河北省衡水第二中学2022届高三物理上学期期中试题

衡水市第二中学2022-2022学年上学期期中考试高三年级物理试题一、选择题（本题共13个小题，每小题4分，共52分。其中1-8为单选，9-13为多选）1．许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献，也创造出了许多物理学方法．以下关于物理学史和所用物理学方法的叙述中错误的是（）A．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加之和代表物体的位移，这里采用了微元法B．牛顿进行了“月—地检验”，得出天上和地下的物体都遵从万有引力定律的结论C．由于牛顿在万有引力定律方面的杰出成就，所以被称为能“称量地球质量”的人D．根据速度定义式，当非常非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法2．如图所示，两条曲线为汽车a、b在同一条平直公路上的v-t图像，已知在t2时刻，两车相遇，下列说法正确的是A．在t1～t2时间内，a车加速度先增大后减小B．在t1～t2时间内，a车的位移比b车的小C．t2时刻可能是b车追上a车D．t1时刻前的某一时刻两车可能相遇3．如图，质量为M、半径为R的半球形物体A放在粗糙水平地面上，通过最高点处的钉子用水平轻质细线拉住一质量为m、半径为r的光滑球B，重力加速度为g。则（）A．A对地面的摩擦力方向向左B．B对A的压力大小为C．细线对小球的拉力大小为D．若剪断绳子（A不动）,则此瞬时球B加速度大小为4．11\n有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则下面叙述中不正确的是()A．a的向心加速度等于重力加速度gB．在相同时间内b转过的弧长最长C．c在4小时内转过的圆心角是D．d的运动周期有可能是28小时5．如图所示，从水平地面上同一位置先后抛出的两小球A、B，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同。不计空气阻力。则A．B的飞行时间比A的短B．B与A在空中可能相遇C．A、B在最高点重力的瞬时功率相等D．B落地时的动能小于A落地时的动能6．如图所示，在竖直向上的匀强电场中，从倾角为的斜面上的M点水平抛出一个带负电小球，小球的初速度为，最后小球落在斜面上的N点。在已知、和小球所受的电场力大小F及重力加速度g的条件下，不计空气阻力，则下列的判断正确的是（）A.由图可知小球所受的重力大小一定大于电场力B.可求出小球落到N点时重力的功率C.可求出小球落到N点时速度的大小和方向D.可求出小球从M点到N点的过程中电势能的变化量7．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上有一轻质弹簧，其一端固定在斜面下端的挡板上，另一端与质量为m的物体接触(未连接)，物体静止时弹簧被压缩了x0.现用力F缓慢沿斜面向下推动物体，使弹簧在弹性限度内再被压缩2x0后保持物体静止，然后撤去F，物体沿斜面向上运动的最大距离为4.5x0，则在撤去F后到物体上升到最高点的过程中(　　)11\nA．物体的机械能守恒B．弹簧弹力对物体做功的功率一直增大C．弹簧弹力对物体做的功为4.5mgx0sinθD．物体从开始运动到速度最大的过程中重力做的功为2mgx0sinθ8．如图所示，光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型，最低点B处的入、出口靠近但相互错开，C是半径为R的圆形轨道的最高点，BD部分水平，末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接，传送带以恒定速度v逆时针转动，现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放，滑块能通过C点后再经D点滑上传送带，则（）A．固定位置A到B点的竖直高度可能为2RB．滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关C．滑块不可能重新回到出发点A处D．传送带速度v越大，滑块与传送带摩擦产生的热量越多9．如图所示，小木块a、b和c(可视为质点)放在水平圆盘上，a、b两个质量均为m，c的质量为m/2，a与转轴OO′的距离为L，b、c与转轴OO′的距离为2L且均处于水平圆盘的边缘.木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法正确的是()A．b、c所受的摩擦力始终相等，故同时从水平圆盘上滑落B．当a、b和c均未相对圆盘滑动时，a、c所受摩擦力的大小相等C．b和c均未相对圆盘滑动时，它们的线速度相同D．b开始相对圆盘滑动时的转速是10．一物体静止在水平地面上，在竖直向上的拉力F的作用下开始向上运动，如图甲所示．在物体运动过程中，空气阻力不计，其机械能E与位移x的关系图象如图乙所示，其中曲线上点A处的切线的斜率最大．则(　　)11\nA．在0～x1过程中物体所受拉力是变力，且x1处所受拉力最大B．在x1处物体的速度最大C．在x1～x3过程中，物体的动能先增大后减小D．在0～x2过程中，物体的加速度先增大后减小11．质量为m的汽车在平直的路面上启动，启动过程的速度—时间图象如图所示，其中OA段为直线，AB段为曲线，B点后为平行于横轴的直线．已知从t1时刻开始汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力的大小恒为Ff，以下说法正确的是(　　)A．0～t1时间内，汽车牵引力的数值为m+FfB．t1～t2时间内，汽车的功率等于(m＋Ff)v2C．t1～t2时间内，汽车的平均速率小于D．汽车运动的最大速率v2＝(＋1)v112．如图所示，粗糙水平桌面AM的右侧连接有一竖直放置、半径R=0．3m的光滑半圆轨道MNP，桌面与轨道相切于M点．在水平半径ON的下方空间有水平向右的匀强电场，现从A点由静止释放一个质量m=0．4kg、电荷量为q的带正电的绝缘物块，物块沿桌面运动并由M点进入半圆轨道，并恰好以最小速度通过轨道的最高点P．已知物块与水平桌面间的动摩擦因数为0．55，电场强度，取g=10m/s2，则（）A．物块经过M点时的速率为B．物块经过N时对轨道的压力为C．物块由M向P运动的过程中速率逐渐减小D．AM的长度为1m13．如图所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方的P点，固定一电荷量为＋Q的点电荷．一质量为m、带电荷量为＋q的物块(可视为质点的检验电荷)，从轨道上的A点以初速度v0沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为v.已知点电荷产生的电场在A点的电势为φ(取无穷远处电势为零)，P到物块的重心竖直距离为h，P、A连线与水平轨道的夹角为60°，k为静电常数，下列说法正确的是11\nA．物块在A点的电势能EPA=＋qφB．物块在A点时受到轨道的支持力大小为C．点电荷＋Q产生的电场在B点的电场强度大小D．点电荷＋Q产生的电场在B点的电势二、实验题（本题共11分）14．某同学利用以下器材测量电源电动势、内阻和定值电阻的阻值．待测电源(电动势约3V，内阻约1Ω)一个阻值未知的电阻电压表两块(内阻很大，量程3V)电流表(内阻约为5Ω，量程0.6A)滑动变阻器A(0～30Ω，3A)滑动变阻器B(0～200Ω，0.2A)电键一个，导线若干该同学设计了如图甲的电路，用U1、U2、I分别表示电表V1、V2、A的读数．将滑动变阻器的滑片移到不同位置时，得到下表所示数据：根据题中所给信息回答下列问题：⑴滑动变阻器应选择(选填器材代号“A”或“B”)；⑵根据甲图用笔画线代替导线把乙图中的实物图补充完整；11\n⑶该同学根据表中数据在图丙中已经画出了U3-I(U3＝U1－U2)图线，请你在图中画出U2-I图线；⑷根据图线，求出电源电动势E＝V，内阻r＝Ω，定值电阻R0＝Ω．三、计算题（本题共4小题，共46分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤）15．