2022—2023 学年度上学期期末考试高三试题
物 理
考试时间：75 分钟 满分： 100 分
第 I 卷(选择题，共 46 分)
一、选择题：本题共 10 小题，共 46 分。在每小题给出的四个选项中， 第 1-7 题只有一项符 合要求，每小题 4 分； 第 8-10 题有多项符合题目要求，每小题 6 分， 全部选对得 6 分， 选 对但不全的得 3 分， 有选错的得 0 分。
1．微型核电池的体积很小， 只有一个硬币的厚度，电力极强，可用于手机充电。微型核 电池利用微型和纳米级系统研发出了一种超微型电源设备， 这种电池通过放射性物质的衰变，
释放出带电粒子， 从而获得持续电流。镍_63( 2 (6)8 (3)Ni)发生b 衰变变为铜_63( 2 (6)9 (3)Cu)，用它制成
的大容量核电池， 续航可超百年。下列说法正确的是( )
A ． b 衰变中b 粒子来源的方程为 0 (1) n )1 (1) H +0_1 e
B ．镍_63( 2 (6)8 (3)Ni) 的b 衰变方程满足质量守恒，电荷数守恒
C ．升高镍 _63( 2 (6)8 (3)Ni) 的温度， 可使其半衰期减小
D ．镍_63( 2 (6)8 (3)Ni) 的比结合能比铜 _63( 2 (6)9 (3)Cu) 的比结合能大
2．如图所示为一定质量的理想气体的 p _ V 图像A 、B 是双曲线上的两点， OAC 和 OBD
的面积分别为S1 和S2 ，则( )
A ． S1 < S2 B ． S1 > S2
C ． S1 = S2 D ． S1 与S2 的大小无法确定
3．远距离输电时采用高压输电可以减少电能的损失，我国已投产运行的1100kV 特高压直 流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的 输电工程，输送电功率最大可达 1200 万千瓦， 输电线路流程可简化为如图所示。关于远距 离输电， 以下说法或计算有明显错误的是( )
A ．在超远距离输电时，高压直流输电比高压交流输电更有优势
高三物理，共 (8) 页 第 1 页
B．在输电功率一定条件下，输电电压提高 10 倍，输电线上损失的电压将降低为原来的
C．在输电功率一定条件下，输电电压提高 10 倍，输电线上损失的功率将降低为原来的
D ．实际输电时，要综合考虑各种因素，并不是输电电压越高越好
4 ．竖立的橱窗玻璃比一般的玻璃厚，小红想测量它的厚度，于是用一支激光笔发出的激
光束照射玻璃，入射角为9 ，如图所示，反射后在足够长的竖直木板上出现了几个亮度逐渐
减弱但间隔均匀的亮斑，已知该玻璃折射率 n 为 1.5 ，则下面说法正确
的是 ( )
A ．逐渐增大9到某一角度 (9<90°) ，亮斑会突然消失
B ．增加木板与玻璃的距离，亮斑间距不变
C ．减小9角，相邻亮斑间距会增大
D ．仅换用频率较小的激光，木板上相邻亮斑间的距离减小
5 ．如图，t=0 时刻，位于原点 O 处的波源质点从平衡位置开始沿 y 轴正方向做振幅 A=4cm 的简谐运动，该波源产生的简谐横波在均匀介质中沿 x 轴正向传播。t=0.5s 时，平衡位置坐 标为 (10m ，0) 的质点 P 开始运动，此时波源质点的振动位移为 2cm且沿 y 轴正方向运动， 下列说法不正确的是 ( )
A ．t=0.5s 时，P 开始沿 y 轴正方向运动
B ．该列简谐横波的传播速度为 20m/s
C ．该列简谐横波的最大周期为 6s
D ．该列简谐横波在介质中传播的最大波长为 24m
6 ．带电荷量为+q 的小物体静止在粗糙绝缘水平面上，
以小物体所处位置 O 为原点，水平向右建立 x 轴，x 轴上各点的电势Q 随位置坐标 x 的变化 如图所示 (图像曲线部分和直线部分在x = l 处相切) ，已知小物体在x = l 处速度达到最大，
在x = 3l 处速度恰好为零，下列说法错误的是 ( )
