2025年高二物理上學(xué)期物理夏令營選拔試題一、單項(xiàng)選擇題（共5小題，每題6分，共30分）2024年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予“阿秒光物理”領(lǐng)域的科學(xué)家，阿秒（1as=10?1?s）脈沖可用于捕捉原子中電子的運(yùn)動(dòng)。若某阿秒激光脈沖的波長為0.1nm（1nm=10??m），則該激光的光子能量最接近（已知普朗克常量h=6.63×10?3?J·s，光速c=3×10?m/s，電子電荷量e=1.6×10?1?C）：A.1.2×10?1?JB.2.0×10?1?JC.1.2×10?1?JD.2.0×10?1?J如圖所示，光滑水平面上固定一半徑為R的絕緣圓環(huán)，環(huán)上均勻分布著電荷量為+Q的電荷。將一質(zhì)量為m、電荷量為+q的小球（視為點(diǎn)電荷）從圓環(huán)中心O處由靜止釋放，小球沿直徑方向運(yùn)動(dòng)至距離O點(diǎn)為2R的P點(diǎn)。已知靜電力常量為k，則小球到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度大小為：A.√(kQq/(2mR))B.√(kQq/(mR))C.√(2kQq/(mR))D.√(4kQq/(mR))某同學(xué)設(shè)計(jì)“電磁炮”實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間距為L，導(dǎo)軌間接有電動(dòng)勢為E、內(nèi)阻為r的電源，質(zhì)量為m的金屬棒垂直導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。忽略導(dǎo)軌電阻及空氣阻力，金屬棒從靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)通過棒的電荷量為q時(shí)，棒的速度為v。則該過程中電源輸出的電能為：A.mv2/2+μmgqL/EB.mv2/2+μmgqL/(BL)C.mv2/2+μmgqLD.mv2/2+μmgq2025年我國計(jì)劃發(fā)射“愛因斯坦探針”衛(wèi)星，其搭載的X射線望遠(yuǎn)鏡可探測遙遠(yuǎn)天體的劇烈爆發(fā)現(xiàn)象。若某天體發(fā)生超新星爆發(fā)，輻射功率為P，假設(shè)輻射各向同性，地球與該天體的距離為d，已知普朗克常量h、光速c，則地球附近垂直于輻射方向的單位面積上每秒接收到的光子數(shù)為：A.P/(4πd2hc)B.Pλ/(4πd2hc)C.P/(4πd2hν)D.P/(4πd2h)如圖所示，一輕桿兩端固定質(zhì)量分別為m和2m的小球A、B，桿可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)將桿從水平位置由靜止釋放，當(dāng)B球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)B球的作用力大小為：A.2mgB.4mgC.6mgD.8mg二、多項(xiàng)選擇題（共4小題，每題6分，共24分。每題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)得6分，選對(duì)但不全得3分，選錯(cuò)得0分）6.關(guān)于熱現(xiàn)象和熱力學(xué)定律，下列說法正確的有：A.一定質(zhì)量的理想氣體等溫膨脹時(shí)，內(nèi)能不變，壓強(qiáng)減小B.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，是因?yàn)檫`背了能量守恒定律C.晶體和非晶體在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化D.溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志，物體溫度升高，每個(gè)分子的動(dòng)能都增大如圖所示，一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時(shí)刻的波形圖如圖中實(shí)線所示，t=0.5s時(shí)的波形圖如圖中虛線所示。已知該波的周期T>0.5s，則：A.波速可能為2m/sB.波速可能為6m/sC.t=0時(shí)刻，x=1m處的質(zhì)點(diǎn)沿y軸正方向運(yùn)動(dòng)D.t=0.25s時(shí)，x=2m處的質(zhì)點(diǎn)處于平衡位置如圖所示，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從邊界上的A點(diǎn)以速度v沿半徑方向射入磁場，粒子從邊界上的B點(diǎn)射出，A、B兩點(diǎn)間的弧長為πR/3。則下列說法正確的有：A.粒子帶正電B.粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為πm/(3qB)C.粒子的速度大小v=qBR/(m)D.若僅增大v，粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不變某同學(xué)利用如圖甲所示電路測量電源電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r，其中R為滑動(dòng)變阻器，R?為定值電阻，V為理想電壓表。改變R的阻值，得到多組電壓表示數(shù)U和對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I，作出U-I圖像如圖乙所示。下列說法正確的有：A.電源電動(dòng)勢E等于圖線與縱軸交點(diǎn)的縱坐標(biāo)值B.電源內(nèi)阻r等于圖線斜率的絕對(duì)值C.若將R?換為更大的定值電阻，圖線的斜率不變D.若電壓表不是理想電表，測量的電動(dòng)勢E偏大三、實(shí)驗(yàn)題（共2小題，共20分）10.（10分）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示裝置探究“單擺周期與擺長的關(guān)系”。（1）為減小誤差，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)在擺球通過________（填“平衡位置”或“最大位移處”）時(shí)開始計(jì)時(shí)，測量30次全振動(dòng)的時(shí)間，再計(jì)算周期。（2）某同學(xué)用毫米刻度尺測量擺線長L?，用游標(biāo)卡尺測量擺球直徑d，如圖所示，擺線長L?=________cm，擺球直徑d=________mm，單擺的實(shí)際擺長L=________cm。（3）改變擺長，測出多組周期T與擺長L的數(shù)據(jù)，作出T2-L圖像，若圖像不過原點(diǎn)，可能的原因是________。11.（10分）某同學(xué)欲測量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r（約1Ω），實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：A.電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）B.電流表A（量程0.6A，內(nèi)阻約0.1Ω）C.