貴州省銅仁市2023年高三（普通班）下學(xué)期期末考試物理試題試卷

貴州省銅仁市2023年高三（普通班）下學(xué)期期末考試物理試題試卷請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認(rèn)真閱讀答題紙上的《注意事項(xiàng)》，按規(guī)定答題。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、如圖所示，在半徑為R的半圓和長為2R、寬為的矩形區(qū)域內(nèi)充滿磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直于紙面向里。一束質(zhì)量為m、電量為q的粒子（不計(jì)粒子間相互作用）以不同的速率從邊界AC的中點(diǎn)垂直于AC射入磁場.所有粒子從磁場的EF圓弧區(qū)域射出（包括E、F點(diǎn)）其中EO與FO（O為圓心）之間夾角為60°。不計(jì)粒子重力.下列說法正確的是（）A．粒子的速率越大，在磁場中運(yùn)動的時間越長B．粒子在磁場中運(yùn)動的時間可能為C．粒子在磁場中運(yùn)動的時間可能為D．粒子的最小速率為2、質(zhì)譜儀是測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具．如圖所示為質(zhì)譜儀的原理示意圖，現(xiàn)利用質(zhì)譜儀對氫元素進(jìn)行測量．讓氫元素三種同位素的離子流從容器A下方的小孔s無初速度飄入電勢差為U的加速電場．加速后垂直進(jìn)入磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中．氫的三種同位素最后打在照相底片D上，形成a、b、c三條“質(zhì)譜線”．則下列判斷正確的是()A．進(jìn)入磁場時速度從大到小排列的順序是氕、氘、氚B．進(jìn)入磁場時動能從大到小排列的順序是氕、氘、氚C．在磁場中運(yùn)動時間由大到小排列的順序是氕、氘、氚D．a(chǎn)、b、C三條“質(zhì)譜線”依次排列的順序是氕、氘、氚3、將一小球從高處水平拋出，最初1s內(nèi)小球動能Ek隨時間t變化的圖象如圖所示，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s1．根據(jù)圖象信息，不能確定的物理量是()A．小球的質(zhì)量B．小球的初速度C．最初1s內(nèi)重力對小球做功的平均功率D．小球拋出時的高度4、2016年2月，物理學(xué)界掀起了“引力波”風(fēng)暴，證實(shí)了愛因斯坦100年前所做的預(yù)測。據(jù)報(bào)道，各種各樣的引力波探測器正在建造或者使用當(dāng)中?？赡艿囊Σㄌ綔y源包括致密雙星系統(tǒng)（白矮星、中子星和黑洞）。若質(zhì)量分別為m1和m2的A、B兩天體構(gòu)成雙星，如圖所示。某同學(xué)由此對該雙星系統(tǒng)進(jìn)行了分析并總結(jié)，其中結(jié)論不正確的是（）A．A、B做圓周運(yùn)動的半徑之比為m2：m1B．A、B做圓周運(yùn)動所需向心力大小之比為1：1C．A、B做圓周運(yùn)動的轉(zhuǎn)速之比為1：1D．A、B做圓周運(yùn)動的向心加速度大小之比為1：15、質(zhì)量為的鐵錘從高處落下，打在水泥樁上，鐵錘與水泥樁撞擊的時間是，則撞擊過程中，鐵錘對樁的平均沖擊力大小為（）A． B． C． D．6、如圖所示，質(zhì)量為2kg的物體A靜止于動摩擦因數(shù)為0.25的足夠長的水平桌而上，左邊通過勁度系數(shù)為100N/m的輕質(zhì)彈簧與固定的豎直板P拴接，右邊物體A由細(xì)線繞過光滑的定滑輪與質(zhì)量為2.5kg物體B相連。開始時用手托住B，讓細(xì)線恰好伸直，彈簧處于原長，然后放開手靜止釋放B，直至B獲得最大速度已知彈簧的憚性勢能為（其中x為彈簧的形變量）、重力加速度g=10m/s2.下列說法正確的是（）A．A、B和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．物體B機(jī)械能的減少量等于它所受的重力與拉力的合力做的功C．