（10分）一个带正电的小物体，,放在绝缘的水平地面上，图甲中，空间若加上水平方向的变化电场，其加速度随电场力变化图像为图乙所示。现从静止开始计时，改用图丙中周期性变化的水平电场作用(g取10m/s2)。求：E/×106NC-1⑴物体的质量及物体与地面间的动摩擦因数；⑵在图丙所示周期性变化的水平电场作用下，物体一个周期内的位移大小；⑶在图丙所示周期性变化的水平电场作用下，23s内电场力对物体所做的功。16．（12分）如图所示，电源电动势为E，内阻r=2Ω，定值电阻R2=40Ω，右端连接间距d=0.04m、板长L=10cm的两水平放置的平行金属板，板间电场视为匀强电场。闭合开关，将质量为m=1.6×10-6kg、带电量q=3.2×10-8C的微粒以初速度v0=0.5m/s沿两板中线水平射入板间。当滑动变阻器接入电路的阻值为15Ω时，微粒恰好沿中线匀速运动，通过电动机的电流为0.5A。已知电动机内阻R1=2Ω，取g=10m/s2。试问：（1）电源电动势为E多大？（2）在上述条件下，电动机的输出功率和电源的输出功率？（3）为使微粒不打在金属板上，R2两端的电压应满足什么条件？11\n17．（12分）在如图所示的竖直平面内，有一固定在水平地面的光滑平台。平台右端B与静止的水平传送带平滑相接，传送带长L=3m.有一个质量为m=0.5kg，带电量为q=+10-3C的滑块，放在水平平台上。平台上有一根轻质弹簧左端固定，右端与滑块接触但不连接。现用滑块缓慢向左移动压缩弹簧，且弹簧始终在弹性限度内。在弹簧处于压缩状态时，若将滑块静止释放，滑块最后恰能到达传送带右端C点。已知滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.20(g取10m/s2)求：(1)滑块到达B点时的速度vB，及弹簧储存的最大弹性势能EP；(2)若传送带以1.5m/s的速度沿顺时针方向匀速转动，释放滑块的同时，在BC之间加水平向右的匀强电场E=5×102N/C。滑块从B运动到C的过程中，摩擦力对它做的功。（3）若两轮半径均为r＝0.4m，传送带顺时针匀速转动的角速度为ω0时，撤去弹簧及所加电场，让滑块从B点以4m/s速度滑上传送带，恰好能由C点水平飞出传送带．求ω0的大小以及这一过程中滑块与传送带间产生的内能．选考题：共13分。请考生从以下给出的2道物理题中任选一题做答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目号后的方框涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，在答题卡选答区域指定位置答题。如果多做，则每学科按所做的第一个题目计分。18．（1）(4分)以下说法正确的是A．太阳能真空玻璃管采用镀膜技术增加透射光，这是利用了光的干涉原理B．在受迫振动中，驱动力的频率不一定等于物体的固有频率C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，要在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度D．宇航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，地球上的人观察到飞船上的时钟变快E．液晶显示器应用光的偏振制成（2）（9分）在一列沿水平直线传播的简谐横波上有相距4m的A、B两点,如图(甲)、(乙)分别是A、B两质点的振动图像，已知该波波长大于2m，求这列波可能的波速.11\n19．（1）(4分)在下列关于近代物理知识的说法中，正确的是A．玻尔理论可以成功解释氢原子的光谱现象B．氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子的能量增大C．射线为原子的核外电子电离后形成的电子流D．铀元素的半衰期为T，当温度发生变化时，铀元素的半衰期也发生变化E．