高三物理试题
（分数：100 分，时间：75 分钟）
一、单选题
1．一物体受到如图所示的 F1、F2 作用，且已知 F1、F2 互相垂直，大小分别为 6N 和 8N，则
该物体受到 F1、F2 的合力大小是（ ）
A．2N B．6N C．10N D．14N
2．下列说法正确的是（）
A．液体分子的无规则运动称为布朗运动
B．两分子间距离减小，分子间的引力和斥力都增大
C．物体做加速运动，物体内分子的动能一定增大
D．物体对外做功，物体内能一定减小
3．如图所示，两平行的虚线间的区域内存在着有界匀强磁场，有一较小的三角形闭
合导线框 abc 的 ab 边与磁场边界平行。现使此线框向右匀速穿过磁场区域，运动过程
中始终保持速度方向与 ab 边垂直。则图中哪一个可以定性地表示线框在上述过程中感
应电流随时间变化的规律（）
A． B． C． D．
4．北京时间 2022 年 11 月 30 日 5 时 42 分，神舟十五号载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接于天
和核心舱前向端口。已知“天和核心舱”匀速圆周运动的轨道离地约 400km、周期约为 93min，地球半径为
6370km，万有引力常量G 6.671011 N m2 /kg2 。根据这些数据，下列说法正确的是（）
A．天和核心舱线速度小于 3.1km/s
B．神舟十五号飞船的发射速度大于 11.2km/s
C．天和核心舱加速度小于地面重力加速度
D．天和核心舱角速度小于地球自转角速度
5．如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球（视为质点），某次乒乓球与墙壁上的
P 点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的 Q 点。取重力加速度大小 g=10m/s2，不
计空气阻力。若球拍与水平方向的夹角为 45，乒乓球落到球拍前瞬间的速度大小为
4m/s，则 P、Q 两点的高度差为（）
A．0.1m B．0.2m C．0.4m D．0.8m
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6．一学生用两个颜色不同的篮球做斜拋运动游戏，如图所示，第一次出手，
红色篮球的初速度与竖直方向的夹角为 60；第二次出手，橙色篮球的
初速度与竖直方向的夹角为 30。两次出手的位置在同一竖直线上，结果
两篮球正好到达相同的最高点C ，则红色篮球、橙色篮球运动的高度之比为
（）
2 1 3 3
A． B． C． D．
3 3 4 5
7．光镊技术可以用来捕获、操控微小粒子(目前已达微米级)．激光经透镜后会聚成强聚焦光斑，微粒一旦
落入会聚光的区域内，就有移向光斑中心的可能，从而被捕获．由于光的作用使微粒具有势能，光斑形成
了一个类似于“陷阱”的能量势阱，光斑中心为势能的最低点．结合以上信息可知，关于利用光镊捕获一个
微小粒子的情况，下列说法正确的是
A．微粒被捕获时，受到激光的作用力一定沿着激光传播的方向
B．微粒被捕获时，受到激光的作用力一定垂直激光传播的方向
C．微粒向光斑中心移动时，在能量势阱中对应的势能可能增大
D．被捕获的微粒在获得较大的速度之后，有可能逃离能量势阱
二、多选题
8．一列波沿 x 轴传播，t2s 时刻的波形如图 1 所示，图 2 是某质点的振动图象，则下列说法正确的是
（ ）
A．波的传播速度为 lm/s
B．波如果向右传播，则图 2 是 x0、4m 处质点的振动图象
C．波如果向右传播，则图 2 是 x2m、6m 处质点的振动图象
D．波如果向左传播，则图 2 是 x0、4m 处质点的振动图象
E．波如果向左传播，则阌 2 是 x2m、6m 处质点的振动图象
9．对以下物理现象分析正确的是()
从射来的阳光中，可以看到空气中的微粒在上下飞舞 上升的水蒸气的运动用显微镜观察悬浮在水
中的小炭粒，小炭粒不停地做无规则运动向一杯清水中滴入几滴红墨水，红墨水向周围运动
A．属于布朗运动
B．属于扩散现象
C．只有属于布朗运动
10．如图所示，倒 U 型等间距光滑导轨 ABCD 倾斜放置， AB//MN //QH ，在
MNHQ 中存在垂直导轨平面向下的匀强磁场（图中未画出）。一金属棒从 MN
上方静止释放，金属棒向下运动过程中始终与导轨接触良好且与 AB 平行，不计
导轨电阻，I 为金属棒中的电流、q 为通过金属棒的电量、U 为金属棒两端的电压、
P 为金属棒中的电功率，若从金属棒刚进入磁场开始计时，它在磁场中运动的
过程中，下列图像中不可能正确的有（）
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A． B． C． D．
三、非选择题