當(dāng)物體B獲得最大速度時，彈簧伸長了25cmD．當(dāng)物體B獲得最大速度時，物體B速度為m/s二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多個選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、在軸上和處，固定兩點(diǎn)電荷和，兩電荷之間各點(diǎn)對應(yīng)的電勢高低如圖中曲線所示，在處電勢最低，下列說法中正確的是（）A．兩個電荷是同種電荷，電荷量大小關(guān)系為B．兩個電荷是同種電荷，電荷量大小關(guān)系為C．處的位置電場強(qiáng)度不為0D．在與之間的連線上電場強(qiáng)度為0的點(diǎn)有2個8、如圖所示，空間中存在一勻強(qiáng)磁場區(qū)域，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為磁場方向與豎直面垂直，磁場的上、下邊界均為水平面且間距為，紙面（豎直平面）內(nèi)磁場上邊界的上方有一質(zhì)量為、電阻為的正方形導(dǎo)線框，其邊長為上下兩邊均與磁場邊界平行。將線框以初速度水平拋出，線框恰能勻速進(jìn)入磁場，重力加速度為，不計(jì)空氣阻力，則（）A．線框拋出時邊距離磁場上邊界的高度為B．線框進(jìn)入磁場的過程中通過線框某橫截面的電荷量C．線框通過磁場的過程中水平位移為D．線框通過磁場的過程中邊產(chǎn)生的熱量為9、如圖所示，在坐標(biāo)系xOy中，弧BDC是以A點(diǎn)為圓心、AB為半徑的一段圓弧，AB=L，，D點(diǎn)是圓弧跟y軸的交點(diǎn)。當(dāng)在O點(diǎn)和A點(diǎn)分別固定電荷量為和的點(diǎn)電荷后，D點(diǎn)的電場強(qiáng)度恰好為零。下列說法正確的是（）A．B．圓弧BDC上的各點(diǎn)相比較，D點(diǎn)的電勢最高C．電子沿著圓弧從B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中，電勢能先減小后增大D．電子沿著圓弧從B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中，電勢能先增大后減小10、近年來，我國的高速鐵路網(wǎng)建設(shè)取得巨大成就，高鐵技術(shù)正走出國門。在一次高鐵技術(shù)測試中，機(jī)車由靜止開始做直線運(yùn)動，測試段內(nèi)機(jī)車速度的二次方v2與對應(yīng)位移x的關(guān)系圖象如圖所示。在該測試段內(nèi)，下列說法正確的是（）A．機(jī)車的加速度越來越大 B．機(jī)車的加速度越來越小C．機(jī)車的平均速度大于 D．機(jī)車的平均速度小于三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：A．B．C．D．(1)紙帶將被釋放瞬間的四種情景如照片所示，其中操作最規(guī)范的是________.(2)實(shí)驗(yàn)室提供了鐵架臺、夾子、導(dǎo)線、紙帶等器材．為完成此實(shí)驗(yàn)，除了所給的器材，從下圖還必須選取的實(shí)驗(yàn)器材是_______．(填字母代號)(3)若實(shí)驗(yàn)中所用重錘的質(zhì)量為m，某次實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶如圖所示．在紙帶上選取五個連續(xù)的點(diǎn)A、B、C、D和E，量得相鄰點(diǎn)間的距離分別為S1、S2、S3、S4，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.本實(shí)驗(yàn)所用電源的頻率為f.從打下點(diǎn)B到打下點(diǎn)D的過程中，重錘重力勢能減小量ΔEp=_____________，重錘動能增加量ΔEk=____________________．在誤差允許的范圍內(nèi)，通過比較就可以驗(yàn)證重物下落過程中機(jī)械能是否守恒．12．（12分）某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。