高三物理试题
一.单项选择题:本题共 7 小题,每小题 4 分,共 28 分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.如图所示,一定质量的理想气体从状态 a开始经 a→b、b→c、c→a
三个过程回到原状态。已知 ab延长线过 O点。对于该气体,下列说法
正确的是( )
A.a→b过程气体对外界做功
B.气体在 c状态下的温度是 a状态下温度的 2倍
C.c→a过程气体体积不变
D.c→a过程气体分子碰撞单位面积容器壁的作用力减小
2.兴趣小组利用如图 1所示装置研究机械振动,通过手机传感器测量加速度 a随时间 t变化
的图像如图 2所示。比较曲线上 P、N两点对应的时刻,N时刻( )
A.小车合外力较大 B.系统机械能较大
C.弹簧弹性势能较大 D.小车动能较大
3.医学研究中,将血液放进足够深的血沉管内,由于重力作用,血液中的红细胞将会下沉。
下沉过程中,近似为球形的红细胞受到血液的阻力表达式为 f=6πηrv,其中η为血液的粘滞系
数,r为红细胞的半径,v为红细胞运动的速率。若某血样中红细胞下沉情况稳定时速度为 vm,
已知红细胞密度为ρ1,血液密度为ρ2,重力加速度为 g,该红细胞的半径可表示为( )
A 9 1 B 9 2 C 9 D 9 . . . .
2 2 2 1 2 ( 1+ 2) 2 ( 1 2)
4.如图所示为远距离输电原理模拟图,变压器均为理想变压器,变压器间输电线的总电阻为
R,灯泡的电阻均相同,电表均为理想交流电表,a、b两端接入电压有效值不变的正弦式交
流电。闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.每个灯泡的功率不变
B.每个灯泡的功率增大
C.电压表与电流表示数变化量的比值不变
D.电压表与电流表示数变化量的比值减小
5.如图,光滑水平面上有 a、b、c、d四个弹性小球,质量分别为 m、9m、3m、m。小球 a
一端靠墙,并通过一根轻弹簧与小球 b相连,此时弹簧处于原长。小球 b和 c接触但不粘连。
现给小球 d一个向左的初速度 v0,与小球 c发生碰撞,整个碰撞过程中没有能量损失,弹簧
始终处于弹性限度之内。以下说法正确的是( )
A.整个过程中小球 a、b、c、d和弹簧组成的系统动量守恒
B.整个过程中四个弹性小球 a、b、c、d的机械能不守恒
C.小球 a的速度增大时,小球 a的加速度也增大
D.小球 b可以追上小球 c
6.某研究小组估测甩手时指尖的最大向心加速度,利用摄
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像机记录甩手动作,A、B、C是最后 3帧(每秒 25帧)照片指尖的位置。根据照片建构运
动模型:从 A到 B,指尖以肘关节M为圆心做圆周运动,从 B到 C,指尖以腕关节 N为圆
心做圆周运动,粗略认为 A、B之间平均速度为整个过程中指尖做圆周运动的线速度。测得
A、B之间的距离为 26cm,B、N之间的距离为 17cm,B、M之间的距离为 40cm。重力加速
度为 g,甩手时指尖的最大向心加速度大约为( )
A.5g B.10g C.25g D.50g
7.如图所示,xOy平面内存在沿 y轴正向的匀强电场和垂直坐标平面向里的匀强磁场,带正
电粒子从坐标原点 O由静止释放,运动轨迹如图虚线所示,不计粒子的重力。下列描述粒子
沿 x轴方向的分速度 vx随时间 t、位置坐标 y的变化图像中可能正确的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
二、多项选择题:本题共 3 小题,每小题 6 分,共 18 分。每小题有多个选项符合题目要求。
全部选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分。
