2024年北斗星盟競賽（強(qiáng)基）聯(lián)考物理試題含答案

絕密★考試結(jié)束前

浙江省北斗星盟競賽（強(qiáng)基）聯(lián)考

物理學(xué)科試題

考生須知：

1.本卷共6頁，滿分100分，考試時間120分鐘。

2.答題前，在答題卷指定區(qū)域填寫班級、姓名、考場號、座位號及準(zhǔn)考證號并填涂相應(yīng)數(shù)字。

3.所有答案必須寫在答題紙上，寫在試卷上無效。

4.考試結(jié)束后，只需上交答題紙。

選擇題部分

一、本題共有20道不定項選擇題，每題全對得滿分，答錯或少答不得分。

1.普朗克長度僅依賴于引力常量G、普朗克常量九（=/）和真空中的光速c,而與其它常量無關(guān)。

由量綱關(guān)系，可導(dǎo)出其正確的表達(dá)式為

A.加=有B.=

C.Ap=后D.4p

2.三個同質(zhì)且均勻分布的彈性小球A、B、C通過過質(zhì)心的光滑細(xì)桿相互接觸串

在一起，如圖所示，三球質(zhì)量滿足犯4?血口》nic?，F(xiàn)將三小球豎直從離地面

高為〃處靜止自由下落，若所有碰撞均可視為彈性碰撞，則小球C上跳的高

度約為

A.3hB.9h

C.16hD.25/z

E.36hF.49/z

3.將地球視為質(zhì)量均勻分布的球體，不考慮地球自轉(zhuǎn)，其表面的重力加速度為外。若考慮地球自

轉(zhuǎn)，則其表面緯度為9處的重力加速度（地球半徑為尺、自轉(zhuǎn)角速度為3）

A.gg0（1+cosipxsinip）B.g七g。（1—cos之

2必

C.gy5o(lsinD.g、g0(1—cos9xsimp)

\00/

4.如圖所示，在水平地面上，有一橫截面為S的圓弧形直角彎管，圓弧半徑為八管中有流速為外

密度為p的水通過。由于水的流動，彎管所受力的大小為

A.pv2S

B.y[2pv2S

C.pu9Tvr9

y[2pv2S2

D.

nr2

E.2pv2s第4題圖

物理學(xué)科試題第1頁共6頁

5.在光滑的水平桌面上有兩個質(zhì)量均為m的小球，由長度為2,的拉緊細(xì)線相連以一恒力作用于

細(xì)線中點。恒力的大小為R方向平行于桌面。兩球開始運動時，細(xì)線與恒力方向垂直。在兩

球碰撞前瞬間，兩球的速度在垂直于恒力方向的分量為

2FI]FlFl

A.B.C.D.2

mm2mm

6.質(zhì)量很小、長度為/的均勻細(xì)桿，可繞過其中心。并與紙面垂直的軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。當(dāng)

