高三上学期期末自测 物理试题 参考答案
1．D 解析 根据 s－t 图像的斜率表示速度可知，0～t1 时间内 v增大，t2～t3 时间内 v减小，t1～t2 时间
内 v不变，故 B、C 错误；0～t1 时间内速度越来越大，加速度向下，处于失重状态，则 FN误；t2～t3 时间内，速度逐渐减小，加速度向上，处于超重状态，则 FN>mg，故 D 正确．
2． D 解析 由德布罗意波长 = 可知，质子的波长与动量成反比，而动量与动能关系为 = √2
，所
以 A 项错误；天然放射的三种射线，穿透能力最强的是 γ 射线，B 项错误；光电效应实验中的截止频率是
指使金属恰好发生光电效应时入射光的频率，即 = ，只与金属的逸出功 W 有关，C 项错误；衍射是
波的特性，所以电子束穿过铝箔的衍射图样说明电子具有波动性，D 项正确。
10 10
3．A 解析 无玻璃片时，光传播 10λ所用时间为 t1＝ ① 有玻璃片时，光传播 10λ所用时间为 t2＝ ②
5
且 v＝ ＝ ③ 联立①②③式得 Δt＝t2－t1＝ ，选项 A 正确．
1.5
5
4．D 解析 由题意知，t＝0 时，x＝ λ处的质点位于波峰(y＝A)，则 x＝0 处质点恰
4
3
好位于 y＝0 的平衡位置，其波形如图中实线所示．经 t＝ T时，x＝0 处质点恰振动到
4
3
最低点，t＝ T时的波形如图中虚线所示，选项 D 正确．
4
24
5．A 解析 由图乙得 U1＝220 V，由
1＝ 1得 U2＝30 V，灯泡正常工作，UL＝24 V，I＝
L＝ A＝1.6 A
2 2 L 15
R1 两端电压 UR1＝U2－UL＝30 V－24 V＝6 V 通过 R1的电流 I ＝ 11 ＝0.6 A
1
1 6通过 R的电流 IR＝I－I1＝1 A 由欧姆定律得 R＋R2＝ ＝ Ω＝6 Ω 可解得 R＝1 Ω，选项 A 正确．
1
6．C 解析 由于 a→b的过程为等温过程，即状态 a和状态 b温度相同，分子平均动能相同，对于理想
气体状态 a的内能等于状态 b的内能，故 A 错；B．由于状态 b和状态 c体积相同，且 pb pc ，根据理
想气体状态方程可知 Tb对外界做正功；而气体温度升高，内能增加，根据ΔU=W+Q可知气体吸收热量；故 C 对 D 错。
火
7．B 解析 着陆器向下做匀减速直线运动时的加速度大小 a＝ 0.在天体表面附近，有 mg＝G 2 ，则 0
火 地
＝ ·( )2，整理得 g 火＝0.4g，由牛顿第二定律知，着陆器减速运动时有 F－mg 火＝ma，则制动力 F＝
地 火
m(0.4g＋ 0)，选项 B 正确．
0
8．B 解析 如图所示，以物块 N为研究对象，它在水平向左拉力 F作用下，缓慢
向左移动直至细绳与竖直方向夹角为 45°的过程中，水平拉力 F逐渐增大，绳子拉力 T
逐渐增大； 对 M受力分析可知，若起初 M受到的摩擦力 f沿斜面向下，则随着绳子拉
力 T的增加，则摩擦力 f也逐渐增大；若起初 M受到的摩擦力 f沿斜面向上，则随着绳
子拉力 T的增加，摩擦力 f可能先减小后增加。故本题选 BD。
高三上学期期末自测 物理试题 参考答案（第1页 共 4 页）
1
9．AC 解析 根据 sin C＝ ，得光线在 AC面上发生全反射的临界角 C＝45°，如图所
1
示．从 AC面上射出的光线为射到 FC区域的光线，由几何关系得 FC＝ AC，即有光线
2
射出的区域占该侧面总面积的一半，故 A 正确，B 错误；当单色光的频率变小时，折射
1
率 n变小，根据 sin C＝ ，知临界角 C变大，图中的 F点向 A点移动，故有光射出的区
域的面积变大，故 C 正确，D 错误．
