物理

本試卷滿分100分，考試時間75分鐘。

一、單項選擇題：本題共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.《漢書》記載“姑句家矛端生火”，表明古人很早就發(fā)現(xiàn)了尖端放電現(xiàn)象。若帶電長矛尖端附近某條電

場線如圖，則a、b、c、d四點中電勢最高的是（）

A.a點B.b點C.c點D.d點

【答案】D

【解析】

【詳解】根據(jù)電場線的性質(zhì)：沿電場線方向，電勢逐漸降低。觀察圖中電場線，可判斷電場線方向（假設(shè)

從電勢高處指向低處）。比較a、b、c、d四點，d點位于電場線“上游”，沿電場線方向電勢依次降低，即

d點電勢高于c點，c點高于b點，b點高于a點。因此電勢最高的是d點。

故選D。

2.某同學(xué)將一充氣皮球遺忘在操場上，找到時發(fā)現(xiàn)因太陽曝曬皮球溫度升高，體積變大。在此過程中若皮

球未漏氣，則皮球內(nèi)封閉氣體（）

A.對外做功

B.向外界傳遞熱量

C.分子的數(shù)密度增大

D.每個分子的速率都增大

【答案】A

【解析】

【詳解】A．皮球體積變大，氣體膨脹，對外界做功，故A正確。

B．太陽暴曬使氣體溫度升高，是外界對氣體傳熱（氣體吸熱），而非氣體向外界傳遞熱量，故B錯誤。

C．皮球未漏氣，分子總數(shù)不變，體積變大，分子的數(shù)密度減小，故C錯誤。

D．溫度升高，分子平均動能增大，但并非每個分子速率都增大，只是“平均”情況，故D錯誤。

故選A。

3.1992年，江蘇揚州出土的古代銅卡尺，由固定尺和活動尺組成，現(xiàn)代游標(biāo)卡尺的構(gòu)件與其非常相似，已

成為常用的測量工具。用游標(biāo)卡尺測量某物體的長度，示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)為（）

A.14.20mmB.14.2mmC.17.20mmD.17.2mm

【答案】C

【解析】

【詳解】根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知主尺讀數(shù)為17mm，游標(biāo)尺為50分度，每分度值為0.02mm，第10

條刻度線對齊，則游標(biāo)尺的讀數(shù)為100.02mm=0.20mm

所以讀數(shù)為17mm+0.20mm=17.20mm

故選C。

4.如圖，內(nèi)壁截面為半圓形的光滑凹槽固定在水平面上，左右邊沿等高。該截面內(nèi)，一根不可伸長的細繩

穿過帶有光滑孔的小球，一端固定于凹槽左邊沿，另一端過右邊沿并沿繩方向?qū)ζ涫┘永。小球半徑遠

小于凹槽半徑，所受重力大小為G。若小球始終位于內(nèi)壁最低點，則F的最大值為（）

12

A.GB.GC.GD.2G

22

【答案】B

【解析】

【詳解】分析可知當(dāng)凹槽底部對小球支持力為零時，此時拉力F最大，根據(jù)平衡條件有2Fmcos45G

2

解得FG

m2

故選B。

5.某同學(xué)在傍晚用內(nèi)嵌多個彩燈的塑料繩跳繩，照片錄了彩燈在曝光時間內(nèi)的運動軌跡，簡圖如圖。彩燈

1

的運動可視為勻速圓周運動，相機本次曝光時間是s，圓弧對應(yīng)的圓心角約為30，則該同學(xué)每分鐘跳

30

繩的圈數(shù)約為（）

A.90B.120C.150D.180

【答案】C

【解析】

【詳解】根據(jù)題意可知跳繩的轉(zhuǎn)動角速度為6rad/s5rad/s

t1

30

560

故每分鐘跳繩的圈數(shù)為n150

2

故選C。

6.2024年底，世界裝機容量最大的抽水蓄能電站——河北豐寧抽水蓄能電站全面投產(chǎn)發(fā)電。如圖，若該電

站通過理想變壓器調(diào)節(jié)輸出電壓U2時，輸入電壓U1保持不變。已知副線圈總匝數(shù)為n，分接頭1、2間和2、3

n

間的線圈匝數(shù)nn，開關(guān)S接3時輸出電壓的瞬時值uUsint，則S接2時ut的圖像

1223102m2

為（）

A.B.

C.D.

