2024年中国科学技术大学创新班物理试题答案详解

年中科大少年班创新班入围考试物理试题考试时间:2024年3月9日上午10:30-12:10单选题(共5题，每小题选对得4分，选错扣1分，不选得0分)一名杂技演员抛5个球，任意时刻都有4个球在空中，1个球在手上。则每个小球每次在手上停留的时间为().B.C.D.如图，地面上有一个质量为，顶角为，底角分别为的斜劈，在其两个侧面分别放上一个质量为的小滑块。所有接触面光滑。则地面对斜劈的支持力为().3.如图，弹簧秤可简化为一根竖直放置的劲度系数为的弹簧和一个重为的托盘。将一个重为的面团按以下两种方式分别放在弹簧秤上：(1)将面团静止放在托盘上；(2)使面团在托盘上方高为处自由下落，且。两种情况的最大示数分别为().A.B.C.D.4.真空中有匀强电场和匀强磁场，一带电粒子从原点以射出。其中分别是方向上的基矢。经过充分长时间后，下列说法正确的是().A.带电粒子在区域B.带电粒子在区域C.带电粒子在平面上D.带电粒子所在区域与电性有关，无法判断5.介子会发生衰变,反应方程式为，即生成一个介子和一个子中微子。在云室中观测到介子衰变时产生部分粒子的轨迹如图。轨迹所在平面与磁场垂直，两段圆弧相切于点，且。则和粒子的动量之比为()。A.B.C.D.二.多选题(共4题,每小题可能有不止一个正确选项,全部选对得5分,部分选对得2分，有错选或不选得0分).6.如图，是两块平行放置的无限大金属板。板带电、板带点，下列说法正确的有().A.板左表面和板右表面带电量一定相等B.板左表面和板右表面带电量不一定相等C.板右表面带电量为D.板右表面带电量为7.自动体外除颤器可通过产生如图所示的脉冲电流，终止心脏不协调的电活动，使患者恢复窦性心律。右图是自动体外除颤器的简化电路，电源为普通交流电源，电容

。下列说法正确的有().A.电感越大，脉冲电流峰值越小

B.电感越小，脉冲电流持续时间越长C.电容越小，放电持续时间越长

D.开关拨到处，待电容器两端电压为时将开关拨到处。则本次放电通过人体的电量为8.下列不属于干涉现象的有().A.白光通过小孔成像

B.白光照射肥皂膜形成条纹C.白光透过三棱镜

D.白光照射水面上的油膜9.已知原子核中核子平均质量随原子序数变化如右图所示。下列说法正确的有().A.裂变成和一定吸收核能B.裂变成和一定释放核能C.和聚变成一定吸收核能D.和聚变成一定释放核能三.填空题(计20分，第10题5分，第11题每空3分).

10.在地球表面与竖直方向成角发射一物体，初速度为其中为地球质量，为地球半径。则该物体离地面的最大距离为________。11.某物理兴趣小组探究超级电容的充放电与储能。电路如图，使用的器材有:超级电容一只，直流电源(5V，内阻可忽略)一个，电阻箱()两个，滑动变阻器(阻值较大，额定电流2A)一个，电压表(量程)一个，电流传感器(连接到电脑)一个，发光二极管两个，开关导线若干。电表和二极管均为理想元件。(1)电容器充电过程中，想提高电容两端的电压，应将滑片向________(选填“左”，“右”)移动.(2)某次实验中，完成充电后电压表读数如图所示，电容器两端的电压为________.(3)另一次实验中，小组成员将电容充电至0.8V.随后进行放电实验。电流传感器记录的关系如图所示，则充电完成时电容器带电量为________，电容器的电容为________。(4)放电过程中，发光二极管________(选填)发光。四.计算题(第12、13题每题15分，第14题10分，如有无法手算的题目，可列出最终字母表达式并将数字带入).12.一艘飞船的舱壁被太空垃圾撞出一个圆形小洞，八分钟内气压从下降到。飞船体积，舱内温度为。舱内空气可视为摩尔质量为（改成mol）的理想气体。试估算小洞的直径。已知摆角不大的单摆可视为简谐振子，摆角满足，在这一近似下考虑如下问题。如图，单摆的原长为，物块的质量为，用外力在物块摆动过程中缓慢匀速上拉，悬点不变而摆长逐渐缩短(所谓“缓慢”指的是一个周期内摆长变化可略)。(1)求出摆长为，最大摆角为时绳中张力的表达式，并求出一个周期内拉力的平均值。，已知(2)一个周期内摆长变化，试求一个周期内拉力做的功，用、及其他已知量表示。(3)求出摆长变化(相应地，摆角改变)时单摆能量的变化量，用、及其他已知量表示。(4)利用能量守恒，证明存在一个形如的不变量，并求出的值。14.一种反射式光纤位移传感器可以实现微小位移测量，其部分原理简化如图所示。两光纤可等效为圆柱状玻璃丝，相距为，直径均为，折射率为1.25。下端横截面平齐且与被测物体表面平行。激光在内多次全反射后从下端面射向被测物体，经被测物体表面镜面反射至下端面，下端面被照亮的面积与玻璃丝下端面到被测物体距离有关。(1)从下端面出射的光与竖直方向的最大偏角为，求的值。(2)被测物体自上而下微小移动，使下端面从