物理
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名和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，用铅笔把答题卡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，将答案写在答题卡的相应位置上。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．单选题（共 6 小题，每题 4 分，共 24 分）
1．如图甲所示是街头常见的降压变压器，图乙是街头变压器给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网
的电压，负载变化时输入电压基本不变，输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用 R0 表示，电阻器
R 代表用户用电器的总电阻，不考虑变压器的能量损耗，下列说法正确的是（ ）
A．用电器增加时，用户用电器的总电阻变大
B．用电器增加时，通过变压器副线圈的电流变小
C．用电器增加时，用户用电器两端电压变小
D．用电器增加时，输电线损耗的功率变小
2．如图所示，在光滑的水平面上，有两个小球 A 和 B，球 A 的质量为 2m，球 B 的质量为 m，两球之间用处于原
长状态的轻质弹簧相连，小球 B 一开始静止，小球 A 以速度 v0 向右运动，求这以后的运动过程中，弹簧获得的最
大弹性势能为（ ）
1 2 1 1
A． mv2 B． mv2 C． mv2 D． mv2
3 0 3 0 2 0 4 0
3．如图所示为电磁炮的基本原理图（俯视图）。水平平行金属直导轨 a、b 充当炮管，金属弹丸放在两导轨间，与
导轨接触良好，两导轨左端与一恒流源连接，可使回路中的电流大小恒为 I，方向如图所示，两导轨中电流在弹丸
所在处产生的磁场视为匀强磁场。若导轨间距为 d，弹丸质量为 m，弹丸在导轨上运动的最大距离为 s，弹丸能加
速的最大速度为 v，不计摩擦，则下列判断正确的是（ ）
A．导轨间的磁场方向向上
mv2
B．导轨间的磁场磁感应强度大小为
2Ids
C．弹丸克服安培力做功获得动能
D．弹丸先做加速度越来越小的加速运动，最后做匀速运动
答案第 1页，共 15页
4．有一种瓜子破壳器其简化截面如图所示，将瓜子放入两圆柱体所夹的凹槽之间，按压瓜子即可破开瓜子壳。瓜
子的剖面可视作顶角为的扇形，将其竖直放入两完全相同的水平等高圆柱体 A、B 之间，并用竖直向下的恒力 F
按压瓜子且保持静止，若此时瓜子壳未破开，忽略瓜子重力，不考虑瓜子的形状改变，不计摩擦，若保持 A、B 距
离不变，则（ ）
A．圆柱体 A、B 对瓜子压力的合力为零
B．顶角越大，圆柱体 A 对瓜子的压力越小
C．顶角越大，圆柱体 A 对瓜子的压力越大
D．圆柱体 A 对瓜子的压力大小与顶角无关
5．如图为高铁供电流程的简化图，牵引变电所的理想变压器将电压为 U 的高压电进行降压；动力车厢内的理想变
压器再次降压为动力系统供电。已知发电厂的输出功率为 P，输电线的电阻为 r，两变压器原副线圈的匝数如图所
示。下列说法正确的是（ ）
n2P
A．通过输电线的电流为
n1U
n2Ur
B．输电线上损失的电压为
n1P
2 2
n1 P r
C．输电线上损失的功率为 2 2
n2U
2
n4n2 U Pr
D．动力系统两端的电压为
n3n1U
6．如图甲所示，无人机从地面竖直起飞，运动一段时间后因动力系统发生故障无法继续提供动力，最终到达某一
高度处速度减为零。图乙是无人机从地面上升开始计时的 v t 图像。已知无人机飞行时所受阻力大小恒为 4N ，重
力加速度 g 10m / s2 ，则（ ）
答案第 2页，共 15页
A．无人机的质量为 2kg
B． 0 3s 内的加速度和 3 4s 的加速度之比为 3:1，且方向相反
C． t 3s时无人机升至最高点，位移大小为18m
D．无人机动力系统未发生故障时提供的动力大小为 28N
二．多选题（共 4 小题，每题 5 分，共 20 分。每题给出的四个选项中有多个选项符合题意，全部选对得 5 分，选
对但不全得 3 分，有选错或不选得 0 分）