【答案】D

【解析】

UnUn

【詳解】根據(jù)理想變壓器電壓比與匝數(shù)比關(guān)系可知11，11

U3n3U2n2

Un

22

由于輸入電壓U1不變，可知

U3n3

n

n

u

即210

Usint2n

mn

10

9

解得uUsint；

28m

2

可知此時輸出的交流電的周期為T。

故選D。

7.隨著我國航天事業(yè)飛速發(fā)展，人們暢想研制一種核聚變能源星際飛行器。從某星球表面發(fā)射的星際飛行

器在飛行過程中只考慮該星球引力，不考慮自轉(zhuǎn)，該星球可視為質(zhì)量分布均勻的球體，半徑為R0，表面重

211

力加速度為g0。質(zhì)量為m的飛行器與星球中心距離為r時，引力勢能為mg0R0rR0。要使飛

R0r

行器在距星球表面高度為R0的軌道上做勻速圓周運動，則發(fā)射初速度為（）

3g0R0

A.g0R0B.C.2g0R0D.3g0R0

2

【答案】B

【解析】

【詳解】飛行器在軌道半徑r2R0處的總機械能包括動能和勢能。

1

引力勢能為EmgR

p200

GMmv2GMm

2g0R0

根據(jù)萬有引力提供向心力2m，在星球表面有2mg0，解得軌道速度滿足v，

2R02R0R02

1213

對應(yīng)動能EmvmgR，總機械能E總mgR

k2400400

123g0R0

根據(jù)機械能守恒，初始動能mv0E總，解得v。

202

故選B。

二、多項選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有兩

個或兩個以上選項符合題目要求。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.如圖，真空中固定在絕緣臺上的兩個相同的金屬小球A和B，帶有等量同種電荷，電荷量為q，兩者間

