河北省2023-2024学年高三物理上学期期末模拟试卷

这是一份河北省2023-2024学年高三物理上学期期末模拟试卷，共15页。试卷主要包含了考生要认真填写考场号和座位序号等内容，欢迎下载使用。

1．考生要认真填写考场号和座位序号。
2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。
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、一弹簧振子做简谐运动，周期为T，以下描述正确的是
A．若△t=，则在t时刻和（t+△t）时刻弹簧长度一定相等
B．若△t=T，则在t时刻和（t+△t）时刻振子运动的加速度一定相等
C．若t和（t+△t）时刻振子运动速度大小相等，方向相反，则△t一定等于的整数倍
D．若t和（t+△t）时刻振子运动位移大小相等，方向相反，则△t一定等于T的整数倍
2、某工厂检查立方体工件表面光滑程度的装置如图所示，用弹簧将工件弹射到反向转动的水平皮带传送带上，恰好能传送过去是合格的最低标准。假设皮带传送带的长度为10m、运行速度是8m/s，工件刚被弹射到传送带左端时的速度是10m/s，取重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．工件与皮带间动摩擦因数不大于0.32才为合格
B．工件被传送过去的最长时间是2s
C．若工件不被传送过去，返回的时间与正向运动的时间相等
D．若工件不被传送过去，返回到出发点的速度为10m/s
3、某行星为质量分布均匀的球体，半径为R，质量为M。科研人员研究同一物体在该行星上的重力时，发现物体在“两极”处的重力为“赤道”上某处重力的1.1倍。已知引力常量为G，则该行星自转的角速度为（ ）
A．B．C．D．
4、一匀强电场的方向竖直向下t=0时刻，一带正电粒子以一定初速度水平射入该电场，电场力对粒子做功的功率为P，不计粒子重力，则P-t关系图像是
A．B．C．D．
5、在光滑的水平面上有一质量为M、倾角为的光滑斜面，其上有一质量为m的物块，如图所示。物块在下滑的过程中对斜面压力的大小为（ ）
A．B．
C．D．
6、如图，质量为m=2kg的物体在=30°的固定斜个面上恰能沿斜面匀速下滑。现对该物体施加水平向左的推力F使其沿斜面匀速上滑，g=10m/s2，则推力F的大小为（ ）
A．B．C．D．
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、如图所示，在匀强电场中，有A、B、C、D、E、F六个点组成了一个边长为a=8 cm的正六边形，已知φF=2 V，φC=8 V，φD=8 V，一电子沿BE方向射入该电场。则下列说法正确的是（ ）
A．电子可能从F点射出
B．该电场的电场强度为25 V/m
C．该电场中A点电势为φA=2 V
D．如果电子从DE中点经过，则该电子在中点的电势能为6 eV
8、如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放一金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，当达到静电平衡状态后，则有（ ）
A．a、b两点的电场强度都为零B．a点电场强度为零，b点不为零
C．a、b点的电势相等D．a点电势比b点电势高
9、一质点做匀速直线运动，现对其施加一方向不变、大小随时间均匀增加的外力，且原来作用在质点上的力不发生改变。则该质点（ ）
A．速度的方向总是与该外力的方向相同
B．加速度的方向总是与该外力的方向相同
C．速度的大小随该外力大小增大而增大
D．加速度的大小随该外力大小增大而增大
10、如图所示，在边长为L的正方形区域ABCD内存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m，电荷量为q的带电粒子（不计重力），分别以相同的速率v从A点沿不同方向垂直磁场方向射入磁场，当沿AC方向射入时，垂直于BC边射出磁场。则粒子（ ）
A．带负电
B．运动速率
C．在磁场中运动的最长时间
D．在磁场中运动的最长时间
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）我们可以用图(a)所示装置探究合外力做功与动能改变的关系。将光电门固定在水平轨道的B点，平衡摩擦力后，用小桶通过细线拉小车，小车上安装遮光条并放有若干钩码。现将小车上的钩码逐次移至小桶中，并使小车每次都从同一位置A点由静止释放。
(1)用游标卡尺测出遮光条的宽度，记录光电门的示数，从而算出小车通过B点的速度。其中游标卡尺测量情况如图(b)所示，则d=___________cm。
(2)测小桶质量，以小桶和桶内钩码质量之和m为横坐标，小车经过B点时相应的速度平方为纵坐标，则v2-m图线应该为下图中___________。
A、 B、
C、 D、
12．（12分）在探究弹力和弹簧伸长的关系时，某同学先按图1对弹簧甲进行探究，然后把弹簧甲和弹簧乙并联起来按图2进行探究.在弹性限度内，将质量为的钩码逐个挂在弹簧下端，分别测得图甲、图乙中弹簧的长度、如下表所示．

