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物理试题
本试卷满分 100 分，考试时间 75 分钟。
一、单项选择题：本题共 7小题，每小题 4分，共 28 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是
符合题目要求的。
1.卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现新核素，核反应方程为 核电站反应堆中，
一种典型的裂变反应为 下列说法正确的是
A.卢瑟福发现新核素的核反应属于核聚变 B.核反应方程中的 X 是中子
C.β衰变的实质是 Y 转化成 X 和电子 D.铀 235 裂变需要吸收能量
2.如图 1所示为 t=2s 时沿 x轴方向传播的简谐横波的波形图，图 2为质点 b的振动图像，a点是平
衡位置为 x=2m 处的质点。该机械波的波速为
A.6m/s B.4m /s C.2 m/s D.2.5cm /s
3.如图所示为某正试探电荷沿x轴正方向移动过程中，该试探电荷的电势能 Ep随位移x 的变化规律。
已知电场方向沿 x轴方向，下列说法正确的是
A.0~x |间，电场方向始终沿 x轴正方向
B.0~x |间，电场方向始终沿 x轴负方向
C.0~x |间，该电场的电场强度先增大后减小
D.0~x |间，该电场的电场强度先减小后增大
4.因受月球潮汐引力影响，地球自诞生以来，自转周期在持续增大。同时，科学研究指出，地球板
块的运动、地壳的收缩以及人类活动也会使地球的自转周期发生微小的变化。若不考虑月球影响，
对地球上各部分物体，存在 其中 rn为各部分物体到地轴的
距离，只要地球总质量不变，k为恒量。下列相关说法正确的是
A.对于地球赤道上的物体，重力加速度在变小
B.1000 年后发射的地球静止轨道卫星高度比近几年发射的低
C.若仅考虑北回归线附近的大陆板块向赤道漂移，会使地球自转周期减小
D.若仅考虑板块挤压形成山脉，地球自转周期会增大
5.简易测光速的装置原理图如图所示，光源与平面镜间放置边缘有狭缝的小圆盘，大圆盘通过皮带
带动小圆盘转动，光经狭缝照射到平面镜后原路返回，当小圆盘转过合适的角度时，能在光源侧
看到返回的光。已知小盘与平面镜间的距离 d=1.5km，小盘半径 r=1em，大盘半径.R=10m,光速取
能在光源侧看到反射光时，大盘的角速度至少为
6.如图所示电路中，理想变压器原线圈接输出电压有效值恒为 40 V 的正弦式交流电，原、副线圈匝
数比为 副线圈上的滑片 P 可上下自由移动，电表为理想电表。滑动变阻器 的最
大阻值为 8Ω，定值电阻 R 的阻值为 5 Ω。某时刻闭合开关 S，此时滑片 P 和滑动变阻器滑片均
位于正中间，则
A.仅向上移动滑片 P，电流表示数增大
B.仅向上移动滑片 P，电流表示数减小
C.仅向上移动滑动变阻器滑片，电源输出功率增大
D.仅向上移动滑动变阻器滑片，电源输出功率减小
7.如图所示，粗糙竖直挡板前方固定倾角为θ=37°的粗糙传送带，传送带上表面以速度
向挡板转动，物块紧贴传送带和挡板由静止释放。已知物块与挡板间的动摩擦因数 与传送
带间的动摩擦因数 重力加速度取 则物块沿传送带下滑的最大
速度为
A.3m /s B.4m /s C.5m /s D.6m /s
二、多项选择题：本题共 3小题，每小题 6分，共 18 分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两
个以上选项符合题目要求，全部选对的得 6分，选对但不全的得 3分，有选错的得 0分。
8.用折射率判断液体种类是一种快速且非破坏性的物理分析方法。某同学利用烧杯和激光笔进行实验，
纵截面如图所示，保证入射点和入射角(30°)不变，在恒温环境下获得的部分数据如表 1所示，
该温度下常见液体的折射率如表 2所示，下列说法正确的是
表 1
1 2 3 4
液体种类 3%盐水 20%盐水
折射角的正弦
0.35 0.375 0.373 4 0.37
值
表 2
液体种类 纯水 乙醇 3%盐水 20%盐水 浓硫酸
折射率 1.333 1.36 1.339 1.369 1.428
A.液体 1 可能是乙醇
B.液体 4的浓度小于标称值
C.适当增大入射角可提升测量精度
D.出射点越高，折射率越大
9.如图所示，在竖直平面内，斜面 AB 和水平面 BC 平滑连接，一光滑小物块 a在斜面 AB 上到 BC 竖
直距离为 h处由静止释放，一段时间后与 BC 上的小物块 b发生弹性碰撞，碰撞时间极短。两物块
