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研（一）
物 理 2023.3
注意事项：
考生在答题前请认真阅读本注意事项
1． 本试卷包含选择题和非选择题两部分．考生答题全部答在答题卡上，答
在本试卷上无效．全卷共 15 题，本次考试时间为 75 分钟，满分 100
分．
2． 答选择题必须用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改
动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案．答非选择题必须用书写黑色
字迹的 0.5 毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律
无效．
3． 如需作图，必须用 2B 铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
一、单项选择题：共 10 题，每小题 4 分，共计 40 分．每小题只有一个选项最
符合题意．
1．现代考古通过测量生物化石中放射性同位素碳 14 的量来确定生物的年
代．碳 14的衰变方程为 14 146C 7N a，上述反应中 a为
A. 电子 B.中子 C.质子 D.氘
核
2．一个长方体空气柱固定在水中，空气与水之间的透明介质厚度不计，一
束红、蓝色激光射入空气柱，不考虑反射光线，下列光路图中可能正确
的是
A． B． C．
D．
3．一跳伞运动员从高处跳下，当伞全打开后运动员匀速下降时，伞的中心
轴线竖直．该伞边共 6 根伞绳，每根伞绳与中心轴线夹角为 30°，运动
员重力为 600N，每根伞绳承受的拉力为
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A. 200N B. 200 3 N C. 100 3 N D.
3
100N
4．将粗细不同的两端开口的玻璃细管插入盛有某种液体的玻璃容器里，下
列各图中可能正确的是
A． B． C．
D．
5．某同学抓住绳子一端在 0~2s内做了两种不同频率的简谐运动，其振动图
像如图所示．下列说法正确的是
A. 绳端起振方向向下
B. 前后两次振动的周期之比为 1:2
C. 前后两次形成的绳波波速之比为 2:1
D. 前后两次形成的绳波波长之比为 2:1
6．2021年 2 月，天问一号火星探测器被火星捕获，经过系列变轨后从“调
相轨道”进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备．如图所示，阴影部分为探
测器在不同轨道上绕火星运行时与火星的连线每秒扫过的面积，下列说
法正确的是
A. 图中两阴影部分的面积相等
B. 从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器周期变大
C. 从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器机械能变小
D. 探测器在 P点的加速度小于在 N点的加速度
7．一质量为 m，带电量为-q的小球从水平放置的带正
电+Q圆环的轴线处 A点由静止释放，A、A′关于 O点对称，下列判断正
确的是
A. 小球在 O点处动能最大
B. 小球在 O点的加速度最大
C. 小球在 O点的电势能最小
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D. 小球可能在 A、A′间往复运动
8．波长为λ的光子与一静止电子发生正碰，测得反弹后的光子波长增大了
Δλ，普朗克常量为 h，不考虑相对论效应，碰后电子的动量为
h h h h h h
A． B． C．
h h
D．
9．如图所示，由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨道不是抛物线，而
是图中的“弹道曲线”．图中 a、c高度相同，b
为弹道曲线最高点．则炮弹
A．到达 b点时加速度竖直向下
B．在下落过程中机械能增加
C．重力在 ab段的冲量小于 bc段的冲量
D．在 ab段克服阻力做功小于 bc段克服阻力做
功
10．用如图电路研究光电管的特性，入射光频率为ν，U为光电管 K、A两
极的电势差，取 A端电势高时为正值．若光电管 K极材
料的极限频率为νc，普朗克常量为 h，电子电量为 e，则
在 U-ν坐标系中，阴影部分表示能产生光电流的 U和ν取
值范围，下列阴影标识完全正确的是
A． B． C．
D．
二、非选择题：共 5 题，共 60 分．其中第 12 题~第 15 题解答时请写出必
要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；
有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.
