2023-2024学年河北省衡水市阜城中学高三第二次调研物理试卷含解析

2023-2024学年河北省衡水市阜城中学高三第二次调研物理试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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、一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能随位移x变化关系如图所示，其中0～段是关于直线对称的直线，～段是曲线，则下列说法正确的是（）A．处电场强度最小B．在处电势的关系为C．～段带电粒子做匀变速直线运动D．～段电场方向不变，大小变，～段的电场强度大小方向均不变2、两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一部分在同一水平面内，另一部分垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。下列说法中正确的是（）A．ab杆所受拉力F的大小为 B．cd杆所受摩擦力为零C．回路中的电流强度为 D．μ与v1大小的关系为μ=3、下列说法正确的是（）A．单摆的摆球在通过最低点时合外力等于零B．有些昆虫薄而透明的翅翼上出现彩色光带是薄膜干涉现象C．变化的电场一定产生变化的磁场，变化的磁场一定产生变化的电场D．一条沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度大4、某实验小组要测量金属铝的逸出功，经讨论设计出如图所示实验装置，实验方法是：把铝板平放在桌面上，刻度尺紧挨着铝板垂直桌面放置，灵敏度足够高的荧光板与铝板平行，并使整个装置处于垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场中；让波长为λ的单色光持续照射铝板表面，将荧光板向下移动，发现荧光板与铝板距离为d时，荧光板上刚好出现辉光。已知普朗克常量为h，光在真空中传播速度为c，电子电量为e，质量为m。下列说法正确的是（）A．金属铝的逸出功为B．从铝板逸出的光电子最大初动能为C．将荧光板继续向下移动，移动过程中荧光板上的辉光强度可能保持不变D．将荧光板继续向下移动到某一位置，并增大入射光波长，板上的辉光强度一定增强5、如图所示，一有界区域磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，磁场宽度为L;正方形导线框abcd的边长也为L，当bc边位于磁场左边缘时，线框从静止开始沿x轴正方向匀加速通过磁场区域。若规定逆时针方向为电流的正方向，则反映线框中感应电流变化规律的图像是A． B．C． D．6、如图所示，车厢水平底板上放置质量为M的物块，物块上固定竖直轻杆。质量为m的球用细线系在杆上O点。当车厢在水平面上沿直线加速运动时，球和物块相对车厢静止，细线偏离竖直方向的角度为θ，此时车厢底板对物块的摩擦力为f、支持力为N，已知重力加速度为g，则（）A．f=Mgsinθ B．f=MgtanθC．N=(M+m)g D．N=Mg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，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连（轻质弹簧的两端分别固定在A、B上），B、C两物体通过细绳绕过光滑轻质定滑轮相连，A固定在水平地面上，C放在固定的倾角为的光滑斜面上。已知B的质量为m，C的质量为4m，重力加速度为g，细绳与滑轮之间的摩擦力不计。现用手按住C，使细绳刚刚拉直但无张力，并保证ab段的细绳竖直、cd段的细绳与斜面平行。开始时整个系统处于静止状态，释放C后，它沿斜面下滑，斜面足够长，则下列说法正确的是A．整个运动过程中B和C组成的系统机械能守恒B．C下滑过程中，其机械能一直减小C．当B的速度达到最大时，弹簧的伸长量为D．B的最大速度为2g8、如图所示，a为xoy坐标系x负半轴上的一点，空间有平行于xoy坐标平面的匀强电场，一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子以初速度v0从a点沿与x轴正半轴成θ角斜向右上射入电场．粒子只在电场力作用下运动，经过y正半轴上的b点（图中未标出），则下列说法正确的是（）A．若粒子在b点速度方向沿轴正方向，则电场方向可能平行于轴B．若粒子运动过程中在b点速度最小，则b点为粒子运动轨迹上电势最低点C．若粒子在b点速度大小也为v0，则a、b两点电势相等D．若粒子在b点的速度为零，则电场方向一定与v0方向相反9、如图所示为某电场中的一条电场线，该电场线为一条直线，为电场线上等间距的三点，三点的电势分别为、、，三点的电场强度大小分别为、、，则下列说法正确的是（）A．不论什么电场，均有 B．电场强度大小有可能为C．若，则电场一定是匀强电场 D．若，则电场一定是匀强电场10、如图(a)，A、B为某电场中沿x方向上的两个点，现将正点电荷q从A点静止释放，仅在电场力作用下沿x轴方向运动一段距离到达B点，其电势能Ep随x的变化关系如图(b)所示，则A．从A到B，电势先逐渐降低后逐渐升高B．从A到B，电场强度先增大后减小C．从A到B的过程中，电荷所受电场力先减小后增大D．从A到B的过程中，电场力对电荷先做负功后做正功三、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）一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中：（1）甲同学在做该实验时，通过处理数据得到了图甲所示的F﹣x图象，其中F为弹簧弹力，x为弹簧长度．请通过图甲，分析并计算，该弹簧的原长x0＝_____cm，弹簧的弹性系数k＝_____N/m．该同学将该弹簧制成一把弹簧秤，当弹簧秤的示数如图乙所示时，该弹簧的长度x＝_____cm．（2）乙同学使用两条不同的轻质弹簧a和b，得到弹力与弹簧长度的图象如图丙所示．下列表述正确的是_____．A．a的原长比b的长B．a的劲度系数比b的大C．a的劲度系数比b的小D．测得的弹力与弹簧的长度成正比．12．（12分）某小组的同学做“探究影响感应电流方向的因素”实验。(1)首先按图甲(1)所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向右偏转；再按图甲(2)所示方式连接电路，闭合开关后，发现电流计指针向左偏转。进行上述实验的目的是（______）A．检查电流计测量电路的电流是否准确B．检查干电池是否为新电池C．推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系。(2)接下来用图乙所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁铁插入螺线管的过程中，观察到电流计指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向（从上往下看）是沿______（选填“顺时针”或“逆时针”）方向。(3)下表是该小组的同学设计的记录表格的一部分，表中完成了实验现象的记录，还有一项需要推断的实验结果未完成，请帮助该小组的同学完成_______________（选填“垂直纸面向外”或“垂直纸面向里”）。实验记录表（部分）操作N极朝下插入螺线管从上往下看的平面图（B0表示原磁场，即磁铁产生的磁场）原磁场通过螺线管磁通量的增减增加感应电流的方向沿逆时针方向感应电流的磁场B'的方向(4)该小组同学通过实验探究，对楞次定律有了比较深刻的认识。结合以上实验，有同学认为，理解楞次定律，关键在于抓住__________（选填“B0”或“”）总是要阻碍________填“B0”或“B'”）磁通量的变化。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）如图甲所示，将一间距为L=1m的足够长U形导轨固定，导轨上端连接一阻值为R=2.0Ω的电阻，整个空间存在垂直于轨道平面向上的匀强磁场，B=0.2T，质量为m=0.01kg、电阻为r=1.0Ω的金属俸ab垂直紧贴在导轨上且不公滑出导轨，导轨与金属棒之间的动摩擦因数μ=0.5，金属棒ab从静止开始下滑，下滑的x-t图像如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计且金属棒下滑过程中始终与导轨垂直且紧密接触，重力加速度g取10m/s2，sin37=0.6，cos37°=0.8。求：(1)导轨的倾角θ。(2)从开始到t=2.5s过程中金属棒上产生的焦耳热。14．（16分）如图，小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O．让球a静止下垂，将球b向右拉起，使细线水平．从静止释放球b，两球碰后粘在一起向左摆动，此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°．忽略空气阻力，求(1)两球a、b的质量之比；(2)两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比．15．（12分）如图所示，长l＝1m的轻质细绳上端固定，下端连接一个可视为质点的带电小球，小球静止在水平向右的匀强电场中，绳与竖直方向的夹角θ＝37°.已知小球所带电荷量q＝1.0×10－6C，匀强电场的场强E＝3.0×103N/C，取重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：(1)小球所受电场力F的大小；(2)小球的质量m；(3)将电场撤去，小球回到最低点时速度v的大小．

