物理試卷

注意事項：

1.答題前，考生務必用黑色碳素筆將自己的姓名、準考證號、考場號、座位號在答題卡上填寫

清楚。

2.每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。如需改動，用橡皮擦

干凈后，再選涂其他答案標號。在試題卷上作答無效。

3.考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。滿分100分，考試用時75分鐘。

一、單項選擇題：本大題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只

有一項是符合題目要求的。

1.2024年9月19日，我國成功發(fā)射了第五十九顆和第六十顆北斗導航衛(wèi)星，使得北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的衛(wèi)星

總數(shù)達到了60顆。這些衛(wèi)星采用星載氫原子鐘，如圖所示為氫原子的能級圖，下列判斷正確的是（）

nE/eV

OO--------------------------------------------------------0

5------------------------0.54

4------------------------0.85

3------------------------1.51

2------------------------3.40

1-13.6

A.一個氫原子從〃=3能級向低能級躍遷時，能產(chǎn)生3種頻率的光子

B.氫原子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，其能量減少

C.氫原子吸收2.55eV的光子的能量，可使氫原子的能級發(fā)生躍遷

D.從氫原子的能級圖可知，氫原子發(fā)射光子的頻率是連續(xù)的

【答案】C

【解析】

【詳解】A.處于〃=3的激發(fā)態(tài)的大量氫原子，向低能級躍遷時會輻射出3種不同頻率的光，而一個氫原

子從〃=3能級向低能級躍遷時，最多只能產(chǎn)生2種頻率的光子，故A錯誤；

B.氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，屬于低能級向高能級躍遷，將吸收能量,

原子的能量增大，故B錯誤；

C.當氫原子從〃=2的狀態(tài)躍遷到〃=4的狀態(tài)時，將吸收的能量為AE=E4-E2=2.55eV

故C正確；

D.從氫原子的能級圖可知原子發(fā)射光子的能量是不連續(xù)的，所以光子的頻率也是不連續(xù)的，故D錯誤。

故選C。

2.漁船常用超聲波探測器發(fā)射的聲波探測水下魚群與障礙物。若探測器發(fā)出頻率為1.5XK/HZ的聲波，聲

波在水中傳播速度為1500m/s,下列說法正確的是（）

A.聲波由水中傳播到空氣中，波長會變小

B.該聲波遇到尺寸約為1m的被探測物時會發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象

C.探測器接收到的回聲頻率與被探測物相對探測器運動的速度無關

D.靜止的漁船發(fā)射的聲波與運動的魚群的反射波相遇時會發(fā)生干涉現(xiàn)象

【答案】A

【解析】

7）

【詳解】A.根據(jù)%=,=lmm知，聲波由水傳播至空氣時，速度減小，頻率不變，所以波長變小，故A正

確；

B.發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象的條件是障礙物的尺寸小于或接近聲波的波長，故B錯誤；

CD.由多普勒效應可知，探測器接收到的回聲頻率與被探測物相對探測器運動的速度有關，而兩列聲波發(fā)

生穩(wěn)定干涉的條件是頻率相等，所以靜止的漁船發(fā)射的聲波與運動的魚群的反射波相遇時不會發(fā)生干涉現(xiàn)

象，故CD錯誤。

故選A。

3.如圖所示為洛倫茲力演示儀，實驗中，從陰極發(fā)出的電子經(jīng)電場加速后在豎直面做勻速圓周運動，不計

電子的重力和電子間的相互作用，下列說法正確的是（）

A,若電子水平向左射出，則勵磁線圈產(chǎn)生的磁場垂直紙面向外

B.若增大加速電壓，電子做勻速圓周運動的半徑將增大

C.若增大加速電壓，電子做勻速圓周運動的周期將減小

D.若增大勵磁電流，電子做勻速圓周運動的半徑將增大

【答案】B

【解析】

【詳解】A.根據(jù)左手定則，磁場方向垂直紙面向里，故A錯誤;

mv

BC.增大加速電壓，電子射入磁場的速度增大，由9/=加匚可得廠==

rqB

e271m

則周期T=一二

qB

可知，電子的運動半徑增大，周期不變，故B正確，C錯誤；

D.增大勵磁電流，磁感應強度增大，電子的軌跡半徑減小，故D錯誤。

故選B。

4.SpaceX公司計劃不斷發(fā)射大量小型衛(wèi)星，組成龐大的地球衛(wèi)星群體，簡稱“星鏈計劃”。但其部分衛(wèi)星的

軌道與我國空間站軌道有重疊，嚴重影響空間站的使用安全，有時就不得不做緊急避險動作，避免被星鏈

衛(wèi)星撞擊的危險。如圖所示，假設在地球附近存在圓軌道衛(wèi)星。和橢圓軌道衛(wèi)星6,/、8為橢圓軌道長軸

的兩端點，。點為兩軌道交點。/距離地心1.2R,2距離地心2.8&,C距離地心2火。下列說法正確的是

()

