2023届河北省衡水高三上学期四调考试物理试卷及答案

2023届河北省衡水中学高三上学期四调考试物理试题

一、单选题

1.如图所示，水平地面上固定一斜面体，斜面体的倾角为a,小斜劈B上表面水平，放置在斜面

上，物块A处于小斜劈的上表面，通过两端带有钱链的轻杆与物块C相连，物块C紧靠墙面，墙

面的倾角为仇已知轻杆跟墙面垂直，A、B、C均静止，a<3,关于A、B、C的受力，下列说法

正确的是（）

A.A对B的摩擦力水平向右

B.小斜劈B可能不受斜面体的摩擦力作用

C.物块C的受力个数可能是3个

D.A对B的压力大小一定等于A、C的重力之和

2.如图所示，在一块面积很大的接地金属平板的上方固定一个带正电的小球，虚线是金属平板上

方电场的等势面（相邻等势面间的电势差都相等），实线是某一带电粒子先后经过M和N处的运动

轨迹。若该带电粒子在M和N处受到的电场力大小分别为和FN,相应的电势能分别为和

A.该粒子可能带正电B.该粒子从M运动到N的过程中，动能减小

C.F“FN,EPM>EPND.由于静电感应，金属平板的上表面带正电荷

3.真空空间中有四个点。、a、b、c,任意两点间距离均为L,点d（未画出）到点。、a、〃、c的

距离均相等，如图所示。在a、b两点位置分别放置电荷量为g的正点电荷，在。c连线的某点处放

置正点电荷Q，使得d点的电场强度为零。则。的电荷量为（）

o

A6R26„73n2y/3

A,—qD.--------qC•qD・------ci

9933

4.如图所示，均匀的带正电圆环圆心为O,以。点为坐标原点建立x轴，坐标轴垂直于圆环平面。

A是x轴上的一点，带电圆环在4点产生的电场强度为E、电势为夕，现在A处再放一同样的带正

电圆环，圆心在A点，环面与x轴垂直。则A点（）

C.E增大、°不变D.E不变、夕不变

5.在如图所示的电路中，电源的负极接地，其电动势为E,内阻忽略不计，以、&为定值电阻，

心为滑动变阻器，C为电容器，电流表和电压表均为理想电表。在滑动变阻器的滑片P自6端向a

A.电压表示数变大

B.电流表示数变小

C.电容器C所带电荷量减少

D.a点的电势降低

6.如图所示，V型对接的绝缘斜面M、N固定在水平面上，两斜面与水平面夹角均为a=60。，其

中斜面N光滑。两个质量相同的带电小滑块P、。分别静止在M、N上,P、Q连线垂直于斜面

已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（）

A.两小滑块所带电荷为异种电荷B.两小滑块间的库仑力大小等于小滑块重力的两倍

C.P与M间的动摩擦因数至少为立D.P与M间的动摩擦因数至少为避

63

7.空间存在一沿x轴方向的静电场，质子由。点开始仅在电场力的作用下沿x轴的正方向运动，

该过程中质子的电势能关于位移x的变化规律如图所示。其中图线为顶点在打的开口向上的

抛物线，短以后的图线为倾斜的直线。下列说法正确的是（）

A.0位置和超位置的电场强度相同

B.图中X/处的电势最高，X3处的电势最低

C.段质子做匀变速直线运动

D.该电场沿x轴的正方向

二、多选题

8.如图所示，倾角为a的光滑斜面下端固定一绝缘轻弹簧，M点固定一个电荷量为的小球Q。

整个装置处在电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。现把一个质量为，"、电荷量为+4

的小球P从N点由静止释放，释放后P沿着斜面向下运动。N点与弹簧的上端和M点的距离均为

so。P、Q的连线以及弹簧的轴线必与斜面平行。两小球均可视为质点和点电荷，弹簧的劲度系数

为公且始终在弹性限度内，静电力常量为我,重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）

A.小球P沿着斜面向下运动的过程中，其电势能一定减小