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．根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，场强与电势的关系：，得由数学知识可知Ep-x图象切线的斜率等于，x1处的斜率可以认为与0-x1段相等，故此时电场强度并不是最小的，故A错误；

B．根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，粒子带负电，q＜0，则知电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有φ3＜φ2=φ0＜φ1故B正确；

C．由图可知，0～x1段和0～x2段电场方向相反，故加速度并不相同，不是一直做匀变速运动，故C错误；

D．0～x1段电场方向不变，大小不变，x2～x3段图象的斜率减小，故电场强度大小减小，方向不变，故D错误。

故选B。2、D【解析】

A．导体ab切割磁感线时产生沿ab方向，产生感应电动势，导体cd向下匀速运动，未切割磁感线，不产生感应电动势，故整个电路的电动势为导体ab产生的，大小为：①感应电流为：②导体ab受到水平向左的安培力，由受力平衡得：③解得：④AC错误；B．导体棒cd匀速运动，在竖直方向受到摩擦力和重力平衡，有：⑤即导体棒cd摩擦力不为零，B错误；D．联立②⑤式解得，D正确。故选D。3、B【解析】

A．单摆的摆球在通过最低点时，回复力等于零，而合外力一定不等于零，故A错误；B．薄而透明的羽翼上出现彩色光带，是由于羽翼前后表面反射，进行相互叠加，是薄膜干涉现象，故B正确；C．均匀变化的电场产生稳定磁场，非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场，故C错误；D．根据相对论，则有沿自身长度方向运动的杆，其长度总比杆静止时的长度短，故D错误。故选：B。4、A【解析】

