贵州省铜仁市2023年高三（普通班）下学期期末考试物理试题试卷

贵州省铜仁市2023年高三（普通班）下学期期末考试物理试题试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示，在半径为R的半圆和长为2R、宽为的矩形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于纸面向里。一束质量为m、电量为q的粒子（不计粒子间相互作用）以不同的速率从边界AC的中点垂直于AC射入磁场.所有粒子从磁场的EF圆弧区域射出（包括E、F点）其中EO与FO（O为圆心）之间夹角为60°。不计粒子重力.下列说法正确的是（）A．粒子的速率越大，在磁场中运动的时间越长B．粒子在磁场中运动的时间可能为C．粒子在磁场中运动的时间可能为D．粒子的最小速率为2、质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具．如图所示为质谱仪的原理示意图，现利用质谱仪对氢元素进行测量．让氢元素三种同位素的离子流从容器A下方的小孔s无初速度飘入电势差为U的加速电场．加速后垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中．氢的三种同位素最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条“质谱线”．则下列判断正确的是()A．进入磁场时速度从大到小排列的顺序是氕、氘、氚B．进入磁场时动能从大到小排列的顺序是氕、氘、氚C．在磁场中运动时间由大到小排列的顺序是氕、氘、氚D．a、b、C三条“质谱线”依次排列的顺序是氕、氘、氚3、将一小球从高处水平抛出，最初1s内小球动能Ek随时间t变化的图象如图所示，不计空气阻力，g取10m/s1．根据图象信息，不能确定的物理量是()A．小球的质量B．小球的初速度C．最初1s内重力对小球做功的平均功率D．小球抛出时的高度4、2016年2月，物理学界掀起了“引力波”风暴，证实了爱因斯坦100年前所做的预测。据报道，各种各样的引力波探测器正在建造或者使用当中。可能的引力波探测源包括致密双星系统（白矮星、中子星和黑洞）。若质量分别为m1和m2的A、B两天体构成双星，如图所示。某同学由此对该双星系统进行了分析并总结，其中结论不正确的是（）A．A、B做圆周运动的半径之比为m2：m1B．A、B做圆周运动所需向心力大小之比为1：1C．A、B做圆周运动的转速之比为1：1D．A、B做圆周运动的向心加速度大小之比为1：15、质量为的铁锤从高处落下，打在水泥桩上，铁锤与水泥桩撞击的时间是，则撞击过程中，铁锤对桩的平均冲击力大小为（）A． B． C． D．6、如图所示，质量为2kg的物体A静止于动摩擦因数为0.25的足够长的水平桌而上，左边通过劲度系数为100N/m的轻质弹簧与固定的竖直板P拴接，右边物体A由细线绕过光滑的定滑轮与质量为2.5kg物体B相连。开始时用手托住B，让细线恰好伸直，弹簧处于原长，然后放开手静止释放B，直至B获得最大速度已知弹簧的惮性势能为（其中x为弹簧的形变量）、重力加速度g=10m/s2.下列说法正确的是（）A．A、B和弹簧构成的系统机械能守恒B．物体B机械能的减少量等于它所受的重力与拉力的合力做的功C．当物体B获得最大速度时，弹簧伸长了25cmD．当物体B获得最大速度时，物体B速度为m/s二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、在轴上和处，固定两点电荷和，两电荷之间各点对应的电势高低如图中曲线所示，在处电势最低，下列说法中正确的是（）A．两个电荷是同种电荷，电荷量大小关系为B．两个电荷是同种电荷，电荷量大小关系为C．处的位置电场强度不为0D．在与之间的连线上电场强度为0的点有2个8、如图所示，空间中存在一匀强磁场区域，匀强磁场的磁感应强度大小为磁场方向与竖直面垂直，磁场的上、下边界均为水平面且间距为，纸面（竖直平面）内磁场上边界的上方有一质量为、电阻为的正方形导线框，其边长为上下两边均与磁场边界平行。将线框以初速度水平抛出，线框恰能匀速进入磁场，重力加速度为，不计空气阻力，则（）A．线框抛出时边距离磁场上边界的高度为B．线框进入磁场的过程中通过线框某横截面的电荷量C．线框通过磁场的过程中水平位移为D．线框通过磁场的过程中边产生的热量为9、如图所示，在坐标系xOy中，弧BDC是以A点为圆心、AB为半径的一段圆弧，AB=L，，D点是圆弧跟y轴的交点。当在O点和A点分别固定电荷量为和的点电荷后，D点的电场强度恰好为零。