绝密★考试结束前
物理（ 二）
考生须知：
1.本试题卷分选择题和非选择题两部分， 共8页， 满分100分，考试时间90分钟。 2.答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号。 3.所有答案必须写在答题卷上，写在试卷上无效。
4.考试结束后， 只需上交答题卷。
5.本卷中涉及数值计算的，重力加速度g均取10 m/s2。
选择题部分
一、选择题I （本题共13小题， 每小题3分，共39分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符 合题目要求的， 不选、多选、错选均不得分）
1．在国际单位制中，普朗克常数的单位符号表示正确的是
A ．W s B ．W/s C ．J s D ．J/s
2．如图所示是我国福厦高铁泉州湾跨海大桥，是全球第一座高铁跨海大桥，它全长20.3公里， 主跨400米。它的设计行车时速达350公里， 刷新了世界桥梁最高记录， 预计2022年正式通
车。下列说法正确的是
A ．“ 时速达350公里”表示平均速度
B ．“20.3公里”表示位移
C．在研究火车的速度时，可以将火车看作质点 D．在研究火车的速度时，可以将火车作为参考系
第2题图
3．如图所示是我国建成后的载人空间站,预计在2022年前后建成。空间站轨道高度为400~450 公里，设计寿命为10年，可长期驻留3人。关于空间站选择在距离地面400~450公里处“安营
扎寨”，最有可能的原因是
A．若离地面太远， 接收地面信号延时严重
B．若离地面太远， 发射时需要更多的能量
C．若离地面太近， 空间站速度大，不利于对接其他飞行器 D．若离地面太近， 空间站可能会与飞机相撞
4．下列说法正确的是
A．声波能发生衍射，电磁波不能发生衍射
B ．玻尔理论成功解释了氢原子光谱的实验规律
第3题图
C．实现静电屏蔽一定要用封闭的金属容器，金属网不能起到屏蔽作用
D．在LC振荡电路中， 将铁芯插入电感线圈，向外辐射电磁波的本领会增强
5 ．2021年2月 14 日，我国独立自主研制的加速器驱动次临界系统 （ADS）超导直线加速器样机在国际上首次实现电流强度10mA连续
波质子束176kW运行指标。则每秒内打到靶上的质子数为
B ．1.6×1019
D ．6.25×1019
第5题图
6．高空抛物现象会带来很大的社会危害。 2021年2月，《民法典》 规定了高空抛物罪名， 为高空抛物案件的审判提供了更加明确 的依据。如图所示为高空抛物的漫画，假设在同一高度以相同 的初动能将两个质量不同的物体抛出，选地面为零势能面， 不 计空气阻力，在它们各自达到水平地面时，下列说法正确的是
A．质量小的物体动能一定大
B．质量小的物体速度一定大
C．两个物体的动能可能相等
D．两个物体的机械能可能相等
第6题图
7．如图所示， A 、B为停车场自动升降杆上的完全相同的两小 段（可视为质点）， A在杆的顶端， B在杆的中点处。杆从 水平位置匀速转至图示位置的过程，下列判断正确的是
A ．B的转速是A的2倍
B ．B的向心加速度大小是A的4倍
C．杆的其他部分对A的作用力大小是对B的2倍 D．杆的其他部分对A的作用力的方向不沿杆
第7题图
8．如图所示， 有两个相同材料制成的高度均为h的柱形导体， 大 柱体上下表面是边长为a的正方形， 小柱体上下表面是边长为b 的正方形。现将两柱体并联， 两端电压为U，大柱体和小柱体 对应的电流分别为I1和I2。下列说法正确的是
A．I1=I2
B．I1:I2=b2:a2
C．大柱体中自由电荷定向移动的速率大于小柱体中自由电荷
定向移动的速率
D．大柱体中自由电荷定向移动的速率等于小柱体中自由电荷定向移动的速率
