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2016 年江苏省泰州市姜堰二中高考物理三模试卷
一、单项选择题：本题共 5 小题，每小题 3 分，共 15 分．每小题只有一个选项符合题意
1．16 世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力
和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元．在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是（
）
A．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的力越大，速度就越大
B．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来；这说明，静止状态才是物体长
时间不受力时的“自然状态”
C．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快
D．一个物体维持匀速直线运动，不需要力
2．如图所示，A、B 两物体通过两个质量不计的光滑滑轮悬挂起来，处于静止状态． 现将
绳子一端从 P 点缓慢移到 Q 点，系统仍然平衡，以下说法正确的是（ ）
A．夹角 θ 将变小 B．夹角 θ 将变大
C．绳子张力将增大 D．物体 B 位置将变高
3．图中 L 是绕在铁心上的线圈，它与电阻 R、R
0
、电键和电池 E 可构成闭合回路．线圈上
的箭头表示线圈中电流的正方向，当电流的流向与箭头所示的方向相同时，该电流为正，否
则为负．电键 K
1
和 K
2
都处在断开状态．设在 t=0 时刻，接通电键 K
1
，经过一段时间，在
t=t
l
时刻，再接通电键 K
2
，则能较正确地表示 L 中的电流 I 随时间 t 变化的图线是下面给出的
四个图中的哪个图？（ ）
A． B． C． D．
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4．一匀强磁场，磁场方向垂直于 xOy 平面，在 xOy 平面上，磁场分布在以 O 为圆心的一个
圆形区域内．一个质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子，由原点 O 开始运动，初速度为 v，方
向沿 x 轴正方向．后来，粒子经过 y 轴上的 P 点，如图所示．不计重力的影响．粒子经过 P
点时的速度方向可能是图中箭头表示的（ ）
A．只有箭头 a、b 是可能的 B．只有箭头 b、c 是可能的
C．只有箭头 c 是可能的 D．箭头 a、b、c、d 都是可能的
5．空间有一沿 x 轴对称分布的电场，其电场强度 E 随 X 变化的图象如图所示．下列说法正
确的是（ ）
A．O 点的电势最低
B．X
2
点的电势最高
C．X
1
和﹣X
1
两点的电势相等
D．该电场是等量负电荷从两电荷连线的中点沿中垂线向两侧外移形成的
二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共计 16 分．每小题有多个选项符合题意，全
部选对的得 4 分选对但不全的得 2 分，错选或不答得 0 分．
6．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为 1：5，原线圈两端的交变电压为 u=20
sin100πtV 氖泡在两端电压达到 100V 时开始发光，下列说法中正确的有（ ）
A．开关接通后，氖泡的发光频率为 100Hz
B．开关接通后，电压表的示数为 100V
C．开关断开后，电压表的示数变大
D．开关断开后，变压器的输出功率不变
7．水平面上的甲、乙两物体某时刻动能相同，它们仅在摩擦力作用下，逐渐停下来．图中
a、b 分别表示甲、乙两物体的功能 E 和位移 s 的图象，下列说法正确的是（ ）
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A．若甲和乙与水平面上的动摩擦因数相同，则甲的质量一定比乙大
B．若甲和乙与水平面的动摩擦因数相同，则甲的质量一定比乙小
C．若甲和乙质量相等，则甲和地面的动摩擦因数一定比乙大
D．若甲和乙质量相等，则甲和地面的动摩擦因数一定比乙小
8．在太阳系中有一颗行星的半径为 R，若在该星球表面以初速度 v
0
竖直上抛出一物体，则
该物体上升的最大高度为 H．已知该物体所受的其他力与行星对它的万有引力相比较可忽略
不计．则根据这些条件，可以求出的物理量是（ ）
A．该行星的密度
B．该行星的自转周期
C．该星球的第一宇宙速度
D．该行星附近运行的卫星的最小周期
9．如图，在水平桌面上放置两条相距 l 的平行光滑导轨 ab 与 cd，阻值为 R 的电阻与导轨的
a、c 端相连．滑杆 MN 垂直于导轨并可在导轨上滑动．整个装置放于匀强磁场中，磁场的方
向竖直向上，磁感应强度的大小为 B．滑杆的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边
的光滑轻滑轮后，与一质量为 m 的物块相连，绳处于拉直状态．现若从静止开始释放物块，
用 i 表示回路中的感应电流，g 表示重力加速度，则在物块下落过程中物块的速度可能（
）
A．小于 B．大于 C．小于 D．大于
三、简答题：
10．现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．
给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺．
（1）填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）：