下列说法正确的是（）A．B．圆弧BDC上的各点相比较，D点的电势最高C．电子沿着圆弧从B点运动到C点的过程中，电势能先减小后增大D．电子沿着圆弧从B点运动到C点的过程中，电势能先增大后减小10、近年来，我国的高速铁路网建设取得巨大成就，高铁技术正走出国门。在一次高铁技术测试中，机车由静止开始做直线运动，测试段内机车速度的二次方v2与对应位移x的关系图象如图所示。在该测试段内，下列说法正确的是（）A．机车的加速度越来越大 B．机车的加速度越来越小C．机车的平均速度大于 D．机车的平均速度小于三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）在“验证机械能守恒定律”的实验中：A．B．C．D．(1)纸带将被释放瞬间的四种情景如照片所示，其中操作最规范的是________.(2)实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材．为完成此实验，除了所给的器材，从下图还必须选取的实验器材是_______．(填字母代号)(3)若实验中所用重锤的质量为m，某次实验打出的一条纸带如图所示．在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D和E，量得相邻点间的距离分别为S1、S2、S3、S4，当地的重力加速度为g.本实验所用电源的频率为f.从打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能减小量ΔEp=_____________，重锤动能增加量ΔEk=____________________．在误差允许的范围内，通过比较就可以验证重物下落过程中机械能是否守恒．12．（12分）某实验小组利用如图所示的实验装置来验证钩码和滑块所组成的系统机械能守恒。(1)实验前小组同学调整气垫导轨底座使之水平，并查得当地重力加速度。(2)如图所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度_______cm；实验时将滑块从图所示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间，则滑块经过光电门时的瞬时速度为__________m/s。在本次实验中还需要读出和测量的物理量有：钩码的质量m、滑块质量M和__________（文字说明并用相应的字母表示）。(3)本实验通过比较钩码的重力势能的减小量__________和__________（用以上物理量符号表示）在实验误差允许的范围内是否相等，从而验证系统的机械能守恒。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）直角坐标系xoy位于竖直平面内，在第一象限存在磁感应强度B=0.1T、方向垂直于纸面向里、边界为矩形的匀强磁场。现有一束比荷为108C/kg带正电的离子，从磁场中的A点（m，0）沿与x轴正方向成=60°角射入磁场，速度大小v0≤1.0×106m/s，所有离子经磁场偏转后均垂直穿过y轴的正半轴，不计离子的重力和离子间的相互作用。(1)求速度最大的离子在磁场中运动的轨道半径；(2)求矩形有界磁场区域的最小面积；(3)若在x>0区域都存在向里的磁场，离子仍从A点以v0=106m/s向各个方向均匀发射，求y轴上有离子穿出的区域长度和能打到y轴的离子占所有离子数的百分比。14．（16分）如图所示，光滑水平地面上有一上表面粗糙且水平、质量为的小车。小车与一固定在地面上的光滑圆弧底端等高且平滑相接。将质量为的滑块置于小车的最左端。现有一质量为的滑块从距离小车的水平面高度为处的光滑轨道由静止下滑。滑块与碰撞后立即粘在一起运动，最终没有滑落小车。整个过程中滑块和都可以视为质点。滑块和与小车之间的动摩擦因数均为，取，求：(1)滑块和粘在一起后和小车相对运动过程中各自加速度的大小？(2)若从碰撞时开始计时，则时间内，滑块与小车因摩擦产生的热量为多少？15．（12分）如图所示，在xoy平面内，虚线OP与x轴的夹角为30°。OP与y轴之间存在沿着y轴负方向的匀强电场，场强大小为E。OP与x轴之间存在垂直于xoy平面向外的匀强磁场。现有一带电的粒子，从y轴上的M点以初速度v0、沿着平行于x轴的方向射入电场，并从边界OP上某点Q（图中未画出）垂直于OP离开电场，恰好没有从x轴离开第一象限。已知粒子的质量为m、电荷量为q（q>0），粒子的重力可忽略。求：(1)磁感应强度的大小；(2)粒子在第一象限运动的时间；(3)粒子从y轴上离开电场的位置到O点的距离。

