物理测试卷共4 页，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
一项是符合题目要求的。
1. 坐过山车时，人体会分泌大量肾上腺素和多巴胺，让人感觉惊险刺激。如题1 图所示，某车厢中游客通过
环形轨道攀升的一小段时间内速率不变，则该过程中（ ）
题1图
A. 该游客所受合力做功为零 B. 该游客所受合力始终为零
C. 该游客的机械能守恒 D. 该游客所受重力的瞬时功率一定变大
2. 某电容式电子秤的部分结构如题2 图所示。将该电子秤水平放置，未测物品时，两金属板M，N 平行正
对，带有等量异种电荷且保持不变；当放置物品时，M 板受到压力F 而发生微小形变，则（ ）
题2图
A. M、N 两板间电势差变小 B. M、N 两板间场强处处不变
C. M、N 两板构成的电容器的电容变小 D. M、N 两板构成的电容器的电容不变
3. 用甲、乙两种不同的金属做光电效应的实验，甲的逸出功大于乙的逸出功，在同一坐标系中作出它们的遏
止电压Uc 随入射光频率v 变化的图像，如题3 图所示，其中、甲、三条图线相互平行，则乙的图线是
（ ）
题3图
A. B. C. D.
4. 如题4 图所示，一网球爱好者在某次训练时，无初速地释放手中质量为 58g 的网球，然后在网球反弹上升
途中进行击打训练。试估算该网球由静止释放后第一次落地前瞬时的动量大小约为（ ）
题4图
A. 0.03kg m/s B. 0.3kg m/s C. 3kg m/s D. 30kg m/s
5. 如题5 图所示，航天器c 位于日地系统中拉格朗日 L1 点处，与太阳a、地球b 构成稳定的等边三角形，大
圆为地球绕太阳中心做匀速圆周运动的轨迹。实际上，a、b、c 是一个“三星”系统，由于航天器的质量远
小于天体的质量，a、b、c 绕着a、b 构成的“双星”连线中的O 点转动。忽略其他天体的影响，则对O点
（ ）
题5图
A. c 的周期大于b 的周期 B. c 的向心加速度等于b 的向心加速度
C. c 的向心力指向太阳中心 D. c 的线速度大于b 的线速度
6. 如题6 图所示，水平面内正方形的四个顶点固定着四个完全相同的点电荷a、b，c、d，竖直线MN 为该正
方形的中轴线，交正方形所在平面于O 点，两电荷量大小相等的带电小球甲、乙恰好静止在MN 轴上距O点
相同距离的位置。下列说法正确的是（ ）
题6图
A. 甲、乙可能为同种电性 B. 甲、乙质量可能不同
C. 甲、乙质量一定不同 D. 点电荷a、b、c、d 在甲、乙位置处产生的场强相同
7. 如题7 图所示，a、b、c 为足够长的光滑水平面上的三个相同平板。初始时刻c 静止，a、b 整齐叠放在一
起以某速度水平向右运动，之后b、c 发生完全非弹性碰撞且不粘连，最终a 恰好未从c 右端滑出。忽略空气
阻力，从b、c 碰撞后到a、c 共速前的过程中，a、b、c 始终共线且粗糙程度处处相同，则下列图像正确的是
（ ）
题7图
A. a 的速度随时间变化的图像 B. b 的加速度随时间变化的图像
C. c 的速度随时间变化的图像 D. b 的速度的平方随位移变化的图像
二、多项选择题：本题共3 小题，每小题5 分，共 15 分。在每小题给出的四个选项中，有多
项符合题目要求。全部选对的得5 分，选对但不全的得3 分，有选错的得0分。
8. 如题8 图所示，“a b c a ”表示某一定质量的理想气体的一个循环过程。下列说法正确的是
（ ）
题8图
A. a b 过程中，该气体放热 B. b c 过程中，该气体放热
C. c a 过程中，该气体放热 D. a b c 过程中，该气体吸热
9. 老鹰俯冲捕猎时的速度可达 200km/h，题9图1 是老鹰成功捕获鲤鱼的图片，题9图2 为某同学估算所画
的捕获示意图。一质量为 2kg 的老鹰捕猎前、后的一小段运动近似为半径 R =100m 的圆周运动，捕猎前瞬
时的水平速度大小 v0 =180km/h ，鲤鱼质量为 0.5kg，老鹰和鱼均可视为质点，忽略鱼的初速度以及捕猎过
程中水的作用力，重力加速度g取 10m/s2 ，则（ ）
题9图 1 题9图2
A. 捕猎前、后瞬时，老鹰处于非平衡状态 B. 捕猎前、后瞬时，老鹰的加速度大小不变