AB．从铝板中逸出的光电子具有最大初动能的电子在磁场中做圆周运动的直径为d，则由解得最大初动能金属铝的逸出功为选项A正确，B错误；C．将荧光板继续向下移动，则达到荧光板的光电子会增加，则移动过程中荧光板上的辉光强度要增加，选项C错误；D．增大入射光波长，则光电子最大初动能减小，则光子在磁场中运动的最大半径减小，则达到板上的电子数减小，则板上的辉光强度不一定增强，选项D错误。故选A。5、B【解析】

由楞次定律可判断线圈中的电流方向；由E=BLV及匀加速运动的规律可得出电流随时间的变化规律。【详解】设导体棒运动的加速度为，则某时刻其速度所以在0-t1时间内（即当bc边位于磁场左边缘时开始计时，到bc边位于磁场右边缘结束）根据法拉第电磁感应定律得：，电动势为逆时针方向由闭合电路欧姆定律得：，电流为正。其中R为线框的总电阻。所以在0-t1时间内，，故AC错误；从t1时刻开始，换ad边开始切割磁场，电动势大小，其中，电动势为顺时针方向为负电流：，电流为负（即，）其中，电流在t1时刻方向突变，突变瞬间，电流大小保持不变。故B正确，D错误。故选B。【点睛】对于电磁感应现象中的图象问题，经常是根据楞次定律或右手定则判断电流方向，根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求解感应电流随时间变化关系，然后推导出纵坐标与横坐标的关系式，由此进行解答，这是电磁感应问题中常用的方法和思路．6、C【解析】

以m为研究对象，受力如图所示由牛顿第二定律得解得而绳的拉力为以M为研究对象，受力如图所示在竖直方向上，由平衡条件有在水平方向上，由牛顿第二定律有解得故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、BD【解析】

A．整个运动过程中，弹簧对B物体做功，所以B和C组成的系统机械不守恒，故A错误；B．C下滑过程中，绳子的拉力对C做负功，由功能关系可知，物体C的机械能减小，故B正确；C．当B的速度最大时，其加速度为零，绳子上的拉力大小为2mg，此时弹簧处于伸长状态，弹簧的伸长量x2满足得故C错误；D．释放瞬间，对B受力分析，弹簧弹力得物体B上升的距离以及物体C沿斜面下滑的距离均为h=x1+x2由于x1=x2，弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，弹簧弹力做功为零，设B物体的最大速度为vm，由机械能守恒定律得解得：故D正确。8、CD【解析】

A项：如果电场平行于x轴，由于粒子在垂直于x轴方向分速度不为0，因此粒子速度不可能平行于x轴，故A错误；B项：若粒子运动过程中在b点速度最小，则在轨迹上b点粒子的电势能最大，由于粒子带正电，因此b点的电势最高，故B错误；C项：若粒子在b点速度大小也为v0，则粒子在a、b两点的动能相等，电势能相等，则a、b两点电势相等，故C正确；D项：若粒子在b点的速度为0，则粒子一定做匀减速直线运动，由于粒子带正电，因此电场方向一定与v0方向相反，故D正确．故选CD．9、AB【解析】

A．沿着电场线的方向电势逐渐降低，可得，选项A正确；B．在等量异种点电荷电场中，若点为两点电荷连线的中点，则有，故选项B正确；C．仅由，不能确定电场是否是匀强电场，选项C错误；D．仅由，不能确定电场为匀强电场，选项D错误。故选AB。10、AC【解析】

AD.正点电荷q从A点静止释放，仅在电场力作用下沿x轴方向运动一段距离到达B点，电势能先减小后增大，则正电荷从A到B电场力先做正功，后做负功；正点电荷q电势能先减小后增大，所以电势先降低后升高。故A正确，D错误；BC.电势能EP随位移x的变化关系图象的斜率表示电场力的大小，因此电场力先减小后增大，电场强度先减小后增大，故B错误，C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、82520B【解析】

（1）当弹力为零时，弹簧处于原长状态，故原长为:x0＝8cm，在F﹣x图象中斜率代表弹簧的劲度系数，则:，在乙图中弹簧秤的示数:F＝3.00N，根据F＝kx，可知:，故此时弹簧的长度:L＝x+x0＝20cm．（2）A．在丙图中，当弹簧的弹力为零时，弹簧处于原长，故b的原长大于a的原长，故A错误；BC．斜率代表劲度系数，故a的劲度系数大于b的劲度系数，故B正确，C错误；D．弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比，故D错误．12、C顺时针垂直纸面向外B′B0【解析】

(1)[1]由题意可知，电流从电流计左边进时，指针左偏，右边进时，指针右偏，本实验目的是探究感应电流的方向，则进行上述实验的目的是推断电流计指针偏转方向与电流方向的关系，故选C；(2)[2]电流计指针向右偏转，说明电流从电流计的右边（正接线柱）流入，则说明螺线管中的电流