2026届河北省景县梁集中学高三第二次调研物理试卷含解析
展开 这是一份2026届河北省景县梁集中学高三第二次调研物理试卷含解析,共70页。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
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、2019年10月8日,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布,将2019年诺贝尔物理学奖,一半授予美国普林斯顿大学吉姆·皮布尔斯,以表彰他“关于物理宇宙学的理论发现”,另外一半授予瑞士日内瓦大学的米歇尔·麦耶和瑞士日内瓦大学教授兼英国剑桥大学教授迪迪埃·奎洛兹,以表彰他们“发现一颗环绕类日恒星运行的系外行星”。若某一系外行星的半径为R,公转半径为r,公转周期为T,宇宙飞船在以系外行星中心为圆心,半径为r1的轨道上绕其做圆周运动的周期为T1,不考虑其他星球的影响。(己知地球的公转半径为R0,公转周期为T0)则有
A.B.
C.该系外行星表面重力加速度为D.该系外行星的第一宇宙速度为
2、 “跳跳鼠”是很多小朋友喜欢玩的一种玩具(图甲),弹簧上端连接脚踏板,下端连接跳杆(图乙),人在脚踏板上用力向下压缩弹簧,然后弹簧将人向上弹起,最终弹簧将跳杆带离地面.
A.不论下压弹簧程度如何,弹簧都能将跳杆带离地面
B.从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长,弹簧的弹性势能全部转化为人的动能
C.从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长,人一直向上加速运动
D.从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长,人的加速度先减小后增大
3、在轴上关于原点对称的、两点处固定两个电荷量相等的点电荷,如图所示的图像描绘了轴上部分区域的电场强度(以轴正方向为电场强度的正方向)。对于该电场中轴上关于原点对称的、两点,下列结论正确的是( )
A.两点场强相同,点电势更高
B.两点场强相同,点电势更高
C.两点场强不同,两点电势相等,均比点电势高
D.两点场强不同,两点电势相等,均比点电势低
4、平行板电容器的两极、接于电池两极,一个带正电小球悬挂在电容器内部,闭合电键,电容器充电,这时悬线偏离竖直方向夹角为,小球始终未碰到极板,如图所示,那么( )
A.保持电键闭合,带正电的板向板缓慢靠近,则减小
B.保持电键闭合,带正电的板向板缓慢靠近,则不变
C.电键断开,带正电的板向板缓慢靠近,则增大
D.电键断开,带正电的板向板缓慢靠近,则不变
5、如图,两光滑导轨竖直放置,导轨平面内两不相邻的相同矩形区域Ⅰ、Ⅱ中存在垂直导轨平面的匀强磁场,磁感应强度大小相等、方向相反。金属杆与导轨垂直且接触良好,导轨上端接有电阻(其他电阻不计)。将金属杆从距区域Ⅰ上边界一定高度处由静止释放( )
A.金属杆在Ⅰ区域运动的加速度可能一直变大
B.金属杆在Ⅱ区域运动的加速度一定一直变小
C.金属杆在Ⅰ、Ⅱ区域减少的机械能一定相等
D.金属杆经过Ⅰ、Ⅱ区域上边界的速度可能相等
6、如图,一个质量为m的刚性圆环套在竖直固定细杆上,圆环的直径略大于细杆的直径,圆环的两边与两个相同的轻质弹簧的一端相连,轻质弹簧的另一端相连在和圆环同一高度的墙壁上的P、Q两点处,弹簧的劲度系数为k,起初圆环处于O点,弹簧处于原长状态且原长为L;将圆环拉至A点由静止释放,OA=OB=L,重力加速度为g,对于圆环从A点运动到B点的过程中,弹簧处于弹性范围内,下列说法正确的是
A.圆环通过O点的加速度小于g
B.圆环在O点的速度最大
C.圆环在A点的加速度大小为g+
D.圆环在B点的速度为2
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、在天文观察中发现,一颗行星绕一颗恒星按固定轨道运行,轨道近似为圆周。若测得行星的绕行周期T,轨道半径r,结合引力常量G,可以计算出的物理量有( )
A.恒星的质量B.行星的质量C.行星运动的线速度D.行星运动的加速度
8、带电粒子只在电场力作用下沿直线运动,其动能Ek随位移x变化图线如图所示,其中a、b、c为粒子运动中所经过的三点,且ab=bc,ab段为直线,bc段为曲线。则下面判断正确的是( )
A.a、b、c三点电场强度大小关系为Ea>Eb>Ec