10．AB 解析 两个正电荷在 N 点产生的场强方向由 N 指向 O，N 点处于两负电荷连线的中垂线上，则
两负电荷在 N 点产生的场强方向由 N 指向 O，则 N 点的合场强方向由 N 指向 O，同理可知，两个负电荷
在 L处产生的场强方向由 O指向 L，L点处于两正电荷连线的中垂线上，两正电荷在 L处产生的场强方向
由 O指向 L，则 L处的合场方向由 O指向 L，由于正方形两对角线垂直平分，则 L和 N两点处的电场方向
相互垂直，故 A 正确；B．正方形底边的一对等量异号电荷在 M点产生的场强方向向左，而正方形上方的
一对等量异号电荷在M点产生的场强方向向右，由于 M点离上方一对等量异号电荷距离较远，则 M点的
场方向向左，故 B 正确；C．由图可知，M和 O 点位于两等量异号电荷的等势线上，即 M和 O 点电势相
等，所以将一带正电的点电荷从 M点移动到 O点，电场力做功为零，故 C 错误；D．由图可知，L点的电
势低于 N点电势，则将一带正电的点电荷从 L点移动到 N点，电场力做功不为零，故 D 错误。
11．ACD 解析 由题意知，B在开始位置到最低点之间做简谐运动，则最低点时弹簧弹力 FT＝2mg；对
物块 A，设左侧绳子与桌面间夹角为 θ，依题意有：2mgsin θ＝Mg，则 M<2m，故 A 正确，B 错误．B从释
放到最低点过程中，开始时弹簧弹力小于重力，B 加速，合力做正功；后来弹簧弹力大于重力，B 减速，
合力做负功，故 C 正确．对 B，从释放到速度最大过程中，系统的机械能守恒，B机械能的减少量等于弹
簧弹性势能的增加量，即等于 B克服弹簧弹力所做的功，故 D 正确．
12．BC 解析 设虚线方格的边长为 x，根据题意知 abcde每经过 1 s 运动的距离为 x.在 0～1 s 内，感应
2
电动势 E1＝2Bxv，感应电流 I1＝ 恒定；在 1～2 s 内，切割磁感线的有效长度均匀增加，故感应电动势
3
及感应电流随时间均匀增加，2 s 时感应电动势 E2＝3Bxv，感应电流 I2＝ ；在 2～4 s 内，切割磁感线的
有效长度均匀减小，感应电动势和感应电流均匀减小，4 s 时感应电动势 E3＝Bxv，感应电流 I3＝ ，故 A
2
错误，B 正确．由题意可知，在 0～4 s 内，ab边进入磁场的长度 l＝vt，根据 F＝BIl，在 0～1 s 内，I＝
2 2 2
恒定，则 Fab＝BI1·vt＝ t∝t；在 1～2 s 内，电流 I随时间均匀增加，切割磁感线的有效长度 l′＝2x＋
6 2 2
v(t－2)＝vt，据 F＝IlB可知 Fab与 t为二次函数关系，图线是抛物线的一部分，且 t＝2 s 时，Fab＝ ；
在 2～4 s 内，I 随时间均匀减小，切割磁场的有效长度 l″＝3x－v(t－2)＝5x－vt 随时间均匀减小，故 Fab
4 2 2
与 t为二次函数关系，有极大值，当 t＝4 s 时，Fab＝ ，故 C 正确，D 错误．
13．(1)0.32 或 0.33 3.1 (2)9.4
1 2
解析 (1)根据匀变速直线运动的位移公式得 L＝v0t＋ at2，所以 ＝2v0＋at，
2
2 －
即 －t图像的纵截距为 2v0，斜率为加速度 a，由图像知 2v0＝65×10 2 m/s，所以初速度 v0≈0.33 m/s
高三上学期期末自测 物理试题 参考答案（第2页 共 4 页）
(185 70)×10 2
加速度 a＝ m/s2≈3.1 m/s2
(39.5 2)×10 2
(2)当 θ＝53°时，a ＝5.6 m/s2 0 当 θ＝37°时，a＝3.1 m/s2 根据牛顿第二定律得 a0＝gsin 53°－μgcos 53°
a＝gsin 37°－μgcos 37° 联立两式并代入数据解得 g≈9.4 m/s2.