A ．小物体从 O 到x = 3l 的过程中由于摩擦产生的热量为q(Q3 _Q2 )
B ．小物体运动过程中受到的摩擦力为
C ．Q1、Q2、Q3 的关系为3Q1 = Q3 _Q2
D ．小物体运动过程中的最大动能为q(Q1 +Q2 )
7 ．2022 年北京冬奥会上，国家速滑馆“冰丝带”一共产生了 14 枚金牌。如图为我国运动
员在“冰丝带”水平冰面上的某次训练照片，根据该照片，我
们可推知 ( )
A ．地面对运动员竖直向上的支持力大于运动员的重力
B ．地面对运动员的作用力与重力大小相等
C ．若运动员正做匀速圆周运动，则他所受合外力保持不变
D ．转弯时，速度越大，冰刀与冰面所成的锐角越小
高三物理，共 (8) 页 第2 页
8 ．2021 年 7 月和 10 月，SpaceX 公司星链卫星两次侵入中国天宫空间站轨道，为保证空
间站内工作的三名航天员生命安全，中方不得不调
整轨道高度，紧急避碰。2021 年 10 月 19 日至 23
日，美国星链 2305 持续轨道变化，中国空间站于
10 月 21 日 3 点 16 分进行变轨规避风险。图示为
10 月 20 日至 23 日期间星链 2305 和中国空间站的 轨道距离地面高度数据图。假设除开变轨过程，中 国空间站在不同高度轨道上都是绕地球进行匀速 圆周运动，则下列说法正确的是 ( )
A ．10 月 21 日 3 点 16 分，发动机向前喷气使得中国空间站速度减小
B ．中国空间站在 10 月 22 日运行的向心加速度小于其在 10 月 20 日运行的向心加速度
C ．中国空间站在 10 月 22 日运行轨道的周期大于其在 10 月 20 日运行轨道的周期
D ．中国空间站与地球的连线和星链 2305 与地球的连线在相同时间内扫过相同的面积
9 ．如图所示，空间存在水平向右的匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，一质量为 m、
带电量大小为 q 的小球， 以初速度 v0 沿与电场方向成 45°夹角射入场区，能沿直线运动。 经过时间t ，小球到达 C 点 (图中没标出) ，电场方向突然变为竖直向上， 电场强度大小不
变。已知重力加速度为 g ，则 ( )
A ．小球一定带正电
B ．时间t 内小球可能做匀变速直线运动
(
C
．匀强磁场的磁感应强度为
qv
0
) mg
D ．电场方向突然变为竖直向上，则小球做匀加速直线运动
10．如图所示的传送带由水平部分和倾斜部分组成，倾斜部分与水平方向的夹角为 37° 。 传送带以某一速度按图示方向运转， t = 0 时，将一质量为m = 1kg 的小滑块轻放在传送带的 最顶端， 以后滑块的速度大小与时间的变化关系如图所示， t = 2.2s 时滑块刚好到达最右端，
物块在两传送带交接处运动时无机械能损失，重力加速度g = 10m/ s 2 ，下列说法正确的是
( )
A ．滑块与传送带间的滑动摩擦因数为 = 0.6
B ．滑块运动过程中能够达到的最大速度为vm = 8m/ s
C ．传送带水平部分的总长度为l = 3.6m
D ．从t = 0 到t = 0.6s 的过程中，电动机额外提供电能E = 14.4J
第 Ⅱ卷 (非选择题，共 54 分)
11． (6 分) 用如图所示的装置测量轻弹簧压缩时的弹性势能。将弹簧放置在光滑水平桌 面上，左端固定，弹簧自然伸长时右端恰好处于桌面右边缘 P 点，水平地面上的 O 点位于 P 点正下方，用一小球从弹簧的右端将弹簧压缩至图示位置，弹簧具有弹性势能 Ep 。现将小球 从静止开始无初速度释放，记录小球在水平地面上的落点 Q ，用刻度尺测出 OP 间的高度 h 和 OQ 间的距离 L ，已知当地重力加速度为 g。
(1) 小球离开桌面右边缘 P 点时的瞬时速度大小 vP=_________ (用题给物理量符号表示)。