B.粒子在a、b、c三点受到的电场力大小关系为Fa=Fb>Fc
C.a、b、c三点电势大小关系为φa>φb>φc
D.ab间电势差的绝对值大于bc间电势差的绝对值
9、如图所示,一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B,跨过固定于斜面体顶端的小滑轮O,倾角为θ=30°的斜面体置于水平地面上,A的质量为m,B的质量为4m。开始时,用手托住A,使OA段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力),OB绳平行于斜面,此时B静止不动。将A由静止释放,在其下摆过程中,斜面体始终保持静止。下列判断中正确的是( )
A.B受到的摩擦力先减小后增大
B.A下摆的过程中,绳的最大拉力为3mg
C.A的机械能守恒
D.A的机械能不守恒,A、B系统的机械能守恒
10、2020年2月,北斗卫星导航系统第41、49、50和51颗卫星完成在轨测试、入网评估等工作,正式入网工作。其中第41颗卫星为地球同步轨道卫星,第49颗卫星为倾斜地球 同步轨道卫星,它们的轨道半径约为4.2×107 m,运行周期等于地球的自转周期24小时。 第50和51颗卫星为中圆地球轨道卫星,运行周期约为12小时。已知引力常量G=6. 67×l0-11 Nm2/kg2,倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角,如图所示。下列说法正确是( )
A.根据题目数据可估算出地球的质量
B.中圆地球轨道卫星的轨道半径约为2. 1×107m
C.在地面观察者看来,倾斜地球同步轨道卫星是静止的
D.倾斜地球同步轨道卫星的运行速度比中圆地球轨道卫星小
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)用图甲所示的装置测量当地的重力加速度。将金属小球从一定高度由静止释放,在小球自由下落通过的轨迹上的合适位置固定一个光电门,能自动记录小球通过光电门的时间,因小球经过光电门的时间很短,通过的过程近似认为小球的速度不变。实验中测量的物理量有:
A.小球的直径d;
B.小球运动至光电门处下落的高度h;
C.小球挡住光电门的时间t。
请依据实验要求,完成下列填空。(前两个小题用测得的物理量的原字母表示)
(1)小球经过光电门的速度________;
(2)当地的重力加速度为________;
(3)用游标卡尺测量金属球的直径如图乙所示,小球的直径为________。若实验中还测得,。则重力加速度________。(计算结果保留1位小数)
12.(12分)为“验证牛顿第二定律”,某同学设计了如下实验方案:
A.实验装置如图甲所示,一端系在滑块上的轻质细绳通过转轴光滑的轻质滑轮,另一端挂一质量为m=0.5 kg的钩码.用垫块将长木板附定滑轮的一端垫起,调整长木板的倾角,直至轻推滑块后,滑块沿长木板向下做匀速直线运动;
B.保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,连接纸带,接通打点计时器的电源,然后让滑块沿长木板滑下,打点计时器打下的纸带如图乙所示.
请回答下列问题:
(1)图乙中纸带的____端与滑块相连(选填“左”或“右”).
(1)图乙中相邻两个计数点之间还有4个点未画出,打点计时器接频率为50 Hz的交流电源,根据图乙求出滑块的加速度a=________ m/s1.
(3)不计纸带与打点计时器间的阻力,滑块的质量M=________ kg(g取9.8 m/s1,结果保留3位有效数字).
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)在纳米技术中需要移动或修补原子,必须使在不停地做热运动(速率约几百米每秒)的原子几乎静止下来且能在一个小的空间区域内停留一段时间, 为此已发明了“激光致冷”的技术。即利用激光作用于原子,使原子运动速率变慢,从而温度降低。
(1)若把原子和入射光子分别类比为一辆小车和一个小球,则“激光致冷”与下述的力学模型相似。如图所示,一辆质量为m的小车(左侧固定一轻质挡板以速度v0水平向右运动;一个动量大小为p。质量可以忽略的小球水平向左射入小车后动量变为零;紧接着不断重复上述过程,最终小车将停下来。设地面光滑。求:
①第一个小球入射后,小车的速度大小v1;
②从第一个小球入射开始计数到小车停止运动,共入射多少个小球?