14． (1)B (2)①见解析图(a) ②R1 ③见解析图(c)
解析 (1)电压表示数的变化范围小，原因是外电阻的阻值远大于电源内阻，选项 B 正确．
(2)①根据数据描点并连成一条直线，如图(a)所示．
②由图像可知 E＝1.55 V，U＝0 时 I＝0.59 A，故 r′＝ ≈2.63 Ω，由于 2 Ω
又 r′＝r＋R(r为电源内阻，R为定值电阻)，故定值电阻只能是 R1.
③先画出原理图，如图(b)，然后依据原理图将各仪器依次连接起来，如图(c)．
1
15． 解析 设火罐内气体初始状态参量分别为 p1、T1、V1，温度降低后状态参量分别为 p2、T2、V2，
3
20
罐的容积为 V0，由题意知 p1＝p0、T1＝450 K、V
0
1＝V0、T2＝300 K、V2＝ ①
21
2 20
由理想气体状态方程得 1 1
2 2 0＝ 则有 0 0＝ 21 ② 代入数据得 p2＝0.7p0③
1 2 1 2
对于抽气拔罐，设初态气体状态参量分别为 p3、V3，末态气体状态参量分别为 p4、V4，罐的容积为 V0′，
由题意知 p3＝p0、V3＝V0′、p4＝p2④ 由玻意耳定律得 p3V3＝p4V4 则有 p0V0′＝p2V4⑤
10 20
联立②⑤式，代入数据得 V4＝ V0′⑥ 设抽出的气体的体积为 ΔV，由题意知 ΔV＝V4－ V0′⑦
7 21
1
故应抽出气体的质量与抽气前罐内气体质量的比值为 ＝ ⑧联立②⑤⑦⑧式，代入数据得 ＝ ⑨
4 3
16．(1)4.8 m (2)12 m 解析 (1)在 M点，设运动员在 ABCD面内垂直 AD方向的分速度为 v1，由运动的
合成与分解规律得 v1＝vMsin 72.8°①
设运动员在 ABCD面内垂直 AD方向的分加速度为 a1，由牛顿第二定律得 mgcos 17.2°＝ma1②
2
由运动学公式得 d＝ 1 ③ 联立①②③式，代入数据得 d＝4.8 m④
2 1
(2)在 M点，设运动员在 ABCD面内平行 AD方向的分速度为 v2，
由运动的合成与分解规律得 v2＝vMcos 72.8°⑤
设运动员在 ABCD面内平行 AD方向的分加速度为 a2，由牛顿第二定律得 mgsin 17.2°＝ma2⑥
2 1
设腾空时间为 t，由运动学公式得 t＝ 1⑦ L＝v2t＋ a2t2⑧ 联立①②⑤⑥⑦⑧式，代入数据得 L＝12 m⑨
1 2
17．解析(1)设粒子经加速电场到 b孔的速度大小为 v，粒子在区域Ⅰ中，做匀速圆周运动对应圆心角为 α，
1
在 M、N两金属板间，由动能定理得 qU＝ mv2① 在区域Ⅰ中，粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向
2
高三上学期期末自测 物理试题 参考答案（第3页 共 4 页）
2 √2
心力，由牛顿第二定律得 qvB＝m ② 联立①②式得 R＝ ③ 由几何关系得 d2＋(R－L)2＝R2④
√ 2 2 √2 2
cos α＝ ⑤ sin α＝ ⑥ 联立①②④式得 L＝ －√ 22 ⑦1
(2)设区域Ⅱ中粒子沿 z 轴方向的分速度为 vz，沿 x 轴正方向加速度大小为 a，位移大小为 x，运动时间为
t，由牛顿第二定律得 qE＝ma⑧ 粒子在 z轴方向做匀速直线运动，由运动合成与分解的规律得
1
vz＝vcos α⑨ d＝v 2zt⑩ 粒子在 x方向做初速度为零的匀加速直线运动，由运动学公式得 x＝ at
2
2
联立①②⑤⑧⑨⑩ 式得 x＝
4 2 2 2
(3)设粒子沿 y方向偏离 z轴的距离为 y，其中在区域Ⅱ中沿 y方向偏离的距离为 y′，粒子在 y轴方向做匀
速直线运动，由运动学公式得 y′＝vtsin α 由题意得 y＝L＋y′
2
联立①④⑥⑨⑩ 式 y＝R－√ 2 2
＋
√ 2 2
(4)质子的比荷大于氦核的，氦核的比荷大于氚核的，结合 式可知，s1、s 32、s3 分别对应氚核1H、氦核
4
2He、质子
1
1H的位置．
v
18．解析（1）根据图（b），v1 为物块 A 在碰撞前瞬间速度的大小，
