湖南省怀化市2022-2023学年高三上学期期末考试物理试题含答案.pdf

高三物理期末试卷1（共 6 页）注意事项：注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号写在答题卡和该试题卷的封面上，并认真核对条形码上的姓名、准考证号和科目.2.考生作答时，选择题和非选择题均须做在答题卡上，在本试题卷上答题无效.考生在答题卡上按答题卡中注意事项的要求答题.3.考试结束后，将本试题卷和答题卡一并交回.4.本试题卷共 6 页，如缺页，考生须声明，否则后果自负.怀化市 2022 年下期期末考试试卷高 三 物 理一、单选题（本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分。每小题只有一个选项符合题目要求）一、单选题（本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分。每小题只有一个选项符合题目要求）1轻核聚变的一个核反应方程为：234112HHHeX，若已知21H的质量为 m1，31H的质量为 m2，42H的质量为 m3，X 的质量为 m4，则下列说法中正确的是A21H和31H在常温下就能够发生聚变BX 是质子C这个反应释放的核能为21234Emmmm cD我国大亚湾核电站是利用轻核的聚变释放的能量来发电的2一列向右传播的横波在 t=0 时的波形如图所示，A、B 两质点间距为 8m，B、C 两质点平衡位置的间距为 3m，当 t=1s时，质点 C 恰好通过平衡位置，该波的波速可能为A9m/sB10m/sC11m/sD12m/s3甲、乙两个质点分别在两个并排直轨道上运动，其速度随时间的变化规律分别如图中 a、b 所示，图线 a 是直线，图线 b 是抛物线，30 t时间内图线 a、b 与横轴围成的面积相等，抛物线顶点的横坐标为2t，下列说法正确的是A30 t时间内甲、乙的位移大小不相等B20 t时间内甲、乙的位移大小之比为3:2C10t时间内乙的平均速度大于甲的平均速度D20 t时间内甲的加速度一直小于乙的加速度4如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P点，将木板以直线MN为轴沿顺时针方向缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中A圆柱体对木板的压力逐渐增大B圆柱体对木板的压力先增大后减小C两根细绳上的拉力均先增大后减小D两根细绳对圆柱体拉力的方向不变52021 年 12 月 9 日，我国神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在空间站进行了太空高三物理期末试卷2（共 6 页）授课。如图甲所示，王亚平在水球里注入一个气泡，观察水球产生的物理现象。课后小明同学画了过球心的截面图，如图乙所示，内径是 R，外径是83R。假设一束单色光（纸面内）从外球面上 A 点射入，光线与 AO 直线所成夹角 i=30，经折射后恰好与内球面相切。已知光速为 c。则A单色光在材料中的折射率为2B单色光在该材料中的传播时间为4 559RcC只要调整好 A 点射入的单色光与 AO 直线的夹角，就能够在内球面发生全反射D只要调整好 A 点射入的单色光与 AO 直线的夹角，就能够在外球面发生全反射6理想变压器电路如图所示，M、N 接入电压有效值恒定的交变电源，其中 R 为滑动变阻器，定值电阻 R0=10，原副线圈匝数之比122nn，电流表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器 R的滑片向下移动时，电流表、电压表示数变化量的绝对值分别用I和U表示。