2024届河北昌黎第一中学高三上学期第六次调研考试物理试卷

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1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。
2.答卷前，考生务必将自己的姓名和考号填写在答题卡上。
3.选择题用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
一.选择题（共10小题1-7小题为单选，每题4分；8-10题为多选，每题6分，选对但不全得3分）
1.下列说法正确的是（ ）
A.力学中为了研究方便，任何物体任何时候都可以看成质点，质点是理想化模型
B.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小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了假设法
C.在物理学中常常用比值法定义物理概念，例如电场强度和电势都是采用比值法定义的
D.根据速度定义式，当非常小时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，这里运用了微元的思想
2.如图所示，质量为、长为的木板置于光滑的水平面上，一质量为的滑块（视为质点）放置在木板左端，滑块与木板间滑动摩擦力的大小为，用水平的恒定拉力作用于滑块.当滑块从静止开始运动到木板右端时，木板在地面上移动的距离为，滑块速度为，木板速度为，下列结论中正确的是（ ）
A.滑块克服摩擦力所做的功为
B.木板满足关系：
C.
D.其他条件不变的情况下，F越大，滑块与木板间产生的热量越多
3.如图甲、乙所示，某公园的两处不同地型的草坪上分别安装了相同的自动旋转喷罐装置。两个喷嘴分别对称的安装固定在水平弯管的两端，当喷嘴将水流水平射出时，水平弯管在水流的反作用下可绕O在水平面内旋转，喷水速度可在限定的最大喷水速度内自动调节。两种情形O点距水平地面的高度相等，图乙情形中水不会喷出坡面范围，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
图甲 图乙
A.图甲情形中，喷水速度越大，水在空中的时间越长
B.图乙情形中，喷水速度越大，水在空中的时间越长
C.若两种情形喷水速度大小相同，则水能直接喷到的水平距离相等
D.若甲情形中喷水的最大速度加倍，则直接喷到草坪的面积加倍
4.质量是40kg的铁锤从5m高处落下，打在水泥桩上后不反弹，与水泥桩撞击的时间是0.05s。选取向下为正方向，忽略空气阻力，（）下列说法正确的是（ ）
A.铁锤对水泥桩的平均作用力大小为8000N
B.铁锤与桩碰撞前的速度是10m/s
C.铁锤与桩作用过程中动量的变化量是400N•S
D.桩对铁锤的作用力向下
5.一位同学用底面半径为r的圆桶形塑料瓶制作了一种电容式传感器，用来测定瓶内溶液深度的变化。如图所示，瓶的外壁涂有的一层导电涂层和瓶内导电溶液构成电容器的两极，它们通过探针和导线与电源、电流计、开关相连，中间层的塑料为绝缘电介质，其厚度为，相对介电常数为，若发现在某一小段时间内有大小为的电流从下向上流过电流计，电源电压恒定为，则下列说法正确的是（ ）
A.瓶内液面升高了B.瓶内液面升高了
C.瓶内液面降低了D.瓶内液面降低了
6.两个完全相同的正四棱雉叠放在一起，构成如图所示的形状，其中a点固定点电荷，c点固定点电荷，O点为两棱锥公共正方形底面的中心，且，规定无穷远处的电势为零，则下列说法正确的是（ ）
A. b点的电势比e点的电势高
B. b、d两点的电场强度不同
C.负电荷沿棱由移动的过程中，电场力一直做正功
