物理
全卷满分 110 分，考试时间 90分钟
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上
的指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改
动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在
本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并收回。
一、单项选择题：本题共8 小题，每小题4 分，共 32 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. 在物理学研究过程中科学家们创造了许多物理学研究方法，如理想实验法、控制变量法、极限法、等效
替代法、理想模型法、微元法等，以下关于所用物理学研究方法的叙述错误的是（）
x x
A. 根据速度定义式 v ，当 t 非常小时， 就可以表示物体在 t 时刻的瞬时速度，这里采用了极限
t t
法
B. 在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替实际物体，采用了等效替代法
v
C. 加速度的定义式 a ，采用了比值定义法
t
D. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运
动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法
2. 5G 是“第五代移动通信网络”的简称，目前世界各国正大力发展 5G 网络．5G 网络使用的无线电波通信
频率在 3.0 GHz 以上的超高频段和极高频段（如图所示），比目前 4G 及以下网络（通信频率在 0.3GHz
3.0GHz 间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率．未来 5G 网络的传输速率（指单位时间传送的
数据量大小）可达 10G bps（bps 为 bits per second 的英文缩写，即比特率、比特/秒），是 4G 网络的 50-100
倍．关于 5G 网络使用的无线电波，下列说法正确的是
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A. 在真空中的传播速度更快
B. 在真空中的波长更长
C. 衍射的本领更强
D. 频率更高，相同时间传递的信息量更大
3. 如图所示是乘客通过“刷身份证”进高铁站时的情景，将身份证靠近检验口，机器感应电路中就会产生
电流，从而识别乘客身份，下列物理教材上小实验能说明这一原理的是（）
A. B.
C. D.
4. 2021 年 5 月 15 日，我国首次火星探测任务天问一号探测器，在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆，
在火星上首次留下中国印迹，迈出了我国星际探测征程的重要一步，天问一号着陆器着陆于火星表面的过
程可简化为如下过程：首先着陆器在距火星表面高为 h 处悬停，接着以恒定的加速度 a 竖直下降，下降过
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程火箭产生的反推力大小恒为 F，当四条“缓冲脚”接触火星表面时，火箭立即停止工作，随后着陆器经
时间 t 速度减为 0。已知着陆器的质量为 m，火星半径为 R（R 远大于 h），引力常量为 G，下列说法正确
的是（）
(F ma)R2
A. 火星的质量为
Gm
F
B. 火星表面的重力加速度为
m
1
C. 火箭反推力对着陆器所做的功为 Fat 2
2
m 2ah
D. 着陆器对火星表面的平均冲击力大小为 F ma
t
5. 如图，圆形水平餐桌面上有一个半径为 r、可绕中心轴转动的同心圆盘，在圆盘的边缘放置一个质量为
m 的小物块。物块与圆盘及与餐桌面间的动摩擦因数均为 ，现从静止开始缓慢增大圆盘的角速度，物块
从圆盘上滑落后，最终恰好停在桌面边缘。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g，圆盘厚度
及圆盘与餐桌间的间隙不计，物块可视为质点。则（）
A. 物块从圆盘上滑落的瞬间，圆盘的角速度大小为 gr
g
B. 物块从圆盘上滑落的 瞬间，圆盘的线速度大小为
r
5
C. 餐桌面的半径为 r
2
D. 物块随圆盘运动的过程中，圆盘对小物块做功为 mgr
6. 在如图所示的电路中 R1、R2 均为定值电阻，电表 V1、V2 均为理想电压表，A、B 间的电压恒定。若调节
可变电阻 R 接入电路的阻值，使电压表 V2 的示数增大 U2 ，则在该过中（）
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A. 可变电阻 R 接入电路的阻值增大
