高三物理试卷
（总分：100 分，考试时间：75 分钟）
一、单项选择题（本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1. 2023 年 6 月 10 日，四川省考古研究所公布，三星堆遗址再现两件跨坑拼对成功的大型青铜器。
利用 14C 衰变测定年代技术进行考古研究，可以确定文物的大致年代，14C 衰变方程为 +X，
14C 的半衰期是 5730 年，下列说法中正确的是（ ） 14 14
6C 7N
A. 方程中的 X 是电子，它是碳原子电离时产生的，是原子的组成部分
B. 衰变过程由于发生了质量亏损而向外放出能量
C. 因为 的比结合能大于 的比结合能，所以这个衰变反应才能发生
D. 半衰1期4 是一个统计规律，14只对大量的放射性原子核才有意义，但会随原子核所处的环境不同
6C 7N
而不同
2. 静电纺纱利用了高压静电场使单纤维两端带上异种电荷，其电场分布如图所示，则（ ）
A. 图中虚线是等势线，电场强度 EA EB
B. 图中虚线是电场线，电场强度 EA EB
C. 一电子在 A 点的电势能大于其在 D 点的电势能
D. 将一电子从 C 移动到 D，电场力做功为零
3. 如图所示，一位同学为了探究磁铁的磁性是否与温度有关，做了如下的实验：他将一块永久磁铁
固定不动，再将一个磁性小球用一根不可伸长的轻质细线悬挂起来，小球处于静止状态且悬点在磁
铁的正上方，最后拿一盏酒精灯对小球缓慢加热，发现悬线与竖直方向
的夹角缓慢变小，磁铁和小球均可视为质点且两者斥力始终沿两者连线
方向，下列说法中正确的是（ ）
A. 小球受四个力作用，分别是地球给的重力、细线给的拉力、
磁铁给的斥力和灯焰给的支持力
B. 磁铁对小球的斥力大小不变
C. 细线对小球的拉力大小不变
D. 磁铁对小球的斥力与小球对磁铁的斥力是一对平衡力
4. 回旋加速器工作原理如图所示，置于真空中的两个半圆形金属盒半径为 R，两盒间留有一狭缝接
有频率为 f 的高频交流电，加速电压为 U，磁感应强度为 B 的匀强磁场与盒面垂直。若 A 处粒子源
2
产生的氘核 1 H 在狭缝中被加速，不考虑相对论效应和重力的
影响，不计粒子在电场中的加速时间。则（ ）
A. 氘核离开回旋加速器时的最大速率随加速电压 U 增大而增大
B. 氘核被加速后的最大速度可能超过 2Rf
C. 氘核第 n 次和第 n 1 次经过两金属盒间狭缝后的轨道半径
之比为 n : n 1
D. 不改变磁感应强度 B 和交流电频率 f，该回旋加速器也能
加速 粒子
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二、双项选择题（本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分。每小题只有两．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。）
5. 长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡销的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，战士
在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为 m 的手榴弹，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为 h，
在空中的运动可视为平抛运动，轨迹如图所示，重力加速度为 g，
下列说法正确的有（ ）
A. 甲在空中的运动时间比乙的长
B. 两手榴弹在落地前瞬间，重力的功率相等
C. 从投出到落地，每颗手榴弹的重力势能减少 mgh
D. 从投出到落地，每颗手榴弹的机械能变化量为 mgh
6. 2022 年 11 月 30 日，神舟十五号载人飞船与“天和核心舱”完成对接，航天员费俊龙、邓清明、张
陆进入“天和核心舱”。对接过程的示意图如图所示，“天和核心舱”处于半径为 r3 的圆轨道；神舟
十五号飞船处于半径为 r1 的圆轨道，运行周期为T1 ，通过
变轨操作后，沿椭圆轨道运动到 B 处与“天和核心舱”对接。
则神舟十五号飞船（ ）
A. 由轨道进入轨道需在 A 点减速
3
沿轨道 运行的周期为 2r1
B. T2 T1
r1 r3
C. 在轨道上 A 点的加速度等于在轨道上 A 点的加速度
D. 在轨道上 B 点的线速度大于在轨道上 B 点的线速度
