物理试题卷
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。考试时间 90 分钟，满分 100
分。考生应首先阅读答题卡上的文字信息，然后在答题卡上作答，在试题卷上作答无效。交
卷时只交答题卡。
第Ⅰ卷
一、选择题：本题共 11 小题，每小题 4 分。在每小题给出的四个选项中，第 1～7 题只有
一项符合题目要求，第 8～11 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不
全的得 2 分，有选错的得 0 分。
1．物理学是一门自然科学，源于对自然界的观察和研究，与生活有着紧密的联系。下列物
理知识的应用，说法正确的是
A．避雷针能够避免建筑物被雷击，是因为避雷针储存了云层中的电荷
B．指南针 S 极指向地球南极方向，是因为指南针所在位置的地磁场方向指向地球南极
方向
C．电熨斗达到设定温度后就不再升温，是利用了压力传感器，将压力变化转换成电流
变化
D．电磁灶加热食物，是利用电磁感应产生的涡流使锅体发热
2．a、b 两个物体在同一时间、从同一地点开始，沿同一条直线运动，v－t 图象如图所示，
a、b 两物体运动图线均为正弦（余弦）曲线的一部分。在 0～6s 时间内，关于两物体
的运动，下列说法正确的是
A．b 物体的加速度先增加后减小
B．a 物体的位移大于 b 物体的位移
C．2s 末 a 物体的加速度大于 b 物体的加速度
D．3s 末 a、b 两物体之间的距离最大
3．当前，我国某些贫困地区的日常用水仍然依靠井水。某同学用水桶从水井里提水，井内
水面到井口的高度为 20m。水桶离开水面时，桶和水的总质量为 10kg。由于水桶漏水，
在被匀速提升至井口的过程中，桶和水的总质量随着上升距离的变化而变化，其关系如
图所示。水桶可以看成质点，不计空气阻力，重力加速度 g 取 10 m／s2。由图象可知，
在提水的整个过程中，拉力对水桶做的功为
A．2000 J B．1800 J C．200 J D．180 J
4．某理想变压器有两个副线圈，原线圈匝数为 n，两个副线圈匝数分别为 n1 和 n2，如图所示。所接电阻 R1＝R2，电流表为理想交流电表，D 为理想二极管，原线圈接正弦交流
电源，下列说法正确的是
A．滑动变阻器 R 滑片向上滑动时，电流表示数变小
B．滑动变阻器 R 滑片向上滑动时，副线圈 n2 的输出电压
变大
C．R2 两端的电压与 R1 两端的电压之比为 n1 ：n2
D．R2 的功率与 R1 的功率之比为 ：
5．如图所示，互相垂直的两组平行金属板 P、Q 和 M、N，板 P、Q
水平，板 M、N 竖直，板 P、Q 长度为板 M、N 长度的 2 倍。其间
有一矩形区域 ABCD，AB 长度 l1＝0．6 m，AD 长度为 l2＝0．2 m。
仅在板 M、N 的两极加上电压 UMN 时，将带正电的小球从 A 点由
静止释放，小球恰好沿直线 AC 运动；仅在板 P、Q 的两极加上电
压 UPQ 时，将该小球从 A 点沿 AB 方向水平抛出，小球也能经过
C 点。已知 UMN＝UPQ＞0，重力加速度 g 取 10 m／s2，板端彼此
绝缘靠在一起，不考虑板间的静电效应，两次运动中小球的电荷量相同。关于小球的运
动，下列说法正确的是
A．仅在板 M、N 上加上电压时，小球做的是匀加速直线运动，加速度
为 30 m／s2
B．仅在板 P、Q 上加上电压时，小球做的是匀变速
曲线运动，加速度为 70 m／s2
C．仅在板 M、N 上加上电压时，小球沿直线 AC 运
动的时间为 0．3 s
D．仅在板 P、Q 上加上电压时，小球从 A 点沿 AB
方向水平抛出的初速度为 3 m／s
6．如图所示， 为一立方体木箱，O 点为底面 中
心，M 点为 中点，N 点为 面的中心。AO、MO、NO 为三
个光滑轻杆，三个完全相同的小球套在轻杆上，分别从 A、M、N 三点
由静止沿轻杆滑下。关于三个小球的运动，下列说法正确的是
A．三个小球滑到 O 点时的速度大小相等
