衡水市第二中学2023年高三物理第一学期期末质量跟踪监视模拟试题含解析

衡水市第二中学2023年高三物理第一学期期末质量跟踪监视模
拟试题
注意事项
1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．
2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．
3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．
5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．
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，一质量为m0=4kg、倾角θ=45°的斜面体C放在光滑水平桌面上，斜面上叠放质量均为m=1kg的物块A和B，物块B的下表面光滑，上表面粗糙且与物块A下表面间的动摩擦因数为μ=0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力；物块B在水平恒力F作用下与物块A和斜面体C一起恰好保持相对静止地向右运动，取g=10m/s²，下列判断正确的是（）
F
A．物块A受到摩擦力大小5N
f
B．斜面体的加速度大小为a=10m/s2
C．水平恒力大小F=15N
D．若水平恒力F作用在A上，A、B、C三物体仍然可以相对静止
2、空间存在一静电场，x轴上各点电势φ随x变化的情况如图所示。

若在-x0处由静止释放一带负电的粒子，该粒子仅在电场力的作用下运动到x0的过程中，下列关于带电粒子的a-t图线，v-t图线，E k-t图线，E p-t图线正确的是（）
A．B．
C．
D．
,S S，产生两列周期均为T、振动方向相同、振幅均为A的相3、位于水面上的波源12
干波，实线、虚线分别表示在同一时刻它们所发出的波的波峰和波谷，如图所示，a、b、c、d、e是水面上的五个点，其中有一小树叶（未画出）位于d处，下列说法正确的是（）
A．b点的振动加强，c点的振动减弱
B．一段时间后，小树叶被水波推至b处
C ．a 、e 两点在某时间内也会振动
D ．若波源2S 突然停止振动，之后的2T 内，b 点通过的路程为16A
4、某同学按如图1所示连接电路，利用电流传感器研究电容器的放电过程。

先使开关S 接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t 曲线，如图2所示。

定值电阻R 已知，且从图中可读出最大放电电流I 0，以及图线与坐标轴围成的面积S ，但电源电动势、内
电阻、电容器的电容均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出的是（ ）
A ．电容器放出的总电荷量
B ．电阻R 两端的最大电压
C ．电容器的电容
D ．电源的内电阻
5、某一小车从静止开始在水平方向上做直线运动，其运动过程中的加速度随时间变化关系如图所示，则关于小车的运动下列说法中正确的是（ ）
A ．小车做先加速后减速，再加速再减速的单向直线运动
B ．小车做往复直线运动，速度反向时刻为1s 、 3s 末
C ．小车做往复直线运动，且可以运动到出发点的另一侧
D ．小车运动过程中的最大速度为2.5m/s
6、如图所示，条形磁铁放在水平粗糙桌面上，它的右端上方固定一根与条形磁误垂直的长直导线。

当导线中没有电流通过时，磁铁受到的支持力为N F ，受到的摩擦力为f F 。

当导线中通以如图所示方向的电流时，下列说法正确的是（ ）
A ．N F 减小，f F 水平向左
B ．N F 增大，f F 水平向右
C．N F减小，f F为零D．N F增大，f F为零
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，正方形ABCD区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，甲、乙两带电粒子以相同的速度从A点沿与AB成30°角的方向垂直射入磁场．甲粒子从B点离开磁场，乙粒子垂直CD边射出磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是
A．甲粒子带正电，乙粒子带负电
B．甲粒子的运动半径是乙粒子运动半径的23
3
倍
C．甲粒子的比荷是乙粒子比荷的23
3
倍
D．两粒子在磁场中的运动时间相等
8、如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子仅在静电力作用下的运动轨迹．设电子在A、B两点的加速度大小分别为a A、a B且a A>a B，电势能分别为E pA、E pB．下列说法正确的是（）
A．电子一定从A向B运动
B．Q靠近M端且为负电荷
C．无论Q为正电荷还是负电荷，一定有E pA<E pB
D．A点电势一定高于B点电势
9、如图所示，固定的光滑斜面上有一小球，小球与竖直轻弹簧P和平行斜面的轻弹簧Q连接，小球处于静止状态，则小球所受力的个数可能是（）
A．2 B．3 C．4 D．5
10、如图所示，长方体物块上固定一长为L的竖直杆，物块及杆的总质量为如2m.质量为m的小环套在杆上，当小环从杆顶端由静止下滑时，物块在水平拉力F作用下，从静止开始沿光滑水平面向右匀加速运动，环落至杆底端时，物块移动的距离为2L,已知F=3mg,重力加速度为g.则小环从顶端下落到底端的运动过程
A5L
mg
B．小环所受摩擦力为
2
g
C．小环运动的加速度为
2
D．小环落到底端时，小环与物块及杆的动能之比为5:8
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）在“DIS描绘电场等势线”的实验中，
(1)给出下列器材，ab处的电源应选用_______，传感器应选用_______（用字母表示）。