8.当氢原子从 n=2能级跃迁到 n=1能级时,辐射光的波长为 121nm。
以下判断正确的是( )
A.氢原子从 n=3能级跃迁到 n=2能级时,辐射光的波长小于 121nm
B.一群处于 n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生 6种谱线
C.用波长为 121nm的光照射,能使氢原子从 n=2能级发生电离
D.用波长为 330nm的光照射,可使氢原子从 n=2能级跃迁到 n=3能级
9.流式细胞仪可对不同类型的细胞进行分类收集。仅含有一个 A细胞或 B细胞的小液滴从
喷嘴喷出(另有一些液滴不含细胞),液滴质量均为 m。当液滴穿过激光束、充电环时被分类
充电,使含 A、B细胞的液滴分别带上异种电荷,电荷量均为 q。随后,
液滴以 v的速度竖直进入长度为 l的电极板间,板间电场均匀、方向水
平向右,电场强度大小为 E。含细胞的液滴最终被分别收集在极板下
方 h处的 A、B收集管中。不计重力、空气阻力及带电液滴间的相互
作用力,则( )
A.含 B细胞的液滴带负电
B A .含 细胞的液滴在电极板间运动时间为
2
C ( +2 ).A、B细胞收集管的间距为
2
2 2 2+ 2 4D.含 A细胞的液滴离开电场时的动能为
2
10.如图所示,截面为直角三角形的斜面体固定在水平面上,两斜面光滑,斜面倾角分别为
30°和 60°,左侧斜面底端固定一挡板,物块 a紧挨挡板放置,斜面顶端固定一轻质定滑轮,
轻绳一端连接物块 a,一端跨过定滑轮与劲度系数为 k的弹簧上端连接,弹簧的下端连接物块
b。初始状态,用手托住物块 b(处于 P处),使两物块 a、b均静止,弹簧处于原长且轻绳刚
好伸直,轻绳和弹簧都与斜面平行。现释放物块 b,物块 b从 P运动到最低点 Q的过程中,
1
物块 a 恰好没有离开挡板。已知弹簧的弹性势能表达式 Ep= kx2(x为弹簧形变量),物块 a2
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的质量为 M,重力加速度为 g,下列说法正确的是( )
A.物块 b 3被释放瞬间,其加速度大小为
2
B.物块 a、b的质量之比为 3:1
C 3( )
2
.弹簧的最大弹性势能为
2
D 3 .物块 b运动到 PQ中点时速度大小为 v=
2 2
三、非选择题:本题共 5 小题,共 54 分。
11.(8分)图甲是某学习小组自制的“液体折射率测量仪”装置,由一端有转轴的主支架和
两根与主支架垂直的分支架 1和 2组成,分支架 1上沿其轴线方向固定一支激光笔,一直角
扇形量角盘固定在主支架和分支架 1之间,交点处用细线悬挂一重锤,分支架 2上放置装有
待测液体的透明容器,整个装置可绕转轴在竖直面内转动。
(1)打开激光笔开关,让激光垂直容器壁射入液体并在液面处出现图乙所示的光路,缓慢转
动装置,为了使透射出液面的光线消失,主支架绕转轴的转动方向为 (填“顺时针”
或“逆时针”);
(2)将透射出液面的光线恰好消失时重垂线与主支架间的夹角记为θ,则该待测液体的折射率
的表达式为 ,越靠近激光笔,标注的折射率值 (填“越大”“不变”或“越
小”);
(3)若容器壁稍增厚,则激光在液面处的入射角 (填“增大”“不变”或“减小”)。
12.(8分)某小组测定一节干电池的电动势和内电阻,器材如下:
干电池一节(电动势约为 1.5V);
电压表 V(量程为 0~3V,内阻约为 8kΩ);
电流表 A(量程为 0~0.6A,内阻 RA等于 1Ω);
滑动变阻器(最大阻值为 20Ω);
开关、导线若干。
(1)现提供图甲和图乙两种测量电路,要求尽量减小干电池内电阻的实验误差,应选择
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(选填“甲”或“乙”)电路图。
(2)该组同学记录了若干组数据,并将对应点标在图中的坐标纸上,画出了 U﹣I图线,如
