物理試題
一、單項選擇題：本題共5小題，每小題3分，共計15分。每小題只有一個選項符合題意。
1.質量為的汽車在水平路面上勻速行駛，速度為，受到的阻力大小為。此時，汽車發動機輸出的實際功率是（　　）
A.     B.     C.     D.
【答案】C
【解析】
【詳解】汽車勻速行駛，則牽引力與阻力平衡

汽車發動機的功率

故選C。
2.電流互感器是一種測量電路中電流的變壓器，工作原理如圖所示。其原線圈匝數較少，串聯在電路中，副線圈匝數較多，兩端接在電流表上。則電流互感器（　　）

A. 是一種降壓變壓器
B. 能測量直流電路的電流
C. 原、副線圈電流的頻率不同
D. 副線圈的電流小于原線圈的電流
【答案】D
【解析】
【詳解】A．原線圈匝數較少，電流互感器是一種降電流的變壓器，A選項錯誤。
B．電流互感器的工作原理是電磁感應中的互感現象，只可以測量交變電流，B選項錯誤。
C．電流互感器不會改變電流的頻率，只改變電流，故原、副線圈電流的頻率相同。C選項錯誤。
D．原線圈匝數較少，電流互感器是一種降電流的變壓器，副線圈的電流小于原線圈的電流。D正確。
故選D。
3.如圖所示，兩勻強磁場的磁感應強度和大小相等、方向相反。金屬圓環的直徑與兩磁場的邊界重合。下列變化會在環中產生順時針方向感應電流的是（　　）

A 同時增大減小
B. 同時減小增大
C. 同時以相同的變化率增大和
D. 同時以相同的變化率減小和
【答案】B
【解析】
【詳解】AB．產生順時針方向的感應電流則感應磁場的方向垂直紙面向里。由楞次定律可知，圓環中的凈磁通量變化為向里磁通量減少或者向外的磁通量增多，A錯誤，B正確。
CD．同時以相同的變化率增大B1和B2，或同時以相同的變化率較小B1和B2，兩個磁場的磁通量總保持大小相同，所以總磁通量為0，不會產生感應電流，CD 錯誤。
故選B。
4.如圖所示，一小物塊由靜止開始沿斜面向下滑動，最后停在水平地面上。斜面和地面平滑連接，且物塊與斜面、物塊與地面間的動摩擦因數均為常數。該過程中，物塊的動能與水平位移x關系的圖象是（　　）

A.     B.
C.     D.
【答案】A
【解析】
【詳解】由題意可知設斜面傾角為θ，動摩擦因數為μ，則物塊在斜面上下滑水平距離x時根據動能定理有

整理可得

即在斜面上運動時動能與x成線性關系；當小物塊在水平面運動時有

即在水平面運動時動能與x也成線性關系；綜上分析可知A正確。
故選A。
5.中歐班列在歐亞大陸開辟了“生命之路”，為國際抗疫貢獻了中國力量。某運送防疫物資的班列由40節質量相等的車廂組成，在車頭牽引下，列車沿平直軌道勻加速行駛時，第2節對第3節車廂的牽引力為F。若每節車廂所受摩擦力、空氣阻力均相等，則倒數第3節對倒數第2節車廂的牽引力為（　　）
A. F   B.     C.     D.
【答案】C
【解析】
【詳解】根據題意可知第2節車廂對第3節車廂的牽引力為F，因為每節車廂質量相等，阻力相同，故第2節對第3節車廂根據牛頓第二定律有

設倒數第3節車廂對倒數第2節車廂的牽引力為F1，則根據牛頓第二定律有

聯立解得。
故選C。
二、多項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共計16分。每小題有多個選項符合題意。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，錯選或不答的得0分。
6.某汽車的電源與啟動電機、車燈連接的簡化電路如圖所示。當汽車啟動時，開關S閉合，電機工作，車燈突然變暗，此時（　　）

