2023-2024学年河北省中学高三物理上学期期末模拟试题

这是一份2023-2024学年河北省中学高三物理上学期期末模拟试题，共16页。试卷主要包含了考生必须保证答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
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、如图所示，绝缘水平地面上固定一个光滑绝缘斜面，斜面与水平面的夹角θ=30°．一根轻质绝缘细线的一端固定在斜面顶端，另一端系有一个带电小球A，细线与斜面平行，且小球A正好静止在斜面中点．在小球A的正下方地面处固定放置一带电小球B，两球相距为d．已知两球的质量均为m、电荷量均为+q，静电力常量为k，重力加速度为g，两球均可视为点电荷．则下列说法不正确的是（ ）
A．两球之间的库仑力F=k
B．当时，斜面对小球A的支持力为
C．当时，细线上拉力为0
D．将小球B移到斜面底面左端C点，当时，斜面对小球A的支持力为0
2、某静电场在x轴上各点的电势φ随坐标x的分布图像如图所示。x轴上A、O、B三点的电势分别为φA、φO、φB，电场强度沿x轴方向的分量大小分别为EAx、EOx、EBx，电子在A、O、B三点的电势能分别为WA、WO、WB。下列判断中正确的是（ ）
A．φO＞φB＞φA
B．EOx＞EBx＞EAx
C．WO＜WB＜WA
D．WO-WA＞WO-WB
3、如图所示，一个内壁光滑、导热性能良好的汽缸竖直吊在天花板上，开口向下，质量与厚度均不计、导热性能良好的活塞横截面积为S=2×10-3m2，与汽缸底部之间封闭了一定质量的理想气体，此时活塞与汽缸底部之间的距离h=24cm，活塞距汽缸口10cm。汽缸所处环境的温度为300K，大气压强p0=1.0×105Pa，取g=10m/s2；现将质量为m=4kg的物块挂在活塞中央位置上，活塞挂上重物后，活塞下移，则稳定后活塞与汽缸底部之间的距离为（ ）
A．25cmB．26cmC．28cmD．30cm
4、如图所示，曲线I是一颗绕地球做圆周运动的卫星P轨道的示意图，其半径为R；曲线Ⅱ是一颗绕地球做椭圆运动的卫星Q轨道的示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是（ ）
A．椭圆轨道的长轴长度为R
B．卫星P在I轨道的速率为，卫星Q在Ⅱ轨道B点的速率为，则
C．卫星P在I轨道的加速度大小为，卫星Q在Ⅱ轨道A点加速度大小为，则
D．卫星P在I轨道上受到的地球引力与卫星Q在Ⅱ轨道上经过两轨道交点时受到的地球引力大小相等
5、已知地球半径约为6400km，地球表面处的重力加速度g取。则对绕地球运动的卫星来说，下列说法正确的是（ ）
A．卫星可以绕地球任意一纬线做圆周运动
B．卫星可以绕地球任意一经线做圆周运动
C．卫星在地球表面的运动速度一定不会大于第一宇宙速度
D．卫星在距地球高度400km的轨道上做圆周运动的周期约为90分钟
6、如图所示，是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置示意图，其中质量为m的圆柱体放置在未画出的光滑圆盘边缘，绳子一端连接小圆柱体，另一端连接力传感器，使圆柱体做匀速圆周运动。圆周运动的轨道半径为r，光电传感器测定的是圆柱体的线速度。关于这个实验下列说法不正确的是（ ）
A．研究向心力与半径的关系时，保持圆柱体线速度和质量一定，应画图像
B．研究向心力与线速度的关系时，保持圆柱体质量和运动半径一定，应画图像
C．研究向心力与质量的关系时，保持圆柱体线速度和运动半径一定，应画图像
D．如能保证两个传感器同步记录，圆筒可以不做匀速圆周运动，同样可以完成该实验目的
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、下列说法中正确的是（ ）
A．分子运动的平均速率可能为零，瞬时速度不可能为零
B．液体与大气相接触时，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引
C．空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示
D．有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体
E.随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小
8、图甲为一列简谐横波在t＝0.10 s时刻的波形图，P是平衡位置在x＝1.0 m处的质点，Q是平衡位置在x＝4.0 m处的质点；图乙为质点Q的振动图象，下列说法正确的是（ ）
A．在t＝0.10 s时，质点Q向y轴正方向运动
B．在t＝0.25 s时，质点P的加速度方向与y轴正方向相同
C．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，该波沿x轴负方向传播了6 m
D．从t＝0.10 s到t＝0.25 s，质点P通过的路程为30 cm
E.质点Q简谐运动的表达式为y＝0.10sin 10πt（国际单位）
9、图甲为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4：1，原线圈接图乙所示的正弦交流电。图中RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。则下列说法正确的是（ ）