B．三个小球滑到 O 点所用的时间相等
C．从 A 点滑下的小球到达 O 点时的速度最大
D．从 M 点滑下的小球到达 O 点所用时间最短
7．如图所示，b 球在水平面内做半径为 R 的匀速圆周运动，BC 为圆周运动的直径，竖直平
台与 b 球运动轨迹相切于 B 点且高度为 R。当 b 球运动到切点 B 时，将 a 球从切点正
上方的 A 点水平抛出，重力加速度大小为 g，从 a 球水平抛出开始计时，为使 b 球在运
动一周的时间内与 a 球相遇（a 球与水平面接触后不反弹），则下列说法正确的是
A．a 球在 C 点与 b 球相遇时，a 球的运动时间最短
B．a 球在 C 点与 b 球相遇时，a 球的初始速度最小
C．若 a 球在 C 点与 b 球相遇，则 a 球抛出时的速率为
D．若 a 球在 C 点与 b 球相遇，则 b 球做匀速圆周运动的周期为
2
1n 2
2n
ABCD A B C D′ ′ ′ ′－ A B C D′ ′ ′ ′
DD′ BCC B′ ′
2gR
2R
g8．如图所示，在范围足够大的空间存在一个磁场，磁感线呈辐状分布，其中磁感线 O 竖直
向上，磁场中竖直固定一个轻质弹簧。在距离弹簧某一高度处，将一个金属圆盘由静止
释放，圆盘下落的过程中盘面始终保持水平，且圆盘的中轴线始终与弹簧的轴线、磁感
线 O 重合。从圆盘开始下落，到弹簧被压缩至最短的过程中，下列说法正确的是
A．在圆盘内磁通量逐渐增大
B．从上往下看，在圆盘内会产生顺时针方向的涡流
C．在接触弹簧之前，圆盘做自由落体运动
D．圆盘的重力势能减少量等于弹簧弹性势能的增加量
9．三根通电长直导线 a、b、c 相互平行，水平放置，其横截面恰好位于等边三角形的三个
顶点，如图所示。导线 a、b 固定在同一竖直面内，导线 a 中的电流方向垂直纸面向里，
导线 b 中的电流方向垂直纸面向外。已知导线 a、b 中的电流在导线 c 处产生磁场的磁
感应强度大小均为 B0。导线 c 中的电流方向垂直纸面向里，电流大小为 I。导线 c 长度
为 L，质量为 m，在粗糙水平面上处于静止状态，重力加速度为 g，下列说法正确的是
A．导线 c 所受安培力的大小为
B．导线 c 对水平面的压力大小为 mg－B0IL
C．导线 c 受到的静摩擦力水平向左，大小为 B0IL
D．若仅将导线 b 中的电流反向，则导线 c 所受摩擦力
水平向右，大小为
10．2019 年 11 月 5 日 01 时 43 分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功
发射了第 49 颗北斗导航卫星。该卫星属倾斜地球同步轨道卫星，标志着北斗三号系统 3
颗倾斜地球同步轨道卫星全部发射完毕。倾斜地球同步轨道卫星是运转轨道面与地球赤
道面有夹角的轨道卫星，它的运行周期与“同步卫星”相同（T＝24h），运动轨迹如图
所示。关于该北斗导航卫星说法正确的是
A．该卫星与地球上某一位置始终相对静止
B．该卫星的高度与“同步卫星”的高度相等
C．该卫星运行速度大于第一宇宙速度
D．该卫星在一个周期内有 2 次经过赤道上同一位置
03B IL
03B IL11．如图所示，在水平面上固定一个半圆弧轨道，轨道是光滑的，O 点为半圆弧的圆心，一
根轻绳跨过半圆弧的 A 点（O、A 等高，不计 A 处摩擦），轻绳一端系在竖直杆上的 B
点，另一端连接一个小球 P。现将另一个小球 Q 用光滑轻质挂钩挂在轻绳上的 AB 之间，
已知整个装置处于静止状态时，α＝30°，β＝45°。则
A．将绳的 B 端向上缓慢移动一小段距离时绳的张力不变
B．将绳的 B 端向上缓慢移动一小段距离时
半圆弧中的小球 P 位置下移
C．静止时剪断 A 处轻绳瞬间，小球 P 的加
速度为 g
D．小球 P 与小球 Q 的质量之比为 ：
第Ⅱ卷
二、实验题：本题共 2 小题，共 16 分。请把分析结果填在答题卡上或按题目要求作答。
12．（6 分）某同学在“探究功与速度变化之间的关系”
的实验中，同时测出实验中橡皮绳的劲度系数。所