衛(wèi)星a-

，/,/一飛、

——M

'、'、'"一：/一衛(wèi)星6

、、----J

A.衛(wèi)星。和衛(wèi)星b的周期不相同

B.衛(wèi)星。和衛(wèi)星6在C點加速度不相同

C.衛(wèi)星。在C點的速度小于衛(wèi)星b在/點的速度

D.若衛(wèi)星b在/點適當點火加速，即可在以/點到地心為半徑的軌道上繞地球做圓周運動

【答案】C

【解析】

【詳解】A.對兩地球衛(wèi)星，根據(jù)開普勒第三定律￡=左得，兩衛(wèi)星運動周期相同，故A錯誤;

T2

Mm

根據(jù)牛頓第二定律有故錯誤;

B.G下=ma,可知兩衛(wèi)星在。點加速度相等,B

C.假設有一衛(wèi)星c在/點所在的圓軌道上做勻速圓周運動，根據(jù)軌道半徑越大，運行速度越小，所以衛(wèi)星

a在C點的速度小于衛(wèi)星c在4點的速度，衛(wèi)星6在/點做離心運動，衛(wèi)星6在/點的速度大于衛(wèi)星c在/

點的速度，所以衛(wèi)星。在C點的速度小于衛(wèi)星b在/點的速度，故C正確；

D.根據(jù)變軌原理，在橢圓軌道上運行的衛(wèi)星6在/點適當減速，即可在以/點到地心為半徑的軌道上繞

地球做圓周運動，故D錯誤。

故選c。

5.一質(zhì)點在兩個互成鈍角的恒力片和心的作用下，由靜止開始運動，一段時間后的某個時刻，片的方向

保持不變，大小瞬間增大一定值。關于該質(zhì)點的運動，下列說法正確的是（）

A.片增大前，質(zhì)點有可能做曲線運動

B.冗增大后,質(zhì)點的加速度一定增大

c.凡增大后,質(zhì)點做勻變速曲線運動

D.片增大后，質(zhì)點的速率一定增大

【答案】C

【解析】

【詳解】ABC.物體受到兩個互成鈍角的恒力作用時，由靜止開始做勻加速直線運動，當片變大，則合力

方向一定變化，但合力大小變化不確定，變化后仍是恒力，加速度不變，所以物體做勻變速曲線運動，故C

正確，AB錯誤；

D.由變化后的合力與速度的夾角可為銳角，也可以為鈍角，所以物體運動的速率可繼續(xù)增加，也可能先減

小后增大，故D錯誤。

故選C。

6.如圖所示，電源電動勢為E,內(nèi)阻為外，片是光敏電阻（阻值隨光照強度的增大而減小），凡是定值電

阻，。是平行板電容器，V、V?都是理想電壓表。閉合開關S后，電容器中的帶電小球處于靜止狀態(tài)。在

光照強度減小的過程中，下列說法正確的是（

A.Y的示數(shù)減小，V2的示數(shù)增大

B.Y的示數(shù)增大，V2的示數(shù)減小

C.帶電小球向下運動

D.帶電小球在原位置的電勢能增大

【答案】B

【解析】

【詳解】AB.在光照強度減小的過程中，用的阻值增大，電路總電阻增大，總電流減小，則與兩端的電

壓減小，丫2的示數(shù)減小，內(nèi)電壓減小，則路端電壓增大，V的示數(shù)增大，4兩端的電壓增大，故A錯誤,

B正確；

CD.4的電壓增大，則電容器板間電壓增大，板間電場強度增大，帶電小球受到向上的靜電力增大，則帶

電小球向上運動，又因小球帶負電，由于電容器下極板接地，下極板到原位置間的電勢差增大，故所在原

位置電勢升高，所以小球的電勢能減小，故CD錯誤。

故選Bo

7.如圖所示為機械手用四根''手指”抓取籃球的簡化示意圖。抓取點平均分布在球心上方的水平面內(nèi)，抓

取點與球心的連線與水平面夾角為凡“手指”與籃球的動摩擦因數(shù)為〃，籃球的重力大小為G,最大靜

摩擦力等于滑動摩擦力，且不考慮籃球的明顯形變。下列說法正確的是()

