2023届河北省衡水重点中学高三第一次学情调查物理试题

这是一份2023届河北省衡水重点中学高三第一次学情调查物理试题，共15页。
2023届河北省衡水重点中学高三第一次学情调查物理试题
请考生注意：
1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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，虚线为某匀强电场的等势线，电势分别为、和，实线是某带电粒子在该电场中运动的轨迹。不计带电粒子的重力，则该粒子（　　）

A．带负电
B．在、、三点的动能大小关系为
C．在、、三点的电势能大小关系为
D．一定是从点运动到点，再运动到点
2、如图所示,一个带正电荷q、质量为的小球,从光滑绝缘斜面轨道的A点由静止下滑,然后沿切线进入竖直面上半径为R的光滑绝缘圆形轨道,恰能到达轨道的最高点B.现在空间加一竖直向下的匀强电场,若仍从A点由静止释放该小球(假设小球的电荷量q在运动过程中保持不变,不计空气阻力),则（ ）

A．小球一定不能到达B点
B．小球仍恰好能到达B点
C．小球一定能到达B点,且在B点对轨道有向上的压力
D．小球能否到达B点与所加的电场强度的大小有关
3、如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心正上方固定一个小定滑轮，细绳一端拴一小球（可视为质点），小球置于半球面上的点，另一端绕过定滑轮。今缓慢拉绳使小球从点滑向半球顶点未到顶点），在此过程中，小球对半球的压力大小及细绳的拉力大小的变化情况是（　　）

A．不变，变小 B．变小，不变 C．变大，变大 D．变大，变小
4、一电荷量为 q 的正点电荷位于电场中 A 点，具有的电势能为 Ep，则 A 点的电势为j = EqP ．若把该点电荷换为电荷量为 2q 的负点电荷，则 A 点的电势为（ ）
A．
B．
C．
D．
5、一物块由O点下落，到A点时与直立于地面的轻弹簧接触，到B点时速度达到最大，到C点时速度减为零，然后被弹回．物块在运动过程中受到的空气阻力大小不变，弹簧始终在弹性限度内，则物块(　　)

A．从A下降到B的过程中，合力先变小后变大
B．从A下降到C的过程中，加速度先增大后减小
C．从C上升到B的过程中，动能先增大后减小
D．从C上升到B的过程中，系统的重力势能与弹性势能之和不断增加
6、如图所示，倾斜直杆的左端固定在地面上，与水平面成60°角，杆上穿有质量为m的小球a和质量为2m的小球b，a，b小球通过一条细绳跨过两个定滑轮相连接。当a、b静止时段绳竖直，段绳与杆的夹角为30°。若忽略小球b与杆间的摩擦，重力加速度的大小为g。则下列说法正确的是（　　）

A．绳对a的拉力大小为mg B．绳对a的拉力大小为2 mg
C．a与杆之间可能没有弹力 D．a与杆之间一定没有摩擦力
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、2019年6月25日02时09分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第46颗北斗导航卫星。北斗导航系统中包含多颗地球同步卫星，下列关于地球同步卫星的说法正确的是
A．所有同步卫星的轨道半径都相同
B．同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度
C．同步卫星相对地面静止，所以它处于平衡状态
D．同步卫星的向心加速度小于地球表面处的重力加速度
8、一小球从地面竖直上抛，后又落回地面，小球运动过程中所受空气阻力与速度成正比，取竖直向上为正方向．下列关于小球运动的速度v、加速度a、位移s、机械能E随时间t变化的图象中可能正确的有
A． B．
C． D．
9、静电场方向平行于x轴，其电势随x轴分布的图像如图所示，和均为已知量，某处由静止释放一个电子，电子沿x轴往返运动。已知电子质量为m，带电荷量为e，运动过程中的最大动能为，则（　　）

