物理试卷
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考号及座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用 2B 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交回。
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．氢原子从高能级向 n = 1,2,, 3 4 等能级跃迁产生的相应光谱，分别称为赖曼系、巴耳末系、帕邢系和布
喇开系，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．巴耳末系谱线频率大于赖曼系谱线频率
B．布喇开系谱线波长小于赖曼系谱线波长
C．巴耳末系光子的能量可以使处于基态的氢原子的电子脱离原子核的束缚变为自由电子
D．如果巴耳末系光子照射到某金属上发生光电效应，则赖曼系光子也能使该金属发生光电效应
2．如图所示，质量为 m 的物块用可变力 F 压在竖直墙壁上，物块处于静止状态。某时刻开始 F 突变，以
此时作为计时起点， F 大小满足 F= kt 。已知物块与墙壁之间的动摩擦因数为 m ，重力加速度为 g ，最
大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，则至少经过多长时间物块相对于墙壁再次静止（ ）
mg mg 2mg 4mg
A． B． C． D．
mk 2mk mk mk
3．高标准钢筋通常用于承载能力要求较高的大型建筑结构中，如桥梁、高楼建筑等。钢筋在弹性限度内
的伸长量与拉力的关系满足胡克定律。实验室中测量某高标准下截面积分别为 225mm2 和 450mm2 的两种
型号钢筋的劲度系数。数据如下表所示，通过数据分析，关于该材料的劲度系数分析可能正确的是（ ）
拉力
长度 伸长量 200N 400N 800N 1600N
横截面积
1m 225mm2 0.02mm 0.04mm 0.08mm 0.16mm
2m 225mm2 0.04mm 0.08mm 0.16mm 0.32mm
1m 450mm2 0.01mm 0.02mm 0.04mm 0.08mm
A．劲度系数与拉力成正比
B．劲度系数与长度成正比
C．劲度系数与横截面积成正比
D．劲度系数由材料决定与长度、横截面积无关
4．一定质量的物块静止在水平面上，给物块施加竖直向上的拉力 F ，选取地面为重力势能的零势能面，
物块在一定时间内机械能随路程变化的图像如图所示。已知物块加速度为零的位置出现在路程大于 s1 的位
置。下列说法正确的是（ ）
A． 0 ~ s2 过程中物块的加速度逐渐减小
B． 0 ~ s1 过程中物块的动能逐渐增大
C． 过程中物块先向上运动后向下运动
0 ~ s2
D． s2~ s 3 过程中物块一定向上运动
5．如图所示，下端绕有几圈细铁丝、粗细均匀的圆柱形木筷竖直悬浮在足够大的装有水的杯中。木筷横
截 面 积 为 S ， 木 筷 与 铁 丝 总 质 量 为 m ， 水 的 密 度 为 r ， 重 力 加 速 度 为 g 。 已 知 简 谐 运 动 的 周 期
m
T = 2 ，其中 m 是做简谐运动物体的质量， k 为回复力与位移的比值的绝对值。现把木筷向上提起
k
一段距离 x 后放手，木筷开始做往复运动，空气阻力和水的粘滞阻力不计，忽略铁丝的体积，则木筷自最
高点运动到最低点的最短时间为（ ）
m m m m
A． 2p B． C． 2 D．
rS+1 g rS+1 g r gS r gS
6．如图所示为一种液面高度预警仪原理图。储液池底部为平面镜，顶部为与底面平行的荧光屏，在荧光
屏上一点发出一束激光，激光进入液体后经平面镜反射，再次照射到荧光屏上。当储液池内的液面在标准
液面时，照射到荧光屏上的点记为 O （未标出），预警点在 O 点左侧，距 O 点的距离为 d 。当液面缓慢上