的质量均为 m，物块 b与 BC 间的动摩擦因数为μ，b运动距离 x后从 BC 最右端以大小为 v的速度
离开。已知重力加速度为 g，若把该过程类比为光电效应的发生过程，下列说法正确的是
可以类比为入射光光子能量
B.μmgx 可以类比为金属的逸出功
C. mgh 可以类比为光电子的最大初动能
D. h 增大可以类比为入射光光子波长减小
10.如图所示，日字形金属框 CDEF 长 2L、宽 L，放置在光滑绝缘水平面上，左端接有阻值为 6R 的定
值电阻，中间位置和右端接有阻值分别为 6R 和 3R 的金属棒 PQ 和金属棒 CF，其他电阻不计，金
属框总质量为 m。金属框右侧有宽为 L 的匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为
B。已知金属框以初速度 v 进入匀强磁场，最终 PQ 棒恰好没从磁场中穿出。下列说法正确的是
A.从开始到 PQ 棒进入磁场前瞬间，通过 PQ 棒的总电荷量为
B.从 PQ 棒进入磁场到停止，通过定值电阻的总电荷量为
C. PQ 棒刚进入磁场时的速度为
D. CF 在磁场中运动过程中定值电阻产生的焦耳热为
三、非选择题：本题共 5 题，共 54 分。
11.(6 分)某实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究加速度与物体所受合力的关系。
(1)实验时，为了减小实验误差，下列说法或操作正确的是 。
A.遮光条宽度越宽越好，便于测量瞬时速度
B.不必调节细线与长木板平行
C.不必满足小车的质量远大于砂和砂桶的总质量
(2)正确组装实验器材，用刻度尺测量两光电门之间的距离 L，用螺旋测微器测量遮光条的宽度 d，在
砂桶里装有一定质量的细砂，将小车由静止释放，依次记录遮光条通过光电门Ⅰ、2的挡光时间Δt
、Δt ，同时记录弹簧测力计的示数，小车的加速度大小为 a= (用以上物理量表示)。
(3)改变砂桶中细砂的质量，重复上述操作，记录弹簧测力计的示数 F，并算出相对应的小车的加速度
a，通过记录的实验数据描绘出的F-a图像如图乙所示，则小车的质量为M= 。(用 b 、b
和 c表示)
12.(10 分)某实验小组在普通实验室内利用如图甲所示的电路研究光敏电阻的特性，电路中定值电阻
在 M、N间接有电压传感器，闭合开关，用一定强度的光照射光敏电阻
R ，调节电阻箱 R 的阻值使电压传感器的示数为 0，记录光照强度和电阻箱的阻值。多次改变入射
光的强度，重复上述操作，通过记录的多组实验数据，描绘了光敏电阻的阻值随入射光强度的变
化规律，如图乙所示。
(1)如图丙所示，甲同学用多用电表“×1k”的倍率测量了某状态下光敏电阻的阻值，则该状态下的
阻值为 Ω。
(2)某次实验时，电阻箱 R 的阻值如图丁所示，则此时入射光的光照强度为 lx。
(3)乙同学通过分析光敏电阻的特性后，参照图乙数据，设计了如图戊所示的光控电路报警器，电路
中电源的电压为 E=3V，内阻可忽略不计，当电流表的示数大于等于 1 mA 时报警器开始报警，则
理论上报警器开始报警时，光敏电阻的阻值为 Ω，入射光的强度为 lx；为满足在上
述光照条件下，电流表示数大于 1.2mA 时报警，应 (选填“增大”或“减小”)定值电
阻的阻值。
13.(8 分)某重型半挂货车的气刹系统配备双储气筒，总容积 V=160L,，车辆启动前，储气筒内气体压
强等于标准大气压( 温度与外界一致，均为 T=300K。。车辆启动后，发动机带
动空气压缩机为储气筒充气，ls内可往气筒内充入压强和温度均与外界气体相同、体积 15 L
的气体。忽略管路容积，充气过程筒内气体温度不变，气筒密封良好，气体可看成理想气体。气
刹系统正常工作时，气筒内气压为 7p 。
(1)充气过程，判断筒内气体向外界放出热量还是从外界吸收热量。
(2)求从车辆启动到气刹正常工作充入的气体的体积。
(3)实际充气过程中，若发动机怠速导致压缩机 1s内充气体积只有原来的 ，且空气干燥器会使
实际充入气体的压强变为 0.9p ，求车辆急速状态下从启动到气刷系统正常工作所需的时间。
14.(14 分)如图甲所示,物块 A、B和带有半径 R=4m 的 R=4m 光滑圆弧轨道 EF 的物块 D 均放在光
滑水平地面上，D被锁定。圆弧轨道的圆心为 O，OE 水平，A、B通过劲度系数为 k的轻弹簧相连。
小球 C从 E点正上方高 h=16.8m 处由静止释放，当 O、C连线和 OF 的夹角为( 时，解除物
