2022-2023学年湖南省永州市祁阳县高三（下）期末物理试题试卷

这是一份2022-2023学年湖南省永州市祁阳县高三（下）期末物理试题试卷，共15页。
2022-2023学年湖南省永州市祁阳县高三（下）期末物理试题试卷
注意事项：
1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

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，变压器为理想变压器，电压变化规律为的交流电压接在a、b两端，L为灯泡，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2A，电流表A2的示数增大了0.8A，则下列正确的是（　　）

A．电压表V2示数不变，V3示数增大
B．变阻器滑片是沿d→c的方向滑动
C．该变压器起降压作用
D．灯泡发光每秒闪50次
2、甲、乙、丙、丁四辆小车从同一地点向同一方向运动的图象如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A．甲车做直线运动，乙车做曲线运动
B．在0～t1时间内，甲车平均速度等于乙车平均速度
C．在0～t2时间内，丙、丁两车在t2时刻相遇
D．在0～t2时间内，丙、丁两车加速度总是不相同的
3、我国“北斗三号”全球组网卫星采用星载氢原子钟。如图所示为氢原子的能级图，现让一束单色光照射到一群处于基态（量子数n=l）的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为（　　）

A．13.6 eV B．3.4 eV C．12. 09 eV D．12.75 eV
4、一同学研究箱子的运动，让一质量为的箱子在水平恒力的推动下沿光滑水平面做直线运动，箱子运动的图线如图所示，是从某时刻开始计时箱子运动的时间，为箱子在时间内的位移，由此可知（　　）

A．箱子受到的恒力大小为
B．内箱子的动量变化量为
C．时箱子的速度大小为
D．内箱子的位移为
5、伽利略通过斜面理想实验得出了（　　）
A．力是维持物体运动的原因 B．物体的加速度与外力成正比
C．物体运动不需要力来维持 D．力是克服物体惯性的原因
6、如图甲所示的电路中，R表示电阻，L表示线圈的自感系数。改变电路中元件的参数，使i－t曲线图乙中的①改变为②。则元件参数变化的情况是（　　）

A．L增大，R不变 B．L减小，R不变
C．L不变，R增大 D．L不变，R减小
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、已知基态的电离能力是54.4 eV，几种金属的逸出功如下表所示，的能级En与n的关系与氢原子的能级公式类似，下列说法不正确的是
金属
钨
钙
钠
钾
铷
W0（×10–19 J）
7.26
5.12
3.66
3.60
3.41
A．为使处于静止的基态跃迁到激发态，入射光子所需的能量最小为54.4 eV
B．为使处于静止的基态跃迁到激发态，入射光子所需的能量最小为40.8 eV
C．处于n=2激发态的向基态跃迁辐射的光子能使上述五种金属都产生光电效应现象
D．发生光电效应的金属中光电子的最大初动能最大的是金属铷
8、在x轴上有一叠加而成的电场，其电场方向沿x轴，电势φ随x按如图所示正弦规律变化，则下列说法中正确的是（ ）

A．x1~x2之间的场强方向与x2~x3之间的场强方向相反
B．当带电粒子沿x轴方向仅在电场力作用下运动到x1、x3处时，其加速度最小
C．负电荷沿x轴运动时，其在x2处的电势能小于其在x3处的电势能
D．若将一带正电的粒子从x2处由静止释放，则粒子仅在电场力作用下将沿x轴负方向运动
9、大量天文观测表明宇宙中的恒星（其实是银河系中的恒星）超过70%是以双星形式存在的。如图所示为某星系中由两颗恒星A。B组成的双星系统，两恒星环绕连线上的O点（未画出）做匀速圆周运动，观测到它们球心间的距离为L，转动的周期为T，已知引力常量为G，根据观测结果可以确定的物理量是（　　）

A．两恒星的线速度之和
B．两恒星的线速度之比
C．两恒星的质量之比
D．两恒星的质量之和
10、如图所示，在一个倾角为的长斜面底端点正上方的点处将一小球以速度水平抛出，恰好垂直击中斜面上的点，。下列说法正确的是（　　）

A．小球的初速度
B．点离点的距离
C．保持不变，将小球以的速度水平抛出，则击中斜面的位置到点的距离小于
D．若抛出点高度变为，欲使小球仍能垂直击中斜面，小球的初速度应调整为
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）某实验小组采用图甲所示的装置“探究动能定理”即探究小车所受合外力做功与小车动能的变化之间的关系。该小组将细绳一端固定在小车上，另一端绕过定滑轮与力传感器、重物相连。实验中，小车在细绳拉力的作用下从静止开始加速运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况，力传感器记录细绳对小车的拉力大小：