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、B【解题分析】

ABC．粒子从F点和E点射出的轨迹如图甲和乙所示；

对于速率最小的粒子从F点射出，轨迹半径设为r1，根据图中几何关系可得：解得根据图中几何关系可得解得θ1=60°，所以粒子轨迹对应的圆心角为120°；

粒子在磁场中运动的最长时间为对于速率最大的粒子从E点射出，轨迹半径设为r2，根据图中几何关系可得解得根据图中几何关系可得所以θ2＜60°，可见粒子的速率越大，在磁场中运动的时间越短，粒子的速率越小运动时间越长，粒子在磁场中运动的最长时间为，不可能为，故B正确、AC错误；

D．对从F点射出的粒子速率最小，根据洛伦兹力提供向心力可得解得最小速率为故D错误。

故选B。2、A【解题分析】

A.根据qU=得,v=，比荷最大的是氕，最小的是氚，所以进入磁场速度从大到小的顺序是氕、氘、氚，故A正确；B.根据动能定理可知Ek=qU，故动能相同，故B错误；C.时间为t=，故在磁场中运动时间由大到小排列的顺序是氚氘氕，故C错误；D.进入偏转磁场有qvB=，解得：R=，氕比荷最大，轨道半径最小，c对应的是氕，氚比荷最小，则轨道半径最大，a对应的是氚，故D错误故选A【题目点拨】根据qU=求出粒子进入偏转磁场的速度，知道三种粒子进入磁场的速度大小关系，再根据qvB=求出R与什么因素有关，从而得出a、b、c三条“质谱线”的排列顺序．3、D【解题分析】试题分析：小球被抛出后做平抛运动，根据图象可知：小球的初动能为5J，1s末的动能为30J，根据平抛运动的基本公式及动能的表达式即可解题．解：A、B、设小球的初速度为v0，则1s末的速度为：v1==，根据图象可知：小球的初动能为：EK0=mv01=5J，1s末的动能为：EK1=mv11=30J，解得：m=0.115kg，v0=4m/s，故A、B错误．C、最初1s内重力对小球做功的瞬时功率为：P=mgvy=mg•gt=0.115×101×1W=15W，则1s末小球重力的瞬时功率能确定．故C错误．D、根据已知条件只能求出1s内竖直方向下落的高度为：h=gt1=×10×11m=10m，而不能求出小球抛出时的高度，则D不能确定．故D正确．故选D．【点评】本题主要考查了平抛运动的基本公式及动能表达式的直接应用，要求同学们能根据图象读出有效信息．4、D【解题分析】

AB．因为两天体的角速度相同，由万有引力提供向心力可知两天体的向心力大小相等，半径之比为AB正确；C．根据角速度与转速的关系可知两天体转速相同，C正确；D．由得D错误。本题选不正确的，故选D。5、A【解题分析】

根据自由落体的运动学公式，可得铁锤碰前的速度为取向下为正，对铁锤由动量定理得解得由牛顿第三定律可得，铁锤对桩的作用力大小故A正确，BCD错误。故选A。6、D【解题分析】

A.由于在物体B下落的过程中摩擦力做负功，所以系统的机械能不守恒，故A错误；B.对物体B分析，受到重力和拉力作用，W拉力=△E机，物体B机械能的减少量等于所受拉力做的功，故B错误；C.A与B为连接体，物体B速度达到最大时，物体A速度也最大，此时A和B的加速度为零，所受合力也为零，对物体B受力分析，绳子的拉力对物体A受力分析弹簧弹力则弹簧伸长了故C错误；D.以A和B整体为研究对象，从静止到A和B速度达到最大的过程中，由功能关系可得代入数据可得故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AC【解题分析】

