2023实验中学、东北育才学校、鞍山一中、大连八中、大连二十四中五校高三上学期期末联考物理试题含答案

2022--2023学年度上学期期末考试高三年级物理试卷

命题学校：东北育才学校  命题人：周龙飞  校对人：杨莉

一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 为了抗击病毒疫情，保障百姓基本生活，许多快递公司推出了“无接触配送”。某次配送快递无人机在飞行过程中，水平方向速度及竖直方向与飞行时间t的关系图像如图甲、图乙所示。关于无人机运动，下列说法正确的是

A. 时间内，无人机做曲线运动

B. 时刻，无人机运动到最高点

C. 时间内，无人机的速率在减小

D. 时间内，无人机做匀变速直线运动

2. 如图，有关量子力学的下列说法中，错误的是

A. 普朗克为解释图甲的实验数据，提出了能量子的概念

B. 如图乙，在某种单色光照射下，电流表发生了偏转，则仅将图乙中电源的正负极反接，电流表一定不会偏转

C. 密立根依据爱因斯坦光电效应方程，测量并计算出的普朗克常量，与普朗克根据黑体辐射得出的值在误差允许的范围内是一致的

D. 图丙为氢原子的能级示意图，一群处于n=3的激发态的氢原子向低能级跃迁过程所发出的光中，从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最长

3. 飞船“天问一号”从地球上发射到与火星会合过程中，运动轨迹如图中虚线椭圆所示。飞向火星过程中，认为太阳对“天问一号”的万有引力远大于地球和火星对它的引力。下列说法正确的是

A. 与火星会合前，“天问一号”的加速度小于火星公转的向心加速度

B. “天问一号”椭圆运动的周期小于火星公转的周期

C. “天问一号”在地球上的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

D. “天问一号”从地球飞向火星的过程中克服太阳引力做功的功率越来越小

4. 如图所示光屏竖直放置，一个半径为r的半圆形透明介质水平放置。一束光线由a、b两种频率的单色光组成。该光束与竖直方向成30°沿半径方向从圆周上的某点入射，此时光屏截取到三个光斑，分别位于P、Q、R位置，其中P为a光的光斑。若已知a光的折射率为，真空中光速为c，下列说法正确的是

A. 在该透明介质中，a光的光速小于b光的光速

B. a光进入介质后经时间到达光屏P点

C. 若要使Q处光斑消失，则入射光线绕O点逆时针转的角度小于15°

D. 在双缝干涉实验中，要使相邻亮条纹的间距较大，应该使用b光

5. 一定质量的理想气体经历如图所示的一系列状态变化过程，纵坐标V表示气体的体积，横坐标T表示气体的热力学温度，a、b状态的连线与横轴垂直，b、c状态的连线与纵轴垂直，c、a状态连线的延长线经过坐标原点。下列说法正确的是

A. b、c两状态单位体积内分子数不相同

B. a状态的压强大于c状态的压强

C. c→a过程气体吸收的热量小于b→c过程放出的热量

D. a→b过程外界对气体做功大于c→a过程中气体对外界做功

6. 在t=0时刻，位于原点处的波源O以某一频率开始简谐振动，产生的机械波在均匀介质中沿x轴正方向传播。一段时间后，波源O的振动频率发生变化。t=3s时波形图如图所示，此时x=6m处的质点恰好开始

振动。已知质点Q位于x=9m。下列说法正确的是

A. 波源O的起振方向为y轴正方向

B. 波源O开始振动1s后，振动频率变为原来两倍

C. t=3s时起，再经过4s，质点Q通过的路程为20cm

D. t=6s时，质点Q的位移为cm

7. 如图所示，一根内壁粗糙且足够长的绝缘圆管水平固定，圆管所在的空间有与圆管中轴线垂直的水平匀强电场。圆管内，质量为m的带正电荷的小球，在水平向右拉力的作用下沿管轴向右匀速运动，此时小球所受电场力的大小为mg。如果撤去电场，为使小球仍沿管轴匀速向右运动，则拉力的大小应等于

A.     B.     C.    D.

8. 如图甲所示，MN为无限大的不带电的金属平板，且与大地相连。现将一个电荷量为+Q的点电荷置于板的右侧，电场线分布如图乙所示。a、b、c、d四个点是点电荷为圆心的圆上的四个点，四点的连线刚好组成一个正方形，其中ab、cd与金属平板垂直，下列说法正确的是

