新疆北京师范大学克拉玛依附属学校2024年高三下学期第五次调研考试物理试题含解析

新疆北京师范大学克拉玛依附属学校2024年高三下学期第五次调研考试物理试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。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（a），场源点电荷固定在真空中O点，从与O相距r0的P点由静止释放一个质量为m、电荷量为q（q>0）的离子，经一定时间，离子运动到与O相距rN的N点。用a表示离子的加速度，用r表示离子与O点的距离，作出其图像如图（b）。静电力常量为是k，不计离子重力。由此可以判定（）A．场源点电荷带正电B．场源点电荷的电荷量为C．离子在P点的加速度大小为D．离子在P点受到的电场力大小为2、2019年“山东舰"正式服役，标志着我国进入双航母时代。如图，“山东舰"正在沿直线航行，其质量为m，发动机的输出功率恒为P，所受阻力恒为f，某时刻速度为v1、加速度为a1，一段时间t后速度变为v2（v2>v1），在这段时间内位移为s。下列关系式正确的是（）A． B．C． D．3、M、N是某电场中一条电场线上的两点，从M点由静止释放一质子，质子仅在电场力的作用下沿电场线由M点运动到N点，其电势能随位移变化的关系如图所示，则下列说法正确的是A．M点的场强大于N点的场强B．M、N之间的电场线可能是一条曲线C．质子在M点的加速度小于在N点的加速度D．电场线方向由N点指向M点4、体育课上，身高相同的、两位同学比赛跳高，同学采用跨越式，同学采用背越式，结果两同学的成绩相同，不计空气阻力。则下列分析正确的是（）A．同学跳高过程中克服重力做的功较多 B．同学在最高点时的速度为0C．同学腾空过程用时较长 D．同学起跳过程中先超重后失重5、如图所示，a、b两个带正电的粒子以相同的速度先后垂直于电场线从同一点进入平行板间的匀强电场，a粒子打在B板的点，b粒子打在B板的点，若不计重力，则A．a的电荷量一定大于b的电荷量B．b的质量一定大于a的质量C．a的比荷一定大于b的比荷D．b的比荷一定大于a的比荷6、下列说法正确的是（）A．β衰变所释放的电子是原子核外电子电离形成的B．贝克勒尔通过实验发现了中子C．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时吸收波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时发射波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2，那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子D．赫兹首次用实验证实了电磁波的存在二、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、将一个小球竖直向上抛出，碰到高处的天花板后反弹，并竖直向下运动回到抛出点，若反弹的速度大小是碰撞前速度大小的0.65倍，小球上升的时间为1s，下落的时间为1.2s，重力加速度取，不计空气阻力和小球与天花板的碰撞时间，则下列说法正确的是A．小球与天花板碰撞前的速度大小为B．小球与天花板碰撞前的速度大小为C．抛出点到天花板的高度为D．抛出点到天花板的高度为8、下列说法正确的是（）A．随着分子间距离的减小，其斥力和引力均增大B．单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点C．一定质量的0°C的冰熔化成0°C的水，其分子势能会增加D．一定质量的气体放出热量，其分子的平均动能可能增大E.第二类永动机不可能制成的原因是它违反了能量守恒定律9、如图所示，CD、EF是两条水平放置的、阻值可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L，在水平导轨的左侧存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的宽度为d，导轨的右端接有一阻值为R的电阻，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接．将一阻值也为R，质量为m的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处．已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为μ．下列说法正确的是A．通过电阻R的最大电流为B．流过电阻R的电荷量为C．整个电路中产生的焦耳热为mghD．电阻R中产生的焦耳热为10、2019年央视春晚加入了非常多的科技元素，在舞台表演中还出现了无人机。