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高三物理
一.选择题（共6小题，每题4分，共24分。）
1. 如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当汽车匀速向左运动时，物体 的受力和运动情况是
（ ）
A. 绳的拉力等于 的重力
B. 绳的拉力大于 的重力
C. 绳的拉力小于 的重力
D. 物体 向上做匀速运动
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意，设绳子与水平方向的夹角为 ，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，
沿绳子方向的速度等于 的速度，如图所示
根据平行四边形定则得
由于汽车运动过程中， 减小，则 增大，物体 向上做加速运动，由牛顿第二定律有
可知，绳子的拉力大于物体 的重力。
故选B。
2. 如图所示，光滑绝缘圆环固定在竖直面内，圆环上A、B、C三点构成正三角形，AD、BE为圆环直径，
且AD水平。甲、乙两小球带有等量异种电荷，将带正电荷的小球甲固定在A点处，另一带负电小球乙恰
好能静止在B点处（甲、乙均可视为质点）。现在乙受到微小扰动，沿着圆环由静止开始下滑，则下列说
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学科网（北京）股份有限公司法正确的是（ ）
A. 甲乙静止时，在甲、乙形成的电场中，D、E两点的电场强度相同
B. 甲乙静止时，在甲、乙形成的电场中，D、E两点的电势相同
C. 乙从静止下滑到C点的过程中，乙的电势能一直不变
D. 乙从静止下滑到C点的过程中，乙的动能一直增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据等量异种电荷的电场线分布可知在甲、乙形成的电场中，D、E两点的电场强度大小等，
方向不同，故A错误；
B．由几何关系可知，OC在AB连线的中垂线上，为甲、乙形成的电场的等势面且电势为零，可知D、E
两点的电势不相同，故B错误；
C．乙从静止下滑到C点的过程中，库仑力先做负功后做正功，所以乙的电势能先增大后减小，故C错误；
D．由于初始时小球乙恰好能静止在B点处，对其受力分析，如图所示
根据平衡条件可得
解得
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学科网（北京）股份有限公司乙下滑到C点的过程中，甲乙间距离先增大后减小，所以库仑力先减小后增大，即库仑力先小于重力后增
大到与重力再次相等，所以BD阶段重力做功大于库仑力做功，合力做正功，DC阶段两力均做正功，合力
做正功，所以乙的动能一直增大，故D正确。
故选D。
3. 如图所示，有一个长为12cm的线光源AB，其表面可以朝各个方向发光，现将AB封装在一个半球形透
明介质的底部，AB中点与球心O重合。半球形介质的折射率为1.5，为使AB发出的所有光都能射出球面，
不考虑二次反射，则球半径R至少为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】如图所示
在半球面上任选一点P，根据几何关系可知，若此时线状光源B点发出的光能够射出P点，则线状光源其
他点发出的光也一定能够射出P点，所以只要B点发出的所有光线能够射出球面，则光源发出的所有光均
能射出球面，在 中，根据正弦定理有
解得
当 时， 有最大值
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学科网（北京）股份有限公司为使光线一定能从P点射出，根据全反射应有
所以
故选C。
4. 分子力F随分子间距离r的变化如图所示，将两分子从相距r=r 处释放，仅考虑这两个分子间的作用，
2
下列说法正确的是（ ）
A. 从r = r 到r = r，分子间作用力表现为斥力
2 0
的
B. 从r = r 到r = r，分子力 大小先减小后增大
2 1
C. 从r = r 到r = r，分子势能先减小后增大
2 0
D. 从r = r 到r = r，分子动能先增大后减小
2 1
【答案】D
【解析】
【详解】A．从 到 ，分子间作用力表现为引力，故A错误；
B．由图可知，在 时分子力为零，故从 到 分子力的大小先增大后减小再增大，故B错误；
C．从 到 分子力做正功，分子势能一直减小，故C错误；
D．从 到 分子力先做正功后做负功，分子动能先增大后减小，故D正确。
故选D 。
的
5. 关于 粒子散射实验，下列说法中正确 是
A. 绝大多数 粒子经过金箔后，发生了角度很大的偏转
B. 粒子离开原子核的过程中,电势能增加
C. 粒子在接近原子的过程中，动能减少
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学科网（北京）股份有限公司D. 对 粒子散射实验数据进行分析，可以估算出 粒子的大小
【答案】C
【解析】
【详解】对α粒子散射实验数据进行分析可知，绝大多数α粒子经过金箔后，方向不发生改变，仍按原来
方向运动，选项A错误；α粒子离开原子核的过程中，库仑力做正功，则电势能减小，选项 B错误；α粒
子在接近原子的过程中，库仑力做负功，则动能减少，选项 C正确；对α粒子散射实验的数据分析，可以