C. 捕猎后瞬时，老鹰的速度大小为 40km/h D. 捕猎后瞬时老鹰所受空气作用力比捕猎前瞬时减少 5N
10. 如题 10 图所示，“ ”形直角光滑金属导轨 OAN 固定在竖直平面内，金属杆一端由光滑铰链连接在O
处，另一端穿过套在水平导轨AN 上的光滑轻环，金属杆与导轨构成的回路连接良好，整个空间有垂直导轨
平面的匀强磁场（图中未画出），只考虑OA 段的电阻，轻环在水平外力F 的作用下，使金属杆以不变的角速
度逆时针转动，则在轻环由C 点运动到D 点的过程中（ ）
题 10图
A. 轻环加速运动 B. 轻环减速运动
C. 回路中的电流增大 D. 力F 对轻环所做的功等于系统产生的热量
三、非选择题：本题共5 小题，共 57分。
11.（7 分）
某同学用题 11图1 所示装置“研究单摆运动的规律”。让摆球在竖直平面内摆动，用力传感器得到细线对摆
球的拉力大小F 随时间t 变化的图像如题 11图2 所示。
题 11图 1 题 11图 2 题 11图3
（1）由图像可得，该单摆的振动周期T = ______。
（2）该同学先用 20 分度的游标卡尺测量摆球的直径，结果如题 11图3 所示，其读数为______cm。
（3）已知摆球的质量为m，可得当地重力加速度大小 g = ______（用题给物理量符号表示）。
12.（9 分）
某实验小组拟测量一量程 Ig = 3mA 的灵敏电流计G 的内阻 Rg ，并完成改表实验。
题 12图 1 题 12图 2 题 12图3
（1）该小组同学先用欧姆表粗略测量电流计G 的内阻 Rg ；应将欧姆表的红表笔与电流计G的______（选填
“”“”）接线柱接触，把选择开关旋转到“100”位置，正确操作后，欧姆表的指针如题 12图1所
示，则 Rg 的大小为______ W 。
（2）为精细测量电流计G 的内阻 Rg ，该小组同学利用“半偏法”原理设计了如题 12图2 所示电路图，请
将题 12图3 所示实物连线图补充完整。
闭合开关S1 、S2 ，调节滑动变阻器 R0 的滑片，使电流计G 满偏；
保持滑动变阻器 R0 的滑片位置不动，断开开关S2 ，调节电阻箱R，使电流计G 半偏；
读出电阻箱R 的数值 601.2W ，即为电流计G 的内阻 Rg 的测量值。
由此可知，本次电流计G 的内阻 Rg 的测量值与其真实值相比______（选填“偏大”“偏小”）。
（3）然后该小组同学利用所学知识，将电流计G 改装为量程 IA = 3A 的电流表，并测量标准电流 I0 = 2A
时，发现电流计G 的示数 I1 = 2.05mA 。通过本次测量，经分析可知，（2）中“半偏法”测得的 Rg 的测量
值的相对误差为______%（保留两位有效数字）。
13.（10 分）
题 13 图是某四分之一圆弧形均质柱体玻璃砖的截面图，O 为圆弧圆心，圆弧半径为R。与截面 OMN 平行的
平行单色光线照射到OM 部分，光线与OM 边的夹角 q =45 ，已知该玻璃砖对该光线的折射率为 2 ，光
在真空中的传播速度为c，不考虑反射光的折射，求：
题 13图
（1）圆弧 MN 上有光线射出的弧长占其总弧长的百分比；
（2）能从圆弧 MN 上射出的光线在该玻璃砖中经过的最短时间。
14.（13 分）
如题 14 图所示，形状、材料相同的物块a、b 静止在足够长的粗糙水平面上，b 左端固定一劲度系数足够大
的轻弹簧c，a、b、c 中心共线，c 左端与a 相距 x0 。现给a 一水平向右的初速度v，a 刚接触c 时的速度为
v v
，此后a 的速度减为零时恰好与c 分离，且此时b 的速度恰好为 。已知物块a、b 质量分别为2m、m，
2 2
两物块均可视为质点，重力加速度为g，忽略空气阻力，求：
题 14图
（1）物块a、b 与水平面间的动摩擦因数 m ；
（2）物块a与c 接触的时间t；
（3）物块a与c 刚分离时，物块b 的位移大小x。
15.（18 分）
如题 15图1 所示，MN与PQ 是两条固定在同一水平面上的平行金属导轨，导轨间距为L，一质量为m、电
阻为R、长度也为L 的金属杆 ab 垂直跨接在导轨上，ab 杆左侧导轨上安装有电流传感器，导轨左端连接一
阻值也为R 的定值电阻，导轨电阻不计且足够长。整个导轨处于磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，磁场方
