一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第8～10題有多項(xiàng)符合題目要求，每小題6分，全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。
1. 為了抗擊病毒疫情，保障百姓基本生活，許多快遞公司推出了“無接觸配送”。某次配送快遞無人機(jī)在飛行過程中，水平方向速度及豎直方向與飛行時間t的關(guān)系圖像如圖甲、圖乙所示。關(guān)于無人機(jī)運(yùn)動，下列說法正確的是
A. 時間內(nèi)，無人機(jī)做曲線運(yùn)動
B. 時刻，無人機(jī)運(yùn)動到最高點(diǎn)
C. 時間內(nèi)，無人機(jī)的速率在減小
D. 時間內(nèi)，無人機(jī)做勻變速直線運(yùn)動
2. 如圖，有關(guān)量子力學(xué)的下列說法中，錯誤的是
A. 普朗克為解釋圖甲的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出了能量子的概念
B. 如圖乙，在某種單色光照射下，電流表發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，則僅將圖乙中電源的正負(fù)極反接，電流表一定不會偏轉(zhuǎn)
C. 密立根依據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，測量并計(jì)算出的普朗克常量，與普朗克根據(jù)黑體輻射得出的值在誤差允許的范圍內(nèi)是一致的
D. 圖丙為氫原子的能級示意圖，一群處于n=3的激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷過程所發(fā)出的光中，從n
=3躍遷到n=2所發(fā)出的光波長最長
3. 飛船“天問一號”從地球上發(fā)射到與火星會合過程中，運(yùn)動軌跡如圖中虛線橢圓所示。飛向火星過程中，認(rèn)為太陽對“天問一號”的萬有引力遠(yuǎn)大于地球和火星對它的引力。下列說法正確的是
A. 與火星會合前，“天問一號”的加速度小于火星公轉(zhuǎn)的向心加速度
B. “天問一號”橢圓運(yùn)動的周期小于火星公轉(zhuǎn)的周期
C. “天問一號”在地球上的發(fā)射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間
D. “天問一號”從地球飛向火星的過程中克服太陽引力做功的功率越來越小
4. 如圖所示光屏豎直放置，一個半徑為r的半圓形透明介質(zhì)水平放置。一束光線由a、b兩種頻率的單色光組成。該光束與豎直方向成30°沿半徑方向從圓周上的某點(diǎn)入射，此時光屏截取到三個光斑，分別位于P、Q、R位置，其中P為a光的光斑。若已知a光的折射率為，真空中光速為c，下列說法正確的是
A. 在該透明介質(zhì)中，a光的光速小于b光的光速
B. a光進(jìn)入介質(zhì)后經(jīng)時間到達(dá)光屏P點(diǎn)
C. 若要使Q處光斑消失，則入射光線繞O點(diǎn)逆時針轉(zhuǎn)的角度小于15°
D. 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，要使相鄰亮條紋的間距較大，應(yīng)該使用b光
5. 一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷如圖所示的一系列狀態(tài)變化過程，縱坐標(biāo)V表示氣體的體積，橫坐標(biāo)T表示氣體的熱力學(xué)溫度，a、b狀態(tài)的連線與橫軸垂直，b、c狀態(tài)的連線與縱軸垂直，c、a狀態(tài)連線的延長線經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)。下列說法正確的是
A. b、c兩狀態(tài)單位體積內(nèi)分子數(shù)不相同
B. a狀態(tài)的壓強(qiáng)大于c狀態(tài)的壓強(qiáng)
C. c→a過程氣體吸收的熱量小于b→c過程放出的熱量
D. a→b過程外界對氣體做功大于c→a過程中氣體對外界做功
