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高三物理
一、选择题
1．我国预计 2027 年发射巡天空间望远镜（CSST），与天宫空间站共轨飞行，其设计能记录单个光子到达的时刻与能量，并利用光谱分析重构遥远星系的精细结构。关于遥远星系辐射的星光说法正确的是( )
A ．是一种纵波 B ．仅具有粒子性 C ．仅具有波动性 D ．具有波粒二象性
2．如图为某实验小组得到的交流电的电流 i 随时间 t 变化的图像，下列说法正确的是( )
A ．该交流电的周期为 20s
B ．该交流电的周期为 4s
C ．该交流电的频率为 0.25Hz
D ．该交流电的频率为 0. 1Hz
3 ．脱氧血红蛋白和氧合血红蛋白在红光和红外线区域的吸收光谱不同，利用这一原理可以测量血氧饱和度。关于其中的物理知识，下列说法正确的是( )
A ．吸收光谱的特点是在连续光谱的背景上出现若干条明线
B ．吸收红外线光子比吸收红光光子，原子能级提升更高
C ．从玻尔原子理论来看，吸收了光子的原子势能增加
D ．从玻尔原子理论来看，吸收了光子的原子核外电子动能增加
4 ．如图所示，均匀介质中矩形区域内有一位置未知的波源。波源从某时刻开始振动产生振幅为 A 的简谐横波，并以相同波速分别向左、右两侧传播， P、Q 分别为矩形区域左右两边界上振动质点的平衡位置。 t1 = 4s 和t2 = 5s 时矩形区域外波形分别如图中实线和虚线所示，则( )
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A ．波速为 2m/s
B ．波源的平衡位置距离 P 点 3m
C ．t = 1s 时，波源处于平衡位置且向下运动
D ．0~5s 内，波源的质点运动的路程为 10A
5．2025 年我国新能源汽车产销突破 1600 万辆，连续 11 年稳居全球首位。某新能源汽车蓄电池供电简化电路图如图所示，电源电动势E = 12V、内阻r = 2Ω , 车灯电阻RL = 2Ω , 定值
电阻R0 =4Ω,电动机的额定电压UM = 4V、线圈电阻rM = 1Ω ,电流表为理想电表。闭合开关S 后，电动机正常工作，下列说法正确的是( )
A ．通过电动机的电流为 1A
B ．电动机的机械效率为62.5%
C ．电源的输出功率为 18W
D ．若电动机被卡住，电流表读数为1.5A
6．如图所示为高铁供电流程的简化图，牵引变电所的理想变压器将电压为U1 的高压电进行降压；动力车厢内的理想变压器再把电压降至U4 ，为动力系统供电。若某次高铁进站过程，保持U1 不变，仅通过调整动力系统的负载，使得电流I4 减小到原来的一半。下列说法正确 的是( )
A ．电流I1 大于电流I2 B ．电流I4 的频率将减小到原来的一半
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C ．电压U3 将增大 D ．电阻r 的热功率将减小到原来的一半
7 ．如图所示，水平面内有两根足够长的平行光滑金属导轨，间距为 L，两端分别接有电容为 C 的电容器和阻值为 R 的定值电阻，导轨间有垂直导轨平面向里的匀强磁场，磁感应强
5
度大小为 B．现有一长为 L 的金属棒 OO9 垂直放在导轨上，与导轨相交于 M、N 两点，其
2
中OM L ，导轨和金属棒均不计电阻。现将金属棒以 O 点为轴沿逆时针方向以角速度w匀速旋转，从开始转动到O9 即将与上导轨脱离的过程中，下列说法正确的是( )
A ．刚开始时通过定值电阻 R 的电流方向由 a 到 b
B ．金属棒刚开始转动时，产生的感应电动势最大
C ．通过定值电阻 R 的电荷量为
(
25
)D ．电容器 C 所带电荷量最大为 CBL2 w 9
