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高考物理模拟精选训练卷（三）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
评卷人
得分
一、单选题
1.如图所示为氢原子的发射光谱和氢原子能级图，Hα、Hβ、Hγ、Hδ是其中的四条光谱线及
其波长，分别对应能级图中从量子数为n=3、4、5、6 的能级向量子数为n=2 的能级跃迁时
发出的光谱线。已知可见光波长在400nm~700nm 之间，下列说法正确的是（ ）
A．该谱线由氢原子的原子核能级跃迁产生
B．四条光谱线中，Hα谱线对应的光子能量最大
C．Hβ谱线对应的光，照射逸出功为2.25eV 的金属，可使该金属发生光电效应
D．Hδ谱线对应的光是可见光中的红光
【答案】C
【详解】A．该谱线由氢原子的核外电子跃迁产生的，故A 错误；
B．四条光谱线中，Hα谱线对应的光子波长最大，频率最小，能量最小，故B 错误；
C．Hβ谱线对应的光子能量为
由此可知，光子能量大于金属的逸出功，所以该金属可以发生光电效应，故C 正确；
D．由于Hδ谱线的波长为410.29nm，而红光是可见光中波长最长的光，可见光的波长范围
为400nm~700nm，所以Hδ谱线对应的光不是可见光中的红光，故D 错误。
故选C。
2.风筝发明于中国东周春秋时期，是在世界各国广泛开展的一项群众性体育娱乐活动。一
平板三角形风筝（不带鸢尾）悬停在空中，如图为风筝的侧视图，风筝平面与水平面的夹
角为
，风筝受到空气的作用力F 垂直于风筝平面向上。若拉线长度一定，不计拉线的重
力及拉线受到风的作用力，一段时间后，风力增大导致作用力F 增大，方向始终垂直于风
筝平面，夹角
不变，再次平衡后相比于风力变化之前（ ）
A．风筝距离地面的高度变大
B．风筝所受的合力变大
C．拉线对风筝的拉力变小
D．拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角变小
【答案】A
【详解】如下图所示为风筝受力示意图，风力为F 时，重力为G，拉线拉力为F2；当风力
变大为F1时，重力不变，拉线拉力变为F3，矢量三角形如图所示，风筝悬停在空中，可得
风筝所受的合力为零，保持不变，拉线拉力变大，拉线对风筝的拉力与水平方向的夹角α
变大，设拉线长为L，则风筝距地面高度为
则风筝距离地面的高度变大。
故选A。
3.如图所示，边长为
的正三角形
区域存在方向垂直纸面、大小随时间均匀变化的磁
场（图中未画出），磁场随时间的变化关系为为
。以三角形顶点C 为圆心，半径为
l、匝数为N、电阻为R 的圆形线圈平行纸面固定放置，
时刻线圈受到的安培力为
（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】根据法拉第电磁感应定律有
在磁场中的有效面积
；
；
有效长度
计算可得
故选A。
4.如图所示，一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上，另一端与质量为m 的滑块P 连接，P
穿在杆上，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P 和重物Q 连接起来，重物Q 的质量M=6m，把滑
块从图中A 点由静止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过A、B 两点时弹簧对滑块的弹力
大小相等，已知OA 与水平面的夹角θ=53°，OB 长为L，与AB 垂直，不计滑轮的摩擦力，
重力加速度为g，滑块P 从A 到B 的过程中，说法正确的是（ ）
A．对于滑块Q，其重力功率一直减小
B．滑块P 运动到位置B 处速度达到最大，且大小为
C．轻绳对滑块P 做功4mgL
D．P 与Q 的机械能之和先减小后增加
【答案】C
【解析】A．物块Q 释放瞬间的速度为零，当物块P 运动至B 点时，根据运动的合成与分
解，可知物块Q 的速度也为零，所以当P 从A 点运动至B 点时，物块Q 的速度先增加后减
小，物块Q 的重力的功率为先增加后减小，故A 错误；B．由于物块P 在AB 两点处弹簧的