7．如图 1 所示，一倾角为 30o 固定光滑绝缘斜面，上方存在沿斜面向下的匀强电场。一带电量为
5
q 110 C 的物块（可视为质点）以一定初速度沿斜面上滑，在上滑过程中物块的动能 Ek 、电势能
2
Ep 与位移 x 的关系如图 2 所示。重力加速度 g 取10m/s ，则物块质量 m 和电场强度的大小 E 分别为
（ ）
A. m 0.75kg
B． m 1kg
C． E 1.25105 N / C
D． E 2.5105 N / C
8. 如图所示，质量均为 m 的 A、B 两物体通过劲度系数为 k 的轻弹簧拴在一起竖直放置在水平地面
上，物体 A 处于静止状态。在 A 的正上方 h 高处有一质量为 m 的物块 C。现将物块 C 由静止释放，
C 与 A 发生碰撞后立刻粘在一起（碰撞时间极短），弹簧始终在弹性限度内，忽略空气阻力，重力加
速度为 g。下列说法正确的是（ ）
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g
A. C 与 A 碰撞后，AC 整体运动到最低点的加速度一定大于
2
mgh
B. C 与 A 碰撞时产生的内能为
4
mgh
C. C 与 A 碰撞后弹簧的最大弹性势能为
2
D. 如果碰后物体 B 恰能被拉离地面，则此时 AC 的加速度大小为 g
3
2
三、填空题（本题共 3 小题，每小题 3 分，共 9 分，请把答案填写在答题卷的相应位置上）
9．夏季炎热的正午，小李将充足气的自行车忘在室外，结果车胎爆胎。将车胎内的空气视为理想气
体，爆胎前车胎内空气的体积及质量均不变，爆胎过程时间极短。爆胎前，随着气温的升高，车胎
内空气的压强 （选填“增大”或“减小”）；爆胎过程中，车胎内的空气对外做 （选
填“正”或“负”）功，内能 （选填“增大”或“减小”）。
10．某同学在研究某金属的光电效应现象时，发现该金属逸出光电子
的最大初动能 Ek 与入射光频率 的关系如图所示。若图线在横、纵坐
标轴上的截距分别为 a 和b，已知电子所带电荷量为 e，由图线可以
得到
（1）该金属的逸出功为 ，普朗克常量为 ；
（2）当入射光的频率为 2a 时，逸出光电子的最大初动能为 。
11．洛伦兹力演示仪用于观察运动电子在磁场中的运动，结构如图所示。不考虑地磁场和重力的影
响。
（1）不加磁场时电子束的径迹是 。（选填“直线运动”或“平抛运动”）
（2）加磁场并调整磁感应强度可使电子束径迹形成一个圆周。保持磁感应强度不变，增大出射电子
的速度，电子束圆周的半径 。（选填“增大” 、“减小” 、“不变” 或“不能确定”）
（3）保持出射电子的速度不变，要减小电子束圆周的半径，应 磁感应强度。（选填“增大” “减
小” 、“不变”或“不能确定”）
四、实验与探究题（本题共 2 小题，共 11 分，请把答案填写在答题卷的相应位置上）
12．（6 分）某学习小组同学利用 DIS 系统研究某电容器的充电和放电过程，电路图如图甲所示，实
验前电容器不带电，电源为输出电压恒为 6V 的直流稳压电源。
（1）将单刀双掷开关 S 置于 1 端给电容器充电，电路下方导线中充电电流的方向为从 （填
“a 到 b”或“b 到 a”）。
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（2）电容器充电完毕后，将单刀双掷开关 S 拨至 2 端，电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上
便显示出如图乙所示 I-t 图像。图线与坐标轴围成图形的面积可以用所围小方格的总面积近似代替，
若按照“大于半个格的按一个格算，小于半个格的舍去”的原则数出小方格数为 116 个，据此估算出
电容器的电容为 F（计算结果保留 3 位有效数字）。
（3）放电过程中电容器两极板间电压 U 与时间 t 的图像和电容器所带电荷量 q 与两极板间电压 U
的图像正确的是 。
A． B． C． D．
13．（5 分）某兴趣小组的同学设计了图甲所示的装置测量滑块和水平台面间的动摩擦因数。水平转
台能绕竖直的轴匀速转动，装有遮光条的小滑块放置在转台上，细线一端连接小滑块，另一端连到
固定在转轴上的力传感器上，连接到计算机上的传感器能显示细线的拉力 F，安装在铁架台上的光
电门可以读出遮光条通过光电门的时间 t，兴趣小组采取了下列步骤：
用螺旋测微器测量遮光条的宽度 d。
用天平称量小滑块（包括遮光条）的质量 m。