8 ．如图所示，在竖直平面内建立平面直角坐标系xOy ，其中x 轴沿水平方向。在第二象限存在大小为E 、沿x 轴正方向的匀强电场，在第四象限存在平行于x 轴的匀强电场（图中未画方向）和垂直于纸面向内的匀强磁场，一个带电小球沿着第二、第四象限的对角线， 从图中A 点运动到B 点的过程中，下列说法正确的是( )
A ．小球带负电
B ．小球一直做匀加速运动
C ．第四象限内的匀强电场大小为E ，方向沿x 轴负方向
D ．小球受到的洛伦兹力是其重力的 2 倍
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9 ．中国在深空探测领域的技术已进入世界先进行列。如图所示，探测器在靠近某行星的过程中，先后在环绕行星的圆形轨道Ⅲ、椭圆轨道聂和圆形轨道Ⅰ上运行。已知轨道Ⅰ和聂、聂和Ⅲ分别相切于A 、B 两点，轨道Ⅰ 、Ⅲ的半径分别为r 和3r ，探测器在轨道Ⅰ上运行的周期为T ，则探测器( )
A ．在轨道聂上从B 点运行到A 点历时2T
B ．在轨道Ⅰ 、Ⅲ上运行的线速度大小之比为3 :1
C ．在轨道Ⅲ上运行时的机械能大于其在轨道Ⅰ上运行时的机械能
D ．在轨道聂上经过A 点时的加速度大于其在轨道Ⅰ上经过A 点时的加速度
10 ．如图所示的金属导轨ABCDE - A'B'C'D'E' ，平行倾斜宽导轨 AB 、A'B' 与水平方向夹角为θ = 30° 、长度AB = A'B' = 2L ，平行宽导轨BC 、B'C' 和窄导轨DE 、D'E' 水平，窄导轨的间距为L ，宽导轨的间距均为 2L，倾斜导轨与水平导轨由长度可忽略的小圆弧平滑相连，
导轨电阻不计。在水平导轨之间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B0 的匀强磁场。质量为m 、电阻为R 、长度为L 的金属棒a 垂直导轨静止放置在窄导轨的右端DD' 处，质量为2m 、电阻为 R 、长度为 2L 的另一金属棒b 从导轨顶端AA' 处由静止释放，金属棒运动中始终与导轨垂直且接触良好，不计一切摩擦，重力加速度为g 。若金属棒b 始终在宽导轨上运动，水平窄导轨足够长，则下列说法正确的是( )
A ．金属棒b 刚进入磁场瞬间的速度大小为2·gL
B ．稳定后，金属棒a 、b 的速度大小之比为2：1
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C ．从释放b 到稳定前瞬间的过程，通过金属棒a 的电荷量大小为
2
D ．从释放b 到稳定前瞬间的过程，金属棒b 上产生的焦耳热为 mgL 3
二、非选择题
11 ．某实验小组为测量一锂电池的电动势E 和内阻r 。
a ．首先用多用电表的直流电压 10V 档粗略测量了锂电池的电动势，测量结果如图甲所示。
b ．为精确测量该电动势，又设计了如图乙所示电路，所用器材有：锂电池、智能手机、电压传感器、定值电阻R0 、电阻箱、开关、导线等。按电路图连接电路，将智能手机与电压传感器通过蓝牙无线连接，闭合开关S ，逐次改变电阻箱的阻值R ，用智能手机记录对应的电压传感器测得的电压U 。回答下列问题：
(1)由图甲可知，该锂电池的电动势约为 V；
(2)根据记录数据作出 图像，如图丙所示。已知R0 = 3Ω , 可得E = V ，r = Ω （结果均保留两位有效数字）
(3)电压传感器的电阻不理想对锂电池电动势的测量结果 （填“有”或“无”）影响。
12 ．某实验小组的同学准备测量电池的电动势和内阻，实验室提供的器材如下：
A. 电池（电动势约为 3V，内阻约为 4Ω)
B. 电流表 A1（量程 0~2mA，内阻约 200Ω)
C. 电流表 A2（量程 0~5mA，内阻未知）
D.滑动变阻器 R0（最大阻值 100Ω)
E. 电阻箱 R1（阻值范围 0~999.9Ω)
F. 电阻箱 R2（阻值范围 0~9999Ω)
G.开关一个，导线若干