弹力大小相等，所以物块P 在A 点时受到弹簧向上的弹力，运动至B 点时受到向下的弹
力，物块P 从A 到B 过程中，必定先加速后减速，合力为零时速度最大，即在AB 间某位
置速度最大，故B 错误；C．设从A 到B 过程中，轻绳对Q 做功大小为W，P 到达B 点时
Q 速度为0，对Q 利用动能定理得
解得
轻绳对P 做功大小等于轻绳对Q 做的功，故C 正确；D．对于PQ 系统，竖直杆不做功，系
统的机械能只与弹簧对P 的做功有关，从A 到B 的过程中，弹簧对P 先做正功，后做负
功，所以系统的机械能先增加后减小，故D 错误。故选C
5.如图是一个简易风速测量仪的示意图，绝缘弹簧的一端固定，另一端与导电的迎风板相
连，弹簧套在水平放置的电阻率较大的均匀金属细杆上。迎风板与金属杆垂直且接触良
好，并能在金属杆上自由滑动。迎风板与金属杆末端分别与电压传感器的两端相连，整个
装置与电阻R 串联接入闭合电路，则（ ）
A．风速越大，电压传感器的示数越大
B．风速越大，流过电阻
的电流越大
C．风速不变时，电阻
的阻值越大，电压传感器示数越大
D．其他条件不变时，电压传感器示数与弹簧形变量是线性关系
【答案】B
【解析】AB．风速越大，金属杆接入电路的长度越短，接入电路的阻值越小，金属杆两端
电压越小，电压传感器的示数越小，通过电阻
的电流越大，A 错误，B 正确；C．风速不
变时，金属杆接入电路的长度不变，接入电路的阻值不变，电阻
的阻值越大，电路中的
电流越小，金属杆两端电压越小，电压传感器的示数越小，C 错误；D．假设弹簧的原长
为
，金属杆单位长度的电阻为
，当弹簧的压缩量为
时，金属杆接入电路的阻值为
根据闭合电路欧姆定律可得
电压传感器示数为
可知电压传感器示数与弹簧形变量不是线性关系，D 错误；故选B。
6.如图所示为一滑草场，某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为45°和37°的
滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ。质量为m 的载人滑草车从坡顶由静止开
始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道
交接处的能量损失，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．则( )
A．不能求出动摩擦因数μ 的数值
B．载人滑草车最大速度为
C．载人滑草车克服摩擦力做功为mgh
D．载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为g
7.如图甲，某同学将平面镜倾斜浸于水中，太阳光（可视为平行光）经水面的折射和平面
镜的反射在光屏上形成了彩色条纹。为解释该现象，他将光路图简化为图乙所示，
、
为太阳光最终折射出水面的其中两束单色光。不考虑容器对光线的反射，下列说法正确的
是（ ）
A．水对
光的折射率小于水对
光的折射率
B．
光在水中的传播时间大于
光在水中的传播时间
C．逐渐增大平面镜与水平面的夹角，
光首先消失
D．将平面镜水平放置，光线沿不同方向折射出水面
【答案】A
【详解】A．如图1 所示，设太阳光在水面的入射点为
，
、
光线在水面的折射点分别
为B、C，分别作B、C 关于平面镜的对称点D、E，连接AD、AE，分别交平面镜于F、
G，即AF、AG 分别为
、
光线在平面镜上的入射光线，FB、GC 分别为
、
光线在平
面镜上的反射光线。设太阳光在
点的入射角为i，AF、AG 与法线的夹角（即折射角）分
别为
、
，根据折射率公式
因为
，所以
，故A 正确；
B．由
可知
、
光在水中的传播距离分别为
，
由光路图可知
、
光在水中的传播时间
所以
，故B 错误；
C．设GC 光线在平面镜上的反射角为
，在水面上的入射角为
，平面镜与水平方向的夹
角为
，根据几何关系可知
所以
逐渐增大
，
增大，
增大，由
可知
所以光线在水面的入射角首先达到b 光的临界角，b 光首先消失，故C 错误；
D．如图2 所示，将平面镜水平放置，设太阳光在水面的入射角为i，其中一条折射光线对
应的折射角为
