高三年级物理试题
说明：1.答题时间 90 分钟
2.满分 100 分
一、单选题（本大题共 7 小题，共 28.0 分）
1.在夏天的高温天气下，一辆家用轿车的胎压监测系统（TPMS）显示一条轮胎的胎压为 3.20atm（latm 是指
1 个标准大气压）、温度为 47。由于胎压过高会影响行车安全，故快速（时间很短）放出了适量气体，此时
胎压监测系统显示的胎压为 2.40atm、温度为 27C，设轮胎内部体积始终保持不变，气体视为理想气体，则下
列说法不正确的是：（ ）
A.气体温度快速降低是因为气体对外界做了功
1
B.此过程中放出的气体质量是原有气体质量的
5
C.轮胎内的气体单位时间内撞击轮胎的次数变少了
D.由于温度降低轮胎内每个气体分子的速度都变小了
2.有 a、b 两束单色光从空气中平行照射在平行玻璃砖上，它们经玻璃折射后射入空气的光线如图示，则有关
a、b 光的说法正确的是（ ）
A.在玻璃中传播时 a 光的速度较大
B.在同一双缝干涉实验装置发生干涉时 a 光的干涉条纹间距较大
C.从同一介质射向空气时 a 光发生全反射的临界角较小
D.a 光和 b 光频率相同
3.已知“祝融号”火星车在地球表面受到的重力大小为 G1，在火星表面受到的重力大小为 G2；地球与火星均
可视为质量分布均匀的球体，其半径分别为 R1、R2。若不考虑自转的影响且火星车的质量不变，则地球与火
星的密度之比为（ ）
2
G1R1 G1R2 G2 R2 G1R2
A. B. C. D. 2
G2 R2 G2 R1 G1R1 G2 R1
4.如图（a）所示的智能机器人广泛应用于酒店、医院等场所.机器人内电池的容量为 25000mAh，负载 10kg
时正常工作电流约为 5A，电池容量低于 20%时不能正常工作，此时需要用充电器对其进行充电，充电器的
输入电压如图（b）所示.下列说法正确的是（ ）
A.充电器的输入电流频率为 100Hz
B.充电器的输入电压瞬时表达式为 u=220 2 sin10t
C.机器人充满电后电池的电量为 9103C
D.机器人充满电后，负载 10kg 时大约可以持续正常工作 4h
5.如图所示，边长为 L 的正方形区域 ABCD 内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B。一带电粒
