高三物理试卷
考生注意：
1．试卷共 6 页，满分 100 分，考试时间 60 分钟。
2．本考试分设试卷和答题纸。全卷包括六大题。
3．答题前，务必在答题纸上填写姓名、学校、准考证号，并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须涂
或写在答题纸上，在试卷上作答一律不得分。
一、宇宙（共 19 分）
宇宙中除了地球和其他天体外，还充满着各种射线、星际磁场、星际尘埃等物质。
1．（2 分）宇宙射线中含有 射线。 粒子是（ ）
A．光子 B．电子 C．氢原子 D．氦原子核
2．我们生活在地球上，
（1）（2 分）某人在地面上用单摆测重力加速度，若测得摆长为 L，周期为 T，则当地重力加速度的表达式为 g =
__________。
（2）（2 分）若将摆线长作为摆长进行计算，最终的实验值（ ）
A．偏大 B．偏小
（3）（2 分）地球表面重力加速度为 g，万有引力恒量为 G，地球半径为 R，则地球质量 M = __________。
3．（3 分）宇宙中某一区域分布着匀强磁场。一个正离子从 a 点射入，运动过程中该离子的动量不断减小，电荷
量不变。下列运动轨迹正确的是（ ）
v0 a
a a
v0 v0 a
v0
A B C D
4．科学家对银河系中某一恒星进行了观测。从 1994 年起，用“”标记出 10 年间每一年的位置，如图所示。
则：
1994
（1）（2 分）该恒星的运动轨道可视为（ ）
A．椭圆 B．双曲线 C．抛物线
2004
（ ）（ 分）该恒星绕黑洞运行的周期约为（ ）
2 3 黑洞 2000
A．8 年 B．10 年
2002
C．16 年 D．32 年
（3）（3 分）实际的天文观测发现，恒星在公转一周后的“近黑洞点”较之前的位置会发生偏离，能较好地解释该
现象的理论是（ ）
A．广义相对论 B．量子论
二、B 超（共 16 分）
B 超是现代医学的一种检测技术。很多病灶可以通过 B 超检测而发现。一台 B 超机是由超声探头、计算机和
成像系统等模块组成。
5．（3 分）B 超机的电源配适器铭牌如图所示，其内部的变压器可视为理想变压器。变压器的原副线圈匝数之比为
（） 电源适配器 AC ADAPTER
输入
A．115 B．1112 INPUT
220 V ~ 50 Hz
C．355 D．553 输出 OUTPUT
12.0 V – 3.0A
6．超声探头上有一种特殊的材料——“压电晶体”，它通过快速膨胀和回弹，从而产生超声波。
（1）（3 分）“压电晶体”是单晶体，具有（ ）的性质。
A．各向同性 B．各向异性
（2）（4 分）（多选）如图所示，探头沿 x 轴正方向发射一列简谐超声波，进入人体。t = 0 时，波恰好传到 P 点，
xP = 7.5 cm，xQ = 15 cm，若波速为 1500 m/s，则（ ） y
A
A．质点 P 沿 y 轴正方向起振
x
O
B．质点 P 沿 y 轴负方向起振 P Q
C．t = 1104 s 时，波传至 Q 处 A
D．t = 6.25105 s 时，质点 Q 的位移为 A
7．如图所示，当超声波从空气入射到人体时，记“sini = a”，其中 i 为入射角。皮下组织质地均匀，折射率为 n。
超声波进入人体过程中的反射、折射与光的反射、折射规律相同。假设皮下 h 深度处有一高密度病灶，其反射面
与表皮平行，一列超声波在皮肤表面的入射点与出射点之间的距离为 d，
i d
空气
（1）（3 分）当距离 d 越大时，可知病灶深度 h（） 皮肤
h
A．越大 B．越小
病灶
（2）（3 分）h 的表达式为 h = __________。（用 a、n、d 表示）
三、新型推进器（共 13 分）
进气口 点火塞
有一种新型推进器结构如图所示，绝热气缸的进气口可以注入一定质量的燃料
A
气体，活塞 A 把气体压缩到一定程度后点火塞点火，点燃燃料气体，静止的活塞 B B
静止 v
被高温气体推动，获得速度 v。
8．（4 分）注气完成后，保持活塞 B 静止，推动活塞 A 压缩气体。此过程活塞对气体所做的功 W_________0（选