A6.若〃與6的關系滿足〃〉&、，則一定不能將籃球抓起

B.只要“手指”對籃球的壓力足夠大，6不論取何值都能將籃球抓起

c.若抓起籃球豎直向上做加速運動，則每根“手指”對籃球的作用力為g

4

G

D,若能抓起籃球，則每根“手指”對籃球壓力的最小值為4(〃cos6>_sinO)

【答案】D

【解析】

【詳解】ABD.對籃球受力分析，設“手指”與籃球接觸點的切向與豎直方向的夾角為6,則豎直方向滿

足4片cos，—4然sin6=G

因為靜摩擦力耳W〃氏

解得月》4(〃cos6—sin。)

G

所以想要抓起籃球，則每根“手指”對籃球壓力的最小值為。m=4(〃cosg_sin0)

1

則能將籃球抓起水平方向弓cos。=%sin。，則夾角。滿足〃2

tan。

不能將籃球抓起時〃

故AB錯誤，D正確；

C.若抓起籃球豎直向上做加速運動，則每根“手指”對籃球的作用力大于5,故C錯誤。

4

故選D。

二、多項選擇題：本大題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有

多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

8.下列說法正確的是（）

A.空調(diào)機既能制熱又能制冷，說明熱傳遞不存在方向性

B.第一類永動機不可能制成是因為它違背了能量守恒定律

C.對于一定質(zhì)量的理想氣體，溫度升高內(nèi)能可能減少

D.無論科技如何發(fā)展，熱機的效率都不可能達到100%

【答案】BD

【解析】

【詳解】A.熱傳遞存在方向性是說熱量只能自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體，空調(diào)的制冷過程是熱量從溫