①让小车自斜面上方一固定点 A
1
从静止开始下滑到斜面底端 A
2
，记下所用的时间 t．
②用米尺测量 A
1
与 A
2
之间的距离 s，则小车的加速度 a= ．
③用米尺测量 A
1
相对于 A
2
的高度 h．设小车所受重力为 mg，则小车所受的合外力 F= ．
④改变 ，重复上述测量．
⑤以 h 为横坐标，1/t
2
为纵坐标，根据实验数据作图．如能得到一条过原点的直线，则可验
证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律．
（2）在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是：
①调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑．测量此时 A
1
点相对于斜面底端 A
2
的高度 h
0
．
②进行（1）中的各项测量．
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③计算与作图时用（h h﹣
0
）代替 h．对此方案有以下几种评论意见：
A．方案正确可行．
B．方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动．
C．方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关．
其中合理的意见是 ．
11．在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图 1
所示，用米尺测出金属丝的长度 L，金属丝的电阻大约为 5Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻
R
x
，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
（1）从图 1 中读出金属丝的直径为 mm．
（2）为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：
A．电压表 0～3V，内阻 10kΩ
B．电压表 0～15V，内阻 50kΩ
C．电流表 0～0.6A，内阻 0.05Ω
D．电流表 0～3A，内阻 0.01Ω
E．滑动变阻器，0～10Ω
F．滑动变阻器，0～100Ω
①要求较准确地测出其阻值，电压表应选 ，电流表应选 ，滑动变阻器选 （填序
号）
②实验中实物接线如图 2 所示，请指出该同学
实物接线中的两处明显错误．
错误 1
错误 2 ．
选修 3-4
12．惯性系 S 中有一边长为 l 的正方形（如图所示），从相对 S 系沿 x 方向以接近光速匀速
飞行的飞行器上测得该正方形的图象是（ ）
A． B． C． D．
13．一列间谐横波，沿 x 轴正向传播．位于原点的质点的振动图象如图甲所示．
①该振动的振幅是 cm；
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②振动的周期是 s；
③在 t 等于 周期时，位于原点的质点离开平衡位置的位移是 cm．图乙为该波的某一时
刻的波形图，A 点位于 x=0.5m 处．
④该波的传播速度为 m/s；
⑤经过 周期后，A 点离开平衡位置的位移是 cm．
选修 3-5
14．下列关于近代物理知识说法，你认为正确的是（ ）
A．汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构
B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太长
D．按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动
能减小，原子总能量增加
15．一个氘核（ H）和一个氚核（ H）结合成一个氦核并放出一个中子时，质量亏损为
△m，已知阿伏加德罗常数为 N
A
，真空中的光速为 c，若 1mol 氘和 1mol 氚完全发生上述核
反应，则在核反应中释放的能量为（ ）
A．N
A
△mc
2
B．2N
A
△mc
2
C． N
A
△mc
2
D．5N
A
△mc
2
16．用速度为 v
0
、质量为 m
1
的 He 核轰击质量为 m
2
的静止的
14
7N 核，发生核反应，最终
产生两种新粒子 A 和 B．其中 A 为
17
8O 核，质量为 m
3
，速度为 v
3
；B 的质量为 m
4
．
（1）计算粒子 B 的速度 v
B
．
（2）粒子 A 的速度符合什么条件时，粒子 B 的速度方向与 He 核的运动方向相反．
四、计算题：本题共 3 小题，共计 45 分．解答时请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的不能得分．有数值计算的题．答案中必须明确写出数值和单位.
17．用同种材料制成倾角 30°的斜面和长水平面，斜面长 2.4m 且固定，一小物块从斜面顶端
以沿斜面向下的初速度 v
0
开始自由下滑，当 v
0
=2m/s 时，经过 0.8s 后小物块停在斜面上．多
次改变 v
0
的大小，记录下小物块从开始运动到最终停下的时间 t，作出 t v﹣
0
图象，如图所示，
求：
（1）小物块与该种材料间的动摩擦因数为多少？
（2）某同学认为，若小物块初速度为 4m/s，则根据图象中 t 与 v
0
成正比推导，可知小物块
运动时间为 1.6s．以上说法是否正确？若不正确，说明理由并解出你认为正确的结果．
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18．如图所示，在磁感应强度为 B=2T，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，有一个由两条曲
