2023年北京市育英學校高考物理統(tǒng)測試卷（九）

2023年北京市育英學校高考物理統(tǒng)測試卷（九）

一、單項選擇題（本題共14小題，每小題3分，共42分）

1.（3分）一定質(zhì)量的理想氣體，在保持溫度不變的情況下改變其體積使氣體壓強變大。下

列說法正確的是（）

A.氣體的內(nèi)能增大

B.氣體一定對外界做正功

C.氣體分子的數(shù)密度增大

D.氣體分子熱運動劇烈程度加大

2.（3分）2020年12月我國在量子計算領域取得了重大成果，構(gòu)建了一臺76個光子100

個模式的量子計算機“九章”，它處理“高斯玻色取樣”的速度比目前最快的超級計算機

“富岳”快一百萬億倍.下列關(guān)于能量子的說法中正確的是（）

A.能量子假設是由愛因斯坦最早提出來的

B.能量子表示微觀世界的不連續(xù)性觀念

C.電磁波波長越長，其能量子的能量越大

D.能量子是類似于質(zhì)子、中子的微觀粒子

3.（3分）用如圖所示的裝置來觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象時，以下推斷正確的是（）

A.狹縫屏的作用是使入射光到達雙縫屏時，雙縫就成了兩個振動情況總是相同的光源

B.若入射光是白光，則像屏上的條紋是黑白相間的干涉條紋

C.像屏上某點到雙縫的距離差為入射光波長的1.5倍時，該點處一定是亮條紋

D.雙縫干涉中亮條紋之間的距離相等，暗條紋之間的距離不相等

4.（3分）一艘油輪裝載著密度為900kg/m3的原油停泊在海灣。由于故障而發(fā)生原油泄漏。

泄漏的原油有9000kg,假設這些原油在海面上形成了單分子油膜，這些原油造成的污染

面積約為（）

A.107m2B.109m2C.IO11!!!2D.10l3m2

5.（3分）如圖所示，理想變壓器輸入電壓保持不變。將滑動變阻器的滑動觸頭向下移動，

下列判斷正確的是（）

A.電表V］、V2的示數(shù)都不變

B.電表Vi、V2的示數(shù)都增大

C,原線圈輸入功率減小

D.電阻Ro消耗的電功率增大

6.（3分）一列簡諧橫波在t=0時刻波的圖象如圖所示，其中a、b、c、d為介質(zhì)中的四個

質(zhì)點，在該時刻（）

A.質(zhì)點a的速度最大

B.質(zhì)點b的加速度最大

C.若質(zhì)點c向下運動，則波沿x軸負方向傳播

D.若質(zhì)點d向上運動，則波沿x軸負方向傳播

7.（3分）2019年10月11H,中國火星探測器首次公開亮相，暫命名為“火星一號”，計

劃于2020年發(fā)射，并實現(xiàn)火星的著陸巡視。已知火星的直徑約為地球的53%,質(zhì)量約為

地球的11%,請通過估算判斷以下說法正確的是（）

A.火星表面的重力加速度小于9.8m/s?

