河北省衡水中学2021-2022学年高三上学期五调考试物理试题

1 河北省衡水中学2022届上学期高三年级五调考试

物 理

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共8页，总分100分，考试时间75分钟。

第Ⅰ卷（选择题 共46分）

一、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。

1．一质量为2 kg、可看成质点的物块做直线运动，运动过程中动量的平方与位置的关系如图所示。下列说法正确的是

A．物块运动的加速度大小为16 m/s2 B．物块运动中受到的合力大小为32 N

C．物块在坐标原点的速度大小为8 m/s D．物块通过1m的路程所用的时间为0.5 s

2．如图所示xOy坐标系中存在方向平行于坐标系所在平面的匀强电场（图中未画出），A点的坐标为(0，20 cm)，B点的坐标为(15 cm，0)，其中坐标原点O处的电势为0，A点的电势为16 V，B点的电势为－9 V，则该匀强电场的电场强度大小为

A．100 V/m B．125 V/m

C．60 V/m D．80 V/m

3．2021年7月6日，我国成功将“天链一号05”卫星发射升空，卫星进入预定轨道，天链系列卫星为我国信息传送发挥了重要作用。如图所示，设地球半径为R，地球表面的重力加速度为g0，卫星在半径为R的近地圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的远地点B时，再次点火进入轨道半径为5R的圆形轨道Ⅲ绕地球做匀速圆周运动，设卫星质量保持不变。则

A．卫星在轨道Ⅰ、Ⅲ上运行的周期之比为1:5

B．卫星在轨道Ⅰ上稳定飞行经过A处的加速度大小等于卫星在轨道Ⅱ上稳定飞行经过A处的加速度大小

C．卫星在轨道Ⅲ上的运行速率大于Rg0

D．卫星在轨道Ⅰ和Ⅱ上的机械能相等 2 4．如图所示，光滑圆形管道固定在竖直平面内，小球A、B直径略小于管道内径，它们的质量分别为mA、m B，A球从管道最高处由静止开始沿管道下滑，与静止于管道最低处的B球相碰，碰后A、B两球均能刚好到达与管道圆心O等高处，则A、B两球的质量之比为

A．12 B．12 C．1 D．2

5．两电荷量分别为1q和2q的点电荷放在x轴上的MO、两点，两点电荷连线上各点电势

随位置x变化的关系如图所示。其中NA、两点的电势均为零，ND段中C点电势最高，则下列说法正确的是

A．O处为负点电荷，M处为正点电荷

B．||||21qq

C．NC间电场强度的方向沿x轴正方向

D．将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功再做负功

6．如图所示，质量为M的滑块静止在光滑水平地面上，其左端为四分之一光滑圆弧，左端底部恰好与地面相切。滑块左侧地面上有BA、两小球，其质量分别为kg21m、kg32m，小球A的初速度大小为0v，小球B静止。已知小球A与小球B发生弹性碰撞，要使小球A与小球B发生两次碰撞，则滑块的质量可能为

A．2 kg B．3 kg C．5 kg D．6 kg

7．如图所示，竖直平面内固定两根足够长的细杆21LL、，两杆不接触，且两杆间的距离忽略不计。两个小球ba、（均可视为质点）质量均为am,球套在竖直杆1L上，b球套在水平杆2L上，ba、通过铰链用长度为l的刚性轻杆连接。现将a球从图示位置（轻杆与2L之间的夹角为45°)由静止释放，不计一切摩擦，已知重力加速度为g，在此后的运动过程中，下列说法正确的是

A．a球和b球组成的系统机械能不守恒

B．a球的最大速度不是gl2

C．b球的速度为零时，a球的加速度大小为零

D．b球的速度为零时，a球的速度大小也一定为零

3 二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

8．一传送带以恒定速率s/m3v沿顺时针方向运行，传送带倾角为37°，如图所示。现将一质量为0.2mkg的物块静止放于传送带底端A点，经过一段时间传送带将物块传送到传送带的顶端B点。已知传送带BA、之间的距离为9Lm，物块与传送带间的动摩擦因数为87，物块可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取10gm/s2，sin 37°= 0. 6，cos 37°=0.8。则下列说法正确的是

A．物块从A点传送到B点过程中合力对物块的冲量大小为

6N·s

B．物块从A点传送到B点过程中重力对物块的冲量大小为

60 N·s

C．物块从A点传送到B点过程中系统因摩擦产生的热量为

63 J

D．从A点传送到B点过程中物块机械能的增加量为108 J

9．如图所示，在水平圆盘上放有质量分别为mmm2、、的三个物体、ACB、（均可视为质点），圆盘可绕垂直圆盘的中心轴21OO转动。三个物体与圆盘之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。三个物体与轴心共线，且BA、关于中心轴对称，rllBCAB22，现将三个物体用轻质细线相连，保持细线伸直且恰无张力。圆盘从静止开始转动，角速度缓慢地增大，直到三个物体与圆盘将要发生相对滑动，则对于这个过程，下列说法正确的是

A．当B物体达到最大静摩擦力时，A物体也一定同时达到最大静摩擦力

B．在发生相对滑动前，CB、两个物体的静摩擦力先增大后不变，A物体的静摩擦力先增大后减小再增大

C．当rg时整体会发生滑动

D．当rgrg2时，在增大的过程中CB、间的拉力先增大后减小

10．如图所示，小球A、圆弧槽B、物块C的质量均为CBm、,（不粘连）静止于光滑水平面上。小球A自光滑圆弧槽B左侧槽口正上方高为R处，从静止开始下落，与圆弧槽B左侧槽口相切进入槽内。已知圆弧槽B的圆心与两端槽口等高、半径为R，