1 为其碰撞后瞬间速度的大小。设物
2
块 B 的质量为m ，碰撞后瞬间的速度大小为 v ，由动量守恒定律和机械能守恒定律有
v 1 1 v
mv = m( 1 ) + m v ① mv
2 = m( 1 2
1
) + m 1 1 v
2
② 联立①②式得 m = 3m③
2 2 2 2 2
（2）在图（b）描述的运动中，设物块 A 与轨道间的滑动摩擦力大小为 f，下滑过程中所走过的路程为 s1，
返回过程中所走过的路程为 s2，P 点的高度为 h，整个过程中克服摩擦力所做的功为 W，由动能定理有
1 1 v
mgH fs = mv2 1 21 1 0 ④ ( fs2 + mgh) = 0 m( ) ⑤ 从图（b）所给的 v–t 图线可知
2 2 2
1 1 v s2 h
s1 = v1t1⑥ s1 =
1 (1.4t1 t1) ⑦ 由几何关系 = ⑧ 物块 A 在整个过程中克服摩擦力所做的功
2 2 2 s1 H
2
为 W = fs1 + fs2 ⑨ 联立④⑤⑥⑦⑧⑨式可得 W = mgH ⑩
15
H + h
（3）设倾斜轨道倾角为 θ，物块与轨道间的动摩擦因数在改变前为 μ，有W = mg cos 1○1
sin
1 2
设物块 B 在水平轨道上能够滑行的距离为 s ，由动能定理有 m gs = 0 m v 1○2
2
h
设改变后的动摩擦因数为 ，由动能定理有 mgh mg cos mgs = 0 1○3
sin
11
联立①③④⑤⑥⑦⑧⑩1○11○21○3式可得 = 1○4
9
高三上学期期末自测 物理试题 参考答案（第4页 共 4 页）高三上学期期末自测 物理试题
一、单项选择：本题共 8 小题，每小题 3 分，共 24 分．每小题只有一个选项符合题目要求．
1．一质量为 m 的乘客乘坐竖直电梯下楼，其位移 s 与时间 t 的关系图像如图所示．乘客所受支持力的大小
用 FN表示，速度大小用 v 表示．重力加速度大小为 g.以下判断正确的是( )
A．0～t1 时间内，v 增大，FN>mg
B．t1～t2时间内，v 减小，FNC．t2～t3时间内，v 增大，FND．t2～t3时间内，v 减小，FN>mg
2．下列说法正确的是（ ）
A．质子的德布罗意波长与其动能成正比
B．天然放射的三种射线中穿透能力最强的是 α 射线
C．光电效应实验中的截止频率与入射光的频率有关
D．电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性
3．双缝干涉实验装置的截面图如图所示．光源 S 到 S1、S2 的距离相等，O 点为 S1、S2 连线中垂线与光屏
的交点．光源 S 发出的波长为 λ 的光，经 S1 出射后垂直穿过玻璃片传播到 O 点，经 S2 出射后直接传播到
O 点，由 S1 到 O 点与由 S2到 O 点，光传播的时间差为 Δt.玻璃片厚度为 10λ，玻璃对该波长光的折射率为
1.5，空气中光速为 c，不计光在玻璃片内的反射．以下判断正确的是( )
5λ 15λ
A．Δt＝ B．Δt＝
c 2c
10λ 15λ
C．Δt＝ D．Δt＝
c c
5 2π 3
4．一列简谐横波在均匀介质中沿 x 轴负方向传播，已知 x＝ λ 处质点的振动方程为 y＝Acos ( t)，则 t＝ T
4 T 4
时刻的波形图正确的是( )
5．图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比 n1∶n2＝22∶3，输入端 a、b 所接电压 u 随时间 t 的变化关系如
图乙所示．灯泡 L 的电阻恒为 15 Ω，额定电压为 24 V．定值电阻 R1＝10 Ω、R2＝5 Ω， 滑动变阻器 R 的
最大阻值为 10 Ω.为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为( )
A．1 Ω
B．5 Ω
C．6 Ω
D．8 Ω
高三上学期期末自测 物理试题（第1页 共 8 页）