B.探測器在火星表面所受重力等于在地球表面所受重力

C.探測器在火星表面附近的環(huán)繞速度等于7.9km/s

D.火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度

8.（3分）根據(jù)歐姆定律I=U、串聯(lián)電路總電阻R=RI+R2+...、并聯(lián)電路總電阻工JJ+

RRR[

…，通過邏輯推理就可以判定在材料相同的條件下，導體的電阻與長度成正比，與橫截面

積成反比。現(xiàn)在要求在這兩個結(jié)論的基礎上，通過實驗探究導體的電阻與材料的關(guān)系。

選擇a、b兩種不同的金屬絲做實驗，關(guān)于這個實驗的下列哪個說法是正確的（）

A.所選的a、b兩種金屬絲的長度必須是相同的

B.所選的a、b兩種金屬絲的橫截面積必須是相同的

C,所選的a、b兩種金屬絲長度和橫截面積都必須是相同的

D.所選的a、b兩種金屬絲長度和橫截面積都可以不做限制

9.（3分）如圖所示，正電荷Q均勻分布在半徑為r的金屬球面上，沿x軸上各點的電場強

度大小和電勢分別用E和巾表示.選取無窮遠處電勢為零，下列關(guān)于x軸上各點電場強

度的大小E或電勢巾隨位置x的變化關(guān)系圖，正確的是（）

10.（3分）如圖所示，裝滿土豆的貨車正沿水平公路向右做勻加速運動，以圖中用粗線標

出的土豆為研究對象，設該土豆的重量為Go關(guān)于周圍與它接觸的所有土豆對它的作用

力的合力F,下列說法中正確的是（）

A.F的大小可能小于G

B.F的方向一定水平向右

C.F的方向一定斜向右上方

D.F的方向一定豎直向上

11.（3分）如圖所示，在光滑的水平面上有一輛平板車。開始時人、錘和車都處于靜止狀

態(tài)。人站在車左端，且始終與車保持相對靜止，人掄起錘敲打車的左端，每當錘打到車

左端時都立即與車具有共同速度。在連續(xù)的敲打的過程中，下列說法正確的是（）

A.小車將持續(xù)地向右運動

B.錘、人和車組成的系統(tǒng)機械能守恒

C.每次錘被向左掄到最高點的時刻，人和車的速度都向右

D.每當錘打到車左端的時刻，人和車立即停止運動

12.（3分）如圖所示，大型起重機的吊鉤受到的力是一組共點力。設被起吊的重物的質(zhì)量

為m,鋼絲繩與吊鉤的質(zhì)量忽略不計，吊鉤下面懸掛重物的四根鋼絲繩對吊鉤的拉力大

小依次為Fi、F2、F3、F4,吊鉤上方的動滑輪組對吊鉤的拉力大小為F5。重力加速度大

小為g。在起重機將被起吊的重物向上勻速提升的過程中，下列判斷正確的是（）

A.F5大于mg

B.Fi、F2、F3、F4、F5的合力等于2mg

C.Fl、F2、F3、F4的大小均等于偵

4

D.F2、F3、F4、F5的合力大小等于Fl

13.（3分）實驗證明，金屬棒中的自由電子會發(fā)生熱擴散現(xiàn)象。當金屬棒一端溫度高，另

一端溫度低時，自由電子會在金屬棒內(nèi)部產(chǎn)生熱擴散，使得溫度較高的一端自由電子的

數(shù)密度較小，而溫度較低的一端自由電子的數(shù)密度較大。熱擴散作用可以等效為一種非

靜電力，在溫度不均勻的金屬棒兩端形成一定的電動勢，稱為湯姆遜電動勢。如圖所示,

金屬左側(cè)連接高溫熱源，保持溫度為Ti,右側(cè)連接低溫熱源，保持溫度為T2（Tl>T2）。

此時該金屬棒相當于一個電源，將它與一只電阻相連。下列判斷正確的是（）

A.T1端相當于電源的正極，T2端相當于電源的負極

B.T2端相當于電源的正極，Ti端相當于電源的負極

C.該電源是把電能轉(zhuǎn)化為熱能的裝置

D.當該電源放電時，金屬棒內(nèi)的非靜電力對電子做負功

14.（3分）實驗表明：光子與速度不太大的電子碰撞發(fā)生散射時，光的波長會變長或者不

變，這種現(xiàn)象叫康普頓散射，該過程遵循能量守恒定律和動量守恒定律。如果電子具有

足夠大的初速度，以至于在散射過程中有能量從電子轉(zhuǎn)移到光子，則該散射被稱為逆康

普頓散射，這一現(xiàn)象已被實驗證實。關(guān)于上述逆康普頓散射，下列說法中正確的是（）

A.該過程不遵循能量守恒定律

B.該過程不遵循動量守恒定律

C.散射光中存在波長變長的成分

D.散射光中存在頻率變大的成分

二、實驗題（本題共2小題，共18分）

15.物理實驗一般都涉及實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析

等。

（1）某同學用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。

①他進行了如下操作，其中沒有必要進行的步驟是，操作不當?shù)牟襟E

是■>

“直流輸出”上

D.先接通電源，后釋放紙帶

②安裝好實驗裝置，正確進行實驗操作。從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖2

所示。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C,測得它們到起始點0的距離分別為

hA、hB、he。設重錘質(zhì)量為m,當?shù)刂亓铀俣葹間,打點計時器打點周期為T。為了驗

證此實驗過程中機械能是否守恒，需要計算出從打0點到打B點的過程中，重錘重力勢

能的減少量AEp=，動能的增加量AEk=(用題中

所給字母表示)。

③實驗結(jié)果顯示，重錘重力勢能的減少量大于動能的增加量，關(guān)于這個誤差下列說法正

確的是0

A.該誤差屬于偶然誤差，主要由于存在空氣阻力和摩擦阻力引起的

B.該誤差屬于偶然誤差，主要由于沒有采用多次實驗取平均值的方法造成的

C.該誤差屬于系統(tǒng)誤差，主要由于存在空氣阻力和摩擦阻力引起的

D.該誤差屬于系統(tǒng)誤差，主要由于沒有采用多次實驗取平均值的方法造成的

(2)利用閃光照相研究物體的平拋運動。小球沿水平桌面運動并拋出的閃光照片如圖3。

若圖中每一正方形小格的邊長均表示1cm,照相機相鄰兩次閃光的時間間隔為0.05s。根

據(jù)圖中的記錄，小球做平拋運動的初速度大小為m/s,小球通過e點時豎直

方向的分速度大小為2,計算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

(3)將碳均勻涂在圓柱形瓷棒的外側(cè)面形成均勻的碳膜，做成一只碳膜電阻?，F(xiàn)要求用

實驗測定所形涂碳膜的厚度d。已知碳的電阻率為p,瓷棒的長為1,瓷棒橫截面的直徑

為D,用伏安法測得該碳膜電阻的阻值為R,則碳膜的厚度d=。

16.甲、乙兩同學利用單擺測定當?shù)刂亓铀俣取?/p>

(1)甲同學用10分度的游標卡尺測量擺球的直徑，如圖1所示，他測量的讀數(shù)應該是

cm。接著他正確測量了擺線長，加上擺球半徑，得到了擺長1。

(2)為了測定該單擺的振動周期T,下列做法中正確的是。

A.將擺球拉離平衡位置一個小角度，從靜止釋放開始計時，小球第一次回到釋放點停止

計時，以這段時間作為周期

B.將擺球拉離平衡位置-一個小角度，從靜止釋放開始計時，小球第30次回到釋放點停

止計時，以這段時間除以30作為周期

C.將擺球拉離平衡位置一個小角度，從靜止釋放擺球，當小球某次通過最低點時開始計

時，并數(shù)為0,以后小球每次經(jīng)過最低點時，他依次數(shù)為1、2、3…，數(shù)到60時停止計

時，以這段時間除以30作為周期

D.將擺球拉離平衡位置一個小角度，從靜止釋放擺球，當小球某次向右通過最低點時開

始計時，并同時數(shù)30,以后小球每次向右經(jīng)過最低點時，他依次計數(shù)為29、28、27…，

數(shù)到0時停止計時，以這段時間除以30作為周期

(3)他根據(jù)正確方法測出了擺長1和周期T,計算當?shù)氐闹亓铀俣鹊谋磉_式為g

(4)甲同學用上述方法測量重力加速度g,你認為最需要改進的

是。

(5)乙同學沒有測量擺球直徑，只正確測得了擺線長為1,和對應的單擺振動周期為T。

然后通過改變擺線的長度，共測得6組1和對應的周期T,計算出作出IT?圖線，

在圖線上選取相距較遠的A、B兩點，讀出與這兩點對應的坐標，如圖2所示。乙同學

計算重力加速度的表達式為g=o

(6)乙同學沒有測量擺球直徑，把擺線長當成了擺長。你認為他這種做法會不會引起實

驗的系統(tǒng)誤差(填"會”或“不會”)。

三、計算論述題(本題共4小題，共40分。解答應有必要的文字說明、方程式和重要的演

算步驟。解題過程中需要用到，但題目中沒有給出的物理量，要在解題時做必要的說明。

只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的，答案中必須寫出數(shù)值和單位。)