B.小球P在N点的加速度大小为亚+‘"gsm"小

tn

C.小球P返回时，不可能越过N点撞到小球Q

D.当弹簧的压缩量为处警吧时，小球P的速度最大

9.在如图甲所示的电路中，L、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如

A.Li两端的电压为L2两端电压的2倍B.L消耗的电功率为0.75W

C.Lz的电阻为12。D.Li、L2消耗的电功率的比值大于4

10.某企业的生产车间在楼上，为了将工件方便快捷地运送到地面，专门安装了传送带设备，如图

所示。已知传送带与水平面的夹角。=37,正常的运行速度是丫=10m/s。现在传送带的A端轻轻

放上一个小物体（可视为质点），已知小物体与传送带之间的动摩擦因数为〃=0.5,A、B间距离

.y=16m(己知sin37°=0.6,cos37°=0.8,MZg=10m/s2)则：()

A.如果传送带不运行，小物体从A端运动到B端的时间为4s

B.如果传送带沿逆时针方向正常转动，小物体速度不可能超过皮带速度

C.如果传送带沿逆时针方向正常转动，小物体从A端运动到B端的时间小于传送带不运行时小物

体从A端运动到B端的时间

D.如果传送带沿顺时针方向正常转动，小物体从A端运动到B端的时间大于传送带不运行时小物

体从A端运动到B端的时间

三、实验题

11.实验小组做“探究在质量不变的情况下物体的加速度与所受合外力关系”的实验。如图甲所示为

实验装置示意图。

（1）关于该实验以下说法正确的是o

A.安装实验器材时，要调节定滑轮的高度，使细线与长木板平行

B.平衡摩擦力时，撤去砂桶，接通打点计时器的电源，轻推小车，从打出的纸带判断小车是否做

匀速运动

C.实验过程中，向砂桶内加砂时，必须保证砂和砂桶的总质量〃，远小于小车的总质量M

D.准确地平衡摩擦力后，实验过程中读出拉力传感器的示数即为小车受到的合外力

（2）如图乙是实验中选择的一条合适的纸带（纸带上相邻的两个计数点之间还有4个计时点没有

画出），相关的测量数据已标在纸带上，已知打点计时器的打点频率为50Hz,则小车的加速度

a=m/s2»

（3）保持小车的质量不变，改变砂桶中砂的质量，记录多组传感器的读数尸和对应纸带的加速度

。的数值，并根据这些数据，绘制出如图丙所示的小尸图像，实验小组仔细分析图像，得出了实验

所用小车的质量为kg（结果保留两位有效数字）。

丙

12.为了测定某迭层电池的电动势（约20V~22V）和电阻（小于2C）,需要把一个量程为10V的

直流电压表接一固定电阻（用电阻箱代替），改装为量程为30V的电压表，然后用伏安法测电源的

电动势和内电阻，以下是该实验的操作过程：

（1）把电压表量程扩大，实验电路如图甲所示，请完成第五步的填空.

第一步：把滑动变阻器滑动片移至最右端

第二步：把电阻箱阻值调到零

第三步：闭合电键

第四步：把滑动变阻器滑动片调到适当位置，使电压表读数为9V

第五步：把电阻箱阻值调到适当值，使电压表读数为V

第六步：不再改变电阻箱阻值，保持电压表和电阻箱串联，撤去其它线路，即得量程为30V的电

压表

（2）上述实验可供选择的器材有：

A.迭层电池（电动势约20V~22V,内电阻小于2。）

B.电压表（量程为I0V,内阻约10kC）

C.电阻箱（阻值范围0〜9999C,额定功率小于10W）

D.电阻箱（阻值范围0〜99999C,额定功率小于10W）

E.滑动变阻器（阻值为0~20。，额定电流2A）

F.滑动变阻器（阻值为0〜2kC,额定电流0.2A）

电阻箱应选,滑动变阻器应选（用大写字母表示）.

（3）用该扩大了量程的电压表（电压表的表盘没变），测电源电动势E和内电阻r,实验电路如图乙

所示，得到多组电压U和电流I的值，并作出U-I图线如图丙所示，可知电池的电动势为

V,内电阻为Q.