6．如图所示，一定质量的理想气体分别经历 a→b 和 a→c 两个过程，其中 a→b 为等温过程，状态 b、c
的体积相同，则（ ）
A．状态 a 的内能大于状态 b
B．状态 a 的温度高于状态 c
C． a→c过程中气体吸收热量
D． a→c过程中外界对气体做正功
7．我国将在今年择机执行“天问 1 号”火星探测任务．质量为 m 的着陆器在着陆火星前，会在火星表面附
近经历一个时长为 t0、速度由 v0 减速到零的过程．已知火星的质量约为地球的 0.1 倍，半径约为地球的 0.5
倍，地球表面的重力加速度大小为 g，忽略火星大气阻力．若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直
线运动，此过程中着陆器受到的制动力大小约为( )
v v v v
A．m(0.4g- 0) B．m(0.4g+ 0) C．m(0.2g- 0) D．m(0.2g+ 0)
t0 t0 t0 t0
8.如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块 N，
另一端与斜面上的物块 M 相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动 N，直至悬挂 N 的细
绳与竖直方向成 45°。已知 M 始终保持静止，则在此过程中（ ）
A．水平拉力的大小可能保持不变
B．M 所受细绳的拉力大小一定一直减小
C．M 所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
D．M 所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
二、多项选择题：本题共 4 小题，每小题 4 分，共 16 分．每小题有多个选项符合题目要求．全部选对得
4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分．
9．(多选)截面为等腰直角三角形的三棱镜如图甲所示．DE 为嵌在三棱镜内部紧贴 BB′C′C 面的线状单色可
见光光源，DE 与三棱镜的 ABC 面垂直，D 位于线段 BC 的中点．图乙为图甲中 ABC 面的正视图．三棱镜
对该单色光的折射率为√2 ，只考虑由 DE 直接射向侧面 AA′C′C 的
光线．下列说法正确的是( )
1
A．光从 AA′C′C 面出射的区域占该侧面总面积的
2
2
B．光从 AA′C′C 面出射的区域占该侧面总面积的
3
C．若 DE 发出的单色光频率变小，AA′C′C 面有光出射的区域
面积将增大
D．若 DE 发出的单色光频率变小，AA′C′C 面有光出射的区域面积将减小
10．(多选)如图，两对等量异号点电荷+q、-q (q>0) 固定于正方形的 4 个顶点上。L、N 是该正方形两条对
角线与其内切圆的交点，O 为内切圆的圆心，M 为切点。则（ ）
A．L 和 N 两点处的电场方向相互垂直
B．M 点的电场方向平行于该点处的切线，方向向左
C．将一带正电的点电荷从 M 点移动到 O 点，电场力做正功
D．将一带正电的点电荷从 L 点移动到 N 点，电场力做功为零
高三上学期期末自测 物理试题（第2页 共 8 页）
11．(多选)如图所示，质量为 M 的物块 A 放置在光滑水平桌面上，右侧连接一固定
于墙面的水平轻绳，左侧通过一倾斜轻绳跨过光滑定滑轮与一竖直轻弹簧相连．现
将质量为 m 的钩码 B 挂于弹簧下端，当弹簧处于原长时，将 B 由静止释放，当 B
下降到最低点时(未着地)，A 对水平桌面的压力刚好为零．轻绳不可伸长，弹簧始
终在弹性限度内，物块 A 始终处于静止状态．以下判断正确的是( )
A．M<2m
B．2mC．在 B 从释放位置运动到最低点的过程中，所受合力对 B 先做正功后做负功
D．在 B 从释放位置运动到速度最大的过程中，B 克服弹簧弹力做的功等于 B 机械能的减少量