17.(9分)如圖，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的粗糙半圓形導軌在B點相接，導軌半徑為

R。一個質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一

向右速度后脫離彈簧，它經(jīng)過B點的速度為vo,之后沿半圓形導軌運動，恰好能夠到達

半圓軌道的最高點C點。重力加速度為g。

(1)求彈簧壓縮至A點時的彈性勢能；

(2)求物體在半圓軌道的最低點B時對軌道的壓力：

(3)求物體沿半圓形導軌運動過程中阻力所做的功。

18.在以坐標原點O為圓心、半徑為r的圓形區(qū)域內(nèi)，存在磁感應強度大小為B、方向垂直

于紙面向里的勻強磁場，如圖所示.一個不計重力的帶電粒子從磁場邊界與x軸的交點

A處以速度v沿-x方向射入磁場，它恰好從磁場邊界與y軸的交點C處沿+y方向飛出.

(1)請判斷該粒子帶何種電荷，并求出其比荷總；

m

(2)若磁場的方向和所在空間范圍不變，而磁感應強度的大小變?yōu)锽',該粒子仍從A

處以相同的速度射入磁場，但飛出磁場時的速度方向相對于入射方向改變了60°角，求

磁感應強度B'多大？此次粒子在磁場中運動所用時間t是多少？

19.質(zhì)量為mi的A球從高度為H處由靜止開始沿曲面下滑，與靜止在水平面上質(zhì)量為m2

的B球發(fā)生正碰，兩球大小相同，碰撞時間極短，碰撞過程中沒有動能損失。不計一切

摩擦，重力加速度為g。

（1）根據(jù)動能定理和重力做功與重力勢能的關(guān)系，證明A球沿曲面下滑過程機械能守恒;

（2）兩球發(fā)生第一次碰撞后各自的速度大小VA、VB；

（3）為了能發(fā)生第二次碰撞，兩球質(zhì)量mi、m2間應滿足什么條件？

20.如圖1所示，電子感應加速器是利用變化磁場產(chǎn)生的電場來加速帶電粒子的裝置。在兩

個圓形電磁鐵之間的圓柱形區(qū)域內(nèi)存在方向豎直向下的勻強磁場，在此區(qū)域內(nèi)，沿水平

面固定一半徑為r的圓環(huán)形光滑、真空細玻璃管，環(huán)形玻璃管中心O在磁場區(qū)域中心。

一質(zhì)量為m、帶電量為q（q>0）的小球，在管內(nèi)沿逆時針方向（從上向下看）做圓周

運動，圖2為其簡化示意圖。通過改變電磁鐵中的電流可以改變磁場的磁感應強度B,

若B的大小隨時間t的變化關(guān)系如圖3所示，圖中?。ǎ?空必。設小球在運動過程中電

qB。

量保持不變，對原磁場的影響可忽略。

（1）在1=0到1=10時間內(nèi)，小球不受玻璃管側(cè)壁的作用力，求小球的速度大小vo；

（2）在磁感應強度增大的過程中，將產(chǎn)生渦旋電場，其電場線是在水平面內(nèi)一系列沿逆

時針方向的同心圓，同一條電場線上各點的場強大小相等。求從t=Too時間段內(nèi)細管內(nèi)

