河北省衡水中學2021-2022學年高三上學期六調考試物理試題

#（9分）某物理興趣小組要研究一個小燈泡的伏安特性曲線，已知小燈泡的額定電壓約為4V,額定功率約為2W。實驗器材如下：電壓表（0?5V,內阻約為10kQ）電流表（0?100mA，內阻R=100）AC?滑動變阻器（50,1A）定值電阻R（40）,定值電阻R（100）2電源、開關和導線若干SrSrA、A、B、D、Q均可視為質點。已（1）實驗器材中的電流表量程過小，但可以通過所給的定值電阻R1和R2改變其量程（如圖甲所示），如果開關S接c,電流表的量程可以擴大為A。由分析可知，要完整測出小燈泡1的伏安特性曲線，開關S1應該接。（填“b”或“c”）（2）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪出小燈泡的IU圖像如圖乙所示，當燈泡的電阻約為60時，小燈泡的實際功率約為Wo（結果保留兩位有效數(shù)字）（12分）如圖所示，工件C放在光滑水平地面上，其上表面為光滑的1圓弧軌道，其右端水平4切線處放置一小物塊D，開始時，D、C均處于靜止狀態(tài)。長L=3.6m的輕繩上端系于O點，下端系一小物塊P。拉緊輕繩使繩與豎直方向成60°角，將小物塊P從靜止開始釋放，其達到最低點時炸裂成兩個小物塊A和B，物塊A水平向左運動與D粘在一起，組成物塊Q后不再分開，物塊B仍系在繩上具有水平向右的速度，剛好能回到釋放時的初始位置。知各物塊的質量m=3kg，m=4kg、m=2kg、m=2kg、pOCDoA°m=1kg，1圓弧軌道的半徑為R=1.8m，忽略空氣阻力，b4取g=10m/s2。求：（1）小物塊P在最低點時的速度大小。（2）在以后的運動過程中，工件C能獲得的最大速度大小。(15分)如圖所示，半徑為R=0.2m的光滑半圓形絕緣軌道BC豎直固定放置，與水平絕緣軌道AB相切于B點，O為圓心，P為軌道上與圓心O的等高點，半圓形軌道所在的平面內有一勻強電場，其上邊界正好沿OP所在的直線，電場強度大小E=5x103v/m，方向水平向右，一質量m=0.2kg、電荷量q二2x10-4C的帶正電物塊(可視為質點)從水平軌道AB上的某點M由靜止開始釋放，物塊與水平軌道AB間的動摩擦因數(shù)卩=0.2,M、B兩點的距離為L(未知),取g=10m/s2。若物塊運動到P點時半圓形軌道對它的彈力為5N,求M、B兩點的距離。若物塊在運動的過程中不脫離半圓形軌道，求M、B兩點的距離范圍。8若M、B兩點的距離為§m,則物塊從離開C點至再次進入電場時與O點的距離為多少?15.［選修3—3］（12分）A?圖甲為氧氣分子在不同溫度下的速率分布圖像，由圖可知狀態(tài)①的溫度比狀態(tài)②的溫度高圖乙為一定質量的理想氣體狀態(tài)變化的P-V圖線，由圖可知氣體由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中，氣體分子的平均動能先增大后減小圖丙為分子間作用力的合力與分子間距離的關系，可知當分子間的距離r>r時，分子勢能0隨分子間距離的增大而增大—定質量的理想氣體在等壓膨脹的過程中，氣體內能增加的同時向外界釋放熱量

