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高三物理
一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第 1～7题只有一项符
合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，
选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1. 光刻机是制作芯片的核心装置，主要功能是利用光线把掩膜版上的图形印制到硅片上。如图所示，DUV
光刻机使用的是深紫外线，其波长为193nm。为提高投影精细图的能力，在光刻胶和投影物镜之间填充液
体以提高分辨率，则与没加入液体相比，下列说法正确的是（ ）
A. 深紫外线进入液体后传播速度变大
B. 传播相等的距离，深紫外线在液体中所需的时间更长
C. 深紫外线光子的能量在液体中更大
D. 深紫外线在液体中更容易发生衍射，能提高分辨率
【答案】B
【解析】
【详解】A．光在真空中传播速度c大于在介质中传播速度 ，深紫外线进入液体后传播速度变小，A错误；
B．设传播 距离，在真空中的时间
在液体中所需的时间
故B正确；
C．深紫外线进入液体频率不变，根据 可知光子能量不变，C 错误；
D．深紫外线进入液体频率不变，传播速度变小，波长变短，更不容易发生明显衍射，D错误。
故选B。
2. 地震监测技术的主要原理是利用了地震发生后横波与纵波的时间差，由监测站发出的电磁波赶在监测站
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学科网（北京）股份有限公司监测仪记录的地震横波波形图和振动图像，已知地震纵波的平均波速为6km／s，两种地震波都向x轴正方
向传播，地震时两者同时从震源发出。下列说法正确的是（ ）
A. 地震横波的周期为
B. 用于地震预警监测的是横波
C. 若震源位于地表以下 ，则纵波、横波到达震源正上方的地表时间差为
D. 若将监测站显示的地震横波看成简谐横波，以 时刻作为计时起点，则该振动图像的振动方程为
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题图振动图像可知地震横波的周期为
A错误；
B．由题图波动图像可知地震横波的波长为
则地震横波的波速为
因此用于地震预警监测的是纵波，B错误；
的
C．若震源位于地表以下 ，则纵波、横波到达震源正上方 地表时间差为
C正确；
D．由题图可知
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学科网（北京）股份有限公司又角速度
初相位
则若将监测站显示的地震横波看成简谐横波，以 时刻作为计时起点，则该振动图像的振动方程为
D错误。
故选C。
3. 2023年8月24日，日本政府正式向海洋排放福岛第一核电站的核污水，其中含有放射性元素多达64种，
在这些元素中有21种半衰期超过10年，其中有一种含量最高却难以被清除的氢同位素氚 ，氚核 的
衰变方程为 ，半衰期为12.5年，X为新生成的粒子。关于氚核的衰变下列说法正确
的是（ ）
A. X粒子来自原子核的外部
B. 经过50年，氚 的含量为初始的
C. 通过升高海水温度可以改变氚 的半衰期
D. 的比结合能比 的比结合能小
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据电荷数守恒和质量数守恒可知X粒子 是电子，其来源于原子核内一个中子转变为一个质
子同时释放一个电子，故A错误；
B．半衰期为12.5年，经过50年，即4个半衰期，氚 的含量为初始的
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学科网（北京）股份有限公司故B错误；
C．半衰期是原子核自身属性，不随外界的物理化学环境变化而变化，故C错误；
D．由于该核聚变释放能量，生成物的原子核更稳定，氚核的比结合能小于氦核的比结合能，故D正确。
故选D。
4. 如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数为 ，连接一个理想交流电流表，副线圈接入电路的匝数 可
以通过滑动触头 调节，副线圈接有定值电阻 和压敏电阻 ，压敏电阻的阻值 与所受压力大小 的
对应关系如图乙所示。物块 置于压敏电阻上，保持原线圈输入的交流电压不变。下列说法正确的是（
）
A. 只减小物块对 的压力，电流表的示数减小
B. 只增大物块对 的压力， 两端的电压增大
C. 只将滑动触头 向左滑动，电流表的示数增大
D. 只将滑动触头 向右滑动， 两端的电压增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．只减小物块对 的压力，则R阻值减小，次级电阻减小，次级电流变大，则初级电流变大，
即电流表的示数变大，选项A错误；