D.若将由a点放到e点，则O点的电势不变
7.如图所示，质量为的小球甲穿过一竖直固定的光滑杆拴在轻弹簧上，质量为的物体乙用轻绳跨过光滑定滑轮与甲连接，开始用手托住乙，轻绳刚好伸直，滑轮左侧绳竖直，右侧绳与水平方向夹角，甲位于点，某时刻由静止释放乙（乙离地面足够高），经过一段时间小球甲运动到点（未与横杆相碰），、两点的连线水平，、的距离为，且小球在P、Q两点处时弹簧弹力的大小相等。已知重力加速度为，，，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是（ ）
A.弹簧的劲度系数为
B.物体乙释放瞬间的加速度大小等于g
C.小球甲到达Q点时的速度大小
D.小球甲和物体乙的机械能之和始终保持不变
8.如图甲所示，绝缘水平面上存在方向水平向右的匀强电场，一带电物块以一定的初速度从O点开始向右运动。取O点为电势零点，该物块的电势能与动能之和、电势能随它离开O点的距离x变化的关系如图乙所示。由此能够确定的是（ ）
甲 乙
A.物块受到的静电力B.匀强电场的场强大小
C.物块返回O点时的动能D.物块与水平面间的动摩擦因数
9. 欧洲天文学家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星，命名为“格利斯581c”.该行星的质量约是地球的5倍，直径约是地球的1.5倍.现假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道做匀速圆周运动.下列说法正确的是（ ）
A.“格利斯581c”的平均密度比地球平均密度小
B.“格利斯581c”表面处的重力加速度小于
C.飞船在“格利斯581c”表面附近运行时的速度大于
D.飞船在“格利斯581c”表面附近运行时的周期要比绕地球表面运行时的周期小
10. 如图所示为某超市的自动卸货装置示意图， 在运输车和转运车之间搭建了一个长为的运输带，倾角为，且在电机的带动下以恒定的速度逆时针转动。现将质量为的包装箱由运输带的顶端无初速度释放，包装箱与运输带之间的动摩擦因数，经过一段时间包装箱运动到运输带的底端。通过圆弧无能量损失进入质量为水平静止的转运车，包装箱与转运车之间的动摩擦因数，转运车与地面之间的动摩擦因数为，包装箱没有滑离转运车。重力加速度为，，。则下列说法正确的是（ ）
A.包装箱在运输带上运动的时间为
B.整个过程中因摩擦产生的热量为640J
C.转运车长度1m，可以保证包装箱没有滑离转运车
D.包装箱在运输带上留下的划痕长度为1m
二.基础题（共1小题，共10分）
11.如图1所示，用电动势为E、内阻为r的电源，向滑动变阻器R供电。改变变阻器R的阻值，路端电压U与电流I均随之变化。
图1 图2
（1）以U为纵坐标，I为横坐标，在图2中画出变阻器阻值R变化过程中U﹣I图象的示意图，并说明U﹣I图象与两坐标轴交点的物理意义。
（2）请在图2画好的U﹣I关系图线上任取一点，画出阴影部分，以其面积表示此时电源的输出功率；
（3）请推导该电源对外电路能够输出的最大电功率及条件。
（4）请写出电源电动势定义式，并结合能量守恒定律证明：电源电动势在数值上等于内、外电路电势降落之和。
三.实验题（共2小题，12题每空2分，13题每空1分）
12.某实验小组设计了如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。
甲 乙
（1）实验时，该同学进行了如下操作：
①用天平分别测出物块A、B的质量和（A的质量含遮光片）；
②用20分度游标卡尺测量遮光片的挡光宽度，示数如图乙所示，游标卡尺的示数为________；