(2)近代物理认为,原子吸收光子的条件是入射光的频率接近于原子吸收光谱线的中心频率如图所示,现有一个原子A水平向右运动,激光束a和激光束b分别从左右射向原子A,两束激光的频率相同且都略低于原子吸收光谱线的中心频率、请分析:
①哪束激光能被原子A吸收?并说明理由;
②说出原子A吸收光子后的运动速度增大还是减小。
14.(16分)如图所示,在光滑水平面上距离竖直线MN左侧较远处用弹簧锁定不带电绝缘小球A,弹性势能为0.45J,A球质量M=0.1kg,解除锁定后与静止在M点处的小球B发生弹性正碰,B球质量m=0.2kg、带电量q=+10C。MN左侧存在水平向右的匀强电场E2,MN右侧空间区域范围内存在竖直向上、场强大小E1=0.2N/C的匀强电场和方向垂直纸面向里磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场。(g=10m/s2,不计一切阻力)求:
(1)解除锁定后A球获得的速度v1;
(2)碰后瞬间B球速度v2;
(3) E2大小满足什么条件时,B球能经电场E2通过MN所在的直线;(不考虑B球与地面碰撞再次弹起的情况)
(4)在满足(3)问情景下B球在电场E2中与MN的最大距离。
15.(12分)如图甲所示,弯折成90°角的两根足够长金题导轨平行放置,形成左右两导执平面,左导轨平面与水平面成53°角,右导轨平面与水平面成37°角,两导轨相距L=0.2m,电阻不计.质量均为m=0.1kg,电阻均为R=0.1Ω的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路,金属杆与导轨间的动摩擦因数均为μ=0.5,整个装置处于磁感应强度大小为B=1.0T,方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中.t=0时刻开始,ab杆以初速度v1沿右导轨平面下滑,t=ls时刻开始,对ab杆施加一垂直ab杆且平行右导轨平面向下的力F,使ab开始作匀加速直线运动.cd杆运动的v-t图象如图乙所示(其中第1s、第3s内图线为直线).若两杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好,g取10m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8.求:
(1)在第1秒内cd杆受到的安培力的大小
(2)ab杆的初速度v1
(3)若第2s内力F所做的功为9J,求第2s内cd杆所产生的焦耳热
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、D
【解析】
AB.开普勒第三定律,其中k与中心天体有关,系外行星,宇宙飞船,地球做圆周运动的中心天体均不同,故AB错误;
C.对宇宙飞船
解得
故C错误;
D.对系外行星的近地卫星:
解得
故D正确。
2、D
【解析】
当弹簧下压的程度比较小时,弹簧具有的弹性势能较小,弹簧不能将跳杆带离地面,故A错误;从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长,弹簧的弹性势能转化为人的动能和重力势能,故B错误;从人被弹簧弹起到弹簧恢复原长,开始弹力大于重力,人向上加速,弹簧逐渐恢复性变,弹力逐渐减小,加速度逐渐减小;后来弹力小于重力,人的加速度反向增加,所以人的加速度先减小后增大,故C错误,D正确.所以D正确,ABC错误.