B．只增大物块对 的压力，则R阻值变大，因次级电压不变，可知 两端的电压减小，选项B错误；
C．只将滑动触头 向左滑动，次级匝数减小，根据则次级电压减小，次级电流减小，根据P=I2R可知，
次级功率减小，则初级功率也减小，初级电流减小，即电流表的示数减小，选项C错误；
D．只将滑动触头 向右滑动，次级匝数增加，则次级电压变大，则 两端的电压增大，选项D正确。
故选D。
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学科网（北京）股份有限公司5. 北京时间2023年9月21日15时48分，“天宫课堂”第四课在中国空间站开讲，新晋“太空教师”景
海鹏、朱杨柱、桂海潮为广大青少年带来了一场精彩 的太空科普课，这是中国航天员首次在梦天实验舱内
进行授课。已知中国空间站绕地球做匀速圆周运动的周期约为90分钟，则其公转轨道半径和地球同步卫星
的公转轨道半径之比约为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】ABCD．绕地球做匀速圆周运动的卫星，万有引力提供向心力，则有
可得
空间站匀速圆周运动周期
地球同步卫星匀速圆周运动周期
代入可得中国空间站公转轨道半径和地球同步卫星的公转轨道半径之比约为
故选B。
6. 如图所示，电源的电动势为3V、内阻为2Ω， 的电阻为8Ω，电容器的电容为600μF，所有电压表和
电流表均视为理想电表。在将滑动变阻器 （最大阻值为8Ω）的滑片由上端缓慢地滑到下端的过程中，
下列说法正确的是（ ）
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学科网（北京）股份有限公司A. V 示数增大，V 示数减小 B. 消耗的电功率先增大后减小
1 2
C. 两端的最大电压为2V D. 电容器极板上增加的电荷量为
【答案】D
【解析】
【详解】A．将滑动变阻器的滑片由上端缓慢地滑到下端的过程中，滑动变阻器接入电路阻值变大，则总
电阻变大，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流减小，路端电压增大，则V 示数增大， 两端电压
1
减小，则滑动变阻器 两端电压增大，即V 示数增大，故A错误；
2
B． 消耗的电功率为
根据数学知识可知，当
消耗的电功率最大，由于 的最大值为 ，则 消耗的电功率一直增大，故B错误；
C．当 接入电路阻值为0时，电路电流最大，则有
则 两端的最大电压为
故C错误；
D．滑动变阻器的滑片在上端时，接入电路阻值为0，则电容器两端电压为0；当滑动变阻器的滑片在下端
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学科网（北京）股份有限公司时，根据闭合电路欧姆定律可得
则电容器两端电压为
则电容器极板上增加的电荷量为
故D正确。
故选D。
7. 一电动玩具汽车启动时，以额定功率沿直线加速并达到最大速度，其加速度 a与速度倒数 的关系图像
如图所示。已知电动玩具汽车受到的阻力大小恒为100N，取重力加速度大小 。则电动玩具汽
车的额定功率和最大速度分别为（ ）
A. 200W 2m/s B. 100W 4m/s C. 100W 2m/s D. 200W 4m/s
【答案】A
【解析】
【详解】设电动玩具汽车的额定功率为 ，受到的阻力大小为 ，根据牛顿第二定律可得
又
联立可得
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学科网（北京）股份有限公司根据 图像可得
，
解得
当牵引力等于阻力时，速度到达最大，则有
故选A。
8. 设想将来发射一颗人造卫星，其绕地球运行的轨道半径是月球绕地球运行轨道半径的 。该卫星与月球
绕地球做匀速圆周运动时的（ ）
A. 周期之比为1:8 B. 线速度大小之比为8：1
C. 向心加速度大小之比为16：1 D. 角速度之比为4:1
【答案】AC
【解析】
【详解】根据万有引力提供向心力可得
可知
， ， ，
该卫星与月球绕地球做匀速圆周运动时的周期之比为
该卫星与月球绕地球做匀速圆周运动时的线速度大小之比为
该卫星与月球绕地球做匀速圆周运动时的向心加速度大小之比为
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学科网（北京）股份有限公司该卫星与月球绕地球做匀速圆周运动时的角速度之比为
故选AC。
9. 研究光电效应中遏止电压、光电流大小与照射光的频率及强弱等物理量关系的电路如图甲所示。图中阳
极A和阴极K间的电压大小可调，电源的正负极也可以对调。分别用 a、b、c三束单色光照射阴极K，调
节A、K间的电压U的大小，得到光电流I与电压U的关系如图乙所示。已知电子的电荷量为e，则下列
说法正确的是（ ）
A. 单色光a的频率等于单色光b的频率
B. 单色光a的频率大于单色光c的频率
C. 单色光a的强度大于单色光b的强度
