高三物理
一、單項選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。
1. 某列簡諧橫波沿x軸傳播，時刻波形圖如圖所示，此時刻A質點的振動方向沿y軸正方向，已知該波的周期為0.4s，則該波（ ）
A. 振幅為20cmB. 波長為3m
C. 沿x軸負方向傳播D. 波速大小為15m/s
【答案】D
【解析】A．由圖可知，振幅為10cm，故A錯誤；
B．由圖可知，波長為6m，故B錯誤；
C．此時刻A質點振動方向沿y軸正方向，同側法可知，該波沿x軸正方向傳播，故C錯誤；
D．波速
故D正確。故選D。
2. 生活中，人們常利用傳送帶運送物品。如圖，行李箱與水平傳送帶保持相對靜止，一起做勻速直線運動一段距離，不計空氣阻力，則在此過程中傳送帶（ ）
A. 對行李箱的摩擦力方向與傳送方向相同
B. 對行李箱的摩擦力方向與傳送方向相反
C. 對行李箱做正功
D. 對行李箱不做功
【答案】D
【解析】AB．行李箱與水平傳送帶保持相對靜止，一起做勻速直線運動，行李箱處于平衡狀態(tài)，水平方向上如果存在摩擦力，就沒有其他力與之平衡，所以行李箱不受摩擦力，AB錯誤；
CD．根據(jù)做功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力，二是物體在力的方向上通過的距離。雖然行李箱在運動，但沒有在運動方向上受力，所以傳送帶對行李箱不做功，C錯誤，D正確。
故選D。
3. 我國高鐵技術處于世界領先水平。某列復興號動車組由8節(jié)車廂組成，以1車在前、8車在后沿水平直軌道運行，其中2車和7車為動車，提供動力，其余為拖車，不提供動力。假設各節(jié)車廂質量及受到的阻力均相等，2車和7車提供的動力始終相同，則（ ）
A. 加速運行時，4車對5車有作用力
B. 關閉動力滑行時，每節(jié)車廂之間均無作用力
C. 勻速運行時，每節(jié)車廂之間均無作用力
D. 勻速運行時，6、7車之間的作用力大于2、3車之間的作用力
【答案】B
【解析】設每節(jié)動車的牽引力為，每一節(jié)車廂的質量是，阻力為
A．加速運行時，有兩節(jié)動力車廂，對整個動車組車進行受力分析得
對第5車到第8車進行受力分析得
聯(lián)立解得即4車對5車的作用力為
故A錯誤；
B．關閉動力滑行時，對整個動車組車進行受力分析得
設第車對余下車整體的作用力為，對余下整體進行受力分析得
聯(lián)立解得
可知關閉動力滑行時，每節(jié)車廂之間均無作用力，故B正確；
CD．勻速運行時，對整個動車組車進行受力分析得
設第車對余下車整體的作用力為，對余下整體進行受力分析得
聯(lián)立解得
可知每節(jié)車廂之間均有作用力。
且當時，求得
當時，求得
顯然6、7車之間的作用力小于2、3車之間的作用力，故CD錯誤。故選B。
4. 如圖，平行光滑金屬導軌MN和PQ由傾斜和水平導軌組成，二者平滑連接，右端接定值電阻R，整個空間有方向豎直向上的勻強磁場。一金屬棒ab在傾斜導軌上的某一高度由靜止釋放，最終停止在水平導軌上。已知ab與導軌始終垂直且接觸良好，導軌電阻不計，則在整個運動過程中，ab速度大小v隨時間t、加速度大小a隨路程x的變化圖像可能正確的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】AB．設傾斜軌道與水平方向的夾角為，金屬棒的電阻為，金屬棒在傾斜導軌上由靜止釋放后，根據(jù)牛頓第二定律有
其中，，聯(lián)立得
可知，隨著速度增大加速度越來越小，若在傾斜導軌上運動過程中加速度減小為零，則剩余部分勻速直線運動；金屬棒在水平軌道上減速過程中，根據(jù)牛頓第二定律有
又，，聯(lián)立得
可知，隨著速度減小加速度越來越小，直到速度減小為零，故AB不可能正確，不符合題意；
CD．若金屬棒在傾斜導軌上加速度減小到零，則金屬棒到達傾斜軌道末端時有
即
所以金屬棒在水平軌道上開始減速時的加速度大于在傾斜軌道上開始加速時的加速度，故C錯誤，D可能正確，符合題意。故選D。
二、雙項選擇題：本題共4小題，每小題6分，共24分。每小題有兩項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。