线状的金属导线及两电阻（图中黑点表示）组成的固定导轨，两电阻的阻值分别为
R
1
=3Ω、R
2
=6Ω，两电阻的体积大小可忽略不计，两条导线的电阻忽略不计且中间用绝缘材
料隔开，导轨平面与磁场垂直（位于纸面内），导轨与磁场边界（图中虚线）相切，切点为
A．现有一根电阻不计、足够长的金属棒 MN 与磁场边界重叠，在 A 点对金属棒 MN 施加一
个方向与磁场垂直、位于导轨平面内的并与磁场边界垂直的拉力 F，将金属棒 MN 以速度
v=5m/s 匀速向右拉，金属棒 MN 与导轨接触良好，以切点为坐标原点，以 F 的方向为正方向
建立 x 轴，两条导线的形状符合曲线方程 y=±2 sin x m．求：
（1）推导出感应电动势 e 的大小与金属棒的位移 x 的关系式；
（2）整个过程中力 F 所做的功；
（3）从 A 到导轨中央的过程中通过 R
1
的电荷量．
19．如图甲所示，建立 Oxy 坐标系，两平行极板 P、Q 垂直于 y 轴且关于 x 轴对称，极板长
度和板间距均为 l，第一四象限有磁场，方向垂直于 Oxy 平面向里．位于极板左侧的粒子源
沿 x 轴间右连接发射质量为 m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在 0～3t
0
时间内
两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的影响）．
已知 t=0 时刻进入两板间的带电粒子恰好在 t
0
时，刻经极板边缘射入磁场．上述
m、q、l、t
0
、B 为已知量．（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）
（1）求电压 U
0
的大小．
（2）求 t
0
时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径．
（3）带电粒子在磁场中的运动时间．
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参考答案与试题解析
一、单项选择题：本题共 5 小题，每小题 3 分，共 15 分．每小题只有一个选项符合题意
1．16 世纪末，伽利略用实验和推理，推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力
和运动的理论，开启了物理学发展的新纪元．在以下说法中，与亚里士多德观点相反的是（
）
A．四匹马拉的车比两匹马拉的车跑得快；这说明，物体受的力越大，速度就越大
B．一个运动的物体，如果不再受力了，它总会逐渐停下来；这说明，静止状态才是物体长
时间不受力时的“自然状态”
C．两物体从同一高度自由下落，较重的物体下落较快
D．一个物体维持匀速直线运动，不需要力
【考点】牛顿第一定律；伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法．
【分析】亚里士多德的观点多来自对自然地观察，往往忽略了摩擦力对物体的影响，而物体
的自然属性是运动，维持运动不需要力，是物体的惯性．
【解答】解：A、亚里士多德的多数结论来自观察．用四匹马和两匹马拉车，车在运动的过
程中所受的摩擦力相同，两次都是匀速运动故 F=f，但四匹马的功率大于两匹马的功率，根
据 P=Fv，可知 v= = ．故认为物体受力越大，速度越大的观点是错误的，故 A 选项是亚里
士多德的观点．
B、一个物体不受力就会逐渐停下来，是因为物体受到了地面的摩擦力，而不是因为不受力．
故 B 选项是亚里士多德的观点．
C、两个物体从同一高度自由下落，较重的下落的快，是因为重的物体所受的摩擦力相对于
重力来说小，其加速度就大．如果没有空气的阻力两物体应同时到达地面．故 C 选项是错误
的，是亚里士多德的观点．
D、物体之所以运动，不是因为受力，而是由于惯性，故维持物体的运动不需要力．故 D 选
项是正确的．是伽利略的观点，与亚里士多德的观点相反．
故选 D．
2．如图所示，A、B 两物体通过两个质量不计的光滑滑轮悬挂起来，处于静止状态． 现将
绳子一端从 P 点缓慢移到 Q 点，系统仍然平衡，以下说法正确的是（ ）
A．夹角 θ 将变小 B．夹角 θ 将变大
C．绳子张力将增大 D．物体 B 位置将变高
【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．
【分析】将绳子一端从 P 点缓慢移到 Q 点时，动滑轮两侧绳子的张力大小不变，绳子夹角缓
慢增大，两绳张力的合力减小，可知动滑轮下降，重新平衡时，由平衡条件可知，夹角 θ 不
变，则知物体 B 位置将变高．
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【解答】解：A、B 将绳子一端从 P 点缓慢移到 Q 点时，动滑轮两侧绳子的张力大小等于 B
的重力，保持不变，绳子的夹角缓慢增大时，两绳张力的合力减小，而物体 A 的重力不变，
则动滑轮下降，动滑轮两侧的绳子张力和悬挂 A 的绳子拉力不变，由平衡条件可知，夹角 θ
不变．故 AB 均错误．
C、系统保持平衡时，动滑轮两侧的绳子张力等于 B 的重力保持不变．故 C 错误．
D、由上分析得知，动滑轮 A 下降，而 θ 保持不变，物体 B 将上升．故 D 正确，ABC 错误．
故选 D
3．图中 L 是绕在铁心上的线圈，它与电阻 R、R
0
、电键和电池 E 可构成闭合回路．线圈上
的箭头表示线圈中电流的正方向，当电流的流向与箭头所示的方向相同时，该电流为正，否
则为负．电键 K
1
和 K
2
都处在断开状态．设在 t=0 时刻，接通电键 K
1
，经过一段时间，在
t=t
l
时刻，再接通电键 K
2
，则能较正确地表示 L 中的电流 I 随时间 t 变化的图线是下面给出的
四个图中的哪个图？（ ）