12．(多选)如图所示，平面直角坐标系的第一和第二象限分别存在磁感应强
度大小相等、方向相反且垂直于坐标平面的匀强磁场，图中虚线方格为等
大正方形．一位于 Oxy 平面内的刚性导体框 abcde 在外力作用下以恒定速
度沿 y 轴正方向运动(不发生转动)．从图示位置开始计时，4 s 末 bc 边刚好
进入磁场．在此过程中，导体框内感应电流的大小为 I, ab 边所受安培力的
大小为 Fab，二者与时间 t 的关系图像可能正确的是( )
三、非选择题：本题共 6 小题，共 60 分．
13．2020 年 5 月，我国进行了珠穆朗玛峰的高度测量，其中一种方法是通过使
用重力仪测量重力加速度，进而间接测量海拔高度．某同学受此启发就地取材
设计了如下实验，测量当地重力加速度的大小．实验步骤如下：
①如图甲所示，选择合适高度的垫块，使木板的倾角为 53°，在其上表面固定
一与小物块下滑路径平行的刻度尺(图中未画出)．
②调整手机使其摄像头正对木板表面，开启视频录像功能．将小物块从木板顶端释放，用手机记录下小物
块沿木板向下做加速直线运动的情况．然后通过录像的回放，选择小物块运动路径上合适的一点作为测量
参考点，得到小物块相对于该点的运动距离 L
与运动时间 t 的数据．
2L
③该同学选取部分实验数据，画出了 －t 图
t
像，利用图像数据得到小物块下滑的加速度大
小为 5.6 m/s2.
④再次调节垫块，改变木板的倾角，重复实验．
回答以下问题：
高三上学期期末自测 物理试题（第3页 共 8 页）
(1)当木板的倾角为 37°时，所绘图像如图乙所示．由图像可得，物块过测量参考点时速度的大小为________
m/s；选取图线上位于坐标纸网格交叉点上的 A、B 两点，利用 A、B 两点数据得到小物块下滑加速度的大
小为________ m/s2．(结果均保留 2 位有效数字)
(2)根据上述数据，进一步分析得到当地的重力加速度大小为________ m/s2．(结果保留 2 位有效数字，sin
37°＝0.60，cos 37°＝0.80 )
14．实验方案对实验测量的精度有直接的影响，某学习小组对“测量电源的电动势和内阻”的实验方案进
行了探究．实验室提供的器材有：
干电池一节(电动势约 1.5 V，内阻小于 1 Ω)；
电压表 V(量程 3 V，内阻约 3 kΩ)；
电流表 A(量程 0.6 A，内阻约 1 Ω)；
滑动变阻器 R(最大阻值为 20 Ω)；
定值电阻 R1(阻值 2 Ω)；
定值电阻 R2(阻值 5 Ω)；
开关一个，导线若干．
(1)该小组按照图甲所示的电路进行实验，通过调节滑动变阻器阻值使电流表示数逐渐接近满偏，记录此过
程中电压表和电流表的示数，利用实验数据在 U－I 坐标纸上描点，如图乙所示，结果发现电压表示数的
变化范围比较小，出现该现象的主要原因是________．(单选，填正确答案标号)
A．电压表分流
B．干电池内阻较小
C．滑动变阻器最大阻值较小
D．电流表内阻较小
(2)针对电压表示数的变化范围比较小的问题，该小组利用实验室提供的器材改进了实验方案，重新测量
得到的数据如下表所示．
序号 1 2 3 4 5 6 7
I/A 0.08 0.14 0.20 0.26 0.32 0.36 0.40
U/V 1.35 1.20 1.05 0.88 0.73 0.71 0.52
请根据实验数据，回答以下问题：
①图中已标出后 3 组数据对应的坐标点，请标出前 4 组数据对应的坐标点并画出 U－I 图像．
②根据实验数据可知，所选的定值电阻为_____(填“R1”或“R2”)．
③用笔画线代替导线，请按
照改进后的方案，将下图所
示实物图连接成完整电路．
高三上学期期末自测 物理试题（第4页 共 8 页）
15．中医拔罐的物理原理是利用玻璃罐内外的气压差使罐吸附在人体穴位上，进而治疗某些疾病．常见拔
罐有两种，如图所示，左侧为火罐，下端开口；右侧为抽气拔罐，下端开口，上端留有抽气阀门．使用火
罐时，先加热罐中气体，然后迅速按到皮肤上，自然降温后火罐内部气压低于外部大气压，使火罐紧紧吸