升，激光打在预警点时触发警报。已知液体对激光的折射率为 3 ，激光照射方向与竖直方向的夹角为
60，不考虑经液面反射的光线。当液面比标准液面高 Dh 时触发警报，则 Dh 可表示为（ ）
3 3 3 3 3
A． d B． d C． d D． d
2 4 8 4
2
7．如图所示，半径为 R 的均匀带电金属球壳，所带电荷量为 Q 。在球壳上取一小面积 DDSSR = 4 ，
球壳上其余部分电荷对 DS 所带电荷的作用力为（ ）
DSQ2 DSQ DSQ DSQ2
A． k B． k C． k D． k
8R4 8R4 8R2 8R2
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．国际气候科学界的研究数据表明近百年地球的平均温度已经上升了约1 摄氏度。太阳是地球的主要能源
来源，地球上的植物把部分太阳能源储存起来，人类生产活动释放该部分能源导致地球温度升高。已知日
地距离为 L ，太阳质量为 M ，地球绕太阳运动的轨迹近似为圆形，引力常量为 G ，日地间距离远大于地
球半径。单位时间内垂直射到地球单位面积上的能量 PE 称为太阳常数。下列说法正确的是（ ）
L3
A．地球绕太阳做圆周运动的周期为 2
GM
L3
B．地球绕太阳做圆周运动的角速度为
GM
2
C．太阳单位时间内向外辐射的总能量为 4LPE
4
D．太阳单位时间内向外辐射的总能量为 LP3
3 E
9．如图所示，理想变压器的原线圈匝数 n1 = 1000 ，原线圈与电压表V1 并联，并通过一电流表 A1 接正弦
交流电源；一个二极管和阻值为 R1 的负载电阻串联后接到匝数 n2 = 200 的副线圈两端，电压表V2 与电阻
R1 并联；阻值为 R2 的负载电阻串联电流表 A2 后接到匝数 n3 = 200 的副线圈两端。已知 RRR1= 2 = ，二
极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，电表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1 和V2 的示数之比为5：1
B．减小负载电阻阻值，电流表 A1 示数变大
C．电流表 A1 和 A2 的示数之比为 2:5
D．如果将二极管短路，电流表 A1 和 A2 的示数之比为2：5
10．电磁无损阻尼是一种无接触控速装置，减少了因摩擦对设备的损害。在探究电磁阻尼实验中把两厚度
为 a 的大金属板正对竖直放置，质量为 m 的长方体形状小磁铁水平放置且与金属板垂直，如图所示。小磁
铁端面正对两金属板区域的磁场均可视为匀强磁场，磁感应强度为 B ，其余磁场忽略不计。已知小磁铁厚
度为 b ，宽度为 c ，长度为 L ，金属板电阻率为 r ，重力加速度为 g ，为研究问题方便金属板只考虑与磁
场正对部分的电阻，其余电阻忽略不计，忽略空气阻力，小磁铁由静止释放后运动过程中始终保持水平，
且穿出金属板前已经匀速。下列说法正确的是（ ）
c
A．小磁铁向下运动过程中，金属板与小磁铁正对部分的电阻为 r
ab
mg
B．小磁铁匀速下落时，金属板与小磁铁正对部分的电流为
Bc
mgr
C．小磁铁向下匀速运动时的速率为
B2 abc
D．仅更换电阻率更小的金属板，可以减小磁铁向下匀速运动的速率
三、非选择题：本题共5 小题，共 54分。
11．（7 分）某同学用如图所示的装置验证机械能守恒定律。一根轻质杆上固定两个质量均为 m 的小钢球
A 、B，通过光滑转轴与铁架台在 O 点相连，光电门固定在转轴的正下方。在 B 球底部竖直地粘住一片宽
度为 d 的遮光条，测出转轴到 A 球球心及 B 球球心的距离分别为 LA 、 LB 。已知重力加速度为 g 。
（1）用螺旋测微器测量遮光条宽度，示数如图所示，遮光条宽度 d =______mm。
d
（2）将轻质杆拉到水平位置由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间 t 由计时器测出，取 v = 作为小
t