A．6V的交流电源
B．6V的直流电源
C．100V的直流电源
D．电压传感器
E．电流传感器
F．力传感器
(2)该实验装置如图所示，如果以c、d两个电极的连线为x轴，以c、d连线的中垂线为y轴，并将一个探针固定置于y轴上的某一点，合上开关S，而将另一探针由O点左侧沿x轴正方向移到O点右侧的过程中，则传感器示数的绝对值变化情况是__
A．逐渐增大B．逐渐减小C．先变大后变小D．先变小后变大
12．（12分）同学们利用西红柿自制了水果电池，现在通过实验测量水果电池的电动势和内阻，
(1)甲同学采用图a 测量电路测量水果电池的电动势，用3V 电压表测量结果如图b 所示，读数为___V ，测量结果比水果电池电动势___（选填“偏小”、“偏大”或“相等”）。

(2)实验室可提供以下器材，乙同学设计了电路图测量水果电池电动势和内阻。

微安表（0~300μA ，内阻为100Ωg R ）；电阻箱(0~9999Ω)R ；开关（一个）；导线若干。

①请在虚线框中画出乙同学设计的电路图_______（如图c 所示）；
②同学们完成了实验数据记录，通过图像法来分析数据，做出R 与1I
的图像如图d 所示，则电源电动势为___，水果电池的内阻为____。

（结果保留三位有效数字）
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）某军队在军事演习时，要检验战斗机对移动物体发射炮弹的命中率情况，已知某一战斗机在h=500m 的高空以v 1=1080km/h 的速度水平匀速飞行，地面上两辆相距为270m 的遥控车均以v 2=108km/h 的速度匀速直线前进，现战斗机先发射一个炮弹，恰击中后面那辆遥控车，已知炮弹离开飞机时相对飞机的初速度为零，无人机和两遥控车在同一竖直面上，无人机、炮弹和遥控车均视为质点，不计空气阻力，重力加速度取10m/s 2.
(1)投弹时，飞机与后面遥控车的水平距离为多大？
(2)若随后第二发炮弹要击中前一辆车，则两发炮弹发射的时间间隔为多少？
(3)若飞机开启特定飞行模式后，水平速度被锁定，只允许调整高度。

现若要在第一发炮弹打出t 1=2s 后立即发射第二枚炮弹，要求在该模式下击中另一日标，则该无人机是要升高还是降低高度，高度要改变多少?
14．（16分）牛顿说：“我们必须普遍地承认，一切物体，不论是什么，都被赋予了相互引力的原理”．任何两个物体间存在的相互作用的引力，都可以用万有引力定律122
=m m F G
r 万计算，而且任何两个物体之间都存在引力势能，若规定物体处于无穷远处时的势能为零，则二者之间引力势能的大小为12=-p m m E G r ，其中m 1、m 2为两个物体的质量， r 为两个质点间的距离（对于质量分布均匀的球体，指的是两个球心之间的距离），G 为引力常量．设有一个质量分布均匀的星球，质量为M ，半径为R ． （1）该星球的第一宇宙速度是多少？
（2）为了描述电场的强弱，引入了电场强度的概念，请写出电场强度的定义式．类比电场强度的定义，请在引力场中建立“引力场强度”的概念，并计算该星球表面处的引力场强度是多大？
（3）该星球的第二宇宙速度是多少？
（4）如图所示是一个均匀带电实心球的剖面图，其总电荷量为+Q （该带电实心球可看作电荷集中在球心处的点电荷），半径为R ，P 为球外一点，与球心间的距离为r ，静电力常量为k ．现将一个点电荷-q （该点电荷对实心球周围电场的影响可以忽略）从球面附近移动到p 点，请参考引力势能的概念，求电场力所做的功．
15．（12分）研究比较复杂的运动时，可以把一个运动分解为两个或几个比较简单的运动，从而使问题变得容易解决。