滑動(dòng)變阻器R（0~20Ω，1A）D.開關(guān)S、導(dǎo)線若干（1）請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖（要求盡可能減小系統(tǒng)誤差）。（2）實(shí)驗(yàn)中測得多組電壓U和電流I的數(shù)據(jù)，作出U-I圖像如圖所示，由圖像可得E=________V，r=________Ω（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。（3）若考慮電壓表的分流作用，測量得到的內(nèi)阻r與真實(shí)值r真相比，r________r真（填“>”“<”或“=”）。三、計(jì)算題（共3小題，共46分。解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）12.（14分）如圖所示，質(zhì)量為M=4kg的木板靜止在光滑水平面上，木板左端固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧右端與質(zhì)量為m=1kg的物塊接觸但不連接?，F(xiàn)給物塊一個(gè)水平向左的初速度v?=5m/s，物塊壓縮彈簧至最短后又被彈回，最終物塊與木板相對(duì)靜止。已知物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，求：（1）物塊與木板相對(duì)靜止時(shí)的共同速度大小；（2）彈簧被壓縮至最短時(shí)的彈性勢能E?；（3）整個(gè)過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q。13.（16分）如圖所示，在xOy坐標(biāo)系中，第一象限內(nèi)存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E=2×103V/m；第四象限內(nèi)存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T。一質(zhì)量m=2×10?1?kg、電荷量q=1×10??C的帶正電粒子從原點(diǎn)O以速度v?=1×10?m/s沿x軸正方向射入電場。不計(jì)粒子重力，求：（1）粒子離開電場時(shí)的位置坐標(biāo)；（2）粒子在磁場中運(yùn)動(dòng)的半徑和周期；（3）粒子從進(jìn)入磁場到第一次回到x軸所用的時(shí)間。14.（16分）如圖所示，一足夠長的U形管豎直放置，左管橫截面積為S，右管橫截面積為2S，管內(nèi)裝有密度為ρ的水銀，兩管水銀面等高，水銀柱總長度為L?，F(xiàn)用輕活塞封閉左管上端，緩慢向下推活塞，使右管水銀面上升的高度為L/6，不計(jì)活塞與管壁間的摩擦，大氣壓強(qiáng)為p?，重力加速度為g，求：（1）此時(shí)左管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)；（2）活塞向下移動(dòng)的距離h；（3）此過程中外界對(duì)氣體做的功W。四、選考題（共2小題，每題10分，考生任選一題作答）15.【選修3-3】（10分）（1）（5分）下列說法正確的是________。A.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)B.一定質(zhì)量的理想氣體，體積減小，溫度升高，壓強(qiáng)一定增大C.晶體的物理性質(zhì)都是各向異性的D.第二類永動(dòng)機(jī)不可能制成，是因?yàn)檫`背了熱力學(xué)第二定律（2）（5分）一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A（p?，V?，T?）經(jīng)等壓變化到狀態(tài)B（p?，V?，T?），再經(jīng)等容變化到狀態(tài)C（p?，V?，T?），已知T?=300K，T?=600K，T?=300K，求：①狀態(tài)A與狀態(tài)C的壓強(qiáng)之比p?:p?；②氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中，對(duì)外界做的功W和內(nèi)能變化ΔU。16.【選修3-4】（10分）（1）（5分）如圖所示，一束單色光從空氣斜射入玻璃三棱鏡，經(jīng)折射后分為a、b兩束單色光，下列說法正確的是________。A.a光的頻率大于b光的頻率B.a光在玻璃中的傳播速度大于b光C.若增大入射角，a光先發(fā)生全反射D.用同一雙縫干涉裝置，a光的干涉條紋間距大于b光（2）（5分）一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時(shí)刻的波形圖如圖所示，已知波速v=2m/s，求：①質(zhì)點(diǎn)P（x=1m）在t=0時(shí)刻的振動(dòng)方向；②從t=0到t=2.5s時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)P通過的路程。五、創(chuàng)新應(yīng)用題（共20分）17.2025年“物理科學(xué)營”活動(dòng)中，某小組設(shè)計(jì)“電磁驅(qū)動(dòng)小車”實(shí)驗(yàn)裝置：小車質(zhì)量m=0.5kg，內(nèi)置匝數(shù)n=100匝、面積S=0.01m2的矩形線圈，線圈總電阻R=1Ω。小車在水平地面上運(yùn)動(dòng)時(shí)所受阻力恒為f=0.2N。將小車置于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下，線圈平面與磁場方向垂直。（1）若線圈中通有恒定電流I=2A，求小車的加速度大小；（2）若線圈中通入交變電流i=I?sinωt，小車恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求電流的最大值I?；（3）在（2）的條件下，求線圈1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱。六、拓展探究題（共20分）18.閱讀材料，回答問題。量子霍爾效應(yīng)與拓?fù)淞孔佑?jì)算1980年，德國物理學(xué)家馮·克利青發(fā)現(xiàn)量子霍爾效應(yīng)，證實(shí)了二維電子系統(tǒng)的霍爾電阻隨磁場變化呈現(xiàn)量子化臺(tái)階，即R_H=h/(ne2)（n為正整數(shù)），該發(fā)現(xiàn)獲得1985年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1982年，崔琦等發(fā)現(xiàn)分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)，指出n可以為分?jǐn)?shù)，進(jìn)一步揭示了電子間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)作用，該成果獲得1998年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。近年來，拓?fù)淞孔佑?jì)算成為量子信息領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其核心是利用拓?fù)浔Ｗo(hù)的準(zhǔn)粒子（如Majorana費(fèi)米子）構(gòu)建量子