理综物理试题（解析版）
二、选择题：
1.据报道，“墨子号”洲际量子密钥分发成果入选2018年度国际物理学十大进展。关于量子论的建立及其发展，以下说法正确的是
A. 普朗克把能量子引入物理学，进一步完善了“能量连续变化”的传统观念 B. 爱因斯坦的光电效应方程成功解释了光电效应现象，揭示光具有粒子性 C. 密立根通过油滴实验证明了光电效应方程，测量了普朗克常量 D. 康普顿效应表明光子只具有能量，但没有动量 【答案】B 【解析】
【详解】A．普朗克把能量子引入物理学，正确破除了“能量连续变化”的传统观念，故A错误； B．爱因斯坦提出光子说和光电效应方程，成功解释了光电效应的规律，光电效应显示了光的粒子性，故B正确；
C．密立根通过油滴实验测出了电子的电荷量，提出了电荷分布的量子化观点，为电子质量的最终获得做出了突出贡献，故C错误；
D．在康普顿效应中，散射光子的动量减小，根据德布罗意波长公式判断光子散射后波长的变化，康普顿效应进一步表明光子具有动量，体现光的粒子性，故D错误。
2.2018珠海航展，我国五代战机“歼20”再次闪亮登场。表演中，战机先水平向右，再沿曲线ab向上（如图），最后沿陡斜线直入云霄。设飞行路径在同一竖直面内，飞行速率不变。则沿ab段曲线飞行时，战机
A. 所受合外力大小为零 B. 所受合外力方向竖直向上 C. 竖直方向的分速度逐渐增大 D. 水平方向的分速度不变 【答案】C 【解析】
- 1 -
【详解】A．战机在同一竖直面内做曲线运动，且运动速率不变，由于速度方向是变化的，则速度是变化的，故战机的加速度不为零，根据牛顿第二定律可知，战机所受的合外力不为零，故A错误；
B．战机在同一竖直平面内做匀速率曲线运动，所受合外力与速度方向垂直，由于速度方向时刻在变，则合外力的方向也时刻在变化，并非始终都竖直向上，故B错误；
CD．由以上分析可知，战机所受合外力始终都与速度方向垂直，斜向左上方，对合外力和速度进行分解可知，竖直方向上做加速运动，水平方向上做减速运动，故竖直方向分速度逐渐增大，水平方向分速度逐渐减小，故C正确，D错误。
3.如图所示，左图为大型游乐设施跳楼机，右图为其结构简图。跳楼机由静止从a自由下落到b，再从b开始以恒力制动竖直下落到c停下。已知跳楼机和游客的总质量为m，ab高度差为2h，bc高度差为h，重力加速度为g。则
A. 从a到b与从b到c的运动时间之比为2：1
B. 从a到b，跳楼机座椅对游客的作用力与游客的重力大小相等 C. 从a到b，跳楼机和游客总重力的冲量大小为D. 从b到c，跳楼机受到制动力的大小等于2mg 【答案】A 【解析】
【详解】A．由题意可知，跳楼机从a运动b过程中做自由落体运动，由
，由
减速运动，同理可得
可知，运动到b速度大小为
，
可得，下落时间
；跳楼机从b运动c过程中做
，时间为
，故
，解得减速过程的加速度大小为
，故A正确；
从a到b与从b到c的运动时间之比为
B．从a到b，跳楼机做自由落体运动，故跳楼机座椅对游客的作用力为零，故B错误； C．从a到b，根据动量定理可得误；
- 2 -
，则跳楼机和游客总重力的冲量大小为，故C错
D．从b到c，根据牛顿第二定律有：错误。
，解得跳楼机受到制动力的大小为，故D
4.真空中，在x轴上x=0和x=8处分别固定两个电性相同的点电荷Ql和Q2。电荷间连线上的电场强度E随
x变化的图像如图所示（+x方向为场强正方向），其中x=6处E=0。将一个正试探电荷在x=2处由静止释放
（重力不计，取无穷远处电势为零）。则