9 ．2020年7月23日，我国火星探测器 “天问一号”从地球上发射到与火星会合，运动轨迹如图中 虚线椭圆所示。 “天问一号”飞向火星过程中，太阳对“天问一号”的引
力远大于地球和火星对它的吸引力。下列说法正确的是
A．地球公转的向心加速度小于火星的公转向心加速度
B．在与火星会合前， “天问一号”的加速度大于火星公转的向心加速 度
则
E
第10题图
A．增大红光的入射角i，可使光线从CE边射出
B．增大红光的入射角i，可使光线在ED边上发生全反射 C．换成蓝光进行鉴定， 光线有可能在ED边上发生全反射
D．红光从入射到N点射出经历的时间为 810 11s
11．如图所示，一根足够长的直导线垂直于纸面放置，通 以如图所示方向的恒定电流。在其正上方O点用绝缘 细丝线悬挂一铜制圆环。将圆环从a点无初速度释放， 圆环在垂直导线所处的竖直平面内运动，经过最低点b 和右侧最高点c后返回， 不计空气阻力，下列说法正确 的是
A．从a到b的过程圆环中的感应电流方向为逆时针
B．从b到c的过程中圆环中的感应电流方向为逆时针 C．圆环从b到c的时间等于从c到b的时间
D．最右侧c点的高度低于a点的高度
O
a c
b
I
第11题图
12．光滑绝缘半球形曲面凹槽固定在地面上， 半球形曲面半径为R，空间存在与BO连线平行的 匀强电场，场强大小为E 。B 、C、D 、E、F是曲面的六等分点。点电荷+Q固定在圆弧圆心 O处，一个质量为m带电量为-q的小球可以静止在圆弧的C点，现在将该带电小球从A点静止
释放，小球沿圆弧运动， 不计空气阻力， 则下列选项不正确的是
．．．
A．匀强电场的大小为E = mg q
C．小球运动到E点时的速度为0
第12题图
B．匀强电场的大小为E = kQ 3R2
D．小球运动到C点时速度最大，vm = 3gR
13．如图是一款机场推车， 车和车前后可以相互重叠 以方便整理。现有完全相同的甲、乙、丙三辆 车， 甲车以一定的初速度v向右运动L距离后与静 止的乙车发生正碰，碰后两车一起运动L距离后和 静止的丙车发生正碰，碰后三车一起向右运动L距 离后停下。已知每辆车的质量均为m，运动时阻力 均为车重力的k倍， 重力加速度为g，碰撞时间极 短。以下说法正确的是
A．甲车的初速度大小为
第13题图
B．甲车和乙车碰撞之后的速度大小为
C．甲车和乙车碰撞过程中损失的机械能为13kmgL
D．乙车和丙车碰撞过程中损失的机械能为3kmgL
二、选择题II （本题共3小题，每小题2分，共6分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是 符合题目要求的，全部选对的得2分，选对但不全的得1分， 有选错的得0分）
14 ． 2020年12月4 日，我国新一代“人造太阳”— 中国环流器二号M装置在成都正式建成并实现 首次放电。标志着我国自主掌握了大型先进核聚变可操控技术。这种技术需要满足三点： 一是温度超过一亿摄氏度； 二是密度足够高； 三是等离子体在有限的空间里被约束足够长
时间（如图是装置的核心部件之一）。下列说法正确的是 A．要实现“温度超过一亿摄氏度”可尝试利用激光引发核聚变 B．要实现“等离子体在有限的空间里被约束足够长时间”可尝 试利用磁场来约束反应的物质
C．一个氘核与一个氚核结合成一个氦核的核反应方程式是： H + H → He + e
D．相比于裂变，轻核聚变更加安全和清洁
第14题图
15．含光电管的电路如图（a）所示，图（b）是用甲、乙、丙三束光分别照射光电管得到的 I U 图线， Uc1 、Uc 2 表示遏止电压。下列说法中正确的是
第15题图
A．某种确定的金属，其遏止电压与入射光的频率有关