用实验装置如图所示，已知小球质量为 m。具体实
验步骤如下：
（1）将小球放在木板上，木板左端抬高一个小角度，
以平衡摩擦力。
（2）将原长为 OM 的橡皮绳一端固定在木板右端的
O 点，另一端通过力传感器连接小球，将小球拉至 P 点（M 点左侧），测得 OM 的距离
为 l1，OP 的距离为 l2，力传感器示数为 F。则橡皮绳的劲度系数为__________（用 F、
l1、l2 表示）。
（3）将小球从 P 点由静止释放，在 M 点右侧放置一速度传感器，可测出传感器所在位
置的速度 v。将小球连上 2 根、3 根……橡皮绳，重复操作过程，测出多组速度数值，
如下表所示。
在坐标系中描点、连线，做出 W－v2 图象。
1
2
3 2 （4）由图象可知，橡皮绳做功与小球获得的速度的关系为__________。
13．（10 分）几位同学对一个阻值大约为 600Ω 的未知电阻进行测量，要求较精确地测量电
阻的阻值。有下列器材供选用：
A．待测电阻 Rx
B．电压表 V（量程 6V，内阻约 3kΩ）
C．电流表 A1（量程 20 mA，内阻约 5Ω）
D．电流表 A2（量程 10mA，内阻约 10Ω）
E．滑动变阻器 R1（0～20Ω，额定电流 2A）
F．滑动变阻器 R2（（0～2000Ω，额定电流 0．5 A）
G．直流电源 E（6V，内阻约 1Ω）
H．多用表
I．开关、导线若干
（1）甲同学用多用表直接测量待测电阻的阻值，如图甲所示。若选用欧姆表“×100”
档位，则多用表的读数为__________Ω。
（2）乙同学根据以上器材设计成用伏安法测
量电阻的电路，电路图如图乙所示，则电流
表应选择__________（选填“A1”或“A2”），
滑动变阻器应选择__________（选填“R1”
或“R2”）。
（3）丙同学经过反复思考，利用所给器材设计出了如图丙所示的测量电路，具体操作如
下：
①按图丙连接好实验电路，调节滑动变阻器 R1、R2 的滑片至适当位置；
②开关 S2 处于断开状态，闭合开关 S1。调节滑动变阻器 R1、R2 的滑片，使电流表 A2
的示数恰好为电流表 A1 的示数的一半，读出此时电压表 V 的示数 U1 和电流表 A1 的示
数 I1。
③保持开关 S1 闭合，再闭合开关 S2，保持滑动变阻器 R2 的滑片位置不变，读出此时电
压表 V 的示数 U2 和电流表 A2 的示数 I2。
可测得待测电阻的阻值为__________，同时可测出电流表 A1 的内阻为__________。（用
U1、U2、I1、I2 表示）。
（4）比较乙、丙两位同学测量电阻 Rx 的方法，你认为哪个同学的方法更有利于减小系
统
误差? __________（选填“乙”或“丙”）同学。
三、计算题：本题共 4 小题，共 40 分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算
步骤。只写最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。
14．（8 分）中国高铁的发展速度令世人瞩目。为了提高行车效率，缩短行车时间，设计师提出一种列车过站不停车的设想，如下面简图所示。高铁匀速行驶的速度 v0＝360 km／
h，进站时尾部子车 1 在 O 点自动脱离，将乘客送到下车站台下车，载着新乘客的子车
2 提前等候在上车站台 A 点处。为了更好地完成对接，母车接近车站时提前向子车 2 发
出指令，发出指令后立即开始做加速度为 a0 的匀减速直线运动，到达 B 点时恰好将车
速减小到 v。子车 2 接到指令后，沿转移轨道 AB 开始做加速度 a＝1m／s 2 的匀加速直
线运动，子车 2 达到最大速度 v＝144 km／h 后，接着做匀速直线运动。转移轨道 AB
与铁轨的夹角 θ＝3°，已知 cos3°≈1。若子车 2 启动后 t＝3min，和母车同时到达 B
点，完成同速对接。
（1）母车距离 B 点多远的时候，发出指令让子车 2 开始启动?母车做匀减速直线运动的
加速度 a0 是多大?
