2022年黑龙江省绥化市新胜中学高三物理下学期期末试卷含解析

2022年黑龙江省绥化市新胜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.演示位移传感器的工作原理如图7甲所示，物体M在导轨上平移时，带动滑动变阻器的金属杆P，通过理想电压表显示的数据来反映物体的位移x。设电源电动势为E，内阻不计，滑动变阻器的长度为L，物体M以O为平衡位置做简谐运动（取向右为正方向），振幅为L/2，物体经过O时P恰好位于滑动变阻器的中点，图7乙是电压表的示数U随时间t的变化图象。关于t1时刻物体M的运动情况，下列说法正确的是A.物体M具有正方向的最大速度B.物体M的速度为负方向且正在减小C.物体M的加速度为零D.物体M的加速度为负方向且正在增大参考答案：AC2.如图所示是正点电荷周围的一条电场线，电场线上A、B两点的电场强度分别为EA、EB，电势分别为φA、φB。下列判断中正确的是A．EA>EB,φA>φB

B．EA<EB,φA<φBC．EA>EB,φA<φB

D．EA=EB,φA=φB参考答案：A3.甲、乙两物体从同一点开始做直线运动，其v－t图像如图1

所示，下列判断正确的是

A．在ta时刻两物体速度大小相等，方向相反B．在ta时刻两物体加速度大小相等，方向相反C．在ta时刻之前，乙物体在甲物体前，并且两物体间距离越来越大D．在ta时刻之后，甲物体在乙物体前，并且两物体间距离越来越大参考答案：BC4.（多选）如图所示，小球用细绳悬挂于O点，在O点正下方有一固定的钉子C，把小球拉到水平位置后无初速释放，当细线转到竖直位置时有一定大小的速度，与钉子C相碰的前后瞬间（）A．小球的线速度变大B．小球的向心加速度不变C．小球的向心加速度突然增大D．绳中张力突然增大参考答案：考点：向心力；牛顿第二定律．专题：压轴题；牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：由机械能守恒可知小球到达最低点的速度，小球碰到钉子后仍做圆周运动，由向心力公式可得出绳子的拉力与小球转动半径的关系；由圆周运动的性质可知其线速度、角速度及向心加速度的大小关系．解答：解：A、小球摆下后由机械能守恒可知，mgh=mv2，因小球下降的高度相同，故小球到达最低点时的速度相同，故小球的线速度不变，故A错误；BC、小球的向心加速度a=，R＜L，故小球的向心加速度增大，故B错误，C正确；D、设钉子到球的距离为R，则F﹣mg=m故绳子的拉力F=mg+m因R小于L，故有钉子时，绳子上的拉力变大，故D正确；故选CD．点评：本题中要注意细绳碰到钉子前后转动半径的变化，再由向心力公式分析绳子上的拉力变化．5.（单选）两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点，两电荷连线上各点电势φ随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则（D

）

A．N点的电场强度大小为零

B．A点的电场强度大小为零C．NC间场强方向向x轴正方向

D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.在河面上方20m的岸上有人用长绳栓住一条小船，开始时绳与水面的夹角为．人以恒定的速率v＝3m/s拉绳，使小船靠岸，那么s后小船前进了_________m，此时小船的速率为_____m/s．参考答案：19.6；5

7.如图所示，连通器的三支管水银面处于同一高度，A、B管上端封闭，C管上端开口，今在C管中加入一定量的水银，且保持温度不变，则稳定后A管内的水银柱高度____（选填“大于”、“等于”或“小于”）B管内水银柱高度，A管内气体压强改变量____

（选填“大于”、“等于”或“小于”）B管内气体压强改变量。参考答案：8.质量为30㎏的小孩推着质量为10㎏的冰车，在水平冰面上以2m/s的速度滑行．不计冰面摩擦，若小孩突然以5m/s的速度(对地)将冰车推出后，小孩的速度变为_______m/s，这一过程中小孩对冰车所做的功为______J．参考答案：1.01059.一行星绕某恒星做圆周运动。由天文观测可得其运行的周期为T、线速度的大小为v，已知引力常量为G，则行星运动的轨道半径为__________，恒星的质量为__________。参考答案：，10.发生衰变有多种可能性。其中的一种可能是，先衰变成，再经一次衰变变成（X代表某种元素），或再经一次衰变变成和最后都衰变成，衰变路径如图所示，则由图可知：①②③④四个过程中

是α衰变；

是β衰变。参考答案：②③，①④②③放出的粒子质量数减少4，是α衰变；①④放出的粒子质量数不变，是β衰变。11.若一定质量的理想气体对外做了3000J的功，其内能增加了500J，表明该过程中，气体应________(填“吸收”或“放出”)热量________J.

参考答案：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.（3分）如图所示，在光滑的水平支撑面上，有A、B两个小球。A球动量为10kg·m/s，B球动量为12kg·m/s。A球追上B球并相碰，碰撞后，A球动量变为8kg·m/s，方向没变，则A、B两球质量的比值为

