物理
全卷满分100分，考试时间75分钟。
一、选择题：本题共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.电磁打点计时器的工作原理是线圈中通电后，振片被磁化，在永磁体的磁场中上、下振动时带动振针运动，从而使振针在纸带上打点。通电线圈产生磁场这一现象的发现者是（ ）
A．库仑 B．法拉第 C．安培 D.奥斯特
2.对于下列四幅图像的物质规律，说法正确的是（ ）
A．对甲图，半杯水与半杯酒精混合后总体积小于整个杯子的容积，说明分子在做热运动
B．对乙图，自由膨胀和扩散现象具有双向可逆性
C．对丙图，同种金属可能以晶体和非晶体两种不同的形态出现
D.对丁图的伽尔顿板，大量小珠子最终的落点有一定的规律
3.建筑工人用如图所示的方式将重物从平台缓慢下放到地面上。固定重物的光滑圆环套在轻绳上，轻绳的一端固定在竖直墙上，工人手握的部分有足够长的绳子，工人站在平台上的位置保持不变，缓慢释放手中的绳子，重物缓慢下降，两侧细绳处于同一竖直平面内，则在重物下降的过程中（ ）
A．工人对绳的拉力逐渐增大B．绳对圆环的作用力逐渐减小
C．平台对工人的摩擦力逐渐减小D.平台对工人的支持力逐渐增大
4.“战绳训练”是一种高强度的健身训练方式，对于全身的肌肉有很好的锻炼作用。健身爱好者甩动战绳绳端（坐标原点处）在时开始在轴上做简谐运动，形成的简谐波沿轴正向传播，时战绳波形如图乙所示，此时波传播到处，关于手握绳端的振动，下列说法正确的是（ ）
A．时刻，沿轴正向运动
B．振动频率为
C．振动方程为
D.与平衡位置在处质点的振动情况相同
5.如图所示是电能输送示意图，输电线总电阻为，理想升压变压器原、副线圈匝数之比为，理想降压变压器原、副线圈匝数之比为。发电机的瞬时值表达式为，用电器的电压为，电流为。则（ ）
A．升压变压器副线圈电压为
B．输电线上的电流为
C．输电线上的电阻为
D.升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率
6.在“嫦娥五号”任务中，有一个重要环节，上升器（简称“甲”）与轨道器和返回器的组合体（简称“乙”）要在环月轨道上实现对接，以便将月壤样品从上升器转移到返回器中，再由返回器带回地球。对接之前，甲、乙分别在各自的轨道上做匀速圆周运动，且甲的轨道半径比乙小，如图所示，为了实现对接，处在低轨的甲要抬高轨道。下列说法正确的是（ ）
A．在甲拾高轨道之前，甲的线速度小于乙
B．甲可以通过减小速度来抬高轨道
C．在甲抬高轨道的过程中，月球对甲的万有引力逐渐增大
D.返回地球后，月壤样品的重量比在月球表面时大
7.如图所示，为直流电阻可忽略的线圈，为定值电阻，为电容器，开关处于闭合状态。现突然断开，并开始计时，电路工作过程中，同时会向外辐射电磁波。下列选项中能正确反映回路中电流（顺时针方向为正）、电容器中电场（竖直向下为正）以及两极板间电势差随时间变化的图像可能是（ ）
A. B.
C. D.
二、选择题：本题共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.关于光的性质与应用，下列说法正确的是（ ）
A．观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这是应用了光的偏振
B．内窥镜利用了多普勒效应
C．全息照片的拍摄利用了光的干涉原理
D.照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的反射现象引起的
9.如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上放一小铁盒冷水。现接通交流电源，几分钟后，盒中的水沸腾起来，时刻的电流方向已在图中标出，且此时电流正在增大，下列说法正确的是（ ）
A．电路线圈中电流变化越大，自感电动势越大，自感系数也越大
B．小铁盒中产生涡流，涡流的热效应使水沸腾起来
C．时刻，从上往下看，小铁盒底部的涡流沿顺时针方向
D.变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能增大铁芯中的涡流
10.在如图所示的电路中，电压表和电流表均为理想电表，为定值电阻，电源电动势为、内阻为，闭合开关，平行板电容器中间有一带电油滴处于静止状态。当电路中某电学元件发生故障时，发现电容器中的液滴向上运动，且电流表和电压表示数均增大，其余电学元件均未损坏，下列说法正确的是（ ）
A．断路
B．灯泡L断路
C．电源内阻消耗的功率变小
D.电容器带的电荷量变小
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究，实验装置如图（a）所示，轻弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一物块接触而不连接，纸带穿过打点计时器并与物块连接。向左推物块使弹簧压缩一段距离，由静止释放物块，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。