(1)實(shí)驗(yàn)前小組同學(xué)調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，并查得當(dāng)?shù)刂亓铀俣取?2)如圖所示，用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度_______cm；實(shí)驗(yàn)時將滑塊從圖所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時器讀出遮光條通過光電門的時間，則滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為__________m/s。在本次實(shí)驗(yàn)中還需要讀出和測量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、滑塊質(zhì)量M和__________（文字說明并用相應(yīng)的字母表示）。(3)本實(shí)驗(yàn)通過比較鉤碼的重力勢能的減小量__________和__________（用以上物理量符號表示）在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等，從而驗(yàn)證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）直角坐標(biāo)系xoy位于豎直平面內(nèi)，在第一象限存在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.1T、方向垂直于紙面向里、邊界為矩形的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)有一束比荷為108C/kg帶正電的離子，從磁場中的A點(diǎn)（m，0）沿與x軸正方向成=60°角射入磁場，速度大小v0≤1.0×106m/s，所有離子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后均垂直穿過y軸的正半軸，不計(jì)離子的重力和離子間的相互作用。(1)求速度最大的離子在磁場中運(yùn)動的軌道半徑；(2)求矩形有界磁場區(qū)域的最小面積；(3)若在x>0區(qū)域都存在向里的磁場，離子仍從A點(diǎn)以v0=106m/s向各個方向均勻發(fā)射，求y軸上有離子穿出的區(qū)域長度和能打到y(tǒng)軸的離子占所有離子數(shù)的百分比。14．（16分）如圖所示，光滑水平地面上有一上表面粗糙且水平、質(zhì)量為的小車。小車與一固定在地面上的光滑圓弧底端等高且平滑相接。將質(zhì)量為的滑塊置于小車的最左端?，F(xiàn)有一質(zhì)量為的滑塊從距離小車的水平面高度為處的光滑軌道由靜止下滑?；瑝K與碰撞后立即粘在一起運(yùn)動，最終沒有滑落小車。整個過程中滑塊和都可以視為質(zhì)點(diǎn)。滑塊和與小車之間的動摩擦因數(shù)均為，取，求：(1)滑塊和粘在一起后和小車相對運(yùn)動過程中各自加速度的大??？(2)若從碰撞時開始計(jì)時，則時間內(nèi)，滑塊與小車因摩擦產(chǎn)生的熱量為多少？15．（12分）如圖所示，在xoy平面內(nèi)，虛線OP與x軸的夾角為30°。OP與y軸之間存在沿著y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小為E。OP與x軸之間存在垂直于xoy平面向外的勻強(qiáng)磁場?，F(xiàn)有一帶電的粒子，從y軸上的M點(diǎn)以初速度v0、沿著平行于x軸的方向射入電場，并從邊界OP上某點(diǎn)Q（圖中未畫出）垂直于OP離開電場，恰好沒有從x軸離開第一象限。已知粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0），粒子的重力可忽略。求：(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大??；(2)粒子在第一象限運(yùn)動的時間；(3)粒子從y軸上離開電場的位置到O點(diǎn)的距離。

