河北省武邑中学2022届高三物理上学期第四次调研考试试题

河北武邑中学2022-2022学年上学期高三年级第四次调研物理试卷本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。试卷共8页，共110分。考试时间110分钟。第Ⅰ卷（选择题共60分）注意事项：1.答卷Ⅰ前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目用铅笔填写在答题卡上。2.答卷Ⅰ时，每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。一、选择题（每小题4分，共60分。下列每小题所给选项至少有一项符合题意，请将正确答案的序号填涂在答题卡上，全部选对的得4分，有漏选的得2分，有错选的得0分）1.图中给出了四个电场的电场线，则每一幅图中在M、N处电场强度相同的是（　　）2.2．已知某物体做直线运动，下列说法正确的是A．物体速度为零，加速度一定为零B．物体加速度增大，速度一定增大C．物体速度变化越快，加速度一定越大θD．物体受到的合力越大，速度一定越大3．如图所示，质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上，用水平向左的力F拉着绳的中点O，使AO与竖直方向的夹角为θ，物体处于平衡状态，则拉力F的大小为A．B．C．D．4、光滑水平面上，小球A以速率v运动时，和静止的小球B发生碰撞，碰后A以的速率弹回，而B球以的速率向前运动，则A、B两球的质量之比为()-12-A．2：3B．2：9C．3：2D．9：25、如图所示，在加速上升的电梯中，小明站在一个台秤上.下列说法正确的是()A.人对秤的压力与秤对人的支持力是一对平衡力B.秤对人的支持力与人的重力是一对平衡力C.秤对人的支持力等于人对秤的压力D.人处于失重状态6.2022年“蛟龙”再探深海，前往太平洋、印度洋执行实验性应用航次。假设深海探测器在执行下潜任务中，探测器最后达到某一恒定的收尾速度。若探测器质量为m，由于重力作用下潜，探测器的收尾速度为v，探测器受到恒定的浮力F，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.探测器达到收尾速度后，合力为向下B.探测器达到收尾速度后，探测器受到的水的阻力为mg-FC.探测器达到收尾速度前，受到的合力可能为零D.无论是达到收尾速度前，还是达到收尾速度后，探测器受到的合力都不能是零7、在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动的三颗卫星、、,它们的轨道半径分别为、、,且,其中为同步卫星,若三颗卫星在运动过程中受到的向心力大小相等,则(  ) A.相同的时间内,通过的路程最大 B.三颗卫星中,的质量最大 C.三颗卫星中,的速度最大 D.绕地球运动的周期小于24小时8、利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是（  ）。A:地球的半径及重力加速度（不考虑地球自转）B:人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C:月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D:地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离图89.如图8所示，物体A、B的质量分别为m和2m-12-,之间用轻弹簧连接，放在光滑的水平面上，物体A紧靠竖直墙，现在用力向左推B使弹簧压缩，然后由静止释放，则A.从撤去推力到A离开竖直墙之前，A、B和弹簧组成的系统动量不守恒，机械能守恒B.从撤去推力到A离开竖直墙之前，A、B和弹簧组成的系统动量守恒，机械能不守恒C．弹簧第二次恢复为原长时，A、B两物体的速度方向一定相同D．弹簧第一次、第二次压缩最短时弹性势能之比为3：1vv0图910.如图9所示，水平传送带能以恒定的速率v运行。现使一个可视为质点的物体，沿与水平传送带等高的光滑水平面以初速度v0从传送带左端滑上传送带，物体最终可能从传送带右端抛出，或从左端滑回光滑水平面，在此过程中，下列说法正确的是A.传送带顺时针转动时，物体一定从右端抛出B.传送带逆时针转动时，物体一定从左端滑回光滑水平面C．传送带顺时针转动和逆时针转动，对物体做的功可能相同D．传送带顺时针转动和逆时针转动，物体与传送带因摩擦产生的内能可能相同11.如图所示，将一物体从地球表面的A处移到B处，万有引力做功为W1；将该物体从B处移到无穷远处，万有引力做功为W2。取无穷远处引力势能为零，则该物体在A处具有的引力势能可表示为A．W1-W2B．W2-W1C．W1+W2D．-W1-W212.(多选)如图所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道AB的下端与半径R=1.0m的光滑圆弧轨道BCD相切于B点，C是圆弧轨道最低点，圆心角，D与圆心O等高。