（3）将重物A、B用轻绳按图甲所示连接，跨放在轻质定滑轮上，一个同学用手托住重物，另一个同学测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离，之后释放重物使其由静止开始下落。测得遮光片经过光电门的时间为，则重物B速度的大小为________________。（用题目给定的或测得的物理量符号表示）
（2）要验证系统（重物A、B）的机械能守恒，应满足的关系式为__________（用质量、，重力加速度为，遮光片经过光电门的时间为，遮光片的宽度和距离表示）。
13.2022年6月5日10时44分，神舟十四号飞船搭载航天员陈冬、刘洋和蔡旭哲，成功发射，并与空间站核心舱顺利对接。神舟十四号飞行乘组将首次利用位于问天实验舱的气闸舱实施两到三次出舱活动，并将继续开展天宫课堂。假设刘洋想用如图所示装置验证碰撞中的动量守恒，粗䊁导轨水平放置，挡光板宽度为，两滑块A、B被弹簧（图中未画出）弹开后，左侧A滑块通过左侧的光电计时器，记录时间为，右侧B滑块通过右侧的光电计时器，记录时间为，、质量未知。质量的测量是通过舱壁上打开的一个支架形状的质量测量仪完成的。由牛顿第二定律可知，如果给物体施加一个已知的力，并测得物体在这个力作用下的加速度，就可以求出物体的质量。这就是动力学测量质量的方法。
（1）如图，假如航天员在A、B两滑块中间夹了一个质量不计的压力传感器，现让舱壁支架给B滑块一个恒力，此时压力传感器示数为。将A、B对换位置，给A施加相同的恒力，压力传感器示数为。据此可知、两滑块的质量之比__________。（用、表示）
（2）在计算机设定的恒力作用下，物体由静止开始运动，用测量装置能够测量出支架作用距离和时间，从而计算出加速度________________（用x、t表示）。这样，我们就能够计算出滑块的质量________________（用、、表示）。
（3）若测出左侧A滑块质量为，滑块的大小为________，右侧B滑块质量为，两滑块质量与速度的乘积的矢量和________。
（4）对于在天宫二号完成这个实验，下列说法正确的是________。
A.可以用天平测出、物块的质量
B.因导轨粗糙，验证碰撞中的动量守恒，先要平衡摩擦力
C.这个实验可以估算出弹簧的弹性势能
D.两滑块的质量与速度乘积的矢量和式中的、都是速度的大小
四.计算题（共3小题，14题8分，15题12分，16题12分）
14.一台小型电动机在电压下工作，用此电动机提升重力为的物体时，通过它的电流是.在内可使该物体被匀速提升。若不计一切摩擦和阻力，求：
（1）电动机的输入功率；
（2）在提升重物的内，电动机线圈所产生的热量；
（3）电动机的电阻。
15.如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图.在xy平面的区域内，存在两个场强大小均为的匀强电场和II，两电场的边界均是边长为的正方形（不计电子所受重力）.
（1）在该区域边的中点处由静止释放电子，求电子离开区域的位置坐标.
（2）在电场I区域内某一位置（设其坐标为x、y）由静止释放电子，电子恰能从区域左下角处离开，求满足这一条件的释放点与满足的关系.
（3）若将左侧电场II整体水平向右移动，仍使电子从区域左下角处离开（不随电场移动），求满足这一条件的释放点与满足的关系.
16.如图，固定在水平地面上的凹槽，槽宽，左侧槽缘高、斜面倾角，右侧槽缘高、光滑圆弧形轨道足够长.长、高、质量的木板静止在槽内，左端距凹槽左侧.可视为质点的滑块B，质量，放在A上表面的最左端.质量、的小球水平撞击后水平反弹，下落过程中刚好与斜面相切通过斜面最高点.已知与、与凹槽底部的动摩擦因数分别为、，向右滑行过程中未与共速，与凹槽左、右侧碰撞后立即停止但不粘连，取.求：
（1）小球与B碰后，B获得的速度
（2）B能上升到距A上表面的最大高度
（3）整个过程中、间摩擦产生的热量.