6. 在t=0時刻，位于原點(diǎn)處的波源O以某一頻率開始簡諧振動，產(chǎn)生的機(jī)械波在均勻介質(zhì)中沿x軸正方向傳播。一段時間后，波源O的振動頻率發(fā)生變化。t=3s時波形圖如圖所示，此時x=6m處的質(zhì)點(diǎn)恰好開始
振動。已知質(zhì)點(diǎn)Q位于x=9m。下列說法正確的是
A. 波源O的起振方向?yàn)閥軸正方向
B. 波源O開始振動1s后，振動頻率變?yōu)樵瓉韮杀?br>C. t=3s時起，再經(jīng)過4s，質(zhì)點(diǎn)Q通過的路程為20cm
D. t=6s時，質(zhì)點(diǎn)Q的位移為cm
7. 如圖所示，一根內(nèi)壁粗糙且足夠長的絕緣圓管水平固定，圓管所在的空間有與圓管中軸線垂直的水平勻強(qiáng)電場。圓管內(nèi)，質(zhì)量為m的帶正電荷的小球，在水平向右拉力的作用下沿管軸向右勻速運(yùn)動，此時小球所受電場力的大小為mg。如果撤去電場，為使小球仍沿管軸勻速向右運(yùn)動，則拉力的大小應(yīng)等于
A. B. C. D. 8. 如圖甲所示，MN為無限大的不帶電的金屬平板，且與大地相連?，F(xiàn)將一個電荷量為+Q的點(diǎn)電荷置于板的右側(cè)，電場線分布如圖乙所示。a、b、c、d四個點(diǎn)是點(diǎn)電荷為圓心的圓上的四個點(diǎn)，四點(diǎn)的連線剛好組成一個正方形，其中ab、cd與金屬平板垂直，下列說法正確的是
A. b、c兩點(diǎn)電勢不同
B. a、d兩點(diǎn)電場強(qiáng)度相同
C. 將一個與金屬板絕緣的正試探電荷從平板表面上的e點(diǎn)沿著板移到f點(diǎn)的過程中，電勢能一直保持不變
D. 將一個與金屬板絕緣的負(fù)試探電荷q從a點(diǎn)沿著ad方向移動到d點(diǎn)的過程中，電勢能先減小后增大
9. 如圖所示，水平導(dǎo)體棒ab的質(zhì)量，長L=1m、電阻，其兩個端點(diǎn)分別搭接在豎直平行正對放置的兩光滑金屬圓環(huán)上，兩圓環(huán)半徑均為r=1m、電阻不計(jì)。阻值的電阻用導(dǎo)線與圓環(huán)相連接，理想交流電壓表V接在電阻R兩端。整個空間有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1T、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場。導(dǎo)體棒ab在外力F作用下以速率兩圓環(huán)的中心軸勻速轉(zhuǎn)動。t=0時，導(dǎo)體棒ab在圓環(huán)最低點(diǎn)。重力加速度為。下列說法正確的是
A. 導(dǎo)體棒中的電流
B. 電壓表的示數(shù)為
C. 從t=0到0. 5πs的過程中通過R的電量為2C
D. 從t=0到0. 5πs的過程中外力F做功為J
10. 如圖所示，豎直輕彈簧下端固定在水平地面上，將輕彈簧正上方質(zhì)量的小球由靜止釋放，小球下落過程中受到恒定的空氣阻力作用。以小球開始下落的位置為原點(diǎn)，豎直向下為y軸正方向，取地面處為重力勢能零點(diǎn)，在小球第一次下落到最低點(diǎn)的
過程中，彈簧的彈性勢能、小球的重力勢能、小球的動能、小球的機(jī)械能E隨小球位移變化的關(guān)系圖像分別如圖甲乙、丙、丁所示，彈簧始終在彈性限度范圍內(nèi)，取重力加速度，下列說法正確的是
A. 圖乙中B. 圖丙中
C. 圖丙中處的彈簧彈力為8N D. 圖丁中，
二、非選擇題：本題共5小題，共54分。
11. （6分）某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
（1）將滑塊b放置在氣墊導(dǎo)軌上，打開氣泵，待氣流穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌，直至觀察到滑塊b能靜止，說明氣墊導(dǎo)軌已調(diào)至_________；
（2）用天平測得滑塊a、b質(zhì)量分別為、；
（3）在滑塊上安裝配套的粘扣（質(zhì)量可不計(jì)），并按圖示方式放置兩滑塊。使滑塊a獲得向右的速度，滑塊a通過光電門1后與靜止的滑塊b碰撞并粘在一起，然后一起通過光電門2，遮光條通過光電門1、2的時間分別為、，若上述物理量間滿足關(guān)系式_________，則證明碰撞過程中兩滑塊的總動量守恒。
