文档内容
物理试卷
注意事项：
1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填
写清楚。
2.每小题选出答案后，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，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。
3.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时75分钟。
一、单项选择题：本大题共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. 2024年9月19日，我国成功发射了第五十九颗和第六十颗北斗导航卫星，使得北斗卫星导航系统的卫
星总数达到了60颗。这些卫星采用星载氢原子钟，如图所示为氢原子的能级图，下列判断正确的是（
）
A. 一个氢原子从 能级向低能级跃迁时，能产生3种频率的光子
B. 氢原子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，其能量减少
C. 氢原子吸收 的光子的能量，可使氢原子的能级发生跃迁
D. 从氢原子的能级图可知，氢原子发射光子的频率是连续的
【答案】C
【解析】
【详解】A．处于 的激发态的大量氢原子，向低能级跃迁时会辐射出3种不同频率的光，而一个氢原
子从 能级向低能级跃迁时，最多只能产生2种频率的光子，故A错误；
B．氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，属于低能级向高能级跃迁，将吸收能
量，原子的能量增大，故B错误；
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学科网（北京）股份有限公司C．当氢原子从 的状态跃迁到 的状态时，将吸收的能量为
故C正确；
D．从氢原子的能级图可知原子发射光子的能量是不连续的，所以光子的频率也是不连续的，故D错误。
故选C。
2. 渔船常用超声波探测器发射的声波探测水下鱼群与障碍物。若探测器发出频率为 的声波，
声波在水中传播速度为 ，下列说法正确的是（ ）
A. 声波由水中传播到空气中，波长会变小
B. 该声波遇到尺寸约为 的被探测物时会发生明显衍射现象
C. 探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度无关
D. 静止的渔船发射的声波与运动的鱼群的反射波相遇时会发生干涉现象
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据 知，声波由水传播至空气时，速度减小，频率不变，所以波长变小，故 A
正确；
B．发生明显的衍射现象的条件是障碍物的尺寸小于或接近声波的波长，故B错误；
CD．由多普勒效应可知，探测器接收到的回声频率与被探测物相对探测器运动的速度有关，而两列声波发
生稳定干涉的条件是频率相等，所以静止的渔船发射的声波与运动的鱼群的反射波相遇时不会发生干涉现
象，故CD错误。
故选A。
3. 如图所示为洛伦兹力演示仪，实验中，从阴极发出的电子经电场加速后在竖直面做匀速圆周运动，不计
电子的重力和电子间的相互作用，下列说法正确的是（ ）
A. 若电子水平向左射出，则励磁线圈产生的磁场垂直纸面向外
B. 若增大加速电压，电子做匀速圆周运动的半径将增大
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学科网（北京）股份有限公司C. 若增大加速电压，电子做匀速圆周运动的周期将减小
D. 若增大励磁电流，电子做匀速圆周运动的半径将增大
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据左手定则，磁场方向垂直纸面向里，故A错误；
BC．增大加速电压，电子射入磁场的速度增大，由 可得
则周期
可知，电子的运动半径增大，周期不变，故B正确，C错误；
D．增大励磁电流，磁感应强度增大，电子的轨迹半径减小，故D错误。
故选B。
4. SpaceX公司计划不断发射大量小型卫星，组成庞大的地球卫星群体，简称“星链计划”。但其部分卫星
的轨道与我国空间站轨道有重叠，严重影响空间站的使用安全，有时就不得不做紧急避险动作，避免被星
链卫星撞击的危险。如图所示，假设在地球附近存在圆轨道卫星 和椭圆轨道卫星 ，A、B为椭圆轨道长
轴的两端点， 点为两轨道交点。A距离地心 ，B距离地心 ， 距离地心 。下列说法正确
的是（ ）
A. 卫星 和卫星 的周期不相同
B. 卫星 和卫星 在 点加速度不相同
C. 卫星 在 点的速度小于卫星 在A点的速度
D. 若卫星 在A点适当点火加速，即可在以A点到地心为半径的轨道上绕地球做圆周运动
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学科网（北京）股份有限公司【答案】C
【解析】