B．甲光照射时光电子的最大初动能比丙光照射时光电子的最大初动能大
C ．在相同条件下分别用甲光、丙光做双缝干涉实验，甲光的干涉条纹比丙光的宽
D ．在相同条件下分别用甲光、乙光做双缝干涉实验，甲光的干涉条纹比乙光的宽
16．如图所示为一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在某时刻的波形 图， a、b 两质点平衡位置的坐标分别为 xa＝1.5 m，xb＝3.5 m，其 波速为 40m/s，振幅为 2cm，则
A．从图示时刻开始， 经 0. 1125s 质点 a 将处于波峰
B．从图示时刻开始， 经 0.025 s 质点 a 通过的路程为 2 cm
C．某一时刻， a 、b 两质点会同时到达平衡位置
D ．某一时刻， a、b 两质点会同时到达波峰位置
第16题图
非选择题部分
三、非选择题部分（本题共 6 大题，共 55 分）
17. （7 分） （ 1）电磁打点计时器是一种使用交变电源的计时仪器， 工作电压为 4~6V，能够按照相 同的时间间隔， 在纸带上连续打点。 一物体做匀加速运动时打点计时器打出的一条纸带如图 1 所示。
①在图 1 中选取纸带上一点为起始点 0，后面每 3 个打点取一个计数点， 分别用数字 1 ，2 ，3 ，... 标
出这些计数点， 如图取 、 ，则 表示物体 。
A.经过打点 E 的速度 B. 经过打点 H 的速度
C.在 0.06s 时间内的平均速度 D.在 3 、4 计数点间运动时的平均速度
S
S1
B C
H
第17题图1
②打点计时器工作频率稳定， 为减小物体经过打点 E 时速度的测量误差，在选取计算其速度的间距 时，应选 。
A.D 、H两打点的间距
C.C、H两打点的间距
B. D 、F两打点的间距
D. B 、G 两打点的间距
③如果测得各计数点间距分别为1、2、3、4和5 ，则计算加速度 a 时， 更合理的计算公式是
A. = 4 3
C. = (2 1)+(4 3)
B. =
D. = (4 2)+(5 3)
（2）在做“测定玻璃的折射率”实验时， 常用插针法，如图2所示， 其中A 、B 、C、D为四枚插针。
第17题图2
a
a’
第17题图3
①为了减少误差，在实验许可的条件下， C针应 （填“接近”或“远离”）玻璃砖的界面； 入射 角1应 （填“大些”或“小些”）；
②某同学只用3枚大头针来测量玻璃砖的折射率，该同学把大头针C插在如图3所示的位置， 请你简 述插另两枚大头针的方法： 。 并画出光路， 请画出光路图，并写出折射率的表达式为 （用图中所标记角度表示） 。
18.(7分)小明同学要测绘一只“2.5V，1.0W”小灯泡的伏安特性曲线， 现有实验器材：
A ．电压表V(量程0～3～15V，内阻约为4kΩ)
B ．电流表A(量程0～0.6A～3A ，内阻约为1Ω )
C ．滑动变阻器R1 (0～10Ω ，0.6A)
D ．滑动变阻器R2 (0～500Ω ，0.1A)
E．电池组E(电动势为3V，内阻约为0.3Ω)
F．开关 S ，导线若干
（1）小明应选用的滑动变阻器是 ， （填写编号） 应选电流表量程为 ；
（2）小明实验时连接的实物电路如图1所示，在合上开关测量之前需要检查电路， 结果发现有两 个错误之处， 它们是 和 ；
（3）改正错误后， 小明同学进行实验， 每增加相同的 = 0.040A，测量对应的电压。某次测量电压 表的示数如图 2 所示， 则电压 U= V ，在坐标纸上画出 I-U 图象如图 3 所示。为了获得更 准确的实验图像，需要在 （选填“ab” 、“bc”或“cd”）间增加几个测量点；
第 18 题图 2
0.10 0.20 0.30 0.40