（1）实验中为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力，要完成的一个重要步骤是_____；
（2）若实验中小车的质量没有远大于重物的质量，对本实验______影响（填“有”或“没有”）；
（3）实验时，下列物理量中必须测量的是______。
A．长木板的长度L B．重物的质量m C．小车的总质量M
12．（12分）用油膜法估测分子大小的实验步骤如下：
①向体积为V1的纯油酸中加入酒精，直到油酸酒精溶液总量为V2；
②用注射器吸取上述溶液，一滴一滴地滴入小量筒，当滴入n滴时体积为V0；
③先往边长为30~40cm的浅盘里倒入2cm深的水；
④用注射器往水面上滴一滴上述溶液，等油酸薄膜形状稳定后，将事先准备好的玻璃板放在浅盘上，并在玻璃板上描出油酸薄膜的形状；
⑤将画有油酸薄膜轮廓形状的玻璃板，放在画有许多边长为a的小正方形的坐标纸上；
⑥计算出轮廓范围内正方形的总数为N，其中不足半个格的两个格算一格，多于半个格的算一格。
上述实验步骤中有遗漏和错误，遗漏的步骤是______________________；错误的步骤是______________________________（指明步骤，并改正），油酸分子直径的表达式______。
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）如图所示，竖直放置的气缸内壁光滑，横截面积，活塞的质量为，厚度不计，在A、B两处设有限制装置，使活塞只能在A、B之间运动，B到气缸底部的距离为，A、B之间的距离为，外界大气压强，开始时活塞停在B处，缸内理想气体的压强为，温度为27℃。现缓慢加热缸内气体，直至活塞刚好到A处，取。求：
①活塞刚离开B处时气体的温度；
②活塞刚到A处时气体的温度。

14．（16分）如图所示，将一个折射率为的透明长方体放在空气中，矩形ABCD是它的一个截面，一单色细光束入射到P点，AP之间的距离为d，入射角为θ，，AP间的距离为d=30cm，光速为c=3.0×108m/s，求：
(ⅰ)若要使光束进入长方体后正好能射至D点上，光线在PD之间传播的时间；
(ⅱ)若要使光束在AD面上发生全反射，角θ的范围。

15．（12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=0.1 T、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= 108 C / kg 带正电的离子，从磁场中的A点（m，0）沿与x轴正方向成 q =60°角射入磁场，速度大小 v0≤1.0 ×10 6m / 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 =´ 10 6 m /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。




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、C
【解析】
AB．观察到电流表A1的示数增大了0.2A，电流表A2的示数增大了0.8A，即副线圈电流增大，由于a、b接在电压有效值不变的交流电流两端，匝数比不变，所以副线圈电压不变，即V1，V2示数不变，V3示数减小根据欧姆定律得负载电阻减小，所以变阻器滑片是沿c→d的方向滑动，故AB错误，
C．观察到电流表A1的示数增大了0.2A，电流表A2的示数增大了0.8A，即原线圈电流增大量小于副线圈电流增大量，根据电流与匝数成反比，所以该变压器起降压作用，故C正确；
D．由可知，交流电的频率为

由于交变电流一个周期内电流方向发生100次变化，所以灯泡发光每秒闪100次，故D错误。
故选C。
2、B
【解析】
A．位移时间图线表示位移随时间的变化规律，不是物体运动的轨迹，甲乙都做直线运动，故A错误；
B．由位移时间图线知，在0～t1时间内，甲乙两车通过的位移相等，时间相等，甲车平均速度等于乙车平均速度，故B正确；
C．由图像与坐标轴所围面积表示位移，则由图可知，丙、丁两车在t2时刻不相遇，故C错误；
D．由图像斜率表示加速度，由图像可知，在0～t2时间内有个时刻两车的加速度相等，故D错误。
故选B。
3、D
【解析】
由题意应该有

得

即能发出6种频率光的一定是n=4能级，则照射氢原子的单色光的光子能量为

故ABC错误，D正确。
故选D。
4、D
【解析】
A．将匀变速直线运动位移公式

两边同除以可得

对比图线可知，箱子的初速度

图线斜率为

箱子运动的加速度

由牛顿第二定律，恒力

故A错误；
B．箱子的初动量为

时箱子的速度大小

内箱子的动量变化量

故B错误；
C．时箱子的速度大小为

故C错误；
D．内箱子的位移为

故D正确。
故选D。
5、C
【解析】
AC.理想斜面实验只能说明力不是维持物体运动的原因，即物体的运动不需要力来维持，故A错误，C正确；
B.牛顿第二定律说明力是使物体产生加速度的原因，物体的加速度与外力成正比，故B错误；
D.惯性是物体固有的属性，质量是物体惯性大小的量度，惯性与物体的运动状态和受力无关，故D错误。
故选C。
6、A
【解析】
电源电阻不计，由图可知，放电达到的最大电流相等，而达到最大电流的时间不同，说明回路中的电阻值不变，即电阻R不变；电流的变化变慢，所以线圈的阻碍作用增大，即自感系数L增大， A正确，BCD错误。
故选A。

