2024年北斗星盟竞赛（强基）联考物理试题含答案

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浙江省北斗星盟竞赛（强基）联考

物理学科试题

考生须知：

1.本卷共6页，满分100分，考试时间120分钟。

2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。

3.所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。

4.考试结束后，只需上交答题纸。

选择题部分

一、本题共有20道不定项选择题，每题全对得满分，答错或少答不得分。

1.普朗克长度仅依赖于引力常量G、普朗克常量九（=/）和真空中的光速c,而与其它常量无关。

由量纲关系，可导出其正确的表达式为

A.加=有B.=

C.Ap=后D.4p

2.三个同质且均匀分布的弹性小球A、B、C通过过质心的光滑细杆相互接触串

在一起，如图所示，三球质量满足犯4»血口》nic。现将三小球竖直从离地面

高为〃处静止自由下落，若所有碰撞均可视为弹性碰撞，则小球C上跳的高

度约为

A.3hB.9h

C.16hD.25/z

E.36hF.49/z

3.将地球视为质量均匀分布的球体，不考虑地球自转，其表面的重力加速度为外。若考虑地球自

转，则其表面纬度为9处的重力加速度（地球半径为尺、自转角速度为3）

A.gg0（1+cosipxsinip）B.g七g。（1—cos之

2必

C.gy5o(lsinD.g、g0(1—cos9xsimp)

\00/

4.如图所示，在水平地面上，有一横截面为S的圆弧形直角弯管，圆弧半径为八管中有流速为外

密度为p的水通过。由于水的流动，弯管所受力的大小为

A.pv2S

B.y[2pv2S

C.pu9Tvr9

y[2pv2S2

D.