第18题图3
（4）由测量图像求得小灯泡工作在 0.5V 时的电阻 R= Ω （保留两位有效数字）
19．（9分）年仅14岁的中国选手全红婵在东京奥运会上获得女子跳水10m台冠军， 如图为比赛时 的照片。为了方便计算， 假设全红婵的体重为35kg，水池深5m，从静止开始下落， 在水中的运动
可视为匀减速运动， 且到达池底时速度恰好为零， 空气阻力不计。试估算：
（1）运动员在空中运动的时间；
（2）运动员从离开跳台至到达池底人体重力的冲量大小；
（3）运动员在水中受到水的平均作用力大小。
第19题图
20．（ 12分） 飞行时间质谱仪是根据不同比荷的离子通过相同间距的真空区域， 以不同时间到达探测器， 从而建立质谱图的仪器。如图所示， 脉冲阀P喷出微量气体， 经激光照射产生不同价位的正离子， 自M 板小孔进入M、N间的加速电场， 从N板小孔射出， 沿中线方向进入R、S板间的偏转控制区， 到达探测器。 已知元电荷电量为e，M、N板间距为d，极板R、S长度为L、间距也为L。不计离子重力及进入M板时的初 速度。
（1）当M、N间的电压为U0时， R、S间不加偏转电压， 试导出n价离子从M开始到达探测器的飞行时间t 与比荷Z（Z=ne/m,为正整数） 的关系式；
（2）在R 、S间加上适当的偏转电压U’（探测器能探测到离子） ，试论证离子运动轨迹与离子比荷Z 的关系；
（3）若加速电压在0 U 0 + 之间出现波动， 而U’保持不变， 要使比荷分别为Z1和Z2两种离子
的质谱不重叠， 试求 满足的条件。
M
离子源
L
d
激光束
L
第20题图
21. （ 10分）某研究小组利用电磁感应原理研究气体放电现象。如图1所示， 由电源和放电管组成回 路的一条长直导线垂直于螺绕环平面穿过螺绕环的中心， 螺绕环中心半径为r0，截面是边长为2a的 正方形，其上密绕有N匝线圈（图中只画出部分示意，并且其尺寸没有按比例画出） ，绕线两端与 一电阻连接构成回路，其总电阻为R。气体放电管两端加上电压，当电压增加到某一定值时气体放 电形成电流。随着电压的增加， 其电流I随时间t的变化规律如图2所示。已知r0>>a，长直导线在螺
绕环处产生的磁感应强度大小可近似为 = (0 ) ( ≤ ≤ )，其中k为常量， x坐标意义如
图1所示，以正方形的一边中点为坐标原点， 背离圆心方向为x轴正方向。
（1）当t=2t0时，求螺绕环每匝线圈中的磁通量；
（2）当t=0.5t0时， 若不考虑线圈自感，求螺绕环每匝线圈所受到的安培力；
（3）若不考虑线圈自感， 求流过电阻R的电荷量 ；考虑线圈自感， 增大、减小还是不变？ 试 简述原因;
0
I
I I0
O
0 20 30 t
第21题图2
第21题图1
22. （ 10分）在如图所示的xoy平面内， 边长为2R的正方形区域中存在方向垂直xoy平面向外、大小为 B的匀强磁场，沿x轴放置一长为2R的探测板，与磁场下边界的间距为R。质量为m、电荷量为q的正 离子源从正方形一边（位于y轴上） 的中点P向磁场持续发射离子， 发射角为( ≤ 60°)，并沿角度 均匀分布， 单位时间发射的离数为N个，其速度大小随发射角变化的关系为 = 0/，其中 = 0°的离子恰好从磁场下边界的中点沿负y方向射出。不计离子间的相互作用和重力，离子打在探测 板即被吸收并中和， 已知R=0.05m ，B=1T ，v0=5× 105m/s 。sin37° = 0.6, sin53° = 0.8。
（1）求离子的比荷；
（2） 求打在探测板上的离子数与发射角的关系；
（3） 若 = 60°, 在磁场下边界与探测板之间加上沿y轴方向、大小E=5.0 × 105V/m的匀场电场，
求再次进入磁场下边界的离子数.