(1)①该实验小组准备先测量电流表 A1 的内阻，设计了如图甲所示的电路，请根据实验电路用笔画线代替导线将图乙中的实物图补充完整。
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②将滑动变阻器的滑片移到合适位置，调节电阻箱的阻值，当电流表A2 的示数是电流表A1的三倍时，电阻箱 R1 的示数为 99.0Ω,则电流表 A1 的内阻为 Ω。
(2)①某同学设计了如图丙所示的电路图测量电池的电动势和内阻，将电流表A1 的量程扩大10 倍，则电阻箱R1 的示数应调为 Ω。
②闭合开关，改变电阻箱R2 接入回路的阻值，记录多组电流表的示数 I（A）和电阻箱R2 的
1
阻值 R，作出的 - R 图像如图丁所示，则电池的电动势E = V ，内阻 r = Ω 。
I
13．某同学利用如图 1 所示的实验装置来验证“牛顿第二定律”。一轻质细绳跨过固定在铁架台上且不可转动的小圆柱体，两端各悬挂一个物体 A 、B ，B 上水平固定一个遮光条，两光电门 1 、2 水平固定。主要实验步骤如下：
①实验前，测量出 A 的质量 m1=30g ，B 和遮光条的总质量 m2=25g，测得两光电门中心之间的高度为 h，并用游标卡尺测出遮光条的宽度 d，如图 2 所示；
②实验时，先把 B 拉到光电门 1 的下方一段距离（B 与圆柱体间的细绳竖直），然后打开光电门 1 和 2，将 B 由静止释放，记录 B 上遮光条先后经过光电门 1、2 的遮光时间 t1、t2，最
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后关闭两个光电门；
③在 A、B 上分别增加相同质量的砝码（遮光条始终保持水平），重复步骤②, 进行多次实验；
1
④实验测量结果如下表。该同学根据实验数据作出a - 图像如图 3 所示，根据图像可知， m
在误差允许的范围内，物体所受合力一定时，物体的加速度与其质量成反比。
实验次数测量值 1 2 3 4 5 6 7
1 - 1 / kg m 18.18 15.38 13.33 11.76 10.53 9.52 8.69
加速度测量值 a/ （m . s-2 ） 0.87 0.74 0.61 0.55 0.47 0.42 0.36
加速度理论值 a'/ （m . s-2 ） ① 0.75 0.65 0.58 0.52 0.47 0.43
当地重力加速度 g 取 9.8m/s2，回答下列问题：
(1)由图 2 可知，遮光条的宽度 d= cm。
(2)本实验的研究对象为 ，其加速度测量值 a= （用 h 、d、t1、 t2 表示）。
(3)表中第 1 次实验的加速度理论值①没有记录，其值应为 m/s2（保留两位有效数字）。
14．同学们用如图甲所示的装置做“用单摆测量重力加速度的大小”实验。在单摆悬点处安装拉力传感器，并获得传感器读取的力与时间的关系图像，如图乙所示。
(1)关于本实验的操作，下列哪个说法是正确的？
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A ．需要用天平称出摆球的质量
B ．摆线要选择较细的、伸缩性小些的，并且适当长一些
C ．测摆长时应先在水平桌面上将细线拉直测得细线长度，再悬挂小球
D ．为了使单摆的周期大一些，以方便测量，初始摆角应大于10o
(2)由图乙可知，该单摆的周期为 （用图乙中字母表示）；
(3)同学们改变摆长L ，测量不同摆长情况下单摆的周期T ，得到多组数据。以T2 为横轴，L
为纵轴，作出L - T2 图像，如图丙所示。若图线的斜率为k ，则重力加速度的大小g =
______
（用本小题所给字母 k 表示）。
15 ．探究橡皮筋弹力与形变量的关系。
(1)实验步骤