距遠大于小球直徑，兩者之間的靜電力大小為F。用一個電荷量為Q的同樣的金屬小球C先跟A接觸，再

跟B接觸，移走C后，A和B之間的靜電力大小仍為F，則Q:q的絕對值可能是（）

A.1B.2C.3D.5

【答案】AD

【解析】

Qq

【詳解】C先跟A接觸后，兩者電荷量均變?yōu)閝，C再跟B接觸后，兩則電荷量均變?yōu)?/p>

12

22

qq1Q3qkqkqkq1q2

q2，此時AB之間靜電力大小仍為F，則有F

24L2L2L2

Q

解得1或Q5q；

q

則Q:q的絕對值可能是1或者5。

故選AD。

9.如圖，截面為等腰三角形的光滑斜面體固定在水平地面上，兩個相同的小物塊通過不可伸長的細繩跨過

頂端的輕質(zhì)定滑輪，靜止在斜面體兩側(cè)，細繩與斜面平行。此外，兩物塊分別用相同的輕質(zhì)彈簧與斜面體

底端相連，且彈簧均處于原長。將左側(cè)小物塊沿斜面緩慢拉下一小段距離，然后松開。彈簧始終在彈性限

度內(nèi)，斜面傾角為，不計摩擦和空氣阻力。在兩物塊運動過程中，下列說法正確的是（）

A.左側(cè)小物塊沿斜面做簡諧運動

B.細繩的拉力隨左側(cè)小物塊加速度的增大而增大

C.右側(cè)小物塊在最高位置的加速度與其在最低位置的加速度大小相等

D.若增大，則右側(cè)小物塊從最低位置運動到最高位置所用的時間變長

【答案】AC

【解析】

【詳解】A．對左側(cè)小物塊，設(shè)沿斜面向下的位移為x，則有Tkxmgsinma

此時，對右側(cè)小物塊，有

mgsinkxTma

聯(lián)立可得

2kx2ma2F

則左側(cè)小物塊受到的合外力

Fmakx，方向與位移方向相反，故其做簡諧運動，故A正確；

B．根據(jù)以上分析，可得2T2mgsin，繩拉力保持不變，故B錯誤；

C．同理可知，右側(cè)小物塊也做簡諧運動，根據(jù)對稱性，其在最高和最低位置的加速度大小相等，故C正確；

．彈簧振子振動周期m，與斜面夾角無關(guān)，故錯誤。

DT周2D

k

故選AC。

10.如圖，真空中兩個足夠大的平行金屬板M、N水平固定，間距為d，M板接地。M板上方整個區(qū)域存

在垂直紙面向里的勻強磁場。M板O點處正上方P點有一粒子源，可沿紙面內(nèi)任意方向發(fā)射比荷、速度大

小均相同的同種帶電粒子。當(dāng)發(fā)射方向與OP的夾角60時，粒子恰好垂直穿過M板Q點處的小孔。

已知OQ3L，初始時兩板均不帶電，粒子碰到金屬板后立即被吸收，電荷在金屬板上均勻分布，金屬板

電量可視為連續(xù)變化，不計金屬板厚度、粒子重力及粒子間的相互作用，忽略邊緣效應(yīng)。下列說法正確的

是（）

A.粒子一定帶正電

B.若間距d增大，則板間所形成的最大電場強度減小

C.粒子打到M板上表面的位置與O點的最大距離為7L

D.粒子打到M板下表面的位置與Q點的最小距離為3d

【答案】BCD

【解析】

【詳解】A．根據(jù)粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)方向，根據(jù)左手定則可知粒子帶負電，選項A錯誤；

B．隨著粒子不斷打到N極板上，N極板帶電量不斷增加，向下的電場強度增加，粒子做減速運動，當(dāng)粒子

qE

恰能到達N極板時滿足v22ad，a

m

mv2

解得E

2qd

即d越大，板間所形成的最大電場強度越小，選項B正確；

3Lr

C．因粒子發(fā)射方向與OP夾角為60°時恰能垂直穿過M板Q點的小孔，則由幾何關(guān)系cos60

r

解得r=2L

可得OPrsin603L

可得粒子從磁場上方，直接打在打到板上表面的位置與點的最大距離為22

MOxm12rOP13L

當(dāng)N極板吸收一定量的粒子后，粒子再從Q點射入極板，會返回再從在Q點射出，后繼續(xù)做圓周運動，這

時打M板在板上表面的位置xm2OQ2r7Lxm1

則粒子打在M板上表面的位置的最大距離為7L，選項C正確；

D．因金屬板厚度不計，當(dāng)粒子在磁場中運動軌跡的弦長仍為PQ長度時，粒子仍可從Q點進入兩板之間，

由幾何關(guān)系可知此時粒子從P點沿正上方運動，進入兩板間時的速度方向與M板夾角為α=30°，則在兩板

2vsin

間運動時間t

a

v2

其中a

2d

打到M板下表面距離Q點的最小距離svcost

解得s2dsin23d

選項D正確。

故選BCD。

三、非選擇題：本題共5題，共54分。

11.

（1）某學(xué)習(xí)小組把熱敏電阻置于帶有溫控的加熱裝置中，利用圖1所示電路研究熱敏電阻的溫度特性。

①閉合開關(guān)S，觀察到溫度改變時電流表示數(shù)也隨之改變。定量研究熱敏電阻的阻值R隨溫度t變化的規(guī)律

時，將歐姆表兩表筆分別接到熱敏電阻a、b兩端測量其阻值，這時開關(guān)S應(yīng)________（填“斷開”或“閉合”）。

、

②按照正確方法測出不同溫度下熱敏電阻的阻值。電阻R1R2與溫度t的關(guān)系分別對應(yīng)圖2中曲線I、Ⅱ。

設(shè)計電路時，為防止用電器發(fā)生故障引起電流異常增大，導(dǎo)致個別電子元件溫度過高而損壞，可串聯(lián)一個

熱敏電阻抑制電流異常增大，起到過熱保護作用。這種熱敏電阻與電阻（填或）具有相

________“R1”“R2”

同溫度特性。

（2）某學(xué)習(xí)小組在傾斜的氣墊導(dǎo)軌上驗證機械能守恒定律，實驗裝置如圖3所示，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間。