A．图乙所示电压的瞬时值表达式为u＝51sin50πt(V)
B．变压器原、副线圈中的电流之比为1：4
C．变压器输入、输出功率之比为1：4
D．RT处温度升高时，电压表示数不变，电流表的示数变大
10、质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如右图所示，绳a与水平方向成θ角，绳b在水平方向且长为l，当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )
A．a绳的张力不可能为零
B．a绳的张力随角速度的增大而增大
C．当角速度，b绳将出现弹力
D．若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化
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）某同学用如图甲所示的装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：轻质弹簧水平放置在光滑水平面上，左端固定，右端与一小球接触而不固连。弹簧处于原长时，小球在A点，向左推小球压缩弹簧至C点，由静止释放。用频闪照相机得到小球从C点到B点的照片如图乙所示。已知频闪照相机频闪时间间隔为T，重力加速度大小为g。回答下列问题：
(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能与小球离开弹簧时的动能相等。为测得，除已知物理量外，至少还需测量下列物理量中的____________（填正确答案标号）。
A．小球的质量m B．C、A间距离
C．C、B间距离 D．A、B间距离
E.弹簧的压缩量 F.弹簧原长
(2)用所选取的测量量和已知量表示，得___________。
(3)由于水平面不是绝对光滑，测得的弹性势能与真实值相比___________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。
12．（12分）某同学做测量金属丝的电阻率的实验。
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲，其直径为_________。
（2）测量该金属丝的电阻率，可供选择的仪器有：
A．电流表A，量程有和两种，内阻均较小；
B．电压表V，量程有和两种，内阻均较大；
C．电源电动势为，内阻较小。
实验中按如图乙所示接好电路，闭合后，把开关拨至a时发现，电压表与电流表的指针偏转都在满偏的处。再把拨至b时发现，电压表指针几乎还在满偏的处，电流表指针则偏转到满偏的处，由此确定正确的位置并进行实验。完成下列问题。
所选电压表的量程为_________V，此时电压测量值为_________V。
所选电流表的量程为_________，此时电流测量值为_________。
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）如图所示，一足够长的水平传送带以速度v= 2m/s匀速运动，质量为m1 = 1kg的小物块P和质量为m2 = 1.5kg的小物块Q由通过定滑轮的轻绳连接，轻绳足够长且不可伸长．某时刻物块P从传送带左端以速度v0 = 4m/s冲上传送带，P与定滑轮间的绳子水平．已知物块P与传送带间的动摩擦因数μ= 0.5，重力加速度为g =10m/s2，不计滑轮的质量与摩擦，整个运动过程中物块Q都没有上升到定滑轮处．求：
(1)物块P刚冲上传送带时的加速度大小；
(2)物块P刚冲上传送带到右方最远处的过程中，PQ系统机械能的改变量；
(3)若传送带以不同的速度v（0 14．（16分）如图所示，一质量m=1.0kg的小球系在竖直平面内长度R=0.50m的轻质不可伸长的细线上，O点距水平地面的高度h=0.95m。让小球从图示水平位置由静止释放，到达最低点的速度v=3.0m/s，此时细线突然断开。取重力加速度g=10m/s2.求：
(1)小球落地点与O点的水平距离x。
(2)小球在摆动过程中，克服阻力所做的功W；
(3)细线断开前瞬间小球对绳子的拉力T。
15．（12分）如图所示，光滑水平面上静止放着长L=2.0m，质量M=3.0kg的木板，一个质量m=1.0kg的小物体(可视为质点)放在离木板右端d=0.40m处，小物体与木板之间的动摩擦因数μ=0.1。现对木板施加F=10.0N水平向右的拉力，使其向右运动。 g取10m/s2.求：
(1)木板刚开始运动时的加速度大小；
(2)从开始拉动木板到小物体脱离木板，拉力做功的大小；
(3)为使小物体能脱离木板，此拉力作用时间最短为多少？
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、C
【解析】
A. 依据库仑定律，则两球之间的库仑力大小为F= k，故A正确；
BC、当时,则有k= mg，
对球受力分析，如图所示：
根据矢量的合成法则，依据三角知识，则斜面对小球A的支持力为N= mg；
T= mg，故B正确，C错误；
D. 当小球B移到斜面底面左端C点，对球受力分析，如图所示：
依据几何关系可知，T与F的夹角为120∘，当时，即有k=mg，根据矢量的合成法则，则有电场力沿垂直斜面方向的分力与重力沿垂直斜面方向的分力等值反向，那么斜面对小球A的支持力为N=0，故D正确；
本题选择错误的答案，故选C.
