本试卷分选择题和非选择题两部分，共 14 页。时量 150 分钟，满分 300 分。
二、本题共 8 小题，每小题 6 分，共 48 分。在每小题给出的四个选项中，第 14~18 题只有
一项符合题目要求，第 19~21 题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。
14.在物理学发展史上，许多科学家通过恰当地运用科学研究方法，如理想实验法，控制变
量法，极限思想法，理想模型法，微元法和比值定义法等等，超越了当时研究条件的局限性，
取得了辉煌的研究成果。下列表述符合物理学史事实的是
A.根据速度定义式 v= ，当 非常非常小时，就可以用 表示物体在 t 时刻的瞬时速度，
这是应用了极限思想法
B.在不需要考虑物体本身大小和形状时，用质点代替物体的方法，采用了等效替代的思想
C.牛顿由斜面实验通过逻辑推理得出了自由落体运动的规律
D.卡文迪许利用扭秤巧妙地实现了对电荷间的作用力与电荷量的关系研究
15.如图所示，质量为 M=4kg 倾角为 a=37°的光滑斜面体固定在水平面上，斜面上有一质量
为 m=1 kg 的物体，现给物体施加一沿斜面向上的力 F，如果物体能沿斜面匀速向上运动，
下列说法正确的是（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2）。
A.推力 F 的大小为 10N
B.物体对斜面的压力大小为 10N
C.地面对斜面的支持力大小为 50N
D.地面对斜面的摩擦力大小为 4.8N
16.在匀强磁场中，一个原来静止的 U 原子核，由于衰变放射出某种粒子，其衰变方程是
U→ Th+x，结果得到一张两个相切圆 1 和 2 的径迹照片如图所示，已知两个相切圆半
径分别为 r1、r2，则下列说法正确的是
A.衰变后 Th 核和射出的 x 的动量相同
B.衰变后的产物 x 是电子
C.r1：r2=1：90
D.衰变后新核和射出的粒子的动能之比为 2：117
17.极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南、北两极，现有 A、B 极地轨道卫星，轨道
半径之比为 4：1，两卫星的公转方向相同，已知 B 卫星从北纬 60°的正
上方按图示方向第一次运行到南纬 60°的正上方时所用的时间为 1h，则下
列说法正确的是
A.A、B 两颗卫星所受地球引力之比为 1：16
B.A 卫星运行的周期为 12h
C.A 卫星与地球同步卫星运行的线速度的大小相等
D.同一物体在 B 卫星中时对支持物的压力更大
18.长株潭城际铁路连接长沙、株洲、湘潭三市，承担三市之间的城际客流，为长株潭城市
x
t
∆
∆ t∆ x
t
∆
∆
238
92
238
92
234
90
234
90群提供快速、准时、便捷的交通服务。一列车正在匀加速直线行驶途中，某乘客在车厢里相
对车厢以一定的速度竖直向上抛出一个小球，则小球
A.运动的时间与抛出时车厢的速度有关
B.运动到最高点时相对地面的速度为零
C.落地点与乘客的距离由抛出时车厢的速度大小决定
D.在落地点时相对车厢的速度最大
19.如图甲所示，静止在水平地面上的物块 A，受到水平向右的拉力 F 作用，F 与时间 t 的关
系如图乙所示，设物块与地面的最大静摩擦力 fm 与滑动摩擦力大小相等，则
A.0~t1 时间内物块 A 的加速度逐渐增大
B.t2 时刻物块 A 的加速度最大
C.t3 时刻物块 A 的速度最大
D.t1~t4 时间内物块 A 一直做减速运动
20.如图，M、N 两点处于同一水平面，分别在 M、N 两点固定两等量同种正电荷，O 为 M、
N 连线的中点，过 O 点的竖直线上固定一根绝缘光滑细杆，杆上 A、
B 两点关于 O 点对称。现将一带电小圆轻环从杆上 A 点无初速度释放
将沿杆向下运动，（不计小圆轻环的重力）则下列说法正确的是