图丙所示。
(3)利用图像求得干电池的内电阻 r= Ω(结果均保留到小数点后二位)。
(4)若实验采用图甲所示的电路,则内阻测量的相对误差δ1= 。若实验采用图乙所
示的电路,则内阻测量的相对误差δ2= 。(设电压表、电流表电阻分别为 Rv和 RA, 电
绝对误差
源内阻为 r。相对误差 = )
真实值
13.(9分)比较是一种重要的学习方法,通过比较可以加深对知识的理解。电场和磁场有
相似的地方,也有很多的不同。
(1)电场的基本性质是对放入其中的电荷有力的作用,磁场的基本性质是对处于其中的
运 动电荷也有力的作用。请从电荷受到的电场力和洛伦兹力角度,写出电场强度 E和磁感应
强度 B的定义式。
(2)如图所示,匀强电场分布在左右宽度为 L,上下宽度足够大的区域内。一个正离子以
初速度 v0 垂直于电场方向射入场强为 E的匀强电场,穿出电场区域时速度偏转角为θ. 在同
样的宽度范围内,若改用方向垂直于纸面向里的匀强磁场,使该离子穿过磁场区域时速度偏
转角的大小也为θ,求:(离子重力忽略不计)
a.匀强磁场磁感应强度 B 的大小;
b.若该区域同时存在以上两种电场和磁场,试分析说明该带电离子能否沿直线通过场区
14.(12分)在运用动量定理处理二维问题时,可以在相互垂直的 x、y两个方向上分别研究。
如图质量为 m的弹性薄片沿倾斜方向落到足够大水平固定面上,与水平面碰前瞬时速度为 v0,
方向与水平方向夹角α=45°。薄片与水平面间的动摩擦因数μ=0.1。不计空气阻力,碰撞过
程中忽略薄片重力。薄片每次碰撞前后竖直方向的分速度大小保持不变,并且在运动过程中
始终没有旋转。已知 sin37°=0.6,求:
(1)薄片与水平面在第 1次碰撞后瞬间速度与水平方向夹角的正切值;
(2)薄片与水平面在第 1次碰撞的过程中,受到地面的冲量大小;
(3)薄片与水平面发生多少次碰撞后,水平位移将不会再增加?
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15.(17分)如图甲所示,两根完全相同的金属导轨平行放置,宽 L=3m,其中倾斜部分 abdc
光滑且与水平方向夹角为θ=30°,匀强磁场垂直斜面向下,磁感应强度 B=0.5T,轨道顶端
ac接有电阻 R=1.5Ω。导轨水平部分粗糙,动摩擦因数为μ=0.05且只有边界 zk、ke、ep、pn、
nf、fz之间有竖直向下的匀强磁场,磁感应强度大小也为 B=0.5T,其中磁场左边界 zk长为
1m,边界 ke、zf与水平导轨间夹角均为α=45°且长度相等,磁场右边界 pn与两个导轨垂直。
一金属棒与导轨接触良好,在斜面上由静止释放,到达底端 bd时已经匀速,速度大小为 v0
=8m/s。当金属棒进入导轨的水平部分时(不计拐角处的能量损失),给金属棒施加外力,其
在轨道水平部分 zkef之间运动时速度的倒数 v1与位移 x图像如图乙所示,棒运动到 ef处时撤
v
去外力,此时棒速度大小为 0 最终金属棒恰能运动到磁场的右边界 pn处。已知运动中金属
3
棒始终与导轨垂直,金属棒连入电路中的电阻为 r=0.5Ω,金属棒在水平导轨上从 bd边界运
31
动到 pn边界共用时 t s,g=10m/s2。求:
12
(1)金属棒的质量 m的大小;
(2)水平磁场边界 ep的长度 d为多少;
(3)金属棒在水平导轨上运动时,外力所需做的功。
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参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B C D C B C A BC AC AD
11. (1) 1顺时针 (2) n= 越大 (3)不变
cosθ
12 r.(1)乙;(3)0.30;(4) ,0
r+Rv
F
