物理试卷
总分： 100 分 时量：90 分钟 2019 年 12 月 7 日
姓名： 考号：
一、选择题（共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分，1~8 小题给出的四个选项中，只有一个选
项正确，9~12 小题有多个选项正确，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错或
不答的得 0 分。）
1．如图所示，在光电效应实验中，用不相同频率的单色光照射光电管的阴极，关于光电效
应，下列判断正确
的是( )
A．光电管的阴极材料不同，在入射光频率相同时，则遏止电压 UC 一定相同
B．光电管的阴极材料不同，在入射光频率相同时，光电子的最大初动能一定相同
C．如图电路中，只要入射光频率大于光电管阴极材料的极限频率，电流表示数一定不为
零
D．光电管阴极材料不同，但遏止电压 UC－ν 图像的斜率相同
2．下列对几种物理现象的解释中，正确的是( )
A．泥工师傅贴瓷片时为了使瓷片平整用橡皮锤敲打瓷片，而不是用铁锤，
是因为橡皮锤产生的冲量小
B．小朋友用力推门而没推动，但推力产生的冲量并不为零
C．动量相同的两个物体受到相同的制动力的作用时，速度小的物理将先停下来
D．竖直抛出物体上升到一定高度后又落回抛出点，不计空气阻力，则此过程中重力的冲
量为零
3．一小球从光滑的斜面上的 O 点由静止开始向下运动，依次经过 A、B、C、D、E 五个点，
已知 AB=BC=CD=DE，
物体经过 B 点时的速度 和 AE 段的平均速度 的大小关系是 ( )
A． B．
C． D．无法确定
4．如图所示，光滑圆环竖直固定，A 为最高点，橡皮条上端固定在 A 点，下端连接一套在
圆环上的轻质小环，小环位于 B 点，AB 与竖直方向的夹角为 30°，用光滑钩拉橡皮条中
Bv v
vvB < vvB =
vvB >点，将橡皮条中点拉至 C 点时，钩的拉力大小为 F，为保持小环静止于 B 点，需给小环
施加一作用力 F'，下列说法中正确的是（ ）
A．若 F'沿水平方向，则
B．若 F'沿竖直方向，则
C．F'的最小值为
D．F'的最大值为
5．竖直升降的电梯内的天花板上竖直悬挂一根轻质弹簧，弹簧下方有一个质量为 m 的物
体.当电梯静止时弹簧被伸长了 x ；在一次电梯运行过程中弹簧又伸长了 x .试判断电梯
运动的可能情况是 ( )
A．以大小为 2 g 的加速度加速上升
B．以大小为 2 g 的加速度减速上升
C．以大小为 g 的加速度加速下降
D．以大小为 g 的加速度减速下降
6．“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现 A、B 两颗均匀球形天体，两天体各
有一颗靠近其表面
飞行的卫星，测得两颗卫星的周期相等，以下判断正确的是 （ ）
A．天体 A、B 的质量一定相等
B．两颗卫星的线速度一定相等
C．天体 A、B 表面的重力加速度之比等于它们的半径之比
D．天体 A、B 的密度一定相等7．如图所示，在等腰三角形 abc 区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，d 是 ac 上任意一点，e
是 bc 上任意一点．大量相同的带电粒子从 a 点以相同方向进入磁场，由于速度大小不同，
粒子从 ac 和 bc 上不同点离开磁场．不计粒子重力，则从 c 点离开的粒子在三角形 abc 磁
场区域内经过的弧长和运动时间，与从 d 点和 e 点离开的粒子相比较（ ）
A．经过的弧长一定小于于从 d 点离开的粒子经过的弧长
B．经过的弧长一定小于从 e 点离开的粒子经过的弧长
C．运动时间一定大于从 d 点离开的粒子的运动时间
D．运动时间一定大于从 e 点离开的粒子的运动时间
8．如图所示，面积为 0.01m2，内阻不计的 100 匝矩形线圈 ABCD，绕垂直于磁场的轴 OO'
匀速转动，转动的角速度为 100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为 ．矩形线圈通过滑环
与理想变压器相连，触头 P 可移动，副线圈所接电阻 R＝100Ω，电表均为理想交流电表，
当线圈平面与磁场方向垂直时开始计时，下列说法正确的是
（ ）
A．P 上移时，电阻 R 上消耗的功率增大
B．线圈中感应电动势的表达式为
C．t＝0 时刻，电压表示数为 0
D．当原副线圈匝数比为 2：1 时，电阻上消耗的功率为 400W