（4）本實(shí)驗(yàn)_________（“需要”或“不需要”）測量遮光條的寬度。
12. （8分）某同學(xué)要測量一捆銅線的長度。他設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路來測量這捆銅線的電阻，圖中a、b之間連接這捆銅線；和可視為理想電壓表，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
（1）先用螺旋測微器測量該銅線的直徑d如圖乙所示，則讀數(shù)d=_________mm；
（2）將電阻箱R調(diào)節(jié)到適當(dāng)?shù)淖柚担]合開關(guān)S，記下此時電阻箱的阻值R、電壓表的示數(shù)、電壓表的示數(shù)，則這捆電線的阻值表達(dá)式為_________（用R、、表示）；
（3）改變電阻箱的阻值R，記下多組R、、的示數(shù)，計(jì)算出每一組的值，作出圖像如圖乙所示，利用圖像可求得這捆銅線的電阻_________Ω（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（4）已知這捆銅線材料的電阻率為ρ，則這捆銅線的長度L的表達(dá)式為_________（用ρ、d、表示）；
13. （10分）某高速上一長直路段設(shè)置有區(qū)間測速，區(qū)間測速的長度為20km，一輛汽車通過測速起點(diǎn)時的速度為72km/h，勻加速行駛40s后速度達(dá)到108km/h，接著勻速行駛500s，然后勻減速行駛并通過測速終點(diǎn)。為使汽車在該區(qū)間的平均速度不超過100kw/h，求：
（1）汽車在該區(qū)間運(yùn)動的最短時間；
（2）該車通過區(qū)間測速終點(diǎn)時速度的最大值.
14. （12分）如圖所示，AB和CDE都是處于同一豎直平面內(nèi)的光滑圓弧形軌道，EA位于同一水平面上。AB是半徑為R=1. 2m的圓周軌道，CDE是半徑為的半圓軌道，最高點(diǎn)E處固定一個豎直彈性擋板（可以把小球反向彈回且不損失能量，圖中沒有畫出），D為CDE軌道的中點(diǎn)。BC段是水平粗糙軌道，與圓弧形軌道平滑連接。已知B段水平軌道長L=2. 5m，與小球之間的動摩擦因數(shù)。現(xiàn)讓一個質(zhì)量為的小球P從A點(diǎn)的正上方距水平線EA高H處自由落下（取，不計(jì)空氣阻力）。
（1）當(dāng)作1. 8m時，求此時小球第一次到達(dá)D點(diǎn)對軌道的壓力大?。?br>（2）為使小球與彈性擋板碰撞兩次，且小球不會脫離CDO軌道，求H的取值范圍。
15. （18分）如圖所示，在xOy平面內(nèi)的第一象限內(nèi)，直線與直線之間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，x軸下方有一直線CD與x軸平行且與x軸相距為a，x軸與直線CD之間存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，在第三象限，直線CD與直線EF之間存在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場。紙面內(nèi)有一束寬度為a的平行電子束，各電子的速度隨位置大小各不一樣，沿y軸負(fù)方向射入第一象限的勻強(qiáng)磁場，電子束的左邊界與y軸的距離也為a，經(jīng)第一象限磁場偏轉(zhuǎn)后發(fā)現(xiàn)所有電子都可以通過原點(diǎn)并進(jìn)入x軸下方的電場，最后所有電子都垂直于EF邊界離開磁場，其中電子質(zhì)量為m，電量大小為e，電場強(qiáng)度大小為，電子重力忽略不計(jì)。求：
（1）電子進(jìn)入磁場前的最小速度；
（2）電子經(jīng)過直線CD時的最大速度及該電子在第三象限磁場中做圓周運(yùn)動的圓心坐標(biāo)；
（3）單個電子在第三象限磁場中運(yùn)動的最長時間。
2022--2023學(xué)年度上學(xué)期期末考試高三年級物理答案
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. 1302. 6013【答案】（1）0. 2h或720s；（2）m/s或52km/h
