河北衡水中学2025届物理高三第一学期期中综合测试模拟试题含解析

河北衡水中学2025届物理高三第一学期期中综合测试模拟试题注意事项：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、从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度－时间图象如图所示．在0～t2时间内，下列说法中正确的是（）A．Ⅰ物体所受的合外力不断增大，Ⅱ物体所受的合外力不断减小B．在第一次相遇之前，t1时刻两物体相距最远C．t2时刻两物体相遇D．Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是2、如图所示，真空中有一个边长为L的正方体，正方体的两个顶点M、N处分别放置电荷量都为q的正、负点电荷．图中的a、b、c、d是其他的四个顶点，k为静电力常量．下列表述正确是（）A．a、b两点电场强度大小相等，方向不同B．a点电势高于b点电势C．把点电荷+Q从c移到d，电势能增加D．同一个试探电荷从c移到b和从b移到d，电场力做功相同3、如图所示，一个绝缘光滑半圆环轨道处于竖直向下的匀强电场E中，在轨道的上端，一个质量为m、带电量为＋q的小球由静止开始沿轨道运动，则（）A．小球运动过程中机械能守恒B．小球机械能和电势能的总和先增大后减小C．在最低点球对环的压力为（mg＋qE）D．在最低点球对环的压力为3（mg＋qE）4、如图所示，在竖直平面内有一曲面，曲面方程为y=x2，在y轴上有一点P，坐标为(0，9m)。从P点将一小球水平抛出，初速度为2m/s，若不计空气阻力，g取10m/s2，则小球第一次打在曲面上的位置为（）A．(3m，3m) B．(2m，4m) C．(1m，1m) D．(0.5m，0.25m)5、宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内太空授课时，指令长聂海胜悬浮在太空舱内“太空打坐”的情景如图．若聂海胜的质量为m，距离地球表面的高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，地球表面的重力加速度为g，则聂海胜在太空舱内受到重力的大小为A．0B．mgC．D．6、物体做直线运动，速度—时间图像如图所示．由图像可以判断()A．第1s末物体相对于出发点的位移改变方向B．第1s末物体的速度改变方向C．前2s物体的位移之和为零D．第3s末和第5s末物体的位置相同二、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、关于人造地球卫星，下列说法正确的是A．若卫星作匀速圆周运动，则卫星距地面越高，其运行的线速度越大B．所有的地球同步卫星均在同一轨道上运行C．卫星距离地面越高，所受的万有引力越大D．第一宇宙速度是发射卫星的最小地面发射速度8、如图所示，竖直平面内有半径为R的半圆形光滑绝缘轨道ABC，A、C两点为轨道的最高点，B点为最低点，圆心处固定一电荷量为+q1的点电荷．将另一质量为m、电荷量为+q2的带电小球从轨道A处无初速度释放，已知重力加速度为g，则（）A．小球运动到B点时的速度大小为B．小球运动到B点时的加速度大小为3gC．小球从A点运动到B点过程中电势能减少mgRD．小球运动到B点时对轨道的压力大小为3mg＋k9、如图所示，在光滑绝缘水平面上的P点正上方O点固定了一电荷量为＋Q的正点电荷，在水平面上的N点，由静止释放一质量为m、电荷量为－q的负检验电荷，该检验电荷经过P点时速度为v，图中θ＝，规定电场中P点的电势为零，则在＋Q形成的电场中（）A．P点电场强度大小是N点的4倍B．N点电势高于P点电势C．检验电荷在N点具有的电势能为D．N点电势为10、如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是()A．(甲)图中,物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒B．(乙)图中,A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑,物体B在下滑过程中机械能守恒C．(丙)图中，不计任何阻力和定滑轮质量时A加速下落，B加速上升过程中，A、B系统机械能守恒D．