子以速度 v 从 D 点射入磁场，速度方向与 CD 边夹角为 60，垂直 BC 边射出磁场，则下列说法正确的是
（ ）
3v
A.粒子一定带正电 B.粒子的比为
BL
2 3 L
C.粒子在磁场中的运动时间为 D.减小粒子的速度，粒子不可能从 CD 边射出
9v
6.如图所示，空间中存在着水平向右的匀强电场，用轻绳悬于 O 点的带电小球（可视为质点）静止于电场中
时轻绳和竖直方向的夹角为 37，轻绳长度为 l 。现沿逆时针方向将电场缓慢调至竖直向上，大小保持不
3
变，该过程中小球与 O 点间的水平间距的最大值为 sin 37 （ ）
4
3 3 4
A. l B. l C. l D. l
5 4 5
7.有一匀强电场平行于直角坐标系 xoy 所在的竖直平面，现将一质量为 m，带电量为+q 的小球从坐标原点 O
5
处沿 y 轴负向以 2m/s 的初速度向下抛出，其带电小球运动的轨迹方程为 x y2 ，重力加速度取
4
g=10m/s2，则下列说法中正确的是（ ）
2mg
A.电场强度大小为 ，方向与 x 轴正向夹角 45
q
3mg
B.电场强度大小为 ，方向与 x 轴正向夹角 30
q
2mg
C，电场强度大小为 ，方向与 x 轴负向夹角 45
q
mg
D.电场强度大小为 ，方向与 x 轴正向夹角 30
q
二、多选题（本大题共 3 小题，共 18.0 分）
8.据中国地震台网测定，2023 年 12 月 18 日 23 时 59 分在甘肃临夏州积石山县发生 6.2 级地震。若地震局刚
好记录下了这一组简谐波的图像，图甲为该简谐波 t=0.4s 时刻的波形图，M 是此波上的一个质点，平衡位置
处于 1.4km 处，图乙为质点 M 的振动图像，下列说法正确的是（ ）
A.该列波沿 x 轴负向传播 B.质点 M 在 4s 内通过的路程为 4m
C.该列波的传播速度为 3.5m/s D.质点 M 在 0.8s 内沿 x 轴运动了 2.8km
9.如图（a）所示，一物块以一定初速度沿倾角为 30的固定斜面上滑，运动过程中摩擦力大小 f 恒定，物块
2
动能 Ek 与运动路程 s 的关系如图（b）所示。重力加速度大小取 10m/s ，下列判断正确的是（ ）
A.物块的质量为 0.7kg B.物块所受摩擦力 f=1N
C.物块在最高点时重力势能为 30J D.物块上滑过程克服摩擦力做功为 5J
10.子弹在射入木块前的动能为 E1，动量大小为 p1；射穿木板后子弹的动能为 E2，动量大小为 p2。若木板对
子弹的阻力大小恒定，则子弹在射穿木板的过程中的平均速度大小为（ ）
E E E E E E E E
A. 1 2 B. 2 1 C. 1 2 D. 1 2
p1 p2 p2 p1 p1 p2 p1 p2
三、实验题（每空 2 分，共 14.0 分）
11.（1）在用单摆测定当地重力加速度的实验中，下列器材和操作最合理的是________（填正确答案标号）
A. B. C. D.
（2）某同学放学后想在家里利用身边的器材再做一遍“用单摆测量重力加速度”的实验，由于没有合适的摆
球，于是他找到了一块外形不规则的小金属块代替小球进行实验。
如图甲所示，实验过程中他先将金属块用细线系好，结点为 M，将细线的上端固定于 O 点。
利用刻度尺测出 OM 间细线的长度 l 作为摆长，利用手机的秒表功能测出金属块做简谐运动的周期 T。
在测出几组不同摆长对应的周期 T 的数值后，作出 T2- l 图像如图乙所示。
根据作出的图像可得重力加速度的测量值为____________m/s2。（取 3.14，结果保留三位有效数字）
（3）相比于实验室做出的 T- l 图像，该同学在家里做实验的 T2- l 图像截距较明显，该操作导致重力加速度的
测量值与真实值相比___________（填“偏大”“偏小”或“不变”）。
12.某课外研究实验小组欲准确测量阻值约为 40的电阻 Rx，实验室提供的器材有：
A.待测定值电阻 Rx
B.定值电阻 R1:阻值 40
C.定值电阻 R2:阻值 80
D.灵敏电流计 G:量程 01mA，0 刻度在中央，内阻约 10
E.电阻箱 R3:最大阻值 999.99
F.直流电源 E，电动势 1.5V，内阻很小
G.滑动变阻器 R（10，0.2A）
H.单刀单掷开关 S，导线等
该小组设计的实验电路图如图，连接好电路，并进行下列操作。
（1）闭合开关前，滑动变阻器滑片应置于____________（选填“A”或“B）端。
（2）闭合开关，向另一端移动滑动变阻器滑片（注意灵敏电流计 G 不超过量程）。若灵敏电流计 G 中的电流
由 C 流向 D，再调节电阻箱，使电阻箱 R3 的阻值____________（选填“增大”或“减小”），直到 G 中的电
流为 0。
（3）读出电阻箱连入电路的电阻 R3=19.00，则 Rx=____________。
（4）若定值电阻 R1、R2 均未知，先正常操作，调节 R3 的阻值等于 49.00，此后将电阻箱 R3 和 Rx 位置对
调，其他条件保持不变，再调整 R3 的阻值，当 R3 的阻值等于 36.00时，灵敏电流计 G 的示数也恰好为
零，则 R=____________。
四、解答题（10 分+14 分+16 分=40 分）