将滑块放置在转台上，使细线刚好绷直。
控制转台以某一角速度匀速转动，记录力传感器和光电门的示数，分别为 F1 和t1 ；依次增大转台
的角速度，并保证每次都做匀速转动，记录对应的力传感器示数 F2 、F3 …和光电门的示数 t2 、t3 …。
回答下面的问题:
（1）螺旋测微器的示数如图乙所示，则 d= mm。
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（2）滑块匀速转动的线速度大小可由表达式 v= 计算得出。
（3）处理数据时，兴趣小组的同学以力传感器的示数 F 为纵轴，对应的线速度大小的平方 v2 为横轴，
建立直角坐标系，描点后拟合为一条直线，如图丙所示，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加
速度为 g，则滑块和台面间的滑动摩擦因数= 。
（4）该小组同学换用相同材料的质量更大的滑块再次做了该实验，作出 F— v2 的图像，与图丙中 a
和 b 比较，发现 a 、b （选填“增大”、“减小”或“不变”）。
五、解答题（本题共 3 小题，共 40 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只
写出最后答案不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
14.（11 分） 电磁炮的模型如图所示，弹体（含水平杆 ab）总质量 m 0.01kg ，水平导轨 M、N
间距 L 0.1m ，处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度 B 1T ，可控电源提供恒定电流 I 0.2A ，
以保证弹体做匀加速直线运动，不计一切阻力。求：
（1）弹体所受安培力大小 FA；
（2）弹体从静止加速到 v 10m/s 所用的时间 t；
（3）弹体从静止加速到 v 10m/s 过程中安培力所做的功 W。
15. （13 分）如图，质量为 9m 的靶盒（可视为质点）带正电，电荷量为 q，静止在光滑水平面上的
点。 点右侧存在电场强度大小为 、方向水平向左的匀强电场。在 点左侧有一质量为 的子
O O E O m
弹，以速度 v0 水平向右打入靶盒后与靶盒一起运动。已知子弹打入靶盒的时间极短，子弹不带电，
且靶盒带电量始终不变，不计空气阻力。
（1）求子弹打入靶盒后的瞬间，子弹和靶盒共同的速度大小 v1 ；
（2）求子弹打入靶盒后，靶盒向右离开 O 点的最大距离 s；
（3）若靶盒回到 O 点时，第 2 颗完全相同的子弹也以 v0
水平向右打入靶盒，求第 2 颗子弹对靶盒的冲量大小 I。
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1
16. （16 分）如图所示，轨道 ABCD 由半径 R1=1.2m 的光滑 圆弧轨道 AB、长度 L 0.6m 的粗
4 BC
糙水平轨道 BC 以及足够长的光滑水平轨道 CD 组成。质量 m=2kg 的物块 P 和质量，m2=1kg 的物
块 Q 压缩着一轻质弹簧并锁定（物块与弹簧不连接），三者静置于 CD 段中间，物块 P、Q 可视为质
点。紧靠 D 的右侧水平地面上停放着质量 m=3kg 的小车，其上表面 EF 段粗糙，与 CD 等高，长
1
度 L 1.2m ；FG 段为半径 R2=1.8m 的 光滑圆弧轨道；小车与地面间的阻力忽略不计。P、Q 与
EF 4
BC、EF 间的动摩擦因数均为=0.5，重力加速度 g 取 10m/s2，现解除弹簧锁定，物块 P、Q 由静止
被弹出（P、Q 脱离弹簧后立即撤走弹簧），其中物块 P 进入 CBA 轨道，而物块 Q 滑上小车。不计
物块经过各连接点时的机械能损失。
（1）若物块 P 经过 CB 后恰好能到达 A 点，求物块 P 通过 B 点时，圆弧轨道对物块 P 的弹力
大小；
（2）若物块 P 经过 CB 后恰好能到达 A 点，求物块 Q 冲出小车后离开 G 点的最大高度；
（3）若弹簧解除锁定后，物块 Q 向右滑上小车后能通过 F 点，并且后续运动过程始终不滑离小车，
求被锁定弹簧的弹性势能取值范围。
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三明一中 2023-2024 学年上学期 12 月月考
高三物理试卷参考答案
1.【答案】B
【详解】A．X 是原子核中的中子转变成一个质子和一个电子后放出来的电子，故 A 错误；