渦旋電場的場強大小E；

（3）某同學利用以下規(guī)律求出了t=2To時電荷定向運動形成的等效電流：

根據(jù)1=2①

T

T=2—m=冗m②

qBqB0

2B

得：等效電流1=」~°③

兀m

你認為上述解法是否正確，并闡述理由。

2023年北京市育英學校高考物理統(tǒng)測試卷（九）

參考答案與試題解析

一、單項選擇題（本題共14小題，每小題3分，共42分）

1.（3分）一定質(zhì)量的理想氣體，在保持溫度不變的情況下改變其體積使氣體壓強變大。下

列說法正確的是（）

A.氣體的內(nèi)能增大

B.氣體一定對外界做正功

C.氣體分子的數(shù)密度增大

D.氣體分子熱運動劇烈程度加大

【分析】溫度是分子熱運動平均動能的標志，溫度如何變化，分子熱運動平均動能就如

何變化，溫度不變，分子熱運動平均動能就不變；單位體積內(nèi)的分子數(shù)，即氣體分子的

密集程度，只與體積有關(guān)，體積減小密集程度增大，體積增大密集程度減小。

【解答】解：A、一定質(zhì)量的理想氣體，內(nèi)能只與溫度有關(guān)，在保持溫度不變的情況下，

其內(nèi)能不變，故A錯誤；

B、一定質(zhì)量的理想氣體，溫度不變，壓強變大，由理想氣體狀態(tài)方程畢=c知，體積變

小，外界對做氣體一定做正功，故B錯誤；

C、氣體分子總數(shù)不變，體積減小，則氣體分子的數(shù)密度增大，故C正確；

D、溫度是分子熱運動劇烈程度的標志，溫度不變，氣體分子的熱運動劇烈程度不變，故

D錯誤。

故選：C,

【點評】本題考查等溫壓縮過程中分子平均動能與氣體分子密集程度的變化情況，牢記

溫度是分子熱運動平均動能的標志，以及氣體分子的密集程度，只與體積有關(guān)，是解題

的關(guān)鍵，是一道基礎題。

2.（3分）2020年12月我國在量子計算領域取得了重大成果，構(gòu)建了一臺76個光子100

個模式的量子計算機“九章”，它處理“高斯玻色取樣”的速度比目前最快的超級計算機

“富岳”快一百萬億倍.下列關(guān)于能量子的說法中正確的是（）

A.能量子假設是由愛因斯坦最早提出來的

B.能量子表示微觀世界的不連續(xù)性觀念

C.電磁波波長越長，其能量子的能量越大

D.能量子是類似于質(zhì)子、中子的微觀粒子

【分析】能量子是由普朗克最早提出來的，能量只能是一系列分立的值，不是連續(xù)性概

念；

根據(jù)公式￡=11丫及c=Xv可知波長越長，能量越小。

【解答】解：A、能量子假設是由普朗克最早提出來的，故A錯誤；

B、能量子表示微觀世界的不連續(xù)性觀念，表示能量是一份一份傳播的，故B正確；

C、電磁波波長越長，其能量子的能量越小，故C錯誤；

D、能量子是不可再分的最小能量值，不是指類似于質(zhì)子、中子的微觀粒子，故D錯誤;

