河北省衡水中学高三上学期综合素质评价一物理试题

2024—2025学年度下学期高三年级素养检测一物理试卷1.如图所示，通过计算可知：一个半径为R的均匀带电体（或球壳）在球的外部产生的电场，与一个位于E=球心、电荷量相等的点电荷在同一点产生的电场相同，在相关应用中可用点电荷场强公式r进行计算。这里所采用最核心的物理方法与下列哪个相同()A.瞬时速度概念的建立B.“重心”模型的建立C.弹簧振子模型的建立D.探究向心力大小的表达式2.“抖空竹”是中国传统的体育活动之一。现将抖空竹中的一个变化过程简化成如图所示模型：不可伸长的轻绳系于两根轻杆的端点位置，左、右手分别握住两根轻杆的另一端，一定质量的空竹架在轻绳上。接下来做出如下动作，左手抬高的同时右手放低，使绳的两个端点沿竖直面内等腰梯形的两个腰（梯形的上下底水平）匀速移动，即两端点分别自A、C两点，沿AB、CD以同样大小的速度匀速移动，忽略摩擦力及空气阻力的影响，则在变化过程中，下列说法正确的是()A.左右两绳的夹角增大B.左右两绳的夹角减少C.轻绳的张力变大D.轻绳的张力大小不变3.在巴黎奥运会上，中国跳水梦之队首次包揽八金。如图甲所示，在某次跳水比赛中，假设运动员入水前做竖直上抛运动，从离开跳板瞬间开始计时，取竖直向下为正方向，该运动员重心的竖直速度v随时间t变化的图像如图乙所示，其中0~t2部分为直线。则()A.t1时刻运动员离水面最高B.t3时刻运动员离水面最高C.t4时刻运动员所受重力瞬时功率最大D.0~t1运动员所受重力冲量为零4.如图，嫦娥六号于2024年6月2日6时23分成功着陆在月球背面南极艾特肯盆地预选着陆区，开启人类探测器首次在月球背面实施的样品采集任务。着陆前探测器先在离月面高度为h的圆轨道做周期为T的圆周运动，随后实施降轨，当离月面高度为100m时悬停避障。这时反推发动机向下喷出气体的速度大小为v，探测器质量为m，月球半径为R，若不计探测器质量的变化，发动机每秒喷出气体的质量为()T2vR2T2vR2Tv(R+h)2T2vA.4π2m(R+h)B.4π2m(R+hT2vR2T2vR2Tv(R+h)2T2v5.某实验室有一研究摆动的装置，如图所示，质量为m的小球B通过不可伸长的轻绳与质量为2m的滑块A相连接，且滑块A穿套在光滑的轻杆之上可以左右自由滑动。现保持轻绳伸直并将小球B从与A等高处静止释放，已知AB在同一竖直面内，重力加速度为g，忽略空气阻力，则当小球B第一次摆至最低点时轻绳所受的拉力大小为()AmgB.2mgC.3mgD.4mg.6.如图，在水平地面上固定一圆环，圆环内壁光滑，圆环内嵌着A、B两个大小相同的小球，它们的质量分别是mA、mB，且mA>mB，小球的直径略小于圆环的孔径且它们之间的摩擦忽略不计，圆环的内半径远大于球的半径，初始时B球处于静止状态，A球以一定初速度撞击B球，A、B两个球在a点发生弹性碰撞，一段时间后，A、B两个球在b点发生第二次弹性碰撞，a、b两点与圆环圆心的连线夹角为120°,则mA:mB为()7.如图所示，虚线圆的半径为R，AB是直径，O是圆心，D是圆周上的一点，C是BA延长线上的一点，CD是虚线圆的切线，把电荷量均为q的正电荷（均可视为点电荷）分别置于A、D两点，已知∠DBA=30°,静电力常量为k，下列说法正确的是()A.A点的点电荷在B点产生的电场强度大小为B.D点的点电荷在B点产生的电场强度大小为C.D点的点电荷在C点产生的电场强度大小为D.如果在A、D两点同时放置电荷量均为q的两正点电荷，则O点的电场强度的大小为8.如图所示，光滑水平轨道上放置足够长的木板A（上表面粗糙）和滑块C，滑块B置于A的左端，A、B间动摩擦因数为μ=0.5，三者质量分别为mA=2kg，mB=1kg，mC=2kg。开始时C静止，A、B一起以v0=5m/s的速度匀速向右运动，A与C发生碰撞（时间极短）后立即一起向右运动。取g=10m/s2，则()A.A与C碰撞后瞬间，A的速度为3m/sB.A与C碰撞后瞬间，A的速度为2.5m/sC.A与C碰撞过程中损失的机械能为15JD.若长木板A的长度为0.6m，则滑块B不会滑离木板A9.一半径为R的半球面均匀带有正电荷Q，电荷Q在球心O处产生的场强大小方向如图所示。把半球面分为表面积相等的上、下两部分，如图甲所示，上、下两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分别为E1、E2；把半球面分为表面积相等的左、右两部分，如图乙所示，左、右两部分电荷在球心O处产生电场的场强大小分别为E3、E4，则()A.B.C.D.10.如图所示，水平面内的等边三角形BCD的边长为L，顶点C恰好位于光滑绝缘直轨道AC的最低点，A点到B、D两点的距离均为L，z轴上的A点在BD边上的竖直投影点为O。