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物 理
本试卷共8页，满分100分，考试用时75 分钟。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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，再选涂其它答案标号。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，只有一项符合
题目要求。
1.随着我国核能快速发展，科学家根据放射性物质衰变过程中持续释放高能射线的特征发明了一种神
奇的微核电池，该电池比一颗米粒还小。电池使用从核废料中提取出来的镅作为原料，镅的一种衰
m
变方程为 ❑ 241Am→237Np+X。已知质量为m₀的铌，经过时间t后剩余的铌质量为m，其 -t图
95 93 m
0
线如图所示，则下列说法正确的是
A.衰变生成的射线具有很强的穿透能力
B.铌的半衰期为432年
C.若将该电池装到登月车上，月球上的极低温度会缩短镅的半衰期
249 237
D. Am的比结合能比 Np的比结合能大
95 93
2.消除噪声污染是当前环境保护的一个重要课题。如图所示为某消音器的原理图，声波沿水平管道自
左向右传播，在声波到达a处时，分成上下两列波，这两列波在b处相遇可消弱噪音，设上下两束
波从a运动到b的时间差为△t，不考虑声波在传播过程中波速的变化，则下列说法正确的是
A.该消音器的工作原理是利用波的衍射
B.两列波相遇之后，振幅小的一列波将减弱，
振幅大的一列波将加强
C.△t为声波的半周期的奇数倍
D.理想状态下，b处的声波比a处的声波传播速度小
【物理 第1页(共8页)】
学科网（北京）股份有限公司3.如图甲所示为一条绝缘纸带，两条平行长边镶有铜丝，将纸带一端扭转 180°，与另一端连接，
形成拓扑结构的莫比乌斯环。连接后，纸环边缘的铜丝形成闭合回路，纸环围合部分可近似为半
径为 R 的扁平圆柱。现有一匀强磁场从圆柱中心区域垂直其底面穿过，磁场区域的边界是半径为
r的圆(r<R)。若磁感应强度B随时间t的变化图像如图乙所示，则回路中产生的感应电动势大小
为
B B B
A.2πr2 0 B.πr2 0 C.πR2 0 D.0
t t t
0 0 0
1
4.如图所示，上表面光滑的 圆柱体放置在水平地面上，一起重机利用绞盘缩短轻绳长度的方式将一
4
小物块沿圆弧缓慢拉到圆柱体最高点。此过程中，圆柱体保持静止，轻绳上端的小定滑轮与圆柱体
圆心在同一竖直线，则下列说法正确的是
A.轻绳拉力 F 先变小后变大
B.物块对圆柱体的压力变大
C.地面对圆柱体的摩擦力变小
D.地面对圆柱体的支持力先变大后变小
5.将扁平的石子向水面快速抛出，石子可能会在水面上一跳一跳地飞向远方，俗称“打水漂”。如图
所示为某次“打水漂”时石子的轨迹图，虚线为水面，石子在空中运动轨迹为抛物线，石子完成轨
迹1的水平初速度大小为vₐ₁和竖直初速度大小为vₛ₁，完成轨迹2的水平初速度大小为vₐ₂和竖直初
速度大小为vy₂。若AB：BC=7：4，则下列关系式可能正确的是
7 7 5 7
A. va₁= v₀₂ v = v B.v = v v₃₁= v₂₂
5 y1 6 y2 x1 4 x2 5
7 7 3
C. vx₁=2vx₂ v = v D.v = v v = v
y1 8 y2 x1 3 x2 y1 2 y2
【物理 第2页(共8页)】
学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司6.为了更直观地描述和呈现物体的运动规律，我们常将物体的运动情况以图像的形式绘制出来，
帮助我们深入理解物体的位移、速度、加速度等物理量随时间或其他量的变化情况。现有一物