3、B
【解析】
题图中点左侧、点右侧的电场都沿轴负方向,则点处为正电荷,点处为负电荷。又因为两点电荷的电荷量相等,根据电场分布的对称性可知、两点的场强相同;结合沿着电场线电势逐渐降低,电场线由c指向d,则点电势更高,故B正确,ACD错误。
故选B。
4、D
【解析】
AB.保持电键S闭合,电容器两端间的电势差不变,A板向B板靠近,极板间距离减小,根据,可知电场强度E变大,小球所受的电场力变大,增大,选项AB错误;
CD.断开电键S,电容器所带的电量不变,根据和,可知
带正电的板向板缓慢靠近d变小,E不变,电场力不变,不变,选项C错误,D正确。
故选D。
5、D
【解析】
AB.由于无法确定金属杆进入磁场区域时所受安培力与其重力的大小关系,所以无法确定此时金属杆加速度的方向。若金属杆进入磁场时其所受安培力
则有
且加速度方向向上,可知金属杆进入磁场区域后加速度一直减小或先减小至零再保持不变;若金属杆进入磁场时其所受安培力
则有
且加速度方向向下,可知金属杆进入磁场区域后加速度一直减小或先减小至零再保持不变;若金属杆进入磁场时其所受安培力
则金属杆进入磁场区域后加速度为零且保持不变,故A、B错误;
C.根据功能关系得金属杆在Ⅰ、Ⅱ区域中减少的机机械能等于克服安培力做的功,由于无法确定金属杆经过两区域过程中所受安培力的大小关系,所以无法确定金属杆经过两区域过程中克服安培力做功的关系,故故C错误;
D.若金属杆进入磁场时其所受安培力
则金属杆在Ⅰ区域中先做减速运动再做匀速运动或一直做减速运动,出Ⅰ区域后在重力作用下再做加速运动,所以金属杆经过Ⅰ、Ⅱ区域上边界的速度有可能相等,故D正确。
故选D。
6、D
【解析】
A.圆环通过O点时,水平方向合力为零,竖直方向只受重力,故加速度等于g,故A错误;
B.圆环受力平衡时速度最大,应在O点下方,故B错误;
C.圆环在下滑过程中与粗糙细杆之间无压力,不受摩擦力,在A点对圆环进行受力分析如图,根据几何关系,在A点弹簧伸长
根据牛顿第二定律,有
解得
故C错误;
D.圆环从A到B过程,根据功能关系,减少的重力势能转化为动能
解得
故D正确。
故选D。
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、ACD
【解析】
A.设恒星质量为M,根据
得行星绕行有
解得
所以可以求出恒星的质量,A正确;
B.行星绕恒星的圆周运动计算中,不能求出行星质量,只能求出中心天体的质量。所以B错误;
C.综合圆周运动规律,行星绕行速度有
所以可以求出行星运动的线速度,C正确;
D.由
得行星运动的加速度
所以可以求出行星运动的加速度,D正确。
故选ACD。
8、BD
【解析】
AB.粒子仅在电场力作用下运动,根据动能定理
可知图线斜率表示电场力,可得出
根电场强度的定义式
可知电场强度的大小关系
A错误,B正确;
CD.根据
可知
因粒子电性未知,所以
而a、b、c三点电势无法大小确定,C错误,D正确。
故选BD。
9、ABC
【解析】
AB.开始时B物块静止,轻绳无拉力作用,根据受力平衡:
方向沿斜面向上,小球A从静止开始摆到最低点时,以O点为圆心做圆周运动,应用动能定理:
落到最低点,根据牛顿第二定律:
解得A球下落过程中绳子的最大拉力:
此时对B物块受力分析得:
解得B物块受到的静摩擦力:
方向沿斜面向下,所以B物块在A球下落过程中,所受静摩擦力先减小为0,然后反向增大,AB正确;
CD.A球的机械能由重力势能和动能构成,下落过程中只有重力做功,A球机械能守恒,同理,A、B系统也只有A球的重力做功,所以A、B系统的机械能守恒,C正确,D错误。
故选ABC。
10、AD
【解析】
A.对同步卫星
已知绕地球运动的周期T和运动半径r 可求解地球的质量,选项A正确;
B.根据开普勒第三定律可知
因
则中圆地球轨道卫星的轨道半径不等于同步卫星轨道半径的一半,选项B错误;
C.倾斜地球同步轨道卫星与地球自转周期相同,每过24h都运动一圈,在地面观察者看来,倾斜地球同步轨道卫星是运动的,选项C错误;
D.根据可知,倾斜地球同步轨道卫星的运行速度比中圆地球轨道卫星小,选项D正确。
故选AD。
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、 1.23 9.4
【解析】
(1)[1]小球经过光电门的位移大小为小球直径d,运动时间为t,则速度为
(2)[2]小球下落至光电门的过程有
解得
(3)[3]游标卡尺的主尺读数为,游标尺的第3条刻线与主尺的某刻线对齐,则游标卡尺读数为,则测量值为
[4]在式中代入相关数据得
12、右端 1.65 1.97
【解析】
(1)滑块拖动纸带下落的运动过程中,速度越来越快,所以相等时间内运动的位移越来越大,进而判断哪端与滑块相连;
(1)根根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT1可以求出加速度的大小;
(3)根据牛顿第二定律F=Ma即可求解质量;
【详解】
(1)[1].因为打点计时器每隔0.01s打一个点,两个计数点之间还有4个打点未画出,所以两个计数点的时间间隔为T=0.1s,时间间隔是定值,滑块拖动纸带下落的运动过程中,速度越来越快,所以相等时间内运动的位移越来越大.所以图乙中纸带的右端与滑块相连;
(1)[1].根据△x=aT1利用逐差法,有:
.