估算出原子核的大小数量级，但不能估算出α粒子的大小，故D错误；
6. 如图所示，某同学将白纸固定在木板上，橡皮筋一端固定在O点，另一端A系一小段轻绳（带绳结），
将木板竖直固定在铁架台上，把一个质量为m的钩码挂在绳结上，静止时描下橡皮筋下端点的位置 A；用
0
水平力拉A点，使A点在新的位置静止，描下此时橡皮筋下端点的位置A₁；逐渐增大水平力，重复实验。
取下木板，量出A₁、A₂…各点到O的距离 、 …量出各次橡皮筋与 之间的夹角（ 、 ，在坐标
纸上作出 的图像，已知图像斜率为k＇，在y轴上的截距为b，则橡皮筋的劲度系数k和橡皮筋的
原长l 可以表示为（已知重力加速度为g）（ ）
0
A. 、 B. 、
C. 、 D. 、
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意，对结点受力分析，由平衡条件及胡克定律有
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学科网（北京）股份有限公司整理可得
结合图像有
，
解得
，
故选C 。
二.多选题（共4小题，每题5分，共20分。每题给出的四个选项中有多个选项符合题意，
全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错或不选得0分）
7. 如图所示，不可伸长的悬线MO绳下端挂一质量为m的物体，在拉力F作用下物体静止，此时悬线与竖
直方向的夹角为α。现保夹角持α不变，拉力F缓慢地由水平位置逆时针转到竖直位置的过程中（重力加
速度为g）（ ）
A. F逐渐减小，OM绳拉力逐渐减小
B. F先减小后增大，OM绳拉力逐渐减小
C. 若F＝mgtanα，则力F的方向一定水平向右
D. F的最小值为mgsinα
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB．根据题意，以结点O为受力分析点，做出受力分析的矢量三角形，如下图所示
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学科网（北京）股份有限公司由上图可知，保持夹角α不变，拉力F缓慢地由水平位置逆时针转到竖直位置的过程中，根据矢量三角形
的边长表示力的大小，可得：拉力F先减小后增大，OM绳拉力T逐渐减小，故A错误，B正确；
C．当力F的方向水平向右时，受力分析如图所示
根据几何关系可得
解得
故C正确；
D．根据题意易得：当力F垂直于OM绳上的拉力T时，力F有最小值，根据几何关系可得
解得
故D正确。
故选BCD。
8. 如图所示的电路中，电源电动势为 、内阻为 ， 、 、 均是定值电阻， 是滑动变阻器，图中
各电表均为理想电表。闭合开关 ，当 的滑动触片P向下滑动时，下列判断正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. 消耗的功率变小
B. 消耗的功率变小
C. 电压表 的示数变小， 的示数变小
D. 电流表 的示数变大， 的示数变小， 的示数变大
【答案】BD
【解析】
【详解】A．滑动触片P向下滑动时，滑动变阻器接入的有效电阻减小，则电路总电阻减小，干路电流
变大，即流过 的电流变大，电流表 的示数变大。由于
可知 消耗的功率变大，故A错误；
BD．电阻 两端的电压为
当 变大时，可知 变小，即 的示数变小，则流过 的电流 变小， 的示数变小， 消耗的功
率变小；流过 的电流为
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学科网（北京）股份有限公司可知 变大，即 的示数变大，故BD正确；
C．电压表 的示数为
由于 、 增大，所以电压表 的示数变大，故C错误。
故选BD。
9. 直角边AC长为d的三棱镜ABC置于水平桌面上，其截面图如图所示。D为斜边BC的中点，桌面上的
S点有一点光源，发射的一条光经D点折射后，垂直于AB边射出。已知 ，光在棱镜中的传播时
间为 ，真空中光速为c，不考虑光的反射。下列说法正确的是（ ）
A. 该棱镜的折射率为
B. 该棱镜的折射率为
C. 入射光与BC的夹角为
的
D. 入射光与BC 夹角为
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．由题意画出光路图，如图所示
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学科网（北京）股份有限公司E是光在AB边的出射点，设光在棱镜中的传播速度为 ，入射角为 ，折射角为 ，光与BC边的夹角为
。则有
，
由折射定律
解得，该棱镜的折射率为
A正确，B错误；
CD．光射到BC边，由几何关系和折射定律有
联立解得，入射光与BC的夹角为
C正确，D错误。
故选AC。
10. 晓燕和小松同学合作设计了一个简易的气温计，如图所示，向一个空的铝制饮料罐中插入一根透明吸
管，接口用蜡密封，在吸管内引入一小段油柱（长度可以忽略）。大气压的变化可忽略不计，罐内气体视
为理想气体。已知罐的容积是 ，吸管内部粗细均匀，横截面积为S，吸管的总有效长度为L（总有效长
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学科网（北京）股份有限公司度为铝罐外部吸管量远端到接口的距离），铝罐水平放置条件下，当温度为 时，油柱到接口的距离为L
1.