则关于U和I的比值，下列说法正确的是AUI逐渐增大BUI逐渐减小CUI不变且10UIDUI不变且2.5UI二、多选题（本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对二、多选题（本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得得 5 5 分分，选选对对但但不不全全的的得得 3 3 分分，有有选选错错的的得得 0 0 分分）7一带负电的粒子只在电场力作用下沿 x 轴正向运动，其电势能 EP随位移x 的变化如图所示，其中 Ox2段是抛物线，x1处是顶点，x2x3段是直线，且与抛物线相切。粒子由 Ox3运动过程中，下列判断正确的是AOx1段粒子动能增大Bx1x2段粒子加速度增大Cx2x3段电场强度减小D x3处的电势最高8两颗互不影响的行星1P、2P，各有一颗在表面附近的卫星1S、2S高三物理期末试卷3（共 6 页）绕其做匀速圆周运动。两颗行星周围卫星的线速度的二次方（2v）与轨道半径 r 的倒数（1r）的关系如图所示，已知1S、2S的线速度大小均为0v，则A1S的质量比2S的小B1P的质量比2P的大C1P的平均密度比2P的小D1P表面的重力加速度比2P的大9如图，ABC 是竖直面内的光滑固定轨道，A 点在水平面上，轨道 AB 段竖直，长度为 R，BC 段是半径为 R 的四分之一的圆弧，与 AB 相切于 B 点。一质量为m的小球从A点以某一竖直向上的初速度沿 ABC轨道的内侧运动，且到达最高点 C 点时恰好仍能接触轨道，已知小球始终受到与重力大小相等的水平向右的外力作用，小球的半径远小于 R，重力加速度大小为 g。则A小球在 A 点的初速度为6gRB小球在 A 点的初速度为7gRC小球的落地点到 A 点的距离为 RD小球的落地点到 A 点的距离为 2R10 如图甲所示，电阻不计且间距为 L=1 m 的光滑平行金属导轨竖直放置，上端连接阻值为 R=1 的电阻，虚线 OO下方有垂直于导轨平面的匀强磁场。现将质量为 m=0.3 kg、电阻 Rab=1 的金属杆 ab 从 OO上方某处以一定初速释放，下落过程中与导轨保持良好接触且始终水平。在金属杆 ab 下落 0.3 m 的过程中，其加速度 a 与下落距离 h 的关系图象如图乙所示。已知 ab 进入磁场时的速度 v0=3.0 m/s，取 g=10 m/s2。则下列说法正确的是A进入磁场后，金属杆 ab 中电流的方向由 b 到 aB匀强磁场的磁感应强度为 2.0 TC金属杆 ab 下落 0.3 m 的过程中，通过 R 的电荷量为 0.24 CD金属杆 ab 下落 0.3 m 的过程中，R 上产生的热量约为 0.87 J三、实验题（每空 2 分，共 14 分）三、实验题（每空 2 分，共 14 分）11（6 分）某学习小组用三枚相同的硬币来验证动量守恒定律。将两枚硬币叠放粘连，记为 A，另一枚硬币记为 B。在水平桌面左端固定一弹射装置，PQ 为中轴线，OO与轴线垂直作为参考线。实验步骤如下：高三物理期末试卷4（共 6 页）如图甲，将 A 从 P 沿 PQ 弹射，A 停止后，测出其右端到OO的距离1s；如图乙，将 B 静置于轴线上，并使其左端与OO相切；如图丙，将 A 压缩弹簧至同甲位置，射出后在OO处与 B 正碰，A、B 停止后，测出 A 右端和B 左端到OO的距离2s、3s。请回答以下问题：（1）两次从同一位置弹射 A，目的是确保 A 到达OO线时具有相同的。（2）碰撞前瞬间 A 的速度大小与成正比。A1sB2sC1sD2s（3）多次实验，若测量数据均近似满足关系式（用题中给定符号表达），则说明硬币碰撞过程中动量守恒。12(8 分)电学实验中可将电源 E1与电源 E2及灵敏电流计 G 连成如图甲所示电路，若灵敏电流计 G 示数为 0，说明此时两电源的电动势相等。根据这一原理，某同学设计如图乙所示电路，测量某电源 C 的电动势 Ex。其中 A 为工作电源（内阻不计），B 为电动势恒定的标准电源，其电动势为 EN。R1、R2为电阻箱，R3为滑动变阻器，G 为灵敏电流计，S1、S3为单刀单掷开关，S2为单刀双掷开关。实验过程如下：实验开始之前，将 R1和 R2的阻值限定在 1000 到 3000 之间；将 S2置于 1 处。