故選：Bo

【點評】明確能量子的概念，知道波長和能量之間的關(guān)系。

3.（3分）用如圖所示的裝置來觀察光的雙縫干涉現(xiàn)象時，以下推斷正確的是（）

A.狹縫屏的作用是使入射光到達雙縫屏時，雙縫就成了兩個振動情況總是相同的光源

B.若入射光是白光，則像屏上的條紋是黑白相間的干涉條紋

C.像屏上某點到雙縫的距離差為入射光波長的1.5倍時，該點處一定是亮條紋

D.雙縫干涉中亮條紋之間的距離相等，暗條紋之間的距離不相等

【分析】A.根據(jù)雙縫干涉實驗中，單縫、雙縫的作用作答；

B.入射光是白光時，出現(xiàn)的是彩色條紋；

C.根據(jù)振動加強和減弱的條件作答；

D.根據(jù)雙縫干涉條紋的特征作答。

【解答】解：A.狹縫屏的作用是形成線光源，雙縫的作用時將頻率相同、振動情況完全

相同的光一分為二，成為相干光源，故A正確；

B.若入射光是白光，則像屏上的條紋是彩色的干涉條紋，故B錯誤；

C.根據(jù)振動加強和減弱的條件，光程差滿足△r=2nX卷時，振動加強，該處出現(xiàn)亮條

紋，光程差滿足△r=（2n+l）X等時，振動減弱，該處出現(xiàn)暗條紋；由于△入，因此該

點處一定是暗條紋，故C錯誤；

D.雙縫干涉形成的明暗相間的等距離條紋，相鄰明條紋之間、相鄰暗條紋之間的距離都

相等，故D錯誤。

故選：A。

【點評】本題考查了雙縫干涉實驗中單縫、雙縫的作用，振動加強和減弱的判斷以及干

涉條紋的特征。

4.（3分）一艘油輪裝載著密度為900kg/m3的原油停泊在海灣。由于故障而發(fā)生原油泄漏。

泄漏的原油有9000kg,假設這些原油在海面上形成了單分子油膜，這些原油造成的污染

面積約為（）

A.107m2B.109m2C.10"m2D.1013m2

【分析】根據(jù)體積、密度、質(zhì)量的公式求泄漏原油的體積，估測分子的直徑約為d=10

10m,再根據(jù)面積、體積、厚度（直徑）的關(guān)系式求原油造成污染的最大積。

【解答】解：根據(jù)密度公式變形后得到體積：￥=^=9000303

p900

而分子直徑約為：d=10l0m

故原油造成的污染的最大面積為：1?=10"m2,故ABD錯誤，C正確。

d10~10

故選：Co

【點評】本題考查了類似于單分子油膜法計算分子直徑有關(guān)計算，理解油膜法測分子直

徑的方法，便可進行知識遷移解決好此題。

5.（3分）如圖所示，理想變壓器輸入電壓保持不變。將滑動變阻器的滑動觸頭向下移動，

下列判斷正確的是（）

A.電表Vi、V2的示數(shù)都不變

B.電表Vi、V2的示數(shù)都增大

C.原線圈輸入功率減小

D.電阻Ro消耗的電功率增大

【分析】理想變壓器副線圈的電壓由原線圈電壓決定，原線圈電壓不變，副線圈的電壓

也不變；根據(jù)閉合電路歐姆定律，R減小，電流12增大，原線圈的電流由副線圈電流決

定，故Ai示數(shù)也增大。

【解答】解：AB、輸入電壓不變，匝數(shù)比不變，輸出電壓就不變，滑動變阻器滑片向下

移動，其接入電路的阻值變小，副線圈中的電流就增大，原線圈電流也增大，所以Vi

示數(shù)不變，V2示數(shù)減小，Ai示數(shù)增大，A2示數(shù)增大，故AB錯誤；

C、輸入電壓不變，輸入電流增大，由P=UI可知，則輸入功率變大，故C錯誤；

D、輸出電流變大，由P=12RO可知，Ro消耗的電功率增大，故D錯誤；

故選：D。

【點評】本題考查了變壓器的構(gòu)造和原理。電路的動態(tài)變化的分析，總的原則就是由部

分電路的變化確定總電路的變化的情況，再確定其他的電路的變化的情況，即先部分后

整體再部分的方法。

6.（3分）一列簡諧橫波在t=0時刻波的圖象如圖所示，其中a、b、c、d為介質(zhì)中的四個

質(zhì)點，在該時刻（）

A.質(zhì)點a的速度最大

B.質(zhì)點b的加速度最大

C.若質(zhì)點c向下運動，則波沿x軸負方向傳播

D.若質(zhì)點d向上運動，則波沿x軸負方向傳播

【分析】根據(jù)質(zhì)點位移，由質(zhì)點振動隨位移變化得到加速度、速度變化，即可求得質(zhì)點

的加速度、速度的大小關(guān)系；根據(jù)平移法或上下坡法根據(jù)質(zhì)點振動方向得到波的傳播方

向。

【解答】解：AB、由圖可知，a在波峰，b在平衡位置；故質(zhì)點a的加速度最大，速度

最小等于零；b的速度最大，加速度為零；故AB錯誤；

CD、根據(jù)上下坡法判斷，若質(zhì)點c向下運動，則波沿x軸正方向傳播；若質(zhì)點d向上運

動，則波沿x軸負方向傳播，故D正確，C錯誤；

故選：D。

【點評】機械振動問題中，一般根據(jù)振動圖或質(zhì)點振動得到周期、質(zhì)點振動方向；再根

據(jù)波形圖得到波長和波的傳播方向，從而得到波速及質(zhì)點振動，進而根據(jù)周期得到路程。

7.（3分）2019年10月11日，中國火星探測器首次公開亮相，暫命名為“火星一號”，計

劃于2020年發(fā)射，并實現(xiàn)火星的著陸巡視。已知火星的直徑約為地球的53%,質(zhì)量約為

地球的11%,請通過估算判斷以下說法正確的是（）

A.火星表面的重力加速度小于9.8mH

B.探測器在火星表面所受重力等于在地球表面所受重力

C.探測器在火星表面附近的環(huán)繞速度等于7.9km/s

D.火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度

【分析】根據(jù)星球表面的重力等于萬有引力，確定火星和地球表面重力加速度的關(guān)系，

進一步確定探測器所受重力的關(guān)系。

根據(jù)萬有引力提供向心力，確定探測器在火星表面的環(huán)繞速度與地球表面的環(huán)繞速度的

關(guān)系，進一步比較第一宇宙速度。

【解答】解：AB、探測器在星球表面受到重力等于萬有引力，mg=0*,解得星球表面

T

重力加速度：g=普，己知火星的直徑約為地球的53%,質(zhì)量約為地球的11%,地球表

r

面重力加速度：g地2,則火星表面的重力加速度：g火則探測器在火星表面

532

所受重力小于在地球表面所受重力，故A正確，B錯誤；

2

C、探測器在星球表面，繞星球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，粵=仁，解

r2「

則探測器在火星表面的環(huán)繞速度:小于7.9km/s,故C

錯誤;

D、探測器在星球表面的環(huán)繞速度即該星球的第一宇宙速度，由C可知，火星的第一宇

宙速度小于地球的第一宇宙速度，故D錯誤。

故選：A?

【點評】此題考查了萬有引力定律及其應用，解題的關(guān)鍵是明確物體在星球表面重力等

于萬有引力，物體繞星球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力。

8.（3分）根據(jù)歐姆定律1=旦、串聯(lián)電路總電阻R=RI+R2+...、并聯(lián)電路總電阻工二十L+

RRR]R2

通過邏輯推理就可以判定在材料相同的條件下，導體的電阻與長度成正比，與橫截面

積成反比?，F(xiàn)在要求在這兩個結(jié)論的基礎上，通過實驗探究導體的電阻與材料的關(guān)系。

選擇a、b兩種不同的金屬絲做實驗，關(guān)于這個實驗的下列哪個說法是正確的（）

A.所選的a、b兩種金屬絲的長度必須是相同的

B.所選的a、b兩種金屬絲的橫截面積必須是相同的

C.所選的a、b兩種金屬絲長度和橫截面積都必須是相同的

D.所選的a、b兩種金屬絲長度和橫截面積都可以不做限制

【分析】根據(jù)實驗原理即電阻定律和控制變量法的要求分析對兩段金屬絲和長度和截面

積的限制。

【解答】解：由題知，通過實驗探究導體的電阻與材料的關(guān)系，若已知a、b兩種金屬絲

R。1S

長度和橫截面積分別為la、1b和Sa、Sb,則根據(jù)有，=—（―.—）

K%RbPb4bsj

由于la、lb和Sa、Sb的數(shù)據(jù)是已知的，在滿足（=_L）不變的條件下，則也可以從上式

中找到導體的電阻與材料的關(guān)系。故ABC錯誤，D正確。

故選：D。

【點評】此探究是通過理論探究法，找導體的電阻與材料的關(guān)系，在已知兩個結(jié)論的基

礎上，只有滿足上式條件已知，仍能得到電阻與電阻率的關(guān)系。

9.（3分）如圖所示，正電荷Q均勻分布在半徑為r的金屬球面上，沿x軸上各點的電場強

度大小和電勢分別用E和巾表示.選取無窮遠處電勢為零，下列關(guān)于x軸上各點電場強

度的大小E或電勢巾隨位置x的變化關(guān)系圖，正確的是（）

【分析】該題中正電荷Q均勻分布在半徑為r的金屬球面上，金屬球是一個等勢體.從

金屬球到無窮遠處的電勢降低.

【解答】解：A、B：金屬球是一個等勢體，等勢體內(nèi)部的場強處處為0,故A錯誤，B

錯誤；

C、D：金屬球是一個等勢體，等勢體內(nèi)部的電勢處處相等，故C正確，D錯誤。

故選：Co

【點評】該題考查帶正電荷的金屬球周圍的場強分布與電勢的特點，除了上述的方法，

還可以使用積分法求它的場強和電勢.屬于簡單題.