（2）求转移轨道 AB 的长度。
15．（10 分）细管 AB 内壁光滑、厚度不计，加工成如图所示形状。长 L＝0．5 m 的 BD 段
竖直，其 B 端与半径 R＝0．3 m 的光滑圆弧轨道平滑连接，P 点为圆弧轨道的最高点。
CD 段是半径 R＝0．3 m 的四分之一圆弧，AC 段在水平面上。管中有两个可视为质点
的小球 a、b，质量分别为 ma＝6 kg、mb＝2 kg。最初 b 球静止在管内 AC 段某一位置，
a 球以速度 v0 水平向右运动，与 b 球发生弹性碰撞。重力加速度 g 取 10 m／s2。
（1）若 v0＝4m／s，求碰后 a、b 两球的速度大小；
（2）若 a 球恰好能运动到 B 点，求 v0 的大小，并通过分析
判断此情况下 b 球能否通过 P 点。
16．（10 分）如图所示，ABCD 与 MNPQ 均为边长为 l 的正方形区域，且 A 点为 MN 的中
点。ABCD 区域中存在有界的垂直纸面方向的匀强磁场，在整个 MNPQ 区域中存在图
示方向的匀强电场。大量质量为 m、电荷量为 e 的电子以初速度 v0 垂直于 BC 射入
ABCD 区域后，都从 A 点进入电场，且所有电子均能打在 PQ 边上。已知从 C 点进入
磁场的电子在 ABCD 区域中运动时始终位于磁场中，不计电子重力。求：
（1）电场强度 E 的最小值；
（2）匀强磁场区域中磁感应强度 B0 的大小和方向； （3）ABCD 区域中磁场面积的最小值。
17．（12 分）如图所示，一个质量为 m、电阻不计、足够长的光滑 U 形金属框架 MNQP，
位于光滑水平桌面上，平行导轨 MN 和 PQ 相距 L。分界线 与平行轨道垂直，左右
两侧存在着区域很大、方向分别为竖直向上和竖直向下的匀强磁场，磁感应强度的大小
均为 B。另有质量也为 m 的金属棒 CD，平行于 放置在其左侧导轨上，并用一根
轻质细线系在定点 A。已知细线能承受的最大拉力为 T0，CD 棒接入导轨间的有效电阻
为 R。现从 t＝0 时刻开始对 U 形框架施加水平向右的拉力 F，使其从静止开始做加速
度为 a 的匀加速直线运动。从框架开始运动到细线断裂的整个过程，
（1）求所需的时间 t0；
（2）求流过金属棒 CD 的电荷量 q；
（3）已知拉力做功为 W，求该过程金属棒 CD 中产生的焦耳热。
OO′
OO′物理 参考答案
一、选择题：本题共 12 小题，每小题 4 分。在每小题给出的四个选项中，第 1~7 题只有一
项符合题目要求，第 8~11 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2
分，有选错的得 0 分。
1D 2C 3B 4A 5B 6C 7C 8AB 9BD 10BD
11ACD
二、实验题：本题共 2 小题，共 16 分。请把分析结果填在答题卡上或按题目要求作答。
12. （2 分） W-v2 图像如图所示（2 分）
橡皮筋做功与小球获得的速度平方成正比或 （2 分）
13．600 （1 分） A2 （2 分 ） R1（2 分）
（2 分） （2 分） 丙（1 分）
三、计算题：本题共 4 小题，共 40 分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算
步骤。只写最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。
14．（8 分）由题意可知 v0=360 km/h=100 m/s v=144 km/h=40 m/s t =3 min=180 s
（1）母车向子车 2 发出指令后立即做匀减速直线运动，两车同时到达 C 点，完成同速对接。
母车运动的位移是 （1 分）
即母车发出指令时距离 B 点 12600 m