河北昌黎第一中学高三年级第六次调研考试
物理答案
1.C。 2.A。 3.B。 4.B。 5.C。 6.D。 7.C。 8.AC。 9.CD。 10.ABD。
11.【解答】解：（1）根据闭合电路的欧姆定律可得，解得，画出的U-I图象如图所示；图象与纵坐标的坐标值为电源电动势，与横轴交点表示短路电流；（2）如图中网格图形所示；
（3）电路中的电流强度为
输出电功率
当即时输出功率最大，最大电功率；
（4）电动势的定义式为，根据能量守恒，在图1中，非静电力做的功产生的电能等于外电路和内电路产生的电热，即：，所以，解得。
12.【解答】解：（1）②游标卡尺的精度值为，不需要估读，则示数为：
③重物A速度的大小为：；重物B速度的大小为：
（2）如果系统（重物A、B）的机械能守恒，则有：
整理得：
故答案为：（1）②1.055；③；（2）；
13.【解答】解：（1）让舱壁支架给物块一个恒力，此时压力传感器示数为，满足，，
将A、B对换位置，给A施加相同的恒力F，压力传感器示数为，则，，
联立可得：A、B两物块的质量之比。
（2）物体由静止开始运动，用测量装置能够测量出支架作用距离和时间，根据计算出加速度，物体的质量。
（3）以水平向左为正方向，左侧滑块的速度为，则A滑块，
B滑块速度为，
则B滑块，
因与等大、反向，则两滑块质量与速度的乘积的矢量和为零，即。
（4）A.在天宫二号中，物体处于完全失重状态，不可以用天平测出、物块的质量，故A错误；
B.验证碰撞中的动量守恒，物体处于完全失重状态，与导轨之间无弹力，不受摩擦力作用，不需要平衡摩擦力，故B错误；
C.根据能量守恒定律可知，弹簧弹性势能转化为两物块动能，这个实验可以估算出弹簧的弹性势能，即，故正确；
D.两滑块的质量与速度乘积的矢量和式中的、是速度的大小和方向，故D错误；故选：C。
故答案为：（1）；；（2）；；（3）0.0225；0；（4）。
14.【解答】解：（1）电动机的输入功率为：。
（2）电动机提升重物的机械功率为：。
根据能量关系有：
得生热的功率为：。
所生热量为：。
（3）由焦耳定律为：
得线圈电阻为：
15.【解答】解：（1）设电子的质量为，电量为，电子在电场中做匀加速直线运动，出区域I时的速度为，
此后进入电场II做类平抛运动，假设电子从边射出，出射点纵坐标为，
由动能定理得：，
水平方向：，
竖直方向：，
解得：，所以原假设成立，即电子离开区域的位置坐标为（，L）
（2）设释放点在电场区域中，其坐标为，在电场中电子被加速到，然后进入电场II做类平抛运动，并从点离开，
由动能定理得：，
水平方向：，
竖直方向：，
解得：，即在电场I区域内满足方程的点即为所求位置.
（3）设电子从点释放，在电场中加速到，进入电场II后做类平抛运动，在高度为处离开电场II时的情景与（2）中类似，然后电子做匀速直线运动，经过D点，
由动能定理得：，
水平方向：，
竖直方向：，
竖直分速度：，
解得：，即在电场I区域内满足方程的点即为所求位置.
16.【解答】解：（1）设小球水平反弹的速度为，从反弹到通过斜面最高点时的时间为，竖直方向的速度为，则有：①，竖直方向有②
水平方向有③
设小球与撞击后，获得的为，取向右为正方向，由动量守恒定律有：④
联立①②③④并代入数据得：，⑤
（2）设滑上凹槽右侧光滑轨道时的速度为，由于向右滑行过程中与未共速，对地移动的距离为（依题意），由动能定理：⑥
B沿弧形轨道上升到最大高度，由机械能守恒：，
。
（3）返回到的右端时速度大小仍为，设在上减速滑行的加速度大小为，在凹槽内加速滑行的加速度大小为，则有：⑦，⑧
现判断向左移动时是否与共速.假设经过时间，、共速为，则：
对B：⑨对：⑩
联立⑥⑦⑧⑨⑩解得：，，，⑪
在时间内：对地的位移：⑫
A对地的位移：⑬
B在A上滑行的位移：⑭
所以，与凹槽左侧相碰前，未滑离上表面并与达到共速.
A、B以的速度一起减速到与凹槽左侧相碰，设与凹槽左侧相碰时速度为，则有：
与凹槽左边缘相碰后在上滑行的距离：⑮解得
即最终未滑离上表面，因为⑰
整个过程A、B间摩擦产生的热量：⑱
联立⑮⑯⑰并代入数据解得：⑲