A．电场强度大小为
B．在往返过程中电子速度最大时的电势能为
C．释放电子处与原点的距离为
D．电子从释放点返回需要的时间为
10、一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用．此后，该质点的动能可能( )
A．一直增大
B．先逐渐减小至零，再逐渐增大
C．先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小
D．先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大
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）某同学手头有一个标有“5V 9W”的小灯泡L，想描绘该小灯泡的伏安特性曲线，实验室中如下的实验器材：
A．电压表V1(量程为2V，内阻为2kΩ)
B．电压表V2(量程为15V，内阻为15kΩ)
C．电流表A1(量程为2A，内阻约为1Ω)
D．电流表A2(量程为0.6A，内阻约为10Ω)
E.定值电阻R1=4kΩ
F.定值电阻R2=16kΩ
G.滑动变阻器R3(0~5Ω，2A)
H.剂动变鞋器R4(0~150Ω，0.5A)
I.学生电源(直流9V，内阻不计)
J.开关，导线若干
(1)为了便于调节且读数尽量准确，电流表应选用______，滑动变阻器应选用______，电压表应选用_______，定值电阻应选用_______(填器材前的字母序号)
(2)在虚线框中画出满足实验要求的电路图_______

(3)根据设计的电路图，可知小灯泡两端电压U与电压表读数Uv的关系为______
12．（12分）某同学设计测量电流表内阻的实验。待测电流表的内阻Rg约在1kΩ~2kΩ之间，量程250μA。提供实验器材：
电源（4V，0.6Ω）
电键S及导线若干
一只电阻箱R（0~9999Ω）
滑动变阻器R1（0~50Ω，0.6A）
滑动变阻器R2（0~1kΩ，0.3A）
某同学的测量过程如下：
第一，选择实验器材，设计实验的电路图，如图甲所示：

第二，实验操作步骤如下：
①先按电路图接好各元件，调节滑动变阻器R'的滑片P位置，再使电阻箱阻值为零
②闭合电键S，调节滑动变阻器R'的滑片P于某一位置，使电流表达到满刻度Ig
③滑动变阻器R'的滑片P保持不变，调节电阻箱值使电流表读数为Ig的一半，记下电阻箱读数Rx，则待测电流表的内阻Rg＝Rx，请回答以下问题：
(1)为了精确测量电流表的内阻，该同学选择的滑动变阻器R'是_____（选填“R1”或“R2”）。
(2)该同学在操作步骤①中，滑动变阻器R'的滑片P应置于_____端（选填“a”或“b”）理由是_____。
(3)接照该同学所设计的实验思路，用铅笔画出的线代表导线在图乙中替他完善正确规范的实验电路连接，导线不能交叉_____。

(4)在实验步骤③中，确保滑动变阻器R'的滑片P的位置不变，其理由是_____。
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，一定质量的理想气体从状态A开始经过状态B变化到状态C，己知气体在状态C时压强为，内能为，该理想气体的内能与热力学温度成正比。
（1）求出状态^时气体的压强和温度；
（2）从状态A经过状态B到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？求出气体吸收或放出的热量。

14．（16分）如图所示，质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处，A、B间距L=20m。用大小为30N，沿水平方向的外力拉此物体，经t0=2s拉至B处。（取g=10m/s2）

（1）求物体与地面间的动摩擦因数μ；
（2）该外力作用一段时间后撤去，使物体从A处由静止开始运动并能到达B处，求该力作用的最短时间t。
15．（12分）一列简谐横波在介质中沿x轴正向传播，波长λ≥80cm．O和A是介质中平衡位置分别位于x=0和x=40cm处的两个质点．t＝0时开始观测，此时质点O的位移y=-8cm，质点A处于y=-16cm的波谷位置；t＝0.5s时，质点O第一次回到平衡位置，而t=1.5s时，质点A第一次回到平衡位置．求：
（ⅰ）这列简谐横波的周期T、波速v和波长λ；
（ⅱ）质点A振动的位移y随时间t变化的关系式．



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．根据电场线与等势面垂直，且由高电势指向低电势，可知场强方向向上，带电粒子的轨迹向上弯曲，粒子所受的电场力向上，则该粒子一定带正电荷，故A错误；
BC．带正电的粒子在电势高的地方电势能大，故

又粒子仅在电场力的作用下运动，动能与电势能总和保持不变，故

故B错误，C正确；
D．由图只能判断出粒子受力的方向与电势能、动能的大小关系，但不能判断出粒子是否从a点运动到b点，再运动到c点，故D错误。
故选C。
2、B
【解析】
不加电场时，设恰能到达轨道的最高点B的速度为v，根据机械能守恒定律有：
mg（h-2R）=mv2；…①
在最高点时，重力提供向心力，有：mg=m…②
加上电场后，设能到达B点的速度为v2，根据动能定理得：mv22=（mg+Eq）（h-2R）…③
在最高点时，重力与电场力的合力提供向心力，有：mg+Eq=m…④
得v2=v，故为小球仍恰好能到达B点，故B正确，ACD错误；故选B.
3、A
【解析】
小球受重力支持力和拉力作用，将三力平移可构成首尾连接的三角形，其中重力与过点竖直线平行，支持力沿半球面半径方向且