A. 車燈的電流變小   B. 路端電壓變小
C. 電路的總電流變小   D. 電源的總功率變大
【答案】ABD
【解析】
【詳解】A．開關閉合時，車燈變暗，故流過車燈的電流變小，A正確；
B．電路的路端電壓為

變小，路端電壓變小，B正確；
C．總電流即干路電流為

減小，干路電流增大，C錯誤；
D．電源總功率為

增大，總功率變大，D正確。
故選ABD。
7.甲、乙兩顆人造衛星質量相等，均繞地球做圓周運動，甲的軌道半徑是乙的2倍。下列應用公式進行的推論正確的有（　　）
A. 由可知，甲的速度是乙的倍
B. 由可知，甲的向心加速度是乙的2倍
C. 由可知，甲的向心力是乙的
D. 由可知，甲的周期是乙的倍
【答案】CD
【解析】
【詳解】衛星繞地球做圓周運動，萬有引力提供向心力，則

A．因為在不同軌道上g是不一樣，故不能根據得出甲乙速度的關系，衛星的運行線速度

代入數據可得

故A錯誤；
B．因為在不同軌道上兩衛星的角速度不一樣，故不能根據得出兩衛星加速度的關系，衛星的運行加速度

代入數據可得

故B錯誤；
C．根據，兩顆人造衛星質量相等，可得

故C正確；
D．兩衛星均繞地球做圓周運動，根據開普勒第三定律，可得

故D正確。
故選CD。
8.如圖所示，小球A、B分別從和l 高度水平拋出后落地，上述過程中A、B的水平位移分別為l和。忽略空氣阻力，則（　　）

A. A和B的位移大小相等
B. A的運動時間是B的2倍
C. A的初速度是B的
D. A的末速度比B的大
【答案】AD
【解析】
【詳解】A．位移為初位置到末位置的有向線段，如圖所示可得
，
A和B的位移大小相等，A正確；
B．平拋運動運動的時間由高度決定，即
，
則A的運動時間是B的倍，B錯誤；
C．平拋運動，在水平方向上做勻速直線運動，則
，
則A的初速度是B的，C錯誤；
D．小球A、B在豎直方向上的速度分別為
，
所以可得
，
即，D正確。
故選AD。
9.如圖所示，絕緣輕桿的兩端固定帶有等量異號電荷的小球（不計重力）。開始時，兩小球分別靜止在A、B位置。現外加一勻強電場E，在靜電力作用下，小球繞輕桿中點O轉到水平位置。取O點的電勢為0。下列說法正確的有（　　）

A. 電場E中A點電勢低于B點
B. 轉動中兩小球的電勢能始終相等
C. 該過程靜電力對兩小球均做負功
D. 該過程兩小球的總電勢能增加
【答案】AB
【解析】
【詳解】A．沿著電場線方向，電勢降低，A正確；
B．由于O點的電勢為0，根據勻強電場的對稱性

又，，所以

B正確；
CD．A、B位置的小球受到的靜電力分別水平向右、水平向左，絕緣輕桿逆時針旋轉，兩小球靜電力對兩小球均做正功，電場力做正功，電勢能減少，CD錯誤；
故選AB。
三、簡答題：本題分必做題（第10~12題）和選做題（第13題）兩部分，共計42分。請將解答填寫在答題卡相應的位置。
【必做題】
10.某同學描繪一種電子元件的關系圖象，采用的實驗電路圖如題圖1所示，V為電壓表，
mA為電流表，E為電源（電動勢約），R為滑動變阻器（最大阻值），為定值電阻，S為開關。

(1)請用筆畫線代替導線，將題圖2所示的實物電路連接完整____________。
(2)調節滑動變阻器，記錄電壓表和電流表的示數如下表：
電壓
0.000   0.250   0.500   0.650   0.700   0.725   0.750
電流
0.00   0.10   0.25   0.60   1.70   4.30   7.50

請根據表中的數據，在方格紙上作出該元件的圖線____________。

(3)根據作出的圖線可知，該元件是_________（選填“線性”或“非線性”）元件。
(4)在上述測量中，如果用導線代替電路中的定值電阻，會導致的兩個后果是_________。
A．電壓和電流的測量誤差增大
B．可能因電流過大燒壞待測元件
C．滑動變阻器允許的調節范圍變小
D．待測元件兩端電壓的可調節范圍變小
【答案】 (1). (2). (3). 非線性元件 (4). BC
【解析】
【詳解】(1)[1]根據題意連接電路如圖