①如图甲，刻度尺固定在水平木板上，橡皮筋一端用大头针固定在刻度尺前侧，另一端与细绳的一端打结（标记结点 O），细绳另一端挂在测力计挂钩上。沿刻度尺拉直橡皮筋，测力计读数为 0 时，记录结点位置读数为5.50cm ；
②水平拉测力计，使橡皮筋结点沿刻度尺移动，记录结点位置和对应的测力计读数。当橡皮筋结点位置读数为25.50cm 时，橡皮筋的伸长量x = cm ，测力计示数如图乙，读数F = N；
③当测力计读数 F 达到某一特定值后，逐渐减小拉力，直到橡皮筋回缩至原长，记录实验数据。
(2)数据分析
①根据实验数据作出F - x图像如图丙；
②由F - x图像可知：缓慢拉伸和回缩过程中，橡皮筋上弹力均为1.0N 的情况下，形变量相差 cm ；在5cm < x < 20cm 范围内，拉伸图线接近线性函数，若定义劲度系数 k 为单位伸长量增加的弹力大小，则该范围内拉伸过程k = N/m ；（结果均保留小数点后 1位）
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③橡皮筋存在微观非弹性行为，会使其机械能转化为内能而散失。本实验缓慢拉伸和回缩过程中，橡皮筋转化为内能而散失的机械能为 J（结果保留 3 位有效数字）。
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1 ．D
A ．遥远星系的星光属于电磁波，电磁波的振动方向与传播方向垂直，是横波，不是纵波，故 A 错误；
BCD ．光既具有粒子性（如光电效应、光子能量特性）也具有波动性（如干涉、衍射现象），并非仅具有粒子性或波动性，故 BC 错误，故 D 正确。
故选 D。
2 ．D
AB ．从图像可知：电流从t = 0 （i = 0 ，接下来向负方向变化）开始，下一次出现相同状态（i = 0 ，接下来向负方向变化）的时刻是 t = 10s ，因此该交流电的周期T = 10s ，
故 AB 错误；
CD ．频率和周期的关系为f
代入T = 10s 得f Hz ，故 C 错误，D 正确。
故选 D。
3 ．C
A．吸收光谱的特征是连续光谱背景上出现若干暗线，明线是发射光谱的特征，故A 错误；
B ．光子能量满足E = hn ，红外线频率低于红光，因此红外线光子能量更小，吸收后原子能级提升幅度更小，故 B 错误；
C ．原子吸收光子后，核外电子向高能级跃迁，轨道半径增大，库仑力做负功，原子电势能（即原子势能）增加，故 C 正确；
D ．由库仑力提供向心力k 推导得电子动能Ek
轨道半径r 增大时电子动能减小，故 D 错误。
故选 C。
4 ．C
A ．根据波形可知 λ = 2m
可得T = 2s
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故波速为v m/s故 A 错误；
B ．设波源的平衡位置距离 P 点距离为x0 ，设波源开始振动时刻为 t0 ，根据 t1 = 4s 时左侧波形图可知 t1 - t0
根据t2 = 5s 时右侧波形图可知 t1 - t0 +1解得t0 = 1s ，x0 = 2m
故 B 错误；
C ．由图知t1 = 4s 波向左传至 P 点左侧距离其 1m 处，其起振方向向下，说明波源质点的起振方向是向下的， t = 1s 时，波源处于平衡位置且向下运动，故 C 正确；
D ．0~5s 内, 波源的质点运动的路程为 A = 8A ,故 D 错误。
故选 C。
5 ．A
A ．开关 S 闭合时，电动机正常工作，则并联电路两端的电压UM = 4V干路电流I A
定值电阻的电流IRA
所以通过电动机的电流IM = I - IR0 = 1A A 正确；
B ．电动机的机械效率 B 错误；
C ．电源的输出功率 P = EI - I 2 r = 16W
C 错误；
D ．若电动机被卡住，则并联电路的电阻R 电流表读数为I A
D 错误。
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故选 A。