(2)(8分)如圖所示，柱形絕熱汽缸固定在傾角為37°的斜面上，汽缸深度為H=4cm，汽缸口有固定卡槽。汽缸內用質量為m=1kg、橫截面積為S=0.5cm2的絕熱活塞封閉了一定質量的理想氣H體，此時活塞距汽缸底部的距離為—，汽缸內氣體溫度為T?，F(xiàn)通過汽缸底部的電熱絲(體積可20忽略)緩慢對氣體加熱，一直到氣體溫度升高到3T。加熱過程中通過電熱絲的電流恒為I=0.2A,0電熱絲電阻為R=1Q，加熱時間為t=1min,若電熱絲產生的熱量全部被氣體吸收。大氣壓強恒為P=I。X105pa，不計活塞及固定卡槽的厚度，活塞可沿汽缸壁無摩擦滑動且不漏氣。已知sin37。=0.6，cos37。=0.8，取g=l0m/s2。求：氣體溫度升高到3T時的壓強。氣體溫度從T升高到3T0的過程中增加的內能。16.[選修3—4]（12分）（1）（4分）一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=2s時刻的波形如圖甲所示，圖乙是某質點的振動圖像，則下列說法正確的是。乙乙該波的傳播速度大小為1m/s該波如果沿x軸正方向傳播，則圖乙是x=0處或x=4m處質點的振動圖像該波如果沿x軸負方向傳播，則圖乙是x=0處或x=4m處質點的振動圖像無論該波沿x軸負方向傳播還是沿x軸正方向傳播，x=2m處的質點在2s內的路程都為2A（2）（8分）大部分高層建筑都會采用玻璃幕墻，玻璃幕墻美觀大方，也提高了建筑內的采光率,玻璃幕墻一般都是用中空玻璃。某一玻璃幕墻其剖面及尺寸示意圖如圖所示，雙層中空玻璃由兩層玻璃加密封框架組成，形成一個夾層空間，隔層充入干燥空氣，每單層玻璃厚度d=12mm,夾層寬度l=18mm，一光束沿與玻璃豎直面成i=53°角從室外經雙層中空玻璃射入室內（光束與玻璃剖面在同一平面上），光通過玻璃后入射光線與出射光線會有一個偏移量（兩光線垂直距離），玻璃折射率4n=3，光在空氣中的速度近似為c=3.0x108m/s,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求：（結果均保留兩位有效數(shù)字）（i）這束光通過中空玻璃從室外到室內的偏移量h。（ii）這束光通過中空玻璃從室外到室內的時間t。物理參考答案2R2R一、選擇題（:【解析】因圖像為拋物線?可知物體做勻變速iI■血線運動*加速度不變‘A錯課;圖像的斜率等于速蠱.［可知0?打時創(chuàng)內揀測器的速證逹漸堿小川錯謀：採iTP-測胖在f=D時刻的廝時速ftV..=—（=1,時割的S■衛(wèi)卜速度為零*則方一+'=廣工正確丨因橫軸坐標的i1標戊不―-致?則用紅仰器址出虛統(tǒng)&L知軸光角&的正|切值不越/=0時刻採測器的速度大小,D錯誤_|B【解析】同步衛(wèi)星的軌道在赤道的上方，不可能位II于麗江的上空*A錯溟;同步衛(wèi)星的囲期甘地球自轉凰|■I期相同”則其運行的第速度與靜止在赤逍上的物休的I角速度大小相等出止確；第-宇宙速度是衛(wèi)星繞地球ii做勻速圓周運動的議大環(huán)繞連度?可知“鳳云四號"氣嚴?象衛(wèi)星的運行速度一定小于第一宇甫速度，C錯謀匸I“鳳云四號”氣象衛(wèi)星繞地球他勻速惻周運動*鞭據(jù)萬IrIi.■有引力提供向心力，有G啤二咖.解得「左Z在|r'廠■k地球表面上的物體?萬有引力等于重力?有卞晉■=］IM側》.解得耳二&貢+因r>R丫所12口V岸,［）錯泯。-K*d【解析】瘠鳳的計幼觸頭從廿端向a端移動過程i■fa屮保.，的阻值減小"井聯(lián)部分電S1減小‘幣個電路的總\電啊減小，總電洗増大，由p-j：ii可知，定值電阻町!的功率增大，由于并聯(lián)部分的電阻減小?分到的電樂減|jjirr：6.小隈據(jù)戶可知乩的功率減小，錯齡〒表示i■U?定値電阻兒的阻備，可知其不變;了衣示井聯(lián)部分的］■I陰偵，可知算減小?R錯諜；由于電路中的總電流蹲尢，|根據(jù)u=用可知’電源內電壓和定值電阻乩兩端的i電壓增大.則并聯(lián)部井減小的電壓耶于電諌內電壓與i\出曲端電壓的增加it之和，可知AbrE>A!JL,C錯溟；丨W.