7．如图（a），由水平、竖直两段构成的“ ”形平行金属导轨固定，处于竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度 B 随时
间 t 变化的关系如图（b）（B 向上为正）。两端打有小孔的导体棒 PQ 水平套在竖直导轨上并与导轨保持良好接触，
PQ 中点与物块 A 用轻绳经光滑定滑轮相连。已知导轨间距 d 0.5m ，导轨水平段长 L 2m ；A 的质量 m 0.09kg ，
PQ 的质量 M 0.11kg ；PQ 与导杆间的动摩擦因数 0.25（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），回路总电阻 R 0.5 ；
竖直导杆，轻绳足够长，重力加速度 g 10m / s2 。若 t 0 时刻将 PQ 静止释放，则（ ）
A． t 0 时刻，通过 PQ 棒的电流为 2.5A
B． 0.2s 末，PQ 棒开始运动
C． 0 ~ 2s 内，PQ 棒的最大加速度为1.818m / s2
D． 2s 末，PQ 棒的速率为 0.775m / s
8．家庭中使用的一种强力挂钩，其工作原理如图所示。使用时，按住锁扣把吸盘紧压在墙上（如图甲），吸盘中的
空气被挤出一部分后，吸盘内封闭气体的体积为V0 ，压强为 p0 ，然后再把锁扣扳下（如图乙），使腔内气体体积变
为1.5V0 ，让吸盘紧紧吸在墙上，已知吸盘与墙面的有效正对面积为 S，强力挂钩的总质量为 m，与墙面间的最大静
摩擦力是正压力的 k 倍，外界大气压强为 p0 ，重力加速度为 g，忽略操作时的温度变化，把封闭气体看成理想气体
（只有吸盘内的气体是封闭的）。此过程中，下列说法正确的是（ ）
A．吸盘内的气体的压强增大
B．吸盘内的气体要从外界吸收热量
C．吸盘内的气体分子的平均动能不变
答案第 3页，共 15页
2kp S
D．安装结束后，此挂钩所挂物体的最大质量为 0 m
3g
9．关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A．图甲是回旋加速器，带电粒子获得的最大动能与回旋加速器的半径有关
B．图乙是磁流体发电机，可以判断出 B 极板是发电机的负极
C．图丙是速度选择器，若带正电的粒子能自左向右沿直线通过，则带负电的粒子不能自右向左沿直线通过
D．图丁是质谱仪，粒子打在底片上的位置越靠近狭缝 S3，粒子的比荷越大
10．如图所示，圆柱形光滑汽缸顶部开一小孔，用活塞封闭一定质量的理想气体，活塞用细线悬挂在天花板上。开
始时活塞与汽缸顶部接触，气体的温度为 2T0。现让气体的温度缓慢降低，当活塞与汽缸顶部的距离为汽缸高度的
四分之一时，气体的温度为 T0。已知汽缸的质量为 M、横截面积为 S，外界大气压强为 p0，重力加速度为 g。下列
说法正确的是（ ）
4
A．当汽缸顶部与活塞分离时，气体的温度为 T
3 0
5
B．当汽缸顶部与活塞分离时，气体的温度为 T
3 0
3 Mg
C．开始时气体的压强为 ( p )
2 0 S
8 Mg
D．开始时气体的压强为 ( p )
3 0 S
三．填空题（共 2 小题，共 16 分）
11．如图为测量物块与斜面之间动摩擦因数的实验装置示意图，斜面的倾角为 。实验步骤如下：
A．用游标卡尺测量遮光条的宽度 d ，用米尺测量两光电门之间的距离 s ；
B．让物块从光电门 1 的右侧由静止释放，分别测出遮光条经过光电门 1 和光电门 2 所用的时间 t1 和 t2 ，求出加
答案第 4页，共 15页
速度 a ；
C．多次重复步骤（2），求出 a 的平均值；
D．根据上述实验数据求出动摩擦因数 。
回答下列问题：
(1)本实验 （选填“需要”或“不需要”）用天平测量物块和遮光条的总质量 m 。
(2)测量 d 时，某次游标卡尺（主尺的最小分度为1 mm ）的示数如图所示，其读数为 mm 。
(3)物块的加速度大小 a 可用 d 、 s 、 t1 和 t2 表示为 a ；动摩擦因数 可用 a 、 和重力加速度大小 g 表
示为 。
12．某同学根据实验室提供的器材组成如图 1 所示电路，测电源电动势和内阻并同时测量电流表 A2 的内阻。所用
器材：电源为两节干电池，电流表 A1（量程 0.6A ，内阻 r1 0.1 ），电流表 A2（量程 0.6A ），电阻箱 R1 0 999.9 ，
滑动变阻器 R2 0 10 ，开关S1 和单刀双掷开关S2 、S3 ，导线若干。