(2)[2]根據表格中數據描點，并用平滑的曲線連接各點如圖

(3)[3]根據圖像可知該元件是非線性元件。
(4)[4]AB．圖線上某點與原點連線的斜率為，根據元件的特性可知，當電壓超過一定數值時，電流會急劇增大，所以電阻會急劇減小，若用導線代替，電流急劇增大，可能會燒壞待測元件，對電流表和電壓表的測量誤差無影響，A錯誤，B正確；
CD．根據圖像可知待測元件的電壓范圍小于，而電源電動勢為，因為待測元件兩端電壓非常小，如果用導線代替，會導致滑動變阻器的調節范圍變得非常小，難以調節，C正確，D錯誤。
故選BC。
11.疫情期間“停課不停學”，小明同學在家自主開展實驗探究。用手機拍攝物體自由下落的視頻，得到分幀圖片，利用圖片中小球的位置來測量當地的重力加速度，實驗裝置如題圖1所示。

(1)家中有乒乓球、小塑料球和小鋼球，其中最適合用作實驗中下落物體的是_____。
(2)下列主要操作步驟的正確順序是_____。（填寫各步驟前的序號）
①把刻度尺豎直固定在墻上
②捏住小球，從刻度尺旁靜止釋放
③手機固定在三角架上，調整好手機鏡頭的位置
④打開手機攝像功能，開始攝像
(3)停止攝像，從視頻中截取三幀圖片，圖片中的小球和刻度如題圖2所示。已知所截取的圖片相鄰兩幀之間的時間間隔為，刻度尺的分度值是，由此測得重力加速度為_____ 。
(4)在某次實驗中，小明釋放小球時手稍有晃動，視頻顯示小球下落時偏離了豎直方向。從該視頻中截取圖片，_____（選填“仍能”或“不能”）用(3)問中的方法測出重力加速度。
【答案】 (1). 小鋼球 (2). ①③④② (3). 9.61（9.5~9.7） (4). 仍能
【解析】
【詳解】(1)要測量當地重力加速度需要盡量減小空氣阻力的影響，所以密度大體積小的小鋼球最適合；
(2)要完成實驗首先應該將刻度尺豎直固定在墻上，安裝好三腳架，調整好手機攝像頭的位置；因為下落時間很短，所以一定要先打開攝像頭開始攝像，然后在將小球從刻度尺旁靜止釋放，故順序為①③④②；
(3)由三張圖片讀出小球所在位置的刻度分別為2.50cm，26.50cm，77.20cm；小球做自由落體運動，根據可得

(4)因為就算小球偏離了豎直方向，但是小球在豎直方向上的運動依然是自由落體運動，對實驗結果無影響，故仍能用前面的方法測量出重力加速度。
[選修3-5]
12.“測溫槍”（學名“紅外線輻射測溫儀”）具有響應快、非接觸和操作方便等優點。它是根據黑體輻射規律設計出來的，能將接收到的人體熱輻射轉換成溫度顯示。若人體溫度升高，則人體熱輻射強度I及其極大值對應的波長的變化情況是（　　）
A. I增大，增大   B. I增大，減小   C. I減小，增大   D. I誠小，減小
【答案】B
【解析】
【詳解】黑體輻射的實驗規律如圖

特點是，隨著溫度升高，各種波長的輻射強度都有增加，所以人體熱輻射的強度增大；隨著溫度的升高，輻射強度的峰值向波長較短的方向移動，所以減小。
故選B。
13.大量處于某激發態的氫原子輻射出多條譜線，其中最長和最短波長分別為和，則該激發態與基態的能量差為_____，波長為的光子的動量為_____。（已知普朗克常量為h，光速為c）
【答案】 (1). (2).
【解析】
【詳解】[1]根據可知波長越短，對應光子的頻率越大，對應躍遷的能級差越大；可知最短波長對應基態到激發態的能量差最大，結合得