拉力沿绳方向，力的三角形与小球、滑轮构成的三角形相似，设小球与滑轮间的绳长为，滑轮到点的距离为，半球面半径为，则有：

小球从点滑向半球顶点过程中，小球到点距离为不变，不变，减小，所以不变，变小
故选A。

4、C
【解析】
根据电势的物理意义：电势是反映电场本身性质的物理量，仅由电场本身决定，与试探电荷无关．可知，将该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷，A点的电势不变，故C正确，ABD错误；故选C.
5、C
【解析】
A．从A下降到B的过程中，物块受到向下的重力，弹簧向上的弹力和向上的空气阻力，重力大于弹力和空气阻力之和，弹力逐渐增大，合力逐渐减小，加速度逐渐变小，到B点时速度达到最大，此时

合力为零，则从A下降到B的过程中合力一直减小到零，故A错误；
B．从A下降到B的过程中，弹簧的弹力和空气阻力之和小于重力，物块的合力逐渐向下，加速度逐渐减小到零；从B下降到C的过程中，物块的合力向上，加速度向上逐渐增大，则从A下降到C的过程中，加速度先减小后增大，故B错误；
C．从C上升到B的过程中，开始弹力大于空气阻力和重力之和，向上加速，当加速度减为零时

此时的压缩量，位置在B点下方，速度达到向上的最大，此后向上做变减速直线运动，故从C上升到B的过程中，动能先增大后减小，故C正确；
D．对于物块和弹簧组成的系统，由于空气阻力做功，所以系统的机械能减小，即物块的动能、重力势能与弹性势能之和减小，从C上升到B的过程中，物块的动能先增大后减小，则系统的重力势能与弹性势能之和在动能最大之前是一直减小，之后就不能确定，故D错误。
故选C。
6、B
【解析】
AB．以b球为研究对象，球b受绳子的拉力、重力和杆的支持力而平衡，如图所示

以沿杆和垂直于杆正交分解可得

即绳子的拉力为，因为绳子对b的拉力与绳子对a的拉力大小相等，故A错误，B正确；
CD．对球a分析可知，球a受到绳子竖直向上的拉力为2mg，竖直向下的重力为mg，两力不能平衡，根据摩擦力和弹力的关系可知a与杆之间一定有弹力和摩擦力存在，故C错误，D错误。
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、AD
【解析】
A．所有地球同步卫星的周期相同，由

可知，所有地球同步卫星的轨道半径都相同，故A正确；
B．由

可知，轨道半径越大，线速度越小，故B错误；
C．卫星虽然相对地面静止，但在做匀速圆周运动，不是平衡状态，故C错误；
D．同步卫星的向心加速度

地球表面的重力加速度
，
所以，故D正确。
8、AC
【解析】
AB. 小球在上升过程中所受重力和阻力，由于所受空气阻力与速度成正比，所以阻力逐渐减小，则加速度逐渐减小，向上做加速度减小的减速运动，上升到最高点再次下落过程中由于空气阻力逐渐增大，所以加速度逐渐减小，做加速度减小的加速运动，故A正确，B错误；
C. 在s-t图像中斜率表示速度，物体先向上做减速，在反向做加速，故C正确；
D. 因阻力做负功，且导致机械能减小，机械能的减少量为