重力加速度为g。在之后的运动过程中，下列说法正确的是

A．物块C获得的最大速度大小为32gR

B．小球A越过圆弧槽B的最低点之后的运动过程中，小球A满足机械能守恒

C．小球A经过圆弧槽B的最低点后能上升的最大高度为23R

D．圆弧槽B的最大速度大小为322gR 4 第Ⅱ卷（非选择题 共54分）

三、非选择题：11～14题为必考题，共42分；15 -16题为选考题，任选一题作答，12分。

11．（6分）利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律。BA、是两个相同的小物块，用天平测得其质量均为Cm,是内部装有砝码的托盘，其总质量为BAM、,间用轻弹簧拴接，CB、间用轻质细绳相连。物块A静止放置在一压力传感器上，C的正下方放置一测速仪，该测速仪能测出C的速率，压力传感器与测速仪相连，对应数据可对外向计算机中输出。整个实验过程中弹簧均处于弹性限度内，弹簧的弹性势能只与弹簧本身及形变量有关，当地重力加速度为g。

(1)开始时，C在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零。现自由释放C，当C向下运动到某一位置时，压力传感器示数为零，测速仪显示的对应速率为v，其中M和m大小关系应满足M

（填“小于”“等于”或“大于”）m，才能实现上述过程。

(2)保持BA、两物块质量不变，增加C中砝码的个数，即增大托盘和砝码的总质量M，重复(1)中操作，当压力传感器示数再次为零时，B上升的高度与前一次相比将

（填“增加”“减少”或“不变”）。

(3)重复上述操作，得到多组不同M下对应的v值，根据所测数据，为更直观地验证机械能守恒定律，作出mMv12图线如图乙所示，已知图线在纵轴上的截距为b，则该弹簧的劲度系数k

（用题目中所给物理量的符号表示）。

12．（8分）某兴趣小组利用图示装置研究弹性碰撞。该装置由倾斜轨道AB、平直轨道BC

与斜面CD连接而成，其中倾斜轨道与平直轨道间在B点通过光滑小圆弧（图中未画出）连接，小球通过B点前后速率不变。实验时，先把BC段调成水平，再把质量为2m的小球2放在平直轨道BC上，然后把质量为1m的小球1从倾斜轨道AB上的P点由静止释放，球1与球2发生正碰后，球2向前运动，经C点水平抛出后落到斜面上的Q点（图中未画出），球1被反弹，最高上升到倾斜轨道AB上的P点（图中未画出），该小组测出P点到平直轨道BC的高度为Ph,2点到平直轨道BC的高度为2h，lCQ，斜面的倾角为30，球1与球2大小相等。

(1)本实验中，需要满足1m （填“＞”“＜’”或“＝”）2m；轨道BCAB、

（填“需要”或“不需要”）光滑。 5 (2)两小球碰撞前、后，若满足表达式hmlm123 ，则碰撞过程中两球组成的系统动量守恒。

(3)两小球碰撞前、后，若还满足hl ，则该碰撞为弹性碰撞。

13．（12分）在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，x轴水平。坐标系内有一个圆心1O在x轴上、与y轴相切的圆形区域，半径为m1R。圆内有电场强度大小为、m/1VE方向竖直向下的匀强电场（图中未画出）。质量为19108.0mkg，电荷量为6.1q1910C的带正电粒子从A点由静止进入电场，从圆周上的B点穿出电场，1AO与x轴的夹角为30。忽略粒子的重力。

(1)求粒子从B点穿出电场时的速度大小。

(2)若带电粒子从A点进入电场时的速度方向水平向左，为使粒子穿过电场后的动能增量最大，该粒子进入电场时的速度大小应为多大？

(3)现使带电粒子从y轴上不同位置)m1m1(y水平向右运动并射入电场，为使其

穿过电场后的动能增量都是最大的，则粒子入射速度大小v与入射位置纵坐标y之间需要满足什么关系？

6 14．（16分）如图所示，光滑水平面上静置一滑板装置，质量为81mkg，其中AB段为41 光滑圆弧，半径为1Rm，水平部分BC段粗糙，长度为1BCLm，CD段光滑，一轻质弹簧固定在滑板右端D处，弹簧处于原长时左端位于C点。质量为22mkg的物块从A点由静止释放，物块与滑板BC段间的动摩擦因数为2.0，物块可视为质点，取2s/10mg。

(1)求当物块滑至B点时，滑板和物块的速度大小。

(2)物块在滑板上运动过程中，某时刻弹簧具有最大弹性势能，求该时刻弹簧具有的弹性势能。

(3)经过足够长时间，滑板和物块达到稳定状态，求整个运动过程中，滑板的位移大小。

7 15．[选修3－3]（12分）

(1)（4分）关于分子动理论，下列说法不正确的是 。

A．气体温度升高，分子的平均动能一定增大

B．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大

C．一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行

D．布朗运动的实质就是分子热运动

(2)（8分）如图所示，有一横截面积为40 cm2的绝热汽缸（足够高），用一绝热轻质活塞封闭一定质量的理想气体，在接近容器底部的地方有一电热丝，电热丝的两头接在汽缸的外面，接线处密闭性良好。开始时汽缸内气体的温度为300 K，密封气柱的高度为6 cm。现在给汽缸内的气体加热，使活塞缓慢运动，经过一段时间后汽缸内的气体温度达到400 K，整个过程中汽缸内气体吸收的热量为12 J。设大气压强为50101pPa，活塞运动过程无摩擦，求：