[2]波長為對應的光子動量為

14.一只質量為的烏賊吸入的水，靜止在水中。遇到危險時，它在極短時間內把吸入的水向后全部噴出，以的速度向前逃竄。求該烏賊噴出的水的速度大小v。
【答案】
【解析】
【詳解】烏賊噴水過程，時間較短，內力遠大于外力；選取烏賊逃竄的方向為正方向，根據動量守恒定律得

解得噴出水的速度大小為

【選做題】
本題包括A、B兩小題，請選定其中一小題，并在相應的答題區域內作答。若多做，則按A小題評分。
A．[選修3-3]
15.玻璃出現和使用在人類生活里已有四千多年的歷史，它是一種非晶體。下列關于玻璃的說法正確的有（　　）
A. 沒有固定的熔點
B. 天然具有規則的幾何形狀
C. 沿不同方向的導熱性能相同
D. 分子在空間上周期性排列
【答案】AC
【解析】
【詳解】根據非晶體的特點可知非晶體是指組成物質的分子（或原子、離子）不呈空間有規則周期性排列的固體。它沒有一定規則的外形。它的物理性質在各個方向上是相同的，叫“各向同性”。它沒有固定的熔點。
故選AC。
16.一瓶酒精用了一些后，把瓶蓋擰緊，不久瓶內液面上方形成了酒精的飽和汽，此時_____（選填“有”或“沒有”）酒精分子從液面飛出。當溫度升高時，瓶中酒精飽和汽的密度_____（選填“增大”“減小”或“不變”）。
【答案】 (1). 有 (2). 增大
【解析】
【詳解】[1]形成飽和氣后，酒精還是會蒸發，只是液體里跑到氣體中的分子和氣體中的分子跑到液體里的速度一樣快，整體來看是不變的。即此時仍然會有酒精分子從液面飛出；
[2]溫度升高使氣體分子的動能增大，離開液體表面的氣體分子更多，飽和汽密度增大。
17.一定質量的理想氣體從狀態A經狀態B變化到狀態C，其圖象如圖所示，求該過程中氣體吸收的熱量Q。

【答案】
【解析】
【詳解】根據圖像可知狀態A和狀態C溫度相同，內能相同；故從A經B到C過程中氣體吸收的熱量等于氣體對外所做的功。根據圖像可知狀態A到狀態B為等壓過程，氣體對外做功為

狀態B到狀態C為等容變化，氣體不做功；故A經B到C過程中氣體吸收的熱量為

B．[選修3-4]
18.電磁波廣泛應用在現代醫療中。下列屬于電磁波應用的醫用器械有（　　）
A. 殺菌用的紫外燈   B. 拍胸片的X光機
C. 治療咽喉炎的超聲波霧化器   D. 檢查血流情況的“彩超”機
【答案】AB
【解析】
【詳解】A．紫外燈的頻率高，能量強，所以用于殺菌，屬于電磁波的應用，A正確；
B．X光的穿透能力較強，所以用于拍胸片，屬于電磁波的應用，B正確；
C．超聲波霧化器是超聲波的應用，與電磁波無關，C錯誤；
D．彩超屬于超聲波的應用，與電磁波無關，D錯誤。
故選AB。
19.我國的光纖通信技術處于世界領先水平。光纖內芯（內層玻璃）的折射率比外套（外層玻璃）的_____（選填“大”或“小”）。某種光纖的內芯在空氣中全反射的臨界角為，則該內芯的折射率為_____。（取，結果保留2位有效數字）
【答案】 (1). 大 (2).
【解析】
【詳解】[1]根據全反射定律可知光釬內芯的折射率比外套的折射率大，這樣光在內芯和外殼的界面上才能發生全反射，保證信息的傳輸。
[2]折射率為