11．某实验小组欲以如图所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的
关系”。图中 A 为小车，B 为装有砝码的小盘，C 为一端带有定滑轮的长
木板，小车通过纸带与电磁打点计时器（未画出）相连，小车的质量为
2
m1，小盘（及砝码）的质量为 m2，重力加速度 g 取 10 m/s
(1)下列说法正确的是 。
A．实验时先放开小车，再启动计时器
B．每次改变小车质量时，应重新补偿阻力
C．本实验中应满足 m2 远小于 m1 的条件
D．在用图像探究小车加速度与质量的关系时，应作 a-m1 图像
(2)实验中，得到一条打点的纸带，如图所示，已知相邻计数点间的时间间隔为 T，且间距 x1、x2、x3、x4、
x5、x6 已量出，则打点计时器打下 F 点时小车的瞬时速度的计算式为 vF= ，小车加速度的计算式
a= 。
(3)某同学补偿阻力后，在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速度 a 与砝码
重力 F 的关系图像如图所示。若牛顿第二定律成立，则小车的质量为 kg，小盘的质量为
kg。
(4)实际上，在砝码的重力越来越大时，小车的加速度不能无限制地增大，将趋近于某一极限值，此极限值
为 m/s2
12．如图所示的实验装置可以探究加速度与物体质量、物体受力的关系
（摩擦力已平衡）。小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子。沙桶的总
质量（包括桶以及桶内沙子质量）记为 m，小车的总质量（包括车、盒
子及盒内沙子质量）记为 M。
（1）验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记
录沙桶的总重力 mg，将该力视为合外力 F，对应的加速度 a 则从打下的纸带中计算得出。多次改变合外力
F 的大小，每次都会得到一个相应的加速度。以合外力 F 为横轴，以加速度 a 为纵轴，画出 aF 图像，图
像是一条过原点的直线。
在本次实验中，如果沙桶的总重力 mg 与 Mg 相比非常接近时，获得的实验数据是否会和理论预期产生较大
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差异？
答： 。（填“会”或“不会”）理由是 。
（2）验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量 m 不变，在盒子内添加或去
掉一些沙子，验证加速度与质量的关系。用图像法处理数据时，以加速度 a 为纵横，应该以 为横轴。
13．如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨 MN、PQ 被固定在水平面上，导轨间距 L=0.6m，两导
轨的左端用导线连接电阻 R1 及理想电压表，电阻 r=2 的金属棒垂直于导轨静止在 AB 处；右端用导线连
接电阻 R2，已知 R1=2，R2=1，导轨及导线电阻均不计。在矩形区域 CDEF 内有竖直向上的磁场，
CE=0.2m，磁感应强度随时间的变化如图乙所示。在 t=0 时刻开始，对金属棒施加一水平向右的恒力 F，从
金属棒开始运动直到离开磁场区域的整个过程中电压表的示数保持不变。求：
（1）t=0.1s 时电压表的示数；
（2）恒力 F 的大小；
（3）从 t=0 时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量 Q。
14．如图所示，倾角为 =53的光滑斜面底端固定一劲度系数为 100N/m 的轻弹簧，
弹簧上端连接质量为 5kg 的物块 Q，Q 与平行斜面的轻绳相连，轻绳跨过轻质光
滑定滑轮 O 与套在光滑竖直杆上的质量为 0.8kg 的物块 P 连接，图中 O、B 两点
等高，间距 d=0.3m。初始时在外力作用下，P 在 A 点静止不动，A、B 间距离
h=0.4m，此时轻绳中张力大小为 50N。现将 P 由静止释放，取 g=10m/s2，sin53=0.8，
cos53=0.6，求：
(1)P 上升至 B 点时的速度大小；
(2)P 上升至 B 点的过程中，Q 克服轻绳拉力做的功。
15．如图所示，圆形匀强磁场区域半径为 R，磁场中心与 O、O'在同一水平线上，右侧有间隔分布的匀强
mv2
电场区域和无场区域，宽度都是 L，场强大小为 E= 0 ，MN 是无限大竖直接收屏，现有带正电粒子组成
qL
的粒子束，沿与水平成 60方向正对场中心射入，粒子质量为 m，电荷量为 q，速率为 v0，恰好从 O 点沿水
平方间进入电场区域，不计重力和粒子间相互作用，求：
(1)磁感应强度大小 B：
