 1=2 由几何知识得 21cos2=有 cos2=21=0.6 所以 2=53 即 =106 故选 D。3D【详解】A在0 4s与4s 5s时段内,位移大小之比为面积之比,即为 41,故 A 错 答案第 2 页,共 11 页 误;B根据匀变速直线运动的平均速度等于初速度与末速度之和的一半,得两时段内的平均速度大小之比为 11,故 B 错误;C速度变化量分别为4m/s与4m/s,大小之比为 11,故 C 错误;D根据加速度的定义式得两时段内的加速度分别为1m/s2与4m/s2,大小之比为 14,故 D 正确。故选 D。4D【详解】A两卫星在 P 点时,根据 2=可得 =2 显然两卫星的加速度相同,故 A 错误;B由题知,轨道 1 和轨道 3 都是圆轨道,则有 2=2 可得 =由于 B 卫星在轨道 3 上运动的轨道半径大于 A 卫星在轨道 1 上运动的轨道半径,所以 B 卫星在轨道 3 上运动的速度小于 A 卫星在轨道 1 上运动的速度,故 B 错误。C卫星从低轨道运动到高轨道,需要在轨道相切点点火加速实现,所以 B 卫星在 Q 点变轨进入轨道 3 时需要向后喷气加速,故 C 错误;DB 卫星沿轨道 2 从 P 点运动到 Q 点过程中速度减少,则动能减小,故引力做负功,故D 正确。故选 D。5B【详解】A由甲图中电场线分布可知,该电场为非匀强电场,A 错误;B由于电子带负电,当它从 A 沿直线运动到 B 时,电场力做正功,则电势能减小,B 正确;答案第 3 页,共 11 页 C由甲图中电场线分布和牛顿第二定律可知,电子在加速过程中电场力逐渐变大,因此加速度逐渐变大,C 错误;D乙图斜率表示电场强度,由图知斜率逐渐变小,而甲图可知电场强大逐渐变大,D 错误。故选 B。6D【详解】电源、金属棒、导线和水银组成闭合电路,金属棒中有斜向上方的电流,根据左手定则可知,图示位置导电金属杆受垂直纸面向里的安培力,从上往下看,金属杆将绕铰链和磁铁连线逆时针转动。故选 D。7A【详解】A该无线充电器的工作原理近似为一个理想变压器,送电线圈和受电线圈通过互感实现能量传递,故 A 正确;B根据理想变压器原、副线圈电流与匝数成反比可知,流过送电线圈的电流与流过受电线圈的电流之比为 15,即流过送电线圈的电流小于受电线圈的电流,故 B 错误;C根据理想变压器原、副线圈电压与匝数成正比可知,受电线圈的输出电压与送电线圈的输入电压之比为 15,即受电线圈的输出电压小于送电线圈的输入电压,故 C 错误;D电压频率为 50Hz,周期为 0.02s,每 0.02s 通过受电线圈的电流方向改变 2 次,所以每秒钟通过受电线圈的电流方向改变 100 次,故 D 错误。故选 A。8BD【详解】A由乙图知,由于两束光入射角相同,b 光的折射角小,根据 =sinsin 可知 b 光的折射率大于 a 光的折射率,根据 =所以 b 光在玻璃中的传播速度比 a 光小,A 错误;B由折射率和频率的关可知,b 光的频率大于 a 光的频率,故 b 光发生光电效应,根据光电效应方程 km=0=答案第 4 页,共 11 页 又有 0=0 所以 b 光的光子能量为 =0+B 正确;C保持光强不变,滑片 P 由图示位置向左移,则 AK 两端的电压变小,则电流表示数可能不变,可能变小,C 错误;D由于 b 光的折射率大,所以 a 光的波长大于 b 光的波长,根据 =用同一双缝做光的干涉实验,a 光产生的干涉条纹间距比 b 光的大,D 正确。故选 BD。9AC【详解】A1030s内,建筑材料向上匀速运动,建筑材料的动能不变,重力势能增加,建筑材料的机械能增加,故 A 正确;B根据 图像与横轴围成的面积等于位移可知,46s 时建筑材料离地面的高度为 =12(20+36)1m 12 10 1.2m=22m 故 B 错误;C010s内建筑材料的加速度大小为 =110m/s2 根据牛顿第二定律可得 =解得 =6060N 在010s内塔吊拉力做功的功率为 =2=6060 12W=3030W 故 C 正确;D在3036s内建筑材料向上减速运动,塔吊拉力对建筑材料做正功,其功率逐渐减小,故 D 错误。答案第 5 页,共 11 页 故选 AC。10AC【详解】AB回路电流恒为 I=1A 可知感应电动势为 =1V 由题意可知 =(0.5+0.5)T 在1即 x=1m 处的磁感应强度 B=1T 设金属棒在1处的速度为1,可得 =1 解得 1=1m/s 在 x=3m 处的磁感应强度 B=2T 设金属棒在2处的速度为2,可得 =2 解得 2=0.5m/s1 所以金属杆做减速运动。