10.（3分）如圖所示，裝滿土豆的貨車正沿水平公路向右做勻加速運動，以圖中用粗線標

出的土豆為研究對象，設該土豆的重量為G。關(guān)于周圍與它接觸的所有土豆對它的作用

力的合力F,下列說法中正確的是（）

A.F的大小可能小于G

B.F的方向一定水平向右

C.F的方向一定斜向右上方

D.F的方向一定豎直向上

【分析】AB、土豆和貨車的加速度大小相等，方向相同，由牛頓第二定律可得土豆的合

力大小和方向，由受力分析可知力F的方向；

CD、根據(jù)受力分析圖，由力的合成可得力F的大小。

【解答】解：根據(jù)題意可知重力G、作用力F和合力構(gòu)成矢量三角形，如圖

由圖可知F的大小一定大于G,F的方向一定斜向右上方，故C正確，ABD錯誤。

故選：Co

【點評】本題考查了牛頓第二定律、力的合成與分解，解題的關(guān)鍵是畫出土豆的受力分

析圖。

11.（3分）如圖所示，在光滑的水平面上有一輛平板車。開始時人、錘和車都處于靜止狀

態(tài)。人站在車左端，且始終與車保持相對靜止，人掄起錘敲打車的左端，每當錘打到車

左端時都立即與車具有共同速度。在連續(xù)的敲打的過程中，下列說法正確的是（）

A.小車將持續(xù)地向右運動

B.錘、人和車組成的系統(tǒng)機械能守恒

C.每次錘被向左掄到最高點的時刻，人和車的速度都向右

D.每當錘打到車左端的時刻，人和車立即停止運動

【分析】人、大錘和車組成的系統(tǒng)水平方向上動量守恒，豎直方向動量不守恒，水平方

向合動量為零，根據(jù)動量守恒定律和能量轉(zhuǎn)化情況進行分析。

【解答】解：ACD、把人、大錘和車看成一個系統(tǒng)，系統(tǒng)水平方向不受外力，所以系統(tǒng)

水平方向動量守恒。由題知系統(tǒng)的總動量為零，所以用大錘連續(xù)敲擊車的左端時，由水

平方向動量守恒可知大錘向左運動時，小車向右運動；大錘向右運動時，小車向左運動,

所以車左右往復運動，不會連續(xù)向右運動，每當錘打到車左端時都立即與車具有共同速

度，人和車立即停止運動，故AC錯誤，D正確；

B、每當錘打到車左端時都立即與車具有共同速度，系統(tǒng)機械能有損失，可知人和車組成

的系統(tǒng)機械能不守恒，故B錯誤。

故選：D。

【點評】本題主要考查動量守恒定律，關(guān)鍵是掌握動量守恒定律的守恒條件，知道系統(tǒng)