体(可视为质点)以某一初速度在水平面上做直线运动，其运动图像如图所示，下列说法正确的
是
A.若为a-t图像，则物体做加速直线运动
1
B.若为 -x图像，则物体做匀加速直线运动
v
C.若为 v2-x图像，则图像斜率的大小表示物体加速度的大小
x
D.若为 -t图像，则物体的速度随时间均匀变化
t
7.光刻技术原理简化如图甲所示，离子源发射的离子束经过多级直线加速器后，进入静电转向器，
转向器中有辐向电场(方向均指向圆心O点)，直线加速器由一个金属圆板(序号为0)和8个横截
面积相同的金属圆筒组成，圆板及相邻圆筒分别接在高频脉冲电源的两极，序号为奇数的圆筒和
电源一极相连，圆板和序号为偶数的圆筒和该电源另一极相连。电压的绝对值为 U，周期为T，
其变化规律如图乙所示。在t=0时刻，圆板中央的离子(质量为m，电荷量为+q)在圆板和圆筒之
间的电场中由静止开始加速，沿中心轴线冲进圆筒 1，离子在每个圆筒中运动的时间均小于 T，
且离子均在电压变向时恰从各圆筒中射出，离子从第 8个金属圆筒右侧出来后，立即由M点射入
转向器，沿着半径为R 的圆弧虚线(等势线)运动，从N点射出，离子通过圆筒间隙的时间可以忽
略不计，离子重力不计，不考虑相对论效应，则下列说法正确的是
5T
A.在 t= 时第5个圆筒相对第6个圆筒的电势差为正值
4
B.第7个和第8个圆筒的长度之比为 ❑√14:4
√qU
C.第8个圆筒的长度为 4T❑
m
8U
D.虚线MN处电场强度的大小为
R
二、不定项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每个小题给出的四个选项中，有多个
选项正确。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分。
8.行星A、B绕太阳运动的轨迹为椭圆，太阳在椭圆轨道的焦点上，A、B所受的引力随时间的变化
如图所示，其中 t =❑√2t ,行星A、B与太阳的距离分别记为rA、rB。假设A、B只受到太阳的引
2 1
力，下列叙述正确的是
【物理 第3页(共8页)】
学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司A.行星A、B 轨道半长轴之比2：1
B. rA的最大值与rB的最大值之比为4：9
C.行星A 与行星B 的质量之比为81：32
D.行星B与太阳的连线在任意t₂时间内扫过的面积均为椭圆轨道面积的一半
9.在古代，儿童常喜欢玩一种叫“吹豆”的游戏，儿童用手竖直握住两端开口且中空的秸秆，上端
口放一粒黄豆，通过秸秆的下端向上用嘴吹气，从上端口喷出的气流可以将黄豆吹停在端口的正
上方。若喷出的气流对豆的冲力 F正比于气流的速率v，即 F=k v(k 为已知恒量)。气流速率v
1 1
与黄豆距离上端口高度h的关系如图乙所示，v₀为气流从上端口喷出速率且不变，黄豆受到的力
只考虑冲力和重力，重力加速度为g，以下说法正确的是
b k v
A.若黄豆恰好悬停在距上端口h 处，则黄豆的质量为 1 0
2 2g
B.黄豆的质量与黄豆悬停的高度成正比
C.若质量为2m的黄豆恰好悬停在上端口，则更换为质量
3 1
为 m的黄豆轻放在上端口后，上升的最大高度为 h₀
2 2
gh Δm
D.两粒不同的黄豆的质量差为Δm，则两次悬停的高度差为 0
k v
1 0
10.福建舰成功实现电磁弹射试验后，某兴趣小组设计了一个模拟电磁弹射系统，如图甲所示，系
统左侧接有电动势为E 的直流电源、单刀双掷开关S 和电容器，右侧是水平光滑平行金属导
轨，导轨上放置一助推模型，其外层固定一组金属线圈，线圈两端通过电刷与导轨连接形成回
路，线圈处于导轨间的辐射状磁场中，侧视图如图乙所示。首先将开关 S接至1，使电容器完全
充电；然后将S接至2，模型在安培力作用下从静止开始加速运动，达到最大速度后离开导轨，
