2022年黑龙江省哈尔滨市文华中学高三物理下学期期末试卷含解析

2022年黑龙江省哈尔滨市文华中学高三物理下学期期末试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.如图所示，一倾角为45°的斜面固定于竖直墙上，为使一光滑的铁球静止，需加一水平力F，且F过球心，下列说法正确的是A．球一定受墙的弹力且水平向左

B．球可能受墙的弹力且水平向左C．球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上D．球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上参考答案：BC2.如图所示小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P，然后落回水平面．不计一切阻力．下列说法正确的是

（A）小球落地点离O点的水平距离为2R．（B）小球落地点时的动能为5mgR/2．

（C）小球运动到半圆弧最高点P时向心力恰好为零．（D）若将半圆弧轨道上部的1/4圆弧截去，其他条件不变，则小球能达到的最大高度比P点高0.5R．参考答案：答案：ABD3.A、B两物块如图2－1－22叠放，一起沿固定在水平地面上倾角为α的斜面匀速下滑．则

A．A、B间无摩擦力B．B与斜面间的动摩擦因数μ＝tanαC．A、B间有摩擦力，且B对A的摩擦力对A做负功D．B对斜面的摩擦力方向沿斜面向下参考答案：BD4.(单选)一只船以一定的速度垂直河岸向对岸行驶，当河水流速恒定时，下列所述船所通过的路程、渡河时间与水流速度的关系，正确的是A．水流速度越大，路程越长，时间越长

B．水流速度越大，路程越短，时间越长C．水流速度越大，路程与时间都不变

D．水流速度越大，路程越长，时间不变参考答案：D5.如下图所示，线圈L的电阻不计，则()A．S断开瞬间，灯熄灭，电容器的A板带正电

B．S断开瞬间，灯熄灭，电容器不带电C．当灯正常发光时，电容器不带电

D．S刚闭合时，灯立即正常发光

参考答案：C二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，由导热材料制成的气缸和活塞将一定质量的理想气体封闭在气缸内，活塞与气缸壁之间无摩擦，活塞上方存有少量液体，将一细管插入液体，利用虹吸现象，使活塞上方液体缓慢流出，在此过程中，大气压强与外界的温度均保持不变，下列各个描述理想气体状态变化的图像中与上述过程相符合的是

图，该过程为

过程（选填“吸热”、“放热”或“绝热”）参考答案：D，吸热

7.竖直上抛运动，可看成是竖直向上的

和一个竖直向下

的运动的合运动参考答案：匀速直线运动，自由落体运动8.如图甲所示，两个平行金属板P、Q竖直放置，两板间加上如图乙所示的电压。t=0时，Q板比P板电势高5V，此时在两板的正中央M点有一个电子仅受电场力作用从静止开始运动，假设电子始终未与两板相碰。在0<t<8×10-10s的时间内，这个电子处于M点的右侧、速度向左且逐渐减小的时间范围是

。参考答案：

6*10-10s<t<

8*10-10s

9.总质量为M的火箭被飞机释放时的速度为，方向水平．释放后火箭立即向后以相对于地面的速率u喷出质量为m的燃气，则火箭相对于地面的速度变为

▲

参考答案：

（3）

10.由某种材料制成的电器元件，其伏安特性曲线如图所示。现将该元件接在电动势为8V，内阻为4Ω的电源两端，则通过该元件的电流为__________A。若将两个这样的元件并联接在该电源上，则每一个元件消耗的功率为__________W。参考答案：1.0；1.511.如图所示的是研究光电效应的装置的电路图,若用某一频率的光照射光电管阴极P,发现电流表有读数,则增加光的强度,电流表示数____(填“变大”“变小”或“不变”).若开关K断开时,用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P,发现电流表读数不为零,合上开关,调节滑动变阻器,当电压表读数大于或等于0.60V时,电流表读数为零,由此可知阴极材料的逸出功为____eV.参考答案：

(1).变大

(2).1.9电流表有读数,说明发生了光电效应，光电流的大小与光的强度成正比。增加光的强度,电流表示数变大。电压表读数大于或等于0.60V时,电流表读数为零,根据题意光电子的最大初动能为：Ek=qU=0.6eV根据爱因斯坦光电效应方程有：W=hv?Ek=2.5eV?0.6eV=1.9eV。【名师点睛】发生了光电效应时，光电流的大小与光的强度成正比。光电子射出后，有一定的动能，若当恰好不能达到时，说明电子射出的最大初动能恰好克服电场力做功，然后根据爱因斯坦光电效应方程即可正确解答。12.雨滴落到地面的速度通常仅为几米每秒，这与雨滴下落过程中受到空气阻力有关。雨滴间无相互作用且雨滴质量不变，重力加速度为g。（1）质量为m的雨滴由静止开始，下落高度h时速度为u，求这一过程中克服空气阻力所做的功W。____（2）将雨滴看作半径为r的球体，设其竖直落向地面的过程中所受空气阻力f=kr2v2，其中v是雨滴的速度，k是比例系数。a．设雨滴的密度为ρ，推导雨滴下落趋近的最大速度vm与半径r的关系式；____b．示意图中画出了半径为r1、r2（r1>r2）的雨滴在空气中无初速下落的v–t图线，其中_________对应半径为r1的雨滴（选填①、②）；若不计空气阻力，请在图中画出雨滴无初速下落的v–t图线。（

）（3）由于大量气体分子在各方向运动的几率相等，其对静止雨滴的作用力为零。将雨滴简化为垂直于运动方向面积为S的圆盘，证明：圆盘以速度v下落时受到的空气阻力f∝v2（提示：设单位体积内空气分子数为n，空气分子质量为m0）。________参考答案：

(1).

(2).

(3).①

(4).