(丁)图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒三、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）如图所示为实验室“验证碰撞中的动量守恒”的实验装置．①下列说法中不符合本实验要求的是___．A．入射球比靶球质量大，但二者的直径可以不同B．在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放C．安装轨道时，轨道末端必须水平D．需要使用的测量仪器有天平和刻度尺②实验中记录了轨道末端在记录纸上的竖直投影为O点，经多次释放入射球，在记录纸上找到了两球平均落点位置为M、P、N，并测得它们到O点的距离分别为OM、OP和ON．已知入射球的质量为m1，靶球的质量为m2，如果测得m1OM+m2ON近似等于________，则认为成功验证了碰撞中的动量守恒．③在实验中，根据小球的落点情况，若等式ON＝_______________成立，则可证明碰撞中系统的动能守恒（要求用②问中的涉及的物理量表示）．12．（12分）在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，实验装置示意图如图甲所示，则（1）下列说法中正确的是____________A．实验中所用打点计时器应该接直流电源B．实验过程中，细线应该与长木板上表面平行C．实验过程中，小车的总质量应该远小于悬挂托盘及砝码的总质量D．本实验采用控制变量法分别探究小车的加速度与小车所受合外力及小车的质量之间的关系（2）保证小车的总质量M不变，改变托盘及砝码的总质量m，通过每次打出的纸带求出相对应的小车加速度a。若某实验小组得到5组数据如图乙所示。以托盘及砝码的总质量m为横坐标，以小车的加速度为纵坐标，请在图丙中利用描点法画出相应图线_______。利用该图线可以求出小车的总质量M为_____kg(重力加速度g=10m／s2)，该图线不通过坐标原点的原因是_______。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，水平面上放置一个倾角θ=37°的斜面体，现把一个质量m=10kg的物体放在该斜面体上，当用沿斜面向上大小为40N的拉力F作用于物体上时，物体刚好沿斜面匀速下滑而斜面体保持静止．求：⑴出物体与斜面之间的动摩擦因数μ；⑵若要使物体能沿斜面匀速上滑，拉力F应变为多大？（斜面体仍保持静止）（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）14．（16分）质量为的小车静止于光滑水平面上，小车的上表面由光滑的圆弧和光滑平面组成，弧半径为，车的右端固定有一不计质量的弹簧，如图所示。现有一质量为的滑块从圆弧最高处无初速下滑，与弹簧相接触不栓接并压缩弹簧。重力加速度求：弹簧具有的最大的弹性势能；当滑块与弹簧分离时小车的速度。15．（12分）现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动，某装置可用于气体中某些有害离子进行收集，如图1所示。Ⅰ区为加速区，Ⅱ区为离子收集区，其原理是通过板间的电场或磁场使离子偏转并吸附到极板上，达到收集的目的。已知金属极板CE、DF长均为d，间距也为d，AB、CD间的电势差为U，假设质量为m、电荷量为q的大量正离子在AB极均匀分布。离子由静止开始加速进入收集Ⅱ区域，Ⅱ区域板间有匀强电场和垂直于纸面向里的匀强磁场，离子恰好沿直线通过Ⅱ区域；且只撤去电场时，恰好无离子从Ⅱ区域间射出，收集效率（打在极板上的离子占离子总数的百分比）为100%，（不考虑离子间的相互作用力、重力和极板边缘效应）。（1）求离子到达Ⅱ区域速度大小；（2）求Ⅱ区域磁感应强度B的大小（3）若撤去Ⅱ区域磁场，只保留原来的电场，则装置的收集效率是多少？（4）现撤去Ⅱ区域的电场，保留磁场但磁感应强度大小可调。假设AB极上有两种正离子，质量分别为m1、m2，且m1≤4m2，电荷量均为q1。现将两种离子完全分离，同时收集更多的离子，需在CD边上放置一探测板CP（离子必须打在探测板上），如图2所示。在探测板下端留有狭缝PD，离子只能通过狭缝进入磁场进行分离，试求狭缝PD宽度的最大值。