附在皮肤上．抽气拔罐是先把罐体按在皮肤上，再通过抽气降低罐内气体压强．某次使用火罐时，罐内气
体初始压强与外部大气压相同，温度为 450 K，最终降到 300 K，因皮肤凸起，内部气体体积变为罐容积的
20 20
．若换用抽气拔罐，抽气后罐内剩余气体体积变为抽气拔罐容积的 ，罐内气压与火罐降温后的内部气压
21 21
相同．罐内气体均可视为理想气体，忽略抽气过程中气体温度的变化．求应抽出气体的质量与抽气前罐内
气体质量的比值．
高三上学期期末自测 物理试题（第5页 共 8 页）
16．单板滑雪 U 型池比赛是冬奥会比赛项目，其场地可以简化为如图甲所示的模型：U 形滑道由两个半径
相同的四分之一圆柱面轨道和一个中央的平面直轨道连接而成，轨道倾角为 17.2°．某次练习过程中，运动
员以 vM＝10 m/s 的速度从轨道边缘上的 M 点沿轨道的竖直切面 ABCD 滑出轨道，速度方向与轨道边缘线
AD 的夹角 α＝72.8°，腾空后沿轨道边缘的 N 点进入轨道．图乙为腾空过程左视图．该运动员可视为质点，
不计空气阻力，取重力加速度的大小 g＝10 m/s2，sin 72.8°＝0.96，cos 72.8°＝0.30．求：
（1）运动员腾空过程中离开 AD 的距离的最大值 d；
（2）M、N 之间的距离 L．
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17．某型号质谱仪的工作原理如图甲所示．M、N 为竖直放置的两金属板，两板间电压为 U, Q 板为记录板，
分界面 P 将 N、Q 间区域分为宽度均为 d 的Ⅰ、Ⅱ两部分，M、N、P、Q 所在平面相互平行，a、b 为 M、N
上两正对的小孔．以 a、b 所在直线为 z 轴， 向右为正方向，取 z 轴与 Q 板的交点 O 为坐标原点，以平行
于 Q 板水平向里为 x 轴正方向，竖直向上为 y 轴正方向，建立空间直角坐标系 Oxyz.区域Ⅰ、Ⅱ内分别充满
沿 x 轴正方向的匀强磁场和匀强电场，磁感应强度大小、电场强度大小分别为 B 和 E.一质量为 m，电荷量
为＋q 的粒子，从 a 孔飘入电场(初速度视为零)，经 b 孔进入磁场，过 P 面上的 c 点(图中未画出)进入电
场，最终打到记录板 Q 上．不计粒子重力．
（1）求粒子在磁场中做圆周运动的半径 R 以及 c 点到 z 轴的距离 L；
（2）求粒子打到记录板上位置的 x 坐标；
（3）求粒子打到记录板上位置的 y 坐标(用 R、d 表示)；
（4）如图乙所示，在记录板上得到三个点 s1、s2、s3，若这三个点是质子
1
1H、氚核
3 4
1H、氦核2He的位置，
请写出这三个点分别对应哪个粒子(不考虑粒子间的相互作用，不要求写出推导过程)．
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18．竖直面内一倾斜轨道与一足够长的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接，小物块B 静止于水平轨道
的最左端，如图（a）所示。t=0时刻，小物块A 在倾斜轨道上从静止开始下滑，一段时间后与B 发生弹性
碰撞（碰撞时间极短）；当 A 返回到倾斜轨道上的P点（图中未标出）时，速度减为0，此时对其施加一外
力，使其在倾斜轨道上保持静止。物块 A 运动的v–t图像如图（b）所示，图中的v1和t1均为未知量。已知A
的质量为m，初始时A与B的高度差为H，重力加速度大小为g，不计空气阻力。
（1）求物块B 的质量；
（2）在图（b）所描述的整个运动过程中，求物块 A 克服摩擦力所做的功；
（3）已知两物块与轨道间的动摩擦因数均相等，在物块 B 停止运动后，改变物块与轨道间的动摩擦因数，
然后将 A 从 P 点释放，一段时间后 A 刚好能与 B 再次碰上。求改变前后动摩擦因数的比值。
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