已知重力加速度m/s2，要求尽可能多地利用测量数据，计算弹簧甲的劲度系数k=_____N/m(结果保留两位有效数字)．由表中数据______(填“能”或“不能”)计算出弹簧乙的劲度系数．
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，从长方体透明玻璃中挖去一个半径为R的半球体，O为半球的球心，O1O2连线为透明玻璃体的主光轴，在离球心0.5R处竖直放置一个足够大的光屏，O2为屏上的点，让一单色光束平行O1O2垂直左侧表面入射，当光线距离O1O2连线0.5R时，折射后的光线达到光屏上距离O2为R的P点，已知透明体的上下侧面均涂有吸光材料，则：
①透明玻璃的折射率为多少；
②当平行光线到光轴O1O2的距离为多少时，折射后射到光屏上的位置离O2最远。
14．（16分）如图甲，匀强电场的电场强度为E，电场中沿电场线方向上两点A和B距离为d。
（1）一个点电荷+q从A点移动到B点，请你用功的定义、电场力做功与电势差的关系证明；
（2）若以B处为零势能位置，计算负点电荷-q，在A处具有的电势能EpA；
（3）某一带正电的点电荷周围的电场线如图乙所示，其中一条电场线上的三点M、N、P，N是MP的中点。请你判断M、N两点间电势差UMN与N、P两点间电势差UNP是否相等，并阐述你的理由。
15．（12分）如图，A、B为半径R＝1 m的四分之一光滑绝缘竖直圆弧轨道，在四分之一圆弧区域内存在着E＝1×106V/m、竖直向上的匀强电场，有一质量m＝1 kg、带电荷量q＝＋1.4×10－5C的物体（可视为质点），从A点的正上方距离A点H处由静止开始自由下落（不计空气阻力），BC段为长L＝2 m、与物体间动摩擦因数μ＝0.2的粗糙绝缘水平面.（取g＝10 m/s2）
（1）若H＝1 m，物体能沿轨道AB到达最低点B，求它到达B点时对轨道的压力大小；
（2）通过你的计算判断：是否存在某一H值，能使物体沿轨道AB经过最低点B后最终停在距离B点0.8 m处．
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、B
【解析】
A．一弹簧振子做简谐运动，周期为T，若△t=，则在t时刻和（t+△t）时刻振子的位移相反，在t时刻和（t+△t）时刻弹簧长度可能不相等，故A项错误；
B．一弹簧振子做简谐运动，周期为T，若△t=T，则在t时刻和（t+△t）时刻振子的位移相同，t时刻和（t+△t）时刻振子运动的加速度一定相等，故B项正确；
C．一弹簧振子做简谐运动，周期为T，若t和（t+△t）时刻振子运动速度大小相等，方向相反，则t和（t+△t）时刻振子的位移有可能相同或相反，所以△t有可能不等于的整数倍，故C项错误；
D．一弹簧振子做简谐运动，周期为T，若t和（t+△t）时刻振子运动位移大小相等，方向相反，则△t一定不等于T的整数倍，故D项错误。
2、B
【解析】
AB．工件恰好传到右端，有
代入数据解得
工件与皮带间动摩擦因数不大于0.5才为合格，此时用时
故A错误B正确；
CD． 若工件不被传送过去，当反向运动时，最大速度与传送带共速，由于传送带的速度小于工件的初速度，根据匀变速运动速度时间关系可知，返回的时间与正向运动的时间不相等，故CD错误。
故选B。
3、B
【解析】
由万有引力定律和重力的定义可知
由牛顿第二定律可得
联立解得
故选B。
4、D
【解析】
本题考查带电粒子在电场中的运动问题。
【详解】
ABCD.粒子带正电，运动轨迹如图所示，
水平方向，粒子不受力，vx=v0，沿电场方向：
则加速度
经时间t，粒子沿电场方向的速度
电场力做功的功率
故D正确ABC错误。
故选D。
5、C
【解析】
设物块对斜面的压力为N，物块m相对斜面的加速度为a1，斜面的加速度为a2，方向向左；则物块m相对地面的加速度为
由牛顿第二定律得
对m有
对M有
解得
故C正确，ABD错误。
故选C。
6、C
【解析】
无F时，恰能沿斜面下滑，有
mgsinθ=μmgcsθ
则有
有F时，沿下面匀速上滑，对物体进行受力分析如图所示
有
Fcsθ=mgsinθ+μ（mgcsθ+Fsinθ）
F（csθ-μsinθ）=2mgsinθ
解得
故C正确，ABD错误。
故选C。
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、BC
【解析】
A．因为是匀强电场，C、D两点电势相等，则CD必为等势线，AC与FD都与CD垂直，故CA与DF皆为电场方向，电子沿BE方向射入该电场，受到的电场力沿AC方向，不可能偏向F，选项A错误；
B．电场强度为
E==25V/m
B正确；
C．因AF、BE都与CD平行，进一步可知这是三条等势线，所以
φA=φF=2V，φB=φE=5V
选项C正确；
D．DE中点的电势为6.5 V，电子在中点的电势能为6.5eV，D错误。
故选BC。
8、AC
【解析】
AB．金属空心导体放在匀强电场中，出现静电感应现象，最终处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零，所以a、b两点的电场强度都为零，A正确，B错误；
CD．处于静电平衡的导体上，以及导体的内部的电势处处相等，即为等势体，则a点电势等于b点电势，C正确，D错误；
故选AC。
9、BD
【解析】
A．速度的方向不一定与该外力的方向相同，选项A错误；
B．该外力的方向就是合外力的方向，则加速度的方向总是与该外力的方向相同，选项B正确；
CD．该外力增大，则合外力增大，加速度变大，而速度的大小不一定随该外力大小增大而增大，选项C错误，D正确；
故选BD。
10、BC
【解析】
A．由左手定则可知粒子带正电，选项A错误；
B．根据粒子的运动轨迹可知
由
可得
选项B正确；
CD．从C点射出的粒子在磁场中运动的时间最长，圆弧所对的圆心角为60°，则最长时间为
选项C正确，D错误。
故选BC。
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、0.925 B
【解析】
根据题中“现将小车上的钩码逐次移至小桶中…v2-m图线应该为”可知，本题考察机械能守恒的问题，应用机械能守恒、游标卡尺读数法则等知识分析求解。
【详解】
(1)游标卡尺读数为
(2)设小车、小桶、钩码的总质量为，小车从A运动到B的位移为，则，整理得：，所以v2-m图线是过原点的直线。故B项正确，ACD三项错误。
12、49 能
【解析】
第一空.分析图1中，钩码数量和弹簧常量的关系为钩码每增加一个，弹簧长度伸长，所以弹簧劲度系数.
第二空.分析图2可得，每增加一个钩码，弹簧长度伸长约，即，根据弹簧甲的劲度系数可以求出弹簧乙的劲度系数.
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；②
【解析】
①依题意可知，光线距离连线0.5R平行入射时，入射角为，折射角为，设PO与夹角为，则有
则有
所以
由折射定律可知
代入数据得
②当光线紧贴右侧上边缘射出时，达到光屏上的位置最远，设此时光线离光轴的距离为h，入射角为，折射角为，则有
由集合关系可知：
由折射定律可知
代入数据得
14、（1）见解析；（2）-Eqd（3）不相等。
【解析】
（1）证明：q从A点移到B点，电场力做功为
W=Fd
q受到的电场力为
F=qE
根据电势差的定义式得A、B两点间的电势差为
以上方程联立可得
（2）负点电荷-q从A到B，电场力做功