A. b、c两点电势不同

B. a、d两点电场强度相同

C. 将一个与金属板绝缘的正试探电荷从平板表面上的e点沿着板移到f点的过程中，电势能一直保持不变

D. 将一个与金属板绝缘的负试探电荷q从a点沿着ad方向移动到d点的过程中，电势能先减小后增大

9. 如图所示，水平导体棒ab的质量，长L=1m、电阻，其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆环上，两圆环半径均为r=1m、电阻不计。阻值的电阻用导线与圆环相连接，理想交流电压表V接在电阻R两端。整个空间有磁感应强度大小为B=1T、方向竖直向下的匀强磁场。导体棒ab在外力F作用下以速率两圆环的中心轴匀速转动。t=0时，导体棒ab在圆环最低点。重力加速度为。下列说法正确的是

A. 导体棒中的电流

B. 电压表的示数为

C. 从t=0到0. 5πs的过程中通过R的电量为2C

D. 从t=0到0. 5πs的过程中外力F做功为J

10. 如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，将轻弹簧正上方质量的小球由静止释放，小球下落过程中受到恒定的空气阻力作用。以小球开始下落的位置为原点，竖直向下为y轴正方向，取地面处为重力势能零点，在小球第一次下落到最低点的

过程中，弹簧的弹性势能、小球的重力势能、小球的动能、小球的机械能E随小球位移变化的关系图像分别如图甲乙、丙、丁所示，弹簧始终在弹性限度范围内，取重力加速度，下列说法正确的是

A. 图乙中       B. 图丙中

C. 图丙中处的弹簧弹力为8N    D. 图丁中，

二、非选择题：本题共5小题，共54分。

11. （6分）某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，实验装置如图所示。

（1）将滑块b放置在气垫导轨上，打开气泵，待气流稳定后，调节气垫导轨，直至观察到滑块b能静止，说明气垫导轨已调至_________；

（2）用天平测得滑块a、b质量分别为、；

（3）在滑块上安装配套的粘扣（质量可不计），并按图示方式放置两滑块。使滑块a获得向右的速度，滑块a通过光电门1后与静止的滑块b碰撞并粘在一起，然后一起通过光电门2，遮光条通过光电门1、2的时间分别为、，若上述物理量间满足关系式_________，则证明碰撞过程中两滑块的总动量守恒。

（4）本实验_________（“需要”或“不需要”）测量遮光条的宽度。

12. （8分）某同学要测量一捆铜线的长度。他设计了如图甲所示的电路来测量这捆铜线的电阻，图中a、b之间连接这捆铜线；和可视为理想电压表，实验步骤如下：

（1）先用螺旋测微器测量该铜线的直径d如图乙所示，则读数d=_________mm；

（2）将电阻箱R调节到适当的阻值，闭合开关S，记下此时电阻箱的阻值R、电压表的示数、电压表的示数，则这捆电线的阻值表达式为_________（用R、、表示）；

（3）改变电阻箱的阻值R，记下多组R、、的示数，计算出每一组的值，作出图像如图乙所示，利用图像可求得这捆铜线的电阻_________Ω（结果保留三位有效数字）

（4）已知这捆铜线材料的电阻率为ρ，则这捆铜线的长度L的表达式为_________（用ρ、d、表示）；

13. （10分）某高速上一长直路段设置有区间测速，区间测速的长度为20km，一辆汽车通过测速起点时的速度为72km/h，匀加速行驶40s后速度达到108km/h，接着匀速行驶500s，然后匀减速行驶并通过测速终点。为使汽车在该区间的平均速度不超过100kw/h，求：

（1）汽车在该区间运动的最短时间；

（2）该车通过区间测速终点时速度的最大值.

14. （12分）如图所示，AB和CDE都是处于同一竖直平面内的光滑圆弧形轨道，EA位于同一水平面上。AB是半径为R=1. 2m的圆周轨道，CDE是半径为的半圆轨道，最高点E处固定一个竖直弹性挡板（可以把小球反向弹回且不损失能量，图中没有画出），D为CDE轨道的中点。BC段是水平粗糙轨道，与圆弧形轨道平滑连接。已知B段水平轨道长L=2. 5m，与小球之间的动摩擦因数。现让一个质量为的小球P从A点的正上方距水平线EA高H处自由落下（取，不计空气阻力）。

（1）当作1. 8m时，求此时小球第一次到达D点对轨道的压力大小；

（2）为使小球与弹性挡板碰撞两次，且小球不会脱离CDO轨道，求H的取值范围。

15. （18分）如图所示，在xOy平面内的第一象限内，直线与直线之间存在磁感应强度为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场，x轴下方有一直线CD与x轴平行且与x轴相距为a，x轴与直线CD之间存在沿y轴正方向的匀强电场，在第三象限，直线CD与直线EF之间存在磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。纸面内有一束宽度为a的平行电子束，各电子的速度随位置大小各不一样，沿y轴负方向射入第一象限的匀强磁场，电子束的左边界与y轴的距离也为a，经第一象限磁场偏转后发现所有电子都可以通过原点并进入x轴下方的电场，最后所有电子都垂直于EF边界离开磁场，其中电子质量为m，电量大小为e，电场强度大小为，电子重力忽略不计。求：

