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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
项符合题目要求。
1.图甲所示为光电效应演示器，利用该演示器可以探究入射光强度、频率和光照时长对光电流的
影响，入射光强度可以通过改变光罩上出射孔的数目或大小来改变，入射光的频率可以通过更
换滤光片来改变。加正向电压时原理图如图乙所示，在始终发生光电效应的前提下，下列说法
正确的是
A.仅增大出射孔大小，电流计示数可能不变
B.仅减少出射孔数目，电流计示数一定减小
C.仅将红色滤光片换为蓝色，遏止电压一定减小
D.仅右移滑动变阻器的滑片，电流计示数一定增大
2.河北省是农业大省，扁担作为农耕工具承载千万农人的希望与梦想。如图所示，一农民用扁担
挑起两个箩筐站定，手握着钩链，使箩筐水平。已知每个箩筐的质量为 M，四根长度相同的轻
质绳与筐口连接处四等分圆形筐口，且绳长和筐口直径相等，重力加速度为 g，则每根轻绳上
拉力大小为
A. Mg3 B. Mg2
C. D. Mg4
3.理想气体的内能 U 是分子各种形式的动能与分子内原子间振动势能的总和，
其中 n 为物质的量、t 为分子平动自由度、r 为转动自由度、s 为振
动自由度、k 为常量。在温度恒为 T 的环境下,恒容导热容器中有 2m ol 的 CO 和 1m ol 的
O ,假设 CO 完全燃烧,反应方程为
2CO+ 所有气体均可看成理想气体，结合表中数据，下列说法正确的是
平动自由度 转动自由度 振动自由度
CO 3 2 1
O 3 2 1
3 2 4
A.气体对外做负功
B.气体对外做正功
C.稳定后气体内能相比燃烧前的变化量为-1.5kT J
D.稳定后气体内能相比燃烧前的变化量为 2.5kT J
4.如图所示，小车静止在光滑水平地面上，物块静置在小车上，小车与物块的质量均为 0.1kg，
两者间的动摩擦因数为 0.1。小车右端通过水平细绳与电动机连接，电动机输出功率恒为 1 W，
小车足够长。重力加速度取 10 m/s ，不计其他摩擦。由静止释放小车，小车与物块停止相对
滑动时，速度约为 8 m/s，则此时小车的位移大小为
A.32 m B.40 m C.44 m D.48 m
5.如图所示，一均匀介质中方波甲的一个完整波形向右传播，波峰为 A，波谷为-2A，简谐横波
的一个完整波形向左传播，振幅为 A，方波的波峰、波谷宽度与简谐横波的半波长相等。某时
刻两波分别传到 M、N 两点，则之后 x 轴上 M、N 间某质点的振动图像可能是
6.如图所示，空间直角坐标系中存在沿 x 轴正方向、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场，O 点有一
粒子源，能沿与 x 轴正方向成 37°角的各个方向源源不断地发射质量为 m、带电荷量为+q、速
度大小为 v 的粒子，右侧平行于 yOz 平面有一足够大的荧光屏，不计粒子重力和粒子间的相互
作用， 屏从 O 点向右平移，当屏上亮环第一次最大时，屏上圆的面积为 S，再向
左平移荧光屏，当屏上圆的面积为 时，屏到 O 点的距离为
A. B. C. D.
7.为简化研究，可将地面附近的大气电场看成匀强电场(如图甲所示)。电场强度计可监测大气电
场强度的变化(如图乙所示)，实现灾害天气的预测，其结构简化如下：①动片和定片形状相同，
均由 4 个扇形金属片构成，每个扇形金属片的面积均为 S ；②动片和定片相互靠近且平行；
③动片和定片的中心在同一条竖直轴上且动片接地。现让动片以角速度ω绕轴匀速转动，定片
被交替遮挡。当定片未被遮挡部分处于大气电场中时，由于静电感应，其上产生均匀分布的感
应电荷经测定，大气电场强度为 E。已知静电力常量为 k，空气的介电常数为ε，则
A.流过测量仪器的电流是正弦式交流电 B.流过测量仪器的电流周期是
C.产生的交流电大小为 D.产生的交流电大小为
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.如图所示，雨天时，一向右沿直线匀速行驶的货车的货厢底板上固定一长方体箱子，部分距离
已经在图中标出，雨滴的速度方向与图示截面方向平行，与竖直方向的夹角为 30°，速率恒