nr2

E.2pv2s第4题图

物理学科试题第1页共6页

5.在光滑的水平桌面上有两个质量均为m的小球，由长度为2,的拉紧细线相连以一恒力作用于

细线中点。恒力的大小为R方向平行于桌面。两球开始运动时，细线与恒力方向垂直。在两

球碰撞前瞬间，两球的速度在垂直于恒力方向的分量为

2FI]FlFl

A.B.C.D.2

mm2mm

6.质量很小、长度为/的均匀细杆，可绕过其中心。并与纸面垂直的轴在竖直平面内转动。当

细杆静止于水平位置时，有一只小虫以速率为垂直落在距点。为1/4处，并背离点。沿细杆

爬行。设小虫与细杆的质量均为相。欲使细杆以恒定的角速度转动，小虫爬向细杆端点的速度

大小为

A理cos幽tB.0cos出t

24v0714%I

D•篇cos华t

C翳cos票第6题图

7.在如图所示的竖直平面内有以。为圆心、R为半径的圆形区域，在该区域内有一方向垂直平

面向里、大小3以羽=a(a为常量)速率增大的匀强磁场。在磁感应强度增大过程中，将产生

涡旋电场，其电场线是在竖直面内为以0为圆心的一系列同心圆，同一条电场线上各点的场

强大小相等。

A.位于直径上的的导线DE,其电动势为零

B.单位正电荷沿半径为r(r>R)的路径运动一周电场力做功为零

C.两端恰好位于圆周上、L=R的导体棒的电动势大小为半

D.竖直平面内位于圆形区域外一无限长直导线的电动势大小为

TIR2

-----0L

2

E.在r<R区域，感生电场强度为半

2r

F.在r>R区域，感生电场强度为［ar

第7题图

8.如图1所示，一细光束射向等腰三棱镜ABC,经过棱镜AB面和AC面两次折射后射出，入

射光线与折射光线的夹角6称为偏向角，改变入射角，偏向角也随之发生变化，其偏向角15与入

射角i的关系如图2所示。已知当玻璃中的光线与底面BC平行时，偏向角最小。则三棱镜的

折射率为

A.1B.V2C.1.5D.V3

物理学科试题第2页共6页

9.梅斯林干涉装置如图所示，将透镜切割成对称的两半Li和L2,再沿光轴方向将它们错开一定

距离放置。位于光轴上的点光源S,通过Li和L?分别成像于邕、S；。垂直光轴放置观测屏，

能在屏上观察到干涉条纹。

A.观测屏位于L2与土之间L

D.干涉条纹为一系列同心圆L2

E.干涉条纹为一系列同心半圆第9题图

F.干涉条纹为一系列水平的平行线

10.某同学用两块玻璃构成的劈尖干涉仪来测量空气的折射率。用单色光垂直照射劈尖，可观测

到4001条干涉暗条纹。将劈尖装置抽成真空,在相同的区域范围观测到4000条干涉暗条纹，

则空气的折射率

11.图示为一平面简波在t时刻的波形曲线。若此时平衡位置在A点处媒质质元的振动动能在增

大，则

A.A点处质元的弹性势能在减小丫

B.2点处质元的振动动能在增加/A/A

c.c点处质元的振动动能在减小0-~\~U-一辛~L

D.各点的波的能量密度都不随时间变化人\\\x

E.波沿x轴负方向传播

12.下列说法正确的是第11题图

A.热力学系统A与B处于平衡态，则它们的压强相等

B.具有因果关系的两事件P和Q,在惯性参照系S系中，事件P先于事件Q发生，则在相对

于S系做匀速直线运动的系中，事件Q有可能先于P发生

C.根据量子力学不确定关系，处于某一高能级的氢原子跃迁至最低能级时，其发射光的波长

不是唯一的，而是有一定的分布宽度

D.海水降低温度可以放出大量的热量，科技的不断进步使得人类有可能通过降低海水的温度

来发电，从而解决能源短缺的问题

E.温度一定时，黑体吸收能力最强，其辐射能力也最强

F.在四大相互作用中，弱力强于电磁相互作用力

13.“顿牟缀芥”是两千多年前我国古人对摩擦起电现象的观察记录，经摩擦后带电的琥珀能吸起

小物体。现用下述模型分析探究。在某处固定一个电荷量为。的正点电荷，在其正下方h

处有一个原子。在点电荷产生的电场（场强为E）作用下，原子的负电荷中心与正电荷中心会分

开很小的距离I,形成电偶极子。描述电偶极子特征的物理量称为电偶极矩p,p=ql,这里q

为原子核的电荷。实验显示，p=aE,a为原子的极化系数，反映其极化的难易程度。被极化

的原子与点电荷之间产生作用力凡在一定条件下，原子会被点电荷“缀”上去。

A.F为吸引力是因为负电中心比正电荷中心更靠近点电荷Q

B.F为吸引力是因为被极化的原子整体呈现带负电

物理学科试题第3页共6页

C.若点电荷的电荷量增加2倍，则F增加2倍

D.若原子与点电荷间的距离减小一半，则F增加32倍

E.若不考虑原子热运动，极化原子所受力矩为零

14.如图所示，可绕竖直轴自由转动的金属圆盘，半径a=0.5m,电阻R=0.5Q,位于磁感应强度