（1）实验中有下列操作：
①把纸带向左拉直
②松手释放物块
③接通打点计时器电源
④向左推物块使弹簧压缩，并测量弹簧压缩量
上述操作正确的顺序是___________（填入代表步骤的序号）。
（2）图（b）中和纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后静止释放物体，在纸带上所得到的实际打点结果。打点计时器所用交流电的频率为。由纸带所给的数据，可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为___________（计算结果保留3位有效数字），比较两纸带可知，___________（填“M”或“L”）纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大。
12.某同学为探究光敏电阻阻值随光照强度变化的关系，设计了如图A．所示的电路。所用器材有：置于暗箱（图中虚线区域）中的光敏电阻、小灯泡和刻度尺；阻值为的定值电阻；理想电压表V；电动势为、内阻为的电源；开关；导线若干。
实验时，先按图（a）连接好电路，然后改变暗箱中光源到光敏电阻的距离，记录电压表的示数，获得多组数据如下表：
8.50 10.00 12.00 13.50 15.00 17.00 18.50 20.00
271.0 220.0 180.0 156.7 144.9 114.0 94.8 89.5
回答下列问题：
（1）光敏电阻阻值与电压表示数的关系式为___________（用、、、表示）。
（2）依据实验结果可推断：光敏电阻的阻值随着光照强度的减小而___________（填“增大”或“减小”）。
（3）该同学注意到智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度大时屏幕变亮，反之变暗。他设想利用光敏电阻的特性，实现“有光照射光敏电阻时，小灯泡变亮；反之变暗”的功能，设计了如图（b）所示电路，则电路中___________（填“”或“”）为光敏电阻，另一个为定值电阻。
（4）如图（c）所示为工厂流水生产线上利用光敏电阻特性，信号处理系统自动计数的示意图，其中为光敏电阻，为定值电阻，那么当有光照射时，信号处理系统获得___________（填“高电压”或“低电压”），信号处理系统每获得一次___________（填“高电压”或“低电压”）就记数一次。
13.如图所示，粗细均匀的形玻璃管竖直放置，左管口封闭，左、右两管的横截面积分别为，左管内封闭有长度为、温度为的理想气体，左、右两管的水银面高度相同，大气压强为，求：
（1）若气体的温度为1.2T时，向管内添加多少体积的水银，气体的体积不变；
（2）若右管水银面下降的高度为，则气体的温度为多少？
14.如图甲所示，质量为的物块放在水平面上，给物块施加如图乙所示的向上的拉力，物块在空中运动过程中受到的空气阻力大小恒为，重力加速度取。
（1）物块向上运动过程中最大速度为多少？
（2）若拉力作用一段时间后撤去，撤去拉力后物块还能上升的高度，则拉力作用的时间为多少？
15.如图所示，在平面直角坐标系的第二、三象限内有沿轴正方向、大小为的匀强电场，在轴和之间有垂直坐标平面向外的匀强磁场，轴上点的坐标为（-d，0），在点沿轴正方向不断射出比荷为的带正电的粒子，粒子的初速度大小满足，以初速度大小为射出的粒子在磁场中运动轨迹刚好与相切。不计粒子的重力及粒子间的相互作用，，求：
（1）以初速度大小为射出的粒子进磁场时速度的大小；
（2）匀强磁场的磁感应强度大小；
（3）磁场边界上有粒子射出区域的长度为多少。
参考答案、提示及评分细则
1.D
【解析】【详解】由物理学史可知，发现通电导线周围产生磁场的是丹麦物理学家奥斯特，故D正确。
2.D
【解析】【详解】半杯水与半杯酒精混合之后的总体积要小于整个杯子的容积，说明液体分子间是有间隙的，错误；与热现象有关的自由膨胀和扩散现象都具有单向不可逆性，B错误；所有的金属都有固定的熔沸点，有规则的几何形状，所有的金属都是晶体，不会出现非晶体形态，C错误；对于伽尔顿板，大量小珠子最终的落点具有一定的规律，D正确。
3.C
【解析】【详解】设重物重为，绳与竖直方向的夹角为，绳的拉力为，根据力的平衡可知，，缓慢释放手中的绳子，圆环两侧绳间夹角变小，绳上拉力变小，A项错误；绳对环的作用力等于重物的重，保持不变，B项错误；绳的拉力的竖直分力等于重物重的一半，对工人研究可知，平台对工人的支持力等于工人的重与重物重的一半之和，即平台对工人的支持力保持不变，平台对工人的摩擦力等于绳的拉力的水平分力，即，因此平台对工人的摩擦力逐渐减小，项正确，项错误。
4.B
【解析】【详解】由图像可知，时刻，坐标原点处质点沿轴负方向运动，错误；坐标原点处质点振动频率为正确；坐标原点处质点的振动方程为错误；，因此绳端与平衡位置在处的质点振动情况不同，错误。
5.A