5. 我國首顆探日衛(wèi)星“羲和號”獲得太陽多種譜線，研究發(fā)現(xiàn)，太陽譜線包含氫原子光譜。氫原子能級如圖，現(xiàn)有大量氫原子從能級自發(fā)向低能級躍遷。已知金屬錫的逸出功為4.42eV。則大量氫原子（ ）
A. 從向能級躍遷發(fā)出光的頻率最大
B. 從向能級躍遷發(fā)出光的頻率最小
C. 從向能級躍遷發(fā)出的光，能使錫發(fā)生光電效應
D. 從向能級躍遷發(fā)出的光，不能使錫發(fā)生光電效應
【答案】AD
【解析】AB． 根據(jù)氫原子的能級圖，由
可知 到 的能級差最大，對應光子的能量最大為12.75 eV，因此其頻率也最大，故A正確，B錯誤。
CD．從向能級躍遷發(fā)出的光子的能量為2.55eV，小于錫的逸出功4.42eV，所以從向能級躍遷發(fā)出的光，不能使錫發(fā)生光電效應，故C錯誤，D正確。
故選AD。
6. 無人機依靠其強大的機動性與靈活性，在事故現(xiàn)場可以為救援工作提供有力的支持。如圖，某次救援演練中一架無人機正對一山坡水平勻速飛行，先、后釋放幾個相同的物資包均落到山坡上，忽略空氣阻力，則先釋放的物資包落在山坡前瞬間（ ）
A. 重力勢能一定較大B. 動能一定較大
C. 機械能一定較大D. 豎直方向速度一定較大
【答案】BD
【解析】無人機正對山坡勻速水平飛行，先后釋放幾個相同的物資包，取其中兩個物資包A、B，其運動情況如圖所示
A．先釋放的物資包下降的高度大，其在山坡上的重力勢能一定較小，A錯誤；
BC．先釋放的物資包下落的高度大，忽略空氣阻力，物資包下落滿足機械能守恒，可知先釋放的物資包動能一定較大，物資包的機械能相等，B正確，C錯誤；
D．物資包在豎直方向做自由落體運動，有
可知先釋放的物資包豎直方向分速度一定較大，D正確。
故選BD。
7. “神舟十九號”載人飛船在太空變軌時，先沿橢圓軌道運行，之后在遠地點P處點火加速，由橢圓軌道變成高度約為380km的圓軌道，在圓軌道上運行周期約為90min，則飛船在圓軌道運行時（ ）
A. 航天員處于平衡狀態(tài)
B. 速度小于7.9km/s
C. 角速度大于同步衛(wèi)星運行的角速度
D. 加速度小于沿橢圓軌道通過P處時的加速度
【答案】BC
【解析】A．航天員在圓軌道上做勻速圓周運動，所受萬有引力提供向心力，合外力不為零，不是平衡狀態(tài)，故A錯誤；
B．7.9km/s 是第一宇宙速度，是衛(wèi)星繞地球做圓周運動的最大環(huán)繞速度，飛船在距地面380km的圓軌道運行，軌道半徑大于地球半徑，所以其速度小于7.9km/s，故B正確；
C．同步衛(wèi)星的周期是24h，根據(jù)
可知周期越小，角速度越大。飛船運行周期約為90min，小于同步衛(wèi)星周期，所以飛船的角速度大于同步衛(wèi)星運行的角速度，故C正確；
D．根據(jù)牛頓第二定律（M為地球質量，r為飛船到地心的距離）
解得加速度大小
飛船在圓軌道和橢圓軌道通過P處時，到地心的距離r相等，所以加速度相等 ，故D錯誤。
故選BC
8. 如圖，在豎直平面內有一圓心為O、半徑為R的圓形區(qū)域，圓內有一場強大小為E的水平勻強電場，方向與該區(qū)域平面平行，圓的直徑MN與水平方向夾角。質量為m、電荷量為q的帶正電微粒從M點以不同水平速度向右射入電場，微粒通過圓形區(qū)域的過程中，電勢能增加量最大值為，動能增加量最大值為。已知速度大小為v的微粒恰能運動到N點且速度大小也為v，重力加速度大小為g。下列等式成立的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】A．已知速度大小為v的微粒恰能運動到N點且速度大小也為v，微粒在重力場和電場組成的等效重力場中做類斜拋運動，則等效重力場方向與方向垂直斜向左下方，則
得，故A正確；
B．已知速度大小為v的微粒恰能運動到N點，則豎直方向
得，故B錯誤；
C．過O點做的垂線交圓形區(qū)域下方交點為等效重力場的最低點，從M點運動到該最低點時，等效重力
做功最大，動能增加量最大，故，故C正確；
D．從M點運動到圓形區(qū)域最右側時克服電場力做功最多，電勢能增加量最大，故
，故D錯誤。
故選AC。
三、非選擇題：共60分，其中9、10、11題為填空題，12、13題為實驗題，14、15、16題為計算題?？忌鶕?jù)要求作答。