11．（15分）某实验小组用图甲所示装置测量木块与木板间的动摩擦因数μ．
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实验操作步骤如下：①取若干个完全相同的钩码，将部分钩码悬挂在细
线下，剩余的钩码放在木块凹槽中，记录悬挂钩码的个数 n；②保持长
木板水平，释放木块后打点计时器打出纸带；③将木块凹槽中的钩码逐
个添加到细线下端，重复多次打出纸带．
（1）如图乙所示用刻度尺测量纸带上点的位置，其第 4点读数为 ▲
cm．
（2）已知打点周期为 T=0.02s，第 5点的瞬时速度为 ▲ m/s．（结
果保留两位有效数字）
（3）测得悬挂钩码数 n与相应的加速度 a如下表，请根据表中数据在
图丙作出 a-n图像．已知当地重力加速度 g = 9.8m/s2，由图线可求得木
块与木板间的动摩擦因数μ = ▲ ．（结果保留两位有效数字）
a/m s-2 0.60 1.30 1.96 2.62 3.30
n/个 6 7 8 9 10
（4）实验中发现木板未调节水平，右端偏高，考虑到此因素的影响，μ
的测量值 ▲ （填“大于”、“小于”或“等于”）真实值．
12．（8 分）如图所示，边长为 L的正方形导线框 abcd放在纸面内，在 ad
边左侧有足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，方向垂直纸面向里，
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导线框的总电阻为 R．现使导线框绕 a点在纸面内顺时针匀速转动，经
时间Δt第一次转到图中虚线位置．求：
（1）Δt内导线框 abcd中平均感应电动势的大小和通过导线截面的电荷
量；
（2）此时线框的电功率．
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13．（8分）气体弹簧是车辆上常用的一种减震装置，其简化结构如图所示．直
立圆柱形密闭气缸导热良好，面积为 S的活塞通过连杆与车轮轴连接．初
始时气缸内密闭一段长度为 L0，压强为 p1的理想气体．气缸与活塞间的
摩擦忽略不计．车辆载重时相当于在气缸顶部增加一个物体 A，稳定时
气缸下降了 0.5L0，气体温度保持不变．
（1）求物体 A的重力大小；
（2）已知大气压强为 p0，为使气缸升到原位置，求需向气缸内充入与
气缸温度相同大气的体积．
14．（13分）如图所示，一轻支架由水平段 ON和竖直段 OO′组成．轻弹簧
一端固定于 O点，另一端与套在水平杆 ON上的 A球相连，一根长为
10cm 的轻绳连接 A、B两球．A球质量 mA=1kg，B球质量 mB=4kg，A
球与水平杆的动摩擦因数 μ=0.36，弹簧原长 20cm，劲度系数
k=450N/m．初始时使 A球尽量压缩弹簧并恰好处于静止状态．现使系统
绕 OO′轴缓慢转动起来，转动过程中保持 A、B两球始终与 OO′在同一
竖直平面内．当系统以某角速度稳定转动时，细绳与竖直方向成 37°角，
此时弹簧的弹力大小恰好与初始时相同．设最大静摩擦力等于滑动摩擦
力，不计空气阻力，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，求：
（1）初始时弹簧的长度；
（2）细绳与竖直方向成 37°角时，系统转动的角速度；
（3）整个过程中驱动力对系统所做的总功．
15．（16分）波荡器是利用同步辐射产生电磁波的重要装置，它能使粒子的
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运动轨迹发生扭摆．其装置简化模型如图所示，n个互不重叠的圆形匀
强磁场沿水平直线分布，半径均为 R，磁感应强度大小均相同，方向均
垂直纸面，相邻磁场方向相反、间距相同，初始时磁感应强度为 B0．一
重力不计的带正电粒子，从行板电容器 P板处由静止释放，PQ
极板间电压为 U，粒子经电场加速后平行于纸面从 A点射入波荡器，射
入时速度与水平直线夹角为θ，θ在 0~30°范围内可调．
（1）若粒子入射角θ=0°，粒子恰好能从 O1点正下方离开第一个磁场，
求粒子的比荷 k；
（2）若粒子入射角θ=30°，调节 AO1的距离 d、磁场的圆心间距 D和磁
感应强度的大小，可使粒子每次穿过水平线时速度与水平线的夹角均为
