吉林省长春市市第八十七中学2022-2023学年高三物理期末试卷含解析

吉林省长春市市第八十七中学2022-2023学年高三物理期末试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（单选）一个氢原子从基态跃迁到n=2的激发态．该氢原子

A．放出光子，能量增加

B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加

D．吸收光子，能量减少参考答案：C2.在LC振荡电路中，L是电感线圈的自感系数，C是由a和b两板组成的电容器的电容．在时刻，电路中的电流不为零，而电容器的a板带电量为＋q；经过一段时间后在时刻，a板第一次带－q的电量，则可能有（

）A．t2－t1＝2πB．t2－t1＝πC．在t1和t2时刻电路中的电流方向可能相同D．在t1和t2时刻电路中的电流方向可能相反参考答案：BD3.最先利用扭秤实验较精确测出万有引力常量G的科学家是（

）（A）库仑

（B）牛顿

（C）卡文迪什

（D）开普勒参考答案：C4.（单选题）如图所示，传送带保持1m/s的速度顺时针转动。现将一质量m＝0.5kg的物体轻轻地放在传送带的a点上，设物体与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，a、b间的距离L＝2.5m，则物体从a点运动到b点所经历的时间为(g取10m/s2)()A.s

B．(－1)sC．3s

D．2.5s参考答案：C5.有一场强方向与x轴平行的静电场，电势随坐标x变化的图线如右图所示，如规定x轴正方向为场强的正方向，则该静电场的场强E随x变化的图线应是下图中的（

）参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图，在斜面顶端先后水平抛出同一小球，第一次小球落到斜面中点，第二次小球落到斜面底端。则两次小球运动时间之比t1∶t2=________；两次小球落到斜面上时动能之比EK1∶EK2=________。参考答案：

答案：，7.质量为1kg的甲物体以5m/s的速度去撞击静止在水平桌面上质量为2kg的乙物体，碰撞后甲以1m/s的速度反向弹回，此时乙的速度大小为__________m/s，碰撞过程中系统损失的机械能为__________J。参考答案：3，38.为了“探究动能改变与合外力做功”的关系，某同学设计了如下实验方案：A．第一步他把带有定滑轮\o"全品高考网"的木板有滑轮的一端垫起，把质量为\o"全品高考网"的滑块通过细绳与质量为的带夹重锤相连，然后跨过定滑轮，重锤夹后连一纸带，穿过打点计时器，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板匀速运动如，图甲所示。B．第二步保持长木板\o"全品高考网"的倾角不变，将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处，取下细绳和钩码，将滑块与纸带相连，使其穿过打点计时器，然后接通电源释放滑块，使之从静止开始加速运动，打出纸带，如图乙所示。

打出的纸带如下图：试回答下列问\o"全品高考网"题：①已知相邻计数的时间间隔为，根据纸带求滑块速度，当打点计时器打点时滑块速度___________，打点计时器打点时滑块速度___________。②已知重锤质量，当地\o"全品高考网"的重加速度，要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块____________（写出物理名称及符号），合外力对滑块做功\o"全品高考网"的表达式______________。③测出滑块运动段、合外力对滑块所做的功，算出、、、、,以为纵轴，以为横轴建坐标系，描点作出图象，可知它是一条过坐标原点\o"全品高考网"的倾斜直线，若直线斜率为，则滑块质量___________。参考答案：．①（3分）；（3分）

②下滑的位移（3分）；（3分）

③（4分）。9.（6分）通常把白菜腌成咸菜需要几天时间，而把白菜炒成熟菜，使之具有相同的咸味，只需几分钟，造成这种差别的主要原因是

。俗话说：“破镜不能重圆”。这是因为镜破处分子间的距离都___________（填“大于”、“小于”、“等于”）分子直径的10倍以上，分子间相互吸引的作用微乎其微。在墙壁与外界无热传递的封闭房间里，夏天为了降低温度同时打开电冰箱和电风扇，二电器工作较长时间后，房内的气温将__________。（填“升高”“降低”或“不变”）参考答案：炒菜时温度高，分子热运动激烈；大于；升高10.如图，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，已知A的圆半径为球B半径的3倍，球B所受的重力为G，整个装置处于静止状态。则墙壁对B的作用力为