现通过传感器将某台无人机上升向前追踪拍摄的飞行过程转化为竖直向上的速度vy及水平方向速度vx与飞行时间t的关系图象，如图所示。则下列说法正确的是()A．无人机在t1时刻处于超重状态B．无人机在0～t2这段时间内沿直线飞行C．无人机在t2时刻上升至最高点D．无人机在t2～t3时间内做匀变速运动三、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）如图甲所示是一种研究气球的体积和压强的变化规律的装置。将气球、压强传感器和大型注射器用T型管连通。初始时认为气球内无空气，注射器内气体体积，压强，型管与传感器内少量气体体积可忽略不计。缓慢推动注射器，保持温度不变，装置密封良好。(1)该装置可用于验证______定律。填写气体实验定律名称(2)将注射器内气体部分推入气球，读出此时注射器内剩余气体的体积为，压强传感器读数为，则此时气球体积为______。(3)继续推动活塞，多次记录注射器内剩余气体的体积及对应的压强，计算出对应的气球体积，得到如图乙所示的“气球体积和压强”关系图。根据该图象估算：若初始时注射器内仅有体积为、压强为的气体。当气体全部压入气球后，气球内气体的压强将变为______。（保留3位小数）12．（12分）要描绘一只标有“9V、5W”字样小灯泡的完整伏安特性曲线，实验室可供如下器材：A．电流表A1（量程1．6A，内阻约为1.5Ω）B．电流表A2（量程3A，内阻约为1.2Ω）C．电压表V（量程3V，内阻kΩ）D．滑动变阻器（阻值1~11Ω，额定电流1.8A）E．滑动变阻器（阻值1~111Ω，额定电流1.5A）F．定值电阻kΩG．直流电源（电动势）H．导线和开关（1）请在虚线框中画出电路图_______（2）滑动变阻器应选______；电流表应选______（填写元件前序号）（3）灯泡两端实际电压与电压表读数U关系式为______（4）根据该电路设计图进行实验，测得电压表的读数为U、电流表读数为I，若考虑电表的内阻，则此时灯泡的电阻为______（用题目中所给字母或符号表示）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，一圆柱形绝热气缸开口向上竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体。活塞的质量为m、横截面积为s，与容器底部相距h。现通过电热丝缓慢加热气体，当气体吸收热量Q时停止加热，活塞上升了2h并稳定，此时气体的热力学温度为T1．已知大气压强为P0，重力加速度为g，活塞与气缸间无摩擦且不漏气。求：①加热过程中气体的内能增加量；②停止对气体加热后，在活塞上缓缓。添加砂粒，当添加砂粒的质量为m0时，活塞恰好下降了h。求此时气体的温度。14．（16分）二十世纪初，卢瑟福进行粒子散射实验的研究，改变了人们对原子结构的认识。(1)如图1所示，有两个粒子均以速度射向金原子，它们速度方向所在的直线都不过金原子核中心。请在图1中分别画出两个粒子此后的运动轨迹示意图；(2)如图2所示，一个粒子以速度射向金原子，速度方向所在直线过金原子核中心。由于金原子受到周边其他金原子的作用，可将粒子与一个金原子核的作用等效为与一个静止的、质量非常大的粒子发生弹性碰撞。请推导说明粒子与金原子核作用后速度的大小和方向；(3)实验发现，绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有极少数粒子发生了大角度偏转（超过90°）。卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型。为了研究问题的方便，可作如下假设：①将粒子视为质点，金原子视为球，金原子核视为球体；②金箔中的金原子紧密排列，金箔厚度可以看成很多单原子层并排而成；③各层原子核前后不互相遮蔽；④大角度偏转是粒子只与某一层中的一个原子核作用的结果。如果金箔厚度为L，金原子直径为，大角度偏转的粒子数占总粒子的比例为，且。a.请估算金原子核的直径；b.上面的假设做了很多简化处理，这些处理会对金原子核直径的估算产生影响。已知金箔的厚度约，金原子直径约，金原子核直径约。请对“可认为各层原子核前后不互相遮蔽”这一假设的合理性做出评价。15．（12分）如图所示，光滑平行金属导轨的水平部分处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B=3T。两导轨间距为L=0.5m，轨道足够长。金属棒a和b的质量分别为ma=1kg，mb=0.5kg，电阻分别为Ω，Ω。b棒静止于轨道水平部分，现将a棒从h=1.8m高处自静止沿弧形轨道下滑，通过C点进入轨道的水平部分，已知两棒在运动过程中始终保持与导轨垂直且接触良好，两棒始终不相碰。（g取10m/s2）。求：（1）a棒刚进入磁场时，b棒的加速度；（2）从a棒进入磁场到a棒匀速的过程中，流过a棒的电荷量；（3）从a棒进入磁场到a棒匀速的过程中，a棒中产生的焦耳热。