现有一个质量m=0.2kg可视为质点的小物体.从D点的正上方E点处自由下落.DE距离h=1.6m，小物体与斜面AB之间的动摩擦因数，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是A.小物体第一次通过C点时轨道对物体的支持力大小为12.4NB.要使小物体不从斜面顶端飞出，斜面的长度至少为2.4m-12-C.若斜面足够长，小物体最终可以停在最低点CD.若斜面足够长，小物体最终在圆弧底端往复运动13.如图所示，在O点固定一点电荷Q，一带电粒子P从很远处以初速度v0射入电场，MN为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹。虚线是以O为中心，R1、R2、R3为半径画出的三个圆，且R2-R1=R3-R2，a，b，c为轨迹MN与三个圆的3个交点，则下列判断正确的是（）A．P、Q两电荷可能为同种电荷，也可能异种电荷B．a点电势一定高于b点电势C．P在a点的电势能小于在c点的电势能D．P由a点到b点的动能变化的绝对值大于由a点到c点的动能变化的绝对值14.如图所示，飞船在圆轨道Ⅰ上绕地球运行，在A点经过第一次变轨后在椭圆轨道Ⅱ上运行，在近地点B处进行第二次变轨，进入近地地圆轨道Ⅲ运行，下列说法正确的是（　　）A．飞船在轨道Ⅰ上运行经过A点时的速率大于在轨道Ⅱ上运行经过A点时的速率B．飞船在轨道I上运行经过A点时的加速度大于在轨道Ⅱ上运行经过A点时的加速度C．飞船在轨道Ⅲ上运行时飞船里的宇航员处于超重状态D．飞船在轨道Ⅲ上运行经过B点时的机械能大于在轨道Ⅱ上运行经过B点时的机械能15.在光滑水平面上,a、b两小球沿同一直线都以初速度大小v0做相向运动,a、b两小球的质量分别为ma和mb,当两小球间距小于或等于L时,两小球受到大小相等、方向相反的相互排斥的恒力作用；当两小球间距大于L-12-时,相互间的排斥力为零,小球在相互作用区间运动时始终未接触,两小球运动时速度v随时间t的变化关系图象如图所示,下列说法中正确的是（　　）A.在t1时刻两小球间距最小B.在t2时刻两小球的速度相同,且大小为C.在0t3时间内,b小球所受排斥力方向始终与运动方向相同D.在0t3时间内,排斥力对a、b两小球的冲量大小相等第Ⅱ卷(共50分)注意事项:1.答卷Ⅱ前考生务必将自己的姓名、班级、考号填在答题卡上规定的地方。2.答卷Ⅱ时用兰黑色钢笔或圆珠笔直接填写在答卷纸规定的地方。二、填空题(共13分)16.为了“探究动能改变与合外力做功”的关系，某同学设计了如下实验方案：第一步：把带有定滑轮的木板（有滑轮的）一端垫起，把质量为M的滑块通过细绳跨过定滑轮与质量为m的重锤相连，重锤后连一穿过打点计时器的纸带，调整木板倾角，直到轻推滑块后，滑块沿木板向下匀速运动，如图甲所示．第二步：保持长木板的倾角不变，将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处，取下细绳和重锤，将滑块与纸带相连，使纸带穿过打点计时器，然后接通电源，释放滑块，使之从静止开始向下加速运动，打出纸带，如图乙所示．打出的纸带如图丙所示．-12-请回答下列问题：（1）已知O、A、B、C、D、E、F相邻计数点间的时间间隔为△t，根据纸带求滑块速度，打点计时器打B点时滑块速度vB=　　．（2）已知重锤质量为m，当地的重力加速度为g，要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块　　（写出物理量名称及符号，只写一个物理量），合外力对滑块做功的表达式W合=　　．（3）算出滑块运动OA、OB、OC、OD、OE段合外力对滑块所做的功W以及在A、B、C、D、E各点的速度v，以v2为纵轴、W为横轴建立坐标系，描点作出v2﹣W图象，可知该图象是一条　　，根据图象还可求得　　．三、计算题θF图1317.(8分)如图13所示，一个质量m＝4kg的小物块放在水平地面上。对小物块施加一个F=10N的恒定拉力，使小物块做初速度为零的匀加速直线运动，拉力与水平方向的夹角θ=37°，小物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.20，已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求：（1）小物块运动过程中所受滑动摩擦力的大小；（2）小物块运动过程中加速度的大小；（3）小物块运动4.0s位移的大小。-12-18.(8分)如图所示,可视为质点的两个小球通过长度L=6m的轻绳连接,甲球的质量为m1=0.2kg,乙球的质量为m2=0.1kg。将两球从距地面某一高度的同一位置先后释放,甲球释放t=1s后再释放乙球,绳子伸直后即刻绷断(细绳绷断的时间极短,绷断过程小球的位移可忽略),此后两球又下落t=1.2s同时落地。可认为两球始终在同一竖直线上运动,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2。