B. 电表 V1 的示数减小，减小量大于 U2
U2
C. 通过电阻 R1 的电流减小，减小量小于
R1
U2
D. 通过可变电阻 R 的电流增大，增大量大于
R2
7. 如图所示，空间有一正三棱锥 P ABC, D 点是 BC 边上的中点， O 点是底面 ABC 的中心，现在顶点 P
点固定一正的点电荷，在 O 点固定一个电荷量与之相等的负点电荷。下列说法正确的是（）
A. A、B、C 三点的电场强度相同
B. 底面 ABC 为等势面
C. 将一负的试探电荷从 B 点沿直线 BC 经过 D 点移到 C 点，静电力对该试探电荷先做负功再做正功
D. 将一负的试探电荷从 P 点沿直线 PO 移动到 O 点，电势能先增大后减少
8. 如图为小明设计的发电机的原理图，边长为 L 的 n 匝正方形线圈，线圈电阻不计，在磁感应强度为 B
的匀强磁场中，绕垂直于磁场的中心轴做匀速转动，角速度为 ，转动时线圈两端在固定的半圆环 P、Q
上滑动，且始终与半圆环保持良好接触，P、Q 通过导线连接到电阻 R 的两端，下列说法正确的是
（）
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A. 图示位置线圈平面与中性面垂直
B. 从图示位置开始计时，R 中流过的是正弦交流电
C. 电路中电阻 R 两端的最大电压为 nBL2
n2 B2 L4
D. 线圈转动一个周期内 R 上产生的热量为
2R
二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 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。
9. 关于以下四个示意图，下列说法正确的 是（）
A. 甲图为双缝干涉示意图，可以用白炽灯直接照射双缝，在屏上可以得到等宽、等亮的干涉条纹
B. 图乙所示用平行单色光垂直照射一层透明薄膜，观察到的明暗相间的干涉条纹，该区域薄膜厚度一定
沿 x 轴正方向逐渐变厚
C. 丙图为肥皂泡薄膜干涉示意图，将框架顺时针旋转 90，条纹不会跟着顺时针旋转 90
D. 图丁所示泊松亮斑是由于光的衍射形成的
10. 如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡 a 和 b，当输入电压 U 为灯泡额定电压的
5 倍时，两灯泡均能正常发光，下列说法正确的是（）
A. 原、副线圈匝数之比为 4:1
B. 原、副线圈匝数之比为 5:1
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C. 此时 a 和 b 的电功率之比为 4:1
D. 此时 a 和 b 的电功率之比为 1:4
11. 直角边 AC 长为 d 的三棱镜 ABC 置于水平桌面上，其截面图如图所示。D 为斜边 BC 的中点，桌面上的
S 点有一点光源，发射的一条光经 D 点折射后，垂直于 AB 边射出。已知 SC CD ，光在棱镜中的传播时
3d
间为 t ，真空中光速为 c，不考虑光的反射。下列说法正确的是（）
2c
A. 该棱镜的折射率为 3
2 3
B. 该棱镜的折射率为
3
C. 入射光与 BC 的夹角为 30
D. 入射光与 BC 的夹角为 60
12. 一种升降电梯的原理如图所示，A 为电梯的轿厢，B 为平衡配重。在某次运行时 A（含乘客）、B 的质
量分别为 M 1000kg 和 m 800kg 。A、B 由跨过轻质滑轮的足够长轻质缆绳连接。电动机通过牵引绳
向下拉配重 B，使得电梯的轿厢由静止开始向上运动（轿厢 A、配重 B 一直未与滑轮相撞）。电动机输出
功率 P 2kW 保持不变。不计空气阻力和摩擦阻力， g 10m/s2 。在 A 向上运动过程中，则（）
A. 轿厢 A 先做匀加速直线运动，再做加速度减小的直线运动，最后做匀速直线运动
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B. 轿厢 A 能达到的最大速度 vm 1m/s
C. 轿厢 A 向上的加速度为 2m/s2 寸，配重 B 下端的牵引绳上拉力 F 5600N
D. 厢体 A 从静止开始到上升的高度为 5m 时（箱体已处于匀速状态），所用的时间 t 5.25s
三、非选择题：共 54 分。
13. 一研究性学习小组利用图甲装置测定滑块加速运动时与平直长木板间的动摩擦因数。
（1）实验过程如下：
将长木板固定在水平桌面上，其右端安装定滑轮，左端固定位移传感器；总质量为 M 的滑块（含拉力传
感器）在长木板上紧靠位移传感器放置，拉力传感器通过细绳跨过定滑轮与质量为 m 的重物连接，调节长
木板右端定滑轮使细绳与长木板平行；
静止释放滑块，记录拉力传感器和位移传感器的数据，用计算机拟合得到滑块位移随时间变化的 s t 图
像如图乙所示，该图线的函数表达式是 s 1.20t 2 m ，则可得滑块加速度 a ______ m/s2 （计算结果保
