全国普通高等学校招生统一考试2023年第二学期期末考试高三物理试题试卷

全国普通高等学校招生统一考试2023年第二学期期末考试高三物理试题试卷注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、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、氢原子能级示意图如图所示．光子能量在1.63eV~3.10eV的光为可见光．要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为A．12.09eV B．10.20eV C．1.89eV D．1.5leV2、物理学的发展离不开科学家所做出的重要贡献。许多科学家大胆猜想，勇于质疑，获得了正确的科学认知，推动了物理学的发展。下列叙述符合物理史实的是（）A．汤姆孙通过研究阴极射线发现电子，并精确地测出电子的电荷量B．玻尔把量子观念引入到原子理论中，完全否定了原子的“核式结构”模型C．光电效应的实验规律与经典电磁理论的矛盾导致爱因斯坦提出光子说D．康普顿受到光子理论的启发，以类比的方法大胆提出实物粒子也具有波粒二象性3、2019年4月10日，全球多地同步公布了人类历史上第一张黑洞照片。黑洞是一种密度极大，引力极大的天体，以至于光都无法逃逸。黑洞的大小由史瓦西半径公式R=决定，其中万有引力常量G=6.67×10－11N·m²/kg²，光速c=3.0×108m/s，天体的质量为M。已知地球的质量约为6×1024kg，假如它变成一个黑洞，则“地球黑洞”的半径约为（）A．9μm B．9mm C．9cm D．9m4、小朋友队和大人队拔河比赛，小朋友队人数多，重心低，手握绳的位置低，A、B两点间绳倾斜，其余绳不一定水平，此可以简化为如图所示的模型。相持阶段两队都静止，两队的总质量相等，脚与地面的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。各队员手紧握绳不滑动，绳结实质量不计。以下说法正确的是（）A．相持阶段小朋友队和大人队所受地面的摩擦力大小不等B．无论相持还是胜败，两队脚与地面的摩擦力大小永远相等C．绳上拉力增大时，大人队会先败D．绳上A点对B点的拉力，其大小一定等于B点对A点的拉力5、一个质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法不正确的是()A．质点振动的频率为4HzB．在10s内质点经过的路程是20cmC．在5s末，质点的速度为零，加速度最大D．t＝1.5s和t＝4.5s两时刻质点的位移大小相等，都是cm6、如图所示，两条轻质导线连接金属棒的两端，金属棒处于匀强磁场内且垂直于磁场。金属棒的质量，长度。使金属棒中通以从Q到P的恒定电流，两轻质导线与竖直方向成角时，金属棒恰好静止。则磁场的最小磁感应强度（重力加速度g取）（）A．大小为，方向与轻质导线平行向下B．大小为，方向与轻质导线平行向上C．大小为，方向与轻质导线平行向下D．大小为，方向与轻质导线平行向上二、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、下列说法正确的是（）A．游泳时头露出水面后，头发全贴在头皮上是液体表面张力的作用B．密封容器中气体的压强是由气体所受的重力产生的C．一定质量的理想气体，内能随着温度升高一定增大D．晶体在熔化过程中，分子势能一定是增大的E.阴天教室里，同学们感觉空气湿度大，是因为空气中水蒸气的饱和汽压大8、如图所示，粗糙的固定水平杆上有A、B、C三点，轻质弹簧一端固定在B点正下方的O点，另一端与套在杆A点、质量为m的圆环相连，此时弹簧处于拉伸状态。圆环从A处由静止释放，向右运动经过B点时速度为v、加速度为零，到达C点时速度为零，下列说法正确的是（）A．从A到C过程中，圆环在B点速度最大B．从A到B过程中，杆对环的支持力一直减小C．从A到B过程中，弹簧对圆环做的功一定大于D．从B到C过程中，圆环克服摩擦力做功等于9、如图所示，竖直放置的半圆形轨道与水平轨道平滑连接，不计一切摩擦．圆心O点正下方放置为2m的小球A，质量为m的小球B以初速度v0向左运动，与小球A发生弹性碰撞．碰后小球A在半圆形轨道运动时不脱离轨道，则小球B的初速度v0可能为（）A． B． C． D．10、如图甲所示，竖直放置的U形导轨上端接一定值电阻R，U形导轨之间的距离为2L，导轨内部存在边长均为L的正方形磁场区域P、Q，磁场方向均垂直导轨平面(纸面)向外。已知区域P中的磁场按图乙所示的规律变化(图中的坐标值均为已知量)，磁场区域Q的磁感应强度大小为B0。将长度为2L的金属棒MN垂直导轨并穿越区域Q放置，金属棒恰好处于静止状态。已知金属棒的质量为m、电阻为r，且金属棒与导轨始终接触良好，导轨的电阻可忽略，重力加速度为g。则下列说法正确的是（）A．通过定值电阻的电流大小为B．0~t1时间内通过定值电阻的电荷量为C．定值电阻的阻值为D．整个电路的电功率为三、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）某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接．(1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接__________：(2)某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为___________A；(3)该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将___________只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3V、内阻为1Ω的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为___________W（保留小数点后两位）.12．（12分）某学习小组的同学探究小灯泡L的伏安特性曲线，可供选用的器材如下∶小灯泡L，规格“3.6V、0.3A”；电流表A，量程0.2A，内阻r1=0.6Ω；电压表V，量程3V，内阻r2=3kΩ；标准电阻R1阻值1.2Ω；标准电阻R2阻值1kΩ；标准电阻R3阻值10kΩ；滑动变阻器R，阻值范围0~10Ω；学生电源E，电动势4V，内阻不计；开关S及导线若干。(1)甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于_____（填“a”或“b”）端。闭合开关后移动滑片，发现电流表几乎无示数，电压表示数接近3V，其故障原因可能是__________（填“cd间L支路短路”或“cd间L支路断路”）；(2)排除故障后，某次电压表的示数如图2所示，其读数为______V；(3)学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线，需要重新设计电路。请你在甲同学的基础上利用所供器材，在图3所示的虚线框内补画出实验电路图，并在图上标明所选器材代号；________(4)按图3重新连接好电路，移动滑片在某个位置，读出电压表、电流表示数分别为U、I，如果不考虑电压表的分流，则此时刻灯泡L的电阻R=______（用U、I及数字表示）。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）某空间存在一竖直向下的匀强电场和圆形区域的匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，如图所示．一质量为m，带电量为+q的粒子，从P点以水平速度v0射入电场中，然后从M点沿半径射入磁场，从N点射出磁场．已知，带电粒子从M点射入磁场时，速度与竖直方向成30°角，弧MN是圆周长的1/3，粒子重力不计．求：（1）电场强度E的大小．（2）圆形磁场区域的半径R．（3）带电粒子从P点到N点，所经历的时间t．14．（16分）宽为L且电阻不计的导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，如图所示，导体棒在导轨间部分的电阻为r，以速度v0在导轨上水平向右做匀速直线运动，处于磁场外的电阻阻值为R，在相距为d的平行金属板的下极板附近有一粒子源，可以向各个方向释放质量为m，电荷量为+q，速率均为v的大量粒子，且有部分粒子一定能到达上极板，粒子重力不计。求粒子射中上极板的面积。15．（12分）如图所示是研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在xOy平面坐标系的第一象限内，存在两个电场强度大小均为E，方向分别水平向左和竖直向上的匀强电场区域Ⅰ和Ⅱ。两电场的边界均是边长为L的正方形，位置如图所示。（不计电子所受重力）(1)在Ⅰ区域AO边的中点处由静止释放电子，求电子离开Ⅱ区域的位置坐标；(2)在电场区域Ⅰ内某一位置（x、y）由静止释放电子，电子恰能从Ⅱ区域右下角B处离开，求满足这一条件的释放点x与y满足的关系。

