吉林省吉林市第五十五2023学年高三第五次模拟考试物理试卷含解析

2023学年高考物理模拟试卷注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、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、如图所示是杂技团表演猴子爬杆的节目，质量为的猴子以初速度沿竖直杆从杆底部向上匀加速运动的同时，杂技演员顶着直杆以初速度，加速度沿水平方向向左做匀加速直线运动，末猴子到达杆的顶部。已知竖直杆的长度为，重力加速度，将猴子看作一个质点，关于猴子的运动情况，下列说法中正确的是（）A．猴子沿杆运动的加速度大小为B．猴子相对地面做匀加速的曲线运动C．猴子运动的轨迹方程D．杆给猴子的作用力大小为2、14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法．若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t=0时14C的质量．下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是A． B．C． D．3、如图所示，一光滑小球与一过球心的轻杆连接，置于一斜面上静止，轻杆通过光滑铰链与竖直墙壁连接，已知小球所受重力为G，斜面与水平地面的夹角为60°，轻杆与竖直墙壁的夹角也为60°，则轻杆和斜面受到球的作用力大小分别为（）A．G和G B．G和C．G和G D．G和2G4、2019年4月10日，世界上第一张黑洞照片诞生了，证实了神秘天体黑洞的存在。黑洞是宇宙中质量巨大的一类天体，连光都无法逃脱它的引力束缚。取两天体相距无限远时引力势能为零，引力势能表达式为，已知地球半径R=6400km，光速c=3x108m/s。设想把地球不断压缩（保持球形不变），刚好压缩成一个黑洞时，地球表面的重力加速度约为（）A．7×109m/s2 B．7×1010m/s2 C．1.4×1010m/s2 D．1.4×1011m/s25、如图所示，质量为的小球用两根细线连接，细线的另一端连接在车厢顶，细线的另一端连接于侧壁，细线与竖直方向的夹角为保持水平，重力加速度大小为，车向左做加速运动，当段细线拉力为段细线拉力的两倍时，车的加速度大小为（）（）A． B． C． D．6、如图所示，竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R，金属棒与两导轨始终保持垂直，并良好接触且无摩擦，棒与导轨的电阻均不计，整个装置放在水平匀强磁场中，棒在竖直向上的恒力F作用下匀速上升的一段时间内，下列说法正确的是（）A．通过电阻R的电流方向向左B．棒受到的安培力方向向上C．棒机械能的增加量等于恒力F做的功D．棒克服安培力做的功等于电路中产生的热量二、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、最近几十年，人们对探测火星十分感兴趣，先后发射过许多探测器。称为“火星探路者”的火星探测器曾于1997年登上火星。在探测器“奔向”火星的过程中，用h表示探测器与火星表面的距离，a表示探测器所受的火星引力产生的加速度，a随h变化的图像如图所示，图像中a1、a2、h0以及万有引力常量G己知。下列判断正确的是（）A．火星的半径为B．火星表面的重力加速度大小为C．火星的第一宇宙速度大小为D．火星的质量大小为8、如图所示，斜面倾角为°，小球从斜面顶端P点以初速度水平抛出，刚好落在斜面中点处。现将小球以初速度水平抛出，不计空气阻力，小球下落后均不弹起，，，重力加速度为g，则小球两次在空中运动过程中（）A．时间之比为1:2B．时间之比为C．水平位移之比为1:4D．当初速度为时，小球在空中离斜面的最远距离为9、质量为m物体从距地面高h处分别沿不同的支持面滑至地面，如图所示，a为光滑斜面，b为粗糙斜面，c为光滑曲面。在这三个过程中（）A．重力做功相等B．机械能变化的绝对值相等C．沿c下滑重力势能增加最大D．沿b下滑机械能变化的绝对值最大10、“嫦娥四号”探测器在2017年自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球。若已知月球半径为R，“嫦娥五号”在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是（）A．月球表面重力加速度为B．月球质量为C．月球第一宇宙速度为D．