2、D
【解析】
A．由图知电势高低关系为，A错误；
B．根据图像切线斜率的大小等于电场强度沿轴方向的分量大小，所以，B错误；
C．电子带负电，根据电势能公式：
分析得知，C错误；
D．由图知，间电势差大于间电势差，即有：
电子带负电，则根据电势能公式：
得：，D正确。
故选D。
3、D
【解析】
该过程中气体初末状态的温度不变，根据玻意耳定律有
代入数据解得
h1=30cm
故D正确，ABC错误。
故选D。
4、B
【解析】
A．开普勒第三定律可得：
因为周期相等，所以半长轴相等，圆轨道可以看成长半轴、短半轴都为R椭圆，故a=R，即椭圆轨道的长轴的长度为2R。故A错误。
B．根据万有引力提供向心力可得：
故，由此可知轨道半径越大，线速度越小；设卫星以OB为半径做圆周运动的速度为，则；又卫星在Ⅱ的B点做向心运动，所以有，综上有。故B正确。
C．卫星运动过程中只受到万有引力的作用，故有：
所以加速度为，又有OAD．由于不知道两卫星质量关系，故万有引力关系不确定，故D错误。
故选B。
5、D
【解析】
A．卫星绕地球做圆周运动，是由万有引力提供向心力，卫星绕赤道做圆周运动的圆心一定在地心，绕不在赤道面上的纬线做圆周运动的圆心显然不在地心，选项A错误；
B．因为经线在随地球自转，而卫星绕地球做圆周运动，没有使其随地球自转的作用力，选项B错误；
C．对于正在地球表面做离心运动的卫星，其运动速度大于第一宇宙速度，选项C错误；
D．对于近地卫星，有
对于卫星有
联立解得
T=90分钟
选项D正确。
故选D。
6、A
【解析】
A．根据向心力公式结合牛顿第二定律有
可知研究向心力与半径的关系时，保持圆柱体线速度和质量一定，应画图像，二者呈线性关系，便于研究，A错误；
B．研究向心力与线速度的关系时，保持圆柱体质量和运动半径一定，应画图像， B正确；
C．研究向心力与质量的关系时，保持圆柱体线速度和运动半径一定，应画图像，C正确；
D．如能保证两个传感器同步记录，圆筒可以不做匀速圆周运动，光电传感器测量圆柱通过瞬间的线速度，力传感器测量此时瞬间的向心力（绳子拉力）大小，同样可以完成该实验目的，D正确。
本题选择不正确的，故选A。
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、BDE
【解析】
A．分子做永不停息的做无规则运动，其平均速率不可能为零，而瞬时速度可能为零，故A错误；
B．表面张力的微观解释为液体表面层的分子间距较大，表现为引力，故B正确；
C．空气绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示，故C错误；
D．晶体具有规则的几何形状，有一定的熔点，物理性质表现为各向异性，非晶体则没有规则的几何形状，没有一定的熔点，物理性质表现为各向同性，二者在一定的条件下可以相互转化，例如，天然水晶是晶体，而熔化以后再凝结的水晶（即石英玻璃）就是非晶体，故D正确；
E．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，当分子距离小于r0时，分子力为斥力，距离增大时分子斥力做正功，分子势能减小；当分子距离大于r0时，分子力为引力，距离增大时分子引力做负功，分子势能增大，故E正确。
故选BDE。
8、BCE
【解析】
A．由y－t图象可知，t＝0.10 s时质点Q沿y轴负方向运动，选项A错误；
C．由y－t图象可知，波的振动周期T＝0.2 s，由y－x图象可知λ＝8 m，故波速
v＝＝40 m/s，
根据振动与波动的关系知波沿x轴负方向传播，则波在0.10 s到0.25 s内传播的距离
Δx＝vΔt＝6 m，
选项C正确；
B．t＝0.25s时，波形图如图所示，
此时质点P的位移沿y轴负方向，而回复力、加速度方向沿y轴正方向，选项B正确；
D．由
Δt＝0.15 s＝T，
质点P在其中的T内路程为20 cm，在剩下的T内包含了质点P通过最大位移的位置，故其路程小于10 cm，因此在Δt＝0.15 s内质点P通过的路程小于30 cm，选项D错误；
E．由y－t图象可知质点Q做简谐运动的表达式为
y＝0.10·sin t（m）＝0.10sin 10πt（m），
选项E正确．
9、BD
【解析】
A．原线圈接的图乙所示的正弦交流电，由图知最大电压51V，周期0.02s，故角速度是
则
故A错误；
B．根据