6 ．C
A ．对于理想变压器输入和输出功率相等，即U1I1 = U2I2理想变压器输入和输出电压关系为
由于牵引变电所的理想变压器将电压为U1 的高压电进行降压，故U1 > U2 ，I1 < I2 ，A 错误；
B ．对于理想变压器，输入与输出电流频率不变，B 错误；
C ．由于发电厂输出电压U1 不变，因此牵引变电所输出电压U2 不变对于理想变压器输入和输出电流关系为
电流I4 减小到原来的一半，则电流I3 减小到原来的一半，电阻r 的分压降低，故电压
U3 = U2 - I3r 将增大，C 正确；
D ．对于理想变压器输入和输出电流关系为 电流I4 减小到原来的一半，则电流I3 减小到原来的一半
电阻r 的热功率为P = Ir
1
电流I3 减小到原来的一半，则热功率P 减小至原来的 ，D 错误。
4
故选 C。
7 ．D
A ．根据右手定则可知，刚开始时通过定值电阻的电流方向由 b 到 a，故 A 错误；
B ．金属棒产生的电动势为E = Bdv
其中，d 为金属棒切割磁感线的长度，速度为
由题意可知，金属棒转动过程中，金属棒切割磁感线的长度 d 增大，v 在增大，所以电动势在增大，故 B 错误；
C ．由题意可知，当金属棒转过 53°时，金属棒即将与上导轨脱离，在此之前，通过定值电阻的电荷量为q
其中
答案第 3 页，共 8 页
解得q ，故 C 错误；
D ．当金属棒即将与上导轨脱离时，金属棒产生的电动势为
则电容器储存的电荷量为Q = CEm CBL2 w ，故 D 正确。
故选 D。
8 ．CD
A ．带电小球在第二象限做直线运动，小球受到重力和电场力的合力与速度在同一直线上，可知小球在第二象限受到的电场力水平向右，与场强方向相同，所以小球带正电，故 A 错误；
BCD ．小球在第二象限所受合力与速度方向相同，做匀加速直线运动，根据几何关系可得
小球进入第四象限后，受到重力、电场力和洛伦兹力作用， 小球做匀速直线运动，根据平衡条件可知小球的受力如图所示
则有qE1 = mg ，qvB = 2mg
可知第四象限内的匀强电场大小为E ，方向沿x 轴负方向；小球受到的洛伦兹力是其重力的 2 倍，故 B 错误，CD 正确。
故选 CD。
9 ．BC
A ．椭圆轨道"的半长轴为a r
由开普勒第三定律可知，探测器在轨道"上运行的周期T, 满足 可知T, = 22T
答案第 4 页，共 8 页
探测器在轨道Ⅱ上从B 点运行到A 点历时t T ，故 A 错误；
B ．根据万有引力定律可知，探测器在轨道Ⅰ上运行的线速度大小满足
探测器在轨道Ⅲ上运行的线速度大小满足 两式联立可知v1 : v3 = 3 :1 ，故 B 正确；
C．探测器从轨道Ⅲ到轨道Ⅱ, 需要在 B 点减速，动能减小，机械能减小；探测器在轨道Ⅱ上运行过程中机械能守恒；探测器从轨道Ⅱ到轨道Ⅰ,需要在 A 点减速，动能减小，机械能减小，所以探测器在轨道Ⅲ上运行时的机械能大于其在轨道Ⅰ上运行时的机械能，故 C 正确；
D ．根据牛顿第二定律可知探测器在A 点时的加速度满足 maA
因此轨道Ⅱ上经过A 点时的加速度等于其在轨道Ⅰ上经过A 点时的加速度，故 D 错误。故选 BC。
10 ．BD
A ．金属棒b 刚进入磁场瞬间的速度大小为2mg 2L sin mv 解得v ，故 A 错误；
B ．稳定后，电流等于0 ，两个棒产生的感应电动势大小相等B0Lva = B0 2Lvb解得va：vb = 2：1，故 B 正确；
C ．从释放b 到稳定前瞬间的过程，以水平向左的方向为正方向，根据动量定理得
-B0 I 2LΔt = 2mvb - 2mv0 ，B0 ILΔt = mva
其中q = IΔt
解得vb va ，故 C 错误；
D ．从释放b 到稳定前瞬间的过程，根据能量守恒定律得mv mvmvQb解得金属棒b 上产生的焦耳热为Qb mgL ，故 D 正确。