度較高的室內(nèi)傳到溫度較低的制冷劑，再通過壓縮制冷劑將熱量傳到室外，制熱過程同理，空調(diào)機制冷和

制熱過程都不是自發(fā)進行的，故A錯誤；

B.第一類永動機不可能制成是因為它違背了能量守恒定律，故B正確；

C.理想氣體分子之間的相互作用忽略不計，所以理想氣體的內(nèi)能僅僅與溫度有關，對于一定質(zhì)量的理想氣

體，只要溫度升高其內(nèi)能就一定增大，故C錯誤；

D.根據(jù)熱力學第二定律可知，熱機的效率也達不到100%,故D正確。

故選BDo

9.如圖所示，/、2、C、。為勻強電場中相鄰的四個等勢面，一電子經(jīng)過等勢面。時，動能為16eV,速

度方向垂直于等勢面。，經(jīng)過等勢面。時，電勢能為-8eV,經(jīng)過等勢面3時速度恰好為零，已知相鄰等

勢面間的距離均為4cm,電子重力不計。則下列說法正確的是（）

A

/

/

///D

A,勻強電場的電場強度大小為100V/m

B.勻強電場的電場強度大小為200V/m

C.等勢面/的電勢為-1OV

D.電子再次經(jīng)過等勢面。時，動能為16eV

【答案】BD

【解析】

【詳解】AB.電子從等勢面。運動到等勢面2的過程中，由動能定理得-0。讖=0—￡山

則可解得4B=16V

由電勢差與電場強度的關系可知石=陣=黑V/m=200V/m

dDB0Q8

故A錯誤，B正確；

C.電子在等勢面C時，由Epc=-e%

代入數(shù)據(jù)解得外=8V

又因為相鄰等勢面之間的距離相等，則相鄰兩等勢面的電勢差相等，則%=0,%=-8V,%=16V

故C錯誤；

D.在電子從等勢面。運動到等勢面2,再回到等勢面。的整個過程中，靜電力所做的功為零，由動能定

理可知，電子再次經(jīng)過等勢面。時的動能仍為16eV,故D正確。

故選BDo

10.如圖甲所示，一豎直放置的足夠長的固定玻璃管中裝滿某種液體，一半徑為廠、質(zhì)量為優(yōu)的金屬小球，

從/=0時刻起，由液面靜止釋放，小球在液體中下落，其加速度。隨速度V的變化規(guī)律如圖乙所示。已知

小球在液體中受到的阻力/=4萬〃”，式中，?是小球的半徑，v是小球的速度，〃是液體對小球的粘滯系數(shù)。

忽略小球在液體中受到的浮力，重力加速度為g,下列說法正確的是（）

A.小球的最大加速度為g

B.小球的最大速度大于%

C.液體對小球的粘滯系數(shù)〃為俳

3m

D.小球的密度為一-

4仃

【答案】ACD

【解析】

【詳解】A.當/=0時，小球所受的阻力/=0,此時加速度為g,故A正確;

B.隨著小球速度的增加，加速度減小，小球的加速度為0速度最大，即為為,故B錯誤;

CD.根據(jù)牛頓第二定律有加g-/=陽。

4兀/

解得a=g---------

m

ms.

當。=0時，速度取為為,粘滯系數(shù)為〃

m

又由夕=「

一兀/

3

3m

可得小球的密度夕=歸'故CD正確。

故選ACDo

三、非選擇題：本大題共5小題，共54分。

11.某同學要驗證機械能守恒定律，設置了如圖所示裝置。繞過定滑輪的輕繩左側(cè)掛物塊。，右側(cè)掛物塊。、

b；a、b上安裝有相同的擋光片，已知。、b（含擋光片）和c的質(zhì)量均為優(yōu)，重力加速度為g,滑輪的

質(zhì)量和摩擦忽略不計。

7R

回=擋光片

□

0=

光電門

(1)實驗前先用游標卡尺測出擋光片的寬度為d；

(2)用手托著c,使。、b、c處于靜止狀態(tài)，測出。、b上擋光片間的距離為之后快速向下撤去手,

與光電門相連的數(shù)字計時器記錄。、b上的擋光片擋光時間為。、t2,在誤差允許的范圍內(nèi)，當系統(tǒng)減少的

重力勢能（填“大于”“等于”或“小于”）系統(tǒng)增加的動能時，表明在兩擋光片通過光電門的這段

時間內(nèi)，a、b、c組成的系統(tǒng)機械能守恒;

11

（3）改變釋放。的位置進行多次實驗，測得多組兩擋光片擋光的時間。、t,,作出下一下圖像，如果圖像

是一條傾斜的直線，圖像的斜率等于,且圖像與縱軸的截距等于,則機械能守恒定律得到驗證。

【答案】①.等于②.1③.警

3屋

【解析】

【詳解】（2）[1]因系統(tǒng)機械能守恒，所以系統(tǒng)減少的重力勢能應等于系統(tǒng)增加的動能。

[丫1（2丫

（3）[2][3]對系統(tǒng)有一x3冽x3m—=（2m-m）gL

2\tr,]2{ty.

2

n3屋3d,

即------=2gL

tl。

變?,形1得12今gz

即圖像的斜率等于1,且與縱軸的截距等于警，則機械能守恒定律得到驗證。

3d之

12.某同學在開展科學探究實驗時，實驗包里有一直流電動機。為測定直流電動機的效率，設計電路并選取

合適的實驗器材進行連接，如圖所示，部分電路已經(jīng)連接，只有電壓表尚未連接，重力加速度g取lOm/sz,

根據(jù)實驗要求完成下列任務。

電動機

（1）在圖中用筆畫線代替導線完成電壓表的實物圖的連線。

（2）實驗中通過適當調(diào)節(jié)滑動變阻器使重物勻速上升，若閉合開關后，通過秒表和米尺采集的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)重

物加速上升，則應將滑動變阻器的滑片（填“向左”或“向右”）滑動，使重物勻速上升的目

的是;