得，变压器原、副线圈中的电流之比
故B正确；
C．理想变压器的输入、输出功率之比应为1：1，故C错误；
D．电压表测的是原线圈的电压即不变，则副线圈两端电压不变，RT处温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，故D正确。
故选BD。
10、AC
【解析】
小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零，故A正确；根据竖直方向上平衡得，Fasinθ=mg，解得，可知a绳的拉力不变，故B错误；当b绳拉力为零时，有：，解得，可知当角速度时，b绳出现弹力，故C正确；由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变，故D错误。
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、AD 偏小
【解析】
(1)[1]小球的动能，因此需要测量小球的质量m，小球离开弹簧时的速度大小v可以通过测得A、B间的距离结合经过该段的时间求出，所以AD项的物理量需要测量，故选AD。
(2)[2]小球的动能为
由桌面光滑，则小球从A到B做匀速直线运动，则离开弹簧时的速度大小
联立解得动能的表达式
(3)[3]由于水平面不是绝对光滑，小球在过程中克服摩擦力做功转化为内能，导致弹簧减少的弹性势能没有全部转化为小球的动能，所以测得的弹性势能小于其真实值。
12、0.470 0~3 2.4 0~10 7.5
【解析】
（1）[1]．螺旋测微器的固定刻度为0，经估读后旋转刻度在47格处，测量值为0.470mm。（结果为值读数字真读，值读至0.001mm，测量值为0.470mm）
（2）[2][3][4][5]．由仪器参数确定器材。电源电动势为4.5V，若电压表选用量程其指针偏转过小，应选用量程。
由电路规律分析原理。电压表读数几乎不变，电流表读数变化明显，说明阻值较大，与电压表电阻相接近，一般为几千欧而电源电动势只有，由欧姆定律计算知电流只有几毫安，故电流表选用量程。
阻值较大，则应使电流表内接，即拨至b。此时电压表为满偏的，则读数为
电流表为满偏的，则读数为
．
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、 (1)8m/s2 (2) (3) ，
【解析】
（1）物块P刚冲上传送带时，设PQ的加速度为，轻绳的拉力为
因P的初速度大于传送带的速度，则P相对传送带向右运动，故P受到向左的摩擦力作用
对P由牛顿第二定律得
对Q受力分析可知，在竖直方向受向下的重力和向上的拉力作用
由牛顿第二定律得
联立解得
（2）P先减速到与传送带速度相同，设位移为，则
共速后，由于摩擦力
故P不可能随传送带一起匀速运动，继续向右减速，摩擦力方向水平向右
设此时的加速度为，轻绳的拉力为
对P由牛顿第二定律得
对Q由牛顿第二定律得
联立解得
设减速到0位移为，则
PQ系统机械能的改变量等于摩擦力对P做的功
（3）第一个减速过程，所用时间
P运动的位移为
皮带运动的位移为
第二个减速过程，所用时间
P运动的位移为
皮带运动的位移为
则整个过程产生的热量
当时，
14、 (1)0.9m；(2)0.5J；(3)28N，方向竖直向下
【解析】
(1)小球从最低点出发做平抛运动，根据平抛运动的规律得
水平方向
x=vt
竖直方向

解得
x=0.9m
(2)小球摆下的过程中，根据动能定理得

解得

(3)小球在圆最低点受重力和拉力，根据牛顿第二定律得

解得
FT=28N
根据牛顿第三定律可知，球对绳拉力大小为28N，方向竖直向下。
15、（1）3m/s2，（2）24J，（3）0.8s。
【解析】
(1)对木板，根据牛顿第二定律有：
解得：a=3m/s2；
(2)对小物体，根据牛顿第二定律有
μmg = ma物
解得：a物=1m/s2
设小物体从木板上滑出所用时间为t0：
木板的位移：
拉力做功：
W= Fx板=24J；
(3)设最短作用时间为t，则撤去拉力F前的相对位移
设撤去拉力F后，再经过时间t'小物体和木板达到共同速度v共，且小物体和木板恰好将要分离，该阶段木板加速度大小为a'：
对木板，根据牛顿第二定律有
μmg = Ma'
解得：
由速度关系得：
撤去拉力F后的相对位移：
由位移关系得：
解得：t=0.8s。