A.小圆轻环一定带负电
B.O 点的场强为零，电势也为零
C.小圆轻环运动的加速度先变大后变小[来源:Z.Com]
D.小圆轻环在 A 点的电势能与 B 点电势能相等
21.如图所示，在倾角为 30°的斜面上固定一电阻不计的光滑平行金属导轨，其间距为 L，下
端接有阻值为 R 的电阻，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为 B，方向与斜面垂直（图
中未画出）。质量为 m、长度为 L，阻值大小也为 R 的金属棒 ab 与固定在斜面上方的劲度系
数为 k 的绝缘弹簧相接，弹簧处于原长并被锁定，现解除锁定的同时使金属棒获得沿斜面向
下的速度 o，从开始运动到停止运动的过程中金属棒始终与导轨垂直并保持良好接触，弹簧
始终在弹性限度内，重力加速度为 g，在上述过程中
A.开始运动时金属棒 ab 两端的电压为
B.通过电阻 R 的最大电流一定是
C.通过电阻 R 的总电荷量为
0
2
BLv
0
2
BLv
R
4
mgBL
kRD.回路产生的总热量等于
三、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第 22 题~第 32 题为必考题，每个试题考生都
必须做答。第 33 题~第 38 题为选考题，考生根据要求做答。
（一）必考题（11 题，共 129 分）
22.（6 分）空间站中不能利用天平测量质量，为此某同学为空间站设计了如图（a）所示的
实验装置，用来测量小球质量。图中弹簧固定在挡板上，光滑轨道 B 处装有光电门，可以
测量出小球经过光电门的时间。该同学设计的主要实验步骤如下：[来源:学|科|网]
①用游标卡尺测量小球的直径 d
②将弹簧左端固定在档板上
③小球与弹簧接触并压缩弹簧，记录压缩量 x
④由静止释放小球，测量小球离开弹簧后经过光电门的时间 t
⑤改变弹簧的压缩量，重复步骤③、④多次
⑥分析数据，得出小球的质量
已知弹簧弹性势能 Ep= kx2，k 为劲度系数，x 为形变量。该同学使用了一个已知劲度系数
为 k0 的弹簧进行了上述实验，请回答下列问题
（1）步骤①中游标卡尺示数情况如图（b）所示，小球的直径 d= cm；
（2）某一次步骤④中测得小球通过光电门的时间 t 为 3.00ms，则此次小球离开弹簧的速度
v= m/s；
（3）根据实验步骤中测得的物理量，则可得小球的质量 m= 。（用实验步骤、③、④
中所测物理量的符号表示）
23.（10 分）某实验小组用图甲所示电路测量电源 E 的电动势和内阻，图中电压表 V 的最大
量程为 3V，虚线框内为用电流计 G 改装的电流表。
（1）已知电流计 G 的满偏电流 IG=200mA、内阻 rG=0.60Ω，电路中已将它改装为最大量程
600mA 的电流表，则 R1= Ω（结果取二位有效数字）。
（2）通过移动变阻器 R 的滑片，得到多组电压表 V 的读数 U 和电流计 G 的读数，作出如
图乙的图象。某次测量时，电旅表 V 的示数如图丙，则此时通过电源 E 的电流为 mA 结果
取三位有效数字）；电源 E 的电动势等于 V，内阻等于 Ω（结果取三位有效数
字）。
2 2
2
0
1
2 4
m gmv k
+
1
2（3）若用来改装电流表的电阻 R1 的实际阻值略小于计算值，则对电源电动势测量的结
果 （填“有”或“没有）影响。
24. （12 分）随着社会的进步，“人工智能”已经走进千家万户。在今年“新冠肺炎”疫情防控
期间，居家隔离的小明叫了外卖，外卖小哥把货物送到他家阳台正下方的平地上，小明操控
小型无人机带动货物，由静止开始竖直向上做匀加速直线运动，一段时间后达到最大速度，
货物又匀速上升 45s，最后再匀减速 1s 恰好到达他家阳台且速度为零。货物上升过程中，遥
控器上显示无人机在上升过程的最大速度为 1m/s，高度为 48m。货物质量为 1.5kg，受到的