解得

（3）U=Ed公式仅适用于匀强电场，点电荷的电场不是匀强电场，虽然MN=NP，但是由于MN之间的场强比NP之间的场强大，则M、N之间电势差UMN大于N、P之间的电势差UNP。
15、（1）8 N；（2）不存在某一H值，使物体沿着轨道AB经过最低点B后，停在距离B点0.8 m处．
【解析】
（1）物体由初始位置运动到B点的过程中根据动能定理有
mg（R＋H）－qER＝mv2
到达B点时由支持力FN、重力、电场力的合力提供向心力FN－mg＋qE＝
解得FN＝8 N
根据牛顿第三定律，可知物体对轨道的压力大小为8 N，方向竖直向下
（2）要使物体沿轨道AB到达最低点B，当支持力为0时，最低点有个最小速度v，则
qE－mg＝
解得v＝2 m/s
在粗糙水平面上，由动能定理得：－μmgx＝－mv2
所以x＝1 m>0.8 m
故不存在某一H值，使物体沿着轨道AB经过最低点B后，停在距离B点0.8 m处.
【名师点睛】
本题主要考查了动能定理及牛顿第二定律的直接应用，关键是能正确分析物体的受力情况和运动情况，选择合适的过程应用动能定理，难度适中．
钩码个数
1
2
3
4
/cm
30.00
31.04
32.02
33.02
/cm
29.33
29.65
29.97
30.30