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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. 大气中宇宙射线中子轰击氮14原子生成碳14，若氮14生成碳14的核反应方程为 则 X 为（
）
A. B. C. D.
2. 下列现象属于光的干涉的是（ ）
A. 雨后天空出现彩虹
B. 通过一条狭缝看日光灯观察到彩色条纹
C. 肥皂膜在日光照射下呈现彩色
D. 水中 气泡看上去特别明亮
3. 关于“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，下列说法正确的是（ ）
A. 变压器是利用电流的热效应来工作的装置
B. 为了人身安全，实验中只能使用低压直流电源，电压不要超过 36V
C. 为了减小涡流，变压器中的铁芯是由彼此绝缘的片状硅钢片叠加制成
D. 实验中要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，需要运用的科学方法是等效替代法
4. 某汽车 四冲程内燃机利用奥托循环进行工作，该循环由两个绝热过程和两个等容过程组成。如图所示为一定质量
的理想气体所经历的奥托循环，则该气体（ ）
A. 状态 和 在同一条等温线上
B. 在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量
C. 过程中增加的内能小于 过程中减少的内能
D. 在 过程中增加的内能在数值上等于 abefa 所围的“面积”
5. 一列沿 轴传播的简谐横波，某时刻波形如图 1 所示，以该时刻为计时零点， 处质点的振动图像如图 2 所示。
根据图中信息，下列说法正确的是（ ）A. 波 传播速度
B. 波沿 轴负方向传播
C. 时， 处的质点加速度为 0
D. 时 处的质点位于 处
6. 中国科学家团队为深海潜航器研发了一套新型无线充电系统，其原理简化模型如图所示：在潜航器外部安装一个匝
数为 的接收线圈，海底基站中的发射线圈通过交变电流产生变化磁场。已知发射线圈两端电压随时间变化的规律为
，发射线圈与接收线圈的匝数比为 。忽略一切损耗及线圈电阻，潜航器内设
备可等效为一个纯电阻负载 ，下列说法正确的是（ ）
A. 接收线圈中感应电流 频率为 100Hz
B. 接收线圈两端电压的有效值是其内部感应电动势有效值的 3 倍
C. 若将接收线圈的匝数 增加一倍，则负载 消耗的电功率将变为原来的 4 倍
D. 若发射线圈两端电压的峰值 不变，仅将其频率提高到 200Hz，则接收线圈输出的功率将增大到原来的 2 倍
7. “粒子约束阱”是一种新型核聚变实验装置，其核心区域由一对平行的金属栅网构成匀强电场，用于约束带电粒子。
其原理简化如图所示，间距为 的两平行栅网，上栅网 带正电。一个氘核（质量为 、电荷量为 ）从下栅网左
端 点以初速度 射入电场，初速度方向与水平方向成 ，结果恰好从上栅网边缘 点平行于上栅网 射出
电场。若氘核重力不计，下列说法正确的是（ ）
A. 氘核在栅网间做匀速圆周运动B. 氘核从 点射出时的电势能小于从 点射入时的电势能
C. 氘核在栅网间运动的时间为
D. 两栅网间的电压大小为
8. 铺设铁轨时，每两根钢轨接缝处都留有一定间隙，致使匀速运行的列车车轮受到周期性冲击，从而引发受迫振动（普
通钢轨长 12.5m，列车固有振动周期为 0.25s）。当列车驶向隧道时，隧道口的监测器接收到的鸣笛声频率会与列车司机
听到的频率不同。下列说法正确的是（ ）
A. 列车的危险速率为 50m/s
B. 列车运行的振动频率和列车的固有频率总是相等的
C. 监测器接收到 声音频率发生变化，是因为列车接近隧道时，声音的传播速度发生了改变
D. 监测器接收到的声音频率发生变化，这是多普勒效应导致的
9. 如图甲所示，一个平铺在地面上的单匝正方形闭合金属线框，总电阻为 。一垂直地面向下的均匀分布的磁场，磁
感应强度 B 随时间 的变化如图乙，规定顺时针方向（俯视）为电流的正方向，指向线框内部方向为力的正方向，则线
框内的电流 、线框的发热量 、 边所受的安培力 随时间 的变化图像正确的是（ ）
A.