(1)如图，一束质量为m ，电荷量为q 的粒子，以初速度v 0沿垂直于电场方向射入两块水平放置的平行金属板中央，受到偏转电压U 的作用后离开电场，已知平行板长为L ，两板间距离为d ，不计粒子受到的重力及它们之间的相互作用力。

试求∶
①粒子在电场中的运动时间t ；
②粒子从偏转电场射出时的侧移量y 。

(2)深刻理解运动的合成和分解的思想，可以帮助我们轻松处理比较复杂的问题。

小船在流动的河水中行驶时，如图乙所示。

假设河水静止，小船在发动机的推动下沿OA 方
向运动，经时间t运动至对岸A处，位移为x1；若小船发动机关闭，小船在水流的冲击作用下从O点沿河岸运动，经相同时间t运动至下游B处，位移为x2。

小船在流动的河水中，从O点出发，船头朝向OA方向开动发动机行驶时，小船同时参与了上述两种运动，实际位移x为上述两个分运动位移的矢量和，即此时小船将到达对岸C处。

请运用以上思想，分析下述问题∶
弓箭手用弓箭射击斜上方某位置处的一个小球，如图丙所示。

弓箭手用箭瞄准小球后，以初速度v0将箭射出，同时将小球由静止释放。

箭射出时箭头与小球间的距离为L，空气阻力不计。

请分析说明箭能否射中小球，若能射中，求小球下落多高时被射中；若不能射中，求小球落地前与箭头的最近距离。

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、A
【解析】
ABC．对物块A和B分析，受力重力、斜面体对其支持力和水平恒力，如图所示
根据牛顿第二定律则有
sin θ2F N ma -=
其中
cos θ2N mg =
对物块A 、B 和斜面体C 分析，根据牛顿第二定律则有
0(2)F m m a =+
联立解得
25m/s a =
30N F =
对物块A 分析，根据牛顿第二定律可得物块A 受到摩擦力大小
5N f F ma ==
故A 正确，B 、C 错误；
D ．若水平恒力F 作用在A 上，则有
A F mg ma μ-=
解得
225m/s A a a =>
所以物块A 相对物块B 滑动，故D 错误；
故选A 。

2、B
【解析】
AB 、由x ϕ-图可知，图像的斜率表示电场强度，从0x -到0x 的过程中电场强度先减小后增大，受到沿x 轴正方向的电场力先减小后增大，粒子的加速度也是先减小后增大，在0x =位置加速度为零；粒子在运动过程中，粒子做加速度运动，速度越来越大，先增加得越来越慢，后增加得越来越快，故B 正确，A 错误；
C 、粒子在运动过程中，受到沿x 轴正方向的电场力先减小后增大，根据动能定理可知k E x -图像的斜率先变小再变大，在0x =位置的斜率为零，故C 错误；
D 、由于粒子带负电，根据电势能P
E q ϕ=可知，P E x -变化规律与x ϕ-变化规律相反，故D 错误；
图线正确的是选B 。

3、D
【解析】
A ．b 点是波峰和波峰叠加的点，c 点是波谷和波谷叠加的点，都是振动加强点，故A 错误；
B ．机械波传播的过程中，各质点并不随波迁移，故小树叶只在原位置上下振动，故B 错误；
C ．a 、e 都是波峰和波谷叠加的点，属于振动减弱点，由于两波源振幅相同，故这两点均静止不动，故C 错误；
D ．若波源2S 突然停止振动，由图像可知，在之后2T 内，质点b 仍是振动加强点，振幅为2A ，完成两次全振动，通过的路程为16A ，故D 正确。

故选D 。

4、D
【解析】
A.根据Q It =可知I t -图像与两坐标轴围成的面积表示电容器放出的总电荷量，即Q S =，故选项A 可求；
B.电阻R 两端的最大电压即为电容器刚开始放电的时候，则最大电压max 0U I R =，故选项B 可求；
C.根据Q C U =可知电容器的电容为max 0
Q S C U I R ==，故选项C 可求； D.电源的内电阻在右面的充电电路中，根据题意只知道电源的电动势等于电容器充满电
两板间的电压，也就是刚开始放电时的电压，即max 0E U I R ==，但内电阻没法求出，故选项D 不可求。