填“>”、“<”或“=”）。若压缩前气缸内气体压强为 p0，压缩后体积变为原来的 1/k，热力学温度变为原来的 k
倍，气体压强变为_________。
量子数 能量
9．新型推进器采用了氢气作为燃料气体。
0
2 1
（1）（2 分）相比同位素氘核（ 1D），氢核（ 1H）少了_______个中子。
（2）（2 分）氢原子的能级图如图所示，普朗克常量为 h，若要使基态氢原子完全电离，则
1 -E0
需要吸收光子的频率至少为________。
气体 T M c
10．对比氢气（H2）和乙烷（C2H6），右表给出了其燃烧时的相关参
燃料 (K) (kgmol-1) (JK1mol1)
数。在一定条件下，v 的大小近似由四个量决定：T、M、c 和损失比
H2 4000 0.002 40.0
k（无量纲）。其中：T 为缸内气体点燃时的温度、M 为气体的摩尔
C2H6 5000 0.030 30.0
质量，c 为气体定压摩尔热容。
（1）（3 分）v 的表达式可能为（ ）
cT 0.5 cT cT 1.5 cT 2
A．v = k B．v = k C．v = k D．v = k
M M M M
I1
（2）（2 分）分别点燃等质量的氢气和乙烷，活塞 B 被推动的过程中所受合外力的冲量为 I1 和 I2，则 为
I2
__________。
四、喷墨打印机（共 18 分）
喷墨打印机的结构可以简化为右图。 信号传入 纸
+
当计算机有信号输入时，墨盒喷出细小的墨滴，经过带电室后带上负电，其电
v0
回
荷量由输入信号控制。墨滴进入平行板电容器，最后打到纸上，显示出打印内容。 -
墨盒 带电室 平行板电容器 流
槽
当计算机无信号输入时，墨滴不带电，径直通过板间后注入回流槽流回墨盒中。
11．（3 分）设墨滴穿过电场前后，电势能的变化量为 E，墨滴初末位置的电势差为 U，若仅改变板间电压，则
E 随 U 的变化图线是（ ）
E E E E
O U O U O U O U
A B C D
12．已知两板间电压 U = 6103 V，距离 d = 5103 m，板长 L = 1.6102 m。墨滴的质量 m = 11013 kg，电荷量 q =
16
110 C，以水平初速 v0 = 16 m/s 进入电容器，假设平板之间为匀强电场，全程仅考虑墨滴受到的电场力。
（1）（4 分）两板间匀强电场场强大小为__________V/m，墨滴受到的电场力大小为__________N。
（2）（4 分）计算墨滴穿过电场的过程中竖直方向的位移大小 y。
（3）（3 分）若仅将电容器两端的电压增大 50%，则打印稿上可能出现的图样是（ ）
原打印稿 A B C
13．（4 分）为提示剩余墨量，墨盒的底部有一个等腰直角三棱镜，外部有一个光源发射器和接收器，如图所示。
当盒中墨水面低于棱镜顶端后，垂直三棱镜底面入射的光线在棱镜中会发生全反射，则接收器接收到的光强会
________（选填“增强”或“减弱”），机器就可以判定墨量不足。棱镜的折射率至少为________。
墨盒
残余
墨汁 棱镜
接收器 发射器
五、汽车限速（共 17 分）
《道路交通安全法》规定：机动车在经过学校路段时不得超过 30 km/h。小张驾车去上班，该车质量 m = 2103
kg，全程车受到的阻力 f = 0.1mg，重力加速度 g 取 10 m/s2。
14．当汽车以恒定功率 P = 6104 W 在平直路面上运动时：
（1）（3 分）汽车能达到的最大速率为__________m/s。
（2）（3 分）汽车牵引力 F 随时间 t 的变化图像可能为（ ）
F F F F
O t O t O t O t
A B C D
15．如图所示，某学校门口路段安置了 4 个距离均为 5 m 减速
带（减速带宽度不计），小张的车（可视为质点），在路口由静 200m 5m 学校
止开始匀加速启动。 第 1 个 第 4 个
减速带 减速带
（1）（4 分）（简答）若车辆直线行驶 200 m，以 15 m/s 的速
度到达第 1 个减速带，求该过程中发动机所做的功 W。
（2）（4 分）（简答）汽车经过第 2 个减速带后，小张将车速从 10 m/s 匀加速提升至 15 m/s，
E
恰好到达第 3 个减速带，求此过程中汽车所受合力大小 F。