①方案設(shè)計階段，該小組同學(xué)對需要測量哪些物理量產(chǎn)生了不同意見。

甲同學(xué)：需測量滑塊和遮光條的總質(zhì)量、滑塊通過兩個光電門的速度、兩個光電門間的豎直高度差。

乙同學(xué)：只需測量滑塊通過兩個光電門的速度、兩個光電門間的豎直高度差。

丙同學(xué)：只需測量滑塊通過兩個光電門的速度、兩個光電門間的距離。

你認(rèn)為________（填“甲”“乙”或“丙”）同學(xué)的方案不可行。

②如圖3，光電門中光源與光敏管相對，光源發(fā)出的光使光敏管感光。當(dāng)滑塊經(jīng)過時，遮光條把光遮住，計

時器記錄遮光時間，可計算出滑塊的速度。實驗中使用的遮光條寬度d110.0mm，光電門寬度

d220.0mm。某次測量時，記錄通過光電門A的遮光時間為25.0ms，則滑塊經(jīng)過光電門A的速度大小

為________m/s。

【答案】（）①斷開②

1..R1

（2）①.丙②.0.4

【解析】

【小問1詳解】

①[1]用歐姆表測量熱敏電阻的阻值時應(yīng)該讓熱敏電阻與電源斷開，即開關(guān)S應(yīng)該斷開；

②[2]由題意可知要串聯(lián)的熱敏電阻的阻值應(yīng)該隨溫度的增加而快速增加，從而抑制電路中電流的增加，由

圖可知熱敏電阻R1在溫度65℃左右電阻異常變化較大，則為防止用電器用電器故障引起電流異常增加，可

串聯(lián)一個熱敏電阻與R1具有相同溫度特性的熱敏電阻；

【小問2詳解】

11

①[1]要驗證的關(guān)系為mghmv2mv2

2B2A

可得22

2ghvBvA

則只需要測量滑塊經(jīng)過兩光電門時的速度和兩個光電門間的豎直高度差，即甲乙同學(xué)的方案可行，丙同學(xué)

的方案不可行；

d10103

②[2]滑塊經(jīng)過光電門的速度為v1m/s0.4m/s

At25103

12.自動洗衣機水位檢測的精度會影響洗凈比和能效等級。某款洗衣機水位檢測結(jié)構(gòu)如圖1所示。洗衣桶內(nèi)

水位升高時，集氣室內(nèi)氣體壓強增大，鐵芯進入電感線圈的長度增加，從而改變線圈的自感系數(shù)。洗衣機

智能電路通過測定LC振蕩電路的頻率來確定水位高度。

某興趣小組在恒溫環(huán)境中對此裝置進行實驗研究。

（1）研究集氣室內(nèi)氣體壓強與體積的關(guān)系

①洗衣桶內(nèi)水位H一定時，其內(nèi)徑D的大小________（填“會”或“不會”）影響集氣室內(nèi)氣體壓強的大小。

②測量集氣室高度h0、集氣室內(nèi)徑d。然后緩慢增加桶內(nèi)水量，記錄桶內(nèi)水位高度H和集氣室進水高度，

同時使用氣壓傳感器測量集氣室內(nèi)氣體壓強p。H和h數(shù)據(jù)如下表所示。

H/cm15.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.00

h/cm0.330.400.420.520.610.700.780.87

實驗中使用同一把刻度尺對H和h進行測量，根據(jù)數(shù)據(jù)判斷，測量________（填“H”或“h”）產(chǎn)生的相對誤

差較小。

1

③利用數(shù)據(jù)處理軟件擬合集氣室內(nèi)氣體體積V與的關(guān)系曲線，如圖2所示。圖中擬合直線的延長線明顯

p

不過原點，經(jīng)檢查實驗儀器完好，實驗裝置密封良好，操作過程規(guī)范，數(shù)據(jù)記錄準(zhǔn)確，則該延長線不過原

點的主要原因是________

（2）研究洗衣桶水位高度與振蕩電路頻率的關(guān)系圖是桶內(nèi)水位在兩個不同高度時示波器顯示的ut圖像，

1

u的頻率即為LC振蕩電路的頻率。LC振蕩電路的頻率f與線圈自感系數(shù)L、電容C的關(guān)系是f，

2LC

則圖中________（填“甲”或“乙”）對應(yīng)的水位較高。

【答案】（1）①.不會②.H③.見解析

（2）乙

【解析】

【小問1詳解】

①[1]集氣室內(nèi)氣體壓強等于桶內(nèi)水位高度H和集氣室進水高度的高度差產(chǎn)生的壓強和大氣壓強之和，根據(jù)