D. 单色光c与单色光a的光子能量之差为
【答案】AD
【解析】
【详解】A．由图像可知，单色光ab的截止电压相等，根据
可知，单色光a的频率等于单色光b的频率，选项A正确；
B．单色光a的截止电压小于单色光c的截止电压，根据
的
可知，单色光a 频率小于单色光c的频率，选项B错误；
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学科网（北京）股份有限公司C．单色光a的饱和光电流小于b的饱和光电流，可知单色光a的强度小于单色光b的强度，选项C错误；
D．根据
可知
单色光c与单色光a的光子能量之差为
选项D正确。
故选AD。
10. 如图所示，圆形区域内存在一匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里。质量为m、电荷
量为q的带电粒子由A点沿平行于直径CD的方向射入磁场，射入时粒子运动的速率为 ，粒子经过圆
心O，最后离开磁场。已知圆形区域半径为R，不计粒子受到的重力。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子在磁场中运动的半径为 B. A点到CD的距离为
C. 粒子在磁场中运动的位移大小为 D. 粒子在磁场中运动的时间为
【答案】BC
【解析】
【详解】A．粒子在磁场中运动的半径为
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学科网（北京）股份有限公司选项A错误；
B．由几何关系可知，A点到CD的距离为
选项B正确；
C．粒子在磁场中运动的位移大小为
选项C正确；
D．粒子在磁场中运动的时间为
选项D错误。
故选BC。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某实验小组利用如图甲所示的装置验证了机械能守恒定律，实验时完成了如下的操作：
a.首先接通气垫导轨，然后调节气垫导轨水平，将光电门固定在气垫导轨上，调节滑轮的高度使轻绳水平；
b.用游标卡尺测量遮光条的宽度d；
c.将质量为M的滑块（含遮光条）放在气垫导轨上，用轻绳跨过定滑轮，另一端拴接一个质量为m的钩码；
d.将钩码由静止释放，记录滑块经过光电门时的挡光时间t，测量出释放点到光电门的距离L；
e.改变钩码的个数n（每个钩码质量均为m），仍将滑块从同一位置静止释放，记录滑块经过光电门时相应
的挡光时间。
（1）游标卡尺示数如图乙所示，则遮光条的宽度为______cm；
（2）已知重力加速度为g，若所挂钩码的个数为n，系统的机械能守恒时，关系式______成立（用已知和
测量的物理量的字母表示）；
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学科网（北京）股份有限公司（3）利用记录的实验数据，以 为横轴、 为纵轴描绘出相应的图像，作出的图线斜率为k，若系统的机
械能守恒，则 ______（用已知和测量的物理量的字母表示）。
【答案】 ①. 0.170 ②. ③.
【解析】
【详解】（1）[1]游标卡尺的精度为0.05mm，读数为
0.1cm+ mm=0.170cm
（2）[2]滑块到光电门的速度为
根据机械能守恒定律有
解得
（3）[3]由（2）中表达式变形可知
可知若系统的机械能守恒，则
k=
12. 某同学测量某电阻的电阻值。
（1）首先用多用电表进行粗测，将旋钮扳到“×10”的挡位，进行欧姆调零后将两表笔与待测电阻的两端
相接触，多用电表的指针位置如图甲所示，则电阻测量值为______Ω；
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学科网（北京）股份有限公司（2）为了精确测量该电阻阻值，实验室为其提供了如下的实验器材：
a.待测电阻
b.电压表V（量程1V、内阻 ）
c.电流表 （量程2A、内阻 ）
d.电流表 （量程30mA、内阻 ）
c.滑动变阻器
f.滑动变阻器
g.电阻箱 （ ）
h.电源（电动势3V、内阻不计）、开关，导线若干
①该同学分析实验器材，发现电压表的量程太小，需将该电压表改装成 3V量程的电压表，应______（填
“串联”或“并联”）电阻箱 ，并将 的阻值调为______；
②实验时，为了减小实验误差。且要求电表的示数从零开始调节，请将设计的电路画在图乙虚线框中，并
标出所选用的相应的器材符号______；
③某次测量时，电压表与电流表的示数分别为U、I，则待测电阻的阻值 ______（用已知物理量的字
母表示）。
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学科网（北京）股份有限公司【答案】（1）140 （2） ①. 串 ②. 600 ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
指针指向“14”刻度，则电阻为 Ω=140Ω；
【小问2详解】