根据以上信息，在吸管上标上温度刻度值。以下说法中正确的有（ ）
A. 吸管上的温度刻度值左低右高
B. 吸管上的温度刻度分布不均匀
C. 吸管上的温度刻度分布均匀
D. 该简易温度计的测温灵敏度与管的总有效长度L有关（若温度升高 T，油柱到接口的距离增加 x，定
△ △
义 为测温灵敏度）
【答案】AC
【解析】
【详解】A．根据题意可知，罐内气体做等压变化，根据盖吕萨克定律可知，罐内气体温度越高，体积越
大，吸管内油柱越靠近吸管的右端，则吸管上的温度刻度值应左低右高，故A正确；
BC．根据盖吕萨克定律可知，空气的体积和温度成正比，即
则
根据题意可知
则
即温度的变化量与距离的变化量成正比，则吸管上的温度刻度分布均匀，故B错误C正确；
D．根据题意及C分析可知，测温灵敏度为
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学科网（北京）股份有限公司可知，简易温度计的测温灵敏度与管的总有效长度L无关，故D错误。
故选AC。
三.填空题（共2小题，共16分。）
11. 如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐横波在t=0.5s时刻的波动图像，图乙为平衡位置x=2m质点P
的振动图像，由图可知这列简谐横波的波速为________m/s；质点P从t=0.5s到t=2.5s时间内经过的路程为
________m。
【答案】 ①. 4 ②. 1.6
【解析】
【详解】[1]由图可知，这列简谐横波的波长 ，周期 ，所以波速
[2]质点P从t=0.5s到t=2.5s时间内完成了两个全振动，经过的路程
12. 如图所示，匀强电场场强E＝100 V/m，A、B两点相距10 cm，则U ＝________V。
AB
【答案】10
【解析】
【详解】根据电场强度和电势差的关系，可知
U ＝Ed ＝100×0.1 V＝10 V
AB AB
四.计算题（共3小题，共40分）
13. 某同学做家务时，使用拖把清理地板，如图所示。假设拖把头的质量为1kg，拖把杆的质量不计，拖
把杆与水平地面成53°角。当对拖把头施加一个沿拖把杆向下、大小为10N的力F 时，恰好能推动拖把头
1
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学科网（北京）股份有限公司向前匀速运动。重力加速度g取10m/s2， ， 。
（1）求拖把头与地板间的动摩擦因数 。
（2）当拖把静止时，对拖把头施加一个沿拖把杆向下的力F，拖把杆与地面的夹角为 。当 增大到某
2
一值时，无论F 多大，都不能推动拖把头，求此时的tan 值。（为方便起见，本问可忽略拖把头的重力，
2
且认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
【答案】（1） 或0.33；（2）
【解析】
【详解】（1）对拖把头受力分析，如图所示
拖把头做匀速直线运动，水平方向和竖直方向受力平衡：水平方向有
竖直方向有
而
解得
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学科网（北京）股份有限公司（2）忽略拖把头的重力，若不能推动拖把头，需满足
即
即 时，无论对拖把头施加一个沿拖把杆向下的多大的力，都不能推动拖把头。
14. 如图所示，绝缘粗糙的水平轨道AB（动摩擦因数μ=0.5）与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC
平滑连接，BC为竖直直径，半圆形轨道的半径R=0.4m，在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场
线与轨道所在的平面平行，电场强度E=1N/C。现有一电荷量q=+1C、质量m=0.1kg的带电体（可视为质
点）在水平轨道上的P点由静止释放，带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点C，然后落至水平轨道上的
D点（图中未画出）。g取10m/s2，求：
（1）带电体运动到半圆形轨道C点时速度大小；
（2）P点到B点的距离x ；
PB
（3）带电体在从B点运动到落至C点的过程中何处动能最大？并求出最大动能。（第3小题保留两位有
效数字）
【答案】（1）2m/s；（2）2m；（3）当运动到带电体与圆心的连线与竖直方向成45 时，动能最大，最大
动能为1.2J °
【解析】
【详解】（1）设带电体运动到半圆形轨道C点时速度大小为v ，由题意，根据牛顿第二定律得
C
解得
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学科网（北京）股份有限公司（2）设带电体运动到B点时的速度大小为v ，对带电体从B运动到C的过程，根据动能定理得
B
解得
对带电体从P运动到B的过程，根据动能定理得
解得
（3）带电体在重力场和电场的复合中运动，当带电体在半圆形轨道上运动至速度方向与电场力和重力的
合力方向垂直时（即运动到等效最低点Q时）的动能最大，由题意可知带电体所受重力和电场力大小相等，
根据力的合成与分解可知OQ连线与竖直方向的夹角为45°。设带电体的最大动能为E ，对带电体从B运
km
动到Q的过程，根据动能定理得
解得
15. 如图所示，某单色光以α=60°的入射角射入厚度为d的矩形玻璃砖上，在玻璃砖中折射角分别为30°，
光路不计多次反射。已知单色光在空气中的传播速度为c。求：
（1）玻璃砖的折射率n和单色光在玻璃砖中的传播速度v；
（2）改变入射角后，单色光通过玻璃砖的最长时间t 。
m
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学科网（北京）股份有限公司【答案】（1） ， ；（2）
【解析】
【详解】（1）设单色光在玻璃砖中折射角分别为β=30°，由折射率公式可得
则单色光在玻璃砖中的传播速度为
（2）单色光在玻璃砖内通过的路程为
可知，当β等于临界角C时，单色光通过玻璃砖的时间达到最长，则
根据
解得
则单色光通过玻璃砖的最长时间为
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