9. 某發(fā)電機內部構造可簡化為如圖所示，矩形線圈ABCD繞垂直于勻強磁場的軸勻速轉動，輸出電壓，外接電阻，其它電阻均不計。圖示位置線圈平面與磁感線平行，則圖示位置電流________（選填“最大”或“最小”），電流變化的周期為________s，電流表示數(shù)為________A。
【答案】最大 0.02 6.2
【解析】[1]圖示位置線圈平面與磁感線平行，則圖示位置穿過線圈的磁通量為零，但磁通量的變化率最大，根據(jù)，可知線圈中產(chǎn)生的感應電動勢最大，感應電流最大；
[2]根據(jù)，可得電流變化的周期為
[3]電流表示數(shù)為有效值，根據(jù)歐姆定律得。
10. 如圖，一長方體玻璃磚放在書本上，透過玻璃磚看到的字母會有所變化。如果垂直于玻璃磚向下看，字母的視深比實深更________（選填“深”或“淺”），這是光的________（選填“折射”或“全反射”）現(xiàn)象，已知玻璃的折射率為1.5，則光在玻璃磚中的傳播速度與在真空中的傳播速度之比為________。
【答案】淺 折射 2：3
【解析】[1][2]由題意，可畫出如圖所示光路圖
由光路圖可看出，字母的視深比實深更淺，這是光的折射現(xiàn)象所導致的
[3]已知玻璃的折射率為1.5，則光在玻璃磚中的傳播速度與在真空中的傳播速度之比為
11. 物理課堂上，同學們用輕繩拴著小球轉動感受向心力，小球在水平面做勻速圓周運動，如圖所示。已知小球的質量為m，小球做圓周運動的半徑為R，角速度為，重力加速度大小為g，則小球的線速度大小為______，輕繩的拉力大小為______，當轉速越來越快時，輕繩______（選填“可能”或“不可能”）被拉至水平。
【答案】 不可能
【解析】[1]題意可知小球的線速度大小
[2]由平行四邊形定則可知，輕繩的拉力大小
[3]小球始終受到小球的重力作用，故輕繩不可能被拉至水平。
12. 某同學通過圖甲所示的實驗裝置，研究溫度不變時，一定質量的氣體壓強與體積的關系。
（1）實驗時，為判斷氣體壓強與體積的關系，______（選填“需要”或“不需要”）測出針筒內空氣柱的橫截面積；
（2）該同學按實驗步驟開始實驗，推動活塞壓縮氣體，記錄活塞在不同位置的壓強p和體積V，并計算相應的p與V乘積的值，發(fā)現(xiàn)pV值逐漸增大，原因可能是____________。
（3）該同學實驗操作無誤，但根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出圖像不過坐標原點O，如圖乙所示，則圖中所表示的可能是（ ）
A. 初始狀態(tài)針筒內封閉氣體的體積
B. 最后狀態(tài)針筒內封閉氣體的體積
C. 連接針筒與傳感器細管內空氣的體積
【答案】（1）不需要 （2）空氣柱溫度升高 （3）C
【解析】【小問1詳解】
設氣體初狀態(tài)壓強為p1，空氣柱的長度為L1，氣體末狀態(tài)的壓強為p2，空氣柱長度為L2，空氣柱的橫截面積為S，由玻意耳定律得p1L1S=p2L2S
實驗需要驗證p1L1= p2L2
實驗不需要測量空氣柱橫截面積。
【小問2詳解】
由克拉伯龍方程pV=nRT，可知pV會變大，原因可能是空氣柱溫度升高。
【小問3詳解】
若忽略傳感器與注射器之間氣體，根據(jù)理想氣體的狀態(tài)方程
測得的數(shù)據(jù)作出圖象應是過坐標原點的直線；
在實際的實驗過程中，由于傳感器與注射器之間存在少量氣體，該圖線的方程為
導致氣體根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出圖象不過坐標原點，圖中代表傳感器與注射器之間氣體的體積。
故選C。
13. 某同學要測量一個未知電阻的阻值，其主要實驗步驟如下：
（1）先用多用電表的“×10”擋位測量其阻值，按正確操作后指針示數(shù)如圖甲所示，其讀數(shù)為______Ω；
（2）為了更準確測量，該同學設計了如圖乙所示的電路進行測量，已知定值電阻；
（3）根據(jù)圖乙將圖丙的實物圖補充完整；______
（4）正確連接好實物電路后，閉合開關S，改變滑動變阻器滑片的位置，記錄電壓表和的多組示數(shù)和，并作出圖像如圖丁，若不考慮電壓表內阻的影響，算出電阻______Ω（結果保留三位有效數(shù)字）；