pgh可知其內(nèi)徑D的大小不會影響影響集氣室內(nèi)氣體壓強的大??；

②[2]由于實驗中使用同一把刻度尺進行測量，分度值相同，根據(jù)數(shù)據(jù)分析，桶內(nèi)水位高度H明顯大于集氣

室內(nèi)進水高度h，所以測量桶內(nèi)水位高度H產(chǎn)生的相對誤差較小；

③[3]該延長線不過原點的主要原因是與集氣室相連的細管中的氣體被忽略不計，導(dǎo)致集氣室氣體體積V相

比于實際氣體體積偏小。

【小問2詳解】

桶內(nèi)水位高度H越大，集氣室內(nèi)氣體壓強越大，鐵芯進入電感線圈的長度越大，電感線圈的自感系數(shù)越大，

根據(jù)T2LC可知LC震蕩電路的周期越大，所以圖3中乙對應(yīng)的水位較高。

13.光纖光譜儀的部分工作原理如圖所示。待測光在光纖內(nèi)經(jīng)多次全反射從另一端射出，再經(jīng)棱鏡偏轉(zhuǎn)，然

后通過狹縫進入光電探測器。

23

（1）若將光纖簡化為真空中的長玻璃絲，設(shè)玻璃絲的折射率為，求光在玻璃絲內(nèi)發(fā)生全反射時的最

3

小入射角。

（2）若探測器光陰極材料的逸出功為9.9391020J，求該材料的截止頻率。（普朗克常量

h6.6261034Js）

【答案】（1）60

（2）1.51014Hz

【解析】

【小問1詳解】

1

光在玻璃絲內(nèi)發(fā)生全反射的最小入射角滿足sinC

n

可得C60

【小問2詳解】

ν

根據(jù)愛因斯坦光電方程h0W0

可得14

01.510Hz

14.如圖，一長為2m的平臺，距水平地面高度為1.8m。質(zhì)量為0.01kg的小物塊以3m/s的初速度從平臺左

端水平向右運動。物塊與平臺、地面間的動摩擦因數(shù)均為0.2。物塊視為質(zhì)點，不考慮空氣阻力，重力加速

度g取10m/s2。

（1）求物塊第一次落到地面時距平臺右端的水平距離。

（2）若物塊第一次落到地面后彈起的最大高度為0.45m，物塊從離開平臺到彈起至最大高度所用時間共計

1s。求物塊第一次與地面接觸過程中，所受彈力沖量的大小，以及物塊彈離地面時水平速度的大小。

【答案】（1）0.6m

（2）IN=0.1N·s；vx′=0

【解析】

【小問1詳解】

小物塊在平臺做勻減速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律有a=μg

22

則小物塊從開始運動到離開平臺有vxv02ax0

12

小物塊從平臺飛出后做平拋運動有hgt，x=vxt1

21

聯(lián)立解得x=0.6m

【小問2詳解】

物塊第一次落到地面后彈起的最大高度為0.45m，則物塊彈起至最大高度所用時間和彈起的初速度有

12

hgt，vy2=gt2

22

則物塊與地面接觸的時間Δt=t－t1－t2=0.1s

物塊與地面接觸的過程中根據(jù)動量定理，取豎直向上為正，在豎直方向有IN－mgΔt=mvy2－m(－vy1)，vy1=

gt1

解得IN=0.1N·s

－－

取水平向右為正，在水平方向有NΔtmvxmvx，INNΔt

解得vx′=－1m/s

但由于vx′減小為0將無相對運動和相對運動的趨勢，故vx′=0

15.某電磁助推裝置設(shè)計如圖，超級電容器經(jīng)調(diào)控系統(tǒng)為電路提供1000A的恒定電流，水平固定的平行長

直導(dǎo)軌處于垂直水平面的勻強磁場中，a可視為始終垂直導(dǎo)軌的導(dǎo)體棒，b為表面絕緣的無人機。初始時a

靜止于MM′處，b靜止于a右側(cè)某處?，F(xiàn)將開關(guān)S接1端，a與b正碰后鎖定并一起運動，損失動能全部儲

存為彈性勢能。當(dāng)a運行至NN′時將S接2端，同時解除鎖定，所儲勢能瞬間全部轉(zhuǎn)化為動能，a與b分離。

已知電容器電容C為10F，導(dǎo)軌間距為0.5m，磁感應(yīng)強度大小為1T，MM′到NN′的距離為5m，a、b質(zhì)量

分別為2kg、8kg，a在導(dǎo)軌間的電阻為0.01Ω。碰撞、分離時間極短，各部分始終接觸良好，不計導(dǎo)軌電阻、

摩擦和儲能耗損，忽略電流對磁場的影響。

（1）若分離后某時刻a的速度大小為10m/s，求此時通過a的電流大小。

（2）忽略a、b所受空氣阻力，當(dāng)a與b的初始間距為1.25m時，求b分離后的速度大小，分析其是否為b

能夠獲得的最大速度；并求a運動過程中電容器的電壓減小量。

（3）忽略a所受空氣阻力，若b所受空氣阻力大小與其速度v的關(guān)系為f=kv2（k=0.025N·s2/m2），初始位

置與（2）問一致，試估算a運行至NN′時。a分離前的速度大小能否達到（2）問中分離前速度的99%，并

給出結(jié)論。（0.992=0.980l）

【答案】（1）500A

（2）25m/s，能，40V

（3）能

【解析】

【小問1詳解】

分離后當(dāng)導(dǎo)體a的速度大小為10m/s時，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有