【详解】A．对两地球卫星，根据开普勒第三定律 得，两卫星运动周期相同，故A错误；
B．根据牛顿第二定律有 ，可知两卫星在C点加速度相等，故B错误；
C．假设有一卫星c在A点所在的圆轨道上做匀速圆周运动，根据轨道半径越大，运行速度越小，所以卫
星a在C点的速度小于卫星c在A点的速度，卫星b在A点做离心运动，卫星b在A点的速度大于卫星c
在A点的速度，所以卫星a在C点的速度小于卫星b在A点的速度，故C正确；
D．根据变轨原理，在椭圆轨道上运行的卫星b在A点适当减速，即可在以A点到地心为半径的轨道上绕
地球做圆周运动，故D错误。
故选C。
5. 一质点在两个互成钝角的恒力 和 的作用下，由静止开始运动，一段时间后的某个时刻， 的方向
保持不变，大小瞬间增大一定值。关于该质点的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 增大前，质点有可能做曲线运动
B. 增大后，质点的加速度一定增大
C. 增大后，质点做匀变速曲线运动
D. 增大后，质点的速率一定增大
【答案】C
【解析】
【详解】ABC．物体受到两个互成钝角的恒力作用时，由静止开始做匀加速直线运动，当 变大，则合力
方向一定变化，但合力大小变化不确定，变化后仍是恒力，加速度不变，所以物体做匀变速曲线运动，故
C正确，AB错误；
D．由变化后的合力与速度的夹角可为锐角，也可以为钝角，所以物体运动的速率可继续增加，也可能先
减小后增大，故D错误。
故选C。
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学科网（北京）股份有限公司6. 如图所示，电源电动势为 ，内阻为 ， 是光敏电阻（阻值随光照强度的增大而减小）， 是定值
电阻， 是平行板电容器， 、 都是理想电压表。闭合开关 后，电容器中的带电小球处于静止状态。
在光照强度减小的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 的示数减小， 的示数增大
B. 的示数增大， 的示数减小
C. 带电小球向下运动
D. 带电小球在原位置的电势能增大
【答案】B
【解析】
【详解】AB．在光照强度减小的过程中， 的阻值增大，电路总电阻增大，总电流减小，则 两端的电
压减小， 的示数减小，内电压减小，则路端电压增大， 的示数增大， 两端的电压增大，故A错误，
B正确；
CD． 的电压增大，则电容器板间电压增大，板间电场强度增大，带电小球受到向上的静电力增大，则
带电小球向上运动，又因小球带负电，由于电容器下极板接地，下极板到原位置间的电势差增大，故所在
原位置电势升高，所以小球的电势能减小，故CD错误。
故选B。
7. 如图所示为机械手用四根“手指”抓取篮球的简化示意图。抓取点平均分布在球心上方的水平面内，抓
取点与球心的连线与水平面夹角为 ，“手指”与篮球的动摩擦因数为 ，篮球的重力大小为 ，最大静
摩擦力等于滑动摩擦力，且不考虑篮球的明显形变。下列说法正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 若 与 的关系满足 ，则一定不能将篮球抓起
B. 只要“手指”对篮球的压力足够大， 不论取何值都能将篮球抓起
C. 若抓起篮球竖直向上做加速运动，则每根“手指”对篮球的作用力为
D. 若能抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值为
【答案】D
【解析】
【详解】ABD．对篮球受力分析，设“手指”与篮球接触点的切向与竖直方向的夹角为 ，则竖直方向满
足
因为静摩擦力
解得
所以想要抓起篮球，则每根“手指”对篮球压力的最小值为
则能将篮球抓起水平方向 ，则夹角 满足
不能将篮球抓起时
故AB错误，D正确；
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学科网（北京）股份有限公司C．若抓起篮球竖直向上做加速运动，则每根“手指”对篮球的作用力大于 ，故C错误。
故选D。
二、多项选择题：本大题共3小题，每小题6分，共18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 下列说法正确的是（ ）
A. 空调机既能制热又能制冷，说明热传递不存在方向性
B. 第一类永动机不可能制成 是因为它违背了能量守恒定律
C. 对于一定质量的理想气体，温度升高内能可能减少
D. 无论科技如何发展，热机的效率都不可能达到100%
【答案】BD
【解析】
【详解】A．热传递存在方向性是说热量只能自发地从高温物体传向低温物体，空调的制冷过程是热量从
温度较高的室内传到温度较低的制冷剂，再通过压缩制冷剂将热量传到室外，制热过程同理，空调机制冷
和制热过程都不是自发进行的，故A错误；
B．第一类永动机不可能制成是因为它违背了能量守恒定律，故B正确；
C．理想气体分子之间的相互作用忽略不计，所以理想气体的内能仅仅与温度有关，对于一定质量的理想
气体，只要温度升高其内能就一定增大，故C错误；