20.國際宇航聯合會將2020年度“世界航天獎”授予我國“嫦娥四號”任務團隊。“嫦娥四號”任務創造了多項世界第一、在探月任務中，“玉兔二號”月球車朝正下方發射一束頻率為f的電磁波，該電磁波分別在月壤層的上、下表面被反射回來，反射波回到“玉兔二號”的時間差為。已知電磁波在月壤層中傳播的波長為，求該月壤層的厚度d。
【答案】
【解析】
【詳解】電磁波的在土壤中傳播速度滿足

根據題意可知

解得土壤厚度為

四、計算題：本題共3小題，共計47分。解答時請寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。
21.如圖所示，電阻為的正方形單匝線圈的邊長為，邊與勻強磁場邊緣重合。磁場的寬度等于線圈的邊長，磁感應強度大小為。在水平拉力作用下，線圈以的速度向右穿過磁場區域。求線圈在上述過程中：
(1)感應電動勢的大小E；
(2)所受拉力的大小F；
(3)感應電流產生的熱量Q。

【答案】(1)0.8V；(2)0.8N；(3)0.32J
【解析】
【詳解】(1)由題意可知當線框切割磁感線是產生的電動勢為

(2)因為線框勻速運動故所受拉力等于安培力，有

根據閉合電路歐姆定律有

結合(1)聯立各式代入數據可得F=0.8N；
(3)線框穿過磁場所用的時間為

故線框穿越過程產生的熱量為

22.如圖所示，鼓形輪的半徑為R，可繞固定的光滑水平軸O轉動。在輪上沿相互垂直的直徑方向固定四根直桿，桿上分別固定有質量為m的小球，球與O的距離均為。在輪上繞有長繩，繩上懸掛著質量為M的重物。重物由靜止下落，帶動鼓形輪轉動。重物落地后鼓形輪勻速轉動，轉動的角速度為。繩與輪之間無相對滑動，忽略鼓形輪、直桿和長繩的質量，不計空氣阻力，重力加速度為g。求：
(1)重物落地后，小球線速度的大小v；
(2)重物落地后一小球轉到水平位置A，此時該球受到桿的作用力的大小F；
(3)重物下落的高度h。

【答案】(1) ；(2) ；(3)
【解析】
【詳解】(1)由題意可知當重物落地后鼓形輪轉動的角速度為ω，則根據線速度與角速度的關系可知小球的線速度為

(2)小球勻速轉動，當在水平位置時設桿對球的作用力為F，合力提供向心力，則有

結合(1)可解得桿對球的作用力大小為

(3)設重物下落高度為H，重物下落過程中對重物、鼓形輪和小球組成的系統，根據系統機械能守恒可知

而重物的速度等于鼓形輪的線速度，有

聯立各式解得

23.空間存在兩個垂直于平面的勻強磁場，y軸為兩磁場的邊界，磁感應強度分別為、。甲、乙兩種比荷不同的粒子同時從原點O沿x軸正向射入磁場，速度均為v。甲第1次、第2次經過y軸的位置分別為P、Q，其軌跡如圖所示。甲經過Q時，乙也恰好同時經過該點。已知甲的質量為m，電荷量為q。不考慮粒子間的相互作用和重力影響。求：
(1)Q到O的距離d；
(2)甲兩次經過P點的時間間隔；
(3)乙的比荷可能的最小值。

【答案】(1) ；(2) ；(3)
【解析】
【詳解】(1)帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動，由洛倫茲力提供向心力，由得，
，
Q、O的距離為：

(2)由(1)可知，完成一周期運動上升的距離為d，粒子再次經過P，經過N個周期，

所以，再次經過P點的時間為

由勻速圓周運動的規律得，

繞一周的時間為：

解得：

所以，再次經過P點的時間為

兩次經過P點時間間隔為：

解得：

(3)由洛倫茲力提供向心力，由得，

若乙粒子從第一象限進入第二象限的過程中與甲粒子在Q點相遇，則：

結合以上式子，n無解。
若乙粒子從第二象限進入第一象限的過程中與甲離子在Q點相遇，則：

計算可得
（n=1，2，3……）
由于甲乙粒子比荷不同，則n=2時，乙的比荷最小，為

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物理試題一、單項選擇題：本題共5小題，每小題3分，

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