(3)[3].由A步骤可知,取下细绳和钩码后,滑块受到的合外力为:
F=0.5×9.8=4.9N
根据牛顿第二定律得:
.
【点睛】
探究加速度与质量关系时,应控制拉力不变而改变小车质量,实验时要注意小车质量应远大于重物质量.纸带处理时能利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用,提高解决问题能力.
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)① v0;②;(2)①激光束,理由见解析b ;②减小
【解析】
(1)①取向右方向为正,小车与小球水平方向动量守恒
得
②设入射n个小球后小车将停下来,由动量守恒定律得
解得。
(2)① 激光束b
理由是原子A向右运动,是迎着激光束b运动的,根据多普勒效应,这个原子感受到激光束b的频率升高,进一步接近了原子吸收光谱线的中心频率,原子从激光束b吸收光子的几率增大。原子A的运动方向和激光束a的传播方向相同,所以它感受到激光束a的频率减小,根据多普勒效应,这个原子感受到激光束a的频率降低,进一步远离了原子吸收光谱线的中心频率,原子从激光束a吸收光子的几率减小。综上所述,原子A吸收了激光束b的光子。
②减小。由动量守恒定理得
所以是减小了。
14、 (1)3m/s,方向水平向右;(2)2m/s,方向水平向右;(3)E2≥0.283V/m;(4)0.142m
【解析】
(1)球和弹簧系统机械能守恒
得
即解除锁定后获得的速度大小为3m/s,方向水平向右
(2)A、B在MN处理碰撞动量守恒,系统机械能守恒
方向水平向右
(3)B球进入MN右侧后,电场力
=
即重力电场力平衡,因此小球在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得
在电磁场区域运动半个圆周后速度方向垂直MN水平向左射出,出射点距M点距离
在MN左侧的运动竖直方向为自由落体运动,水平方向类似于竖直上抛运动,若B球返回MN,必须满足(向右为正方向):
得
(4)由以上可知当()时,B球恰好能回到M点,在此过程中水平方向速度为零时距离MN最远
15、(1)0.2N(2)1m/s(3)3J
【解析】
(1)对cd杆,由v-t图象得:
a1==4m/s2,
由牛顿第二定律得:mgsin53°-μ(mgcs53°+F安)=ma
解得:F安=0.2N
(2)对ab杆,感应电动势:E=BLv1
电流:
cd杆的安培力:F安=BIL
解得:v1=lm/s.
(3)由题意得第3s内cd的加速度:a2=-4m/s2
设2s时ab杆的速度为v2,对cd杆,由牛顿第二定律得:
mgsin53°-μ(mgcs53°+)=ma2
解得:v2=9m/s
有运动学知识得2s内ab杆的位移:
由动能定理得:WF+WG+Wf+W安=
又WF=9J
WG=mgx2sin37°
Wf=-μmgx2cs37°
-W安=2Qcd
解得:Qcd=3J
点睛:本题是电磁感应和图象结合的题目,分析清楚运动过程、合理的利用图象得到关键的加速度,再由牛顿第二定律和运动学公式及动能定理求解即可.
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