A. Q1、Q2均为负电荷 B. Q1、Q2带电量之比为9：1 C. 在x=6处电势为0
D. 该试探电荷向x轴正方向运动时，电势能一直减小 【答案】B 【解析】
【详解】A．由图，在x=0处场强为正，x=8处场强为负，可知Q1、Q2为同种正电荷，故A错误； B．根据题意“x=6处E=0 ”可知，在x=6处，
，即
，解得
，故B正确；
C．由于无穷远处电势为零，故在x=6处电势不为0，故C错误；
D．该试探电荷向x轴正方向运动时，电场力先做正功，再做负功，因此电势能先减小后增大，故D错误。
5.如图所示，用缆绳将沉在海底的球形钢件先从a处竖直吊起到b，再水平移到c，最后竖直下移到d。全过程，钢件受到水的阻力大小不变，方向与运动方向相反，所受浮力恒定。则上升、平移、下降过程中的匀速运动阶段，缆绳对钢件拉力F1、F2、F3的大小关系是
A. F1> F2> F3
B. F1> F3> F2 C. F2> F1> F3
- 3 -
D. F3>F2> F1
【答案】A 【解析】
【详解】钢件从a匀速运动到b，对钢件受力分析得到：从c匀速运动到d，有：确，BCD错误。
6.中国特高压远距离输电技术已成为国际标准，使“煤从空中走、电送全中国”成为现实。如图为远距离输电示意图，发电厂输出电压U1=10V，输出功率P1=10W，两个理想变压器的匝数比分别为n1:n2=1:100、
4
9
；从b匀速运动到c，有：
，故
；
，故A正
；由于
n3:n4=100:1，输电线总电阻r=50Ω。则
A. U4=U1 B. I4=I1
C. 通过电阻r的电流I2=2×104A D. 电阻r损耗的电功率为5×10W 【答案】BD 【解析】 【详解】C．根据
可得，
，则通过电阻r的电流为，则，则
，同理可得
，则
，故A错误； ，故B正确；
，故C错误；
，
7
A．电阻r两端的电压为同理可得B．由于
D．电阻r损耗的功率
，故D正确。
7.2019年1月3日，“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面。着陆前的部分运动过程简化如下：在距月面15km高处绕月做匀速圆周运动，然后减速下降至距月面100m处悬停，再缓慢降落到月面。已知万有引力常量和月球的第一宇宙速度，月球半径约为1.7×103km。由上述条件可以估算出 A. 月球质量
- 4 -
B. 月球表面的重力加速度
C. 探测器在15km高处绕月运动的周期 D. 探测器悬停时发动机产生的推力 【答案】ABC 【解析】
【详解】A．探测器在距月球表面附近运动，由万有引力提供向心力，有：
，由题已知条件可求月球质量，故A正确；
B．探测器在距月球表面附近运动，由万有引力等于重力，有：
，故B正确；
，则月球表面的重力加速度为
，则月球的质量为
C．探测器在l5km高处绕月运动有：，得运动周期，故C正确；
D．探测器悬停时发动机产生的推力大小等于万有引力大小，但由于探测器的质量未知，故不可求推力，故D错误。
8.如图所示，宽为L的平行金属导轨由光滑的倾斜部分和足够长的粗糙水平部分平滑连接，右端接阻值为
R的电阻c，矩形区域MNPQ内有竖直向上、大小为B的匀强磁场。在倾斜部分同一高度h处放置两根细金
属棒a和b，由静止先后释放，a离开磁场时b恰好进入磁场，a在水平导轨上运动的总距离为s。a、b质量均为m，电阻均为R，与水平导轨间的动摩擦因数均为μ，与导轨始终垂直且接触良好。导轨电阻不计，重力加速度为g。则整个运动过程中
A. a棒中的电流方向会发生改变 C. 电阻c消耗的电功率一直减小 【答案】AD 【解析】