四、解答题

13.如图所示的电路中，Ri=4Q,Ruza,滑动变阻器区3上标有“10。，2A”的字样，理想电压表

的量程有0〜3V和。〜15V两挡，理想电流表的量程有0〜0.6A和0〜3A两挡.闭合开关S,将滑

片P从最左端向右移动到某位置时，电压表、电流表示数分别为2V和0.5A；继续向右移动滑片P

至另一位置，电压表指针指在满偏的;，电流表指针也指在满偏的求电源电动势与内阻的大

小.（保留两位有效数字）

E,r

------------------——I1——

,KSH——^1-1pJ|

"-—।i—i—>

—।%।—L-<&V）~

14.如图所示，光滑绝缘直杆ABC。水平放置并固定不动，其中A8=BC=CC=L杆上套有质量

为〃?、电量为+«的小球（可视为质点），小球通过绝缘轻质弹簧与固定点0连接，直杆A处固定

电量为十%的点电荷。小球从8处由静止开始释放，运动到。处时速度恰好达到最大值.,0C

垂直于直杆，且0C为弹簧自然长.静电力常量为A.求：

（1）8。两点间的电势差UBD；

（2）小球刚释放时的加速度大小〃；

（3）小球运动到。处时，C处的电场强度E。

O

15.如图所示，一内壁光滑的绝缘圆管ADB固定在竖直平面内.圆管的圆心为O,D点为圆管的

最低点，AB两点在同一水平线上，AB=2L,圆管的半径为厂应L（自身的直径忽略不计）.过0D

的虚线与过AB的虚线垂直相交于C点，在虚线AB的上方存在方向水平向右、范围足够大的匀强

电场；虚线AB的下方存在方向竖直向下、范围足够大的匀强电场，电场强度大小E2=29.圆心

q

0正上方的P点有一质量为m、电荷量为一q（q>0）的小球（可视为质点），PC间距为L.现将该小球

从P点无初速释放，经过一段时间后，小球刚好从管口A无碰撞地进入圆管内，并继续运动.重

力加速度为g.求：

■>

(1)虚线AB上方匀强电场的电场强度Ei的大小；

(2)小球在AB管中运动经过D点时对管的压力FD;

(3)小球从管口B离开后，经过一段时间到达虚线AB上的N点(图中未标出)，在圆管中运动的

时间与总时间之比乎.

参考答案:

1.B

解析：A.对A受力分析可知，杆对A的弹力方向沿CA方向，故B对A的摩擦力水平向右，那

么A对B的摩擦力水平向左，A错误；

B.B可能只受到重力、A施加的压力、A的摩擦力和斜面的支持力作用而平衡，B正确；

C.对C受力分析如图

C受重力、杆的作用力、墙面的支持力、摩擦力，4个力的作用，且满足

Fcos0+fcsin0=Gc+Nccos0

C错误；

D.对AC整体受力分析如图

NA+fcsin0=GA+GC+NCCOS0

联立可得

NA=GA+Fcos0

因为不清楚Feos。与Gc的大小关系，故A对B的压力大小不一定等于A、C的重力之和，D错误。

故选B。

2.C

解析：A.根据带电粒子运动轨迹的弯曲方向可知，正电荷对该带电粒子的作用力是吸引力，所以

该粒子带负电，A错误；

BC.由等势面的疏密程度可知，两点的场强关系为

EM<E'