整个过程通过模型的电荷量为q。已知模型(含线圈、电刷)的质量为m，线圈的半径为r，匝数
为n，总电阻为R，其所在处的磁感应强度大小均为B，重力加速度为g。不计空气阻力、导轨电
阻、线圈中电流产生磁场和线圈自感的影响。下列说法正确的是
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学科网（北京）股份有限公司2πrBq
A.模型离开导轨时的速度为
m
mq
B.电容器的电容为
mE-4n2π2r2B2q
2nπrEB
C.在轨道上模型的最大加速度为
Rm
2n2π2r2B2q2
D.模型滑离导轨的整个过程中电容器释放的电能为
m
三、实验题：本题共2小题，11题每空2分，12 题每空2分，共16分。
11.(6分)(1)洛埃镜实验是利用平面镜研究光波的性质。某实验小组用光电传感器代替
光屏，测量单色光的波长，其原理如图甲所示，单色光从单缝 S射出，一部分直接投
射到传感器上，另一部分入射到平面镜后反射到传感器上。由于平面镜的成像作用，
反射光可视为光源 S 在平面镜中的虚像 S'发出的光，这样 S 和 S'形成两个相干光
源。两束光照射到光电传感器，经计算机处理后，得到如图乙所示图像，横轴为垂直
于干涉条纹的距离，若单缝 S 到平面镜的垂直距离 d=0.2mm，单缝到光屏的距离
D=1.2m，则单色光的波长为 m(保留2位有效数字)。
(2)做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，图丙是教材中的实验方案，图丁是
拓展方案，其实验操作步骤如下：
①挂上托盘和砝码，改变木板的倾角，使质量为 M 的小车拖着纸带沿木板匀速下
滑；
②取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑，测出加速度a；
③改变砝码质量和木板倾角，多次测量，通过作图可得到a-F的关系。
需要满足条件M>m的方案是 (选填“丙”、“丁”或“丙和丁”)；在作a-F
图像时，把 mg作为F 值的是 (选填“丙”、“丁”或“丙和丁”)。
学科网（北京）股份有限公司【物理第5页(共8页)】
学科网（北京）股份有限公司12.(10分)纯电动汽车的蓄电池的安全性，主要体现在对其温度的控制上，当电池温度
过高时，必须立即启动制冷系统进行降温。某实验小组做了该系统的模拟研究如下：
(1)已知热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，用图甲所示的电路测量热敏电阻 R₁在
50℃时的阻值，电路中R₁、R₃为阻值未知的定值电阻，R₂为电阻箱；
①先闭合开关 S、S₀，然后调整电阻箱 R₂的阻值，使
电流表G的示数为0，并记下电阻箱的示数50.0Ω；
②然后将电阻箱与R₁交换位置，再次调整电阻箱 R₂的
阻值，使电流表G 的示数为 A，记下电阻箱
的示数200.0Ω，则热敏电阻阻值为 R =_Ω;
1
(2)调试控温装置，图乙是模拟控温装置示意图。
当电磁铁线圈(电阻不计)中的电流I大于或等于20
mA时，衔铁被吸合，热敏电阻置于温度监测区域，滑
动变阻器 Rp的最大阻值为200 Ω，电源电动势为5
V，不计电源内阻，则：
①图乙中应将b端与 (选填“a”或“c”)端相连；
②若设置电池温度为50℃时启动制冷系统，则滑动变
阻器阻值应为 Ω；
③若设置电池温度为 30℃时启动制冷系统，需
要 (填“增大”或“减小”)滑动变阻器
的阻值。
四、计算题：本题共3小题，其中13 题10分，14题12分，15题16分，共38分。解题过程中要求写
出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。
13.(10分)如图甲为广泛应用于汽车的减振器——氮气减振器，其结构简图如图乙所示。气