（3）（3 分）在相邻两个减速带之间汽车的机械能随位置区间变化如图所示，汽车在通过最后
O
一个减速带后经过校门。则汽车在经过学校时（ ）超速行为？ 位置
A．存在 B．不存在
1 2 3 4
六、无动力跑步机（共 17 分）
某兴趣小组利用金属导体棒切割磁感线的速度与电动势的对应关系 a
将传送带改装成了可测速的无动力跑步机，结构如图所示。跑步机底座固 V R
橡胶带
定一对金属电极，其间充满匀强磁场，左侧与可变电阻（连有电压表）、 b 运动方向
c
定值电阻连接，绝缘橡胶带上每隔相同距离就嵌入相互平行的金属条（电 R0
阻不计）。跑步过程中，绝缘橡胶带跟随脚步一起运动，金属条与电极接 d
触良好，且任意时刻仅有一根金属条处于磁场中。
16．（3 分）假设金属条中的电子与金属条具有相同的速度。橡胶带运动后，金属条两端会产生电动势。作为“电
源”，其“非静电力”源自于电子受到的（ ）
A．安培力 B．洛伦兹力 C．库仑力 D．电场力
17．调节档位后，保持所有元件阻值不变。当某人在上面跑步时
（1）（2 分）外电路上的电流方向为（ ）
A．abcd B．dcba
（2）（3 分）将电压表 V 的电压刻度转换成跑步的速度值，则速度表盘刻度（ ）
．均匀
A
B．不均匀，且靠近 0 刻度的标度更密
C．不均匀，且靠近 0 刻度的标度更疏
18．若平行金属电极间距为 L，匀强磁场的磁感应强度为 B，方向垂直纸面向里。定值电
阻阻值为 R0，当可变电阻阻值为 R 时，此时 a、b、c、d 各点的电势如图所示， a b c d a 位置
（1）（2 分）图中时刻，可变电阻 R 与定值电阻 R0 的比值为__________。
（2）（4 分）设 ab 之间电势差为 U，通过分析、推理，写出跑步速度 v 的函数表达式。（用 U、L、B 表示）
（3）（3 分）当人保持恒定的速度快速奔跑时，人体 20% 的生物能转化为橡胶带的动能。当可变电阻功率最大时，
其阻值满足（ ）
A．R = 0 B．R = 0.2R0 C．R = R0 D．R = 5R0
参考答案
一、宇宙（共 19 分）
42L gR2
1．D 2． ，B，
T2 G
3．C 4．（1）A （2）C （3）A
二、B 超（共 16 分）
d n2 a2
5．D 6．（1）B （2）BD 7．（1）A （2）
2a
三、新型推进器（共 13 分）
2 E0
8．大于，k p0 9．1， 10．（1）A （2）41
h
四、喷墨打印机（共 18 分）
11．A
12．（1）1.2106，1.21010
（2）墨滴在电场中做类平抛运动。（或者匀变速曲线运动） 1 分
根据牛顿第二定律，Eq = ma，
Eq 1.210611016
a = = m/s2= 1200 m/s2 1 分
m 11013
L 1.6102
水平方向：t = = s = 1103 s 1 分
v 16
1 1
竖直方向：y = at2 = 1200(1103)2 m= 6.0104 m 1 分
2 2
（3）C
13．增强， 2
五、汽车限速（共 17 分）
14．（1）30 （2）B
15．（1）根据动能定理：WF + Wf = Ek 1 分
1 2
WF fx = mv 1 分（给在阻力功的表达式上）
2
1 2 1 3 2 3 5
即：WF = mv + fx = （ 210 15 + 210 200）J = 6.2510 J 2 分
2 2
（2）受力分析 1 分
2 2
根据匀变速直线运动规律：vt v0 = 2ax 1 分
2 2 2 2
vt v0 15 10
a = = m/s2 = 12.5 m/s2 1 分
2x 25
根据牛顿第二定律：F = ma = 210312.5 N = 2.5104 N 1 分
（3）A
六、无动力跑步机（共 17 分）
16．B
17．（1）A （2）A
18．（1）21
（2）根据串联电路分压规律，URUR0 = RR0 = 21 1 分
R0 + R
电动势 E = U = 1.5U 1 分
R
根据切割磁感线的感应电动势规律：E = BLv 1 分
1.5U = BLv
3U
v = 1 分
2BL
（3）C