并将核对后的条码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上与试卷题号对应的位置,在试卷上作答一律不得分。
3.标注“多选”的试题,每小题应选两个及以上的选项,但不可全选;未特别标注的选择类试题,每小题只能选一个选项。
4. 标注“计算”“简答”“论证”的试题,在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中,须给出必要的图示、文字说明、公式、演算等。
5. 除特殊说明外,本卷所用重力加速度大小g均取10 m/s2 。
一、探索宇宙
探索地外星球,是人类未来一个长久的命题。为此世界各国先后向宇宙中发射很多地外探测卫星。中国已经从近地探索,发展到深空探索,进而探索火星月球等地外星球。2024年3月20日,我国探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空,并成功实现绕月探测。
1、鹊桥二号的发射速度 (填写大于、小于)地球的第一宇宙速度 (填写大于、小于)地球的第二宇宙速度。在此之前,我们发射的祝融号探测器成功登陆火星,则祝融号的发射速度 (填写大于、小于)地球的第二宇宙速度 。
2、鹊桥二号上面测得每隔时间T从底部发射一个光信号,并被顶部的镜子反射后沿原路径返回。航天员发现前一个光信号回到底部刚好和下一个刚被发出的信号相遇。则地面上的人认为两个光信号相遇。
A在空中 B 也在底部 C不相遇
3、宇航员在外太空,出舱后,宇航服体积往往比在舱内大,原因是,宇航员回舱内时,可能因为航天服体积过大不能通过固定尺寸的舱门,你的解决方案是。
4、为了给卫星提供动力,需要设计一个太阳能电池板。如图甲,太阳能电池在有光照时,可以将光能转化为电能,在没有光照时,可以视为一个电动势为零的电学器件。
探究一:实验小组用测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,用图乙电路探究太阳能电池被不透光黑纸包住时的特性曲线。

(1)图乙中虚线处(填“需要”或“不需要”)连接导线,实验前滑动变阻器的滑片应该调到(填“A”或“B”)端;
(2)通过实验,作出被黑纸包住的太阳能电池的特性曲线如图丙,将其与一个电动势为(内阻忽略)的电源和阻值为的定值电阻串联在一起,则太阳能电池消耗的电功率约为W(结果保留两位有效数字);


二、场
场是法拉第为了研究电荷之间相互作用而引入的一种特殊的物质。除了电场外,我们可以等效引入重力场和万有引力场以及分子场的概念。
1、已知万有引力常量为G,地球质量为M,类比电势的定义,则在距离地球球心R的引力势可以表示为。
2、(多选)在场的分类中,如果力所作的功和路径无关,只与该质点运动的起点与终点相关,我们就称该力场为保守力场。下列场中属于保守力场的是( )
A 重力场 B万有引力场 C静电场 D静磁场 E分子势场(即和分子力有关的场)
3、(多选)一个分子a固定在原点,另一个分子b从图中靠近r1左侧某点静止释放,则关于该分子后续的运动和受力情况说法正确的是( )
A在r1点两侧小范围内做往复运动
B运动到r2点时,动能最大
C最终会运动到无穷远处
D 做加速度先变小后变大再变小的运动

4、考虑到光子在引力场中的势能 mgH,如果在地面向上发射一束频率为 ν 的光,然后在离地面高度为 H 的地方接收,由能量守恒可得光子会发生(蓝移或者红移),根据相对论质能关系,可以把光子看成质量为 m =hv/c2的粒子。若H = 22.6 m代入,得 derta v/v=。
5、在地球上上抛一个质量为m物体,初速度为genhao下gR,其中g为地表的重力加速度。R为地球半径,M为地球质量。求物体上升的高度h(忽略空气阻力)
三 蹦极
蹦极是近些年来新兴的一项非常刺激的户外休闲活动。如果忽略空气阻力,且橡皮条的拉力满足胡克定律。下图为一个质量为50kg下落过程中运动员的速度随着下落高度的变化情况(取向下为正方向)。g=10m/s2

1、人体速度最大时候,下落高度是,此时收到绳子的拉力大小是。
2、简述上述情况下,人体在下落过程中的运动情况: 。
3、求运动员在最低点时,绳子的弹性势能是, 弹性绳原长为m。
4、右图为人体运动过程中加速度随着位移的变化,其中h3为最低点。在h3位置,关于人体的加速度a2大小说法正确的是( )
A、a2=a1
B、a2大于a1
C、a2小于a1
D、a1、a2大小关系不难确定

5、上图第一象限a和h围成的面积(填写大于小于等于)第四象限a-h围成的面积,请给出你的判断原因。
6、(多选)如果仅仅增加绳子长度,则下列说法正确的是( )
A、速度最大时对应的弹性绳的伸长量变大
B、h2-h3之间的时间间隔变大
C、h2-h3之间的距离变大
D、人体的最大速度变大
四、电磁振荡
某同学在学习电磁振荡时,发现电磁振荡和弹簧振子的简谐振动有很多相似性。
1、两者都有周期性。电磁振荡的频率满足f = ,如果弹簧振子的回复力大小满足F=kx。振子的质量为m。则振子简谐振动的频率f =。
2、两者都涉及到能量的转化关系。在水平弹簧振子中,小球(满足或者不满足)机械能守恒,振子(满足或者不满足)机械能守恒。电磁振荡中,忽略回路中焦耳热,LC回路的电场能和磁场能之间相互转化,(满足或者不满足)两者能量之和不变。
3、实现电磁振荡首先需要对装置输入能量,将电容器单独串联在一个电动势内电阻固定的电源上,给电容器充电过程中,则电源电能转化为电容器电场能的功率变化趋势是 。
五、电动机和发电机
直流电动机和直流发电机内部都包含有一对磁极和一个线圈。下图是电动机和发电机的简化图。AB和CD质量均为m的导体棒,电阻均为R,轨道光滑水平,轨道间距为d,两个棒初始相距x,不计轨道电阻。初始两棒均静止。给A B一个水平速度v0。

1、上述(AB或者CD)相当于电动机。
2、CD上的电流 (满足或者不满足)欧姆定律。
3、经过足够长时间,回路中流过的电量为q,则两棒的速度大小 (相同或者不相同),两棒的间距大小为。
4、如果AB克服安培力做功为W2 安培力对CD做功W1 。求证 W2-W1=Q
、
六、感应加速
下图电子加速的设备。它的基本原理如图所示,上、下为电磁铁的两个磁极,磁极之间有一个环形真空室,电子在真空室中做圆周运动。电磁铁线圈电流的大小、方向可以变化,产生的感生电场使电子加速。上图为侧视图,下图为真空室的俯视图,如果从上向下看,电子沿逆时针方向运动。已知电子初速度为零,电荷量为e,质量为m,电子做圆周运动的轨道半径为r,若图甲中磁场B随时间t按B=B0+kt(B0、k均为正常数)规律变化,形成涡旋电场的电场线是一系列同心圆,单个圆上形成的电场场强大小处处相等。

1、为使电子加速,感生电场的方向应该沿方向 (“顺时针”还是“逆时针”);
2、为使电子加速,当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时,电流的大小应该 (“增大”还是“减小”);
3、电子在圆形轨道中加速一周的过程中,求电子获得的动能和电子的切向加速度多少。
4、将一个半径为r的闭合环形导体置于相同半径的电场线位置处,闭合环形导体的电阻为R,导体中的自由电荷就会在感生电场的作用下做定向运动,环形导体中感应电流I=;