B. a棒两端的最大电压为D. 电阻c产生的焦耳热为
【详解】A．当a棒进入磁场中做切割磁感线运动时，由右手定则可判断感应电流的方向为垂直纸面向外，当a棒离开磁场时b棒刚好进入磁场，同理可判断通过a棒的电流方向为垂直纸面向里，故通过a棒的电
- 5 -
流方向会发生改变，故A正确； B．a棒从斜面静止释放过程中有：
，解得进入水平轨道的速度大小为
，a棒进入磁场
，
，故a棒两端的最
后受到安培力和摩擦力的作用做减速运动，刚进入磁场时速度最大，最大感应电动势为此时a棒作为等效电源，b棒与电阻c并联，并联电阻大小为，则总电阻为
大电压为，故B错误；
C．a棒进入磁场后做减速运动，根据可知，电流逐渐减小，故电阻c消耗的电功率由
逐渐减小；当a棒离开磁场时b棒刚好进入磁场，此时b棒的速度与a棒刚进入磁场时
的速度相等，则电阻c消耗的电功率仍由C错误；
D．由能量守恒定律可知，整个过程中产生的总热量为
，其中
正确。
三、非选择题： （一）必考题
9.某实验小组要测量轻弹簧的劲度系数，实验装置如图(a)。将弹簧悬挂在固定铁 架台上，毫米刻度尺竖直固定在弹簧旁，在弹簧下端挂上钩码，多次改变钩码质量m，读出钩码静止时固定在挂钩上的指针对应的刻度尺示数l。当钩码质量为200g时，指针位置如图(b)所示。用所测数据在m-l坐标系描点如图(c)。取g=9.8m/s。回答下列问题：
2
逐渐减小，故电阻c消耗的电功率并非一直减小，故
，且
，故D
，则电阻c产生的焦耳热为
(1)图(b)中指针对应的刻度尺示数为__________ cm：
- 6 -
(2)在图(c)中将钩码质量为200g时所对应的数据点补上，并做出m一l图线______； (3)根据图线算出弹簧的劲度系数为____N/m（结果取三位有效数字）。
【答案】 (1). （1）18.48-18.52 (2). （2）如图； (3). （3）
23.5-24.8 【解析】
【详解】（1）由图可知，刻度尺的分度值为0.1cm，则读数为
之间均可；
（2）钩码质量为200g时对应的弹簧长度为
，图像如图
，误差范围
均可，即答案在
（3）根据可知，弹簧的劲度系数（答案在
之间均可）。
10.LED灯的核心部件是发光二极管。某同学欲测量一只工作电压为2.9V的发光 二极管的正向伏安特性曲线，所用器材有：电压表(量程3V，内阻约3kΩ)，电流表 (用多用电表的直流25mA挡替代，内阻约为5Ω)，滑动变阻器(0-20Ω)，电池组（内 阻不计），电键和导线若干。他设计的电路如图(a)所示。回答下列问题：
- 7 -
(1)根据图(a)，在实物图(b)上完成连线_______；
(2)调节变阻器的滑片至最____端（填“左”或“右”），将多用电表选择开关拔至直流25mA挡，闭合电键； (3)某次测量中，多用电表示数如图(c)，则通过二极管的电流为_____ mA；
(4)该同学得到的正向伏安特性曲线如图(d)所示。由曲线可知，随着两端电压增加，二极管的正向电阻____（填“增大”、“减小”或“不变”）；当两端电压为2.9V时，正向电阻为_____kΩ（结果取两位有效数字）；
(5)若实验过程中发现，将变阻器滑片从一端移到另一端，二极管亮度几乎不变，电压表示数在2.7V-2.9V之间变化，试简要描述一种可能的电路故障：____。
【答案】 (1). 连线如图； (2). 左； (3). 15.8-16.2 (4). 减小；
(5). 0.15-0.16 (6). 连接电源负极与变阻器的导线断路。 【解析】