B．衰变过程有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程可知该过程会放出能量，故 B 正确；
C．从比结合能小的核向比结合能大的核转变，这种核反应才能自发地发生，故 C 错误；
D．半衰期是一个统计规律，只对大量放射性原子核才有意义，其只由元素种类决定，与其
他因素无关，故 D 错误。
2.【答案】C
3.【答案】C
【详解】A．对小球受力分析可知，小球只受三个力作用，分别是地球给的重力、细线给的
拉力、磁铁给的斥力，故 A 错误；
BC．对小球受力分析，如图所示：
G T F
根据力矢量三角形与长度三角形相似，可知
h L R
G、h、L 均不变而 R 减小，所以T 的大小不变，斥力 F 的
大小减小，故 B 错误，C 正确。
D．磁铁对小球的斥力与小球对磁铁的斥力是一对相互作用力，
故 D 错误。
4.【答案】D
v2 qBR
【详解】A．根据 qvB m ，可得 v
R m
可知氘核离开回旋加速器时的最大速率与加速电压 U 无关，故 A 错误；
2 R
B．氘核被加速后的最大速度时的半径为 R，则 v 2 Rf
T
故氘核被加速后的最大速度不可能超过 2Rf ，故 B 错误；
C．氘核第 n 次和第 n 1 次经过两金属盒间狭缝后的分别有
1 2 1 2
nqU mv ， (n 1)qU mv
2 n 2 n 1
2nqU 2(n 1)qU
解得 v ， v
n m n1 m
v2 mv
又 qvB m ，则 r
r qB
r v n
则氘核第 n 次和第 n 1 次经过两金属盒间狭缝后的轨道半径之比为 n n ，
rn1 vn1 n 1
故 C 错误；
2 m
D．回旋加速器的周期为T
qB
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2 4 的
由于氘核 1 H 和 粒子 2 He 比荷相等，所以不改变磁感应强度 B 和交流电频率 f，该
回旋加速器也能加速 粒子，故 D 正确。
5.【答案】BC
2h
【详解】A．由平抛运动规律可知，做平抛运动的时间 t
g
因为两手榴弹运动的高度差相同，所以在空中运动时间相等，故 A 错误；
．做平抛运动的物体落地前瞬间重力的功率
B P mgv cos mgv y mg 2gh
因为两手榴弹运动的高度差相同，质量相同，所以落地前瞬间，两手榴弹重力功率相同，故
B 正确；
C．从投出到落地，手榴弹下降的高度为 h，所以手榴弹重力势能减小量 Ep mgh
故 C 正确；
D．从投出到落地，手榴弹做平抛运动，只有重力做功，机械能守恒，故 D 错误。
6.【答案】CD
【详解】A．由低轨道进入高轨道需要点火加速，所以由轨道进入轨道需在 A 点加速，故
A 错误；
3
r1 r3 3
3 r r
B．根据开普勒第三定律，有 r 2 ，解得T T 1 3 ，故 B 错误；
1 2 1
2 2 2r1
T1 T2
C．由万有引力公式可知，在轨道、上 A 点的合外力相同，加速度也相同，故 C 正确；
D．由轨道进入轨道需在 B 点加速，所以在轨道上 B 点的线速度大于在轨道上 B 点
的线速度，故 D 正确。
7.【答案】AC
【详解】CD．根据W电 E p ，图 2 中以出发点的电势能为零，则有 Ep qEx ，
10
结合图 2 有 qE N ，解得 E 1.25105 N / C ，C 正确，D 错误；
8
1 2 1 2
AB．根据 qEx mg sin 30 x Ek mv0 ，可知 Ek mv0 qE mg sin 30 x ，
2 2
40
根据图 2 有 qE mg sin 30 N ，解得 m 0.75kg ，A 正确，B 错误。故选 AC。
8
8.【答案】AD
【详解】A．假设将 C 无初速地轻轻放在 A 上，AC 整体向下运动，根据对称性可知 AC 整
3mg 3mg 2mg g
体达到最低点时弹簧的压缩量为 ，此时 AC 整体的加速度大小为 a1
k 2mg 2
而实际情况是 A 从一定高度下落，与 C 碰撞后使 AC 整体具有初动能，所以 AC 整体运动到
3mg g
最低点时弹簧的压缩量一定大于 ，此时 AC 整体的加速度一定大于 ，故 A 正确；
k 2
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．根据自由落体运动规律可知 与 碰撞前瞬间的速度大小为
B C A v0 2gh