（1）根據(jù)平均速度定義
…………（1 分）
將 x=20km，v=100km/h 代入上式，解得汽車在該區(qū)間運(yùn)動的最短總時間
t=0. 2h=720s …………（2 分）
（2）設(shè)勻加速行駛的時間為，勻速行駛的時間為，汽車在區(qū)間測速起點(diǎn)的速度為，勻速行駛的速度為，區(qū)間測速終點(diǎn)的最高速度為，總位移為 x。
勻加速行駛的位移
…………（1 分）
勻速行駛的位移
…………（1 分）
勻減速行駛的時間 …………（1 分）
勻減速行駛的位移
…………（1 分）
總位移…………（1 分）
聯(lián)立解得 …………（2 分）
14. 【答案】（1）55N；（2）
【解析】（1）對小球從 P 到 D 由動能定理
…………（1 分）
在 D 點(diǎn) …………（1 分）
解得 …………（1 分）
由牛頓第三定律知，小球第一次到達(dá) D 點(diǎn)對軌道的壓力大小為 55N?！? 分）
（2）小球能二次到達(dá) O 點(diǎn)，到達(dá) O 點(diǎn)的最小速度有
…………（1 分）
整理得 …………（1 分）
從釋放小球到達(dá) O 點(diǎn)，由動能定理 …………（2 分）
解得
第二次到碰后返回不脫離軌道，最多可運(yùn)動到 D 點(diǎn)
…………（2 分）
解得
所以 H 的取值范圍
…………（2 分）
15 解：（1）根據(jù)題意，經(jīng)第一象限磁場偏轉(zhuǎn)后發(fā)現(xiàn)所有電子都可以通過原點(diǎn)并進(jìn)入 x 軸下方的電場，經(jīng)分析可得，所有電子在第一象限都經(jīng)歷一個四分之一圓周運(yùn)動后通過原點(diǎn)并沿﹣x 軸方向進(jìn)入 x 軸下方的電場，故最小速度對應(yīng)最小半徑 a，運(yùn)動軌跡如圖，
由…………（2 分）
可得： …………（1 分）
（2）由（1）可知，過原點(diǎn)并進(jìn)入 x 軸下方的電子的最大速度為，……（1 分）
所有電子在電場中偏轉(zhuǎn)時，﹣x 方向分速度不變，﹣y 方向的分速度增量一樣大
有： …………（1 分）
得： ……（1 分）
所以電子經(jīng)過直線 CD 時的最大速度為：
解得： …………（1 分）
此后在磁場中的運(yùn)動半徑為：解得： …………（1 分）
易得速度最大的粒子經(jīng)過直線 CD 時水平位移的 s=4a …………（1 分）
圓心橫坐標(biāo)坐標(biāo)：縱坐標(biāo)
由類平拋可知 …………（2 分）
解磁場中運(yùn)動的圓心坐標(biāo)為：（﹣3a，﹣3a）…………（2 分）
（3）由題意，所有電子都垂直于 EF 邊界離開磁場，則所有電子運(yùn)動軌跡的圓心都在 EF 直線上，由（1）和（2）的結(jié)論，經(jīng)過直線 CD 時，不妨設(shè)任何一電子的﹣x 方向的分速度為：
則電子經(jīng)過直線 CD 的合速度為：
電子經(jīng)過直線 CD 的坐標(biāo)為：（﹣2ka，﹣a）…………（1 分）
速度方向與水平方向的夾角的正切值為：，
根據(jù)幾何關(guān)系，易得圓心位置為：（﹣2ka+a，﹣a﹣ka）…………（1 分）
可得 EF 直線為： …………（1 分）
經(jīng)分析可得：經(jīng)過 CD 直線時，速度最大的電子的速度方向與水平方向夾角最小，其在磁場中運(yùn)動的圓心角最大，時間最長，易得此電子在磁場中運(yùn)動的時間恰好為四分之一周期
又： …………（1 分）
所以單個電子在第三象限磁場中運(yùn)動的最長時間為：；…………（1 分）
說明：第（3）問求解直線 EF 方程的某些過程與第（2）問類似，故此步驟總共 3 分；第（3）問用其他方法確定直線 EF 方程或直線 EF 斜率，正確的也給分；
答：（1）電子進(jìn)入磁場前的最小速度為；
（2）電子經(jīng)過直線 CD 時的最大速度為，該電子在第三象限磁場中做圓周運(yùn)動的圓心坐標(biāo)為（﹣3a，﹣3a）；
（3）單個電子在第三象限磁場中運(yùn)動的最長時間為。

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