【详解】（1）根据多用电表红黑表笔的接法：“红进黑出”可知，黑表笔接二极管，红表笔接滑动变阻器，滑动变阻器采用分压式接法，则连线如图：
- 8 -
（2）为保护电路，开关闭合前需将滑动变阻器的滑片置于最大阻值处，即最左端； （3）多用电表所选量程为25mA，则电流表读数为（4）
（答案在
范围内均可）；
图像中，图线斜率表示电阻的倒数，由图可知，随着电压的增加，斜率逐渐增大，则二极管的电
（答
阻逐渐减小；当两端电压为2.9V时，电流表示数为19.0mA，则电阻大小为案在
范围内均可）；
（5）由于二极管的正向电阻约为0.15kΩ，远大于滑动变阻器的最大阻值，因此若实验中，将变阻器滑片从一端移到另一端，二极管亮度几乎不变，电压表示数在2.7V-2.9V之间变化，则有可能是滑动变阻器与二极管串联，导致电路中总电阻较大，总电流较小，所以电压表的示数变化较小，故故障可能是连接电源负极与变阻器的导线断路。
11.图(a)为玩具弹弓，轻质橡皮筋连接在把手上A、B两点，一手握住把手不动，使AB连线水平，C为自由伸长时橡皮筋中点轻弹夹的位置，如图(b)．AO=OB=6cm，另一手捏着装有质量为10g弹珠的弹夹，从C点由静止竖直向下缓慢移动到D点，放手后弹珠竖直向上射出，刚好上升到离D点2.015米高的楼顶处。测得∠ACB=44°，∠ADB=23°，取tan22°=0.4，tan11.5°=0.2，g=10m/s，不计空气 阻力。求：
2
(l)从C到D的过程中，弹珠重力所做的功及手所做的功；
(2)若还将橡皮筋拉到相同长度，仅改变发射方向，弹珠向斜上方运动到高出释放 点8m处的速率。 【答案】（1）【解析】
- 9 -
；2J（2）15.5m/s
【详解】（1）从C到D，弹珠重力做功： 由图可得： 联立解得
从C到D，再到最高点的过程中， 由功能关系： 解得
，其中
（2）从D到最高点，由功能关系： 第二次从释放到 则： 联立解得
处，机械能守恒，
12.如图(a)所示，整个空间存在竖直向上的匀强电场（平行于纸面），在同一水平线上的两位置，以相同速率同时喷出质量均为m的油滴a和b，带电量为+q的a水平向右，不带电的b竖直向上。b上升高度为H时，到达最高点，此时a恰好与它相碰，瞬间结合成油滴P。忽略空气阻力，重力加速度为g.求：
(l)油滴b竖直上升的时间及两油滴喷出位置的距离； (2)匀强电场场强及油滴a、b结合为P后瞬间的速度：
(3)若油滴P形成时恰位于某矩形区域边界，取此时为t=0时刻，同时在该矩形区域加一个垂直于纸面的周期性变化的匀强磁场，磁场变化规律如图(b)所示，磁场变化周期为To（垂直纸面向外为正），已知P始终在矩形区域内运动，求矩形区域的最小面积。（忽略磁场突变的影响） 【答案】（1）【解析】
【详解】（1）设油滴的喷出速率为v0，则对油滴b做竖直上抛运动， 则：
；2h（2）； 方向向右上，与水平方向夹角为45°（3）
解得
- 10 -
解得
对油滴a的水平分运动，有：
解得
（2）两油滴结合之前，油滴a做类平抛运动，设加速度为a， 则：
解得
，
设油滴的喷出速率为v0，结合前瞬间油滴a速度大小为va，方向向右上与水平方向的夹角为θ，则：
解得
，
两油滴的结合过程动量守恒：联立解得
，方向向右上，与水平方向夹角为45°
（3）因qE=2mg，油滴P在磁场中做匀速圆周运动，设半径为r，周期为T，则：
解得 由
，解得
即油滴P在磁场中的运动轨迹是两个外切组成的“8”字形，
最小矩形的两条边分别为和，轨迹如图， 最小面积为：
13.恒温环境中，在导热良好的注射器内，用活塞封闭了一定质量的理想气体。用力缓慢向外拉活塞，此过程中 。