查德威克发现了中子，其核反应方程为：(2)（9分）如图所示，有一内表面光滑的金属盒，底面长为L=1.2m，质量为m1=1kg，放在水平面上，与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2，在盒内最右端放一半径为r=0.1m的光滑金属球，质量为m2=1kg，现在盒的左端，给盒一个初速度v=3m/s（盒壁厚度，球与盒发生碰撞的时间和能量损失均忽略不计，g取10m/s2）求：(1)金属盒从开始运动到与球第一次碰撞速度时的速度v1(2)金属盒从开始运动到最后静止所经历的时间?v00I1.2mm11\n高三年级物理答案1-5CDBAC6-10CCDBDAC11-13ADADABD14、【答案】⑴A；⑵见下图；⑶见下图；⑷2.8～3.2，0.9～1.2，4.8～5.5甲乙0I/A123U/V0.10.20.30.40.51215、（10分）解析：⑴物体在水平面上受重力mg、地面的支持力N、水平拉力F和摩擦力f作用，根据牛顿第二定律得：F－μmg＝ma，解得：a＝－μg对照a-F关系图象，可知m＝4kg，μg＝1m/s2，即μ＝0.1（4分）（2）电场变化周期是T=4s0-2s2s末在2-4s内做减速运动，4s末v2=0所以一个周期内物体的位移x=x1+x2=8m（3分）(3)23s内E1作用下位移为6x1E2作用下位移为5x2+3m,因此W1=E1q×6x1=288JW2=--E2q×(5x1+3m)=--92J即23s内电场力做功W=W1+W2=196J（3分）16、（12分）(1)有qU1/d=mgU1=20V滑动变阻器两端电压U2=I总R滑I总=I1+I2=1AUr=I总r=2V电源电动势：E=U1+U2+Ur=37V（3分）(2)P电机==U1I-I12R1=9.5WP电源=I总U=35W（4分）(3)因上极板带正电，故粒子带负电粒子穿过板的时间t==0.2s当粒子刚从下极板穿出时：而：E=联立解得：U=18V同理有：而：E=联立解得：U=22V故R2两端的电压应满足的条件是：18V＜U2＜22V（5分）17、（12分）试题分析：(1)设弹簧储存的最大弹性势能EP，滑块从静止释放至运动到B点，由能量守恒定律知：从B到C，解得：m/s，J（4分）(2)加电场后，由于传，所以滑块刚滑上传送带时就做匀减速直线运动，11\n滑块减速至与传送带共速的时间为=0.5s滑块减速的位移为故滑块之后匀速运动，从B到C，由Wf=--1.9375J（4分,少-号扣一分）(3)滑块恰能在C点水平飞出传送带，则有mg＝mvC2/r解得：vC＝2m/sω0＝vC/rω0＝5rad/s滑块要减速到C点μmg＝ma′块减速时间t＝1s滑块位移x1＝vBt-a′t2=3m传送带距离x2＝vCt=2m内能Q＝μmg(x1－x2)=1J（4分）18、（12分）（1）ABE(2)解析:由振动图像得质点振动周期T=0.4s,若波由A向B传播，B点比A点晚振动的时间Δt=nT+T(n=0,1,2,3,…),所以A、B间的距离为Δs=nλ+错误！未找到引用源。λ(n=0,1,2,3,…),则波长为λ==,因为λ>2m,所以n=0,1,当n=0时,λ1=m,v1===m/s,当n=1时,λ2=错误！未找到引用源。m,v2===错误！未找到引用源。m/s.若波由B向A传播，A点比B点晚振动的时间Δt=nT+T(n=0,1,2,3,…),所以A、B间的距离为Δs=nλ+λ(n=0,1,2,3,…),则波长为λ=λ>2m,所以n=0,1,当n=0时,λ1=16m,v1=40m/s,当n=1时,λ2=错误！未找到引用源。,v2=错误！未找到引用源。m/s.（对一个2分）19、(1)ABE(2)(1)根据动能定理，则从开始运动到左壁与小球相碰有：解得盒与球第一次碰撞速度v1=1m/s（4分）(2)开始运动到与球第一次碰撞：由于小球和盒子发生弹性碰撞，故碰撞完后交换速度，即小球速度为1m/s，盒子速度为零此后小球在盒内：小球与盒子再次相碰后，再次交换速度，盒子速度为1m/s，小球速度为零，则盒子运动的时间t3满足：，解得t3=0.25s所经历的时间为t=t1+t2+t3=1.75s（5分）11\n11