（1）电子进入磁场前的最小速度；

（2）电子经过直线CD时的最大速度及该电子在第三象限磁场中做圆周运动的圆心坐标；

（3）单个电子在第三象限磁场中运动的最长时间。

2022--2023学年度上学期期末考试高三年级物理答案

1C 2B 3B 4C 5D 6D 7B 8CD 9AC 10BCD

11. （每空2分）水平   不需要

12. （每空2分）1. 130   2. 60 

13【答案】（1）0. 2h或720s；（2）m/s或52km/h

（1）根据平均速度定义

 …………（1 分）

将 x=20km，v=100km/h 代入上式，解得汽车在该区间运动的最短总时间

t=0. 2h=720s   …………（2 分）

（2）设匀加速行驶的时间为，匀速行驶的时间为，汽车在区间测速起点的速度为，匀速行驶的速度为，区间测速终点的最高速度为，总位移为 x。

匀加速行驶的位移

  …………（1 分）

匀速行驶的位移

  …………（1 分）

匀减速行驶的时间   …………（1 分）

匀减速行驶的位移

   …………（1 分）

总位移  …………（1 分）

联立解得   …………（2 分）

14. 【答案】（1）55N；（2）

【解析】（1）对小球从 P 到 D 由动能定理

  …………（1 分）

在 D 点  …………（1 分）

解得  …………（1 分）

由牛顿第三定律知，小球第一次到达 D 点对轨道的压力大小为 55N。…………（1 分）

（2）小球能二次到达 O 点，到达 O 点的最小速度有

  …………（1 分）

整理得   …………（1 分）

从释放小球到达 O 点，由动能定理

   …………（2 分）

解得

第二次到碰后返回不脱离轨道，最多可运动到 D 点

  …………（2 分）

解得

所以 H 的取值范围

   …………（2 分）

15 解：（1）根据题意，经第一象限磁场偏转后发现所有电子都可以通过原点并进入 x 轴下方的电场，经分析可得，所有电子在第一象限都经历一个四分之一圆周运动后通过原点并沿﹣x 轴方向进入 x 轴下方的电场，故最小速度对应最小半径 a，运动轨迹如图，

由  …………（2 分）

可得：  …………（1 分）

（2）由（1）可知，过原点并进入 x 轴下方的电子的最大速度为，……（1 分）

所有电子在电场中偏转时，﹣x 方向分速度不变，﹣y 方向的分速度增量一样大

有：   …………（1 分）

得：   ……（1 分）

所以电子经过直线 CD 时的最大速度为：

解得：   …………（1 分）

此后在磁场中的运动半径为：

解得：   …………（1 分）

易得速度最大的粒子经过直线 CD 时水平位移的 s=4a  …………（1 分）

圆心横坐标坐标： 纵坐标

由类平抛可知  …………（2 分）

解磁场中运动的圆心坐标为：（﹣3a，﹣3a）  …………（2 分）

（3）由题意，所有电子都垂直于 EF 边界离开磁场，则所有电子运动轨迹的圆心都在 EF 直线上，由（1）和（2）的结论，经过直线 CD 时，不妨设任何一电子的﹣x 方向的分速度为：

则电子经过直线 CD 的合速度为：

电子经过直线 CD 的坐标为：（﹣2ka，﹣a）…………（1 分）

速度方向与水平方向的夹角的正切值为：，

根据几何关系，易得圆心位置为：（﹣2ka+a，﹣a﹣ka）…………（1 分）

可得 EF 直线为：  …………（1 分）

经分析可得：经过 CD 直线时，速度最大的电子的速度方向与水平方向夹角最小，其在磁场中运动的圆心角最大，时间最长，易得此电子在磁场中运动的时间恰好为四分之一周期

又：   …………（1 分）

所以单个电子在第三象限磁场中运动的最长时间为：；…………（1 分）

说明：第（3）问求解直线 EF 方程的某些过程与第（2）问类似，故此步骤总共 3 分；第（3）问用其他方法确定直线 EF 方程或直线 EF 斜率，正确的也给分；

答：（1）电子进入磁场前的最小速度为；

（2）电子经过直线 CD 时的最大速度为，该电子在第三象限磁场中做圆周运动的圆心坐标为（﹣3a，﹣3a）；

（3）单个电子在第三象限磁场中运动的最长时间为。