物 理
（全卷满分 100 分，考试时间 75 分钟）
一、选择题（本题共6 小题，每小题4 分，共 24 分。在每小题给出的四个选项中，只有一
项符合题目要求。）
1．我国自主研发的氢原子钟现已运用于中国的北斗导航系统中，高性能的原子钟对导航精度的提高起到
了很大的作用，同时原子钟具有体积小、重量轻等优点，原子钟通过氢原子能级跃迁而产生的电磁波校准
时钟，氢原子能级示意图如图，则下列说法正确的是（ ）
A．用 11.5eV 的光子照射处于基态的氢原子可以使处于基态的氢原子发生跃迁
B．一个处于 n = 4 能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射出6 种不同频率的光子
C．用 12.09eV 的光子照射一群处于基态的氢原子后，最多可辐射出4 种不同频率的光子
D．氢原子从 n = 4 能级跃迁到 n =1能级辐射出的光照射逸出功为 6.12eV 的某种金属所产生的光电子的最
大初动能为 6.63eV
2．如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾角为q 的斜面上，质量分别为m和4m 的物块A、B 通过不可伸
长的轻绳跨过滑轮连接，A、B 间的接触面和轻绳均与木板平行，A和B，B 与斜面间动摩擦因数均为
1
m= tan q ，则细线的拉力为（ ）
7
51 54 57 59
A． mg sinq B． mg sinq C． mg sinq D． mg sinq
35 35 35 35
3．由于大气层的存在，太阳光线在大气中折射，使得太阳“落山”后我们仍然能看见它。某同学为研究
这一现象，建立了一个简化模型。将折射率很小的不均匀大气等效成折射率为 2 的均匀大气，并将大气
层的厚度等效为地球半径R。根据此模型，一个住在赤道上的人在太阳“落山”后还能看到太阳的时间是
（地球自转时间为 24 小时，地球上看到的太阳光可以看成平行光）（ ）
A．3 小时B．2 小时C．1.5 小时D．1 小时
4．如图甲所示，挡板OA 与水平面的夹角为 q ，小球从O 点的正上方高度为H的P 点以水平速度 v0 水平
抛出，落到斜面时，小球的位移与斜面垂直；让挡板绕固定的O 点转动。改变挡板的倾角 q ，小球平抛运
1 1
动的初速度 也改变，每次平抛运动都使小球的位移与斜面垂直， 关系图像如图所示，重力
v0 2- 2
tan q v0
加速度 t =10m/s2 ，下列说法正确的是（ ）
1gH 1
．图乙的函数关系图使对应的方程式
A 2= 2 +1
tanq 2 v0
B．图乙中a 的数值2
C．当图乙中 b =1，H 的值为 0.2m
2
D．当q =45 ，图乙中 b =1，则平抛运动的时间为 s
5
5．如图，三根绝缘细线OA、OB、AB 长均为 1.00m，连着质量均为 m =1.00g ，电量均为
q =1.00 10-9 C 的带电小球，A 球带正电，B 球带负电，AB 水平。整个装置处在水平向左的匀强电场
中，场强 E =1.00 107 N/C ，现剪断细线OB，由于空气阻力系统最终静止在某个位置（已知
2= 1.414 ， 3= 1.732 ）下列说法正确的是（ ）
A．系统最终静止时重力势能较最初减少了1.2580 10-2 J
B．系统最终静止时重力势能较最初减少了 0.905 10-3 J
C．系统最终静止时电势能和重力势能的总和较最初减少了 2.93 10-3 J
D．系统最终静止时电势能和重力势能的总和较最初减少了 6.82 10-3 J
6．如图所示，有一圆形区域匀强磁场，半径为R，方向垂直纸面向外，磁感应强度大小 B1 ，在其右侧有
一与其右端相切的正方形磁场区域，正方形磁场的边长足够长，方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为
qRB
B 。有一簇质量为m，电荷量为q 的粒子，以相同的速度 v = 1 沿图示方向平行射入磁场，不计粒