图像不是一次函数，故D错误；
故选AC
9、ABD
【解析】
A．在0＜x＜x0区间内，场强大小

方向沿+x方向；在-x0＜x＜0区间内，场强大小

场强方向沿－x方向，故A正确；
B．根据能量守恒可知，电子速度最大即动能最大时，电势能最小，根据负电荷在电势高处电势能小，则此时电势能为

故B正确；
C．已知电子质量为m、带电荷量为e，在运动过程中电子的最大功能为Ek，根据动能定理得

得

故C错误；
D．根据牛顿第二定律知

粒子从静止到动能最大的时间为四分之一周期，匀加速直线运动的时间为

电子从释放点返回需要的时间为

故D正确。
故选ABD。
10、ABD
【解析】
试题分析：一质点开始时做匀速直线运动，说明质点所受合力为0，从某时刻起受到一恒力作用，这个恒力就是质点的合力．
根据这个恒力与速度的方向关系确定质点动能的变化情况．
解：A、如果恒力与运动方向相同，那么质点做匀加速运动，动能一直变大，故A正确．
B、如果恒力与运动方向相反，那么质点先做匀减速运动，速度减到0，质点在恒力作用下沿着恒力方向做匀加速运动，动能再逐渐增大．故B正确．
C、如果恒力方向与原来运动方向不在同一直线上，那么将速度沿恒力方向所在直线和垂直恒力方向分解，其中恒力与一个速度方向相同，这个方向速度就会增加，另一个方向速度不变，那么合速度就会增加，不会减小．故C错误．
D、如果恒力方向与原来运动方向不在同一直线上，那么将速度沿恒力方向所在直线和垂直恒力方向分解，其中恒力与一个速度方向相反，这个方向速度就会减小，另一个方向速度不变，那么合速度就会减小，当恒力方向速度减到0时，另一个方向还有速度，所以速度到最小值时不为0，然后恒力方向速度又会增加，合速度又在增加，即动能增大．故D正确．
故选ABD．
【点评】对于直线运动，判断速度增加还是减小，我们就看加速度的方向和速度的方向．
对于受恒力作用的曲线运动，我们可以将速度分解到恒力方向和垂直恒力方向，再去研究．

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、C G A E 见解析 U=3Uv
【解析】
(1)[1][2][3][4]．由小灯泡的标识可知，其工作电流为1.5A，工作电阻为4，所以电流表宜选用电流表A1，即C；因为描绘该小灯泡的伏安特性曲线，电压从零开始变化，滑动变阻器采用分压接法，总阻值应与待测电阻阻值差不多，故选用滑动变阻器Ra，即G；电压表V2的量程太大，读数不准确，电压表V1的量程太小，但可以串联定值电阻R1，将量程扩大到6V，故电压表应选用V1，即A；定值电阻应选用R1，即E。
(2)[5]．滑动变阻器采用分压接法，电流表外接，电路图如图所示。

(3)[6]．根据串联电路知识可知
= 3Uv
12、R1 a 接通电路时，确保电流表安全 保持aP间电压不变
【解析】
(1)[1]根据题意要求精确测量电流表内阻及分压式连接，为了便于调节分压，需要选择阻值较小，额定电流较大的滑动变阻器，即R1。
(2)[2][3]为了确保开关闭合后，电路安全，因此滑动变阻器的滑片应置于a端，这样测量电路部分开始时分压为0，保证了电路安全。
(3)[4]根据电路图，连接实物图如图所示：
。
(4)[5]在实验步骤③中，确保滑动变阻器R'的滑片P的位置不变，其理由是保持aP间电压不变。

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）吸热，。
【解析】
（1）图线可知，状态A到状态B为等压变化，
①
由盖-吕萨克定律可得:
②
状态B到状态C为等容变化，由查理定律可得:
③
由①②③可得:

（2）从状态A经过状态B到状态C的过程中，气体吸收热量 从状态A到状态B气体对外做功，从状态B到状态C气体不做功
④
从状态A到状态C气体内能増加
⑤
由热力学第一定律可知
⑥
由④⑤⑥可得：
⑦
14、（1）0.5 （2）
【解析】(1) 物体做匀加速运动，则
所以
由牛顿第二定律得： 又
解得：
(2)有力作用时，加速度为，撤去力后则
、
联立解得：
15、（ⅰ）T=6.0s、v=0.40m/s、λ=2.4m（ⅱ）或；
【解析】
（ⅰ）设振动周期为T，由于质点A在0到1.5s内由负最大位移处第一次回到平衡位置，经历的是四分之一周期，故振动周期为：T=6.0s；
由于质点OA距离d=0.40m小于半个波长，且波沿x轴正向传播，O在t=0.5s时回到平衡位置，而t=1.5s时A紧接着回到平衡位置，可知波从O传到A的时间为：∆t=1.0s
故此简谐波的传播速度：
据波长、波速和周期的关系，可得该波的波长：
（ⅱ）设质点A的位移随时间变化的关系式为：
已知t=0时，y=-0.16m，有：
t=1.5s时，y=0，有：
联立解得： A=0.16m
因此质点A的位移随时间变化的关系为：
（或：）