A． B． C． D．
【考点】自感现象和自感系数．
【分析】当开关接通和断开时，通过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流
的变化，运用楞次定律来分析电流的变化情况．
【解答】解：在 t=0 时刻，接通电键 K
1
，通过线圈的电流从无到有增大，线圈中产生自感电
动势，阻碍电流增大，使得线圈中电流只能逐渐增大，而方向不变，仍为正方向．
当电流稳定后，线圈中不产生自感电动势，电流一定．
在 t=t
l
时刻，再接通电键 K
2
，电源被短路，线圈中电流将要减小，由于自感电动势的阻
碍，使得线圈中电流只能逐渐减小到零，根据楞次定律，电流方向与原来方向相同，仍为正
方向．
故选 A
4．一匀强磁场，磁场方向垂直于 xOy 平面，在 xOy 平面上，磁场分布在以 O 为圆心的一个
圆形区域内．一个质量为 m、电荷量为 q 的带电粒子，由原点 O 开始运动，初速度为 v，方
向沿 x 轴正方向．后来，粒子经过 y 轴上的 P 点，如图所示．不计重力的影响．粒子经过 P
点时的速度方向可能是图中箭头表示的（ ）
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A．只有箭头 a、b 是可能的 B．只有箭头 b、c 是可能的
C．只有箭头 c 是可能的 D．箭头 a、b、c、d 都是可能的
【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动．
【分析】一带电粒子，以一定的速度垂直进入匀强磁场中，由洛伦兹力提供向心力，使其做
匀速圆周运动．若 P 点在磁场中，则由粒子运动轨迹来确定经过 P 点的速度方向；若 P 点不
在磁场中，则粒子先做匀速圆周运动后，做直线运动，从而确定粒子经过 P 点的速度方向．
【解答】解：磁场分布在以 O 为圆心的一个圆形区域内，由于半径不知，所以当 P 点在磁场
中，则粒子从 O 点沿 x 轴正方向，当到达 P 点时，刚好完成半圈．所以经过 P 点的速度方向
指向 C；
当磁场分布在以 O 为圆心的一个圆形区域内，由于半径不知，所以当 P 点在磁场之外，则粒
子从 O 点沿 x 轴正方向，因此出磁场时，还没有到达 P 点，接着做匀速直线运动后到达 P 点
时，所以经过 P 点的速度方向指向 b；
因此速度方向不可能指向 a 或 d．
故选：B
5．空间有一沿 x 轴对称分布的电场，其电场强度 E 随 X 变化的图象如图所示．下列说法正
确的是（ ）
A．O 点的电势最低
B．X
2
点的电势最高
C．X
1
和﹣X
1
两点的电势相等
D．该电场是等量负电荷从两电荷连线的中点沿中垂线向两侧外移形成的
【考点】电势；电场强度．
【分析】根据题意，电场关于 x 轴对称分布可知，作出电场线如图，根据顺着电场线，电势
降低和对称性可判断电势高低．
【解答】解：A、B，作出电场线，根据顺着电场线电势降低，则 O 电势最高，也可能电势
是最低的，故 A 错误，B 错误．
C、从图线看出，电场强度关于原点 O 对称，则 X 轴上关于 O 点对称位置的电势相等．
故 C 正确，
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D、O 点场强为零，O 电势最高，所以该电场是等量正电荷从两电荷连线的中点沿中垂线向
侧外移形成的，故 D 错误．
故选：C．
二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共计 16 分．每小题有多个选项符合题意，全
部选对的得 4 分选对但不全的得 2 分，错选或不答得 0 分．
6．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为 1：5，原线圈两端的交变电压为 u=20
sin100πtV 氖泡在两端电压达到 100V 时开始发光，下列说法中正确的有（ ）
A．开关接通后，氖泡的发光频率为 100Hz
B．开关接通后，电压表的示数为 100V
C．开关断开后，电压表的示数变大
D．开关断开后，变压器的输出功率不变
【考点】变压器的构造和原理．
【分析】根据电压与匝数程正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，
逐项分析即可得出结论．
【解答】解：A、交变电压的频率为 Hz，一个周期内电压两次大于 100V，即
一个周期内氖泡能两次发光，所以其发光频率为 100Hz，所以 A 项正确；
B、由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为 V=20V，由
得副线圈两端的电压为 U
2
=100V，电压表的示数为交流电的有效值，所以 B 项正确；
C、开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，所以 C 项错误；
D、断开后，电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，所以 D 项错误．
故选：AB．
7．水平面上的甲、乙两物体某时刻动能相同，它们仅在摩擦力作用下，逐渐停下来．图中
a、b 分别表示甲、乙两物体的功能 E 和位移 s 的图象，下列说法正确的是（ ）
A．若甲和乙与水平面上的动摩擦因数相同，则甲的质量一定比乙大
B．若甲和乙与水平面的动摩擦因数相同，则甲的质量一定比乙小
C．若甲和乙质量相等，则甲和地面的动摩擦因数一定比乙大
D．若甲和乙质量相等，则甲和地面的动摩擦因数一定比乙小
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【考点】动能定理的应用；滑动摩擦力．
【分析】根据动能定理得到物体的动能 E 与位移 s 的关系式，再进行分析选择．
