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绝密★启用前
物 理
本试卷共8页，满分100分，考试用时75 分钟。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用 2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改
动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上
无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合
题目要求。
1.随着我国核能快速发展，科学家根据放射性物质衰变过程中持续释放高能射线的特征发明了一种神
奇的微核电池，该电池比一颗米粒还小。电池使用从核废料中提取出来的镅作为原料，镅的一种衰
m
变方程为 ❑ 241Am→237Np+X。已知质量为m₀的铌，经过时间t后剩余的铌质量为m，其 -t图
95 93 m
0
线如图所示，则下列说法正确的是
A.衰变生成的射线具有很强的穿透能力
B.铌的半衰期为432年
C.若将该电池装到登月车上，月球上的极低温度会缩短镅的半衰期
249 237
D. Am的比结合能比 Np的比结合能大
95 93
2.消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。如图所示为某消音器的原理图，声波沿水平管道自
左向右传播，在声波到达a处时，分成上下两列波，这两列波在b处相遇可消弱噪音，设上下两束
波从a运动到b的时间差为△t，不考虑声波在传播过程中波速的变化，则下列说法正确的是
A.该消音器的工作原理是利用波的衍射
B.两列波相遇之后，振幅小的一列波将减弱，
振幅大的一列波将加强
C.△t为声波的半周期的奇数倍
D.理想状态下，b处的声波比a处的声波传播速度小
【物理 第1页(共8页)】
学科网（北京）股份有限公司3.如图甲所示为一条绝缘纸带，两条平行长边镶有铜丝，将纸带一端扭转 180°，与另一端连接，
形成拓扑结构的莫比乌斯环。连接后，纸环边缘的铜丝形成闭合回路，纸环围合部分可近似为半
径为 R 的扁平圆柱。现有一匀强磁场从圆柱中心区域垂直其底面穿过，磁场区域的边界是半径为
r的圆(rm的方案是 (选填“丙”、“丁”或“丙和丁”)；在作a-F
图像时，把 mg作为F 值的是 (选填“丙”、“丁”或“丙和丁”)。
学科网（北京）股份有限公司【物理第5页(共8页)】
学科网（北京）股份有限公司12.(10分)纯电动汽车的蓄电池的安全性，主要体现在对其温度的控制上，当电池温度
过高时，必须立即启动制冷系统进行降温。某实验小组做了该系统的模拟研究如下：
(1)已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，用图甲所示的电路测量热敏电阻 R₁在
50℃时的阻值，电路中R₁、R₃为阻值未知的定值电阻，R₂为电阻箱；
①先闭合开关 S、S₀，然后调整电阻箱 R₂的阻值，使
电流表G的示数为0，并记下电阻箱的示数50.0Ω；
②然后将电阻箱与R₁交换位置，再次调整电阻箱 R₂的
阻值，使电流表G 的示数为 A，记下电阻箱
的示数200.0Ω，则热敏电阻阻值为 R =_Ω;
1
(2)调试控温装置，图乙是模拟控温装置示意图。
当电磁铁线圈(电阻不计)中的电流I大于或等于20
mA时，衔铁被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，滑
动变阻器 Rp的最大阻值为200 Ω，电源电动势为5
V，不计电源内阻，则：
①图乙中应将b端与 (选填“a”或“c”)端相连；
②若设置电池温度为50℃时启动制冷系统，则滑动变
阻器阻值应为 Ω；
③若设置电池温度为 30℃时启动制冷系统，需
要 (填“增大”或“减小”)滑动变阻器
的阻值。
四、计算题：本题共3小题，其中13 题10分，14题12分，15题16分，共38分。解题过程中要求写
出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。