(1)实验时，先将S2 接 1，S3 接 3，滑动变阻器接入电路的电阻调到最大，闭合开关S1 ，调节 R1、 R2 ，使电流表 A1 、
A2 的指针偏转均较大，若这时 A1 示数为 I1 、电流表 A2 的示数如图 2 所示，则电流表 A2 的示数为 I2 A ；
若这时电阻箱接入电路的电阻为 R0 ，则电流表 A2 的内阻 r2 ( 用 R0 、 I1 、 I2 表示 ) 。
(2)将开关S2 接 2，开关S3 接 4，将电流表 A1 改装成量程为 3V 的电压表，则电阻箱接入电路的电阻 R1 ;
多次调节滑动变阻器，测得多组电流表 A1 、A2 的示数 I1 、 I2 ，作 I1 I2 图像，得到图像与纵轴的截距为 b，图像斜
率的绝对值为 k，则得到电源的电动势 E ，内阻 r ( 后两空用 b、k、 r1 、 r2 、 R1中的符号
表示 ) 。
四．计算题（共 3 小题，共 40 分）
答案第 5页，共 15页
13．如图甲所示，空气弹簧是在密封的容器中充入压缩空气，利用气体的可压缩性实现其弹性作用的，广泛应用于
商业汽车、巴士、高铁及建筑物基座等的减震装置，具有非线性、刚度随载荷而变、高频隔振和隔音性能好等优点。
空气弹簧的基本结构和原理如图乙所示，竖直放置，导热良好的气缸和可以自由滑动的活塞之间密封着一定质量的
空气（可视为理想气体），假设活塞和重物的总质量 m 16kg ，活塞的横截面积 S 1103m 2 ，气缸内空气柱的高
5 2
度 h 12cm，外界温度保持不变，大气压强恒为 p0 110 Pa ，取重力加速度大小 g 10m/s 。
（1）初始状态时，求气缸内部气体的压强 p1；
（2）若在重物上施加竖直向下的压力 F 140N ，求稳定后汽缸中空气柱的高度 h2。
14．如图（a）是某种自行车气门嘴灯放大图，气门嘴灯内部开关结构如图（b）所示，弹簧一端固定，另一端与质
量为 m 的小滑块（含触点 a）连接，当触点 a、b 接触，电路接通使气门嘴灯发光，触点 b 位于车轮边缘。车轮静
2mg
止且气门嘴灯在最低点时如图（b）所示，触点 a、b 距离为 L，弹簧劲度系数为 k 。现将自行车架起，使车
L
轮竖直悬空匀速转动，重力加速度大小为 g，自行车轮胎半径为 R，不计一切摩擦，滑块和触点 a、b 均可视为质点，
弹簧变化始终在弹性限度内。（L 与 R 相比可以忽略）
（1）若气门嘴灯每次到达最低点时刚好发光，求车轮转动的线速度大小；
（2）若气门嘴灯可以一直发光，求车轮匀速转动的线速度最小值；
（3）若车轮以线速度 v 3gR 转动，求车轮每转一圈，气门嘴灯的发光时间。
15．如图所示，边长为 L 的正方形 OACD 区域在平面直角坐标系的第一象限内，OACD 区域内有垂直坐标平面向外
的匀强磁场，边长为 L 的正方形 OMPN 区域在第三象限内，QMPN 区域内有沿 y 轴正向的匀强电场。在 MP 边上
2
离 x 轴距离为 L 的 Q 点，以速度 v0 沿 x 轴正向射出一个质量为 m、电荷量为 q 的带正电的粒子，粒子经电场偏转
3
恰好从坐标原点 O 进入磁场，粒子经磁场偏转后，从坐标（0.8L，0）点离开磁场。不计粒子的重力，sin53=0.8，
cos53=0.6，求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）若粒子在磁场中运动的某时刻，突然撤去磁场，此后粒子的运动经过 D 点，则撤去磁场后，粒子在 OACD 区
域内运动的时间。
答案第 6页，共 15页
物理答案
1．C【详解】由于原线圈输入电压U1 不变，原副线圈匝数不变，则副线圈输出电压U2 不变，当用电器增加时，用
户用电器的总电阻变小，即电阻器 R 减小，根据欧姆定律可得
U 2
I2
R0 R
可得通过副线圈电流 I2 增大； R0 两端电压增大，则用户用电器两端电压变小；根据
2
P0 I2 R0
可知输电线损耗的功率变大。
2．A【详解】两车具有共同速度时，弹簧的弹性势能最大，规定向右为正方向，根据动量守恒定律与能量守恒定律，
则有
2mv0 (m 2m)v
1 1
E 2mv 2 (m 2m)v 2
p 2 0 2
解得
1
E mv2
p 3 0
3．B【详解】A．弹丸在安培力作用下做加速运动，故安培力方向向右，根据左手定则得出导轨间的磁场方向向下，
故 A 错误；
B．根据加速过程动能定理得出