細(xì)桿靜止于水平位置時，有一只小蟲以速率為垂直落在距點。為1/4處，并背離點。沿細(xì)桿

爬行。設(shè)小蟲與細(xì)桿的質(zhì)量均為相。欲使細(xì)桿以恒定的角速度轉(zhuǎn)動，小蟲爬向細(xì)桿端點的速度

大小為

A理cos幽tB.0cos出t

24v0714%I

D?篇cos華t

C翳cos票第6題圖

7.在如圖所示的豎直平面內(nèi)有以。為圓心、R為半徑的圓形區(qū)域，在該區(qū)域內(nèi)有一方向垂直平

面向里、大小3以羽=a(a為常量)速率增大的勻強(qiáng)磁場。在磁感應(yīng)強(qiáng)度增大過程中，將產(chǎn)生

渦旋電場，其電場線是在豎直面內(nèi)為以0為圓心的一系列同心圓，同一條電場線上各點的場

強(qiáng)大小相等。

A.位于直徑上的的導(dǎo)線DE,其電動勢為零

B.單位正電荷沿半徑為r(r>R)的路徑運動一周電場力做功為零

C.兩端恰好位于圓周上、L=R的導(dǎo)體棒的電動勢大小為半

D.豎直平面內(nèi)位于圓形區(qū)域外一無限長直導(dǎo)線的電動勢大小為

TIR2

-----0L

2

E.在r<R區(qū)域，感生電場強(qiáng)度為半

2r

F.在r>R區(qū)域，感生電場強(qiáng)度為［ar

第7題圖

8.如圖1所示，一細(xì)光束射向等腰三棱鏡ABC,經(jīng)過棱鏡AB面和AC面兩次折射后射出，入

射光線與折射光線的夾角6稱為偏向角，改變?nèi)肷浣?，偏向角也隨之發(fā)生變化，其偏向角15與入

射角i的關(guān)系如圖2所示。已知當(dāng)玻璃中的光線與底面BC平行時，偏向角最小。則三棱鏡的

折射率為

A.1B.V2C.1.5D.V3

物理學(xué)科試題第2頁共6頁

9.梅斯林干涉裝置如圖所示，將透鏡切割成對稱的兩半Li和L2,再沿光軸方向?qū)⑺鼈冨e開一定

距離放置。位于光軸上的點光源S,通過Li和L?分別成像于邕、S；。垂直光軸放置觀測屏，

能在屏上觀察到干涉條紋。

A.觀測屏位于L2與土之間L

D.干涉條紋為一系列同心圓L2

E.干涉條紋為一系列同心半圓第9題圖

F.干涉條紋為一系列水平的平行線

10.某同學(xué)用兩塊玻璃構(gòu)成的劈尖干涉儀來測量空氣的折射率。用單色光垂直照射劈尖，可觀測

到4001條干涉暗條紋。將劈尖裝置抽成真空,在相同的區(qū)域范圍觀測到4000條干涉暗條紋，

則空氣的折射率

11.圖示為一平面簡波在t時刻的波形曲線。若此時平衡位置在A點處媒質(zhì)質(zhì)元的振動動能在增

大，則

A.A點處質(zhì)元的彈性勢能在減小丫

B.2點處質(zhì)元的振動動能在增加/A/A

c.c點處質(zhì)元的振動動能在減小0-~\~U-一辛~L

D.各點的波的能量密度都不隨時間變化人\\\x

E.波沿x軸負(fù)方向傳播

12.下列說法正確的是第11題圖

A.熱力學(xué)系統(tǒng)A與B處于平衡態(tài)，則它們的壓強(qiáng)相等

B.具有因果關(guān)系的兩事件P和Q,在慣性參照系S系中，事件P先于事件Q發(fā)生，則在相對

于S系做勻速直線運動的系中，事件Q有可能先于P發(fā)生

C.根據(jù)量子力學(xué)不確定關(guān)系，處于某一高能級的氫原子躍遷至最低能級時，其發(fā)射光的波長

不是唯一的，而是有一定的分布寬度

D.海水降低溫度可以放出大量的熱量，科技的不斷進(jìn)步使得人類有可能通過降低海水的溫度

來發(fā)電，從而解決能源短缺的問題

E.溫度一定時，黑體吸收能力最強(qiáng)，其輻射能力也最強(qiáng)

F.在四大相互作用中，弱力強(qiáng)于電磁相互作用力

13.“頓牟綴芥”是兩千多年前我國古人對摩擦起電現(xiàn)象的觀察記錄，經(jīng)摩擦后帶電的琥珀能吸起

小物體?，F(xiàn)用下述模型分析探究。在某處固定一個電荷量為。的正點電荷，在其正下方h

處有一個原子。在點電荷產(chǎn)生的電場（場強(qiáng)為E）作用下，原子的負(fù)電荷中心與正電荷中心會分

開很小的距離I,形成電偶極子。描述電偶極子特征的物理量稱為電偶極矩p,p=ql,這里q

為原子核的電荷。實驗顯示，p=aE,a為原子的極化系數(shù)，反映其極化的難易程度。被極化

的原子與點電荷之間產(chǎn)生作用力凡在一定條件下，原子會被點電荷“綴”上去。

A.F為吸引力是因為負(fù)電中心比正電荷中心更靠近點電荷Q

B.F為吸引力是因為被極化的原子整體呈現(xiàn)帶負(fù)電

物理學(xué)科試題第3頁共6頁

C.若點電荷的電荷量增加2倍，則F增加2倍

D.若原子與點電荷間的距離減小一半，則F增加32倍

E.若不考慮原子熱運動，極化原子所受力矩為零

14.如圖所示，可繞豎直軸自由轉(zhuǎn)動的金屬圓盤，半徑a=0.5m,電阻R=0.5Q,位于磁感應(yīng)強(qiáng)度

大小B=0.2T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，在圓盤豎直軸處和邊緣處通過電刷接入電路。已知

電源的電動勢E=3V,內(nèi)阻r=l。，限流電阻&=30。閉合開關(guān)圓盤開始旋轉(zhuǎn)，經(jīng)足夠長時間

后，電壓表的示數(shù)為IV。不計一切阻力和電刷大小，則

A.由上往下看，圓盤順時針旋轉(zhuǎn)

B.流過圓盤的電流為2A

C.圓盤所受的安培力大小為0.05N

D.圓盤受到的安培力的功率為0.375W

E.圓盤穩(wěn)定轉(zhuǎn)動的角速度為15s-1

15.如圖所示，在充滿某稀薄氣體的容器內(nèi)，某同學(xué)在金

屬針尖和屏幕之間施加恒定高壓U,使針尖表面附近氣

體電離為一價離子，這些離子在電場加速下轟擊屏幕,

均被屏幕吸收。若該針尖頂部可視為半徑為r的半球，

球心到屏幕表面中心的垂直距離為L(L?r)o則以下

說法正確的是

A.離子離開針尖表面后作勻加速直線運動

B.針尖表面附近電場強(qiáng)度與r成反比

C.若微安表示數(shù)為/,則單位時間電離的離子數(shù)量為

〃e(e為電子的電荷量)第15題圖

D.若針尖表面間距為a的兩個離子，撞擊到屏幕上的間距至少為吊

16.如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定放置足夠長的兩平行金屬導(dǎo)軌PQ和MN,間距為在導(dǎo)軌間