D．根据热力学第二定律可知，热机的效率也达不到100%，故D正确。
故选BD。
9. 如图所示，A、B、 、 为匀强电场中相邻的四个等势面，一电子经过等势面 时，动能为 ，
速度方向垂直于等势面 ，经过等势面 时，电势能为 ，经过等势面B时速度恰好为零，已知相邻
等势面间的距离均为 ，电子重力不计。则下列说法正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 匀强电场的电场强度大小为
B. 匀强电场的电场强度大小为
C. 等势面A的电势为
D. 电子再次经过等势面 时，动能为
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．电子从等势面D运动到等势面B的过程中，由动能定理得
则可解得
由电势差与电场强度的关系可知
故A错误，B正确；
C．电子在等势面C时，由
代入数据解得
的
又因为相邻等势面之间 距离相等，则相邻两等势面的电势差相等，则 ， ，
故C错误；
D．在电子从等势面D运动到等势面B，再回到等势面D的整个过程中，静电力所做的功为零，由动能定
理可知，电子再次经过等势面D时的动能仍为16eV，故D正确。
故选BD。
10. 如图甲所示，一竖直放置的足够长的固定玻璃管中装满某种液体，一半径为 、质量为 的金属小球，
从 时刻起，由液面静止释放，小球在液体中下落，其加速度 随速度 的变化规律如图乙所示。已知
小球在液体中受到的阻力 ，式中 是小球的半径， 是小球的速度， 是液体对小球的粘滞系
数。忽略小球在液体中受到的浮力，重力加速度为 ，下列说法正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 小球的最大加速度为
B. 小球的最大速度大于
C. 液体对小球的粘滞系数 为
D. 小球的密度为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．当 时，小球所受的阻力 ，此时加速度为g，故A正确；
B．随着小球速度的增加，加速度减小，小球的加速度为0速度最大，即为 ，故B错误；
CD．根据牛顿第二定律有
解得
当 时，速度取为 ，粘滞系数为
又由
可得小球的密度 ，故CD正确。
故选ACD。
三、非选择题：本大题共5小题，共54分。
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学科网（北京）股份有限公司的
11. 某同学要验证机械能守恒定律，设置了如图所示装置。绕过定滑轮 轻绳左侧挂物块 ，右侧挂物块
、 ； 、 上安装有相同的挡光片，已知 、 （含挡光片）和 的质量均为 ，重力加速度为 ，
滑轮的质量和摩擦忽略不计。
的
（1）实验前先用游标卡尺测出挡光片 宽度为 ；
（2）用手托着 ，使 、 、 处于静止状态，测出 、 上挡光片间的距离为 ，之后快速向下撤去手，
与光电门相连的数字计时器记录 、 上的挡光片挡光时间为 、 ，在误差允许的范围内，当系统减少
的重力势能_____（填“大于”“等于”或“小于”）系统增加的动能时，表明在两挡光片通过光电门的
这段时间内， 、 、 组成的系统机械能守恒；
（3）改变释放 的位置进行多次实验，测得多组两挡光片挡光的时间 、 ，作出 图像，如果图
像是一条倾斜的直线，图像的斜率等于_____，且图像与纵轴的截距等于_____，则机械能守恒定律得到验
证。
【答案】 ①. 等于 ②. 1 ③.
【解析】
【详解】（2）[1]因系统机械能守恒，所以系统减少的重力势能应等于系统增加的动能。
（3）[2][3]对系统有
即
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学科网（北京）股份有限公司变形得
即图像的斜率等于1，且与纵轴的截距等于 ，则机械能守恒定律得到验证。
12. 某同学在开展科学探究实验时，实验包里有一直流电动机。为测定直流电动机的效率，设计电路并选
取合适的实验器材进行连接，如图所示，部分电路已经连接，只有电压表尚未连接，重力加速度 取
，根据实验要求完成下列任务。
（1）在图中用笔画线代替导线完成电压表的实物图的连线。
（2）实验中通过适当调节滑动变阻器使重物匀速上升，若闭合开关后，通过秒表和米尺采集的数据发现
重物加速上升，则应将滑动变阻器的滑片__________（填“向左”或“向右”）滑动，使重物匀速上升的
目的是__________；
（3）实验中电动机牵引 的重物匀速上升，测得重物匀速上升 的时间 ，读得电流表示数为
，电压表示数为 ，若电动机线圈电阻为 ，则此次实验中电动机损失的机械功率是
__________W，电动机的机械效率是 __________%。
【答案】（1） （2） ①. 向左 ②. 使绳中的拉力等于
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学科网（北京）股份有限公司重物的重力或拉力做功的功率等于克服重力做功的功率
（3） ①. 0.072 ②. 68
【解析】
【小问1详解】