为 v。下列说法正确的是
A.若雨滴速度方向斜向右下，车速度大小为 时雨滴恰不落到箱子上
B.若雨滴速度方向斜向右下，车速度大小为 时雨滴恰不落到箱子上
C.若雨滴速度方向斜向左下，车速度大小为 时雨滴恰不落到箱子上
D.若雨滴速度方向斜向左下，车速度大小为 时雨滴恰不落到箱子上
9.如图所示，空间中有三个带电荷量均为 q 的点电荷，分别位于边长为 L 的正三角形的三个顶点
处，其中 A 处点电荷带负电，B、C 处点电荷带正电。取无穷远处电势为零，带电荷量为 Q 的
点电荷在距其 r 处产生的电势 其中 k 为静电力常量。三角形中心为 O，O 关于 AB 的对
称点为 O'，元电荷的值为 e，下列说法正确的是
A. O 点的电势为
B. O 点的电场强度大小为
C.将一负电子从 O 点沿直线移到 O'点，其电势能一直减小
D.将一正电子从 O 点沿直线移到 O'点，库仑力做的功为
10.木卫三和土卫六是太阳系第一、二大的卫星，两者的半径可视为相等。若木卫三和土卫六质量
分布均匀，它们对同一物体的引力随物体到星球中心的距离 r 的变化图像如图所示。已知质量
分布均匀的球壳对内部任意位置的物体的引力为零，木卫三的自转周期约是土卫六的 2.2 倍。
下列说法正确的是
A.木卫三可能全是水冰，土卫六可能是冰岩混合物
B.木卫三、土卫六的第一宇宙速度大小之比为
C.木卫三、土卫六的同步卫星轨道高度之比为
D.木卫三、土卫六的同步卫星加速度大小之比为
三、非选择题：本题共 5 小题，共 54 分。
11.(8 分)某实验小组想验证机械能守恒定律，于是设计了如图(a)所示的装置。一轻绳绕过定滑
轮连接物块 A、B，物块 A 质量为 m，物块 B 质量为 M(M>m)，物块 B 的右侧有一竖直感光皮革，
物块 B 上安装有激光发射器，可以水平向右发出激光，感光皮革上被激光射到的部位会变色留
下痕迹，激光器每隔时间 T 发射一次激光，每次发射时间也为 T，在刚发出激光的同时释放物
块，在皮革上留下的部分痕迹如图(b)所示，由于 B 点被污染，无法测量 BC 的长度 x ，只测
得 OA、DE 的 长度分别为 x 、x ，重力加速度为 g。
(1)通过分析可知，BC 的长度： (用 x 、x 表示)
(2)F 点对应的速度 vF= 。(用题中物理量的符号表示)
(3)若满足关系式 (用题中物理量的符号表示)，则可验证两物
块组成的系统机械能守恒。
(4)实验中系统重力势能的减少量总是略大于动能的增加量，原因可能是
(写出一条即可)。
12.(8 分)如图 1 所示，一集成电路中某绝缘材料表面有一层均匀的长方形合金薄膜，一同学计划
测量该合金薄膜的厚度。
(1)对于一个均匀的方形薄膜，电流从一边流向对边时所呈现的电阻值称为方块电阻，单位为Ω/
□(欧姆每方)。该同学查阅到要测量的合金在薄膜厚度为 100mm 时的方块电阻为 50 Ω/□,则
该合金的电阻率为ρ= Ω·m。
(2)该同学用螺旋测微器，先测量长方形薄膜的长、宽，测得长 L=4.100mm，宽如图 2 所示，可知
宽度 d= mm。
(3)先用多用电表欧姆“×100”挡粗测该长方形薄膜沿 1、3 方向的阻值，正确操作后示数如图 3
所示，则阻值为 Ω。
(4)该同学设计如图 4 所示的电路测量薄膜的阻值，电源电动势为 3 V，内阻为 2Ω。闭合开关，
将滑动变阻器滑片从一端滑到另一端的过程中，该同学发现毫安表示数变化较小，为正常实验，
下列方法可能可行的是 。
A.换用最大阻值较小的滑动变阻器
B.将导线连接到长方形薄膜 2、4 方向
C.在电源附近串联一保护电阻
(5)按(4)中所选方案改动，电路正常后，移动滑片，记录毫安表的示数 I，同时测量滑片到滑动
变阻器最右端的距离 x，根据测得的多组数据拟合出 图像，如图 5 所示，则合金薄膜的
厚度为 nm(保留整数)。
13.(8 分)一透明介质制成的半圆柱体水平放置，横截面如图所示，截面半径为 R，圆心为 O，AB
水平，DO 与 AB 垂直。现有一单色细光束从 E 点平行 DO 射入介质，光线经两次折射后平行
OE 射出。已知 E 到 AB 的距离为 0.5R，光在真空中的速度为 c，求：
(1)透明介质的折射率；
(2)光第一次从圆弧面射出需要的时间。
