河北省衡水市第二中学2024-2025学年高三上学期素养检测（一）物理

2024—2025学年度下学期高三年级素养检测一物理试卷本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共100分。考试时间75分钟第I卷（选择题共46分）一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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，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QEk2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育英学习站之一。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第1页/共8页学科网（北京）股份有限公司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（）育英学习站33234π2mRh4π2mRh2πmRh4πmRA.B.C.D.22T2vR2T2vR2TvRhTv5.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（）第2页/共8页学科网（北京）股份有限公司A.mgB.2mgC.3mgD.4mg6.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（）A.2∶1B.3∶1C.4∶1D.5∶17.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（）育英学习站kqA.A点的点电荷在B点产生的电场强度大小为2R2kqB.D点的点电荷在B点产生的电场强度大小为3R2kqC.D点的点电荷在C点产生的电场强度大小为2R23kqD.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R2二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。第3页/共8页学科网（北京）股份有限公司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AkQ9.一半径为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E，方向如图所示。0R2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（）kQkQA.EB.E12R222R2kQkQC.ED.E32R242R210.如图所示，水平面内的等边三角育英学习站形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Qq3力常量为k，重力加速度为g，且kmg，忽略空气阻力，下列说法正确的是（）L23第4页/共8页学科网（北京）股份有限公司A.图中的A点是z轴上场强最强的点mgB.轨道上A点的电场强度大小为qC.小球刚到达C点时的加速度不为03D.小球刚到达C点时的动能为mgL2三、实验题（14分）11.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Δt，通过光电门的挡光时间为Δt，滑块通过光电门的挡光时间为Δt；12育英学习站2223②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t1t2。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______。第5页/共8页学科网（北京）股份有限公司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。（结果保留位有效数育英学习站字，重力加速度取2）_______m/s2g10m/s四、解答题（共40分，需要写出必要的文字说明和角解题过程，只写出结果，没有过程不能得分）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；第6页/共8页学科网（北京）股份有限公司（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，杆与水平方向的夹角为育英学习站90，重力加速度大小为g。（1）求B恰好离开墙壁时杆与水平方向夹角的正弦值sin0；（2）求从A受微扰后瞬间至落地前瞬间的过程，杆对A做的功；（3）A、B和轻杆组成的系统在外力作用下竖直立于距墙壁足够远的光滑水平地面上，以B的初始位置为第7页/共8页学科网（北京）股份有限公司原点在竖直平面内建立平面直角坐标系xOy，如图乙所示。某时刻撤去外力，同时给A一个轻微扰动使其向右倒下（初速度视为0），从A受微扰后瞬间至第一次着地的过程，试求B的速度最大时杆与水平面的夹角应满足的方程。育英学习站第8页/共8页学科网（北京）股份有限公司