(2) 为了测量轻弹簧的弹性势能 Ep ，还需要测量的物理量是__________。
A ．小球的质量 m
B ．小球的直径 d
C ．小球从 P 点到 Q 点的运动时间t
D ．弹簧的形变量 x
(3) 轻弹簧的弹性势能 Ep=___________ (用题给物理量符号表示) 。
12． (8 分) 把铜片和锌片相隔约2cm插入一个苹果中，就制成了一个水果电池。铜片是
电池的正极，锌片是负极。用下列方法可测量该水果电池的电动势和内阻。将水果电池、电 阻箱和数字电压表 (可视为理想电表) ，按照如图 1 所示的电路连接起来。调节电阻箱，测 得多组电阻箱的阻值R 和对应的电压U ，记录的数据如下表所示。
1 2 3 4 5 6 7
R / 2000 3000 ☆ 6000 9000 20000 80000
U / V 0.290 0.382 0.454 0.560 0.664 0.839 0.990
高三物理，共 (8) 页 第3 页
高三物理，共 (8) 页 第4 页
(1) 表中数据☆对应电阻箱示数如图 2 所示，其读数为__________ 。
(2)处理数据时，首先计算出每个电压值U 的倒数和电阻值R 的倒数 ，再绘制 -
图像。根据表中测得的多组数据，经过换算，将数据对应的坐标点标注在图 3 中，请在该图
中标出表中第 3 组数据对应的坐标点，并画出 - 图线_______。
(3) 在 - 图线中，当 = 0 时，外电路处于__________状态 (选填“断路”或“短路”) 。
(4) 根据图 3 可知，水果电池的电动势E = __________ V (保留 2 位有效数字) 。
(5) 若将图 1 所示电路中的数字电压表替换为内阻未知 (约3k ) 的指针式电压表，仍
按上述方法测量该水果电池的电动势和内阻。请结合图 3 判断是否可行，并说明理由
。
___________________________________
13. (10 分) 如图所示，在直角坐标系 xOy 的第一象限的空间内存在沿 y 轴负方向、电场 强度 E=200V/m 的匀强电场，第二象限的空间内存在垂直纸面向里的匀强磁场。质量均为 m=4.0×10-15kg 、电荷量均为 q=+2.0×10-9C 的两带电粒子 a 、b 先后以 v0=3.0×103 m/s 的速率， 从 y 轴上 P 点沿 x 轴正、负方向射出，PO 之间的距离 h=8.0×10-2 m ，经过一段时间后，a 、b 两粒子先后到达 x 轴时运动方向相同。若两粒子之间的相互作用、所受重力以及空气阻力均 可忽略不计， sin 37。= 0.6 ， cos 37。= 0.8 。求：
(1) a 、b 两粒子到达 x 轴时速度方向；
(2) 匀强磁场磁感应强度 B 的大小。
高三物理，共 (8) 页 第 5 页
高三物理，共 (8) 页 第6 页
14. (12 分) 如图所示，平行等长的金属导轨 MN 、PQ 水平放置，MN 与 PQ 之间的间距为 L＝1 m ，左端与一光滑绝缘的曲面相切，右端接一水平放置的光滑“＞”形金属框架 NDQ ，ND ＝DQ ，∠NDQ＝60°。MP 右侧空间存在磁感应强度大小为 B＝3T、方向竖直向上的匀强磁场。 导轨 MN 、PQ 电阻不计，金属棒与金属框架 NDQ 为粗细均匀、同种材料构成，每米长度的 电阻值均为 r＝1 Ω ，金属棒质量为 m＝1 kg ，长度与 MN 、PQ 之间的间距相同，与导轨 MN、 PQ 的动摩擦因数为μ＝0.5，棒与金属导轨及金属框架均接触良好。现让金属棒从曲面上距离 水平面高 h＝5 m 的位置由静止释放，金属棒恰好能沿导轨运动到 NQ 边界处，重力加速度 g ＝10 m/s2。
(1) 求金属棒刚进入磁场时回路的电流强度 i0 的大小；
(2) 若金属棒从 MP 运动到 NQ 所用的时间为t＝1.4 s ，求 t 时间内流过回路的电量 q 及