13. (9 分)(1) E = F 洛, B = (2 分)
q q v
(2)a. 当区域内只存在匀强电场时:偏转角的正切 tan = at= Eqlθ
v0 mv20
l 2
当区域内只存在匀强磁场时: =sinθ,Bqv =m v0
r 0 r
Ecosθ
联立解得:B= (3分)
v0
mv2b.当上述两种场同时存在该区域时:此时该离子受到的电场力:F=Eq= 0 tanθ
l
v2 l v2
离子受到的洛伦兹力为f =Bqv =m 0 , = sinθ即f =m 0洛 0 洛 sinθr r l
显然 F≠f 洛,该带电离子不能沿直线通过场区(4分)
14.(12分)(1)依题意,设薄片质量为 m,将速度 v0分解到水平和竖直方向,则水平与竖
直方向的初速度大小均为 v,与地面作用时的弹力为 FN作用时间为 t,则根据动量定理,
竖直方向上有 2mv=FNt (1分)
水平方向有 m Δv=μFNt=0.2mv (1分)
则第一次碰后,可知竖直方向速度大小不变为 v,水平方向速度减为 0.8v,
(1分)
v 5
则速度与水平夹角的正切值为 tanθ= = ; (1分)
0.8v 4
(2)由(1)得竖直方向速度变化量为Δvy=v﹣(﹣v)=2v,
水平方向速度变化量为Δvx=v﹣0.8v=0.2v, (1分)
所以动量变化量为Δp=m( Δv2x+Δv2y), (1分)
其中 2v2=v20, (1分)
p= 202mv解得Δ 0; (1分)
10
(3)结合题意和前面分析可知,薄片与水平面每次碰撞过程中,薄片竖直方向的动量变化量
大小相等,均为:Δpy=2mv, (1分)
第一次碰撞过程中,薄片水平方向的动量变化量大小为:|Δpx|=μΔpy, (1分)
n= mv则有: , (1分)
|Δpx|
联立可得:n=5 (1分)
则薄片与水平面发生 5次碰撞后,水平位移将不会再增加。
15.(17分)解:(1)由题意知,金属棒在斜面上做匀速运动时,受力平衡,则由平衡条件有
F 安=BIL=mgsinθ (1分)
金属棒产生的动生电动势为 E=BLv0 (1分)
根据闭合电路欧姆定律有 I= E (1分)
R+r
联立并代入数据解得:m=1.8kg (1分)
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(2)由几何关系可知,bd边界与边界 ef的距离为 1m 1,﹣x图像与横轴所围面积代表金属棒
v
从 bd到 ef的时间为t1=
(0.125+0.375)×1 s=0.25s (1分)
2
31 7
则金属棒从 ef运动到 pn所用时间为t2=t-t1= s-0.25s= s (1分)12 3
BLd v
从撤去外力到运动至 pn处,取向右为正方向,由动量定理有-μmgt 02-BL =0-m (2R+r 3
分)
代入数据,联立解得:d=2.4m (1分)
(3)金属棒在水平轨道 zkef间运动时,金属棒所受安培力大小为F安 =BIxLxx
E
而电流为I xx= (1分)R+r
动生电动势为 Ex=BLxv
金属棒切割磁感线的有效长度为 Lx=1+2xtan45°=1+2x
F = (1+2x)
2v
联立得: 安 (1分)x 8
1 1 1
由图像得: = + x
v 8 4
v= 8变形得: (1分)
1+2x
联立可得:F安 =1+2x (1分)x
金属棒在水平轨道 zkef间运动过程中
F = F1+F2 = (1+0)+(1+2×1)安 N=2N (1分)2 2
所以安培力做功为WF =-2J×1J=-2J (1分)
安
W - mgx -W = 1m( v0 )2- 1由动能定理有: 2外 μ ef F m(v0) (1分)安 2 3 2
解得外力所需做的功为:W外=﹣48.3J (1分)
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