（3）實驗中電動機牽引50g的重物勻速上升，測得重物勻速上升0.80m的時間2.0s,讀得電流表示數(shù)為

0.16A,電壓表示數(shù)為2.50V,若電動機線圈電阻為50,則此次實驗中電動機損失的機械功率是

W,電動機的機械效率是7=%o

電動機

①.向左②.使繩中的拉力等于重

物的重力或拉力做功的功率等于克服重力做功的功率

(3)①.0.072②.68

【解析】

【小問1詳解】

電路連線如圖所示

電動機

【小問2詳解】

[1]若開關閉合后重物一直加速上升，則說明電動機輸出功率過大，故應減小電流來使輸出功率減小，所以

電路總電阻應增大，即應將滑動變阻器的滑片向左滑動；

[2]實驗中通過適當調(diào)節(jié)滑動變阻器使重物勻速上升的目的是使繩中的拉力等于重物的重力或拉力做功的功

率等于克服重力做功的功率。

【小問3詳解】

[1]電動機總功率為4=勿=0.4W

電動機的熱功率耳=/2r=0.128W

克服重力做功的功率為PG=Fv=mgy=0.2W

損失的機械功率為為=七-%-入=0.072W

[2]電動機的機械效率為〃=空戶x100%=68%

F息

13.我們坐在書桌旁讀書寫字時，長時間的低頭會引起頸椎的疲勞，脊柱就會發(fā)生相應的變形。某同學利用

所學幾何光學的知識，設計了一款“矯姿眼鏡”，這樣就可以在平視狀態(tài)下完成閱讀和書寫。如圖甲所示，該

同學首先以正確的坐姿坐在桌子旁，并找出平時習慣觀看的位置尸，量出眼睛。與尸的連線與水平方向。尸

的夾角e為60°，為了平視時能看到尸點，該同學在眼睛的前面設計了一個如圖乙所示的三棱鏡45。，使

從尸點發(fā)出與ZC面垂直的光線，在3C面發(fā)生全反射后沿水平方向傳播，且垂直48面射出三棱鏡。三棱

鏡的大小以及三棱鏡到眼睛的距離遠小于眼睛到尸點的距離，求：

甲乙

（1）三棱鏡中NZ和的大??；

（2）三棱鏡的折射率應滿足的條件。

【答案】（1）NZ=60°,48=60。

【解析】

【小問1詳解】

光路如圖所示，NZ兩邊與。的兩邊相互垂直，所以N/=e=60°

由幾何關系可知=21+6=180。

因止匕N3=60。

n

光線要在3c面發(fā)生全反射，應滿足的條件C,即sin60024

n

所以折射率”>

3

14.風洞是空氣動力學研究和實驗中廣泛使用的工具，風洞也從實驗室走向大眾游樂，如圖甲所示。某研究

小組設計了一個總高度〃o=30m的低速風洞游樂設備，等效模型如圖乙所示，設備分成一個高度為

=20m的無風區(qū)和一個受風區(qū)，某物體質(zhì)量i〃=10kg,在無風區(qū)中受到空氣的阻力可忽略，在受風區(qū)

受到空氣對它豎直向上的恒力作用。某次實驗時該物體（可視作質(zhì)點）從風洞頂端由靜止釋放，且運動到

風洞底端時速度恰好為0,

（1）物體在受風區(qū)受到空氣對它的作用力大小；

（2）若物體第一次運動到風洞底端時風力變?yōu)樵瓉淼?.8倍，則物體在無風區(qū)上升的最大高度。

【答案】（1）300N

（2）14m

【解析】

【小問1詳解】

物體進入受風區(qū)前做自由落體運動，有V：=2gHi

解得q=不2gHi=20m/s

物體在受風區(qū)向下做勻減速直線運動，則有尸-加8=〃9，0；=2%（〃0-乜）

聯(lián)立求解得物體在受風區(qū)受到的恒定作用力為F=3mg=300N

【小問2詳解】

物體在受風區(qū)向上做勻加速直線運動，由牛頓第二定律得0.8尸-mg=ma2

進入無風區(qū)后做勻減速直線運動，設進入邊界的速度為丫2,有田=2%（4）-〃J=2g〃

解得第一次在無風區(qū)上升的最大距離為h=14m

15.如圖所示，兩根光滑平行導軌由半徑為廠的四分之一絕緣圓弧部分與不計電阻的水平金屬部分組成，圓

弧部分與水平部分平滑連接并固定在水平地面上，導軌間距為工，水平導軌部分存在豎直向下的勻強磁場,

磁感應強度大小為8。一質(zhì)量為2加、電阻為R的金屬棒靜置于水平導軌與圓軌道的連接處，另一質(zhì)量

為加、電阻為2R的金屬棒/從圓弧最高處靜止釋放，下滑至水平軌道后與棒發(fā)生彈性正碰。若金屬棒

加與金屬棒始終垂直于金屬導軌并接觸良好，水平軌道足夠長，重力