【解答】解：设任一物体与地面间的动摩擦因数为 μ，物体的质量为 m，则根据动能定理得
﹣μmgs=0 E﹣ ，得 μmgs=E
A、B，由图看出甲的位移比乙的位移小，若两物体与水平面上的动摩擦因数 μ 相同，则甲
的质量一定比乙大．故 A 正确，B 错误．
C、D 由图看出甲的位移比乙的位移小，若甲和乙质量相等，则甲和地面的动摩擦因数一定
比乙大．故 C 正确，D 错误．
故选 AC
8．在太阳系中有一颗行星的半径为 R，若在该星球表面以初速度 v
0
竖直上抛出一物体，则
该物体上升的最大高度为 H．已知该物体所受的其他力与行星对它的万有引力相比较可忽略
不计．则根据这些条件，可以求出的物理量是（ ）
A．该行星的密度
B．该行星的自转周期
C．该星球的第一宇宙速度
D．该行星附近运行的卫星的最小周期
【考点】万有引力定律及其应用．
【分析】根据竖直上抛运动，求出星球表面的重力加速度，
根据万有引力提供向心力求在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动卫星的周期和该星球
的第一宇宙速度．
【解答】解：在该星球表面以初速度 v
0
竖直上抛出一物体，则该物体上升的最大高度为 H．
由 v
0
2
=2gH，得 g=
根据在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动卫星重力提供向心力得：
mg= =
解得：v= T=
A、在行星表面根据万有引力等于重力得
=m′g．
所以行星的质量 m= ，g=
所以根据 ρ= 可求得行星的密度，故 A 正确．
B、行星的自转周期与行星的本身有关，根据题意无法求出，故 B 错误．
C、星球的第一宇宙速度就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的线速度，
所以星球的第一宇宙速度就是 ，故 C 正确．
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D、行星附近运行的卫星的最小周期就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的周期，
所以最小周期是 ，故 D 正确．
故选 ACD．
9．如图，在水平桌面上放置两条相距 l 的平行光滑导轨 ab 与 cd，阻值为 R 的电阻与导轨的
a、c 端相连．滑杆 MN 垂直于导轨并可在导轨上滑动．整个装置放于匀强磁场中，磁场的方
向竖直向上，磁感应强度的大小为 B．滑杆的中点系一不可伸长的轻绳，绳绕过固定在桌边
的光滑轻滑轮后，与一质量为 m 的物块相连，绳处于拉直状态．现若从静止开始释放物块，
用 i 表示回路中的感应电流，g 表示重力加速度，则在物块下落过程中物块的速度可能（
）
A．小于 B．大于 C．小于 D．大于
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；电磁感应中的能量转化．
【分析】从静止开始释放物块，滑杆 MN 切割磁感线产生感应电流，受到安培力作用，物块
和滑杆先做加速运动，后做匀速运动，根据平衡条件求出匀速运动时的速度，物块的速度小
于等于该速度．物块匀速下降时，重力的功率等于电功率，在加速运动的过程中，重力的功
率则大于电功率，由功率关系也可以 研究速度与 的关系．
【解答】解：从静止开始释放物块，物块和滑杆先做加速运动，后做匀速运动．
当物块和滑杆做加速运动时，物块的重力大于安培力，则有：
mg＞ ，得：v＜ ，
又在此过程中，物块的重力势能转化为物块和滑杆的动能和电路的电能，则有
mgv＞i
2
R，得 v＞
当两者做匀速运动时，则有：
mg= ，则 v= ，
又由物块的重力势能转化为电能，则有：mgv=i
2
R，v= ．故 AD 正确，BC 错误．
故选 AD
三、简答题：
高三物理 卷 第 试 13 共 页 22 页
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10．现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．
给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺．
（1）填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）：
①让小车自斜面上方一固定点 A
1
从静止开始下滑到斜面底端 A
2
，记下所用的时间 t．
②用米尺测量 A
1
与 A
2
之间的距离 s，则小车的加速度 a= ．
③用米尺测量 A
1
相对于 A
2
的高度 h．设小车所受重力为 mg，则小车所受的合外力 F= mg
．
④改变 斜面倾角 ，重复上述测量．
⑤以 h 为横坐标，1/t
2
为纵坐标，根据实验数据作图．如能得到一条过原点的直线，则可验
证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律．
（2）在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是：
①调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑．测量此时 A
1
点相对于斜面底端 A
2
的高度 h
0
．
②进行（1）中的各项测量．
③计算与作图时用（h h﹣
0
）代替 h．对此方案有以下几种评论意见：
A．方案正确可行．
B．方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动．
C．方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关．
其中合理的意见是 C ．