，B对

A的压力为

。参考答案：G/

2G/

11.如图甲所示，在一端封闭，长约1m的玻璃管内注满清水，水中放一个蜡烛做的蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，然后将这个玻璃管倒置，在蜡块沿玻璃管上升的同时，将玻璃管水平向右移动，假设从某时刻开始计时，蜡块在玻璃管内任意1s内上升的距离都是10cm，玻璃管向右匀加速平移，从出发点开始在第1s内、第2秒内、第3秒内、第4秒内通过的水平位移依次是2.5cm．7.5cm．12.5cm．17.5cm，图乙中y表示蜡块竖直方向的位移，x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移，t=0时蜡块位于坐标原点，（1）请在图乙中画出蜡块4s内的轨迹；（2）玻璃管向右平移的加速度a=

m/s2；（3）t=2s时蜡块的速度v2=

m/s（保留到小数点后两位）参考答案：解：（1）依据运动的合成法则，则蜡块4s内的轨迹，如下图所示：（2）蜡块在水平方向做匀加速运动，每相邻1秒位移差值△x=7.5﹣2.5=12.5﹣7.5=17.5﹣12.5=5（cm）△x=at2则加速度a==5×10﹣2m/s2（3）竖直方向上的分速度vy==0.1m/s水平分速度vx=at=0.1m/s根据平行四边形定则得，v==m/s=0.14m/s故答案为：（1）如图所示；（2）5×10﹣2；（3）0.14．12.如图所示是一列向右传播的横波，波速为0.4m/s，M点的横坐标x=10m，图示时刻波传到N点．现从图示时刻开始计时，经过s时间，M点第二次到达波谷；这段时间里，N点经过的路程为cm．参考答案：29；145【考点】波长、频率和波速的关系．【分析】由图读出波长，求出周期．由MN间的距离求出波传到M的时间，波传到M时，起振方向向上，经过1T，M点第二次到达波谷，即可求出M点第二次到达波谷的总时间；根据时间与周期的关系，求解N点经过的路程．【解答】解：由图读出波长λ=1.6m，周期T==波由图示位置传到M的时间为t1==s=22s波传到M时，起振方向向上，经过1T=7s，M点第二次到达波谷，故从图示时刻开始计时，经过29s时间，M点第二次到达波谷；由t=29s=7T，则这段时间里，N点经过的路程为S=?4A=29×5cm=145cm．故答案为：29；14513.如图所示，一列沿+x方向传播的简谐横波在t=0时刻刚好传到x=6m处，已知波速v=10m/s，则图中P点开始振动的方向沿

（选填“+y”或“-y”）方向，在x=21m的点在t=

s第二次出现波峰．参考答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.内表面只反射而不吸收光的圆筒内有一半径为R的黑球，距球心为2R处有一点光源S，球心O和光源S皆在圆筒轴线上，如图所示．若使点光源向右半边发出的光最后全被黑球吸收，则筒的内半径r最大为多少？参考答案：自S作球的切线S?，并画出S经管壁反射形成的虚像点，及由画出球面的切线N，如图1所示，由图可看出，只要和之间有一夹角，则筒壁对从S向右的光线的反射光线就有一部分进入球的右方，不会完全落在球上被吸收．由图可看出，如果r的大小恰能使与重合，如图2，则r?就是题所要求的筒的内半径的最大值．这时SM与MN的交点到球心的距离MO就是所要求的筒的半径r．由图2可得??????????

（1）由几何关系可知

（2）由（1）、（2）式得

（3）15.（6分）如图所示，一气缸竖直放置，用一质量为m的活塞在缸内封闭了一定量的理想气体，在气缸的底部安装有一根电热丝，用导线和外界电源相连，已知汽缸壁和活塞都是绝热的，汽缸壁与活塞间接触光滑且不漏气。现接通电源，电热丝对缸内气体缓慢加热。