母车匀减速的加速度大小是 （1 分）
（2）对子车 2 做运动分析可知，加速过程所用时间为 t1，则
v=at1 （1 分）
（1 分）
加速过程的位移是 （2 分）
匀速过程的位移是 x2=v（t-t1）=5600 m （1 分）
可得 AB 轨道长度为 lAB=x1+x2=6400 m （1 分）
15．（10 分）（1）由于 a、b 的碰撞是弹性碰撞，碰撞过程中动量守恒 mav0=mava+mbvb（1 分）
同时，碰撞过程中机械能也守恒 （1 分）
由以上两式可解得： （1 分）
（1 分）
（2）在 a 碰撞以后的运动过程中，a 小球机械能守恒。若 a 恰好运动到 B 点，即到达 B 点
时速度为 0
12 ll
F
−
2vW ∝
2
2
I
U
2
2
1
1
2I
U
I
U −
m126002
0 =+= tvvs
20
0 m/s3
1=−=
t
vva
s401 ==
a
vt
m8002
1 2
11 == atx
222
0 2
1
2
1
2
1
bbaaa vmvmvm +=
m/s20 =+
−= vmm
mmv
ba
ba
a
m/s62
0 =+= vmm
mv
ba
a
b
( )RLgmvm aa +=2
12
1解得 v1=4 m/s （1 分）
由（1）问中计算可知，
解得 v0=8 m/s （1 分）
同理也可求出 b 球碰撞以后的速度 （1 分）
假设 b 球能上到 P 点，上升过程中机械能守恒
（1 分）
解得 v3=10 m/s
若恰好能运动到 P 点 （1 分）
解得
可得 v3>vP 因此，b 球能够通过 P 点 （1 分）
16．（10 分） (1) 粒子在匀强电场中做类似抛体运动，有 eE=ma（1 分）
要使所有粒子均能打在 PQ 边上，由题意可知至少在 A 点水平向左飞出的粒子能打到 Q 点。
（1 分）
（1 分）
解得 （1 分）
(2) 由洛伦磁力提供向心力可得 （1 分）
由题意则有 r=l （1 分）
解得 ，方向为垂直纸面向外 （1 分）
（3）由题意分析可知，图中阴影部分为磁场面积最小范围。上部分圆弧为以 B 点为圆心，
以 l 为半径的圆弧，下部分圆弧为以 D 点为圆心，以 l 为半径的圆弧。 （1 分）
由几何关系求得阴影部分面积
（1 分）
01 vmm
mmv
ba
ba
+
−=
m/s122
02 =+= vmm
mv
ba
a
2
3
2
2 2
1)2(2
1 vmRLgmvm bbb ++=
R
vmgm P
bb
2
=
m/s3=Pv
2
2
1 atl =
tvl 02
1 =
el
mvE
2
08=
r
mvBev
2
0
00 =
el
mvB 0
0 =
−= 22
min 2
1
4
12 llS π解得 （1 分）
17．（12 分）（1）细线断裂时，CD 受到的安培力 FCD=T0
即 FCD=BIL=T0 （1 分）
其中 （1 分）
金属框架做匀加速直线运动 v=at0 （1 分）
由以上各式可得 （1 分）
（2）金属框架做匀加速直线运动，经过时间 t0 运动的位移 （1 分）
在这个过程中，流过回路的电荷量 （1 分）
其中 （1 分）
（1 分）
由以上各式可得 （1 分）
（3）从框架开始运动到细线断裂的过程中，由动能定理可得
（1 分）
-W 安=Q 焦 （1 分）
解得 （1 分）
22
min 2
1 llS −= π
R
BLvI =
aLB
RTt 22
0
0 =
2
2
1 atx =
0tIq =
R
tI
∆
= 0
φ
BxL=∆φ
aLB
RTq 33
2
0
2
=
2
2
1 mvWW =+ 安
44
22
0
2 LB
RmTWQ −=
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