月球密度为三、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）多用电表的原理如图为简易多用电表的电路图。图中E是电池；R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻，R6是可变电阻；表头G的满偏电流为250μA，内阻为480Ω。虚线方框内为换挡开关，A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压1V挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆×100Ω挡。(1)图中的A端与______（填“红”或“黑”）色表笔相连接；(2)根据题给条件可得R1＝________Ω，R2＝________Ω，R4＝________Ω，R5＝________Ω。12．（12分）某同学在验证合外力一定，物体的质量与加速度的关系时，采用图甲所示的装置及数字化信息系统获得了小车的加速度a与小车质量M(包括所放砝码及传感器的质量)的对应关系图象，如图乙所示．实验中所挂钩码的质量20g，实验中选用的是不可伸长的轻绳和光滑的轻质定滑轮．(1)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳与木板平行．他这样做的目的是下列哪一个_____________；(填字母代号)A．可使位移传感器测出的小车的加速度更准确B．可以保证小车最终能够做直线运动C．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车所受的合力(2)由图乙可知，图线不过原点O，原因是_____________________________；(3)该图线的初始段为直线，该段直线的斜率最接近的数值是_____________．A．30B．0.3C．20D．0.2四、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，一对光滑的平行金属导轨固定在同一水平面内，导轨间距l=0.5m，左端接有阻值R=0.3Ω的电阻．一质量m=0.1kg，电阻r=0.1Ω的金属棒MN放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=0.4T．棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以a=2m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移x=9m时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比Q1：Q2=2：1．导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中始终与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触．求（1）棒在匀加速运动过程中，通过电阻R的电荷量q；（2）撤去外力后回路中产生的焦耳热Q2；（3）外力做的功WF．14．（16分）竖直平面内有一直角形内径相同的细玻璃管，A端封闭，C端开口，最初AB段处于水平状态，中间有一段水银将气体封闭在A端，各部分尺寸如图所示，外界大气压强p0=75cmHg。（1）若从右侧缓慢注入一定量的水银，可使封闭气体的长度减小为20cm，需要注入水银的总长度为多少？（2）若将玻璃管绕经过A点的水平轴顺时针转动90°，当AB段处于竖直、BC段处于水平位置时，封闭气体的长度变为多少？15．（12分）我们可以借鉴研究静电场的方法来研究地球周围空间的引力场，如用“引力场强度”、“引力势”的概念描述引力场。已知地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G，将地球视为均质球体，且忽略自转。(1)类比电场强度的定义方法，写出地球引力场的“引力场强度E”的定义式，并结合万有引力定律，推导距离地心为r（r>R）处的引力场强度的表达式；(2)设地面处和距离地面高为h处的引力场强度分别为和，如果它们满足，则该空间就可以近似为匀强场，也就是我们常说的重力场。请估算地球重力场可视为匀强场的高度h（取地球半径R=6400km）；(3)某同学查阅资料知道:地球引力场的“引力势”的表达式为（以无穷远处引力势为0）。请你设定物理情景，简要叙述推导该表达式的主要步骤。