2 0 m
子的重力及粒子之间的相互作用，则粒子在正方形磁场区域中可能经过的面积为（ ）
1 3B2 ( +1) B2
． 1 2 ． 1 2
A SR= + 2 B SR= 2
2 B2 2 B2
B2 ( +1) B2
C． SR=( +1) 1 2 D． SR= 1 2
B2 4 B2
2 2
二、选择题（本题共4 小题，每小题5 分，共 20 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。）
7．位于坐标原点的波源从 t = 0 时刻开始做简谐运动， t1 = 3s 时第一次形成如图实线所示的波形， t2 时刻
形成的部分波形如图中虚线所示，则下列说法正确的是（ ）
A．波源的起振方向沿y 轴正方向B． t2 时刻可能为 5.5s
C． t2 时刻可能为 7.5s D． t2 时刻可能为 4.5s
8．如图，一小型发电厂的电压有效值为 220V，通过升压变压器 n1: n 2 = 1: 2 ，然后输出给终端，已知
n3: n 4 : n 5 = 2 :1: 4 ，线路电阻为r，现闭合 S1 ，断开S2 ，用户的总电阻为 R用户 =10 W ，用户获得的功率
为 4000W。变压器均为理想变压器， R2 =336 W ，下列说法正确的是（ ）
八．闭合S1 ，断开S2 ， r =4 W ，线路损失的功率为 400W
B．闭合S2 ，断开S1 ，线路损失的功率为 200W
C．闭合S2 ，断开S1 ， R2 获得的功率为 2100W
D．闭合S2 ，断开S1 ，增大 R2 ，线路损失的功率将减小
9．如图，光滑的水平面左端为O，右端足够长，在O 的左下方有一倾斜的传送带，传送带始终以 10m/s
3
的速度逆时针转动，物体与传送带间的动摩擦因数 m = ，物体的质量 m = 2kg ，传送带上、下两端相
16
距 5m，物体在O 处在水平恒力 F1 的作用下由静止向右运动一段时间，后将 F1 反向，大小变为 F2 ，经过
相同的时间它刚好回到O， F1 所做的功为 4J，然后物块从O 处向左水平抛出，恰好沿传送带方向进入传
送带。下列说法正确的是（ ）
2
A．物块从O 处以 4m/s 的水平速度做平抛运动B．物块在传送带上运动的时间为 s
3
10
C．物块在传送带上留下痕迹的长度 m D．整个过程中 F 、 F 所做的总功为 12J
3 1 2
10．如图所示，两条足够长的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距为L，电阻不计，导轨最右端
接有阻值为R 的定值电阻。整个装置处于两种磁感应强度大小均为B、方向相反的竖直方向匀强磁场中，
虚线为两磁场的分界线。质量均为m 的两根导体棒MN、PQ 静止于导轨上，两导体棒接入电路的电阻均
为R，与导轨间的动摩擦因数均为 m （设导体棒的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。 t1 时刻，用水平向左的
恒力F 拉导体棒MN，使其由静止开始运动， t2 时刻，导体棒PQ 刚好要滑动。在这个过程中，两棒始终
与导轨垂直且接触良好，通过导体棒PQ 的电荷量为q，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A． t2 时刻，导体棒PQ 受到的安培力方向水平向右
2mmgR
B． t 时刻，导体棒MN 速度大小为
2 BL2 2
3qR
C．从 t 到 t 时间内，导体棒MN 在导轨上运动的距离为
1 2 2BL
2qR 3m 2 m 3 g 2 R 2
D．从 t 到 t 时间内，导体棒MN 产生的焦耳热为 F--m mg
1 2 BL B4 L 4
三、实验题（第 11题6 分，第 12题9分）
11．某实验小组做“测量滑块与长木板之间的动摩擦因数”实验时，实验装置如图甲所示。在水平桌面上