14.(14 分)如图所示，光滑水平面上静止一木板，木板右端挡板上固定一轻弹簧，弹簧左端到木
板左端的距离为 d。一物块从木板左端以一水平速度滑上木板，当弹簧被压缩到最短时，物块
到木板左端的距离为 2d。物块最终恰相对木板静止在木板最左端。已知木板和物块的质量均
为 m，物块可视为质点，弹簧的劲度系数为 k，其弹性势能与形变量的关系为 弹
簧始终处于弹性限度内，重力加速度为 g。求：
(1)物块的初速度大小和物块与木板间的动摩擦因数；
(2)木板的最大速度。
15.(16 分)如图所示,ACE、A'C'E'为间距 L=2m 的平行金属导轨，其中 AC、A'C'段为倾角
的倾斜导轨，CE、C'E'段为光滑水平导轨，倾斜导轨与水平导轨在 C、C'处平滑连接。在 CC'
的右侧空间存在竖直向上的匀强磁场 B=0.5T,DD'为固定在水平导轨上的竖直立柱，且
将一质量为 m=0.1kg 的导体棒 a 从距离(CC'为 处由静止释放，另一质量为
2m 的导体棒 b 静置放在 CC'右侧 处，DD'离导体棒 b 的初始位置足够远。已知导体
棒 a 与倾斜导轨间的动摩擦因数 ，导体棒 a、b 导轨间的电阻均为 ，其余电
阻不计，忽略空气阻力，运动过程中导体棒 a、b 始终与导轨垂直且接触良好，所有的碰撞均
为弹性碰撞，重力加速度 g=
(1)求导体棒 a 刚滑至 CC'时的速度大小
(2)求从导体棒 b 开始运动到导体棒 a、b 第一次共速的过程，回路中的电荷净转移量 q；
(3)若导体棒 a、b 第二次碰撞后瞬间，立即将立柱 DD'撤走，求之后在磁场区时两者的最大间
距 d。
物理答案
1—5 BCDDB 6—7 BD 8 AD 9 BD 10 BD
11. (2 分)
(2 分)
(2 分)
(4)存在空气阻力做功(2 分)
12. (1)5×10 (1 分) (2)1.640(2 分) (3)700(1 分) (4)B(2 分) (5)20(2 分)
13. 解：(1)根据题述作出光路图，如图所示
由几何关系有
可得 i=60°
又从 AB 射出的光线与 OE 平行，则β=60°
根据折射定律有
可得 r=α
又 ③
可得 ④
(2)根据几何知识可得 2x Fcos30°=R⑤
可得
可知 F 点的反射光恰经过 D 点，且能射出
则光第一次从圆弧射出，在介质中的传播路程为
光在介质中的传播速度 ⑦
光第一次从圆弧面射出需要的时间
14. 解：(1)当弹簧被压缩到最短时，物块和木板共速，弹簧的形变量为 d
根据动量守恒定律和能量守恒定律有
①
②
物块最终恰静止在木板的最左端，此时二者共速，根据能量守恒定律有
联立解得
(2)当弹簧被压缩到最短后，物块先减速，木板先加速，当弹簧对挡板的弹力与物块对木板
的摩擦力等大反向时，木板的加速度为零，此时木板速度达到最大
有 kx=μmg ⑤
根据动量守恒定律有 ⑥
根据能量守恒定律有
解得
15.解：(1)对导体棒 a 在倾斜导轨上的运动过程，由牛顿第二定律有
mgsinθ-μmgcosθ=ma ①
解得导体棒 a 沿倾斜导轨下滑的加速度
由运动学规律有 ②
解得 v =4m /s ③
（2）设导体棒 a、b 第一次碰后瞬间的速度分别为 v 、v ，则由动量守恒定律和机械能守恒
定律分别有 ⑦
联立解得
之后导体棒 a 将加速，导体棒 b 将减速，当两者均稳定运动时，有
根据动量守恒定律有
解得
对导体棒 a 从与导体棒 b 碰后到共速的过程，由动量定理有
则 根据楞次定律结合安培定则可知，此过程回路中电流方向为
顺时针方向(从上向下看)⑨
由于两过程电流方向相反，则电荷净转移量
(3)从第一次碰撞后至共速，设导体棒 a、b 位移差为 x ，则对导体棒 a 由动量定理有
当导体棒 b 碰到立柱 DD'后，速度等大反向，则从导体棒 b 碰到立柱 DD'后至导体棒 a、b
第二次碰前瞬间，以向右为正方向，分别对导体棒 a、b 由动量定理有
解得
导体棒 a、b 第二次碰撞过程，由动量守恒定律和机械能守恒定律有
解得
导体棒 a、b 从第二次碰撞后至两者再次共速的过程，根据动量守恒定律有
解得
对导体棒 a 由动量定理有
解得

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