故选 BD。
11 ．(1)3.4
(2) 3.3 2.0
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(3)无
（1）[ 1] 由于测量电源电压时选用的是多用电表的直流电压 10V 档，故电表读数为U = (2 + 0.2× 7)V = 3.4V
（2）[ 1] 由闭合电路欧姆定律有E = I(R + R0 + r)滑动变阻器分压为U = IR
整理可得
根据图丙可知 ，则 E ≈ 3.3V
[2] 图丙直线斜率为k V = 1.5Ω/V又因为 k
代入数据解得r = 2.0Ω
（3）[ 1]根据 可知，电源电动势只与截距有关，与电阻箱R 无关，而电压传感器的电阻不理想仅影响电阻箱R ，故电压传感器的电阻不理想对锂电池电动势的测量结果无影响。
12 ．(1) 见解析 198 (2) 22.0 3 4.2
（1）[ 1]根据电路图，连接实物图如图所示
[2]根据欧姆定律有R 其中I2 = 3I1
解得RA1 = 198Ω
（2）[ 1]将电流表A1 的量程扩大 10 倍，则有10IA1 = IA
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解得R1 = 22Ω
[2]根据闭合电路欧姆定律有10IR = E -10I 变形得
根据图像有 解得E = 3V ，r = 4.2Ω
13 ．(1)1.520
(2) 物体 A 、B 和细绳组成的系统
(3)0.89
(
1
)（1）由图 2 可知，遮光条的宽度d = 15.0 mm+ 4 mm = 15.20 mm = 1.520 cm 20
（2）[ 1]本实验的研究对象为物体 A 、B 和细绳组成的系统。
[2]B 上遮光条先后经过光电门 1 、2 的速度v 由vah ，解得a
1 1
（3）由物体所受合力一定时，物体的加速度与其质量成反比，则 解得am/ s2 ≈ 0.89 m/ s2
14 ．(1)B
t
(2)
5
(3) 4π2k
（1）A ．实验中摆球应选择质量大些、体积小些的球， 但不需要用天平称出摆球的质量，故 A 错误；
B ．单摆的摆线要选择细些的、伸缩性小些的线，并且适当长一些，故 B 正确；
C ．测摆长时应测量细绳的悬挂点到摆球球心的距离，故 C 错误；
D ． 为了使单摆的周期大一些，以方便测量，初始摆角应小于10o ，故 D 错误。
答案第 7 页，共 8 页
故选 B。
（2）两次拉力最大时完成一次全振动，图中完成 5 次全振动用 t ，故周期T L
（3）由周期公式T = 2π ,
\ g
即L T2斜率k 故g = 4π2k
15 ．(1) 20.0 3.00
(2) 5.0 13.3 0.250
（1）[ 1]伸长量与测力计读数 伸长量为末位置减原长：x = 25.50cm - 5.50cm = 20.0cm ；
[2]弹簧测力计分度值为0. 1N ，指针指向3.0N ，故读数为3.00N 。
（2）[ 1]从F - x图像可得：弹力为1.0N 时，拉伸对应形变量x1 = 5.0cm ，回缩对应形变量
x2 = 10.0cm ，形变量差Δx = x2 - x1 = 5.0cm
[2]从F - x图像可得：弹力为3.0N 时，拉伸对应形变量x3 = 20.0cm ，结合弹力为1.0N 的情况，劲度系数为：k N / m
[3]散失的机械能等于拉伸过程外力做功与回缩过程橡皮筋做功的差值，对应F - x图中两条图线围成的面积。 图中每个小方格的面积为0.5N × 0.025m = 0.0125J ，数得围成区域约 20个方格，因此总散失机械能E = 20 × 0.0125J = 0.250J 。
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