(2)若接收屏 MN 距 O 点距离为 2L，粒子击中接收屏时的速度 v；
(3)若接收屏 MN 距 O 点距离为 nL（n=1，2，3………），粒子击中接收屏用时离 OO'线的距离 y。
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高三物理答案
（分数：100 分，时间：75 分钟）
1．C 2．B 3．D 4．C 5．C
6．B【详解】两个不同颜色的篮球做斜抛运动，经过相同的最高点，可将其逆运动看成水平向左的平拋运
动，运动轨迹如图所示，两平抛运动的水平位移相同，设为 x ，速度的反向延长线均过水平位移的中点，
相交于同一点。
x x h tan 1
tan 1
设两球下落的高度分别为 h1 、 h2 ，则 ， tan ，解得 ，B 选项正确。
2h1 2h2 h2 tan 3
7．D【详解】A.微粒被捕获时，受到激光的作用力朝着激光焦点的方向，故 A 错误；B.微粒被捕获时，受
到激光的作用力朝着激光焦点的方向，故 B 错误；C.由题干可知，光斑中心为势能的最低点，所以微粒向
光斑中心移动时，在能量势阱中对应的势能不能增大，只能减小，故 C 错误；D.根据能量守恒，较大的初
速度对应较大初动能，可以让微粒逃离能量势阱，故 D 正确．
8．ABE 9．BC 10．AC
x x x x x x x x
11． C 5 6 4 5 6 3 2 1 2.0 0.06 10
2T 9T 2
1
12． 不会 因为实验的研究对象是整个系统，系统受到的合外力就等于 mg
M m
B 1
13．【详解】（1）在 0 ~ 0.2s 内，回路产生的电动势为定值，大小为 E LL 0.60.2V 0.6V
t CE 0.2
R1r
电路总电阻为 R总 R2 2
R1 r
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E
电流总电流为 I总 0.3A
R总
r
通过 R1的电流为 I1 I总 0.15A
R1 r
则 R1的电压为U1 I1R1 0.3V
可知t 0.1s 时电压表的示数为 0.3V 。
（2）从金属棒开始运动直到离开磁场区域的整个过程中电压表的示数保持不变，说明在t 0.2s 时，金属
R
2
棒刚好进入磁场中，设此时电流总电流为 I总 ，则通过 R1的电流为 I1 I总 ，则 R1的电压为
R1 R2
U1 I1R1 0.3V
联立解得 I总 0.45A
金属棒在磁场中应做匀速运动，则有 F F安 BI总 L 10.450.6N 0.27N
2 2
（3）在 0 ~ 0.2s 内，回路产生的焦耳热为Q1 I总R总t1 0.3 20.2J 0.036J
由功能关系可知导体棒在磁场中运动过程中产生的焦耳热为Q2 FLCE 0.270.2J 0.054J
从 t 0时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量为Q Q1 Q2 0.09J
14．【详解】(1)在外力作用下，P 在 A 点静止不动时，假设弹簧伸长量为 x1，
对于物块 Q 有 T=mQgsin 十 kx1
代人数据解得 x1=0.1m
P 上升至 B 点时，P 与 Q 的速度关系为 vQ=vpcos90=0
物块 Q 下降距离为 x=OA-OB=0.5m-0.3m=0.2m
即弹簧压缩 x2=0.2m-0.1m=0.1m
1
弹簧的形变量不变，因此弹性势能不变，对物块 P、Q 及弹簧，根据能量守恒有 m gxsin 53 m gh m 2
Q p 2 p p
解得 vp 2 3m/s
(2)P 上升至 B 点的过程中，由于弹簧对 Q 所做的功为 0，对 Q 由动能定理得 mQgx2sin53-W=0
可得 W=mQgx2sin53=8J
v2
15． 【详解】(1)粒子在磁场中运动的半径 r R tan 60 ， qv B m 0
0 r
3mv
得 B 0
3qR
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L
(2)粒子通过 L 的时间T
v0
粒子击中接收屏时的水平速度 vx=v0
qE
粒子击中接收屏时的竖直速度 v = T
y m
2 2
粒子击中接收屏时的速度大小 v vx vy 2v0
v
与水平方向夹角满足 tan y
vx
得 =45
(3)作 vy-t 图，可看出水平方向每经过 L 时，竖直方向位移大小成等差数列．
1 qE
通过第 1 个水平距离 L 时的竖直距离为 y T 2
1 2 m
nn 1
粒子击中接收屏时离 OO线的距离 y y
2 1
nn 1 L
最终结果 y
4
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