导轨 MN 、PQ 的长度 x；
(3) 在金属棒到达 NQ 后，施加一外力使金属棒以恒定的速度v = 2m/ s 匀速向右运动， 求棒到 NQ 和 D 的中间位置时，金属棒两端电势差的大小。
15. (18 分) 五行八卦在中国传统文化中较为神秘，用来推演空间时间各类事物之间的关 系。有一兴趣小组制作了一个“八卦”轨道游戏装置，如图所示，ABC 和 CDE 是半径 r＝0.3m 的光滑半圆磁性轨道，AFE 是半径 R＝0.6m 的光滑半圆塑料细管道，两轨道在最高点A 处前 后略有错开 (图中未画出) 。左侧有一与水平面夹角9 = 37。，长度 L＝1.25m 的斜面 MN ， 斜面底端 M 和轨道最低点 E 在同一水平面上，在斜面底端有一弹射器用于发射质量 m＝0.3kg 的小滑块 P ，在斜面顶端 N 处有一被插销锁定的相同质量的小钢球 Q 。某次试验时，将小滑
块以初动能Ek = 6.5J 发射，到达斜面顶端后与小钢球发生对心弹性撞击，同时小钢球解除锁
定，小钢球恰能无碰撞进入塑料细管道的 A 点，经塑料管道和“八卦”轨道后返回。设小钢球 和磁性轨道间的磁力大小恒为 F ，方向始终与接触面垂直，不考虑小钢球脱离磁性轨道后的 磁力。小滑块在斜面上运动时受到的摩擦力大小恒定，小滑块 P 、小球 Q 在运动中均可视为 质点，忽略空气阻力。 ( sin 37。= 0.6 ， cos 37。= 0.8 ，g＝10 m/s2 。) 求：
(1) Q 恰能无碰撞进入细管道时在 A 点的速度大小vA ；
(2) 要使 Q 不脱离磁性轨道，求所需磁力 F 的最小值；
(3) P 从发射到与 Q 发生碰撞过程中，斜面摩擦力对 P 做的功Wf ；
(4) 通过调节斜面长度 L 和 ME 间水平距离 x ，使 Q 始终能无碰撞地从 A 点进入细管道，
求发射 P 的初动能Ek 与 x 之间的关系。
高三物理，共 (8) 页 第7 页
高三物理，共 (8) 页 第 8 页2022—2023 学年上学期期末考试高三试题
物理答案
选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
A C C B D B D BC AC BD
11 g
mg 2
．【答案】 L A L （每空 2分）
2h 4h
1 2 g
【详解】（1）设小球从 P点到 Q点的运动时间为 t，由 h gt 和 L v t解得 v L
2 P P 2h
（2）轻弹簧的弹性势能 EP全部转化为小球在 P点的动能，为了测量轻弹簧的弹性势能 EP，还需要测量
的物理量是小球的质量 m，BCD错误，A正确。故选 A。
1 mg
（3 2 2）轻弹簧的弹性势能为 EP mvP L2 4h
12．【答案】（1）4000；（2) 见解析； (3) 断路 ； (4)1.1 （1.0或 1.1）；
(5)不可行。由图 3可知，水果电池的内阻约5kΩ，学生用指针式电压表的内阻约3kΩ，但电压表内阻未
知，无法准确测量水果电池的电动势和内阻。
评分标准：（1）（3）各 1分，（2） 描点和连线各 1分，（4）（5）各 2分
【详解】（1）由图可知，☆对应电阻箱示数为 4 1000 4000
1 1
（2）根据描点法得出 图像如图所示
U R
1
（3）当 0时，相当于 R无穷大，外电路处于断路状态；
R
E 1 r 1 1 1 1 1
（4）根据闭合电路欧姆定律得U R整理得 可知 图像纵轴截距 0.9
R r U E R E U R E
r
解得 E 1.1V，斜率 k结合图象可得 r 5kΩ；
E
（5）若将图 1 所示电路中的数字电压表替换为内阻未知（约3k ）的指针式电压表，无法测量该水果电
池的电动势和内阻，因为水果电池的内阻约5kΩ，学生用指针式电压表的内阻约3kΩ，但电压表内阻未知，
无法准确测量水果电池的电动势和内阻。