AB．φ－x图线的切线斜率表示电场强度的大小，点切线斜率为零即电场强度为0，则有则根据沿电场线方向电势降低可知，内电场强度沿x轴正方向，内电场强度沿x轴负方向，则两个电荷是同种电荷，故A正确，B错误；C．φ－x图线的切线斜率表示电场强度的大小，点切线斜率不为零，则电场强度不为0，故C正确；D．由于两个电荷是同种电荷，根据电场的叠加可知，在的左边和的右边合场强不可能为0，所以只有在处合场为0即只有一处，故D错误。故选AC。8、AC【解题分析】

A．线框下边界进入磁场时根据闭合电路欧姆定律在竖直方向上，根据运动学公式解得A正确；B．线框进入磁场的过程中通过线框某横截面的电荷量B错误；C．线框在磁场中匀速运动的时间水平位移解得C正确；D．线框进入磁场后做匀速直线运动，减小的重力势能转化为电能，根据能量守恒定律则边产生的热量D错误。故选AC。9、AD【解题分析】

A．D点的电场强度恰好为零，则解得：故A正确；B．对Q2来说圆弧是一个等势面，所以各点电势高低，由Q1决定，根据沿电场线方向电势降低，离负电荷越近，电势越低，故D点电势最低，故B错误；CD．电子沿着圆弧从B点运动到C点的过程中，电势先降低后升高，，故电势能先增大后减小，故D正确C错误。故选AD。10、BC【解题分析】

AB．如图所示，在该测试段内，随着机车位移的增大，在相等位移上，速度的二次方的差值逐渐减小，由可知，机车的加速度逐渐减小，故A错误，B正确；CD．由于机车做加速度减小的变加速直线运动，故在该测试段内机车的平均速度大于，故C正确，D错误。故选BC。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、DAEF【解题分析】

（1）在验证机械能守恒定律的实验中，实验时，应让重物紧靠打点计时器，手拉着纸带的上方，保持纸带竖直，由静止释放．故D正确，ABC错误．

（2）试验中除了铁架台、夹子、导线、纸带等器材．还必须选取的实验器材是电火花打点计时器、刻度尺和重锤，故选AEF；（3）打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能减小量ΔEp=mg(s2+s3)；B点的瞬时速度，D点的瞬时速度；则动能的增加量△Ek＝．12、0.52cm滑块释放位置遮光条到光电门的位移smgs钩码和滑块的动能增加量之和【解题分析】

(2)[1]游标卡尺主尺读数为0.5cm，游标尺上第2个刻度与主尺上某一刻度对齐，则游标读数为2×0.1=0.2mm=0.02cm，所以最终读数为：0.5cm+0.02cm=0.52cm；[2]由于遮光条通过光电门的时间极短因此可以利用平均速度来代替其瞬时速度，因此滑块经过光电门时的瞬时速度为[3]根据实验原理可知，该实验中需要比较钩码和滑块所组成的系统重力势能的减小量与钩码和滑块所组成的系统动能的增加量是否相等即可判断机械能是否守恒，故需要测量的物理还有：滑块释放位置遮光条到光电门的位移s(3)[4][5]钩码和滑块所组成的系统为研究对象，其重力势能的减小量为mgs，系统动能的增量为因此只要比较二者是否相等，即可验证系统机械能是否守恒四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(1)0.1m；(2)m2；(3)；50%。【解题分析】

(1)根据洛伦兹力提供向心力有代入数据解得R=0.1m；(2)如图1所示：

根据几何关系可知，速度最大的离子在磁场中运动的圆心在y轴上的B（0，m）点，离子从C点垂直穿过y轴，所有离子均垂直穿过y轴，即速度偏向角相等，AC连线应该是磁场的边界，满足题意的矩形如图1所示，根据几何关系可得矩形长为宽为R-Rcosθ＝m则面积为(3)根据洛伦兹力提供向心力有解得临界1，根据图2可得

与x轴成