缸内充有惰性气体氮，处于压缩状态的弹簧将“工”字型活塞顶于汽缸顶部，活塞被卡
环卡住，当活塞受到外界压力时，由于缸内气体和弹簧的共同作用，可以达到缓冲减振
的效果。现将减震器竖直放置，状态A 时缸内充入 p=4×105Pa的氮气，此时弹簧的压
缩量为 x =1cm,氮气柱长度为L=20cm。现用外力F向下压活塞，使其缓慢下降h=4 cm，
0
气体达到状态 B。从状态 A 到 B 过程气体放出热量 Q=82.4J。已知气缸中活塞截面
S=30cm2,，活塞质量m=1kg，弹簧劲度系数k=2×10⁴ N/m,大气压强为1×10⁵Pa,重力加
速度为 g=10m/s2,气缸内的氮气可视为理想气体，气缸壁导热性能良好，不计摩擦和外
界温度变化。
(1)求状态B缸内氮气的压强的大小；
(2)从状态A到B 过程中，施加于活塞的外力 F 的最大值；
(3)状态A到B 过程外界对气体做的功W。
【物理 第6页(共8页)】
学科网（北京）股份有限公司14.(12分)医用回旋加速器的用途是让带电粒子在电磁场中循环运动不断获得能量，通过引出器引
出后，轰击靶材料上，获得所需要的核素。现有两种回旋加速器，第一种同步加速器，基本原
理可以简化为如图甲所示模型，带电粒子从M板进入高压缝隙，缝隙间的电势差为U₀，粒子得
到加速离开 N板后，在匀强磁场的导引控制下回旋反复通过加速电场区不断加速，但带电粒子
的旋转半径R 始终保持不变。第二种为我们熟知经典回旋加速器，带电粒子经狭缝中的高频交
流电压加速，进入半径为R的D形盒中做圆周运动，循环往复不断被加速，最终离开加速器。
已知带电粒子的电荷量为+q，质量为m，带电粒子第一次进入磁场区时，两种加速器的磁感应
强度均为B₀，设带电粒子最初进入狭缝时的初速度为零，不计粒子受到的重力，不计粒子加速
时间及其做圆周运动产生的电磁辐射，不考虑磁场变化对粒子速度的影响及相对论效应。
(1)粒子在同步加速器中从静止开始加速，求粒子绕行2周所需总时间t总；
(2)粒子在经典回旋加速器中被加速，加速电压 u 随时间 t 的变化关系如图乙所示，其中
2πm
T= ,
B q
0
T
①若 t= 时粒子从静止开始被加速，求粒子从静止开始加速到引出器引出，经过狭缝的次数；
4
②实际使用中，磁感应强度会出现波动，波动结束，保持 B=B₀(1±α)，(α<1)不变，若在
T
t= 时产生的粒子第一次被加速，要实现连续n次加速，B可波动的系数α的极限值。
4
【物理8第7页(共8页)】
学科网（北京）股份有限公司15.(16分)如图甲所示，长为L=7m的水平传送带以 v=❑√6m/s的速度顺时针匀速转动。将物块
A轻放到传送带左端，物块A 和传送带之间的动摩擦因数 μ =0.2。传送带紧挨着右侧水平地
0
面O点，物块A与水平面间的动摩擦因数为μ₁，且μ₁ 随物体到O点的距离x按图乙所示规
律变化，物块A 向右运动的距离为d=0.5m时与长木板C发生弹性碰撞，长木板C与水平面间
无摩擦，AC 碰后取走A，某时刻在长木板的右端轻放物块B，长木板右侧有一固定挡板，挡
板下方留有仅允许长木板通过的缺口，物块B与木板之间的动摩擦因数 μ =0.1,，物块B 与挡
2
板发生弹性碰撞。已知物块 A 的质量为m=0.5kg，物块B 的质量M=1.5kg，长木板的质量为
m=0.5kg，假设木板右端到挡板的距离足够长，物块 A、B的大小可忽略， g=10m/s2。。
求：
(1)物块A 与长木板C碰后，长木板C 的速度；
(2)若物块B 恰好不从长木板C上滑下，长木板C 的长度；
(3)若长木板的长度足够长，质量变为 2kg，传送带速度变为3 ❑√3m/s,从物块 A 放在传动带
上到物块B与固定挡板发生第n次碰撞时，整个过程摩擦产生的热量。
x/m
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