①[1][2]根据电压表的改装原理可知，应串联电阻，根据欧姆定律有
Ω
②[3]电路中的电流约为
电流表应选择A，由于电压表内阻已知，则电流表外接，电压表测待测电阻电压，的电流、电压测量更准
2
确，减少实验误差。另外，电表的示数从零开始调节，则滑动变阻器采用分压式接法，电路如图
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学科网（北京）股份有限公司③[4]根据欧姆定律可知
13. 如图所示，粗糙水平面NQ右侧固定一个弹性挡板，左侧在竖直平面内固定一个半径 、圆心
角 的光滑圆弧轨道MN。半径ON与水平面垂直，N点与挡板的距离 。可视为质点的滑块
质量 ，从P点以初速度 水平抛出，恰好在M点沿切线进入圆弧轨道。已知重力加速
度g取 ， 。
（1）求滑块经过N点时对圆弧轨道的压力大小；
（2）若滑块与挡板只发生一次碰撞且不能从M点滑出轨道，求滑块与水平面间的动摩擦因数 的取值范
围。
【答案】（1） ；（2）
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学科网（北京）股份有限公司【解析】
【详解】（1）依题意，滑块到达M点时，速度分解为水平和竖直两个方向，可得
滑块从M点运动到N点过程，由动能定理可得
滑块在最低点N时，由牛顿第二定律可得
联立，解得
根据牛顿第三定律可知滑块经过N点时对圆弧轨道的压力大小为
（2）动摩擦因数 取最大值时，滑块第一次向右运动恰好与挡板碰撞，有
解得
滑块恰好可以再次滑到M点，由动能定理可得
解得
滑块恰好不与挡板发生第二次碰撞，即
解得
所以动摩擦因数 的取值范围为
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学科网（北京）股份有限公司14. 如图所示，间距为d、足够长的平行金属导轨MQ、NP与水平面的夹角为 ，两导轨处在磁感应强度大
小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中；导轨上端通过开关S可以分别与电源E（内阻为r）、电
阻R和电容器C相连。金属棒ab质量为m、长度为d，置于导轨上与导轨垂直且始终接触良好。已知重力
加速度为g，金属棒与导轨电阻不计，电容器的击穿电压为U。
（1）若导轨光滑，现将开关S置于“1”位置，金属棒由静止释放一段时间后恰好做匀速运动（金属棒已
达到稳定状态），求此时金属棒的速度大小；
（2）若金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为 ，现将开关S置于“2”位置，求金属棒由静止释放后沿导
轨下滑的最大速度；
（3）若导轨光滑，现将开关S置于“3”位置，为保证电容不被击穿，求金属棒由静止释放后沿轨道运动
的最大距离l。
【答案】（1） ；（2） ；（3）
【解析】
【详解】（1）金属棒由静止释放一段时间后恰好做匀速运动，合力为零，则
其中
解得
（2）达到最大速度后，合力为零，此时
解得最大速度
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学科网（北京）股份有限公司（3）为保证电容不被击穿，最大电压
设释放金属棒的一小段时间Δt的加速度为a，根据牛顿第二定律可得
根据电流的定义式得
金属棒的加速度为
根据
解得
15. 如图所示，质量为2m的木板C静止在光滑的水平地面上，质量分别为m和2m的物块A、B（可视为
质点）紧挨着放在木板C上。某时刻A、B分别以 和 的初速度向相反方向运动，A、B均刚好不从C
上滑落，已知A、B两物块与木板C之间的动摩擦因数均为 ，重力加速度为g，求：
（1）最初时刻A、B、C三个物体各自的加速度大小；
（2）木板C的最大速度的大小；
（3）木板C的长度。
【答案】（1） ， ， ；（2） ；（3）
【解析】
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学科网（北京）股份有限公司【详解】（1）最初时刻对A由牛顿第二定律可得
解得
最初时刻对B由牛顿第二定律可得
解得
最初时刻对B由牛顿第二定律可得
解得
（2）当A、B、C三者共速，一起向右匀速运动时，C的速度最大，设向右为正，对A、B、C组成的系统
由动量守恒定律得
解得
所以木板C的最大速度的大小为 。
（3）当A、B、C三者共速时，A、B刚好不从C上滑落，则A位于C的最左端，B位于C的最右端，设
对B由动能定理可得
解得
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学科网（北京）股份有限公司设C的位移大小为 ，对C由动能定理可得
解得
的
A、B相对于C滑动 位移大小分别为 、 ，B的位移为 ，则B相对C滑动的距离为
对A、B、C由能量守恒定律可得
解得
则木板C长
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学科网（北京）股份有限公司