钢球 B 经过最低点时的速度，则小钢球 A 到达最低点时的速度为______。（用 v 、 L 、 L 表示）
A B
（3）若在误差允许的范围内满足关系式______（用 g 、 v 、 LA 、 LB 表示），则说明小球 A 、 B 由水平位
置运动到最低点的过程中机械能守恒。
（4）该同学利用测量数据计算出小钢球 A 、 B 由释放到运动至最低点的过程中，动能变化量 DEk 的数值
总是大于重力势能变化量 DEp 的数值，造成这种差异的原因分析正确的是______。
A．存在空气阻力
B．小球质量测量值偏大
C．用遮光条的速度代替小钢球 B 的速度
12．（8 分）鸡蛋的孵化温度范围通常在 37.5到 38.5之间。在这个温度范围内鸡蛋才能孵化出健康的幼
鸡。某兴趣小组研究通过热敏电阻对孵化器实施自动控温。
（1）该小组用伏安法测量不同温度下热敏电阻的阻值。实验中使用的器材有：被测热敏电阻 R ；电流表
（量程为 0~1.5mA，内阻约为 200）；电压表（量程为 0~15V，内阻约为 9.0k）；滑动变阻器 R0
（0~50）；直流电源（电动势为 15V）；容器及测温装置。为了较准确的测出不同温度下热敏电阻的阻值，
应选用图甲中所示的______电路进行实验。
（2）采用正确的电路进行测量后，作出该热敏电阻的阻值随温度变化的图像如图乙所示。
（3）如图丙所示，将热敏电阻 R 安装在孵化器内，为使孵化器温度稳定在 380.5，当孵化器内温度
达到 38时加热器停止加热。自动控制电路将热敏电阻 R 与调节电阻 R1 串联，当流过热敏电阻的电流达
到 50.0A 时，通过放大电路将电流放大，继电器的衔铁将被吸合。该过程通过热敏电阻、电磁继电器和放
大电路等自动完成。
应该把孵化器的加热器接在______（填“ A 、 C ”或“ B 、 D ”）端；
当衔铁被吸合时，加在热敏电阻两端的电压为______V。（结果保留2 位有效数字）
在实验阶段发现每次温度为：37时衔铁被吸合，为完成设计目标，需要把可变电阻 R______（填“调
大”或“调小”）。
13．（8 分）如图所示，半径不同的两个导热性能良好的圆筒连接组成的汽缸放置在小车上，小车静置在光
滑水平面上。不可伸长的轻杆连接的两活塞 P 、 Q 之间封闭着一定质量的理想气体，整个系统处于静止状
态。给小车施加水平向右的恒定拉力 F ，经过一段时间活塞相对汽缸重新静止，在此过程中汽缸始终相对
小车静止。已知汽缸和小车质量均为 M ，两活塞总质量为 m ， P 、 Q 的横截面积分别为 2S 和 S ，初始
时封闭气体体积为V ，大气压强为 p0 ，环境温度不变，两圆筒足够长，不计活塞和汽缸之间的摩擦力，
封闭气体质量远小于活塞质量，空气阻力远小于拉力 F 。求：
（1）稳定运动时小车对汽缸的摩擦力；
（2）稳定时封闭气体的压强；
（3）用 p 表示（2）中压强结果，则自开始运动至稳定时活塞相对汽缸的位移。
14．（14 分）如图所示，质量为 3m 的小球 A 通过长为 L 的轻质细线悬挂在天花板上，当悬线竖直时，小
球 A 与地面之间的缝隙可以忽略。另一质量为 m 的小球 B 以初速度 v0 向右运动与静止的小球 A 在水平面
发生弹性正碰； B 的左侧有可以移动的挡板 P ， B 球与挡板发生碰撞时无能量损失。实验时依次改变挡板
位置，保证每次 B 与 A 发生弹性正碰的位置均在 A 球轨迹最低点。已知水平面光滑，空气阻力可以忽略，
实验中小球 A 的摆角始终小于5，重力加速度为 g ，当q 很小时， sinq q ，且弧长近似等于弦长。求：
（1）第一次碰撞后瞬间小球 A 、 B 的速率；
（2）为按要求完成第二次碰撞，挡板 P 到碰撞位置的距离应满足的条件；
（3）第三次碰撞后小球 A 做简谐运动的振幅。
15．（17 分）如图所示，以水平直线 MN 、 PQ 为边界的区域内存在电场强度大小为 E0 、方向水平向右
3
的匀强电场，以水平直线 PQ 、 SH 为边界的区域内存在电场强度大小为 E 、方向竖直向上的匀强
3 0
电场及磁感应强度大小为 B 、方向垂直于纸面向外的匀强磁场。质量均为 m 、电荷量分别为 q 和