留两位小数）；
若滑块的加速度为 a 时，拉力传感器示数为 FT ，则滑块与长木板间的动摩擦因数 ______（用题中
物理量字母符号表示）。
（2）本实验中如果不满足滑块质量远大于重物质量，对实验结果的分析______影响（选填
“有”“无”）。
14. 随着居民生活水平的 提高，纯净水已经进入千家万户。济南市定期对市场出售的纯净水质量进行抽
测，通过测量电导率判定是否合格（电导率 是电阻率的倒数，电导率小于 10 为水质合格）。测量时将采
集的水样装入绝缘性能良好的圆柱形容器，容器两端用圆片形的金属电极密封，两电极相距 L0.50m，该
实验还用到如下器材：电压表、电流表、滑动变阻器、学生电源、单刀单掷开关一个和导线若干。图甲为
用 10 分度的游标卡尺测量容器内径的图示。图乙为测量电路，图丙为根据电流表和电压表的实验数据所
画出的 UI 图像。
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请根据以上所述完成下列问题：
（1）容器的 内径 d 的测量值为______cm。
（2）请根据图乙所示的实物图画出电路图______（被测电阻用 符号表示）。
（3）根据图丙的U I 图像，求出水样的电阻 R ______ （保留两位有效数字）。
1
（4）计算出该水样的电导率 ______ m （保留三位有效数字），通过数据对比可以判定此水样水
质______（选填“合格”或者“不合格”）。
15. 战绳训练对运动员综合体能有非常好的训练效果，运动员挥舞战绳运动时，它在抖动的过程中由于方
向节奏，方式和波形不同；产生的离心力会造成不稳定，而运动员的身体为了保持稳定，全身各个部分的
机能都将做出对抗反应，某次训练时，有两位健身者甲、乙分别抓住相同的战绳上下舞动形成向右传播的
简谐波，如图所示，某时刻开始计时， t 0 时两列波的图像如图所示，P、Q 曲线分别为甲、乙的一个绳
波，O 点为手握的绳子一端，向右为 x 轴正方向，已知绳波的速度为 v 15m/s ，求：
（1）甲、乙的绳端振动频率 f甲 和 f乙 ；
（2）以图 2 所示为 t 0 时刻，写出乙运动员的绳中，平衡位置为 6m 处质点的振动方程。
16. 如图所示，间距为 L 的光滑“”形金属直导轨固定在绝缘水平面上，垂直于导轨的虚线 MN 和 PQ
间有垂直于水平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，质量为 m、电阻为 R、长为 L 的金属棒静止在
L
导轨上，金属棒到 PQ 的距离为 ，给金属棒一个水平向右的恒力 F（大小未知），金属棒刚要进入磁场
2
时撤去 F，金属棒进磁场的一瞬间加速度大小为 a，金属棒离开磁场时的速度为进磁场时速度的一半，金
属棒运动过程中始终与导轨垂直且与导轨接触良好，不计导轨电阻，求：
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（1）拉力 F 的大小；
（2）PQ 和 MN 间的距离。
17. 如图所示，水平传送带与左、右两边的光滑的水平台面等高，并能平滑对接，静止在台面上可视为质
点的滑块 A 的质量为 m 0.9kg ，长 l 3.5m 的传送带始终以 v=1m/s 的速率顺时针转动，滑块 A 左侧的
枪膛长 1m，高压气体对质量为 m0 100g 子弹的平均作用力为 80N，若把子弹在枪膛内的运动看作匀变速
直线运动，子弹击中滑块 A（子弹与滑块作用时间极短），并留在 A 内，两者一起滑上传送带的左端，已
知 A 与传送带之间的动摩擦因数 0.1 ，忽略空气阻力，重力加速度 g 取10m / s2 ，求：
（1）子弹出膛的速度大小；
（2）子弹与小滑块 A 的整体滑上传送带左端时的速度大小；
（3）小滑块 A 到达传送带右端时速度大小。
18. 双聚焦分析器是一种能同时实现速度聚焦和方向聚焦的质谱仪，其模型图如图（a）所示。其原理图如
图（b）所示，电场分析器中有指向圆心 O 的辐射状电场，磁场分析器中有垂直纸面的匀强磁场。质量为
m、电荷量为 q 的离子被加速后，进入辐射电场，恰好沿着半径为 R 的圆弧轨迹通过电场区域后，垂直边
1
界从 P 点进入 圆形磁场区域，PO1=d。之后垂直磁场下边界射出并从 K 点进入检测器，检测器可在
4
O1M 和 O2N 之间左右移动且与磁场下边界距离恒等于 0.5d。已知圆弧轨迹处的电场强度为 E。
（1）求磁场区域磁感应强度 B；
（2）由不同离子组成的粒子束，以不同速度进入电场分析器后能沿着半径为 R 的圆弧轨迹通过电场并从
q
P 点垂直进入磁场，粒子离开 O1O2 时与 O1O2 所夹锐角相同，若探测器能接收到的粒子中比荷 的最大值
m
与最小值之比为 ，求 的值。
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