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、C【解析】

A.猴子在竖直方向做匀加速直线运动，由得，故A错误；B.根据分运动与合运动的关系：，，速度与加速度始终同向，可知合运动为匀加速直线运动，故B错误；C.猴子在竖直方向的分运动：，水平方向：，联立可得：，故C正确；D.杆在竖直方向和水平方向都对猴子有作用力，竖直方向根据牛顿运动定律得：，得：，水平方向：，则杆对猴子的作用力：，故D错误。故选：C。2、C【解析】设衰变周期为T，那么任意时刻14C的质量，可见，随着t的增长物体的质量越来越小，且变化越来越慢，很显然C项图线符合衰变规律．故选C．【点睛】本题考查衰变规律和对问题的理解能力．根据衰变规律表示出两个物理量之间的关系再选择对应的函数图象．3、A【解析】

对小球受力分析如图，由几何关系，三力互成120°角，据平衡条件有则轻杆和斜面受到球的作用力大小故选A．4、A【解析】

在地球表面有解得①连光都无法逃脱它的引力束缚，故有解得②联立①②A正确BCD错误。故选A。5、D【解析】

设段细线的拉力为，则求得，选项D正确，ABC错误。故选D。6、D【解析】

A.由右手定则可以判断出通过金属棒的电流方向向左，则通过电阻R的电流方向向右，故选项A错误；B.由左手定则可以判断出金属棒受到的安培力方向向下，故选项B错误；C.根据平衡条件可知重力等于恒力减去安培力，根据功能关系知恒力做的功等于棒机械能的增加量与电路中产生的热量之和，故选项C错误；D.金属棒在竖直向上的恒力作用下匀速上升，安培力做负功，即克服安培力做功，根据功能关系知金属棒克服安培力做的功等于电路中产生的热量，故选项D正确。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】

AD．分析图象可知，万有引力提供向心力当时联立解得，火星的半径火星的质量A错误D正确；B．当h=0时，探测器绕火星表面运行，火星表面的重力加速度大小为a1，B正确；C．在火星表面，根据重力提供向心力得解得火星的第一宇宙速度C错误。故选BD。8、BD【解析】

AB.设小球的初速度为v0时，落在斜面上时所用时间为t，斜面长度为L。小球落在斜面上时有：解得：设落点距斜面顶端距离为S，则有若两次小球均落在斜面上，落点距斜面顶端距离之比为1：4，则第二次落在距斜面顶端4L处，大于斜面的长度，可知以2v0水平拋出时小球落在水平面上。两次下落高度之比1：2，根据得：所以时间之比为，选项A错误，B正确；C.根据得水平位移之比为：选项C错误；D.当小球的速度方向与斜面平行时，小球到斜面的距离最大。即在小球距离斜面最远时，垂直于斜面方向的速度等于0。建立沿斜面和垂直于斜面的平面直角坐标系，将初速度v0和重力加速度g进行分解，垂直于斜面的最远距离选项D正确。故选BD。9、AD【解析】

A．在这三种过程中物体下降的高度相同，由W=mgh可知，重力做功相同，故A正确；BD．在a、c面上滑行时机械能守恒，在b面上滑行时机械能减小，则在a、c面上滑行时机械能变化小于在b面上滑行时机械能变化的绝对值，选项B错误，D正确；C．重力做功等于重力势能的变化，所以在这三种过程中重力势能的变化相同。故C错误；故选AD。10、BD【解析】

B．对探测器，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有解得故B选项正确；A．月球表面的重力加速度为则A选项错误；C．月球的第一宇宙速度为月球表面的环绕速度，根据牛顿第二定律，有解得故C选项错误；D．月球的密度故D选项正确。故选BD。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、黑64968804000【解析】

(1)[1]根据欧姆表原理可知，内部电源的正极应接黑表笔，这样才能保证在测电阻时电流表中电流“红进黑出”，所以

A

端应接黑色笔；(2)[2][3]与表头串联是电压表的改装，与表头并联是电流表的改装。当开关拨向1，此时电表为量程为电流表，电路图如图此时有当开关拨向2，此时电表为量程为电流表，电路图如图此时有联立两式可解得R1=64Ω，R2=96Ω；[4][5]当开关拨向4，此时电表为量程为1V的电压表，此时有当开关拨向5，此时电表为量程为5V的电压表，此时有联立两式解得R4=880Ω；R5=4000Ω。12、（1）C（2）平衡摩擦力使长木板的倾角过大；（3）D【解析】

（1）实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳与木板平行．他这样做的目的是可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车所受的合力，故选C.（2）由F+F1=Ma解得由图乙可知，图线不过原点O，在a轴上有正截距，可知存在与F相同方向的力，可知原因是平衡摩擦力使长木板的倾角过大；（3）根据可知图线斜率等于F，则最接近的数值是F=mg=0.02×10N=0.2N.故选D.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）4.5C（2）1.8J（3）5.4J【解析】

（1）设棒匀加速运动的时间为Δt，回路的磁通量变化量为：ΔΦ=BLx，由法拉第电磁感应定律得，回路