①关于汽缸内气体，下列说法正确的是

。A．单位时间内气缸单位面积上气体分子撞击次数减少B．所有分子的速率都增加C．分子平均动能增大D．对外做功，内能减少②设活塞横截面积为S，外界大气压强为p0，电热丝热功率为P，测得通电t时间内活塞缓慢向上移动高度h，求：（Ⅰ）汽缸内气体压强的大小；（Ⅱ）t时间缸内气体对外所做的功和内能的变化量。参考答案：AC（2分）；（4分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，平面OO′垂直于纸面，其上方有长为h、相距为h的两块平行导体板M、N。两极板间加上如图乙所示的电压，平面OO′的下方是一个与OO′平面平行的匀强磁场，方向垂直纸面向外。在两极板的正中间的正上方有一粒子源，它连续放射出质量为m、带电荷量为+q的粒子，其初速度大小为v0，方向垂直电场及OO′平面。不计粒子重力及空气的阻力，每个粒子在板间运动的极短时间内，可以认为电场强度不变，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）若要求带电粒子飞出电场时不打在板上，则板间电压U的最大值不能超过多少?（2）若UMN的最大值取第（1）问求出的最大值，要使所有的粒子通过磁场后都能回到两板间，磁场磁感应强度B的大小及磁场的高度H需满足什么条件?（3）在满足（2）问的前提下，粒子在磁场中运动的最长时间为多少?参考答案：（1）（2）

（3）【详解】（1）设电压的最大值为Um，则有h=v0t解得：（2）设粒子进入磁场时速度v与v0的夹角为θ，则有又粒子从OO′上射出磁场的位置与射入磁场的位置的距离s=2Rcosθ解得：若沿v0方向射进磁场的粒子能回到板间，则其他方向的粒子都能回到板间。当时，B最小，即解得：故磁感应强度B应满足的条件为…设粒子在MN板间的最大偏转角为，则即粒子进入磁场的速度大小粒子的轨迹半径磁场的最小高度故磁场的高度H需满足的条件为（3）设粒子在磁场中运动对应的最大圆心角为由几何知识得粒子在磁场中运动的时间解得粒子在磁场中运动的最长时间17.一种离子分析器简化结构如图所示．电离室可将原子或分子电离为正离子，正离子陆续飘出右侧小孔（初速度视为零）进入电压为U的加速电场，离开加速电场后从O点沿x轴正方向进入半径为r的半圆形匀强磁场区域，O点为磁场区域圆心同时是坐标原点，y轴为磁场左边界．该磁场磁感应强度连续可调．在磁场的半圆形边界上紧挨放置多个“探测﹣计数器”，当磁感应强度为某值时，不同比荷的离子将被位置不同的“探测﹣计数器”探测到并计数．整个装置处于真空室内．某次研究时发现，当磁感应强度为B0时，仅有位于P处的探测器有计数，P点与O点的连线与x轴正方向夹角θ=30°．连续、缓慢减小（离子从进入磁场到被探测到的过程中，磁感应强度视为不变）磁感应强度的大小，发现当磁感应强度为时，开始有两个探测器有计数．不计重力和离子间的相互作用．求：（1）磁感应强度为B0时，在P处被发现的离子的比荷，以及这种离子在磁场中运动的时间t（2）使得后被发现的离子，在P处被探测到的磁感应强度B（3）当后发现的离子在P点被探测到时，先发现的离子被探测到的位置坐标．参考答案：【考点】：带电粒子在匀强磁场中的运动．【专题】：带电粒子在磁场中的运动专题．【分析】：（1）粒子经电场加速，由动能定理可求得加速后的速度，进入磁场后做匀速圆周运动，由洛仑兹力充当向心力可求得比荷，再由时间和周期的关系可求得离子在磁场中的时间；（2）由几何关系可明确粒子的半径，再由洛仑兹力充当向心力可求得两种情况下的磁感应强度的大小关系；（3）根据粒子在磁场中的运动规律，利用几何关系可明确离子被探测到的位置坐标．：解：（1）加速过程有qU=mv2圆周运动有R=由分析知R=r得=离子在磁场中运动的时间t===（2）由题意知，当磁感应强度为时，后发现的离子在磁场半圆形边界与+y轴交点处被探测到，此时其运动半径为有==当这种离子在P处被探测到时，其运动半径为r有r=两式比较得B=（3）对先发现的离子，在P处被探测到有r=当磁感应强度变为时，其半径变为R′=4r由几何关系有x2+y2=r2x2+（4r﹣y）2=（4r）2得x=ry=答：（1）磁感应强度为B0时，在P处被发现的离子的比荷为，以及这种离子在磁场中运动的时间t为．（2）使得后被发现的离子，在P处被探测到的磁感应强度B为；（3）当后发现的离子在P点被探测到时，先发现的离子被探测到的位置坐标为（r，）【点评】：本题考查带电粒子在电磁场中的