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】

试题分析：速度时间图像的斜率表示加速度，从图中可知I曲线的斜率都在减小，所以I加速度都在减小，根据牛顿第二定律可得I合力都在减小，II斜率恒定，做匀减速直线运动，合力恒定，A错误；速度图象与坐标轴围成的面积表示位移，由图可知在时刻两物体面积差最大，相距最远，故B正确；时刻，物体I的位移比物体II的位移大，两者又是从同一地点同时开始运动的，所以时刻两物体没有相遇，故C错误；物体的位移就等于图中两图象与时间轴所围的面积，平均速度就等于位移与时间的比值，由图知物体I的位移比物体II的位移大，且II物体做匀减速运动，其平均速度为，I的平均速度大于，D错误．考点：考查了速度时间图像【名师点睛】在速度时间图像中，需要掌握三点，一、速度的正负表示运动方向，看运动方向是否发生变化，只要考虑速度的正负是否发生变化，二、图像的斜率表示物体运动的加速度，三、图像与坐标轴围成的面积表示位移，在坐标轴上方表示正方向位移，在坐标轴下方表示负方向位移2、D【解析】A、根据电场线分布知，a、b两点的电场强度大小相等，方向相同，则电场强度相同．故A错误．B、ab两点处于等量异种电荷的垂直平分面上，该面是一等势面，所以a、b的电势相等．故B错误．C、根据等量异种电荷电场线的特点，因为沿着电场线方向电势逐渐降低，则c点的电势大于d点的电势．把点电荷+Q从c移到d，电场力做正功，电势能减小，故C错误．D、因可知同一电荷移动，电场力做功相等，则D正确．故选D．【点睛】解决本题的关键知道等量异种电荷周围电场线的分布，知道垂直平分线为等势线，沿着电场线方向电势逐渐降低．3、D【解析】

A．小球运动过程中电场力做功，机械能不守恒。故A不符合题意。B．小球运动过程中只有电场力和重力做功，发生的时机械能与电势能的转化，但小球机械能和电势能的总和不变。故B不符合题意。CD．小球从最高点到最低点的过程，根据动能定理得：，由，联立解得：N=3（mg+qE）由牛顿第三定律知在最低点球对环的压力为3（mg+qE）。故C不符合题意，D符合题意。4、B【解析】

设小球经过时间t打在斜面上M(x，y)点，则水平方向竖直方向上又因为可解得，故选B。5、D【解析】飞船在距地面高度为h处，由万有引力等于重力得：，故D正确，ABC错误；故选D.6、D【解析】

第1s内与第2s内对应图形的面积都在t轴上方，即代表位移均为正，故第1s内与第2s内的位移方向相同，故A错误；1s末前后对应速度值均为正，故速度方向未该改变，B错误；前2s物体的位移一直为正，不是零，故C错误；第3s末到第4s末的位移和第4s末到第5s末的位移等大反向，即第3s末到第5s末物体的位移为零，故第3s末和第5s末物体的位置相同，故D正确；故选D．【点睛】本题考查对图象的识别，要知道图线与t轴所围面积表示运动位移，图形在t轴上方表示位移为正，图形在t轴下方表示位移为负；“斜率”等于加速度；解题时重点要看清坐标轴，其次要看斜率，即图线所围的面积表示的含义．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】

根据v=GMr可知，若卫星作匀速圆周运动，则卫星距地面越高，其运行的线速度越小，选项A错误；所有的地球同步卫星因为有相同的周期，则均在赤道上空的同一高度的同一轨道上运行，选项B正确；根据F=GMmr2可知，卫星距离地面越高，所受的万有引力越小，选项8、AD【解析】

A.带电小球q2在半圆光滑轨道上运动时，库仑力不做功，故机械能守恒，则：解得：故A正确；B.小球运动到B点时的加速度大小为：故B错误；C.小球从A点运动到B点过程中库仑力不做功，电势能不变，故C错误；D.小球到达B点时，受到重力mg、库仑力F和支持力FN，由圆周运动和牛顿第二定律得：解得：根据牛顿第三定律，小球在B点时对轨道的压力为：方向竖直向下，故D正确．9、AD【解析】