闭合开关 S1、S3，通过调节 R1、R2，使 R3阻值为 0 时，灵敏电流计 G 示数为 0，记录此时的 R1与 R2的阻值，分别为 R1、R2；将开关 S2置于 2 处，保持通过 R1、R2的电流不变，重复上述操作，使 R3的阻值为 0 时，灵敏电流计 G 的示数为 0，记录此时的 R1与 R2的数值，分别为 R1、R2。根据上述实验过程回答问题：（1）实验步骤中，为保护灵敏电流计，开始时滑动变阻器触头应处在最（填“左”或“右”）端；（2）在步骤中，为保持实验过程中流过 R1与 R2的电流不变，调整 R1、R2时需要使阻值 R1、R2与 R1、R2 满足的关系是；（3）待测电源 C 的电动势 E。高三物理期末试卷5（共 6 页）（4）若工作电源 A 的内阻不可忽略，则待测电源 C 的电动势 E 测量值将（填“偏大”或“不变”或“偏小”）。四、计算题四、计算题13.（12 分）如图所示，有两个不计质量和厚度的活塞 M、N，将两部分理想气体 A、B 封闭在绝热气缸内，温度均是 27。M 活塞是导热的，N 活塞是绝热的，均可沿气缸无摩擦地滑动，已知活塞的横截面积均为 S2 cm2，初始时 M 活塞相对于底部的高度为 h127cm，N 活塞相对于底部的高度为h218 cm。现将一质量为 m1 kg 的小物体放在 M 活塞的上表面上，活塞下降。已知大气压强为p01.0105Pa。(g 取 10 m/s2)（1）求 B 部分气体的压强多大；（2）现通过加热丝对 B 部分气体进行缓慢加热，使 B 部分气体的温度变为 127，求稳定后活塞M、N 距离底部的高度。14.（14 分）如图甲所示，带正电粒子以水平速度 v0从平行金属板 MN 间中线 OO连续射入电场中。MN板间接有如图乙所示的随时间 t 变化的电压 UMN，两板间电场可看作是均匀的，且两板外无电场。紧邻金属板右侧有垂直纸面向里的匀强磁场 B，分界线为 CD，EF 为屏幕。金属板间距为 d，长度为 l，磁场的宽度为 d。已知：B5103T，ld0.2 m，每个带正电粒子的速度 v0105m/s，比荷为qm108C/kg，重力忽略不计，在每个粒子通过电场区域的极短时间内，电场可视作是恒定不变的。试求：(1)带电粒子进入磁场做圆周运动的最小半径；高三物理期末试卷6（共 6 页）(2)带电粒子射出电场时的最大速度；(3)带电粒子打在屏幕上的范围。15（16 分）如图所示，BC 为一段光滑圆弧轨道，圆心角=60，DE 为半圆形光滑轨道，两圆弧轨道均固定于竖直平面内，一滑板静止在光滑的地面上，右端紧靠 C 点，上表面所在平面与两圆弧分别相切于 C、D 两点，一物块在 A 点水平抛出，物体抛出后恰好在 B 点沿切线进入 BC 段圆弧轨道，再经 C 点滑上滑板，滑板运动到 D 点时被牢固粘连 物块可视为质点，质量为 m，滑板质量 M=2m，DE 半圆弧轨道和 BC 圆弧轨道的半径均为 R，AB 的高度差为 3R，板长 6.5R，板左端到 D 点的距离 L（未知），物块与滑板间的动摩擦因数0.5，重力加速度取 g，（结果用字母 m、g、R、L 表示）求：（1）求物块在 A 点抛出的初速度大小；（2）求物块滑到 C 点时所受圆弧轨道的支持力的大小；（3）若物块刚好滑到 DE 半圆形光滑轨道中点，求 L 的大小；（4）试讨论在 0L5R 范围内取值，物块从滑上滑板到离开滑板的过程中，克服摩擦力做的功Wf与 L 的关系。试卷第 1 页，共 5 页 2022 年期末高三物理试题参考答案 2022 年期末高三物理试题参考答案 一、单选题（每小题 4 分，共 24 分）一、单选题（每小题 4 分，共 24 分）题号 1 2 3 4 5 6 答案 C A B B C D 二、多选题（每小题 5 分，共 20 分。全部选对得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分）二、多选题（每小题 5 分，共 20 分。