5、D
【解析】
ABC ．由加速度时间图线可判断，0~1s 内，小车沿正向做加速度增大的加速运动，1s~2s 内小车沿正向做加速度减小的减速运动，由对称性知2s 末小车速度恰好减到零，2s~3s 内小车沿负向做加速度增大的加速度运动，3s~4s 内小车沿负向做加速度减小的减速运动，4s 末小车速度恰好减到零。

由于速度的变化也是对称的，所以正向位移和负向位移相等，即4s 末小车回到初始位置，故 ABC 错误；
D ．小车在1s 末或3s 末速度达到最大，图线与时间轴所围面积表示速度的变化，所以最大速度为
max 115m/s 2.5m/s 2
v =⨯⨯= 故D 正确。

故选D 。

6、B
【解析】
以导线为研究对象，由左手定则判断可知导线所受安培力方向斜向右上方，根据牛顿第三定律可知，导线对磁铁的反作用力方向斜向左下方，磁铁有向左运动的趋势，受到桌面水平向右的摩擦力；同时磁铁对桌面的压力增大，桌面对磁铁的支持力也将增大。

故选B 。

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、AC
【解析】
A ．根据左手定则可知，甲粒子带正电，乙粒子带负电，选项A 正确；
B ．设正方形的边长为a ，则甲粒子的运动半径为r 1=a ，甲粒子的运动半径为
r 2=
0cos30a =B 错误；
C ．根据2
v qvB m
r =，解得1q v m Br r =∝，3倍，选项C 正确；
D ．甲乙两粒子在磁场中转过的角度均为600，根据22m m t r qB q
θππ=⋅∝∝，则两粒子在磁场中的运动时间不相等，选项D 错误．
8、CD
【解析】
根据运动轨迹得到电场力方向，从而得到电场力做功及场强方向，即可由电场力做功得到电势能变化，由场强方向得到电势变化；根据加速度得到场源，即可根据场强方向得到场源电性。

【详解】
由运动轨迹只能得到电子受力指向凹的一侧，不能得到运动走向，故A 错误；由电场场源为点电荷，a A ＞a B 可得：点电荷Q 靠近M 端；又有电子受力指向凹的一侧可得：MN 上电场线方向向右，故点电荷Q 为正电荷，故B 错误；电子受力指向凹的一侧可得：根据电子只受电场力作用；电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大可得：E pA ＜E pB ，故C 正确；点电荷带正电，且A 点距离点电荷距离较B 点近，可知A 点电势一定高于B 点电势，故D 正确，故选CD 。

【点睛】
沿着电场线电势降低，但是电势能和电荷电性相关，故我们一般根据电场力做功情况来判断电势能变化，以避免电性不同，电势能变化趋势不同的问题。

9、ABC
【解析】
若P 弹簧对小球向上的弹力等于小球的重力，此时Q 弹簧无弹力，小球受2个力平衡。

若P 弹簧弹力为零，小球受重力、支持力、弹簧Q 的拉力处于平衡，小球受3个力。

若P 弹簧弹力不为零，小球受重力、弹簧P 的拉力、支持力、弹簧Q 的拉力，小球受4个力平衡。

由于斜面光滑，小球不受摩擦力，知小球不可能受5个力。

故ABC 正确，D 错误。

故选ABC 。

10、ABD
【解析】
ABC.水平方向上，据牛顿第二定律有：
33x F mg m a ==
代入数据解得：
x a g =
小球在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，另据水平方向的位移公式有： 2122
x L a t = 解得运动时间为：
t =在竖直方向上有：
212
y L a t = 解得： 2
y g a = 即小球在竖直方向上做加速度为
2g 的匀加速直线运动，据牛顿第二定律有： y mg f ma -=
解得小球所受摩擦力为：
2
mg f = 故小球运动的加速度为：
2a g ==
小球的合运动为匀加速直线运动，其路程与位移相等，即为：
S x ===
故AB 正确，C 错误；
D.小环落到底端时的速度为：
v 环2at g ==⨯= 其动能为：
k E 环52
mgL = 此时物块及杆的速度为：
v 杆x a t g ==⨯=其动能为：
k E 杆4mgL =
故有小环与物块及杆的动能之比为5:8，故D 正确。

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、B D D
【解析】
(1)解答本题应抓住：本实验利用恒定电流场模拟静电场，要描绘电场等势线，需要电源与电压表．电源要分正负即为直流电源，确保电势的高低；需要电压传感器；
(2)根据顺着电场线，电势逐渐降低，分析感器示数的绝对值变化情况。