金属杆在2处的动能 k2=1222=0.125J 选项 A 正确,B 错误;D金属棒受到的安培力为 安=(0.5+0.5)1 1N=(0.5+0.5)N 故在1即 x=1m 处受到的安培力为 1=1N 在2即 x=3m 处受到的安培力为 答案第 6 页,共 11 页 2=2N 由于安培力随位移均匀变化,故整个过程中克服安培力所做功为 克安=1+22=3J 即整个回路产生的焦耳热 Q=3J 由焦耳定律可得 =2 解得 =3s 故金属棒从1到2的过程中通过横截面的电量为 =3C 选项 D 错误。C金属棒从1到2的过程中,对金属棒由动能定理有 克安=12221212 解得外力所做的功为 W=2.625J 选项 C 正确。故选 AC。11 图见解析 0.104/0.102/0.103/0.105/0.106 =2+光电门测出的是遮光条通过时的速度,大于钢球球心通过最低点的速度【详解】(2)1画出 2的关系图像如图所示 答案第 7 页,共 11 页(3)2根据 =2 整理有 =+2 由上述式子,结合图像可知,图像的截距为钢球的重力,即 =0.104N(4)3由之前的分析可知图像的解析式为 =+2 若图像的斜率为 k,钢球的质量为 m,重力加速度为 g,则 F 与2的关系式可改写为 =2+(5)4产生误差的主要原因是光电门测出的是遮光条通过时的速度,大于钢球球心通过最低点的速度,即速度测大了。12 a 左端 1220【详解】(1)1由图甲可知,热敏电阻的阻值随温度升高而减小,在温度升高的过程中图乙中电流增大,螺旋管的磁感应强度增大,铁片受到的作用力增大将向左移动,要使报警器响起,单刀双掷开关 C 应该接 a;(2)2在闭合开关前,应使滑动变阻器接入电路的阻值最大,即应将滑动变阻器的滑片滑至最左端;(3)3由图甲可知,温度升高到 60时热敏电阻的阻值为 580,由闭合电路欧姆定律得 0=1+滑 解得 滑=10 =1810 103 580=1220 13(1)34;(2)0.8L【详解】(1)以空腔内的气体为研究对象,最低温度时,压强1,1=240K;最高温度时,压强2,2=320K;根据查理定律可知 12=12 解得 答案第 8 页,共 11 页 12=34(2)设空腔的体积为0,汽缸的容积为,以整个系统内的气体为研究对象,则未下压时气体的压强3=1.0atm,体积 1=0+,=1L 下压后气体的压强4=1.2atm,体积 2=0+,=0.7L 根据波意耳定律 31=42 解得 0=0.8L 14(1)3mg,方向竖直向下;(2)3,3【详解】(1)若固定小车,滑块从 A 到 B 的运动中,由动能定理可得 =1202 0 解得 0=2 滑块在 B 点时,由牛顿第二定律可得 N =02 解得 N=3 此时在 B 点,圆弧轨道对滑块的支持力最大,由牛顿第三定律可知,滑块对小车的最大压力为 3mg,方向竖直向下。(2)若不固定小车,因水平轨道粗糙,因此滑块滑至 B 点时,小车的速度最大,滑块与小车组成的系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律可得 1 m=0 此过程系统的机械能守恒,则有 =1212+12m2 联立解得小车的最大速度大小为 答案第 9 页,共 11 页 m=3 滑块从 B 到 C 运动过程中,滑块与小车组成的系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律可得 2=0 则有=2 等式两边乘以时间 t,则有 =2 可知=解得=2 又+=解得小车的位移大小为 =3 15(1)2022;(2)2=191;(3)(33+)3【详解】(1)粒子从1到2的过程中,根据动能定理有 00=122 粒子进入磁场后做匀速圆周运动,由向心力公式有 0=2 由题意知,粒子的轨迹如图中所示 由几何关系知粒子在磁场中运动的轨迹半径 答案第 10 页,共 11 页 =联立以上各式,解得粒子的比荷为 0=2022(2)当质量为1的粒子打在圆弧的 C 端点时,轨迹如图中所示,根据几何关系可得粒子在磁场中运动的轨迹半径 1=(2)2 2=3 当该粒子的同位素粒子打在圆弧的 D端点时,轨迹如图中所示,轨迹半径为 2=tan300=33 由(1)中得粒子质量的通用表达式为 =222 则 21=2212=19 解得这个同位素粒子的质量为 2=191(3)通过分析可知:当粒子沿轨迹最终打在胶片的 C 端点时,对应粒子在整个过程中经历的时间最短,此时粒子在磁场中运动的轨迹半径为 1=3 粒子在磁场中运动轨迹所对的圆心角为 1=3 由=2得到该粒子进入磁场时的速度大小为 1=1=3 粒子在电场中经历的时间为 1=12=233 粒子在磁场中经历的时间 2=12 而 答案第 11 页,共 11 页 =211 由此得到 2=3 粒子出磁场后做匀速直线运动经历的时间为 3=1=33 则粒子从进入电场到打在胶片上所经历的最短时间为 min=1+2+3=(33+)3
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