-q q >0 的带电小球 A 、 B 先后自 MN 边界的 O 点以大小为 v0 、方向与边界 MN 成 v0 、30角的初速
度进入区域， A 小球与边界 PQ 成 30角离开区域， B 小球垂直边界 PQ 离开区域。已知纸面位于
竖直面内，小球始终在纸面内运动，不计空气阻力，重力加速度大小为 g 。求：
（1）小球 A 、 B 在 MN 和 PQ 之间的水平位移之比；
（2）边界 MN 和 PQ 之间的距离；（用 v0 、 g 表示）
（3）为使小球 A 不从 SH 边界离开区域， PQ 与 SH 边界的最小距离；
（4）把（3）问中最小距离等分为上下两份，上部分磁感应强度保持不变，下部分磁感应强度大小变为
2B ，方向不变，小球 A 运动过程中到 PQ 边界的最大距离。
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物理参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D C C B D B A AC BD AD
1．D 解析：根据跃迁规律 hv= Em - E n ，赖曼系、巴耳末系、帕邢系和布喇开系波长逐渐增大，释放光
子的频率逐渐减小，光子能量逐渐减小。A、B 错误；处于基态的氢原子需要吸收大于 13.6eV 的能量才能
使氢原子电子脱离束缚，C 错误；巴耳末系光子能量小于赖曼系光子能量，根据光电效应原理可知，D正
确。
[命题意图]本题考查对能级跃迁的基本知识的掌握，考查学生识图能力，理解能力。
1
2．C 解析：滑动摩擦力 F= m kt ，所以 t 时间内滑动摩擦力的冲量 I= km t 2 ，对物块根据动量定理得：
f 2
2mg
mgt- I = 0 ，所以再次静止的时刻 t = ，C 正确，A、B、D 错误
mk
[命题意图]本题考查利用动量定理解决变力的问题，考查建模能力以及灵活运用物理规律解决实际问题的
能力。
3．C 解析：根据胡克定律 F= kx 及表中数据可知，劲度系数与长度成反比，与横截面积成正比，C正确，
A、B、D 错误。
[命题意图]本题考查弹力与弹性形变的关系，考查学生理解能力、数据分析与处理的能力、解决实际问题
的能力。
4．B 解析：物块机械能增加是由拉力 F 做功引起的，根据 DE = F D s ，可知 E- s 图像的斜率表示 F ，
因此 F 一直在减小，当路程大于 s2 后拉力变为零， 0 ~ s2 的过程中物块的机械能在增加，所以 F 在做正
功，物块向上运动，之后物块可能向下做自由落体运动或向上做竖直上抛运动。在物块向上运动的过程中，
开始时拉力 F 大于重力，向上做加速度逐渐减小的加速度运动，直到加速度为零，速度达到最大值，然后
再做加速度逐渐增大的减速运动，当拉力为零后做加速度恒定的匀变速直线运动，B正确，A、C、D错误。
[命题意图]本题考查对功能关系的理解， E- s 图像的理解，考查学生视图能力和分析综合问题能力。
5．D 解析：开始筷子静止，浮力和重力平衡，当提起或下压 x ，合力方向和位移方向相反，合力
F= -r gSx ，筷子做简谐运动， k = rgS ，所以周期自最高点到最低点至少运动半个周期，则最短时间
m
t = ，D 正确，A、B、C 错误。
rgS
[命题意图]本题考查简谐运动的回复力，物体做简谐运动的周期公式，考查建模能力和应用物理处理实际
问题的能力。
sina
6．B 解析：光路如图所示，根据折射定律 n = ，解得 b =30 ，设荧光屏到标准液面的距离为 x ，
sin b
标 准 液 面 对 应 的 深 度 为 h 。 根 据 几 何 关 系 得
3
d=2 x tan 60 + h tan 30 - 2 x -D h tan 60 ++D h h tan 30 ，解得， Dh= d ，B正确，A、
4
C、D 错误。
[命题意图]本题考查光的折射定律，几何关系的处理，考查学生画图的能力和理解能力。