，则该光线在平面镜上的入射角、对应反射光线在平面镜上的反射角及在
水面处的入射角均为
，根据折射率公式
可知，该光线折射出水面的折射角仍为
i，同理可证其他光线折射出水面的折射角也为i，即光线沿相同方向折射出水面，故D 错
误。
故选A。
评卷人
得分
二、多选题
8.如图所示，半径为r 的光滑水平转盘到水平地面的高度为H，质量为m 的小物块被一个
电子锁定装置锁定在转盘边缘，转盘绕过转盘中心的竖直轴以ω=kt（k＞0 且是恒量）的角
速度转动。从t=0 开始，在不同的时刻t 将小物块解锁，小物块经过一段时间后落到地面上。
假设在t 时刻解锁的物块落到地面上时重力的瞬时功率为P，落地点到转盘中心的水平距离
为d，则下图中P-t 图象、d2-t2图象分别正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】AC
【详解】AB．时刻t 将小物块解锁后物块做平抛运动，初速度为
物块落地时竖
直分速度为
物块落到地面上时重力的瞬时功率为
可知P 与t
无关，故A 正确，B 错误；
CD．物块做平抛运动的时间为
水平位移大小为
根据几何知识可
得落地点到转盘中心的水平距离为
故C 正确，
D 错误。
故选AC。
9.某发光元件D 的伏安特性曲线如右图所示，元件在达到正向导通电压UD后能够发光，为
了简化问题，可认为发光后元件两端电压保持为UD不变（UD附近伏安特性曲线的斜率极
陡），电压小于UD或加反向电压时，元件均处于截止状态。将该元件通过水平直导线MN
接入光滑竖直平行导轨中，如右图所示，该导轨间距L=0.5m，MN 下方0.4m 处有一根导体
棒PQ 水平跨接在导轨上，紧接PQ 正下方的导轨间交替分布着垂直纸面方向，磁感应强度
B=1.0T，宽度d=0.1m 的匀强磁场，除发光元件外，其余电阻不计，导轨足够长，重力加速
度g=10m/s2，空气阻力不计。开始时锁定PQ，在PQ 正上方空间里施加一垂直纸面向外均
匀增加的匀强磁场，当磁感应强度的变化率为
时，元件恰好能导通发光，下
列说法正确的有（ ）
A．UD的值为2.5V
B．流过元件D 的电流方向为N→M
C．撤去PQ 上方的磁场同时解除锁定，元件再次发光时PQ 所在的磁场区域序号n 为14
D．在C 的条件下，元件最终的闪烁周期（连续明暗一次的时间）约为0.0396s
【答案】ACD
【解析】MN、PQ 所围矩形区域的面积为
，由法拉第电磁感应定律
可得
，由楞次定律判断电流方向为M→N，A 正确，B 错误；解除锁定
后，在元件D 导通前导体棒将做自由落体运动，切割磁感线产生电动势需达到UD且正向
才能发光。设导体棒速度为v 时D 恰好导通，则有UD=E=BLv，解得v=5m/s，设D 恰好导
通时导体棒下落高度为h，根据自由落体运动规律有v2=2gh
解得h=1.25m，已到达第13 个磁场区域，由右手定则可知，PQ 该磁场区域中产生的电动
势方向为反向电压，元件D 不发光，导体棒继续下落至第14 个磁场区域时才能发光，故
n=14，C 正确；当PQ 以大于v=5m/s 的速度进入偶数磁场区域时，元件D 导通，电流迅速
增大，安培力突增使其瞬间减速到v=5m/s，减速过程时间忽略不计，之后以v=5m/s 在偶数
磁场区域做匀速直线运动，运动的时间为
，当导体棒穿出偶数磁场区域，进
入奇数磁场区域时，由于电动势反向，电流为零，又开始以加速度g 做匀加速直线运动，
由运动学公式有
，解得
或
（舍弃）
所以元件最终的闪烁周期为T=t1+t2=0.0396s，D 正确。故选ACD。
10．如图所示，M、N 两极板间存在匀强电场，场强大小可以调节，两极板的宽度为d，N
板右侧存在如图所示的磁场，折线PQ 是磁场的分界线，在折线的两侧分布着方向相反与
平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。折线的顶角∠A=90°，P、Q 是折线上的两
点且AP=AQ=L。现有一质量为m、电荷量为q 的带负电的粒子从S 点由静止经电场加速后
从P 点沿PQ 方向水平射出，不计粒子的重力，则（ ）
A．当粒子通过P 点的速度为
时，可经过一次偏转直接到达A 点
B．当M、N 两极板间场强为
时，粒子到达Q 点的时间最长