。

参考答案：

答案：三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.将下图中的电磁铁连入你设计的电路中（在方框内完成），要求：A．电路能改变电磁铁磁性的强弱；B．使小磁针静止时如图所示。参考答案：（图略）要求画出电源和滑动变阻器，注意电源的正负极。15.（简答）光滑的长轨道形状如图所示，下部为半圆形，半径为R，固定在竖直平面内．质量分别为m、2m的两小环A、B用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上，A环距轨道底部高为2R．现将A、B两环从图示位置静止释放．重力加速度为g．求：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，求运动过程中A环距轨道底部的最大高度．参考答案：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．解：（1）A、B都进入圆轨道后，两环具有相同角速度，则两环速度大小一定相等，对系统，由机械能守恒定律得：mg?2R+2mg?R=（m+2m）v2，解得：v=；（2）运动过程中A环距轨道最低点的最大高度为h1，如图所示，整体机械能守恒：mg?2R+2mg?3R=2mg（h﹣R）+mgh，解得：h=R；（3）若将杆长换成2R，A环离开底部的最大高度为h2．如图所示．整体机械能守恒：mg?2R+2mg（2R+2R）=mgh′+2mg（h′+2R），解得：h′=R；答：（1）A环到达轨道底部时，两环速度大小为；（2）运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R；（3）若仅将轻杆长度增大为2R，其他条件不变，运动过程中A环距轨道底部的最大高度为R．四、计算题：本题共3小题，共计47分16.在波的传播方向上，有相距1.05m的两质点a、b，当a达正的最大位移时，b恰好在平衡位置．已知a、b间的距离小于一个波长，波的频率为200Hz，求波传播的速度．参考答案：考点：横波的图象；波长、频率和波速的关系．专题：振动图像与波动图像专题．分析：已知当a达到最大位移时，b恰好在平衡位置，结合波形分析ab间距离与波长的关系，结合a、b间的距离小于一个波长，求出波长，再求解波速．解：解：由题意知，a、b两质点平衡位置间的距离与波长λ的关系有两种可能：若a、b两位置如图

则λ=4l=4.2m波速v=λf=4.2×200m/s=840m/s若a、b两位置如图

则=λ所以λ==1.4m波速v=λf=1.4×200m/s=280m/s．答：波传播的速度为840m/s或280m/s点评：根据两个质点的状态，结合波形，得到波长的通项是常用的思路，考查运用数学知识解决物理问题的能力．17.如图甲所示，两平行金属板AB间接有如图乙所示的电压，两板间的电场可看作匀强电场，且两板外无电场，板长L=0.8m，板间距离d=0.6m．在金属板右侧有一磁感应强度B=2.0×10﹣2T，方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁场宽度为l1=0.12m，磁场足够长．MN为一竖直放置的足够大的荧光屏，荧光屏距磁场右边界的距离为l2=0.08m，MN及磁场边界均与AB两板中线OO′垂直．现有带正电的粒子流由金属板左侧沿中线OO′连续射入电场中．已知每个粒子的速度v0=4.0×105m/s，比荷=1.0×108C/kg，重力忽略不计，每个粒子通过电场区域的时间极短，电场可视为恒定不变．（1）求t=0时刻进入电场的粒子打到荧光屏上时偏离O′点的距离；（2）若粒子恰好能从金属板边缘离开，求此时两极板上的电压；（3）试求能离开电场的粒子的最大速度，并通过计算判断该粒子能否打在右侧的荧光屏上？如果能打在荧光屏上，试求打在何处．参考答案：考点：带电粒子在匀强磁场中的运动；牛顿第二定律；向心力．专题：带电粒子在磁场中的运动专题．分析：（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，应用牛顿第二定律求出粒子轨道半径，然后求出粒子的偏移量；（2）粒子在电场中做类平抛运动，应用类平抛运动规律与动能定理可以求出电势差；（3）粒子在电场中做类平抛运动，在磁场中做匀速圆周运动，应用类平抛运动规律与牛顿第二定律分析答题．解答：解：（1）t=0时进入电场的粒子匀速通过电场，进入磁场后做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qv0B=m，代入数据解得：R1=0.2m，粒子运动轨迹如图所示：由几何知识可得：sinθ===0.6，粒子在磁场中偏移的距离：y1=R1﹣R1cosθ，代入数据解得：y1=0.04m，粒子出磁场后做匀速直线运动，y2=l2tan，代入数据解得：y2=0.06m，粒子打到荧光屏上时偏离O′的距离为：y=y1+y2=0.10m；（2）设两板间电压为U1时，带电粒子刚好从极板边缘射出电场，d=at2，q=ma，L=v0t，解得：U1=900V，（3）由动能定理得：q=mv12﹣mv02，代入数据解得：v1=5×105m/s，粒子在电场中的偏向角α，cosα===0.8，粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qv1B=m，代入数据解得：R2=0.25m，R2﹣R2sinα=0.25﹣0.25×=0.1m＜l1=0.12m，该粒子不能从磁场偏出打在荧光屏上；答：（1）t=0时刻进入电场的粒子打到荧光屏上时偏离O′点的距离为0.10m；（2）若粒子恰好能从金属板边缘离开，此时两极板上的电压为900V；（3）能离开电场的粒子的最大速度为5×105m/s，该粒子不能打在右侧的荧光屏上．点评：本题考查了粒子在电场与磁场中的运动，分析清楚粒子运动过程是正确解题的前提与关键，应用动能定理、类平抛运动规律、牛顿第二定律即可正确解题．18.如图，A、B是两块竖直放置的平行金属板，相距为2L，两板间有场强为E的匀强电场．A板上有一小孔（忽略它对两板间电场分布的影响），C、D为水平光滑绝缘轨道．轨道C端有一固定挡板，长为L的轻弹簧左端固定在挡板上，右端固定一块轻小的绝缘薄板Q．一个质量为m，电荷量为q（q＞0）的小球，在电场力作用下由静止开始从两板间的中点P向左运动，穿过小孔后（不与金属板A接触）与薄板Q一起压缩弹簧．小球从接触Q开始，经历一段时间把弹簧压缩至最短，然后又被弹簧弹回．由于薄板Q的绝缘性能有所欠缺，使得小球每次离开Q瞬间，它的电荷量变成刚与Q接触时电荷量的k倍（k＜1）．不计机械能损失．（1）求弹簧第一次被压缩到最左边时的弹性势能；（2）设小球第n次离开Q向右运动（最远处没有到达B板），速度由v减为零所需时间为tn