答案第 7页，共 15页
1
BId s mv2
2
得出
mv2
B
2Ids
故 B 正确；
C．安培力做正功获得动能，故 C 错误；
D．根据牛顿第二定律得出得出
BId
a
m
故加速度恒定，故 D 错误。
4．B【详解】A．圆柱体 A、B 对瓜子压力的合力不为零，合力的方向竖直向上，A 错误；
BCD．根据平行四边形定则和三角函数得
F
sin 2
2 FA
解得
F
F
A
2sin
2
合力 F 恒定，顶角越大，圆柱体 A 对瓜子的压力 FA 越小，B 正确，CD 错误；
5．C【详解】ABC．牵引变电所的理想变压器副线圈电压为
n2
U 2 U
n1
则通过输电线的电流为
P n1P
I2
U 2 n2U
输电线上损失的电压为
n1Pr
U I 2r
n2U
输电线上损失的功率为
n2 P2r
2 1
P I2 r 2 2
n2U
故 AB 错误，C 正确；
D．动力车厢内的理想变压器原线圈电压为
n2 n1Pr
U 3 U2 U U
n1 n2U
则动力系统两端的电压为
答案第 8页，共 15页
n4 n4 n2 n1Pr
U 4 U 3 ( U )
n3 n3 n1 n2U
故 D 错误。
6．A【详解】AB．根据 v t 图像的斜率表示加速度，可知无人机在 0 3s 内的加速度大小为
12 0
a 4m / s2
1 3 0
无人机在 3 4s 内的加速度大小为
12 0
a 12m / s2
2 4 3
可知 0 3s 内的加速度和 3 4s 的加速度之比为1:3 ，且方向相反；失去升力后无人机在重力和阻力的作用下减速上
升，根据牛顿第二定律可得
mg f ma2
解得无人机的质量为
m 2kg
故 A 正确，B 错误；
C．根据 v t 图像与坐标横轴围成的面积表示位移的大小，可知 t 4s 时无人机升至最高点，位移大小为
12
x 4m 24m
2
故 C 错误；
D．无人机动力系统未发生故障时，根据牛顿第二定律可得
F mg f ma1
解得无人机提供的动力大小为
F 32N
故 D 错误。
7．BD【详解】A． t 0 时刻，回路中的感应电动势
B S B Ld
E 1 2 0.5V=1V
t t
通过 PQ 棒的电流为
E 1
I A=2A
R 0.5
A 错误；
B．PQ 与导杆间的弹力等于 PQ 所受的安培力
FN BId
当满足下面条件时，PQ 棒开始运动
Mg FN mg
解得
B 0.8T
磁感应强度 B 随时间 t 变化的关系图像可得
B 1 t
即 t 0.2s 时，
B 0.8T PQ 棒开始运动。
答案第 9页，共 15页
B 正确。
C．0 ~ 2s 内，PQ 棒受的安培力为零时，PQ 与导杆间的弹力为零，摩擦力为零。此时 PQ 棒的最大加速度最大，又
(M m)g (M m)am
得
(M m)g
a 1m/s2
m M m
C 错误；
D． 0.2s 到 2s ，对 PQ 和物块 A 为整体，由动量定理得
(M m)gt1 I f (M m)v
又
t1 2s 0.2s=1.8s
f BId 0.25B 0.25 0.25t （ 0.2s t 2s ）
当 t 0.2s ， f 0.2N ；
当 t 1s ， f 0 ；
当 t 2s， f 0.25N ；
则
1 1
I 0.2 (1 0.2)N s 0.25 (21)N s 0.205N s
f 2 2
联立解得 2s末，PQ 棒的速率为
v 0.775m/s
D 正确。
8．BC【详解】A．理想气体温度不变，体积增大，根据玻意耳定律可知，吸盘内的气体的压强减小，故 A 错误；
B．理想气体温度一定，则内能不变，气体体积增大，气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，吸盘内的气体
要从外界吸收热量，故 B 正确；
C．理想气体温度不变，则吸盘内的气体分子的平均动能不变，故 C 正确；
D．根据玻意耳定律有
p0V0 p1 1.5V0
令此挂钩所挂物体的最大质量为 M，对物体与挂钩整体分析有
M m g kN ， p0S N p1S
解得
kp S
M 0 m
3g
故 D 错误。
9．ACD【详解】A．设回旋加速器 D 形盒的半径为 R ，粒子获得的最大速度为 vm ，根据牛顿第二定律有
v2
qv B m m
m R
解得
qBR
v
m m
答案第 10页，共 15页