C．粒子由P 点到达Q 点的时间可能为
的偶数倍
D．粒子由P 点到达Q 点的时间只能为
的奇数倍
【答案】AC
【解析】当粒子通过P 点的速度为
时，则粒子进入磁场时的轨道半径为
，则粒子可经过一次偏转直接到达A 点，选项A 正确；
根据运动对称性，微粒能从P 点到达Q 点，应满足L=nx，其中x 为每次偏转圆弧对应弦长，
偏转圆弧对应圆心角为90°或270°，运动周期
，当n 为偶数时，则从P 到Q 的时
间为
，当n 为奇数时，则从P 到Q 的时间为
，
选项C 正确，D 错误。当M、N 两极板间场强为
，时，则
，解得
，则粒子进入磁场时的轨道半径为
，
粒子的运动情况如上述n 为奇数时的n=1 相同，此时粒子到达Q 点的时间不是最长的，选
项B 错误。故选AC。
评卷人
得分
三、实验题
11.某学习小组利用如图甲所示的装置验证动量守恒定律。挡板左侧从左到右依次固定复写
纸、白纸，白纸上的O 点与轨道末端的B 点等高，入射小球1、被碰小球2 的半径相同，
质量分别为
、
。主要实验步骤如下：
①将球1 从斜槽上S 处由静止释放，球1 从轨道末端B 飞出后打到挡板上，多次从S 处由
静止释放球1；
②将球2 静置于B 点，再将球1 从S 处由静止释放，两球碰撞后均打到挡板上，多次重复
实验；
③确定落点的平均位置N、P、M（其中P 点是未放球2 时，球1 落点的平均位置），用毫
米刻度尺测得ON、OP、OM 的长度分别为
、
、
。
（1）下列做法中，必须完成的是___________。
A．轨道SA 抹上润滑油 B．将轨道AB 调成水平
C．挡板竖直固定
（2）用游标卡尺测量球1 的直径d 时，游标卡尺的示数如图乙所示，则
d=___________mm。
（3）若在实验误差允许范围内满足等式___________（用相关物理量的符号表示），则两
球在碰撞过程中动量守恒。
【答案】 BC 20.6
【解析】（1）[1] A．每次球1 都从同一位置由静止释放，球1 每次和轨道的摩擦力都相
同，到达B 点的速度都相同，所以没有必要在轨道SA 抹上润滑油，A 错误；
B．为了保证小球碰撞后都做平抛运动，必须将轨道AB 调成水平，B 正确；
C．为了保证小球碰撞后做平抛运动的水平方向位移相同，必须挡板竖直固定，故C 正
确；
（2）[2]游标卡尺的示数即小球的直径为
（3）[3]根据动量守恒定律知：需满足
根据平抛运动的规律得
联立可得
12.关于多用电表，请回答下列问题：
（1）多用电表是实验室中常用的电学测量工具，多用电表测量电阻时的电路如图所示，图
中A、B 是多用电表的两只表笔。则由图可知______是红表笔（填“A”或“B”）。
（2）若多用电表在使用前已经进行机械调零。某同学用多用电表测某一电阻阻值时的实验
步骤如下：
①选用“×10Ω”挡，将A、B 两只表笔短接，然后调整欧姆调零旋钮，使得指针指向欧姆挡
零刻度线；
②将A、B 两只表笔与被测电阻
两端相连；
③读数时发现表针偏转幅度太大，几乎接近欧姆挡零刻线，为了测量准确，这位同学应该
换用______（填“×1Ω”或“×100Ω”）挡，换档之后______（填“需要”或“不需要”）重
新进行欧姆调零。
（3）某多用电表内部干电池的电动势为
，使用一段时间后内部干电池的电动势
E 减小。现用一电阻箱来测量多用电表内干电池的电动势大小。实验步骤如下：
①把多用电表欧姆挡置于“×100Ω”挡，将两只表笔短接，调整欧姆调零旋钮，使得指针指
向欧姆挡零刻线，然后把表笔A、B 分别与电阻箱的接线柱相连
②调节电阻箱，并记录电阻箱的阻值
、欧姆表的读数R
③多次重复②的操作，记录多组数据
④以欧姆表的读数R 为纵坐标，电阻箱的阻值
为横坐标作
图象，如图所示。
干电池实际电动势的表达式为
______（用E、
和R 表示）；若测得
图象的斜
率为
，则实际电动势
______V（保留三位有效数字）。
【答案】 A ×1Ω 需要
1.37
【解析】（1）[1]多用电表在使用时必须使电流红表笔进，黑表笔出，所以由图可知A 是
红表笔；
（2）③[2][3]选用“×10Ω”挡，进行欧姆调零后测量被测电阻的阻值，读数时发现表针幅
度太大，几乎接近欧姆挡零刻线，说明电阻比较小，为了把电阻值测得更准确些，就应使