再根据电场力公式

F=qE

可知

带电粒子从M点运动到N点的过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增大，即综,“＞耳心B

错误，C正确；

D.由于静电感应，在金属平板的上表面带负电荷，D错误。

故选C。

3.B

根据题意分析d点的位置，已知。、a、b、c构成正四面体，则由于d与各点等距，所以d位于正

四面体的中心，根据几何关系可得

ad=bd=L

4

在a、b两点位置分别放置电荷量为q的正点电荷，由于对称性分析得这两个点电荷在"点所产生

的合场强方向垂直与。c,指向。c的中点e,根据几何关系可得

de=----L

4

故使得d点的电场强度为零，则正点电荷。应当防止于。点，正点电荷。在e点所产生的场强为

口kQ8kQ

4=南二/

结合空间几何关系，。处电荷量为q的正点电荷在"点产生的合场强大小为

回

___kqed2kqA\6\fikq

令-(ad)?ad(娓、逐一91}

14J4

因e点合场强为0,得

%=EQ

解得

c2上

Q=『

B正确，ACD错误。

故选B。

4.B

解析：根据微元法和对称法可知。处的带正电圆环在A点产生的场强水平向右，故%>0;而圆环

在A点产生的场强为零，则4点总场强不变，圆环4在A点产生的电势大于零，则A点的总电势

增大。

故选B。

5.B

解析：A.在滑动变阻器的滑片产自人端向。端滑动的过程中，滑动变阻器接入电路的电阻增大，

外电路总电阻增大，干路电流/减小，电阻Q两端电压减小，则电压表示数减小，故A错误；

C.电阻以两端的电压

U?=E-IR\

/减小，则。2增大，电容器两极板间的电压增大，其所带电荷量增大，故C错误；

D.根据外电路中沿着电流方向电势降低可知，a点的电势大于零，a点的电势等于R2两端的电压，

S增大，则。点的电势升高，故D错误；

B.通过%的电流/2增大，通过电流表的电流

3=1-1

/减小，/2增大，则〃减小，即电流表示数变小，故B正确。

故选B。

6.D

解析：A.滑块。在光滑斜面N上静止，说明P、Q应相互排斥，则P与。带电同性，A错误；

B.滑块。在光滑斜面N上静止，则P与。带电同性，两者之间为库仑斥力设为凡两滑块的受力

分析和角度关系如图所示

MN\/N

,

P30

g

30C

对Q物体在沿着斜面方向有

mgcos30=Fcos30

可得

F=mg

B错误；

CD.而对P物体动摩擦因数最小时有

N2=F+mgsin30

f=皿

f=/ngcos30

联立解得

x/3

C错误、D正确。

故选D。

7.C

解析：A.根据4E=可知，Ep-x图像的切线斜率的绝对值等于2目，由题图可知制处切线

Ax

斜率为零，故X/处电场强度最小且为零，O位置和X2位置关于X/位置对称，则。位置和X2位置的

电场强度大小相等，方向相反，故A错误；

B.结合质子带正电和题图可知，图中电势最高的点是X3处，制处的电势最低，故B错误；

C.X2~X3段图像的斜率不变，则质子所受的电场力不变，质子的加速度不变，则该过程质子做匀变

速直线运动，故C正确；

D.由以上分析可知X/左侧的电场沿无轴的正方向，X/右侧的电场沿x轴的负方向，故D错误。

故选c。

8.BC

解析：A.因为匀强电场电场力所做的正功跟固定于M点的负电荷的库仑力所做负功的代数和不确

定，故小球P沿着斜面向下运动过程中，其电势能的变化无法确定，A错误；

B.在N点，根据牛顿第二定律得

qE+mgsina--z-=ma

“

解得

qE.kq1

a=-2―+gsina---

mins（）

B正确；

C.根据能量的转化和守恒定律，小球最高只能到达N点，不能与小球Q相碰，C正确；

D.当P受到的合力为。时，速度最大，当弹簧的压缩量为理+‘ina时,小球p仍受库仑力作

叫）

用，合力不为0,速度不是最大，D错误。

故选BC«

9.BD

解析：B.电路中的总电流为0.25A,Li中电流为0.25A,由小灯泡的伏安特性曲线可知Li两端的

电压为3.0V,Li消耗的电功率为

B=U〃/=0.75W

选项B正确；

A.根据并联电路规律可知，L2中的电流为0.125A,由小灯泡的伏安特性曲线可知其两端电压大

约为0.3V,故Li两端的电压约为L2两端电压的10倍，选项A错误；

C.由欧姆定律可知，L2的电阻为

U,0.3

&丁同=2.40

选项C错误；

D.L2消耗的电功率为

02=3/2=0.3x0.125W=0.0375W,

即Li、L2消耗的电功率的比值大于4,选项D正确.