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、A【解题分析】

由题意可知，基态（n=1）氢原子被激发后，至少被激发到n=3能级后，跃迁才可能产生能量在1.63eV~3.10eV的可见光．故．故本题选A．2、C【解题分析】

A．汤姆孙通过研究阴极射线发现电子，并求出了电子的比荷，密立根精确地测出电子的电荷量；故A错误；B．玻尔把量子观念引入到原子理论中，但是没有否定原子的“核式结构”模型；故B错误；C．光电效应的实验规律与经典电磁理论的矛盾导致爱因斯坦提出光子说，故C正确；D．德布罗意受到光子理论的启发，以类比的方法大胆提出实物粒子也具有波粒二象性，故D错误。故选C。3、B【解题分析】

根据题意，将已知量代入公式得ACD错误，B正确。故选B。4、D【解题分析】

A．可以用整体法处理问题，所以不在乎同队员之间的绳水平。相持阶段小朋友队和大人队脚下属于静摩擦力，永远相等，所以选项A错误。BC．当倾斜的绳上拉力增大时，大人队的压力更加大于其重力，最大静摩擦力也增大，而小朋友队和地面之间的压力小于其总重力，脚下会产生滑动摩擦力，平衡被打破，小朋友队败而且还有加速度，两队摩擦力大小不等。所以选项BC错误。D．作用力与反作用力永远相等，无论拔河的哪个阶段，绳上A点对B点的拉力，其大小一定等于B点对A点的拉力，所以选项D正确。故选D。5、A【解题分析】

A．由题图图象可知，质点振动的周期为T＝4s，故频率f＝＝0.25Hz故A符合题意；B．在10s内质点振动了2.5个周期，经过的路程是10A＝20cm故B不符合题意；C．在5s末，质点处于正向最大位移处，速度为零，加速度最大，故C不符合题意；D．由题图图象可得振动方程是x＝2sincm将t＝1.5s和t＝4.5s代入振动方程得x＝cm故D不符合题意。故选A。6、B【解题分析】

说明分析受力的侧视图（右视图）如图所示磁场有最小值，应使棒平衡时的安培力有最小值棒的重力大小、方向均不变，悬线拉力方向不变，由“力三角形”的动态变化规律可知又有联合解得由左手定则知磁场方向平行轻质导线向上。故ACD错误，B正确。故选B。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、ACD【解题分析】