9．一根重为 G 的金属棒中通以恒定电流，平放在倾角为 30°光滑斜面上，如图所示为截面
图。当匀强磁场的方向与斜面成 60°斜向上时，金属棒处于静止状态，此时金属棒对斜面
的压力为 FN1，保持磁感应强度的大小不变，将磁场的方向顺时针旋转 α 角时，金属棒再
次处于平衡状态，此时金属棒对斜面的压力为 FN2，则下列说法不正确的是（ ）
A．金属棒中的电流方向垂直纸面向外B．金属棒受到的安培力为
C．α＝60°
D．
10．如图所示，倾角为 θ=370 的光滑斜面足够长，一质量为 m 的小物体，在沿斜面向上的
恒力 F 作用下，由静止从斜面底端沿斜面向上做匀加速直线运动，经过时间 t，力 F 做功
为 120 J，此后撤去力 F，物体又经过相同的时间 t 回到斜面底端，若以底端的平面为零势
能参考面，则下列说法正确的是( )
A．撤去力 F 时，物体的动能为 120 J
B．恒力 F＝0.8mg
C．撤去力 F 时，物体的重力势能是 90 J
D．撤去力 F 后物体沿斜面向上运动的距离为撤去 F 前的
11．K、A 是密封在真空玻璃管中的两平行正对圆形金属板，直径为 L，板间距离为 L，
金属板接入电路如图所示（只画出了纸面内的剖面图），M、N 两端外加电压为 UMN．K
极板正中间有一粒子源，可向其左侧空间均匀的发射速度大小为 v，质量为 m，电荷量为
-q（q>0）的粒子，平行板间的电场看做匀强电场，则 （ ）
A．当 UMN= 时，电流表示数为 0
B．当 UMN= 时，电流表示数为 0
C．当 UMN=0 时，电流表示数数为 I，则当 UMN（UMN>0）增大时，电流表最大示数为 3I
D．当 UMN=0 时，电流表有示数，设读数为 I，则当 UMN（UMN>0）增大时，
电流表最大示数为 I
12．如图甲所示，abcd 是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框，在金属线框
的下方有一磁感应强度为 B 的匀强磁场区域，MN 和 M′N′是匀强磁场区域的
水平边界，并与线框的 bc 边平行，磁场方向与线框平面垂直．现让金属线框
由距 MN 的某一高度从静止开始下落，图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区
域的 v-t 图象(其中 OA、BC、DE 相互平行)。已知金属线框的边长为 L（L 小于磁场上下
3
1
3
2
q
mv
4-
2
2
- 2
mv
q
3边界宽度）、质量为 m，电阻为 R，当地的重力加速度为 g，图象中坐标轴上所标出的字
母 v1、v2、t1、t2、t3、t4 均为已知量．(下落过程中 bc 边始终水平)根据题中所给条件，以
下说法正确的是（ ）
A．可以求出磁场上下边界的宽度
B．若磁场上下边界宽度为 S，则从 bc 边进入磁场到 ad 边离开磁场的过程中，线框产生
的焦耳热为 mgS
C．v1 的大小为
D．线框穿出磁场过程中流经线框横截面的电荷量比线框进入磁场过程中流经框横截面的
电荷量多
二、实验题（每空 2 分，共 16 分）
13．(6 分) 某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。在
气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器 A、B，滑块 P 上固定一遮光条，若光
线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块
在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器 A、B 时，通过计算机可以得到如图
乙所示的电压 U 随时间 t 变化的图像。
（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）至于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的 t1
t2(选填“大于”、“等于”或“小于”)时，说明气垫导轨已调水平。
（2）用螺旋测微器测遮光条宽度 d，测量结果如图丙所示，则 d= mm。
（3）滑块 P 用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与质量为 m 的钩码 Q 相连，将滑块 P 由图
甲所示位置释放，通过计算机得到的图像如图乙所示，若 t1、 t2、m、g 和 d 已知，若已