设 C 与 A 碰撞后瞬间整体的速度大小为 v1，根据动量守恒定律有 mv0 2mv1
1 1
解得 v v 2gh
1 2 0 2
1 1 1
C 与 A 碰撞时产生的内能为 Q mv2 2mv2 mgh ，故 B 错误；
2 0 2 1 2
C．设开始时弹簧的弹性势能为 Ep0，AC 整体到达最低点时弹簧的弹性势能最大，设为 Ep1，
1 2
AC 整体下降的高度为 h0，根据机械能守恒定律有 E E 2mv 2mgh
p1 p0 2 1 0
1 1
解得 E mgh 2mgh E mgh ，故 C 错误；
p1 2 0 p0 2
D．如果碰后物体 B 恰能被拉离地面，此时弹簧处于拉伸状态，且弹力大小为 mg，对 AC
2mg mg 3
整体根据牛顿第二定律可得其加速度大小为 a g ，故 D 正确。
2 2m 2
9.（3 分，每空 1 分）【答案】 增大 正 减小
【详解】[1]爆胎前，车胎内空气的体积不变，根据查理定律可知，当温度升高时，车胎内
空气的压强增大；
[2][3]因为爆胎过程时间极短，所以爆胎过程中车胎内的空气来不及与外界发生热交换，即
Q=0，其体积膨胀对外界做正功，根据热力学第一定律 U Q W
可知，该过程车胎内空气的内能减小。
b
10.（3 分，每空 1 分）【答案】 b b
a
【详解】（1）[1][2]根据光电效应方程 Ek h W
b
并结合图像得W b ， h
a
（2）[3]当入射光的频率为 2a 时，逸出光电子的最大初动能为
b b
E h W b 2a b b
k a a
11. （3 分，每空 1 分）【答案】 直线运动 增大 增大
【详解】（1）不加磁场时电子将做直线运动，即电子束的径迹是直线运动。
v2 mv
（2）根据洛伦兹力充当向心力 Bev m ，解得 R
R eB
可知，保持磁感应强度不变，增大出射电子的速度，电子束圆周的半径将增大。
mv
（3）根据 R
eB
可知，若保持出射电子的速度不变，要减小电子束圆周的半径，则应增大磁感应强度。
12.（6 分，每空 2 分）【答案】 b 到 a 1.55105 AC/CA
【详解】（1）先将单刀双掷开关 S 置于 1 端，给电容器进行充分的充电，可知电路下方导
线中充电电流的方向为从 b 到 a。
（2）根据 I-t 图像与横轴围成的面积表示电荷量，可知电容器充完电所带的电荷量为
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Q=1162010-64010-3C=9.2810-5C
Q 9.2810 5
根据电容定义式可知电容器的电容为 C F 1.55 10 5F
U 6
（3）AB．电容器放电过程中，随着电荷量的减少，两极板间电压减小得越来越慢，电容器
放电结束后，板间电压减为零，故 A 正确，B 错误；
q
CD．电容是电容器本身具有的属性，根据 C 可知，电荷量与电容器两端的电势差成正
U
比，图线为过原点的倾斜直线，故 C 正确，D 错误。
d a
13.（5 分，每空 1 分）【答案】 1.731/1.732/ 1.733/ 1.734 增大 不变
t mg
【详解】（1）[1] 图乙中螺旋测微器测量遮光条的宽度 d 1.5mm 23.20.01mm=1.732mm
d
（2）[2] 滑块匀速转动的线速度大小可由光电门测得 v
t
（3）[3]对在转台上做匀速圆周运动滑块，根据图丙知 v2 0 时 F a
v2
根据牛顿第二定律 F mg m
r
a
带入数据 a mg 0 ，解得
mg
b
（4）[4] [5]根据图丙得到 a mg 0 ， 0 mg m
r
解得 a mg ，b gr
则换用质量 m 更大的滑块， a 增大而 b 不变。
14.（11 分）【答案】（1）（3 分）0.02N；（2）（4 分）5s；（3）（4 分）0.5J
解：（1）弹体受到的安培力大小 FA ILB
解得 FA 0.02N
（2）由牛顿第二定律可知 FA ma
v at
解得 t 5s
1
（3）由运动学公式可知弹体的位移 s at 2
2
安培力所做的功 W FAs
解得 W 0.5J
mv2
15.（13 分）【答案】（1）（3 分） v 0.1v ；（2）（4 分） s 0 ；（3）（6 分） I mv
1 0 20qE 0
解：（1）子弹打入靶盒过程中，由动量守恒得 mv0 10mv1
解得 v1 0.1v0
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