B.C.
D.
10. 如图所示，在圆心为 的小圆区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场 ，在圆心也为 的大圆弧上装有粒子收集器，
两个带电粒子 、 均从 点无初速度进入 区域（ 间有电场），被电场加速后，沿 的方向进入磁场，分别在
、 两点被收集器收集。已知 垂直 与 间的夹角为 ，忽略粒子重力及粒子间的相互作用，
。下列说法正确的是（ ）
A. 粒子 和粒子 在磁场中运动的半径之比为
B. 粒子 和粒子 的比荷之比为
C. 粒子 和粒子 在进入磁场时的速度之比为
D. 粒子 和粒子 在磁场中运动的时间之比为
二、非选择题：本题共 5 小题，共 54 分。
11. 质量为 、上端细长圆管直径为 的比重计漂浮于密度为 的液体中，如图（a） 所示。用手向下轻推一下比重
计，给它一竖直向下的初速度，使其可以在液体中做小幅振动（液体的阻力不计）。某同学通过实验探究液体密度 与
比重计振动周期 之间的关系。液体 水 酒精 汽油 豆油 盐水 蔗糖水 蜂蜜水
0.6516 0.7236 0.7032 0.6718 0.6416 0.5874 0.5791
0 -0 139 -0.104 -0.042 0.026 0.124 0.148
（1）在比重计上做好标注点，然后将其放入到水中，当其平衡后，在水中与标注点对齐的水平方向某处放置一固定浮
标，如图（a）所示。沿竖直方向轻推比重计，当比重计上的标注点某次与浮标等高时记为第 0 次并开始计时，第 20
次时停止计时，这一过程中比重计振动了_______个周期。
（2）换用其他常见液体（汽油、酒精、盐水、豆油、蔗糖水和蜂蜜水）重复上述操作，测得多组数据。为了探究 与
之间的函数关系，可用它们的自然对数作为横、纵坐标绘制图像进行研究，数据如下表所示。
根据表中数据绘制出 图像如图（b）实线所示，则 与 的近似关系为______。
A. B. C. D.
（3）在确保比重计仍做小振动的前提下，增大沿竖直向下的推力，而使其偏离浮标的距离变大（比重计保持不完全浸
没），所得 图像也近似是一条直线，则该直线可能是图（b）中的_____（填“虚线①”“虚线②”或者“实
线”）。
12. 某同学制作了一个水果电池，要测量其电动势和内阻，仅找到了以下器材：毫安表 ：量程 ，内阻为 ；
两个电阻箱：阻值范围均 ；
开关 、导线若干，
（1）将毫安表串联一个电阻箱，将其改装成量程为 的电压表，此电阻箱电阻应调为______ 。
（2）用改装后的电压表和另一个电阻箱，设计如图甲所示的电路，测得多组 的值，并做出 图像，如图乙
所示，要求测量结果尽量精确，那么水果电池的电动势 ______ ，内阻 ______ 。（计算结果均保留 3 位有
效数字）
（3）用这个改装后的电压表直接测量水果电池两极，发现测量结果与（2）中测量的电动势有明显偏差，其原因是______。
13. 汽车轮胎与公路路面之间必须要有足够大的动摩擦因数，才能保证汽车安全行驶。为检测某公路路面与汽车轮胎之
间的动摩擦因数，需要测量刹车的痕迹。汽车在该公路的水平直道上以 72km/h 的速度行驶时，突然紧急刹车，车轮被
抱死后在路面上滑行，直至停下来。量得车轮在公路上摩擦的痕迹长度是 40m，g 取 10m/s2，则
（1）路面与轮胎之间的动摩擦因数是多少？
（2）某次在雨天，路面与轮胎的动摩擦因数减小到正常值的 0.64 倍，要使该汽车仍然在 40m 内停下来，汽车的行驶
速度不得超过多少？
14. 如图所示，平面直角坐标系的第二象限有沿y 轴负方向的匀强电场Ⅰ，第一象限内有平行于坐标平面的匀强电场Ⅱ，
在 x 轴上 点，沿与 x 轴正向成 60°的方向，大小为 的初速度向电场Ⅰ内射出一个质量为 m、电荷量为 q 的