指针指在刻度盘中间附近，所以该换用低档位，故应该换用“×1Ω”挡，换挡之后“需要”
重新进行欧姆调零。
（3）[4][5]在电动势为
的情况下，电阻箱的阻值
对应的表头电流
（
为此时滑动变阻器接入电路的阻值）；在电动势为E 的情况下，电阻箱的阻值
与欧
姆表的读数R 一致，表头电流
对应的电阻为R，则
（
为此时滑动变阻器接入电路的阻值）欧姆调零时指针满偏情况下，根据闭合电路的欧
姆定律可得
解得
整理得
图象斜率
解得
评卷人
得分
四、解答题
13.如图所示，固定在水平地面上的气缸A 和B 中分别用活塞封闭有一定质量的理想气体，
已知两活塞面积均为S。两活塞用穿过B 底部的刚性细杆相连，可沿水平方向无摩擦滑动，
两个气缸都不漏气。初始时，A、B 中气体的体积均为
，温度均为
，A 中气体压强
，
是气缸外的大气压强。活塞和细杆的质量均不计，细杆的直径可忽略。
（1）求细杆对气缸A 中活塞的作用力大小以及气缸B 中气体的压强。
（2）现对A 缓慢加热，使其中气体的压强升到
，同时保持B 中气体的温度不变，
在此过程中气缸A 中气体的内能增加了
。求：末状态时A 中气体的温度，以及在此过
程中两部分气体从外界吸收的热量
。
【答案】（1）
，
；（2）
，
【详解】（1）对A 中活塞分析可得
对B 中活塞分析可得
解得
，
（2）对A 中气体由理想气体状态方程得
分析可知A、B 中气体压强之和恒为
，对B 中气体由玻意耳定律得
解得
，
对两部分气体分析，由热力学第一定律得
解得
14.如图甲所示，传送带逆时针匀速运行，速率
，一小车停在足够大的光滑水平
地面上，挨靠在传送带的下端B 处，小车上固定一竖直平面内的光滑圆弧轨道，圆弧轨道
与传送带相切于B 点，过圆弧轨道的最高点D 的切线竖直，C 为圆弧轨道的最低点。一小
物块（视为质点）从传送带的上端A 处由静止释放，物块沿传送带运动的速度
时间图像
如图乙所示。物块离开传送带后恰好能到达D 点。小车与物块的质量相同，取重力加速度
大小
。求：
（1）传送带A、B 两端的距离L；
（2）传送带倾角
的余弦值
以及物块与传送带间的动摩擦因数
；
（3）圆弧轨道的半径R。
【答案】（1）8.2m；（2）0.8，0.5；（3）1.53m
【解析】（1）
时物块的速率
时物块的速率
根据“
图像中图线与t 轴包围的面积表示位移”可知
解得
（2）
内物块的加速度大小
设物块的质量为m，根据牛顿第二定律有
内物块的加速度大小
根据牛顿第二定律有
解得
（3）由题知，物块到达B 点时的速率为
，设物块到达D 点时的速率为
，在物
块从B 点运动到D 点的过程中，物块、小车组成的系统水平方向动量守恒，有
根据系统机械能守恒定律有
解得
15.如图甲所示，两足够长的光滑平行水平金属轨道Ⅰ、Ⅲ通过光滑的圆弧轨道Ⅱ相连，轨
道间距
，金属杆a、b 的质量均为
，长度均为L，电阻分别为
、
。轨道Ⅰ、Ⅲ所在区域内存在方向竖直向上，大小分别为
、
的匀强
磁场。金属杆a 以
的初速度向左滑动的同时，将金属杆b 由距离轨道Ⅲ平面高度
的圆弧轨道上静止释放。当金属杆a 向左运动
时，金属杆b 恰好进入轨道Ⅲ
区域。此后金属杆a、b 运动的
图像如图乙所示，已知金属杆a、b 始终与导轨垂直且
接触良好，金属杆a 始终在轨道Ⅰ区域运动。取b 在轨道Ⅲ区域运动的方向为正方向，
。
（1）金属杆b 进入轨道Ⅲ区域瞬间的加速度大小；
（2）金属杆b 进入轨道Ⅲ区域后通过其横截面的电荷量；
（3）金属杆a 在整个运动过程中产生的焦耳热。
【答案】（1）3.6
；（2）3.6C；（3）33.92J
【解析】（1）设金属杆b 进入轨道Ⅲ区域瞬间速度大小为
，此时金属杆a 的速度大小为
，在金属杆b 的下滑过程，由机械能守恒定律得
解得
金属杆a 向左运动
的过程中，通过金属杆a 的电荷量为
对金属杆a 由动量定理得
解得
（1 分）
此时，回路的总电动势为
总电流为
由牛顿第二定律得
解得
（2）设金属杆b 进入轨道Ⅲ区域后通过其横截面的电荷量为
，金属杆a、b 稳定时的速
度分别为
，
，则
对金属杆a 由动量定理得
对金属杆b 由动量定理得
联立解得
（3）整个过程中系统损失的机械能全部转化为焦耳热
解得
在整个运动过程中金属杆a 产生的焦耳热为