A．P点电场强度大小是，N点电场强度大小是，由于，所以P点电场强度大小是N点的4倍，故A正确；B．根据顺着电场线方向电势降低，由于N点离正点电荷更远，所以N点电势低于P点电势，故B错误；CD．根据动能定理得：检验电荷由N到P的过程由题，P点的电势为零，即φP=0，解得，N点的电势检验电荷在N点具有的电势能为故C错误，D正确．10、CD【解析】在物体A压缩弹簧的过程中，弹簧和物体A组成的系统，只有重力和弹力做功，系统机械能守恒．对于A，由于弹簧的弹性势能在增加，则A的机械能减小．故A错误．物块B沿A下滑的过程中，A要向后退，A、B组成的系统，只有重力做功，机械能守恒，由于A的机械能增大，所以B的机械能不守恒，在减小．故B错误．对A、B组成的系统，不计空气阻力，只有重力做功，A、B组成的系统机械能守恒．故C正确．小球在做圆锥摆的过程中，重力势能和动能都不变，机械能守恒．故D正确．故选CD．点睛：解决本题的关键掌握判断机械能守恒的条件，判断的方法：1、看系统是否只有重力或弹力做功，2、看动能和势能之和是否保持不变．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、①A②m1OP③OM+OP【解析】（1）为了保证入射小球不反弹，则入射小球的质量大于被碰小球的质量；为了发生对心碰撞，两球的半径需相同，故A错误；在同一组实验的不同碰撞中，每次入射球必须从同一高度由静止释放，保证碰前的速度相同，故B正确．为了保证小球做平抛运动，安装轨道时，轨道末端必须水平，故C正确．在该实验中需要测量小球的质量以及小球的水平位移，需要的测量仪器是天平、刻度尺，故D正确．故选BCD．

（2）碰撞过程中，如果水平方向动量守恒，由动量守恒定律得：m1v1=m1v1′+m2v2，小球做平抛运动时抛出点的高度相等，它们在空中的运动时间t相等，两边同时乘以时间t，m1v1t=m1v1′t+m2v2t，m1OB=m1OA+m2OC；即如果得到m1OB=m1OA+m2OC，则认为碰撞中的不变量是质量与速度的乘积之和．（3）若碰撞中系统的动能守恒，则12m1v12=12m1v1′2+12m2v22，即12m1OB2=12m1OA2+12点睛：实验注意事项：（1）前提条件：保证碰撞是一维的，即保证两物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿这条直线运动．（2）利用斜槽进行实验，入射球质量要大于被碰球质量，即m1＞m2，防止碰后m1被反弹．12、BD如图所示:1平衡小车的摩擦阻力时，木板的倾角过大【解析】

（1）[1]．A．打点计时器应该接交流电源，故A错误；

B．为保证细线的拉力等于小车的合力，细线应该与长木板上表面平行，故B正确；

C．为保证实验过程中绳子的拉力近似等于托盘及砝码的总重力，小车的总质量应该远大于悬挂托盘及砝码的总质量，故C错误；

D．进行“探究加速度与力、质量的关系”的实验，采用的是控制变量的探究方法。故D正确；

故选BD。

（2）[2]．根据实验数据得到的a-m图象如图所示：

[3]．根据牛顿第二定律可知，mg=Ma，所以所以图线的斜率为所以小车的质量为M=1.0kg；[4]．根据图象可知，当绳子的拉力不给小车施加作用力时，小车仍具有加速度，所以该图线不通过坐标原点的原因是平衡小车的摩擦阻力时，木板的倾角过大.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）0.25（2）80N【解析】试题分析：（1）物体刚好沿斜面匀速下滑时，受力分析：根据平衡条件：mgsin37°=μmgcos37°+F代入数据得：μ=0.25（2）若要使物体能沿斜面匀速上滑，根据平衡条件：F-mgsin37°-μmgcos37°=0得：F=80N考点：物体的平衡．14、3J；【解析】

由于系统无摩擦力，根据机械能守恒求解。分离时，根据水平方向动量守恒列出等式，根据系