阻力恒为其重力的 0.02 倍，取重力加速度大小 g=9.8m/s2。求：
（1）无人机匀加速上升的时间；
（2）上升过程中，无人机对货物的最大作用力。
25.（19 分）如图所示，M、N 是电压 U=10V 的平行板电容器两极板，与绝缘水平轨道 CF
相接，其中 CD 段光滑，DF 段粗糙、长度 x=1.0m。F 点紧邻半径为 R（未知）的绝缘圆筒
（图示为圆筒的横截面），圆筒上开一小孔与圆心 O 在同一水平面上，圆筒内存在磁感应强
度 B=0.5T、方向垂直纸面向里的匀强磁 场和方向竖直向下的匀强电场 E。一质量
m=0.01kg、电荷量 q=-0.02C 的小球 a 从 C 点静止释放，运动到 F 点时与质量为 2m、不带
电的静止小球 b 发生碰撞，碰撞后 a 球恰好返回 D 点，b 球进入圆筒后在竖直面内做匀速圆
周运动。不计空气阻力，小球 a、b 均视为质点，碰撞时两球电荷量平分，不计碰后两球间
的库仑力，小球 a 在 DF 段与轨道的动摩擦因数 u=0.2，取重力加速度大小 g=10m/s2。[
求：
（1）圆筒内电场强度的大小；
（2）两球碰撞时损失的能量；[来源:学+科+网]
（3）若 b 球进入圆筒后，与筒壁发生弹性碰撞，又从小孔射出，求圆筒的半径 R。（二）选考题：共 45 分。请考生从 2 道物理题、2 道化学题、2 道生物题中每科任选一题
作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。
33.[物理—选修 3-3]（15 分）
（1）（6 分）根据热学中的有关知识，判断下列说法中正确的是（ ）
A.单晶体在物理性质上都表现出各向异性，多晶体在物理性质上都表现出各向同性
B.自发的热传递过程是向着分子热运动无序性增大的方向进行的
C.尽管技术不断进步，热机的效率仍不能达到 100%，制冷机却可以使温度降到一 293℃
D.从微观角度讲，等容降压过程其压强降低是由于分子的密集程度减少而引起的
E.空调既能制热又能制冷，说明在不自发的条件下，热量可以逆向传递
（2）（9 分）在水下气泡内空气的压强大于气泡表面外侧水的压强，两压强差△P 与气泡半
径 r 之间的关系为△P= ，其中 =0.070N/m。现让水下 10m 处有一半径为 0.20 cm 的气
泡缓慢上升，已知大气压强 p0=1.0×105Pa，取 g= 10m/s2，pA=1.0×103kg/m3。
①求在水下 10m 处气泡内外的压强差；[来源:学#科#网 Z#X#X#K]
②忽略水温随水深的变化，在气泡上升到十分接近水面时，求气泡此时体积与其原来体积之
比的近似值。
34.[物理选修 3-4 模块]（15 分）
（1）（6 分）如图所示为一简谐横波在 t=0 时刻的波形图，Q 是平衡位置为 x=4m 处的质点。
Q 点与 P 点（图中未画出）平衡位置相距 3m，P 点的振动位移随时间变化关系为 y=10 sin
cm，下列说法正确的是
A.该波沿 x 轴正方向传播
B.该波的传播速度为 4m/s
C.质点 Q 在随后的 1s 内通过的路程为 0.2m
D.t=0.5s 时，质点 Q 的加速度为 0，速度为正向最大
E.t=0.75s 时，质点 P 的加速度为 0，速度为负向最大
（2）（9 分）如图所示，平静湖面岸边的垂钓者，眼睛恰好位于岸边 P 点正上方 0.9m 的高
度处，水面与 P 点等高，浮标 Q 离 P 点 l.2m 远，鱼饵灯 M 在浮标正前方 1.8m 处的水下，
垂钧者发现鱼饵灯刚好被浮标挡住，已知水的折射率 n= ，求：
①鱼饵灯离水面的深度；
2
r
σ σ
4t
ππ +
4
3②若鱼饵灯缓慢竖直上浮，当它离水面多深时，鱼饵灯发出的光恰好无法从水面 PQ 间射出。
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