(5).详见解析【分析】(1)对雨滴由动能定理解得：雨滴下落h的过程中克服阻做的功；(2)雨滴的加速度为0时速度最大解答；(3)由动量定理证明【详解】(1)对雨滴由动能定理得：解得：；(2)a.半径为r的雨滴体积为：，其质量为当雨滴的重力与阻力相等时速度最大，设最大速度为，则有：其中联立以上各式解得：由可知，雨滴半径越大，最大速度越大，所以①对应半径为的雨滴，不计空气阻力，雨滴做自由落体运动，图线如图：；(3)设在极短时间内，空气分子与雨滴碰撞，设空气分子的速率为U，在内，空气分子个数为：，其质量为设向下为正方向，对圆盘下方空气分子由动量定理有：对圆盘上方空气分子由动量定理有：圆盘受到的空气阻力为：联立解得：。13.一定质量的理想气体状态变化如图所示，其中AB段与t轴平行，已知在状态A时气体的体积为10L，那么变到状态B时气体的体积为__________L，变到状态C时气体的压强为____________Pa。参考答案：30，3.20×105Pa三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.

（选修3-3）（4分）估算标准状态下理想气体分子间的距离（写出必要的解题过程和说明,结果保留两位有效数字）参考答案：解析：在标准状态下，1mol气体的体积为V=22.4L=2.24×10-2m3

一个分子平均占有的体积V0=V/NA

分子间的平均距离d=V01/3=3.3×10-9m15.（选修3-3模块）（4分）如图所示，绝热隔板S把绝热的气缸分隔成体积相等的两部分，S与气缸壁的接触是光滑的．两部分中分别盛有相同质量、相同温度的同种气体a和b．气体分子之间相互作用可忽略不计．现通过电热丝对气体a缓慢加热一段时间后，a、b各自达到新的平衡状态．试分析a、b两部分气体与初状态相比，体积、压强、温度、内能各如何变化？参考答案：

答案:

气缸和隔板绝热，电热丝对气体a加热，a温度升高，体积增大，压强增大，内能增大；（2分）

a对b做功，b的体积减小，温度升高，压强增大，内能增大。（2分）四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图10所示，质量为m的小球，由长为l的细线系住，线能承受的最大拉力是9mg，细线的另一端固定在A点，AB是过A的竖直线，E为AB上的一点，且AE=0.5l，过E作水平线EF，在EF上钉铁钉D，现将小球拉直水平，然后由静止释放，小球在运动过程中，不计细线与钉子碰撞时的能量损失，不考虑小球与细线间的碰撞．（1）若钉铁钉位置在E点，求细线与钉子碰撞前后瞬间，细线的拉力分别是多少？（2）若小球能绕钉子在竖直面内做完整的圆周运动，求钉子位置在水平线EF上距E点距离的取值。参考答案：（1）小球释放后沿圆周运动，运动过程中机械能守恒，设运动到最低点速度为v，由机械能守恒定律得，碰钉子瞬间前后小球运动的速率不变，碰钉子前瞬间圆周运动半径为l，碰钉子前瞬间线的拉力为F1，碰钉子后瞬间圆周运动半径为l/2，碰钉子后瞬间线的拉力为F2，由圆周运动、牛顿第二定律得：，得，（2）设在D点绳刚好承受最大拉力，记DE=x1，则：AD=悬线碰到钉子后，绕钉做圆周运动的半径为：r1=l－AD=l－当小球落到D点正下方时，绳受到的最大拉力为F，此时小球的速度v1，由牛顿第二定律有：F－mg=

结合F≤9mg

由机械能守恒定律得：mg(+r1)=mv12由上式联立解得：x1≤

随着x的减小，即钉子左移，绕钉子做圆周运动的半径越来越大．转至最高点的临界速度也越来越大，但根据机械能守恒定律，半径r越大，转至最高点的瞬时速度越小，当这个瞬时速度小于临界速度时，小球就不能到达圆的最高点了．设钉子在G点小球刚能绕钉做圆周运动到达圆的最高点，设EG=x2，则：AG=

r2=l－AG=l－

在最高点：mg≤

由机械能守恒定律得：mg(—r2)=mv22

联立得：x2≥

钉子位置在水平线EF上距E点距离的取值范围是：≤x≤

17.一半径R=0.6m的金属圆筒有一圈细窄缝，形状如图所示。圆筒右侧与一个垂直纸面向里的有界匀强磁场相切于P，圆筒接地，圆心O处接正极，正极与圆筒之间的电场类似于正点电荷的电场，正极与圆筒之间电势差U可调。正极附近放有一粒子源（粒子源与正极O间距离忽略不计）能沿纸面向四周释放比荷q/m=1.5×l05C/kg的带正电粒子（粒子的初速度、重力均不计）。带电粒子经电场加速后从缝中射出进入磁场，已知磁场宽度d=0.4m，磁感应强度B=0.25T。（1）若U=750V，求：①粒子达到细缝处的速度；②若有一粒子在磁场中运动的时间最短，求此粒子飞出磁场时与右边界的夹角大小。（2）只要电势差U在合适的范围内变化，总有从向沿某一方向射出粒子经过磁场后又回到O处，求电势差U合适的范围。参考答案：解：（1）①若U=750V，粒子经电场得

（2分）（1分）②粒子在磁场中做匀速圆周运动得（2分）

（1分）粒子在磁场中运动轨迹对应的弦长L=d=0.4m时运动的时间最短，（2分）

则粒子飞出磁场时与右边界的夹角大小

（2分）（2）粒子射入磁场后与右边界相切时，正极与圆筒之间电势差最大为，由几何关系得

得

， （1分）粒子在磁场中

（2分）

（1分）粒子经电场中

（2分）

（1分