【解析】【详解】根据图可知，电压的最大值，有效值为，由可得，，选项正确；由可得，输电电流为，选项错误；输电线的电阻为，选项错误；因是理想变压器，则其输入功率与输出功率相等，但由于电线电阻功率损失，所以升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率，选项错误。
6.D
【解析】【详解】在甲抬高轨道之前，两卫星均绕月球做匀速圆周运动，有，可得线速度为，因，则甲的线速度大于乙的线速度，故错误；低轨卫星甲变为高轨卫星，需要做离心运动，则需要万有引力小于向心力，则需向后喷气增大速度，故错误；在甲抬高轨道的过程中，离月球的距离逐渐增大，由可知月球对卫星的万有引力逐渐减小，故错误；因地球表面的重力加速度比月球表面的重力加速度大，则由可知月壤样品的重量在地表比在月表要大，故正确。
7.B
【解析】【详解】因为为一电阻可忽略的线圈，可知当开关闭合时，电容器带电量为零，通过线圈的电流向下；断开后，电流在电路中开始振荡，电容器开始充电，电流方向沿逆时针方向（负方向）且电流大小逐渐减小，错误，B正确；断开后，电容器开始充电，板带正电荷且逐渐增加，即负方向的电场强度逐渐增加；则两极板间电势差逐渐增大，且小于错误。
8.AC
【解析】【详解】观众在看立体电影时要戴上特制的眼镜，这是应用了光的偏振，选项A正确；内窥镜利用了光的全反射原理，选项B错误；全息照片的拍摄利用了光的干涉原理，选项C正确；照相机镜头上呈现的淡紫色是由光的干涉现象引起的，选项错误。
9.BC
【解析】【详解】电流变化越快，自感电动势越大，与电流变化的大小没有必然的关系；线圈的自感系数是由线圈本身的性质决定的，与线圈的电流的变化无关，选项A错误；由于交流电在线圈中产生变化的磁场，变化的磁场穿过小铁盒可以在小铁盒中产生变化的电场，从而产生涡流，使水沸腾，选项正确；时刻电流从线圈的上端流入且电流正在增大，则穿过小铁盒的磁场是向上增大的，所以根据楞次定律，感应电流的磁场方向一定是向下的，由安培定则可知，从上往下看，小铁盒底部的涡流沿顺时针方向，选项C正确；在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象，要损耗能量，不用整块的硅钢铁芯，其目的是为了减小涡流，选项D错误。
10.BC
【解析】【详解】根据电路可知，平行金属板上极板带正电，电场方向向下，液滴受到重力与电场力，液滴向上运动，平行金属板间电场强度增大，极板之间电压增大，根据，可知，干路电流减小，则电路总电阻增大，有可能是电路中并联部分电路中的某器件断路，若断路，则电流表示数为0，可知，不可能是断路，A错误；若灯泡L断路，根据，结合上述，可知，电压表与电流表的示数均增大，B正确；电源内阻消耗的功率，变小，正确；由于电容器两极板间电压增大，电容器带的电荷量增大，D错误。
11.（1）④①③②
（2） M（每空2分）
解析：（1）根据该实验操作过程，正确步骤应为④①③②。
（2）物块脱离弹簧时速度最大，；由机械能守恒，弹簧的弹性势能转化为物体的动能，，根据纸带中打点的疏密知纸带获得的最大速度较大，对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能较大。
12.（1）
（2）增大
（3）
（4）高电压 低电压
解析：（1）由闭合电路欧姆定律得，得。
（2）由题知，当增大时，光照强度减小，减小，由可得增大。
（3）若为光敏电阻，因为光照强度变大，电阻减小，由“串反并同”可知灯泡变暗；若为光敏电阻，光照强度变大，电阻减小，通过灯泡的电流增大，灯泡变亮，故为光敏电阻。
（4）当有光照射时，的电阻减小，则整个电路总电阻变小，电动势不变，则电流增大，所以两端的电压增大，即信号处理系统获得高电压。而产品通过时，挡住光线，的电阻增大，所以两端的电压减小，这时信号处理系统每获得一次低电压就记数一次
13.解：（1）初状态气体的压强为，体积为，
若气体的温度为1.2时，设向管内添加体积为的水银，气体的体积保持不变
气体的压强为
气体发生等容变化，则有
综合解得
（2）若右管水银面下降的高度为，由水银柱的体积守恒可得，左侧水银柱上身的高度为，左侧水银柱比右侧高
气体的压强为
气体的体积为
由理想气体状态方程可得
综合解得
14.解：（1）当拉力时，物块的速度最大
由图乙可知，当拉力时，物块运动的时间为
根据动量定理
解得
（2）设撤去拉力时物块的速度为，根据动能定理有
解得
设拉力作用的时间为，根据动量定理有
解得或
15.解：（1）设以初速度大小为射出的粒子进磁场时的速度大小为，根据动能定理有
解得
（2）设初速度大小为的粒子进磁场时速度与轴夹角为，则
解得
设粒子在磁场中做圆周运动的半径为，根据几何关系
解得
根据牛顿第二定律
解得
（3）初速度为的粒子进磁场时的位置离坐标原点的距离
根据运动学公式
解得
设该粒子与相切点离轴的距离为，则
当粒子从点射出的初速度大小为，进磁场时的速度大小为，根据动能定理
设粒子进磁场时速度与轴夹角为，则
粒子在磁场中做圆周运动的半径为，则
解得
该粒子进磁场时的位置离从坐标原点的距离
该粒子出磁场时的位置离轴的距离
即磁场边界上有粒子射出区域的长度