存在方向垂直導(dǎo)軌平面向里、大小為8的勻強(qiáng)磁場，在導(dǎo)軌的上端并聯(lián)電容為C的電容器,

下端連接電感為L的線圈。一長為/、質(zhì)量為根的導(dǎo)體棒垂直于導(dǎo)軌放置。建立豎直向下為

正方向的坐標(biāo)Oy。仁0時，電容器不帶電，電感線圈中沒電流，棒從尸0處靜止開始運動，

I時刻，導(dǎo)體棒運動至>處。導(dǎo)體棒在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計導(dǎo)軌、棒

和線圈電阻以及摩擦阻力，不考慮電磁輻射。

2

A"時刻電感線圈中的磁能Wm=^-y

B.導(dǎo)體棒振動的角頻率3=,,可二八

C.流過電感電流的最大值I=等

LmDL

D.電容器存儲電能的最大值W=2

e嚴(yán)2m+C看B平

E.當(dāng)y=然時，棒速度最大

Bl第16

物理學(xué)科試題第4頁共6頁

17.磁控管在現(xiàn)代科技領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。我們把靜態(tài)磁控管簡化為一對長度足夠的平行平板電

極系統(tǒng)，如圖所示，在間距為d的兩極板間加不計內(nèi)阻、電動勢為U的電源，兩極板間存在

方向垂直xoy平面向里、大小為3的勻強(qiáng)磁場，位于陰極表面附近的燈絲持續(xù)發(fā)射初速度可

近似為零的電子，當(dāng)U不變，改變2的大小時，電子在兩極板間的運動軌跡將發(fā)生變化，如

圖2所示，其中軌跡DI最高點尸恰好與陽極相切，對應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為為。電子電荷量為

e,質(zhì)量為相，不計電子的相互作用。若燈絲單位時間發(fā)射"個電子，貝。

A.軌跡II電子的運動速度為u=

C.若B>Bo,電子運動的周期r=7TdJ器

D.若B>Bo,電流/=ne

E.若B<Bo，電流/=0

18.假想的氣體分子，其速率分布如圖所示，橫坐標(biāo)表示速率，縱坐標(biāo)竽表示單位速率區(qū)間內(nèi)出

△v

現(xiàn)的分子數(shù)。a已知常量，當(dāng)。>5%時分子數(shù)為零。則

A.總分子數(shù)N=8av0

B.分子在2%到3%區(qū)間出現(xiàn)的概率為1/5

C.分子的平均速率|詔

D.在0?5%區(qū)間內(nèi)，分子出現(xiàn)的概率為1

E.3%?4%區(qū)間內(nèi)與%?2%區(qū)間內(nèi)的分子平均速率相等

物理學(xué)科試題第5頁共6頁

19.如圖1所示，質(zhì)量相等的小球和點光源，分別用相同的彈簧豎直懸掛于同一水平桿上，間距

為/,豎直懸掛的觀測屏與小球水平間距為2/,小球和光源做小振幅運動時，在觀測屏上可觀

測小球影子的運動。以豎直向上為正方向，小球和光源的振動圖像如圖2所示，則

A.光源與小球振動的相位差為;

B.光源從初始狀態(tài)回到平衡位置的時間為0.75s

C.影子振動的初相位為-arcsin~^!_^

D.影子的最大速度乃\/13-6近cm/s

20.物理學(xué)中一個重要的模型是一維無限深勢阱，即在范圍內(nèi)，勢能馬,=0,而在x>

a和x<0范圍內(nèi)，勢能為無限大，其中a在原子線度的量級。一個電子位于該勢阱中運動而

無法逃逸，則下列說法正確的是

A.電子的德布如意波長可能為a

B.電子的最小動能為零

C.電子能級變動時發(fā)光光譜的波長4m,n滿足含=力(2-/)，其中A為常量，m、n皆為正

整數(shù)，且〃,加

D.電子在阱中不同位置出現(xiàn)的概率不同

E.電子能量可能值為二的正整數(shù)倍

物理學(xué)科試題第6頁共6頁

浙江省北斗星盟競賽（強(qiáng)基）聯(lián)考

物理學(xué)科答案

本試卷共有20道不定項選擇題，滿分100分。每題全對得滿分，答錯或少答不得分

題號12345678

答案AFBBBAACDB

題號910111213141516

答案BECBCECEADEDEBDADE

題號17181920

答案CADCD