22 LB
mgR
∆
∆
∆ ∆m
A BL
测出滑块质量 M ，两光电门间距离 L。 上述物理量间满足关系式 ，则表
明在上述过程中，滑块和砝码组成的系统机械能守恒。
14．（10 分）有一电压表 V1，其量程为 3V，内阻约为 3000Ω,要准确测量该电压表的内阻，
提供的实验器材有：
电源 E：电动势约 15V，内阻不计；
电流表 A1：量程 100mA，内阻 r1=20Ω ；
电压表 V2：量程 2V，内阻 r2=2000Ω ；
定值电阻 R1：阻值 20Ω；
定值电阻 R2：阻值 3Ω；
滑动变阻器 R0：最大阻值 10Ω，额定电流 1A ；
电键一个，导线若干。
（1）实验中应选用的电表是 ；定值电阻应选用 。
（2）请你设计一个测量电压表 V1 的实验电路图，画在虚线框内
（3）说明实验所要测量的物理量： 。
（4）写出电压表 V1 内阻的计算表达式 RV1= 。
三、解答题（本题共 4 题，第 15 题 8 分，第 16 题 8 分，第 17 题 8 分，第 18 题 12 分，本
部分共 36 分，解题时要有必要的步骤和文字说明）
15．（8 分）如图所示，质量 m=2kg 的物体静止于水平地面的 A 处，A、B 间距 L=20m。
用大小为 30N，沿水平方向的外力拉此物体，经 t0=2s 拉至 B 处。（取 g=10m/s2）
（1）求物体与地面间的动摩擦因数 μ；
（2）该外力作用一段时间后撤去，使物体从 A 处由静止开始运动并能到达 B 处，求该力作
用的最短时间 t。
16．（8 分）如图所示，水平地面与一半径为 l 的竖直光滑圆弧轨道相接于 B 点，轨道上的
C 点位置处于圆心 O 的正下方。距地面高度为 l 的水平平台边缘上的 A 点，质量为 m 的小
球以 的速度水平飞出，小球在空中运动至 B 点时，恰好沿圆弧轨道在该点的切
线方向滑入轨道。小球运动过程中空气阻力不计，重力加速度为 g，试求：
（1）B 点与抛出点 A 正下方的水平距离 x；
（2）圆弧 BC 段所对的圆心角 θ；
（3）小球滑到 C 点时，对轨道的压力。
17．（8 分）如图所示，两块相同平板 P1、P2 置于光滑水平面上，质量均为 m1＝1kg。P2 的
右端固定一轻质弹簧，左端 A 与弹簧的自由端 B 相距 L＝2m，质量 m2＝0.5kg 的物体 P（可
看成质点）与 P2 的 AB 部分之间的动摩擦因数 μ＝0.1，P2 的 B 点右侧光滑。P 置于 P1 的右
端，P1 与 P 以大小 v0＝6m/s 的共同速度向右运动，与静止的 P2 发生碰撞，碰撞时间极短，
碰撞后 P1 与 P2 粘连在一起。弹簧始终在弹性限度内，取重
力加速度大小 g＝10m/s2．求：
（1）P1、P2 碰撞后瞬间的共同速度大小；
（2）在 P 与弹簧相互作用的过程中弹簧的最大弹性势能。
glv 20 =18．（12 分）如图所示，在空间坐标系 x＜0 区城中有竖直向上的匀强电场 E1，在一、四象
限的正方形区域 CDEF 内有方向如图所示的正交的匀强电场 E2 和匀强磁场 B，已知 CD＝
2L，OC＝L，E2＝4E1．在轴上有一质量为 m、电量为+q 的金属 a 球以速度 V0 沿 x 轴向右
匀速运动，并与静止在坐标原点 O 处用绝缘细支柱支撑的（支柱与 b 球不粘连、无摩擦）
质量为 2m、不带电金属 b 球发生弹性碰撞，已知 a、b 球体积大小、材料相同且都可视为点
电荷，碰后电荷总量均分，重力加速度为 g，不计 a、b 球间的静电力，不计 a、b 球产生的
场对电场、磁场的影响，求：
（1）碰撞后，a、b 两球的速度大小；
（2）b 碰后，若 b 球从 CD 边界射出，求 b 球运动时间的范围
（3）若将磁场反向两球可否再次碰撞，若可以，请求出磁感应强度；若不可以，请简述理
由。
物理答案
一、 选择题（共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。1~8 小题给出的四个选项中，有的只
有一个选项正确，9~12 小题有多个选项正确，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2
分，有选错或不答的得 0 分。）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案 D B A C D C D A AB BCD BC AC
二、实验题（每空 2 分，两题共 16 分）
13、 (1) 等于 (2) 8.476（在 8.474～8.478 之间均算对）