【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．
【分析】根据匀变速直线运动规律求出小车的加速度．
对小车在斜面上受力分析，利用几何关系表示出小车受到的合外力．
根据实验的目的，根据改变斜面的倾角，去改变合外力的大小．
【解答】解：（1）②小车做初速度为零的匀加速直线运动，根据匀变速直线运动规律有 s=
at
2
，所以有：a= ；
③小车在斜面上受到竖直向下的重力、垂直接触面的支持力，这两个力在垂直斜面方向的合
力为零，所以沿斜面方向的力为 mgsinα，而斜面高度为 h，
根据几何关系有 sinα= ，所以有小车受到的合外力为 F=mg ．
④因为要探究加速度与合外力的关系，应该改变合外力的大小，而由上面可知，在质量确定
的情况下，合外力的大小与高度成正比，所以应该改变高度 h 的数值重复实验．要改变 h 的
数值，实质是改变斜面的倾角．
（2）当改变斜面的倾角，小车所受摩擦力会发生改变，故选 C．
故答案为：（1）② ； ③ mg ；④斜面倾角；（2）C．
高三物理 卷 第 试 14 共 页 22 页
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11．在“测定金属的电阻率”的实验中，用螺旋测微器测量金属丝直径时的刻度位置如图 1
所示，用米尺测出金属丝的长度 L，金属丝的电阻大约为 5Ω，先用伏安法测出金属丝的电阻
R
x
，然后根据电阻定律计算出该金属材料的电阻率．
（1）从图 1 中读出金属丝的直径为 0.680 mm．
（2）为此取来两节新的干电池、开关和若干导线及下列器材：
A．电压表 0～3V，内阻 10kΩ
B．电压表 0～15V，内阻 50kΩ
C．电流表 0～0.6A，内阻 0.05Ω
D．电流表 0～3A，内阻 0.01Ω
E．滑动变阻器，0～10Ω
F．滑动变阻器，0～100Ω
①要求较准确地测出其阻值，电压表应选 A ，电流表应选 C ，滑动变阻器选 E
（填序号）
②实验中实物接线如图 2 所示，请指出该同学
实物接线中的两处明显错误．
错误 1 导线连接在滑动变阻器的滑片上
错误 2 采用了电流表内接法 ．
【考点】测定金属的电阻率．
【分析】（1）螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数．
（2）①根据电源电动势选择电压表，根据电路最大电流选择电流表，为方便实验操作应选
择最大阻值较小的滑动变阻器；
②连接电路时各导线都应接在接线柱上；根据待测电阻与电表内阻间的关系确定电流表的接
法；分析清楚电路结构然后②．
【解答】解：（1）由图示螺旋测微器可知，其示数为：0.5mm+18.0×0.01mm=0.680mm；
（2）①电源电动势：E=1.5×2=3V，则电压表选择 A；电路最大电流约为：I= =
=0.6A，则电流表应选择 C；为方便实验操作，滑动变阻器应选择 E；②待测电阻阻值约为
5Ω，电压表内阻约为 10kΩ，电流表内阻约为 0.05Ω，电压表内阻远大于待测电阻阻值，电
流表应采用外接法；
由图示电路图可知，导线接在滑动变阻器的滑片上，电流表采用内接法，这是错误的；
故答案为：（1）0.680；（2）① A；C；E；②导线连接在滑动变阻器的滑片上；采用了电
流表内接法．
选修 3-4
12．惯性系 S 中有一边长为 l 的正方形（如图所示），从相对 S 系沿 x 方向以接近光速匀速
飞行的飞行器上测得该正方形的图象是（ ）
高三物理 卷 第 试 15 共 页 22 页
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A． B． C． D．
【考点】* 长度的相对性．
【分析】正方形从相对 S 系沿 x 方向以接近光速匀速飞行的飞行器上运动，根据相对论效应，
沿速度方向正方形边长缩短，而与速度垂直的方向边长没有变化．
【解答】解：正方形从相对 S 系沿 x 方向以接近光速匀速飞行的飞行器上运动，根据相对论
效应可知，沿 x 轴方向正方形边长缩短，而沿 y 轴方向正方形边长没有改变，则其形状变成
长方形．故 C 正确．A、B、D 错误．
故选 C．
13．一列间谐横波，沿 x 轴正向传播．位于原点的质点的振动图象如图甲所示．
①该振动的振幅是 8 cm；
②振动的周期是 0.2 s；
③在 t 等于 周期时，位于原点的质点离开平衡位置的位移是 0 cm．图乙为该波的某一
时刻的波形图，A 点位于 x=0.5m 处．
④该波的传播速度为 10 m/s；
⑤经过 周期后，A 点离开平衡位置的位移是 ﹣ 8 cm．
【考点】横波的图象；波长、频率和波速的关系．
【分析】①振幅等于位移 x 的最大值，由图直接读出．
②由图直接读出周期．
③由甲直接读出 t 等于 周期时质点的位移．
④由乙图读出波长 λ，由波速公式 v= 求解波速．
⑤经过 周期后，A 点运动到波谷，由图读出位移．
【解答】解：①、②由振动图象可以看出该振动的振幅为 A=8 cm，振动周期为 T=0.2 s．
③在 t 等于 周期时，位于原点的质点刚好回到平衡位置，因而位移为 0．
④由图乙可以看出，该波的波长为 λ=2 m，则波速 v= = m/s=10 m/s．
（5）经过 周期后，A 点刚好到达负的最大位移处，因而位移为﹣8 cm．
故答案为：① 8；② 0.2；③ 0；④ 10；⑤﹣8．
高三物理 卷 第 试 16 共 页 22 页
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选修 3-5
14．下列关于近代物理知识说法，你认为正确的是（ ）
A．汤姆生发现了电子，表明原子具有核式结构
B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太长