第22题图
A ．1.6×1016
C ．6.25×1016
I1 I2
a b
a b
U
h h
C ．“天问一号”在飞向火星的过程中，处于加速状态 D ．“天问一号”在地球上的发射速度介于第一宇宙速 度和第二宇宙速度之间
10．测定折射率是鉴定宝石真假的一种方法。如图所示，
多边形ABCDE为某种宝石的截面图，
A
从ED边上N点折射出， 其中
CE = 4 3mm , EN = 2mm 。
第9题图
B
D
ACE = BDE = CED = 90 ，现使一束红光以i = 60 入
射角射到AC边上某点， 在CE边中点M发生全反射，并
C
第8题图
A
B
M N
3
2 2
2
4 2
4 2
5 1
A
B
a
C
D
1
a'
C
5
4
3
2
N
O
2
O' N'
S
S
S
S
第 18 题图 1
U/V
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00 0.00
d
c
a b
I/A
S
N
R
0
探测
电源
x
电离室
3
(2 , )
2
2a
R
r
O
卷（二） 第1页 （共8页）物理(二)参考答案及解析
【答案
【解析】ABD、根据能量子公式E=hy,普朗克常数的单位是J·s,故ABD错误,C正确
2.【答案】C
【解析】
A、κ时速达350公里是指行驶时能达到的瞬时速度大小,并非平均速度,故A错误
B、“20.3公里”表示路程,故B钅
C、在研究火车通过大桥的速度时,因为桥的全长20.3公里,故可以将火车看作质点,C正确
D、在研究物体运动时,不能将自身视为参照系,故D错误
3.【答案
【解析】
A、由于光的速度很大,延时并不明显,故A错误
B、根据能量守恒观点,若离地面越远发射时需要越多的能量,故B正确
CD、若离地面太近会有大气层的摩擦作用,故CD错误
【答案
【解析】
A、电磁波也能发生衍射,故A错误
B、波尔理论成功解释了氢原子光谱的实验规律,故B正确
C、静电屏蔽不一定要用封闭的金属容器,金属网也能起到屏蔽作用,故C错」
D、在IC振荡电路中,将铁芯插入电感线圈,向外辐射电磁波的本领会减弱,故D错误。
【答案】
【解析
根据n
6.25×106,故C正确
6.【答案】
【解析
AC、根据动能定理,初动能相同,质量小的重力做功少,所以到达地面时的动能小,故AC错误
B、初动能相同,质量小的物体初速度大,相同高度抛岀,落地时速度也大,故B正确
D、质量小的物体初状态时的重力势能小,机械能小,根据机械能守恒定律,落地时机械能也
故D错误
7.【答案
【解析】
A、B的转速与A相同,故A错误
B、根据a=o2r,o相同,所以A的向心加速度大小是B的2倍,故B错误
CD、因为杆是匀速转动,合外力提供向心力,根据F
r,所以合外力对A的作用力大
是对B的2倍,再考虑到重力,杆的其他部分对A的作用力大小不是对B的2倍。故C错误
8.【答案
【解析
根据1
R=p一,得
R
S
b2故AB错
nqS,得v与S无关,故C错误
9.【答案】
【解析】
AB、根据
GMm
得a∝一,所以地球公转的向心加速度大于火星的公转向心加速度
在与火星会合前
问一号”的加速度大于火星公转的向心加速度,故A错误,B正确
天问一号”在飞向火星的过程中,太阳的引力是阻力,处于减速状态,故C错误
天问一号”在地球上的发射速度大于第二宇宙速度,故D错
0.【答案】D
【解析
为折射率
√3,∠ACE=90,临界角c= arcsin
≈35,入射
到CE边上的最小入射角为i=90-35=55,所以在CE边上都会发生全反射,不可能有光线射
出,故A错
BC、把宝石等效看成平行玻璃砖,两端面为AC和ED,结合对称性,不可能光线从ED面发射全反
射,故BC均错误
L
D、结合t=-,v=二,红光从入射到N点射出经历的时间为s√B×10-s,故D正确
【答案】C
【解析
因为足够长的直导线垂直于纸面放置,所以电流产生的磁场与圆环的速度方向在同一平面,没有
产生电磁感应现象,故C正确
2.【答案】B
【解析
AB、在C点带电小球还有可能受到支持力的作用,故A正确,B错
C、根据对称性和等效重力场原理,小球运动到E点的速度大小为0,故C正确
从点到C点过程,运用动能定律可得νn=√3gR,故D正确
【答案】A
【解析
设甲车初速度为1,和乙车碰前速度为v',和乙碰后的速度为v,和丙车碰前速度为v2,和丙
碰后的速度为v,根据题意有v2=2kgL,2mv2=3mv,v2v2=2kgL,mv'=2mv2,v2w2=2kgi
解得v=28kg4;n=、26kg;.kgL;v2=.}kgL;v=、/2kgl。故A选项正确。对两次碰撞前
后分别列式可得前后两次碰撞损失机械能分别是6.5 kmgL和15kmgL,故CD均错误
4.【答案】ABD
【解析
A、激光具有高能量,可以用激光从各个方向照射参加反应的物质,从而引发反应,故A正确
B、要实现“等离子体在有限的空间里被约束足够长时间可尝试引用磁场来约束反应的物质,故
B正确