13.【答案】（1）与 x轴的夹角为α=53°；（2）0.12T
Eq
1 a a 1 108m / s2【详解】（ ） 粒子在电场中运动的加速度 （2 分）
m
a 3粒子沿 y 轴方向做匀加速直线运动，因此有 vy 2ah 4 10 m / s （1 分）
v 4
a y粒子到达 x 轴时运动方向与 x 轴的夹角为α，则 tan v 3 （1 分） 解得α=53° （1 分）0
（2）粒子 b 在磁场中做匀速圆周运动，设其运动半径为 r，a、b 两粒子先后到达 x 轴时运动方向相同，
cos h r 3由几何知识有 （2分）
r 5
可得 r =0.05m
2
根据牛顿第二定律有 qv0B
mv
0 （2 分）
r
解得 B=0.12T （1 分）
14.【答案】（1）i0＝10 A；（2）q＝1 C，x＝1 m；（3）U 5V
【详解】（1）金属棒从曲面上距离水平面高 h＝5 m 的位置由静止释放，根据机械能守恒有
mgh 1 mv20 （1 分）2
代入数据，解得 v0 10m/s
由电磁感应定律可得 E BLv0 （1分）
E
根据闭合电路欧姆定律有 i0 R ＝10 A （1 分）总
（2）金属棒恰好能沿导轨运动到 NQ 边界处的过程中，根据动量定理可得
(BIL mg)t 0 mv 0 （1 分）
又有 q It （1分）
解得 q 1C （1 分）
q It E B S BLx由于 t R R （1 分）总 总 R总 R总
代入数据，解得 x＝1m （1 分）
（3）施加外力后，金属棒做匀速运动，当金属棒运动到 NQ 和 D 的中间位置时，金属棒两端的电动势为
E BLv 6V （1分）
1 E
此时通过回路中的电流为 I 23 2A （1 分）Lr
2
1
则棒两端电势差的大小为U E I Lr 5V （2分）其它解法同样得分
2
15.【答案】（1）4m/s；（2）31N；（3）-0.5J；（4） Ek 3.5x 1.2(J（) 1.6m x 3.2m）
【详解】（1）Q 恰能无碰撞进入细管道时，则从 A 点反向平抛，恰好 N 点进入斜面轨道，根据平抛规律
可知，小球 Q 在 N 点的竖直方向速度大小 vy 2g(2R Lsin ) 3m / s （1 分）
v
在 N y点小球的速度方向有tanθ = =
3
v 4 （1 分）A
解得vA = 4m/s （1 分）
（2）分析可得，小钢球在磁性轨道上运动时，从下向上刚过 C 点时最容易脱离磁性轨道，满足
mv2F mg C （1 分）
r
1
从 A 点到 C 点运动过程中机械能守恒mgR m v2 2C vA （1 分）2
解得 F 31N （1 分）
（3）根据平抛运动可知，钢球 Q 与滑块碰后的速度大小 v v
vA
Q为 Q 5m/s （1 分）cos
,
因滑块与钢球发生对心弹性撞击，滑块碰撞前的速度为 vP，与 Q碰后的速度为vp，根据动量守恒有
mvp = mvQ +mv
,
p （1 分）
1mv2=1mv2 + 1mv,2
2 p 2 Q 2 p
（1 分）
解得 vP vQ 5m/s （1 分）
1 2
分析滑块在斜面向上运动的过程，根据动能定理得 mgL sin W f mv E （1 分）2 P k
解得W f 0.5J （1 分）
x 0.8L 1
（4）Q 从 N 点飞出的方向恒定，根据平抛速度和位移关系可知 2(2R 0.6L) tan （2 分）
得 x 3.2 0.8L
Q 2g(2R L sin )要使得 能恰好无碰撞进入 A，其速度大小为 vP vQ （1 分）sin
1 2
斜面上滑块重力和摩擦力做功都与斜面长度成正比，根据动能定理 mvP Ek mgL sin fL （1 分）2
由（2）问可知 f = 0.4N
综合上述式子解得 Ek 3.5x 1.2(J) （1 分）
“八卦”轨道需在斜面右侧，且 L＞0，可得 x 的范围：1.6m x 3.2m （1 分）