D．按照波尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动
能减小，原子总能量增加
【考点】光电效应；原子的核式结构；氢原子的能级公式和跃迁．
【分析】汤姆生发现电子，认为原子是枣糕式模型；太阳辐射的能量来自太阳内部的聚变反
应；发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率；轨道半径越大，原子能量越
大，根据库仑引力提供向心力，比较电子速度的变化，从而得知动能的变化．
【解答】解：A、汤姆生发现了电子，认为原子是枣糕式模型．故 A 错误．
B、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，又称热核反应．故 B 错误．
C、一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为光子频率较小，波长太长．故 C 正
确．
D、氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子能量增大，根据
知，动能减小．故 D 正确．
故选 CD．
15．一个氘核（ H）和一个氚核（ H）结合成一个氦核并放出一个中子时，质量亏损为
△m，已知阿伏加德罗常数为 N
A
，真空中的光速为 c，若 1mol 氘和 1mol 氚完全发生上述核
反应，则在核反应中释放的能量为（ ）
A．N
A
△mc
2
B．2N
A
△mc
2
C． N
A
△mc
2
D．5N
A
△mc
2
【考点】爱因斯坦质能方程．
【分析】结合质量亏损求出释放的核能，从而得出 lmol 氘核和 1mol 氚核完全发生核反应生
成氦核释放的核能．
【解答】解：根据爱因斯坦的质能方程，一个氘核（H）和一个氚核（H）结合成一个氦核
并放出一个中子释放的能量为△mc
2
，1 mol 氘和 1 mol 氚完全发生上述核反应，释放的能量
为上述反应的 N
A
倍，即 N
A
△mc
2
．故 A 正确，BCD 错误；
故选：A．
16．用速度为 v
0
、质量为 m
1
的 He 核轰击质量为 m
2
的静止的
14
7N 核，发生核反应，最终
产生两种新粒子 A 和 B．其中 A 为
17
8O 核，质量为 m
3
，速度为 v
3
；B 的质量为 m
4
．
（1）计算粒子 B 的速度 v
B
．
（2）粒子 A 的速度符合什么条件时，粒子 B 的速度方向与 He 核的运动方向相反．
【考点】动量守恒定律．
【分析】（1） He 核轰击质量为 m
2
的静止的 N 核的过程，遵守动量守恒定律，由动
量守恒定律求出粒子 B 的速度 v
B
．
（2）粒子 B 的速度方向与 He 核的运动方向相反时，由上式表达式分析应符合什么条件．
高三物理 卷 第 试 17 共 页 22 页
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【解答】解：（1）取 He 核原来的速度 v
0
方向为正方向．由动量守恒定律有：
m
1
v
0
=m
3
v
3
+m
4
v
B
解得：v
B
= ．
（2）B 的速度与 He 核的速度方向相反时，应有 v
B
＜0．
由 v
B
= 得：m
1
v
0
m﹣
3
v
3
＜0，
解得：v
3
＞ ．
答：（1）粒子 B 的速度 v
B
是 ．
（2）粒子 A 的速度符合 v
3
＞ 条件时，粒子 B 的速度方向与 He 核的运动方向相反．
四、计算题：本题共 3 小题，共计 45 分．解答时请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的不能得分．有数值计算的题．答案中必须明确写出数值和单位.
17．用同种材料制成倾角 30°的斜面和长水平面，斜面长 2.4m 且固定，一小物块从斜面顶端
以沿斜面向下的初速度 v
0
开始自由下滑，当 v
0
=2m/s 时，经过 0.8s 后小物块停在斜面上．多
次改变 v
0
的大小，记录下小物块从开始运动到最终停下的时间 t，作出 t v﹣
0
图象，如图所示，
求：
（1）小物块与该种材料间的动摩擦因数为多少？
（2）某同学认为，若小物块初速度为 4m/s，则根据图象中 t 与 v
0
成正比推导，可知小物块
运动时间为 1.6s．以上说法是否正确？若不正确，说明理由并解出你认为正确的结果．
【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的速度与位
移的关系．
【分析】（1）根据 t v﹣
0
图象，求出小物块的加速度，物块做匀减速直线运动，根据牛顿第
二定律有 ma=μmgcosθ mgsinθ﹣ ，求出动摩擦因数．
（2）初速度增大后，物块会滑动水平面上，水平面上运动的加速度和斜面上运动的加速度
不同，规律将不再符合图象中的正比关系．
先讨论是否还停在斜面上．若不停在斜面上，先求出滑动斜面底端的速度和时间，再通过水
平面上的加速度，求出在水平面上运动的时间，从而得出小物块从开始运动到最终停下的时
间 t．
【解答】解：（1）a=
高三物理 卷 第 试 18 共 页 22 页
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ma=μmgcosθ mgsinθ ﹣
得
故小物块与该种材料间的动摩擦因数为 ．
（2）不正确．因为随着初速度增大，小物块会滑到水平面，规律将不再符合图象中的正比
关系．
v
0
=4m/s 时，若保持匀减速下滑，则经过 ，已滑到水平面．
物体在斜面上运动，设刚进入水平面时速度 v
1
：
， ，得 v
1
=2m/s，t
1
=0.8s
水平面上
总时间 t
1
+t
2
=1.03s
故小物块从开始运动到最终停下的时间 t 为 1.03s．
18．如图所示，在磁感应强度为 B=2T，方向垂直纸面向里的匀强磁场中，有一个由两条曲