合動量為零時，兩個物體的動量大小相等、方向相反、同增同減。

12.（3分）如圖所示，大型起重機的吊鉤受到的力是一組共點力。設被起吊的重物的質(zhì)量

為m,鋼絲繩與吊鉤的質(zhì)量忽略不計，吊鉤下面懸掛重物的四根鋼絲繩對吊鉤的拉力大

小依次為Fl、F2、F3、F4,吊鉤上方的動滑輪組對吊鉤的拉力大小為F5。重力加速度大

小為g。在起重機將被起吊的重物向上勻速提升的過程中，下列判斷正確的是（）

A.F5大于mg

B.Fi、F2、F3、F4、F5的合力等于2mg

C.F|、F2、F3、F4的大小均等于盛

4

D.F2、F3、F4、F5的合力大小等于Fl

【分析】對整體分析，根據(jù)平衡條件比較F5與mg的大小，抓住掛鉤的質(zhì)量不計，掛鉤

所受的合力為零，分析各力的合力大小。

【解答】解：根據(jù)對稱性可知，F(xiàn)l、F2、F3、F4的大小均相等，與拉力F5等大反向，由

平衡條件有

F5=Fi234=4Ficos0=mg

A、可知F5等于mg,故A錯誤；

B、由于吊鉤的質(zhì)量忽略不計，則吊鉤的合力為零，即Fi、F2、F3、F4、F5的合力等于0,

故B錯誤；

C、Fi、F2、F3、F4的大小均大于空，故C錯誤；

4

D、由平衡條件推論可知，F(xiàn)2、F3、F4、F5的合力大小等于F1,故D正確。

故選：D。

【點評】本題考查了共點力平衡的基本運用，知道合力的方向與加速度方向相同，注意

掛鉤質(zhì)量不計，掛鉤合力為零。

13.（3分）實驗證明，金屬棒中的自由電子會發(fā)生熱擴散現(xiàn)象。當金屬棒一端溫度高，另

一端溫度低時.，自由電子會在金屬棒內(nèi)部產(chǎn)生熱擴散，使得溫度較高的一端自由電子的

數(shù)密度較小，而溫度較低的一端自由電子的數(shù)密度較大。熱擴散作用可以等效為一種非

靜電力，在溫度不均勻的金屬棒兩端形成一定的電動勢，稱為湯姆遜電動勢。如圖所示,

金屬左側(cè)連接高溫熱源，保持溫度為Ti,右側(cè)連接低溫熱源，保持溫度為T2（Tl>T2）。

此時該金屬棒相當于一個電源，將它與一只電阻相連。下列判斷正確的是（）

A.T1端相當于電源的正極，T2端相當于電源的負極

B.T2端相當于電源的正極，Ti端相當于電源的負極

C.該電源是把電能轉(zhuǎn)化為熱能的裝置

D.當該電源放電時，金屬棒內(nèi)的非靜電力對電子做負功

【分析】由擴散的原理，熱擴散使得溫度較高的一端自由電子的數(shù)密度較小，而溫度較

低的一端自由電子的數(shù)密度較大。這種非靜電力使電子向電勢低的方向移動，使金屬棒

存在電勢差，這是湯姆遜電壓。

【解答】解：AB、由于溫度較高的一端自由電子的數(shù)密度較小，所以金屬左側(cè)連接高溫

熱源，保持溫度為Ti,自由電子的數(shù)密度較小，右側(cè)連接低溫熱源，保持溫度為T2,自

由電子的數(shù)密度較大，所以Ti端相當于電源的正極，T2端相當于電源的負極，故A正

確，B錯誤；

C、該電源是把熱能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，故C錯誤；

D、當該電源放電時，金屬棒內(nèi)的非靜電力對電子做正功，故D錯誤。

故選：Ao

【點評】本題是考查湯姆遜電壓的原理，要理解自由電子的定向移動是靠熱擴散的“非

靜電力”將電子移動到自由電子密度更大的地方。這樣就能判斷金屬棒的正負極，以及

能量轉(zhuǎn)化關(guān)系。

14.（3分）實驗表明：光子與速度不太大的電子碰撞發(fā)生散射時，光的波長會變長或者不

變，這種現(xiàn)象叫康普頓散射，該過程遵循能量守恒定律和動量守恒定律。如果電子具有

足夠大的初速度，以至于在散射過程中有能量從電子轉(zhuǎn)移到光子，則該散射被稱為逆康

普頓散射，這一現(xiàn)象已被實驗證實。關(guān)于上述逆康普頓散射，下列說法中正確的是（）

A.該過程不遵循能量守恒定律

B.該過程不遵循動量守恒定律

C.散射光中存在波長變長的成分

D.散射光中存在頻率變大的成分

【分析】在康普頓效應和逆康普頓散射中，當入射光子與電子碰撞時動量守恒，能量守

恒，結(jié)合能量的轉(zhuǎn)移方向與光子的能量公式判斷即可。

【解答】解：AB、康普頓認為X射線的光子與的電子碰撞時要遵守能量守恒定律和動量

守恒定律，可以推知，在逆康普頓效應中，同樣遵循能量守恒與動量守恒。故AB錯誤;

CD、由題可知，在逆康普頓散射的過程中有能量從電子轉(zhuǎn)移到光子，則光子的能量增大,

根據(jù)公式：E=hY=￡S可知，散射光中存在頻率變大的成分，或者說散射光中存在波長

變短的成分。故C錯誤，D正確。

故選：D。

【點評】該題屬于信息給予的題目，解答的關(guān)鍵是能正確理解康普頓效應，能將對該知

識點的理解正確遷移到逆康普頓效應上。

二、實驗題（本題共2小題，共18分）

15.物理實驗一般都涉及實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗方法、實驗操作、數(shù)據(jù)分析

等。

（1）某同學用如圖1所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。

①他進行了如下操作，其中沒有必要進行的步驟是C,操作不當?shù)牟襟E是B。

“直流輸出”上

D.先接通電源，后釋放紙帶

②安裝好實驗裝置，正確進行實驗操作。從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖2

所示。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C,測得它們到起始點0的距離分別為

hA、hB、he。設重錘質(zhì)量為m,當?shù)刂亓铀俣葹間,打點計時器打點周期為T。為了驗

證此實驗過程中機械能是否守恒，需要計算出從打0點到打B點的過程中，重錘重力勢

能的減少量AED=mghB,動能的增加量△Ek=_￡&乜孚（用題中所給字母

8T2

表示）。

③實驗結(jié)果顯示，重錘重力勢能的減少量大于動能的增加量，關(guān)于這個誤差下列說法正

確的是C。

A.該誤差屬于偶然誤差，主要由于存在空氣阻力和摩擦阻力引起的

B.該誤差屬于偶然誤差，主要由于沒有采用多次實驗取平均值的方法造成的

C.該誤差屬于系統(tǒng)誤差，主要由于存在空氣阻力和摩擦阻力引起的

D.該誤差屬于系統(tǒng)誤差，主要由于沒有采用多次實驗取平均值的方法造成的

（2）利用閃光照相研究物體的平拋運動。小球沿水平桌面運動并拋出的閃光照片如圖3。

若圖中每一正方形小格的邊長均表示1cm,照相機相鄰兩次閃光的時間間隔為0.05s。根

據(jù)圖中的記錄，小球做平拋運動的初速度大小為1.0m/s,小球通過e點時豎直方向

的分速度大小為1.52,計算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

（3）將碳均勻涂在圓柱形瓷棒的外側(cè)面形成均勻的碳膜，做成一只碳膜電阻?，F(xiàn)要求用

實驗測定所形涂碳膜的厚度d。已知碳的電阻率為p,瓷棒的長為1,瓷棒橫截面的直徑

為D,用伏安法測得該碳膜電阻的阻值為R,則碳膜的厚度d=衛(wèi)L。

一兀DR一

【分析】（1）①根據(jù)實驗的原理解答；②根據(jù)打點紙帶測量速度的原理求得打B點時的

速度，由重力勢能的表達式求解重力勢能的減少量，由動能的表達式求解動能的增加量;

③實驗誤差來自于空氣阻力和摩擦阻力，該誤差屬于系統(tǒng)誤差；

（2）小球在水平方向上做勻速直線運動，根據(jù)水平位移和頻閃周期計算平拋運動的初速

度大小；小球在豎直方向上做自由落體運動，通過e點時豎直方向的分速度大小就等于

從d點到f點在豎直方向上的平均速度大?。?/p>

（3）根據(jù)電阻定律求解。

【解答］解(1)①A.按照圖示的裝置安裝器材是必要的正確操作步驟；

B.將打點計時器接到學生電源的“直流輸出”上，是不當?shù)牟僮鞑襟E，打點計時器應接

到學生電源的“交流輸出”上；

C.本題是利用重物做自由落體運動來驗證機械能守恒定律，需要驗證的表達式是：

^=1^2,可知m可約去，故用天平測出重錘的質(zhì)量是沒有必要進行的步驟；

D.先接通電源，后釋放紙帶是必要的正確操作步驟；

故沒有必要進行的步驟是C,操作不當?shù)牟襟E是B。

②重錘重力勢能的減少量△Ep=mghB

根據(jù)中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度，可得打下B點時重物的速度為：

_hC-hA

VB-2T-

重錘動能的增加量為：

k2B8T2

③重錘重力勢能的減少量大于動能的增加量，主要由于存在空氣阻力和摩擦阻力引起的，

該誤差屬于系統(tǒng)誤差，故C正確，ABD錯誤。

故選：Co

(2)由圖3可知相鄰兩次閃光小球在水平方向運動的距離為5個小格，即Ax=5XlX

102m=0.05m,可得小球做平拋運動的初速度大小為vo=Z="L1nzs

T0.05皿

小球在豎直方向上做自由落體運動，通過e點時豎直方向的分速度大小就等于從d點到f

點在豎直方向上的平均速度大小，d點到f點在豎直方向上的距離為15個小格，即Ay

=15X1X10-2

通過e點時豎直方向的分速度大小為：Vey=Z=815”