7．A 解析：在紧挨着 DS 面取两点 a 和 b ， a 在内部， b 在外部。设 DS 所带电荷分别在 a 、 b 两点形成
的电场强度大小为 E1 ，其余部分在 a 、 b 两点形成的电场强度大小为 E2 ，所以 a 点电场强度大小为
Q Q
EE- = 0 ， b 点电场强度大小为 E+ E = k ，解得 E= k ，所以其余部分对 DS 所带电荷的
1 2 1 2 R2 2 2R2
Q QDD S SQ2
电场力 F= E q= k = k ，A 正确。本题也可以根据量纲进行排除。
2 2RR2 4 2 8R
[命题意图]本题考查电场的适量运算，量纲的运算；考查学生模型建构能力。
2
GMm 2
． 解析：地球绕太阳做圆周运动，万有引力提供向心力，则有 ， 解 得
8 AC 2 = m L
L T
L3 2
T = 2 ，A 正确；角速度w = ，B 错误；太阳单位时间内向外辐射的总能量为 EPL= 4 2 ，
GM T E
C 正确，D 错误。
[命题意图]本题考查环绕天体的基本公式的运算、能量辐射的运算；考查建构模型和分析实际问题能力。
n1
9．BD 解析：根据理想变压器副线圈 n2 两端电压与原线圈电压关系可得UU1= 2 ，设电压表V2 示数为
n2
2 2
U2 TU 2
U ，根据有效值的定义可得 T = ， 解 得 UU= 2 ， 所 以 电 压 表 V1 和 V2 的 示 数 之 比 为
RR12 1 2
2n
1 = 5 2 ，A 错误；副线圈两端的电压不变，电阻减小，则电流增大，副线圈的功率增大，最后使得
n2
输入功率增大，所以电流表 A1 的示数增大，B 正确；因为两副线圈匝数和负载相同，根据能量守恒可得
T
UITUIUIT= + ， 解 得 电 流 表 A 和 A 的 示 数 之 比 为3： 10，C 错误；当没有二极管时
1 1 2 22 2 2 1 2
UITUIT1 1= 2 2 2 ，解得电流表 A1 和 A2 的示数之比为 2:5，D 正确。
[命题意图]本题考查多级变压器的计算，二极管的单向导电性；考查理解问题和分析综合问题的能力。
10．AD 解析：金属板正对小磁铁部分电阻长度为 c ，横截面积为 ab ，根据电阻定律可得金属板与小磁铁
c
正对部分的电阻 R = r ，A 正确；匀速时金属板正对面积受到的安培力等于磁铁的重力，根据牛顿第三
ab
mg Bcv mgr
定律，对磁铁进行受力分析得 2BIc= mg ，可得 I = ，对金属板有 I = ，解得 v = ，B、
2Bc R 2B2 abc
C 错误；减小电阻率可以减小匀速运动时的速率，D 正确。
[命题意图]本题考查学生在真实情境中发现问题的能力，考查闭合电路欧姆定律，安培力作用下的运动问
题；考查学生理解问题和分析综合问题的能力。
v
11．答案:（1） 7.885（ 7.883~7.888均正确，2 分）（2） L （2 分）（3）
L A
B
2
12 1 v
g LABA+ L = v + L （2 分）（4）C（1 分）
2 2 LB
解析:（1）根据螺旋测微器的示数可读出遮光条的宽度 d =7． 5mm + 38． 5 0． 01mm = 7． 885mm 。
v vA v
（2）在运动过程中 A 、 B 两球的角速度相等，则有 = ，解得 vA = LA 。
LLB A LB
（3）若机械能守恒，则满足系统重力势能的减少量等于动能的增加量，则有
2
12 1 v 12 1 v
mg LA + LB = mv + m LA ，即 g LABA+ L = v + L
2 2 LB 2 2 LB
（4）存在空气阻力会使重力势能的减少量大于动能的增加量，A 错误；小球质量对实验结果没有影响，B
错误；遮光条在小球 B 的底部，其线速度大于小钢球 B 经过最低位置时的速度，所以会造成小钢球速度的
计算值偏大，会造成动能变化量 DEk 的数值大于重力势能变化量 DEp 的数值，C 正确。
[命题意图]本题考查实验中数据处理，实验误差分析；考查学生科学探究能力。
12．答案:（每空2 分）（1）B（3）AC1.4调大