块 D的锁定。已知 重力加速度取
(1)求小球 C经过 F点时，小球 C、物块 D的速度大小和物块 D对小球 C的支持力大小。
(2)小球 C与物块 A碰撞时间极短，碰后粘在一起，取该时刻为 t=0 时刻，之后 A、C组合体和 B
的速度随时间按正弦规律变化，如图乙所示， 内，A前进的距离为 求弹簧的
劲度系数。
15.(16 分)如图所示，三条竖直虚线将空间分成四个区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ，区域Ⅰ中存在水平向右的
匀强电场，区域Ⅱ中存在垂直纸面向外的匀强磁场，区域Ⅲ为无场区，区域Ⅳ中某矩形区域中存在
垂直纸面向外的匀强磁场(未画出)，矩形区域的一条边与区域Ⅳ左边界重合。区域Ⅳ的磁感应强度
大小为区域Ⅱ的 4倍。一带正电的粒子从图中水平虚线的 S点垂直电场方向以初速度 v 射出，之
后做周期性运动。虚线1与水平虚线的交点为O，SO=4.5L，粒子从虚线1的P 点进入区域Ⅱ,OP=12L,，
接着通过虚线 2时速度方向斜向下与虚线 2成 53°角，虚线 1、2间的距离为 28L，粒子的比荷为
k。粒子的重力忽略不计，取 求：
(1)区域Ⅰ中电场强度的大小；
(2)区域Ⅱ中磁感应强度的大小；
(3)粒子做周期性运动的周期。
物理答案
1—5 CACDA 6—7 DB 8 BCD 9 BD 10 CD
11.【答案】(1)C(2 分) (2 分) (2 分)
12.【答案】(1)7000(2 分) (2)0.5(2 分) (3)2000(2 分) 0.6(2 分) 减小(2 分)
13.解：(1)充气过程，原有气体体积减小，外界对气体做正功，W>0，由于气体温度不变，则气体
的内能不变，由△U=Q+W 可得 Q<0，则气体向外界放出热量 (2 分)
(2)充气前气筒内；气体压强 p ，气体体积 V
充气后气筒内：气体压强 7p ，气体体积 V
设充入的外界气体的体积为 V ，由玻意耳定律有
(2 分)
解得 (1 分)
(3)结合题述可知，由玻意耳定律有
(2 分)
解得 V'=12 L
则充气时间 (1 分)
14.解；(1)O、C 连线和 OF 的夹角为θ时，小球下落的高度
(1 分)
由动能定理有 (1 分)
解除 D 的锁定后，C、D组成的系统水平方向动量守恒、机械能守恒，有
(1 分)
(1 分)
解得 (1 分)
C 相对 D 做圆周运动，由牛顿第二定律，有
(1 分)
解得物块 D 对小球 C 的支持力大小为 (1 分)
(2)小球 C与物块 A碰撞过程，有 (1 分)
碰后 A、B、C 共速时，有 (1 分)
对之后 A、B、C 组成的系统，任意时刻，有
(1 分)
取之后极短时间Δt，有
求和有 (1 分)
代入题中所给数据，有
此过程弹簧的压缩量 (1 分)
设弹簧的劲度系数为 k，由变力做功和机械能守恒，有
(1 分)
解得 k=120 N/m (1 分)
15.解：(1)粒子从 S到 P 的过程，粒子在电场中做类平抛运动、竖直向上做匀速直线运动，则有
(1 分)
水平向右粒子做匀加速直线运动，则有 (1 分)
由牛顿第二定律得 qE=ma (1 分)
由题意得
解得 (1 分)
(2)粒子在 P 点时水平向右的分速度为 (1 分)
联立解得
粒子进入磁场的速度大小为 (1 分)
该速度与虚线 1夹角的正切值为 (1 分)
解得α=37°
画出粒子的轨迹如图所示
设粒子在区域Ⅱ中的轨迹半径为 R，由于通过虚线 2
时速度方向斜向下与虚线 2成 53°角，由几何关系得
(1 分)
解得 R=20L
由于 Rsin37°=12L=OP,则粒子在区域Ⅱ中的轨迹圆
心在水平虚线上，由洛伦兹力提供向心力得
(1 分)
解得 (1 分)
(3)粒子从 S到 P的时间为 (1 分)
粒子在区域Ⅱ中的运动周期为
由几何关系可知粒子在区域Ⅱ中偏转的角度为 粒子在区域Ⅱ上半部分中运动的时
间为 (1分)由于区域Ⅳ中的磁感应强度为区域Ⅱ的 4倍，由公式 qv· 可知
粒子在区域Ⅳ中的轨迹半径为 r=5L
由对称性可知粒子在区域Ⅳ中轨迹的圆心在水平虚线上，设为O ，由几何关系得
(1 分)解得 xQM=20L
粒子从 Q 到 M 做匀速直线运动，时间为 (1 分)
粒子在区域Ⅳ中的偏转角为∠MO N=106°
粒子在区域Ⅳ中的运动周期为
粒子在区域Ⅳ中的运动时间为 (1 分)
粒 子 从 S 出 发 到 返 回 S 点 的 时 间 为
(1 分)

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