电路连线如图所示
【小问2详解】
[1]若开关闭合后重物一直加速上升，则说明电动机输出功率过大，故应减小电流来使输出功率减小，所以
电路总电阻应增大，即应将滑动变阻器的滑片向左滑动；
[2]实验中通过适当调节滑动变阻器使重物匀速上升的目的是使绳中的拉力等于重物的重力或拉力做功的功
率等于克服重力做功的功率。
【小问3详解】
[1]电动机总功率为
电动机的热功率
克服重力做功 功率为
的
损失的机械功率为
[2]电动机的机械效率为
13. 我们坐在书桌旁读书写字时，长时间的低头会引起颈椎的疲劳，脊柱就会发生相应的变形。某同学利
用所学几何光学的知识，设计了一款“矫姿眼镜”，这样就可以在平视状态下完成阅读和书写。如图甲所示，
该同学首先以正确的坐姿坐在桌子旁，并找出平时习惯观看的位置 ，量出眼睛 与 的连线与水平方向
的夹角 为 ，为了平视时能看到 点，该同学在眼睛的前面设计了一个如图乙所示的三棱镜 ，
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学科网（北京）股份有限公司使从 点发出与 面垂直的光线，在 面发生全反射后沿水平方向传播，且垂直 面射出三棱镜。
三棱镜的大小以及三棱镜到眼睛的距离远小于眼睛到 点的距离，求：
（1）三棱镜中 和 的大小；
（2）三棱镜的折射率应满足的条件。
【答案】（1） ，
（2）
【解析】
【小问1详解】
光路如图所示， 两边与 的两边相互垂直，所以
由几何关系可知 ，
因此
【小问2详解】
设临界角为C，有
光线要在BC面发生全反射，应满足的条件 ，即
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学科网（北京）股份有限公司所以折射率
14. 风洞是空气动力学研究和实验中广泛使用的工具，风洞也从实验室走向大众游乐，如图甲所示。某研
究小组设计了一个总高度 的低速风洞游乐设备，等效模型如图乙所示，设备分成一个高度为
的无风区和一个受风区，某物体质量 ，在无风区中受到空气的阻力可忽略，在受风
区受到空气对它竖直向上的恒力作用。某次实验时该物体（可视作质点）从风洞顶端由静止释放，且运动
到风洞底端时速度恰好为0，重力加速度 取 。求实验中：
（1）物体在受风区受到空气对它的作用力大小；
（2）若物体第一次运动到风洞底端时风力变为原来的0.8倍，则物体在无风区上升的最大高度。
【答案】（1）300N
（2）14m
【解析】
【小问1详解】
物体进入受风区前做自由落体运动，有
解得
物体在受风区向下做匀减速直线运动，则有 ，
联立求解得物体在受风区受到的恒定作用力为
【小问2详解】
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学科网（北京）股份有限公司物体在受风区向上做匀加速直线运动，由牛顿第二定律得
进入无风区后做匀减速直线运动，设进入边界的速度为 ，有
解得第一次在无风区上升的最大距离为
15. 如图所示，两根光滑平行导轨由半径为 的四分之一绝缘圆弧部分与不计电阻的水平金属部分组成，
圆弧部分与水平部分平滑连接并固定在水平地面上，导轨间距为 ，水平导轨部分存在竖直向下的匀强磁
场，磁感应强度大小为 。一质量为 、电阻为 的金属棒 静置于水平导轨与圆轨道的连接处，另一
质量为 、电阻为 的金属棒 从圆弧最高处静止释放，下滑至水平轨道后与 棒发生弹性正碰。若
金属棒 与金属棒 始终垂直于金属导轨并接触良好，水平轨道足够长，重力加速度为 ，求：
（1）金属棒 滑到轨道底部与 棒碰撞前，导轨对金属棒 的支持力；
（2）金属棒 进入磁场后运动的最大速度及整个过程中 棒产生的热量；
（3）若在金属棒 达到最大速度时两棒间距为 ，给金属棒 施加一水平向右的恒力 ，当两棒运动
稳定后两棒间距 与时间 的关系。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
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学科网（北京）股份有限公司金属棒cd在圆弧轨道上下滑的过程中，由机械能守恒定律得
在最低点，由牛顿第二定律得
联立求解得
【小问2详解】
两棒发生碰撞时，由动量守恒和能量守恒可得
联立求解得 ，
金属棒cd在圆轨道上做往返运动后以等速率进入磁场，之后当两棒共速运动时cd棒的速度最大，在这个
过程中，由动量守恒和能量守恒可得
ab棒产生的热量为
【小问3详解】
当两棒共速时，金属棒cd达到最大速度，再给金属棒ab施加恒力F，两棒均做加速运动，当两棒的加速
度相等时，即速度差恒定，两棒运动稳定，对回路有
两棒分别由牛顿第二定律得对cd棒
对ab棒
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学科网（北京）股份有限公司联立求解得
又因为
所以，两棒间距 与时间 的关系为
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学科网（北京）股份有限公司