大小B=0.2T、方向竖直向下的匀强磁场中，在圆盘竖直轴处和边缘处通过电刷接入电路。已知

电源的电动势E=3V,内阻r=l。，限流电阻&=30。闭合开关圆盘开始旋转，经足够长时间

后，电压表的示数为IV。不计一切阻力和电刷大小，则

A.由上往下看，圆盘顺时针旋转

B.流过圆盘的电流为2A

C.圆盘所受的安培力大小为0.05N

D.圆盘受到的安培力的功率为0.375W

E.圆盘稳定转动的角速度为15s-1

15.如图所示，在充满某稀薄气体的容器内，某同学在金

属针尖和屏幕之间施加恒定高压U,使针尖表面附近气

体电离为一价离子，这些离子在电场加速下轰击屏幕,

均被屏幕吸收。若该针尖顶部可视为半径为r的半球，

球心到屏幕表面中心的垂直距离为L(L»r)o则以下

说法正确的是

A.离子离开针尖表面后作匀加速直线运动

B.针尖表面附近电场强度与r成反比

C.若微安表示数为/,则单位时间电离的离子数量为

〃e(e为电子的电荷量)第15题图

D.若针尖表面间距为a的两个离子，撞击到屏幕上的间距至少为吊

16.如图所示，在竖直平面内固定放置足够长的两平行金属导轨PQ和MN,间距为在导轨间

存在方向垂直导轨平面向里、大小为8的匀强磁场，在导轨的上端并联电容为C的电容器,

下端连接电感为L的线圈。一长为/、质量为根的导体棒垂直于导轨放置。建立竖直向下为

正方向的坐标Oy。仁0时，电容器不带电，电感线圈中没电流，棒从尸0处静止开始运动，

I时刻，导体棒运动至>处。导体棒在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨、棒

和线圈电阻以及摩擦阻力，不考虑电磁辐射。

2

A"时刻电感线圈中的磁能Wm=^-y

B.导体棒振动的角频率3=,,可二八

C.流过电感电流的最大值I=等

LmDL

D.电容器存储电能的最大值W=2

e严2m+C看B平

E.当y=然时，棒速度最大

Bl第16

物理学科试题第4页共6页

17.磁控管在现代科技领域有广泛的应用。我们把静态磁控管简化为一对长度足够的平行平板电

极系统，如图所示，在间距为d的两极板间加不计内阻、电动势为U的电源，两极板间存在

方向垂直xoy平面向里、大小为3的匀强磁场，位于阴极表面附近的灯丝持续发射初速度可

近似为零的电子，当U不变，改变2的大小时，电子在两极板间的运动轨迹将发生变化，如

图2所示，其中轨迹DI最高点尸恰好与阳极相切，对应的磁感应强度为为。电子电荷量为

e,质量为相，不计电子的相互作用。若灯丝单位时间发射"个电子，贝。

A.轨迹II电子的运动速度为u=

C.若B>Bo,电子运动的周期r=7TdJ器

D.若B>Bo,电流/=ne

E.若B<Bo，电流/=0

18.假想的气体分子，其速率分布如图所示，横坐标表示速率，纵坐标竽表示单位速率区间内出

△v

现的分子数。a已知常量，当。>5%时分子数为零。则

A.总分子数N=8av0

B.分子在2%到3%区间出现的概率为1/5

C.分子的平均速率|诏

D.在0〜5%区间内，分子出现的概率为1

E.3%〜4%区间内与%〜2%区间内的分子平均速率相等

物理学科试题第5页共6页

19.如图1所示，质量相等的小球和点光源，分别用相同的弹簧竖直悬挂于同一水平杆上，间距

为/,竖直悬挂的观测屏与小球水平间距为2/,小球和光源做小振幅运动时，在观测屏上可观

测小球影子的运动。以竖直向上为正方向，小球和光源的振动图像如图2所示，则

A.光源与小球振动的相位差为;

B.光源从初始状态回到平衡位置的时间为0.75s

C.影子振动的初相位为-arcsin~^!_^

D.影子的最大速度乃\/13-6近cm/s

20.物理学中一个重要的模型是一维无限深势阱，即在范围内，势能马,=0,而在x>

a和x<0范围内，势能为无限大，其中a在原子线度的量级。一个电子位于该势阱中运动而

无法逃逸，则下列说法正确的是

A.电子的德布如意波长可能为a

B.电子的最小动能为零

C.电子能级变动时发光光谱的波长4m,n满足含=力(2-/)，其中A为常量，m、n皆为正

整数，且〃,加

D.电子在阱中不同位置出现的概率不同

E.电子能量可能值为二的正整数倍

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物理学科答案

本试卷共有20道不定项选择题，满分100分。每题全对得满分，答错或少答不得分

题号12345678

答案AFBBBAACDB

题号910111213141516

答案BECBCECEADEDEBDADE

题号17181920

答案CADCD