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、B【解題分析】

ABC．粒子從F點(diǎn)和E點(diǎn)射出的軌跡如圖甲和乙所示；

對于速率最小的粒子從F點(diǎn)射出，軌跡半徑設(shè)為r1，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可得：解得根據(jù)圖中幾何關(guān)系可得解得θ1=60°，所以粒子軌跡對應(yīng)的圓心角為120°；

粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間為對于速率最大的粒子從E點(diǎn)射出，軌跡半徑設(shè)為r2，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可得解得根據(jù)圖中幾何關(guān)系可得所以θ2＜60°，可見粒子的速率越大，在磁場中運(yùn)動的時間越短，粒子的速率越小運(yùn)動時間越長，粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間為，不可能為，故B正確、AC錯誤；

D．對從F點(diǎn)射出的粒子速率最小，根據(jù)洛倫茲力提供向心力可得解得最小速率為故D錯誤。

故選B。2、A【解題分析】

A.根據(jù)qU=得,v=，比荷最大的是氕，最小的是氚，所以進(jìn)入磁場速度從大到小的順序是氕、氘、氚，故A正確；B.根據(jù)動能定理可知Ek=qU，故動能相同，故B錯誤；C.時間為t=，故在磁場中運(yùn)動時間由大到小排列的順序是氚氘氕，故C錯誤；D.進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場有qvB=，解得：R=，氕比荷最大，軌道半徑最小，c對應(yīng)的是氕，氚比荷最小，則軌道半徑最大，a對應(yīng)的是氚，故D錯誤故選A【題目點(diǎn)撥】根據(jù)qU=求出粒子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場的速度，知道三種粒子進(jìn)入磁場的速度大小關(guān)系，再根據(jù)qvB=求出R與什么因素有關(guān)，從而得出a、b、c三條“質(zhì)譜線”的排列順序．3、D【解題分析】試題分析：小球被拋出后做平拋運(yùn)動，根據(jù)圖象可知：小球的初動能為5J，1s末的動能為30J，根據(jù)平拋運(yùn)動的基本公式及動能的表達(dá)式即可解題．解：A、B、設(shè)小球的初速度為v0，則1s末的速度為：v1==，根據(jù)圖象可知：小球的初動能為：EK0=mv01=5J，1s末的動能為：EK1=mv11=30J，解得：m=0.115kg，v0=4m/s，故A、B錯誤．C、最初1s內(nèi)重力對小球做功的瞬時功率為：P=mgvy=mg?gt=0.115×101×1W=15W，則1s末小球重力的瞬時功率能確定．故C錯誤．D、根據(jù)已知條件只能求出1s內(nèi)豎直方向下落的高度為：h=gt1=×10×11m=10m，而不能求出小球拋出時的高度，則D不能確定．故D正確．故選D．【點(diǎn)評】本題主要考查了平拋運(yùn)動的基本公式及動能表達(dá)式的直接應(yīng)用，要求同學(xué)們能根據(jù)圖象讀出有效信息．4、D【解題分析】

AB．因?yàn)閮商祗w的角速度相同，由萬有引力提供向心力可知兩天體的向心力大小相等，半徑之比為AB正確；C．根據(jù)角速度與轉(zhuǎn)速的關(guān)系可知兩天體轉(zhuǎn)速相同，C正確；D．由得D錯誤。本題選不正確的，故選D。5、A【解題分析】

根據(jù)自由落體的運(yùn)動學(xué)公式，可得鐵錘碰前的速度為取向下為正，對鐵錘由動量定理得解得由牛頓第三定律可得，鐵錘對樁的作用力大小故A正確，BCD錯誤。故選A。6、D【解題分析】

A.由于在物體B下落的過程中摩擦力做負(fù)功，所以系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，故A錯誤；B.對物體B分析，受到重力和拉力作用，W拉力=△E機(jī)，物體B機(jī)械能的減少量等于所受拉力做的功，故B錯誤；C.A與B為連接體，物體B速度達(dá)到最大時，物體A速度也最大，此時A和B的加速度為零，所受合力也為零，對物體B受力分析，繩子的拉力對物體A受力分析彈簧彈力則彈簧伸長了故C錯誤；D.以A和B整體為研究對象，從靜止到A和B速度達(dá)到最大的過程中，由功能關(guān)系可得代入數(shù)據(jù)可得故D正確。故選D。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多個選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、AC【解題分析】

AB．φ－x圖線的切線斜率表示電場強(qiáng)度的大小，點(diǎn)切線斜率為零即電場強(qiáng)度為0，則有則根據(jù)沿電場線方向電勢降低可知，內(nèi)電場強(qiáng)度沿x軸正方向，內(nèi)電場強(qiáng)度沿x軸負(fù)方向，則兩個電荷是同種電荷，故A正確，B錯誤；C．φ－x圖線的切線斜率表示電場強(qiáng)度的大小，點(diǎn)切線斜率不為零，則電場強(qiáng)度不為0，故C正確；D．由于兩個電荷是同種電荷，根據(jù)電場的疊加可知，在的左邊和的右邊合場強(qiáng)不可能為0，所以只有在處合場為0即只有一處，故D錯誤。故選AC。8、AC【解題分析】