必擊為企值電姐&的為定值電軌乩和電源內阻之和，可知普正礎.D［窮析】由電路圖可知」Vtft帶正電，則由受力平衡可知?小球所受電場力方向垂直擾板向上閘小球帶正電』錯溟；若JS探捋閉合，曲于電容為短路.則凋節(jié)皓的阻值不改變兩極板間任何物理t,小球仍祁止出錯誤￡若S斷開.則兩極板電荷址不蠻￡改變曲板間阪離，由￡=丫=月=啤，粧扳何電場強度大小不dCd￡rzi變’小球仍靜止?〔；錯課胡平勘條杵可得忤d30*=寮憚得廠轡5時.C【解析】帶電環(huán)距左扱板最逬時，帶電環(huán)與絕緣桿相對靜止’這一過聲英徵完全非彈件碰損?由動址守忻定律得曲鞏=（MM）Vt!則巧肌，由能量守恒老律得Ey4〒=~ynr*：—〒Wrt""聯(lián)立解得E-r斗身?AJ）錯謖,CiE碗;帶電環(huán)從進人業(yè)場到從右圾i（jd板小禮豁開電場'這一過程類似彈性碰施、由動址守怛定律和能tt守恒定律‘有mv,.=択亦亠刑叫+-y的tr：=ySJV^+^Mpj，聯(lián)立解得v\—-—圳="沽132cm'ML錯誤.C［解杭】M球在水平面內魅勻速囲周運動，所以托合力指向國心O,A錯誤；對B球進行受力井析稈隔航球?根據(jù)牛械第二定律得吶窗蘋=?〔:正確*天花板対A?〔:正確*天花板対A球的作f?TW'/?.解得如用力尢小為F=4（2mg）!H-（tnm1R）1=—-—mgrDji:錯舐IKC【解析】取水平向右為IE方向，小孩第一機推出A|:車時.有訊』—jw,"=九鍥得s=—嘰第n次推出A車時■有miu+eh叫I=—氓卩+川韶”*則叫-2科、,2mA衛(wèi)*所lit-V,=trl+(w—])T)4時.小孩再也接不到小咎由股上各式得心020.5,R1!tt—2021X正確°二、選禪題服EC【解祈】題圖甲電睹中.肖電路的外匝IU尊于電觀［內IS時，電郵的輸出勒率最尢，則&=「一礙=2m此!Ei時電路中的電流r.=--=2A.則題圖甲電路的雖尢］輸出功率為P=I\（Rii-Ri）^=UW；對于題圖乙屯|路.輸岀功率也為L2W.電麻f:-ZA?由能吐守恒定!律関/；（?l.41<；）+2W=12訓腐得&=1巧心Ekf\正敘9.CD【解析】由題圖乙町知，在心范圍內?餌塊j機械能守恫?說明電場僅存在于0"心這個區(qū)就?！辍觯廴扇|的斜率表示屯場力.在。?心過程中，電場力先|￡冶大后誠小?在￡二心處減小至零，所成在心?S過i:程中■梢塊先加速后屁極*A出錯謀；曲線A點的切線［

4牛頓第二定律得F^=ma=-rng.小球在F點的動能營“=+刑丿=￡肝“爲A錯逗*13正確；小球建履平行于OP時馬門P距離呆遠哉時tan5腎二巴.其中xjr=at-*vs—vM—i=汁山：錯保；由幾何關系知■小球所受的合外力與水平方向威3廠角斜向右下方，當小球速度方向與合力方向垂宜時■就過程合力做負功址犬丫小球的動能疑小’有鳥°=,9"y*■4山；=咄2e；—V.J—gr?,孵得ti—*D正晞*v,上護三、罪選擇題11.（1）0.275（2分）d）不需要（2分》（3）L9<2分）【解析】（1）由囲乙知游標尺的第“條刻度線與主尺對齊.則讀數(shù)為mm+0.05X15mni=2.75mm=0.275cmn佗）本實驗測定的咼隋塊的加速度大小，不需要測雖力與運戒的關系，故不需要保證聽掛鉤碼的質就車遠小于滑塊〔包括遮光條】的質量Mfl⑶4（v-=2uL,對照圖丙圖像得2?=vm/s--3.B解得j=1.9m/<.斜率繪大.斜率繪大.滑塊所受電場力昴大，則在.r=z,處電場￡12.:強度最丿SC止確t在0?孔範刪內■電場力敬正功?機；械施增加。在G~心過程中某個位骰+滑塊的速雁址|大?滑塊經過工=孔址恬?電場消央，滑塊機械能守iI恒*汨塊績速上升*所以在幾過程中，滑塊先訓速i晴減速.D正確。