全部选对得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分）题号 1 2 3 4 答案 BD BC BC BCD 三、实验题 11（每空 2 分，共 6 分）三、实验题 11（每空 2 分，共 6 分）（1）速度（或填速率、动能、动量）（2）C（3）12322sss12(每空 2 分，共 8 分)12(每空 2 分，共 8 分)(1)左 (2)1212RRRR(3)2N2RER(4)不变 四、计算题 四、计算题 13.(12 分)(12 分)(1)以两个活塞和重物作为整体进行受力分析得：pSmgp0S 3 分 得pp0mgS1.0105 Pa1102104 Pa1.5105 Pa。2 分(2)对下部分气体进行分析，初状态压强为p0，体积为h2S，温度为T1，末状态压强为p，体积设为h3S，温度为T2 由理想气体状态方程可得：p0h2ST1ph3ST22 分 得：h3p0T2pT1h211054001.510530018 cm16 cm 1 分 对上部分气体进行分析，根据玻意耳定律可得：p0(h1h2)SpLS 2 分 得：L6 cm 1 分 故此时活塞M距离底端的距离为h416 cm6 cm22 cm。1 分 14.(14 分)(14 分)（1)t0 时刻射入电场的带电粒子不被加速，进入磁场做圆周运动的半径最小。试卷第 2 页，共 5 页 粒子在磁场中运动时 qv0Bmv02rmin 2 分 则带电粒子进入磁场做圆周运动的最小半径 rminmv0qB1051085103m0.2 m 2 分 其运动的径迹如图中曲线所示。(2)设两板间电压为 U1，带电粒子刚好从极板边缘射出电场，则有d212at212U1qdmt2 2 分 解得 U1100 V 在电压低于 100 V 时，带电粒子才能从两板间射出电场，电压高于 100 V 时，带电粒子打在极板上，不能从两板间射出。带电粒子刚好从极板边缘射出电场时，速度最大，设最大速度为 vmax，则有12mvmax212mv02q U12 2 分 解得 vmax 2105 m/s1.414105 m/s。1 分(3)由第(1)问计算可知，t0 时刻射入电场的粒子在磁场中做圆周运动的半径rmind0.2 m 径迹恰与屏幕相切，设切点为 E，E 为带电粒子打在屏幕上的最高点，则 OE rmin0.2 m 1 分 带电粒子射出电场时的速度最大时，在磁场中做圆周运动的半径最大，打在屏幕上的位置最低。设带电粒子以最大速度射出电场进入磁场中做圆周运动的半径为 rmax，打在屏幕上的位置为 F，运动径迹如图中曲线所示。qvmaxBmvmax2rmax 1 分 则带电粒子进入磁场做圆周运动的最大半径 rmaxmvmaxqB21051085103m25m1 分 由数学知识可得运动径迹的圆心必落在屏幕上，如图中 Q 点所示，并且 Q 点必与试卷第 3 页，共 5 页 M 板在同一水平线上。则 OQ d20.22m0.1 m 1 分 带电粒子打在屏幕上的最低点为 F，则 OF rmax OQ(250.1)m0.18 m 1 分 即带电粒子打在屏幕上 O上方 0.2 m 到 O下方 0.18 m 的范围内。15(16 分)(16 分)【答案】（1）12vgR（2）10mg；（3）0.5R；（4）当 0L2R，1(132)4fWmgRL；当 2RLv3即两者还未达到共速，板的左端与 D点粘连，则 22211(6.5)22DmgRLmvmv 1 分 解得 L=0.5R（4）对物块根据动能定理有 221321122mglmvmv 1 分 试卷第 5 页，共 5 页 对滑板根据动能定理有 223102mglMv 1 分 解得 18lR22lR物块相对滑板的位移 216.5lllR 即物块与滑板达到相同速度时，物块未离开滑板；讨论：当 0L2R，物块在滑板上一直匀减速运动至 D，运动的位移为 6.5R+L，克服摩擦力做功 f16.51324WmgRLmgRL 1 分 当 2RL5R，物块先匀减速运动 8R，然后匀速运动 L-2R，再匀减速运动 0.5R，克服摩擦力做功 f1780.54WmgRRmgR 1 分