带正电的粒子，粒子经电场Ⅰ偏转后从 y 轴上的 点进入电场Ⅱ，粒子在电场Ⅱ中运动到 点（L 未
知，图中未标出）时速度最小，且从 Q 点到 M 点，粒子速度方向偏转了 45°，最终粒子从 x 轴上离开电场Ⅱ，不计粒
子的重力，求：（1）粒子经过 Q 点时的速度；
（2）电场Ⅱ的电场强度大小。
（3）M 点的坐标值。
15. 如图所示，圆心角 、半径 R=3m 的光滑圆弧轨道 固定在水平地面上，其末端 的切线水平，质量为
的木板 C 置于地面上，其上表面与 端等高且平滑接触。质量为 m =2kg 的物块 B 静止在 C 上，至 C 左端
B
的距离为 。水平传送带顺时针转动，现将质量为 m =2kg 的物块 A 轻放在传送带的左端，A 离开传送带之前
A
已与传送带相对静止，离开传送带后从 点沿切线方向进入 轨道，随后 A 滑上 C，之后与 B 发生弹性碰撞。已知 A
运动到 点时对轨道的压力大小为 ，A 与 C、B 与 C 之间的动摩擦因数均为 ，C 与地面之间的动
摩擦因数 ，A、B 均可视为质点，碰撞时间忽略不计，A、B 均未脱离 C，重力加速度 g=10m/s2， ，
。求：
（1）传送带 速度大小；
（2）A 与 B 碰后瞬间 B 的速度大小；
（3）木板 C 的最短长度 。
CCCDA CD 8AD 9BD 10ABC
11
（1）10 （2）D
（3）实线
12
（1）2500
（2） ①. 0.514 ②. 857
（3）若用这个改装后的电压表直接测量水果电池两极，内阻承担电压较大，电压表测量的路端电压与电源电动势偏差
较大，即测量结果将与（2）中测量的电动势有明显偏差。可知，其原因是水果电池的内阻较大或改装后的电压表内阻不够大。
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【小问 1 详解】
设加速度大小为 a，题意可知初速度 ，刹车距离 ，对刹车过程有
代入数据解得
对汽车，根据牛顿第二定律可知
联立解得
【小问 2 详解】
汽车的行驶速度不得超过 ，根据题意有
因为
联立解得
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【小问 1 详解】
粒子在电场Ⅰ中 ，
解得 ，
粒子在 Q 点
所以
【小问 2 详解】
粒子在电场Ⅱ中运动到 点时速度最小，说明在 点时速度方向与电场垂直，又知从 Q 点到 M 点，粒子速度方向偏
转了 45°，最终粒子从 x 轴上离开电场Ⅱ，故电场方向与 x 轴成 45°向左下方。
粒子在 x 方向减速运动
粒子在 y 方向加速运动
解得
沿电场方向粒子减速运动
所以
【小问 3 详解】粒子在 x 方向减速运动
解得
所以 M 点的坐标为
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【小问 1 详解】
A 经过 Q 点时所受支持力与压力 F 大小相等，有
解得
A 由 点运动到 点过程，由动能定理可得
又
联立解得
【小问 2 详解】
A 在 C 上减速时的加速度大小为
假设 B 与 C 之间不发生相对滑动，一起加速的加速度大小为
此时 B 与 C 间的摩擦力大小为 ，故假设成立
A 从滑上 C 到与 B 发生碰撞之前 A 和 C 通过的位移大小分别为 ，
又
联立解得 ， （舍去）
故 A 与 B 碰前 A、B 的速度分别为 ,
设 A 与 B 碰后的速度分别为 和 ，由动量守恒定律和机械能守恒定律得 ,
联立解得 ，
【小问 3 详解】
A 与 B 碰后 A 与 C 共速，此后 B 向右做匀减速运动，加速度大小为A 与 C 一起向右做匀加速运动，加速度大小为
三者共速后一起做匀减速运动直到停止，得 A 与 B 碰后到三者共速所用时间为 ，则有
解得
A 和 B 通过的位移大小分别为 ，
C 的最短长度为
联立解得