故选BDo

10.AC

解析：AD.因为小物块重力沿斜面的分力大于最大静摩擦力，当传送带静止或顺时针转动时，小

物块均加速下滑，根据牛顿第二定律得

mgsin37°—pmgcos37°=ma

s=—at2

2

联立解得

r=4s

故A正确，D错误。

BC.如果传送带沿逆时针方向正常转动，开始时小物块速度小于传送带速度，摩擦力向下，根据

牛顿第二定律得

mgsin37°+/jmgcos37°=max

速度和传送带相同时位移为演，则有

v2=2%X1

联立两式解得

%=5m<16m

小物块继续加速下滑，根据牛顿第二定律有

mgsin37°-/umgcos370=ma

设小物块到达传送带底端时速度为匕，根据运动学公式有

1—v2=2a（s—西）

联立并带入数据解得

V,=12m/s>v=10m/s

由于第一段加速度较大，全程时间会小于4s,故B错误，C正确。

故选AC。

11.AB0.750.67

解析：（1）[1]A.安装实验器材时，要调节滑轮的高度，使细线与长木板平行，这样才能保证拉力

方向与运动方向一致，故A正确；

B.平衡摩擦力时要撤去砂桶，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，轻推小车，从打出的纸带

相邻计时点间隔是否均匀来判断小车是否做匀速运动，故B正确；

C.由于有拉力传感器，所以不用保证砂和砂桶的总质量，”远小于小车的总质量何，故C错误；

D.实验中有两根绳子，所以小车受到的合外力为拉力传感器示数的2倍，故D错误。

故选ABo

(2)[2]根据逐差法可得，小车的加速度为

x-x(19.65-6.45-6.45)x102.,.->

a='CF~产oc1=--------------------m/s-=0.75m/s-

9T29x0.l2

(3)[3]对小车，根据牛顿第二定律有

2F-f=Ma

整理得

—

MM

可得

k二

M

由图像计算可得

解得

M0.67kg

12.3；D；E；21.3；1.8

解析：(1)把10V的直流电压表接一电阻箱，改装为量程为30V的电压表时，将直流电压表与电

阻箱串联，整个作为一只电压表，据题分析，电阻箱阻值调到零，电压表读数为9V,则知把电阻

箱阻值调到适当值，使电压表读数为3V.

(2)由题，电压表的量程为10V,内阻约为10kC,要改装成30V的电压表，根据串联电路的特

点可知，所串联的电阻箱电阻应为2xl0kC=20000C.故电阻箱应选D.在分压电路中，为方便调

节，滑动变阻器选用阻值较小的，即选E.

(3)由丙读出，外电路断路时，电压表的电压为。=7.1V,则电源的电动势为E=3x7.1=21.3V,内

阻为r=二心=21二二”。=1.8Q.

/3.5

13.7.0V,2.0Q.

根据滑动变阻器的移动可知电流及电压的变化，是可判断所选量程，从而求出电流表的示数；由闭

合电路欧姆定律可得出电动势与内阻的两个表达式，联立即可求得电源的电动势.

解析：滑片P向右移动的过程中，电流表示数在减小，电压表示数在增大，由此可以确定电流表量

程选取的是0〜0.6A,电压表量程选取的是0~15V,所以第二次电流表的示数为gxO.6A=0.2A,

电压表的示数为gX15V=5V

当电流表示数为0.5A时，Ri两端的电压为UI=IIRI=0.5X4V=2V

…，一,52

回路的总电流为I总=11+才=0.5+-A=1.5A

色2

由闭合电路欧姆定律得E=I总r+U+U3，

即E=L5r+2+2①

当电流表示数为0.2A时，Ri两端的电压为U/="R]=0.2x4V=0.8V

U*AQ

回路的总电流为I&'=11'+广=0.2+—A=0.6A