30°，最终通过同一水平线上的 F点，A到 F的距离为 L 2 3nR，求 D
的大小和磁感应强度 B1的大小；
（3）在（2）问的情况下，求粒子从 A运动到 F的时间．
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物理参考评分标准 2023. 3
一、单项选择题：本大题共 10 小题，每小题 4 分，共计 40 分．每小题只．有．一．个．选项符合题意．
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A C B B D C C B C A
二、非选择题：本题共 5 小题，共计 60 分． a/m·s-2
4.0
11.（15 分） 3.0
（1）10.30 （10.25~10.35） ……3 分 2.0
（2）0.85（0.83~0.87） ……3 分 1.0
（3）图像如右 ……3 分 O 2 4 6 8 10 12 n
0.35 （0.32~0.38） ……3 分 -1.0
（4）小于 ……3 分 -2.0
-3.0
-4.0
12. （8 分）
2 1 2 1（ 21） t 时间内穿过线框的磁通量变化量为 = BL BL = BL ……1 分
2 2
BL2
由法拉第电磁感应定律 E = = ……1 分
t 2 t
E
平均感应电流 I = ……1 分
R
BL2
通过导线的电荷量为 Q = I t = ……1 分
2R
1
（2）线框中瞬时电动势为 E = B ( 2L)2 = B L2 ……2 分
2
= ……1 分
4 t
E2 B2 2L4 2B2L4
线框的电功率为 P = = = ……1 分
R R 16R t2
13. （8 分）
（1）设稳定时气缸内气体压强为 p2
1
由 p1L0S = p2 L0S ……1 分
2
得 p2 = 2 p1 ……1 分
故 G = ( p2 p1)S = p1S ……2 分
（2）设充入的气体体积为 V
由 p1L0S + p0V = p2L0S ……2 分
p
得 V = 1 L S ……2 分 0
p0
14. （13 分）
（1）初始时弹簧处于压缩状态，A球恰好处于静止状态，设初始时弹簧的压缩量为 l
则 k l = (mA +mB )g ……1 分
代入数据得： l = 0.04m ……1 分
所以，初始时弹簧的长度为 l0 = l l = 0.16m ……1 分
1
（2）当系统以某角速度稳定转动，弹簧的弹力大小与初始时相同时
o 2
对 B球：m g tan 37 = m r ……2 分
B B B
o
r = l + l + Lsin 37 ……1 分
B 0
代入数据得： = 5rad / s ……1 分
（3）根据能量守恒，整个过程中驱动力对系统所做的总功等于 A、B 球的动能增加，B 球的重力势
能增加，A球与水平横杆间摩擦产生的内能。
1 1
W = mAv
2
A + m v
2 o
B B +mB g(L Lcos37 ) + (mA +mB )g 2 l ……2 分
2 2
vA = rA ……1 分
r = l + l ……1 分 A 0
vB = rB ……1 分
代入数据得：W = 7.46J ……1 分
15. （16 分）
（1）设粒子电场加速后速度为 v
1 2
qU = mv ……1 分
2
磁场中偏转半径为 R
mv2
qvB0 = ……1 分
R
q 2U
可得粒子比荷 k = = ……2 分
m R2B20
（2）粒子的轨迹如图所示
L
满足 D = 2d = = 2 3R ……2 分
n
粒子转动的圆心恰好在磁场圆周上且在磁场圆心
的正下方或正上方。
由几何关系可得 r = 3R ……2 分 1
mv2
qvB = ……1 分 1
r1
B 3
可得 B1 = = B0 ……2 分
3 3 H B
A R B
θ
（3）由几何关系可得 θ O1 Or 21
δ
= ……1 分 O
3 Ld D
AH=R ……1 分
每次从水平线到磁场边缘的时间为
R
t1 = ……1 分
v
每次在磁场中运动的时间为
r
t2 =
1 ……1 分
v
可得粒子运动的时间为
2
3 nR B
t = n(2 t1 + t2 ) = (1+ )
0 ……1 分
6 U
2
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