A．液体表面张力使液体表面具有收缩的趋势，故游泳时头露出水面后头发全贴在头皮上，A正确；B．密封容器中气体的压强是由大量气体分子对容器的碰撞引起的，B错误；C．对于一定质量的理想气体，其内能的变化仅与分子热运动的动能有关，当温度升高时，分子热运动的平均动能一定增大，则内能也一定增大，C正确；D．晶体熔化时从外界吸热，而温度并不升高，晶体分子的平均动能没有变化，故分子势能一定增大，D正确；E．同学们感觉到空气湿度大，不是因为空气中水蒸气的饱和汽压大，而是空气中水蒸气的实际压强与同一温度下水的饱和汽压之比大，E错误。故选ACD。8、BC【解题分析】

A．圆环由A点释放，此时弹簧处于拉伸状态，则圆环加速运动，设AB之间的D位置为弹簧的原长，则A到D的过程中，弹簧弹力减小，圆环的加速度逐渐减小，D到B的过程中，弹簧处于压缩状态，则弹簧弹力增大，圆环的加速度先增大后减小，B点时，圆环合力为零，竖直向上的弹力等于重力，从B到C的过程中，圆环可能做减速运动，无论是否存在弹簧原长的位置，圆环的加速度始终增大，也可能先做加速后做减速运动，加速度先减小后增大，故B点的速度不一定最大，故A错误；

B．当圆环从A到D运动时，弹簧为拉力且逐渐减小，此时杆对环的支持力等于环的重力与弹簧弹力向下的分量之和，可知杆对环的支持力随弹簧弹力的减小而减小；当圆环从D到B运动时，弹簧被压缩，且弹力沿弹簧向上逐渐增加，此时杆对环的支持力等于环的重力与弹簧弹力向上的分量之差，可知杆对环的支持力随弹簧弹力的增加而减小；即从A到B过程中，杆对环的支持力一直减小，选项B正确；C．从A到B过程中，弹簧对圆环做的功、摩擦力做负功，根据功能关系可知，弹簧对圆环做功一定大于mv2，故C正确；

D．从B到C过程中，弹簧弹力做功，圆环克服摩擦力做功，根据功能关系可知，圆环克服摩擦力做功不等于mv2，故D错误。

故选BC。9、BC【解题分析】

A与B碰撞的过程为弹性碰撞，则碰撞的过程中动量守恒，设B的初速度方向为正方向，设碰撞后B与A的速度分别为v1和v2，则：mv0=mv1+2mv2由动能守恒得：联立得：

①1.恰好能通过最高点,说明小球到达最高点时小球的重力提供向心力,是在最高点的速度为vmin，由牛顿第二定律得：2mg=

②A在碰撞后到达最高点的过程中机械能守恒，得：③联立①②③得：v0=，可知若小球B经过最高点，则需要：v0⩾2.小球不能到达最高点，则小球不脱离轨道时，恰好到达与O等高处，由机械能守恒定律得：④联立①④得：v0=可知若小球不脱离轨道时,需满足：v0⩽由以上的分析可知,若小球不脱离轨道时,需满足：v0⩽或v0⩾，故AD错误，BC正确．故选BC【题目点拨】小球A的运动可能有两种情况：1．恰好能通过最高点，说明小球到达最高点时小球的重力提供向心力，由牛顿第二定律求出小球到达最高点点的速度，由机械能守恒定律可以求出碰撞后小球A的速度．由碰撞过程中动量守恒及能量守恒定律可以求出小球B的初速度；2．小球不能到达最高点，则小球不脱离轨道时，恰好到达与O等高处，由机械能守恒定律可以求出碰撞后小球A的速度．由碰撞过程中动量守恒及能量守恒定律可以求出小球B的初速度．10、BD【解题分析】

A．金属棒恰好处于静止状态，有解得电流大小故A错误；B．0～t1时间内通过定值电阻的电荷量B项正确；C．根据题图乙可知，感应电动势又联立解得故C错误；D．整个电路消耗的电功率故D正确。故选BD。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、0.4442.22~2.28【解题分析】

（1）滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，则滑动变阻器采用分压接法，实物图如图所示；（2）由图知电流表量程为0.6A，所以读数为0.44A；（3）电源内阻为1欧，所以当外电路总电阻等于电源内阻时，消耗电功率最大，此时外电路电压等于内电压等于1.5V，由图知当小电珠电压等于1.5V时电流约为0.38A，此时电阻约为，并联后的总电阻为1欧，所以需要4个小电珠，小电珠消耗的总功率约为（2.22-2.28W均可）．12、acd间L支路断路2.30【解题分析】

(1)[1][2]闭合开关前，为了保证电路安全，滑动变阻器的滑片应该置于a端，闭合开关后移动滑片，发现电流表几乎无示数，电压表示数接近3V，其故障原因可能是cd间L支路断路；(2)[3]电压表最小分度为0.1V，则电压表读数为2.30V；(3)[4]电压表、电流表需要扩大量程，结合灯泡的额定电压和电流，电流表并联R1，量程扩大到0.3A，电