向垂直于导轨平面（图中未画出）。 t = 0 时刻，ab 杆在水平拉力F 的作用下由静止开始水平向右运动，整个
运动过程中，电流传感器的示数i 随时间t 变化的关系如题 15图2 所示，ab 杆始终与导轨垂直并接触良好。
已知 ab 杆与导轨间的动摩擦因数为 m ，重力加速度为g，求整个运动过程中
题 15图 1 题 15图2
（1）通过 ab 杆的电荷量；
（2）ab 杆与导轨间因摩擦产生的热量Q；
（3）水平拉力F 的冲量 IF 。
参考答案
1~7 AABBDCC 8. BCD 9. AD 10. AC
11.（7 分）
FF+ 2
（1） 2t （2 分） （2）2.070（2 分） （3） 2 1 （3 分）
0 3m
12.（9 分）
（1）（1 分） 600（2 分）
（2）略（2 分） 偏大（2 分）
（3）2.5（2 分）
13.（10 分）
sin 45
解：（1）设光线从OM 边射入玻璃砖的折射角为r， n = ，解得： r =30 （1 分）
sin r
1
光线在圆弧MN 上恰好发生全反射时， sin C = ，解得： C =45 （1 分）
n
由几何关系可知：a =180 - 90 - 30 - 45 = 15
能从圆弧MN 上射出的光线范围夹角 b=90 - a -r = 45 （1 分）
因此，圆弧MN 上有光线射出的弧长占其总弧长的百分比为
b
h = 100% = 50% （2 分）
90
（2）设能从圆弧MN 上射出的光线在玻璃砖中经过的最短路程为d
d R
根据正弦定理有： = （2 分）
sin15 sin120
c
光线在玻璃砖中的传播速度大小 v = （1 分）
n
d
能从圆弧MN 上射出的光线在玻璃砖中经过的最短时间 t =
v
3 R
联立解得： （ 分）
t =1 - 2
3 c
14.（13 分）
解：（1）物块a与c 接触前的运动过程中，对物块a 有：
2
v 3v2
2 （ 分），解得： （ 分）
-v = -2m gx0 2 m = 2
2 8gx0
（2）物块a与c 接触的整个过程中，对a、b、c 组成的系统，由动量定理有：
v v 4x
-m 3mg t = m - 2 m （2 分），解得： t = 0 （2 分）
2 2 9v
（3）物块a与c 接触的整个过程中，对a、b、c 组成的系统，由动能定理有：
2 2
1v 1 v x0
-m 3mg x = m - 2 m （3 分），解得： x = （2 分）
2 2 2 2 9
15.（18 分）
2t+ 5 t 7
（1）由 i- t 图像可得，通过 ab 杆的电荷量 q=0 0 I = I t （3 分）
20 2 0 0
BLv
（2）设 ab 杆匀速运动时速度大小为 v ，由题知： I = 0 （2 分）
0 0 2R
2t+ 5 t 7 v t
因此，ab 杆运动的路程 x=0 0 v = 0 0 （2 分）
20 2
7mmgRI t
ab 杆与导轨间因摩擦产生的热量 Q= m mgx ，联立解得： Q = 0 0 （2 分）
BL
（3）分三个时间段：
0 ~ 2t0 时间段内：ab 杆做匀加速直线运动，加速度大小为 a1 ，水平拉力为 F1
v
则： 0 （ 分）， （ 分）， （ 分）
a1 = 1 F1-m mg - F安1 = ma 1 1 F安1 = BiL 1
2t0
该过程中，水平拉力F 的冲量 IF1= F 1 2 t 0
2t0 ~ 4 t 0 时间段内：ab 杆做匀速直线运动，水平拉力为 F2
则： （ 分）， （ 分）
F2 -m mg - F安2 = 0 1 F安2 = BI0 L 1
该过程中，水平拉力F 的冲量 IF 2= F 2 2 t 0
4t0 ~ 5 t 0 时间段内：ab 杆做匀减速直线运动，加速度大小为 a2 ，水平拉力为 F3
v
则： 0 （ 分）， （ 分）， （ 分）
a2 = 1 F3-m mg - F安3 = - ma 2 1 F安3 = BiL 1
t0
该过程中，水平拉力F 的冲量 IF 3= F 3 t 0
因此，整个运动过程中，水平拉力F 的冲量 IIIIFFFF=1 + 2 + 3
7
联立解得： I=5m mgt + BLI t （1 分）
F 02 0 0