(1)从释放乙球到绳子绷直的时间t0；(2)绳子绷断的过程中合外力对甲球的冲量大小。19.(8分)汽车发动机的功率为60kW，汽车的质量为4t，当它行驶在坡度为0.02的长直公路上时，所受阻力为车重的0.1倍（g取10m/s2）。问：（1）汽车所能达到的最大速度vmax多大？（2）若汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度作匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？（3）当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少？（4）在10s末汽车的即时功率为多大？20.(13分)如图1所示，一光滑杆固定在底座上，构成支架，放置在水平地面上，光滑杆沿竖直方向，一轻弹簧套在光滑杆上。一圆环套在杆上，圆环从距弹簧上端H处由静止释放，接触弹簧后，将弹簧压缩，弹簧的形变始终在弹性限度内。已知圆环的质量为m，支架的质量为3m，弹簧的劲度系数为k，重力加速度为g，不计空气阻力。取圆环刚接触弹簧时的位置为坐标原点O，竖直向下为正方向，建立x轴。（1）在圆环压缩弹簧的过程中，圆环所受合力为F，请在图2中画出F随x变化的示意图；（2）借助F-x图像可以确定合力做功的规律，在此基础上，求圆环在下落过程中最大速度vm的大小。（3）试论证当圆环运动到最低点时，底座对地面的压力FN>5mg。F图2图1-12--12-高三年级第四次调研物理答案C2.C3.B4.B5.C6.B7.C8.D9.ACD10.ACDD11.C12.ABD13.CD14.A15.BD16.【分析】（1）用平均速度代替瞬时速度去求解A、B点的速度；（2）合外力为重物的重力，要求出外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块的位移x，根据W=Fx即可求解．（3）根据做功公式求出W与v2的关系式即可求解．【解答】解：（1）由打出的纸带可知B点的速度为vB=或vB=；（2）由做功定义式可知还需要知道滑块下滑的位移x，由动能定理可知W合=△Ek，即mgx=△Ek；（3）合外力做的功为W=mgx=即：，v2﹣W图象应该为一条过原点的直线，设图象的斜率为k，则，得滑块质量，还可以求得滑块的质量M．故答案为：（1）或（2）下滑的位移x　mgx（3）过原点的倾斜直线　滑块的质量M17.（1）设小物块受地面的支持力为N，在竖直方向上合力为零，因此有N=mg-Fsin37º=34N滑动摩擦力的大小f=μN=6.8N（3分）（2）设小物块的加速度大小为a，根据牛顿第二定律有Fcos37º-f=ma解得a=0.3m/s2（3分）（3）小物块运动4.0s所通过的位移大小s==2.4m（2分）18.解(1)细绳伸直时甲球的位移为-12-乙球的位移为因为解得(2)细绳伸直时甲乙的速度分别是设细绳绷断瞬间甲乙球的速度分别为继续下落至落地时有又在细绳绷断的极短时间内两球动量守恒,则有解得设细绳绷断过程中绳对甲球拉力的冲量大小为I由动量定理得19.解析：（1）加速度为0时，速度最大，有F=f+0.02mg，P=Fvm=(f+0.02mg)vm，解得vm==m/s=12.5m/s。（1）设0.6m/s2加速度运动的最大速度设为v′，则P=Fv′，由牛顿第二定律得-f-0.02mg=ma，解得v′==m/s。此过程能维持时间t=≈14s。（2）汽车做的功W=Fs=×at2=7200××0.6×142=4.2×105J。（3）10s＜14s，故10s末汽车做匀加速直线运动，有v=at=0.6×10m/s=6m/s。F=ma+f+0.02mg=7200N，P′=Fv=7200×6W=43200W。答案：（1）汽车所能达到的最大速度vmax为12.5m/s；（2）若汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度作匀加速直线运动，则此过程能维持14s；（3）当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功为4.2×105J；（4）在10s末汽车的即时功率为43200W。20.解：（1）在圆环压缩弹簧的过程中，F随x变化的示意图如图1。（3分）-12-图1（2）在图2中，A点对应于圆环刚接触弹簧的位置，B点对应于圆环速度最大的位置。设圆环速度最大时弹簧的形变量为x，根据牛顿第二定律有：在A到B对应的过程中，根据F-x图线与x轴围成的面积可求得圆环所受合力做的功：从圆环开始下落到圆环速度达到最大的过程中，根据动能定理有：所以：（4分）（3）在图2中，C点对应于圆环运动到的最低点，此时圆环速度为零，弹簧的弹力最大（设为Nm），底座对地面的压力FN最大。设在B到C对应的过程中，圆环所受合力做的功为W2。根据动能定理，在A到B对应的过程中有：在B到C对应的过程中有：又因为：，所以：结合图2可知，，即设地面对底座的支持力大小为F。取底座为研究对象，根据牛顿第二定律有：-12-所以：根据牛顿第三定律，底座对地面的压力大小，所以：（5分）-12-