线状的金属导线及两电阻（图中黑点表示）组成的固定导轨，两电阻的阻值分别为
R
1
=3Ω、R
2
=6Ω，两电阻的体积大小可忽略不计，两条导线的电阻忽略不计且中间用绝缘材
料隔开，导轨平面与磁场垂直（位于纸面内），导轨与磁场边界（图中虚线）相切，切点为
A．现有一根电阻不计、足够长的金属棒 MN 与磁场边界重叠，在 A 点对金属棒 MN 施加一
个方向与磁场垂直、位于导轨平面内的并与磁场边界垂直的拉力 F，将金属棒 MN 以速度
v=5m/s 匀速向右拉，金属棒 MN 与导轨接触良好，以切点为坐标原点，以 F 的方向为正方向
建立 x 轴，两条导线的形状符合曲线方程 y=±2 sin x m．求：
（1）推导出感应电动势 e 的大小与金属棒的位移 x 的关系式；
（2）整个过程中力 F 所做的功；
（3）从 A 到导轨中央的过程中通过 R
1
的电荷量．
【考点】导体切割磁感线时的感应电动势；闭合电路的欧姆定律；法拉第电磁感应定律．
【分析】根据法拉第电磁感应定律表示出感应电动势 e 的大小．
根据能量守恒得外界的能量转化成整个电路产生的焦耳热．
【解答】解：（1）L=2y=4 sin x m
根据法拉第电磁感应定律得：
E=BLv=40 sin x V
高三物理 卷 第 试 19 共 页 22 页
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（2）因为 x=vt，所以
E=BLv=40 sin t V
由于导体做匀速运动，力 F 所做的功等于电路中电流所做的功．
电动势有效值 E′= =40 V
导体切割磁感线的时间 t= =1.6 s，电路中总电阻 R=2Ω，
拉力 F 所做的功 W=Q
热
= t=1280 J
（3）由 E=BLv=40 sin t V
可知 E
max
=BSω=Φ
m
ω，
所以 Φ
m
= = Wb
通过电阻 R
1
的电量为 q= △t= • = C．
答：（1）推导出感应电动势 e 的大小与金属棒的位移 x 的关系式是 E=40 sin x V；
（2）整个过程中力 F 所做的功是 1280 J；
（3）从 A 到导轨中央的过程中通过 R
1
的电荷量是 C．
19．如图甲所示，建立 Oxy 坐标系，两平行极板 P、Q 垂直于 y 轴且关于 x 轴对称，极板长
度和板间距均为 l，第一四象限有磁场，方向垂直于 Oxy 平面向里．位于极板左侧的粒子源
沿 x 轴间右连接发射质量为 m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在 0～3t
0
时间内
两板间加上如图乙所示的电压（不考虑极边缘的影响）．
已知 t=0 时刻进入两板间的带电粒子恰好在 t
0
时，刻经极板边缘射入磁场．上述
m、q、l、t
0
、B 为已知量．（不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况）
（1）求电压 U
0
的大小．
高三物理 卷 第 试 20 共 页 22 页
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（2）求 t
0
时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径．
（3）带电粒子在磁场中的运动时间．
【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动．
【分析】（1）带电粒子在电场中做类平抛运动，已知 t=0 时刻进入两板间的带电粒子恰好在
t
0
时刻经极板边缘射入磁场，说明在电场中偏转距离为 ，根据牛顿第二定律和位移公式求
解偏转电压．
（2）t
0
时刻进入两板间的带电粒子，两板间没有电场，带电粒子做匀速直线运动，求出粒子
的初速度．在磁场中，由洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律求解半径．
（3）2t
0
时刻进入两极板的带电粒子，在电场中偏转角度最小，进入磁场时速度与 y 轴的夹
角最小，在磁场中做圆周运动时轨迹的圆心角最小，在磁场中运动时间最短．用同样的方法
分析得到，t=0 进入两极板的带电粒子在磁场中运动的时间最长．求出圆周运动的周期，根
据轨迹的圆心角求出时间范围．
【解答】解：（1）t=0 时刻进入两极板的带电粒子在电场中做匀变速曲线运动，t
0
时刻刚好
从极板边缘射出，在 y 轴负方向偏移的距离为 ，则有
Eq=ma
= at
0
2
联立解得，两极板间偏转电压为 ．
（2）t
0
时刻进入两极板的带电粒子，两极板没有电场，带电粒子做匀速直线运动．
带电粒子沿 x 轴方向的分速度大小为 v
0
=
设带电粒子离开电场进入磁场做匀速圆周运动的半径为 R，则有
联立解得，
（3）2t
0
时刻进入两极板的带电粒子在磁场中运动时间最短．带电粒子离开电场时沿 y 轴正
方向的分速度为 v
y
=at
0
，
设带电粒子离开电场时速度方向与 y 轴正方向的夹角为 α，则
联立解得 ，带电粒子在磁场运动的轨迹图如图所示，圆弧所对的圆心角为 ，
所求最短时间为 ．
带电粒子在磁场中运动的周期为 ，联立以上两式解得
．
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同理，t=0 进入两极板的带电粒子在磁场中运动的时间最长为：
所以，带电粒子在磁场中的运动时间： ．
答：
（1）电压 U
0
的大小为 ．
（2）t
0
时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径 ．
（3）带电粒子在磁场中的运动时间为 ．
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