13.(10分)如图甲为广泛应用于汽车的减振器——氮气减振器，其结构简图如图乙所示。气
缸内充有惰性气体氮，处于压缩状态的弹簧将“工”字型活塞顶于汽缸顶部，活塞被卡
环卡住，当活塞受到外界压力时，由于缸内气体和弹簧的共同作用，可以达到缓冲减振
的效果。现将减震器竖直放置，状态A 时缸内充入 p=4×105Pa的氮气，此时弹簧的压
缩量为 x =1cm,氮气柱长度为L=20cm。现用外力F向下压活塞，使其缓慢下降h=4 cm，
0
气体达到状态 B。从状态 A 到 B 过程气体放出热量 Q=82.4J。已知气缸中活塞截面
S=30cm2,，活塞质量m=1kg，弹簧劲度系数k=2×10⁴ N/m,大气压强为1×10⁵Pa,重力加
速度为 g=10m/s2,气缸内的氮气可视为理想气体，气缸壁导热性能良好，不计摩擦和外
界温度变化。
(1)求状态B缸内氮气的压强的大小；
(2)从状态A到B 过程中，施加于活塞的外力 F 的最大值；
(3)状态A到B 过程外界对气体做的功W。
【物理 第6页(共8页)】
学科网（北京）股份有限公司14.(12分)医用回旋加速器的用途是让带电粒子在电磁场中循环运动不断获得能量，通过引出器引
出后，轰击靶材料上，获得所需要的核素。现有两种回旋加速器，第一种同步加速器，基本原
理可以简化为如图甲所示模型，带电粒子从M板进入高压缝隙，缝隙间的电势差为U₀，粒子得
到加速离开 N板后，在匀强磁场的导引控制下回旋反复通过加速电场区不断加速，但带电粒子
的旋转半径R 始终保持不变。第二种为我们熟知经典回旋加速器，带电粒子经狭缝中的高频交
流电压加速，进入半径为R的D形盒中做圆周运动，循环往复不断被加速，最终离开加速器。
已知带电粒子的电荷量为+q，质量为m，带电粒子第一次进入磁场区时，两种加速器的磁感应
强度均为B₀，设带电粒子最初进入狭缝时的初速度为零，不计粒子受到的重力，不计粒子加速
时间及其做圆周运动产生的电磁辐射，不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应。
(1)粒子在同步加速器中从静止开始加速，求粒子绕行2周所需总时间t总；
(2)粒子在经典回旋加速器中被加速，加速电压 u 随时间 t 的变化关系如图乙所示，其中
2πm
T= ,
B q
0
T
①若 t= 时粒子从静止开始被加速，求粒子从静止开始加速到引出器引出，经过狭缝的次数；
4
②实际使用中，磁感应强度会出现波动，波动结束，保持 B=B₀(1±α)，(α<1)不变，若在
T
t= 时产生的粒子第一次被加速，要实现连续n次加速，B可波动的系数α的极限值。
4
【物理8第7页(共8页)】
学科网（北京）股份有限公司15.(16分)如图甲所示，长为L=7m的水平传送带以 v=❑√6m/s的速度顺时针匀速转动。将物块
A轻放到传送带左端，物块A 和传送带之间的动摩擦因数 μ =0.2。传送带紧挨着右侧水平地
0
面O点，物块A与水平面间的动摩擦因数为μ₁，且μ₁ 随物体到O点的距离x按图乙所示规
律变化，物块A 向右运动的距离为d=0.5m时与长木板C发生弹性碰撞，长木板C与水平面间
无摩擦，AC 碰后取走A，某时刻在长木板的右端轻放物块B，长木板右侧有一固定挡板，挡
板下方留有仅允许长木板通过的缺口，物块B与木板之间的动摩擦因数 μ =0.1,，物块B 与挡
2
板发生弹性碰撞。已知物块 A 的质量为m=0.5kg，物块B 的质量M=1.5kg，长木板的质量为
m=0.5kg，假设木板右端到挡板的距离足够长，物块 A、B的大小可忽略， g=10m/s2。。
求：
(1)物块A 与长木板C碰后，长木板C 的速度；
(2)若物块B 恰好不从长木板C上滑下，长木板C 的长度；
(3)若长木板的长度足够长，质量变为 2kg，传送带速度变为3 ❑√3m/s,从物块 A 放在传动带
上到物块B与固定挡板发生第n次碰撞时，整个过程摩擦产生的热量。
x/m
学科网（北京）股份有限公司【物理 第8页(共8页)】
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