（5）若考慮電壓表內阻的影響，則的測量值______（選填“大于”“等于”或“小于”）真實值。
【答案】（1） 70
（3） （4）66.7 （5）大于
【解析】（1）[1]讀數(shù)為
（3）[2]實物圖如圖
（4）[3]根據(jù)歐姆定律
整理得
結合圖像可知
解得
（5）[4]若考慮電壓表內阻的影響，電壓表V2與電阻R0并聯(lián)后等效電阻，由上述公式可知
所以
即測量值大于真實值。
14. 科學家利用放在強磁場中的云室來記錄宇宙射線粒子，在云室中放入一塊鉛板，以減慢粒子速度。當宇宙射線粒子中的正電子通過云室中方向垂直紙面的勻強磁場時，拍下正電子穿過鉛板前后的徑跡如圖所示。已知正電子穿過鉛板過程中速度方向始終與板垂直，在鉛板上、下方軌跡半徑分別為、，且，正電子質量為m，帶電量為q，磁感應強度大小為B。
（1）請判斷正電子穿過鉛板時的運動方向和磁場的方向；
（2）求正電子在鉛板上方時的速度大?。?br>（3）求正電子穿過鉛板過程中受到的合外力沖量大小。
【答案】（1）正電子穿過鉛板時的運動方向從上到下，磁場的方向垂直紙面向里
（2）
（3）
【解析】【小問1詳解】
正電子穿過鉛板后速度減小，即運動半徑減小，可知正電子穿過鉛板時的運動方向從上到下，根據(jù)左手定則可知磁場的方向垂直紙面向里。
【小問2詳解】
在鉛板上方，洛倫茲力提供向心力，有
解得
【小問3詳解】
在鉛板下方，有
由動量定理有
聯(lián)立解得
15. 如圖，航模試驗時小船A在水面上失去動力，某同學在岸上通過電動機用跨過光滑定滑輪的輕繩把A沿水平直線拖向岸邊，A的水平甲板上有一貨箱B，A和B始終保持相對靜止。已知A和B的質量均為m，電動機的輸出功率恒為P，A經(jīng)過c處時速度大小為，經(jīng)過d處時B受到甲板的靜摩擦力大小為f，A受水面的阻力忽略不計，求小船A
（1）在d處的加速度大小a；
（2）在d處的速度大小v；
（3）從c運動到d所用的時間t。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小問1詳解】
在d處A、B的加速度大小相等，根據(jù)牛頓第二定律，對B有
解得A在d處的加速度大小為
【小問2詳解】
設船在d處時電動機拉動輕繩的速度為，輕繩拉力大小為F，輕繩與水平夾角為，則，
對A、B整體由牛頓第二定律有
解得
【小問3詳解】
設物體A從c運動到d所用的時間t，對A、B整體由動能定理得
解得
16. 如圖甲，整個空間存在水平向左的勻強電場，場強大小。不帶電的絕緣長木板A靜止在粗糙水平地面上，其左端固定一勁度系數(shù)的輕彈簧，A與地面間的動摩擦因數(shù)。帶正電的小物塊B從A的右端與彈簧距離處由靜止釋放，從B釋放開始計時，其速度v隨時間t變化的關系圖像如圖乙，圖中時間內圖線為直線，時刻速度最大，時刻曲線的斜率絕對值最大，時刻速度恰為0。已知A和B的質量均為，A與B之間接觸面光滑，B的電荷量大小，彈簧始終在彈性限度內，彈性勢能與形變量x的關系為，且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度大小。
（1）求B從釋放到剛與彈簧接觸的時間；
（2）求時刻B的速度大小及時刻A的速度大小；
（3）已知，求到時間內A與地面間因摩擦產(chǎn)生的熱量Q。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小問1詳解】
對B，根據(jù)牛頓第二定律有
又
解得
【小問2詳解】
時刻B的速度最大，其合力為零，即
根據(jù)能量守恒定律得
解得
由于
故時刻A恰好開始運動，之后由于，A、B組成的系統(tǒng)受到的合外力為零，系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律得
時刻B的速度為0，得
【小問3詳解】
時刻彈簧的壓縮量最大，A、B的速度相同為v，根據(jù)動量守恒定律得
到時間內A位移為，B位移為，時刻彈簧的壓縮量為，有
根據(jù)能量守恒定律得
得
在該過程的任意時刻，設A、B的速度分別為、，根據(jù)動量守恒定律有

在每段很短的時間內，有
兩邊累加后得
綜上可得

得

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