A. 封闭气体分子间的平均距离增大
- 11 -
B. 封闭气体分子的平均速率减小 C. 活塞对封闭气体做正功 D. 封闭气体的内能不变 E. 封闭气体从外界吸热 【答案】ADE 【解析】
【详解】BD．对于一定质量
理想气体，气体的内能和分子平均速率只取决于温度，由题目可知，温度不
变，则封闭气体的内能不变，封闭气体分子的平均速率也不变，故B错误，D正确；
AC．用力向外缓慢拉动活塞过程中，气体体积增大，则分子间的平均距离增大，气体对活塞做正功，则活塞对气体做负功，故A正确，C错误； E．根据
可知，温度不变，则内能U不变，即
，即气体从外界吸收热量，故E正确。
14.某同学设计了测量液体密度装置。如图，左侧容器开口；右管竖直，上端封闭，导热良好，管长L0=1m，粗细均匀，底部有细管与左侧连通，初始时未装液体。现向左侧容器缓慢注入某种液体，当左侧液面高度为h1=0.7m时，右管内液柱高度h2=0.2m。已知右管横截面积远小于左侧横截面积，大气压强P0=1.0×105Pa，取g=10m/s。
2
(i)求此时右管内气体压强及该液体的密度；
(ⅱ)若此时右管内气体温度T=260K，再将右管内气体温度缓慢升高到多少K时，刚好将右管中液体全部挤出？（不计温度变化对液体密度的影响） 【答案】（1）【解析】
【详解】（1）对右管内的气体，由等温变化规律：
其中：
的的
（2）350K
- 12 -
，用力向外缓慢拉动活塞，则，故
解得：又：解得：
（2）对右管内的气体：
【物理——选修3-4]
其中：
，解得：
15.下列有关光学现象的说法正确的是 。
A. 光从光疏介质射入光密介质，若入射角大于临界角，则一定发生全反射 B. 做双缝干涉实验时，用红光替代紫光，相邻明条纹间距变大 C. 在白光下观察肥皂泡，其表面的相邻各条纹是等间距的 D. 光的偏振现象表明光是横波
E. 在同一种物质中，波长越短的光传播速度越小 【答案】BDE 【解析】
【详解】A．全反射发生的条件是光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于或等于临界角时，故A错误； B．根据双缝干涉实验，相邻条纹间距
，波长越长则干涉条纹间距越大，而红光的波长大于紫光波
长，则红光的干涉条纹间距比紫光的大，故B正确； C．根据
以及不同颜色的光波长不同可知，不同颜色的光缠身的干涉条纹间距不同，故在白光下观
察肥皂泡，其表面的相邻各条纹的间距是不等的，故C错误；
D．光的偏振现象证明了光是横波，纵波不能发生光的偏振现象，故D正确； E．在同一种物质中，不同波长的光传播速度不同，波长越短，波速越小，故E正确。
16.如图(a)，一列简谐横波沿x轴传播，实线和虚线分别为t1=0时刻和t2时刻的波形图，P、Q分别是平衡位置为x1=l.0m和x2=4.0m的两质点。图(b)为质点O的振动图像，求：
- 13 -
(1)波传播速度和t2的大小； (2)质点P的位移随时间变化的关系式。 【答案】（1）40m/s；【解析】
【详解】（1）由图可知波长：λ=8m，质点振动的周期：T=0.2s
传播速度
结合图像可知，横波沿x正向传播， 故t1=0和
时刻：
（2）质点P做简谐振动的位移表达式：
由图可知解得
，
时
的 解得
（n=0、1、2、3……）（2）
（n=0、1、2、3……）
cm且向-y方向运动，
- 14 -
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