13.如图所示为中国航天员的一种环形训练器材，环面与水平面间的夹角为 60，A、B 为航天员的座舱。某
次训练中，座舱内质量为 m 的某航天员绕轴线 OO做半径为 R 的匀速圆周运动，当航天员运动到最高点
时，座舱对航天员的作用力的大小等于航天员的重力大小。已知重力加速度的大小为 g，取航天员做圆周运
动的最低点为零势能点。求
（1）航天员做圆周运动时的向心加速度 a 的大小；
（2）航天员做圆周运动时机械能的最大值 Em。
14.质量 m=1kg 的小物块以初速度 v0 =4m/s 从 B 点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道 BC，O 点为圆弧的圆
心，=60，轨道半径 R=0.8m，圆弧轨道与水平地面上长为 L=2.4m 的粗糙直轨道 CD 平滑连接，物块沿
轨道 BCD 运动并与右侧的竖直墙壁发生碰撞，重力加速度取 g=10m/s2，空气阻力不计，求：
（1）小物块从 B 点运动到最低点 C 的过程中，重力做的功 WG；
（2）小物块第一次经过最低点 C 时，圆弧轨道对物块的支持力 FN；
（3）若小物块与墙壁碰撞后速度反向、大小变为碰前的一半，且只发生一次碰撞，那么小物块与轨道 CD 之
间的动摩擦因数应该满足怎样的条件。
15.如图所示，平行光滑金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成。导轨水平部分的一段处于 B=0.50T、
方向垂直导轨平面向上的匀强磁场（图示虚线）中。在磁场中离左边界 l =0.40m 处垂直于水平导轨放置导体
棒 a，在倾斜导轨高 h=0.2m 处垂直于导轨放置导体棒 b，将导体棒 b 由静止释放，结果发现导体棒 a 以 1m/s
的速度从磁场右边界离开。已知导体棒 a、b 的质量均为 m=0.01kg，阻值均为 R=0.10，棒的长度均等于导
轨间距 L=0.20m，不计导轨电阻，导体棒在运动过程中始终垂直于导轨且接触良好 g 取 10m/s2，忽略磁场边
界效应。求：
（1）安培力对导体棒 a 做的功；
（2）导体棒 a 刚出磁场时，导体棒 b 的速度大小及两棒之间的距离；
（3）整个过程中，安培力对导体棒 b 做的功。
参考答案：
单选
1.D 2.C 3.B 4.D 5.C 6.B 7.A
多选
8.AB 9.AD 10.BC
11.D 9.86 不变
12.A 增大 38.00 42.00
3 3
13.（1） a 3g ；（2） Em mgR
2
【详解】（1）航天员的受力情况如图所示，
据牛顿第二定律可得
2mgcos30 ma
解得
a 3g
（2）根据题意航天员在最高点机械能最大，设航天员做圆周运动的线速度大小为 v ，在最高点时的动能为
Ek ，重力势能为 Ep ，则合力提供向心力
v2
ma m
R
又
Ep 2mgRsin60
1
E mv2
k 2
Em Ek Ep
解得
3 3
Em mgR
2
1 1
14.（1）WG 4J ；（2） FN 40N ；（3） min
18 2
【详解】（1）从 B 运动到 C 点过程中
1
WG mgR
2
解得
W 4J
G
（2）在最低点重力和支持力充当向心力，根据牛顿第二定可得
2
vC
FN mg m
R
根据动能定理可得
1 2 1 2
WG mvC mv0
2 2
联立解得
F 40N
N
（3）动摩擦因数最大时，根据动能定理可得
1 2
WG max mgL 0 mv0
2
解得
1
max
2
动摩擦因数最小时，根据动能定理可得
1 1
W mgL mv2 mv2
G min 2 D 2 0
2
1 vD
min mg 2L 0 m
2 2
联立解得
1
min
18
综上得
1 1
18 min 2
15.（1） 0.005J ；（2）1m / s,0.2m ；（3） 0.02J
【详解】（1）导体棒 a 在安培力的作用下由静止向右加速运动，根据动能定理，安培力对导体 a 做的功
1 2
W1 mv1 0.005J
2
（2）导铁棒 b 在倾斜部分运动时，由机械能守恒定律有
1 2
mgh mv0
2
代入数据解得
v 2m / s
0
导体棒 b 进入磁场与导体棒 a 通过磁场相互.作用直到导体棒 a 出磁场，由动量守恒定律有
mv mv mv
0 1 2
代入数据解得
v 1m / s
2
即导体棒 a 出磁场时，两棒已获得共同速度，此过程中，对导体棒 b 运用动量定理有
BLIt mv mv
2 0
通过的电荷量为
BLx
q It
2R
代入数据解得
x 0.2m
两棒之间的距离为
x l x 0.4m 0.2m 0.2m
1
（3）导体棒 b 进入磁场与导体棒 a 通过磁场相互作用后获得共同速度的过程中，安培力对导体棒 b 做的功
1 2 1 2
W2 mv2 mv0 0.015J
2 2
导体棒 a 从磁场中出来时，导体棒 b 与磁场右边界相距
x 0.2m
2
此时对导体棒 b 运用动量定理有
BLq mv mv
3 2
通过的电荷量为
BLx
q 2
2R
代入数据解得
v 0
3
导体棒 b 刚好停止在磁场右边界处，该过程中安培力对导体棒 b 做的功
1 2
W3 mv2 0.005J
2
因此整个运动过程中安培力对于导体棒 b 做的功为
W总 W2 W3 0.02J