A．線框下邊界進(jìn)入磁場時根據(jù)閉合電路歐姆定律在豎直方向上，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式解得A正確；B．線框進(jìn)入磁場的過程中通過線框某橫截面的電荷量B錯誤；C．線框在磁場中勻速運(yùn)動的時間水平位移解得C正確；D．線框進(jìn)入磁場后做勻速直線運(yùn)動，減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為電能，根據(jù)能量守恒定律則邊產(chǎn)生的熱量D錯誤。故選AC。9、AD【解題分析】

A．D點(diǎn)的電場強(qiáng)度恰好為零，則解得：故A正確；B．對Q2來說圓弧是一個等勢面，所以各點(diǎn)電勢高低，由Q1決定，根據(jù)沿電場線方向電勢降低，離負(fù)電荷越近，電勢越低，故D點(diǎn)電勢最低，故B錯誤；CD．電子沿著圓弧從B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中，電勢先降低后升高，，故電勢能先增大后減小，故D正確C錯誤。故選AD。10、BC【解題分析】

AB．如圖所示，在該測試段內(nèi)，隨著機(jī)車位移的增大，在相等位移上，速度的二次方的差值逐漸減小，由可知，機(jī)車的加速度逐漸減小，故A錯誤，B正確；CD．由于機(jī)車做加速度減小的變加速直線運(yùn)動，故在該測試段內(nèi)機(jī)車的平均速度大于，故C正確，D錯誤。故選BC。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、DAEF【解題分析】

（1）在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)時，應(yīng)讓重物緊靠打點(diǎn)計(jì)時器，手拉著紙帶的上方，保持紙帶豎直，由靜止釋放．故D正確，ABC錯誤．

（2）試驗(yàn)中除了鐵架臺、夾子、導(dǎo)線、紙帶等器材．還必須選取的實(shí)驗(yàn)器材是電火花打點(diǎn)計(jì)時器、刻度尺和重錘，故選AEF；（3）打下點(diǎn)B到打下點(diǎn)D的過程中，重錘重力勢能減小量ΔEp=mg(s2+s3)；B點(diǎn)的瞬時速度，D點(diǎn)的瞬時速度；則動能的增加量△Ek＝．12、0.52cm滑塊釋放位置遮光條到光電門的位移smgs鉤碼和滑塊的動能增加量之和【解題分析】

(2)[1]游標(biāo)卡尺主尺讀數(shù)為0.5cm，游標(biāo)尺上第2個刻度與主尺上某一刻度對齊，則游標(biāo)讀數(shù)為2×0.1=0.2mm=0.02cm，所以最終讀數(shù)為：0.5cm+0.02cm=0.52cm；[2]由于遮光條通過光電門的時間極短因此可以利用平均速度來代替其瞬時速度，因此滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為[3]根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，該實(shí)驗(yàn)中需要比較鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量與鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)動能的增加量是否相等即可判斷機(jī)械能是否守恒，故需要測量的物理還有：滑塊釋放位置遮光條到光電門的位移s(3)[4][5]鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)為研究對象，其重力勢能的減小量為mgs，系統(tǒng)動能的增量為因此只要比較二者是否相等，即可驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能是否守恒四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、(1)0.1m；(2)m2；(3)；50%?！窘忸}分析】

(1)根據(jù)洛倫茲力提供向心力有代入數(shù)據(jù)解得R=0.1m；(2)如圖1所示：

根據(jù)幾何關(guān)系可知，速度最大的離子在磁場中運(yùn)動的圓心在y軸上的B（0，m）點(diǎn)，離子從C點(diǎn)垂直穿過y軸，所有離子均垂直穿過y軸，即速度偏向角相等，AC連線應(yīng)該是磁場的邊界，滿足題意的矩形如圖1所示，根據(jù)幾何關(guān)系可得矩形長為寬為R-Rcosθ＝m則面積為(3)根據(jù)洛倫茲力提供向心力有解得臨界1，根據(jù)圖2可得

與x軸成