2T2X0.05w

(3)設碳膜的橫截面積為S,由電阻定律可得：R=pl,可得：S=￡A

SR

由幾何知識可得：S=兀(上寒■)2-兀4)2=nd2+ndD,因碳膜較薄，故mi?項可忽

略，則S可近似為：

S=mlD

解得：d=_BL

兀DR

故答案為：(1)①C；B；②mghB；m(%—?&)；③?；(2)]0;]5;(3)衛(wèi)L

8T2兀DR

【點評】本題考查了驗證機械能守恒定律、研究物體的平拋運動的實驗，分析實驗的原

理是解題的前提，掌握實驗的操作應注意的事項和打點紙帶測量速度的原理。

16.甲、乙兩同學利用單擺測定當?shù)刂亓铀俣取?/p>

(1)甲同學用10分度的游標卡尺測量擺球的直徑，如圖1所示，他測量的讀數(shù)應該是

1.86cm。接著他正確測量了擺線長，加上擺球半徑，得到了擺長1。

(2)為了測定該單擺的振動周期T,下列做法中正確的是CDO

A.將擺球拉離平衡位置一個小角度，從靜止釋放開始計時，小球第一次回到釋放點停止

計時，以這段時間作為周期

B.將擺球拉離平衡位置一個小角度，從靜止釋放開始計時，小球第30次回到釋放點停

止計時，以這段時間除以30作為周期

C.將擺球拉離平衡位置一個小角度，從靜止釋放擺球，當小球某次通過最低點時開始計

時，并數(shù)為0,以后小球每次經(jīng)過最低點時，他依次數(shù)為1、2、3…，數(shù)到60時停止計

時，以這段時間除以30作為周期

D.將擺球拉離平衡位置一個小角度，從靜止釋放擺球，當小球某次向右通過最低點時開

始計時，并同時數(shù)30,以后小球每次向右經(jīng)過最低點時，他依次計數(shù)為29、28、27…，

數(shù)到0時停止計時，以這段時間除以30作為周期

(3)他根據(jù)正確方法測出了擺長1和周期T,計算當?shù)氐闹亓铀俣鹊谋磉_式為g=

4H21

'o

丁2一

(4)甲同學用上述方法測量重力加速度g,你認為最需要改進的是需要改變擺長多做

幾次實驗，測得多個g值，再取平均值作為實驗結(jié)果。

(5)乙同學沒有測量擺球直徑，只正確測得了擺線長為1,和對應的單擺振動周期為T。

然后通過改變擺線的長度，共測得6組1和對應的周期T,計算出12,作出1-12圖線，

在圖線上選取相距較遠的A、B兩點，讀出與這兩點對應的坐標，如圖2所示。乙同學

4兀2(11)

計算重力加速度的表達式為g=-----。與2。

-T2T2一

T1~T2

(6)乙同學沒有測量擺球直徑，把擺線長當成了擺長。你認為他這種做法會不會引起實

驗的系統(tǒng)誤差不會(填“會”或“不會”)。

【分析】（1）10分度的游標卡尺的精確度為0.1mm,測量值=主尺對應示數(shù)（mm）+對

齊格數(shù)（不估讀）X精確度；

（2）根據(jù)正確的實驗操作和注意事項分析作答：

（3）根據(jù)單擺周期公式分析作答；

（4）多次測量取平均值可以減小誤差；

（5）根據(jù)單擺周期公式結(jié)合圖像求重力加速度；

（6）考慮小球半徑，根據(jù)單擺周期公式求解12-1函數(shù)，分析圖像的斜率的含義，然后

作答。

【解答】解：（1）10分度的游標卡尺的精確度為0.1mm,測量的讀數(shù)d=18mm+6X

（2）A.將擺球拉離平衡位置一個小角度，應當小球第一次回到釋放點停止計時，以這

段時間作為周期，計時應該當小球通過最低點時開始計時，且不能只計一次，這樣實驗

誤差太大，故A錯誤；

B.將擺球拉離平衡位置一個小角度，應當小球第一次回到釋放點停止計時，故B錯誤;

C.當小球某次通過最低點時開始計時，并數(shù)為0,根據(jù)丁上衛(wèi)（n為通過平衡位置

nn

~2

的次數(shù)）可知，數(shù)到6（）時停止計時，以這段時間除以30作為周期，做法正確，故C正

確；

D.當小球某次向右通過最低點時開始計時，并同時數(shù)30,根據(jù)丁奇（N為通過平衡位

置的次數(shù)），數(shù)到0時停止計時，以這段時間除以30作為周期，做法正確，故D正確。

故選：CDo

（3）根據(jù)單擺周期公式丁=2兀0

解得重力加速度g衛(wèi)3

T/

（4）需要改變擺長多做幾次實驗，測得多個g值，再取平均值作為實驗結(jié)果；

（5）根據(jù)單擺周期公式T=2兀，正

化簡得丁2=4兀2（1土）

g

將A、B兩點的數(shù)據(jù)代入可得

.上94兀2(1日)

在A點T彳=--------------

1g

2

,上94K(1+r)

在B點T,=---------——

乙g

4冗2(11)

聯(lián)立可得且=—.-V

(6)根據(jù)單擺周期公式T=2兀，正

可得T2=1211.]+4兀%

Sg

可得k=A2Li

g

即

總k

可知乙同學沒有測量擺球直徑，把擺線長當成了擺長，他這種做法斜率不變，在用斜率

計算重力加速度不會引起實驗的系統(tǒng)誤差。

2

故答案為：(1)1.86；(2)CD；(3).2L；(4)需要改變擺長多做幾次實驗，測得多

j