【详解】
(1)[1]本实验利用恒定电流场模拟静电场，要描绘电场等势线，需要6V 的直流电源，故选B ；
[2]要描绘电场等势线，要寻找等势点，即电势差为零的点，而电势差就是电压，所以传感器应选用电压传感器，故选D ；
(2)[3]从一个电极沿x 轴到另一电极，电势逐渐升高或降低，则将一个探针固定置于y 轴上的某一点，另一探针从一个电极沿连线逐渐移动到另一电极的过程中，两探针处的电势差先变小后变大，则传感器示数的绝对值先变小后变大，故D 正确，ABC 错误； 故选D 。

【点睛】
本题关键理解并掌握实验的原理，懂得根据实验原理选择实验器材。

12、0.71V 0.75V - 偏小 1.22V （1.16~1.22均可） 250Ω
【解析】
(1)[1]电压表的最小分度为0.1V ，由图可知，电压表的读数为0.71V ，由于误差0.71V －0.75V 均可
[2]由于电池有内阻，则电压表测的为电源路端电压，则测量值小于电动势
(2)[3]由题所给器材可知，可用微安表和电阻箱进行测量，电路图如图
[4]根据闭合电路欧姆定律有
()g E I R R r =++
变形得
g =E R R r I
-- 电动势等图像斜率为 4.4=V 1.22V 40.4E k =
≈- 由于误差1.16V ~1.22V 均可
[5]截距的绝对值为
350Ωg R r +=
则
350Ω100Ω250Ωr =-=
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）2700m ；（2）1s ；（3）下降95m
【解析】
（1）设投弹时，飞机与后面遥控车的水平距离为x ，则炸弹落地的时间
210s h t g
=
= 且 21x v t v t +=
解得x =2700m
（2）设两炸弹间隔时间为△t ，则
12270m v t v t ∆-∆=
解得△t =1s
（3）设战斗机在原有高度上上升△h ，根据题意则
11212()2()()270m ()h h h h v t x v t g g
+∆+∆=++
解得△h =-95m ，即下降95m
14、（1
）1v =
（2）2=M E G R '引；（3
）2v =（4）11()W kQq r R =- 【解析】
(1)设靠近该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速度大小为1v ，万有引力提供卫星做圆周运动的向心力 212v mM G m R R
=
解得：1v =； (2)电场强度的定义式F E q
= 设质量为m 的质点距离星球中心的距离为r ，质点受到该星球的万有引力
2
=Mm F G r 引 质点所在处的引力场强度=
F E m 引引 得2
=M E G r 引 该星球表面处的引力场强度'2
=M E G R 引 (3)设该星球表面一物体以初速度2v 向外抛出，恰好能飞到无穷远，根据能量守恒定律 22102mM mv G R
-=
解得：2v =； (4)点电荷-q 在带电实心球表面处的电势能1P qQ E k
R =- 点电荷-q 在P 点的电势能2P qQ E k r
=- 点电荷-q 从球面附近移动到P 点，电场力所做的功21()P P W E E =-- 解得：1
1()W kQq r R
=- ． 15、 (1)①0L t v =；②220
2qUL y mdv =；(2)能，2
202gL v 【解析】
(1)①沿垂直电场方向粒子不受外力，做匀速直线运动
0L t v = ②粒子在偏转电场中运动的加速度
qU a md
= 根据运动学公式212
y at =，得 2
20
2qUL y mdv = (2)箭能够射中小球，如答图1所示：
箭射出后，若不受重力，将沿初速度方向做匀速直线运动，经时间t 从P 运动至小球初始位置D 处，位移为
x 1=L
脱离弓后，若箭的初速度为零，将沿竖直方向做自由落体运动，经相同时间t 从P 运动至E ，位移为x 2；箭射出后的实际运动，同时参与了上述两种运动，实际位移x 为上述两个分运动位移的矢量和（遵循平行四边形定则），即此时箭将到达F 处。

小球由静止释放后做自由落体运动，经相同时间t 运动的位移与箭在竖直方向的分位移x 2相同，即小球与箭同时到达F 处，能够射中小球。

若不受重力，箭从P 运动至小球初始位置D 处的时间
L t v = 射中时小球下落的高度h =
12
gt 2，解得 h =2
202gL v。