(3)
14、 （1）V2 （2 分） R1 （2 分）
（2）电路图如图所示。（2 分）
（3）电压表 V1 的示数 U1（1 分） ，电压表 V2 的示数 U2 （1 分）
（4）U1
U2r2 （2 分）
15、 解析：（1）物体做匀加速直线运动，
则
.................（1 分）
由牛顿第二定律得 F-f=ma，........（1 分）
又 f=μmg， ................. （1 分）
2
1
2
2 2
1
2
1
∆+−
∆+=
t
d)mM(t
d)mM(mgL
2
02
1 atL =
22
22
0
m/s10m/s2
2022 =×==
t
La解得：μ= 0.5 .................（1 分）
（2）力 F 作用时，a1=a，..............（1 分）
................（1 分）
.........................（1 分）
解得 。..........................（1 分）
16、解：（1）根据 l＝ ，解得 t＝ 。
则水平距离 x＝ ..............（3 分）
（2）小球到达 B 点时，竖直方向上的分速度 ，因为 。
则小球速度与水平方向的夹角为 45°.....(1 分)
根据几何关系知，圆弧 BC 段所对的圆心角θ为 45 度。
（3） 。...............（1 分）
根据动能定理得，mgl（1﹣cos45°）＝ .......(1 分)
N﹣mg＝m
联立解得 N＝（7﹣ ）mg..........(1 分)
由牛顿第三定律：则小球滑到 C 点时，对轨道的压力为（7﹣ ）mg.....(1 分)
16、解：（1）P1、P2 碰撞过程，选水平向右为正方向，由动量守恒定律得：
mv0＝2mv1 ............(2 分)
解得：v1＝ ＝3m/s，方向水平向右；..........(2 分)
（2）当弹簧压缩最大时弹性势能最大，P1、P2、P 三者具有共同速度 v2，选向右为正方
向，P 在 P2 上滑行过程中，P1、P2、P 系统动量守恒，
m2v0+2m1v1＝（2m1+m2）v2，..............(1 分)
解得：v2＝3.6m/s， ............(1 分)
由能量守恒定律： ，
解得：Ep＝0.8J；...............(2 分)
Lgtta =+ 2
2
2
11 2
1
2
1 µ
1
11
2 2tg
tat == µ
s3
32
1 =t 18. 解：（1）a 匀速运动，则：mg＝qE1............(1 分)
ab 碰撞，由动量守恒定律得：mv0＝mva+2mvb............(1 分)
碰撞过程由能量守恒得： mv02＝ mva2+ （2m）vb2............(1 分)
联立解得：va＝﹣ v0，vb＝ v0 (1 分)
（2）碰撞后，b 受到的电场力为：F 电＝ qE2＝2mg
故 b 做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得： qvbB＝2m
解得：r＝ ............(1 分)
若 b 恰好从 C 射出，则：L＝2r
联立解得：B1＝
tmax＝ ＝ ＝ ............(1 分)
若 b 恰好从 D 射出，则由几何关系得：r2＝4L2+（r﹣L）2
解得：r＝ L
联立解得：B2＝
tmin＝ ＝ ＝ ............(1 分)
故若 b 从 CD 边界射出，则其在磁场中运动时间满足： ＜t＜ (1 分)
（3）碰后 a、b 电量总量平分，即：qa＝qb＝ q
碰后 a 在电场中向左做类平抛运动，b 在垂直纸面向外的磁场中偏转半周再进入电场中做
类平抛运动，设两球再次相遇的位置在 P 点，其坐标为（﹣x，﹣y），
根据类平抛运动 x＝vt
则类平抛运动时间差满足 ﹣ ＝ ............(1 分)
由牛顿第二定律得球 a：mg﹣ qE1＝maa ............(1 分)同理球 b：2mg﹣ qE1＝2mab
解得 aa＝ ，ab＝ ............(1 分)
根据类平抛运动 y＝ at2
则类平抛运动的侧向位移差满足 • g（ ）2﹣ • ＝
联立方程得 B＝ （1 分）
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