固定放置一端有定滑轮的长木板，靠近定滑轮的B 处有一个光电门。在A 处有一上端带遮光条的滑块，
A、B 之间的距离保持L 不变。不计滑轮质量及其与绳子之间的摩擦。
（1）实验过程中用游标卡尺测量遮光条的宽度d，游标卡尺读数如图乙所示，读出遮光条的宽度 d =
______mm。
（2）实验时，将滑块从A 处静止释放，若光电门显示遮光时间为t，此时力传感器示数为F，从而可以得
1
到一组F、t 数据，多次改变所挂重物的质量进行实验，可得到多组数据。根据这些数据，作出 F - 的
t 2
关系图像如图丙所示，则滑块与遮光条的总质量为______，滑块与长木板之间的动摩擦因数为______（用
L、a、b、d和g 表示）。
12．某实验小组欲测量某电源的电动势E 和内阻r。实验室提供下列器材：
A．待测电源（电动势不超过 6V，内阻不超过 2W ）
B．定值电阻 R0 =5 W
C．滑动变阻器R（最大阻值为 20W ）
D．电压表（0~6V，内阻约为 5kW ）
E．电流表（0~0.6A，内阻约为 0.5W ）
F．开关一只，导线若干
为了让实验效果较明显，且误差较小，请结合所给的实验器材设计最合理的实验电路图，并画在图甲所示
虚框中。
（2）按电路图连接实际电路，调节滑动变阻器R，绘出 UI- 图线（如图乙所示），则电源的电动势 E =
______V，内阻 r = ______ W ；（结果均保留2 位有效数字）
（3）该小组同学又将该电源与另一个定值电阻 R =199 W 和两个完全相同的热敏电阻 Rt 连接成如图丙所
示的电路，已知热敏电阻 Rt 的伏安特性曲线如图丁所示，则此时每个热敏电阻消耗的电功率为______W。
四、计算题（第 13题 10 分，第 14题 15 分，第 15题 16分）
13．如图所示，两正对且固定不动的导热汽缸，与水平面成 30角，底部由体积忽略不计的细管连通，活
塞a、b 用不可形变的轻直杆相连，不计活塞的厚度以及活塞与汽缸间的摩擦，a、b 两活塞的横截面积分
2 2
别为 S1 =10cm ， S2 = 20cm ，两活塞的总质量为 m =12kg ，两汽缸高度均为 H =10cm 。汽缸内封闭
一定质量的理想气体，系统平衡时活塞a、b 到汽缸底的距离均为 L = 5cm （图中未标出），已知大气压强
5 2
为 p0 =10 Pa 。环境温度为T0 = 300K ，重力加速度g取 10m/s 。求：
（1）若缓慢降低环境温度，使活塞缓慢移到汽缸的一侧底部，求此时环境的温度；
（2）若保持环境温度不变，用沿轻杆向上的力缓慢推活塞，活塞a 由开始位置运动到汽缸底部，求此过
程中推力的最大值。
14．如图，倾角为 37的足够长斜面底端有一弹性挡板P，O 为斜面底端，离O 处为L 的斜面上有一点
A，在A 处有三个弹性滑块，均可视为质点， m1: m 2 : m 3 = 1: 2 : 6 ，其中3 与斜面间动摩擦因数
m = 0.25，1、2 与斜面光滑，现让三个滑块从A 静止释放，重力加速度为g，所有碰撞均为弹性。求：
（1）3 刚要与挡板碰撞时速度大小；
（2）它们完成第一次碰撞后，1 沿斜面向上滑行的最大位移（相对O）。
15．如图，在第一象限内有垂直该平面的匀强磁场，以虚线 x= a 为界，左侧磁场垂直于该平面向里，右
侧磁场垂直于该平面内向外。第四象限内互相垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向下，磁场方向
垂直向里。所有磁场的磁感应强度相等，一质量为m，电量为q 的带正电粒子从O 沿x 方向紧邻第一
象限射入，粒子入射速度大小在 0 ~ vm 中的所有数值，其中速度为 vm 的粒子在区和区的运动时间之
7
比为 2 :5 ，总时间为 T 。（T 为做完整圆周运动的周期）
12
（1）求磁感应强度的大小；
（2）从第一象限射到y 轴最远的粒子的速度大小；
（3）场强 E= Bvm （B 为上述所求的值），求粒子在第四象限内运动离x 轴的最大距离的大动能。