y轴上B、D两点固定两个等量的正点电荷，在z轴两电荷连线的中垂线上必定有两个场强最强的点，这两个点关于原点O对称。在A点将质量为m、电荷量为q的小球套在轨道AC上（忽略它对原电场的影响将小球由静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g，且k3mg，忽略空气阻力，下列说法正确的是()A.图中的A点是z轴上场强最强的点B.轨道上A点的电场强度大小为C.小球刚到达C点时的加速度不为0D.小球刚到达C点时的动能为3mgL11.如图所示，某探究小组用图示装置做“探究碰撞中的不变量”的实验，图中的气垫导轨由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成。（1）实验探究小组采用了正确的操作步骤：①该小组测出了滑块通过两个光电门的挡光时间。已知两滑块上遮光板的宽度相同。滑块1通过光电门1的挡光时间为Δt1，通过光电门2的挡光时间为Δt2，滑块2通过光电门2的挡光时间为Δt3；②测得滑块1的质量为m1，滑块2（包括弹簧）的质量为m2。（2）数据处理与实验结论：①实验中采用气垫导轨的原因是______；②本实验探究滑块碰撞前后动量是否守恒，其验证等式为______。（3）另一实验探究小组采用了上一小组的装置，并采用了新的方式做“探究碰撞中的不变量”的实验。如图所示，两个滑块用细线连接且静止，中间有一个压缩到最短的轻质弹簧。烧断细线，轻弹簧将两个滑块弹开，测得它们通过光电门的时间分别为t1、t2。滑块1的质量为m1，滑块2的质量为m2，则动量守恒应满足的关系式为。12.图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与Q小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端与挡片相碰后水平飞出，同时由于电路断开使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。（两球下落过程不发生碰撞）（1）关于实验条件的说法，正确的有。A.斜槽轨道必须光滑B.P球的质量必须大于Q球的质量C.P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放D.P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放（2）在某次实验过程中，将背景换成方格纸，通过频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为L=1.6cm，则频闪相机的拍照频率f=Hz，该小球平抛时的速度大小v0=m/s，c点的竖直分速度大小为 m/s。（结果保留2位有效数字，重力加速度g取10m/s2）13.2022年2月12日，中国运动员高亭宇斩获北京冬奥会男子速度滑冰500米金牌。中国航天科工研发的“人体高速弹射装置为运动员的高质量训练提供了科技支持。该装置的作用过程可简化成如图所示，运动员在赛道加速段受到装置的牵引加速，迅速达到指定速度后练习过弯技术。某次训练中，质量m=60kg（含身上装备）的运动员仅依靠F=600N的水平恒定牵引力从静止开始加速运动了s=20m的距离，然后保持恒定速率通过半径为R=10m的半圆形弯道，过弯时冰刀与冰面弯道凹槽处的接触点如放大图所示。忽略一切阻力，重力加速度g取10m/s2，求：（1）运动员被加速后的速率v及加速过程中牵引力的平均功率P；（2）运动员过弯道上A点时，冰面对其作用力FN的大小。·14.如图所示，可视为质点的两滑块A、B均静止在粗糙水平地面上，两者之间有一被压缩的轻质弹簧（长度不计A与竖直墙壁距离L=8m。现解除弹簧锁定，使A、B瞬间分离，并立即取走弹簧，此时两物块获得的动能之和为28J。已知A、B质量分别为mA=1kg、mB=7kg，所有碰撞均为弹性碰撞，A、B均沿同一水平直线运动，A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.1，重力加速度取g=10m/s2，求：（1）取走弹簧时A、B获得的速度大小；（2）A、B都停止运动后，两者之间的距离；（3）改变L的大小，使A、B第1次碰撞时，B已经停止，且能发生第2次碰撞，求L的取值范围。15.如图甲所示，光滑小球A、B（可视为质点）的质量均为m，用长为L的轻杆连接后紧靠墙壁竖直立于水平面上，初始时均处于静止状态。现A受到轻微扰动向右倾倒（初速度视为0两球始终在同一竖直平面内运动