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、AD
【解析】
根据玻尔理论，从基态跃迁到n=2所需光子能量最小，，A错误B正确．从n=2激发态的向基态跃迁辐射的光子能量为40.8 eV，金属钨的逸出功为，故能使所列金属发生光电效应，由表中的数据可知金属铷的逸出功最小，C正确；根据爱因斯坦的光电效应方程可知道从铷打出的光电子的最大初动能最大，D正确．
8、BC
【解析】
A．图线的斜率表示场强，由于之间图线的斜率均小于零，故场强的方向不变，故A错误；
B．图线的斜率表示场强，由图可知x1、x3处的切线斜率为零，x1、x3处场强大小为零，故粒子运动到此处时的加速度大小为零，故B正确；
C．由题意可知，在之间的场强的方向沿x轴正方向，负电荷从x2处运动到x3处的过程中，电场力做负功，电势能增加，故负电荷在x2处的电势能小于其在x3处的电势能，故C正确；
D．由场强方向可知，将一正电的粒子从x2处由静止释放，则粒子仅在电场力作用下降沿x轴正方向运动，故D错误。
故选BC。
9、AD
【解析】
AB．设两恒星的轨道半径分别为、，双星系统有相同的周期，则有



联立可得


故无法确定两恒星的线速度之比，而两恒星的线速度之和可以确定，选项A正确，选项B错误；
CD．又




联立解得

故可以确定两恒星的 质量之和，但无法确定两恒星的质量之比，选项D正确，C错误。
故选AD。
10、CD
【解析】
AB．如图甲所示

小球垂直击中斜面时，速度的偏向角为，根据平抛运动规律的推论可知，速度偏向角的正切值

可得



小球在空中运动的时间

初速度

故AB错误；
C．保持抛出点高度不变，初速度大小变为原来的两倍，如图乙所示

若无斜面，则小球应击中点，实际击中点为轨迹与斜面的交点，显然离底端的距离小于，故C正确；
D．若抛出点高度变为，根据小球垂直击中斜面的规律知

则小球下落的高度和水平位移均变为原来的两倍，根据


联立解得

故小球的初速度应调整为原来的倍，故D正确。
故选CD。

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、平衡摩擦力 没有 C
【解析】
（1）[1]实验前调节长木板的倾角以平衡摩擦力，以保证细绳的拉力等于小车受的合力；
（2）[2]由于有力传感器测量绳的拉力，则没必要使小车质量远大于重物和力传感器的总质量，即对本实验没有影响；
（3）[3]实验中需要测量小车的动能，故需要知道小车的总质量M，故AB错误，C正确。
12、将痱子粉均匀撒在水面上 应该是不足半格的舍去，多于半格的算一格
【解析】
[1]由实验步骤可知，缺少的实验步骤是，在步骤③后加上：将痱子粉均匀撒在水面上。
[2]错误的是步骤⑥，应该改为：计算出轮廓范围内正方形的总数为N，其中不足半个格舍去，多于半个格的算一格。
[3]一滴油酸酒精溶液含有纯油酸的体积

油膜的面积

油酸分子的直径


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、①350K ②490K
【解析】
①开始时缸内理想气体的压强为，温度为T1=27℃=300K
活塞刚离开B处，气体的压强

由查理定律

解得
T2=350K
②活塞刚到B处时气体的体积
V1=hS；
活塞刚到A处时气体的体积
V2=(h+l)S；
从B到A气体做等压变化，则根据盖吕萨克定律

解得
T3=490K
14、 (i)；(ii) 30°≤θ≤60°
【解析】
(i)由几何关系


(ii)要使光束进入长方体后能射至AD面上，设最小折射角为α，如图甲所示，根据几何关系有


根据折射定律有

解得角θ的最小值为θ=30°
如图乙，要使光束在AD面上发生全反射，则要使射至AD面上的入射角β满足关系式:
sinβ≥sinC


解得
θ≤60°
因此角θ的范围为30°≤θ≤60°.
15、 (1) 0.1m；(2) m2；(3)；50%。
【解析】
(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30°角射入的离子打在y轴上的B点，AB为直径，所以B点位y轴上有离子经过的最高点，根据几何知识可得
OB=m；
临界2：根据图2可得，沿着x轴负方向射入磁场中的离子与y轴相切与C点，所以C点为y轴有离子打到的最低点，根据几何知识有
OC=m
所以y轴上B点至C点之间的区域有离子穿过，且长度为

根据图3可得，

沿着x轴正方向逆时针转到x轴负方向的离子均可打在y轴上，故打在y轴上的离子占所有离子数的50%。