10.Bi）【解析】設OP-=L,小啟從（3到P水平方向做!勻加迪直線運動，豎直方向做豎直上拋運動，到達F［點時豎直方向的速度曲嘗?山運動學公式得，水平方\E-向有Lsin$3。=專川豈直方向有Leos5臚=*八且\巾4v=atfV：.=K^'解得v=—v3id°水平方向由:（1）0.6（3分）N3分）（2）0.96（3分）【解折】（UflXS,接r,電流表的扯理為1=1"--^-—600mA=0.6A；流過小燈耙的掘尢hIp電流為人=?0.5亠即要完整測出小燈泡的伏安L」L特性曲線，開關％應該接J㈡」在圖乙中作出阻值為R=60的電阻的特性曲線*如圖所示，小燈泡的伏安特性tfli線與阻佈対k&n的電阻的特性由|蛾的愛點處的電壓為u=2.dV*電流為I=0*4A.此時小燈泡的功車為P=門=2.4X0.4W=b.戀W”

【解析】仃）在P點‘對物塊旻力分析，由牛頓第二定律礙ta^pFf=P（I分）物塊由何運動到P的過桎.由朗能定理得仃分）13.（D6m/s:（2.）6m/s￡【解靳】仃）軻塊F由騰止釋故至到達杲低點腳過$解得L=1m?。┤粑飰K恰好能到達廠點?由牛領第二錠能得rrrur程?由機犠能守恒足律得!I■II]【解析】仃）在P點‘對物塊旻力分析，由牛頓第二定律礙ta^pFf=P（I分）物塊由何運動到P的過桎.由朗能定理得仃分）13.（D6m/s:（2.）6m/s￡【解靳】仃）軻塊F由騰止釋故至到達杲低點腳過$解得L=1m住）若物塊恰好能到達廠點?由牛領第二錠能得rrrur程?由機犠能守恒足律得!I■II]mPgL（1■"cos60r）—（2分）iZ!■■■■解得^=6m/s4分）（D設物塊P炸裂后物塊沖的速頂犬小対切'物塊E|的速變大小為叫?.則由題意可推劃I■■I叫：=0（1分訂由動蚩守恒定律得fj并“譏亠用..僧：—肌占叫（1分〉:解得碼=1?m/s（1分）：物塊由M運動到C的過糅，川劫能寵理得1“Eg（L+f?）—2m^J?-fiin^L=—）nvt-（1分）（1分》若物塊齡崢能到達F點.物塊由N運動到P的過禹由動能定理得（2分｝（1井）”設物塊3與D祐在一起瞬間的共同速捉大小為巧」■■由動址守恒定律得rU>nAV\=CraA）uafl分｝：解稈u3—6m/s（1分門若物抉命運曲的過程中不脫離半IM1形軌逍?呱有O）物塊由財運豹到〔：的過程.由動能定理得門分）工件匚上端滑芻+斗Q滑回到U的繪低點時.C的遽II度達到金尢值%,由動量守恒定律禪TOC\o"1-5"\h\z■<mA-\~nib）v-i=Cw，i~mnJvt+仙?”（1|由機械能守恒定律舸]|..I!十刖1>）詬=可枷「譏十丁砒!））譏解得％=Em/sI4k〔1）1m14（1分｝fl分J【2）匸筆?。?分｝fl分J

E（｝（Li-R2mftR—戸a琴L—-ymv^be<1分）厠塊<1分）（1甘）（1分）（I分）15.⑴ABC15.【解析】由圖甲可知*①中速率大的并子占據(jù)的出例較大"喇說昭①對應的平均動能較兀+戰(zhàn)①對應的溫度校高正確用V圏像中的等溢線毘取陽址的一支，由圖可甸，氣體由狀灌A變化到狀態(tài)衣的過程

<1分）i!；（1分”<1*\\i-（1分）\g\:（1分）i31（1分）j中?溫度論斤髙后降低.則氣體分子的半均動能先增j<1分）i!；（1分”<1*\\i-（1分）\g\:（1分）i31（1分）jI膨脹的過程中，體積唯大?溫度升高，內能增加*加丿〉i①膨脹吐聲屮氣體對外做功.陣vg巌拡熱力學笫，i定律二FTQ灼，Q〉o.訓氣體內能增機的同時：從外界吸VD錯課.!(2)(jJJ.3X105pfl(||)2.18J【解靳】(「初始Q対舌塞壁力平衡，有/?IS=/jS+jnnsin37L，解得戶i=