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】

A．从P到N，带正电的离子的加速度随的增加而增大，即随r的减小而增加，可知场源点电荷带负电，选项A错误；B．在N点，由库仑定律及牛顿第二定律解得选项B错误；CD．在P点时，由库仑定律及牛顿第二定律离子在P点受到的电场力大小为选项C错误，D正确。故选D。2、A【解析】

A．由牛顿第二定律，则有故A正确；B．当航母达到最大速度时，F=f，此时故B错误；C．航母的运动不是匀加速运动，则时间t内的位移故C错误；D．由动能定理可得故D错误。故选A。3、A【解析】

A．Ep一x图像斜率的变化反映了电场力的变化，所以M点的场强大于N点的场强，A项符合题意；B．电荷仅在电场力作用下沿电场线运动，电场线一定是直线，B项不符合题意；C．因为M点场强大于N点场强，所以质子在M点受到的电场力大于N点受到的电场力，质子在M点的加速度大于在N点的加速度，故C项不符合题意；D．由M到N质子的电势能减小，所以M点电势高于N点电势，所以电场线方向由M指向N，D项不符合题意.4、D【解析】

A．因两同学的质量关系不知，所以无法比较两人克服重力做功的多少，故A错误；B．两同学在最高点时都有水平方向的速度，故B错误；C．同学是跨越式，重心上升的位移较大，所以同学腾空过程用时较长，故C错误；D．走跳过程中人的重心向上先加速后减速，所以加速度先向上后向下，即先超重后失重，故D正确。故选D。5、C【解析】

设任一粒子的速度为v，电量为q，质量为m，加速度为a，运动的时间为t，则加速度为：时间为：偏转量为：因为两个粒子的初速度相等，则，则得a粒子的运动时间短，则a的加速度大，a粒子的比荷就一定大，但a、b的电荷量和质量无法确定大小关系，故C正确，ABD错误。6、D【解析】

A．β衰变的本质是原子核内的一个中子释放一个电子变为质子，故A错误；B．根据物理学史可知，查德威克通过α粒子轰击铍核的实验，发现了中子的存在，故B错误；C．光子的能量，由题，则，从a能级状态跃迁到b能级状态时吸收波长为λ1的光子，原子从b能级状态跃迁到c能级状态时发射波长为λ2的光子，根据玻尔理论，a能级的能量值大于c能级的能量值所以原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要辐射波长为的光子，故C错误；D．根据物理学史可知，赫兹首次用实验证实了电磁波的存在，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、AC【解析】

AB.由题意可知,解得，故A正确，B错误；CD.抛出点到天花板的高度为故C正确，D错误。8、ACD【解析】

A．分子间距离减小，其斥力和引力均增大，A正确；B．晶体有固定的熔点，非晶体没有固定的熔点，B错误；C．0℃的冰熔化成0℃的水，吸收热量，分子平均动能不变，其分子势能会增加，C正确；D．对气体做功大于气体放出的热量，其分子的平均动能会增大，D正确；E．第一类永动机违反了能量守恒定律，第二类永动机不违反能量守恒定律，只是违反热力学第二定律，E错误。故选ACD。9、ABD【解析】

A．金属棒下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得：金属棒到达水平面时的速度金属棒到达水平面后进入磁场受到向左的安培力做减速运动，则刚到达水平面时的速度最大，所以最大感应电动势为E=BLv最大的感应电流为故A正确；B．通过金属棒的电荷量故B正确；C．金属棒在整个运动过程中，由动能定理得：mgh-WB-μmgd=0-0则克服安培力做功：WB=mgh-μmgd整个电路中产生的焦耳热为Q=WB=mgh-μmgd故C错误；D．克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒产生的焦耳热：故D正确．10、AD【解析】

A．根据图象可知，无人机在t1时刻，在竖直方向上向上做匀加速直线运动，有竖直向上的加速度，处于超重状态，故A正确；B．由图象可知，无人机在t=0时刻，vy=0，合初速度为vx沿水平方向，水平与竖直方向均有加速度，那么合加速度与合初速度不共线，所以无人机做曲线运动，即无人机沿曲线上升，故B错误；C．无人机在竖直方向，先向上做匀加速直线运动，后向上做匀减速直线运动，在t3时刻上升至最高点，故C错误；D．无人机在t2～t3时间内，在水平方向上做匀速直线运动，而在竖直方向上向上做匀减速直线运动，因此无人机做匀变速运动，故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、玻意耳1.027【解析】

(1)[1]用DIS研究在温度不变时，气体的压强随温度的变化情况，所以该装置可用于验证玻意耳定律；(2)[2]将注射器内气体部分推入气球，压强传感器读数为p1，根据玻意耳定律得：所以读出此时注射器内剩余气体的体积为，所以时气球体积为；(3)[3]由题可知，若初始时注射器内仅有体积为、压强为p0的气体，气体全部压入气球后气球的压强与初始时注射器内有体积为、压强为p0的气体中的气体压入气球，结合题中图乙可知，剩余的气体的体积约在左右，压强略大于p0，所以剩余的气体的体积略小于0.5V0。由图可以读出压强约为1.027p0。【点睛】本实验是验证性实验，要控制实验条件，此实验要控制两个条件：一是注射器内气体的质量一定；二是气体的温度一定，运用玻意耳定律列式进行分析。另外，还要注意思维方式的转化，即可以将初始时注射器内仅有体积为0.5V0、压强为p0的气体，气体全部压入气球，与初始时注射器内有体积为V0、压强为p0的气体中的气体压入气球是等效的。12、DA【解析】

（1）[1]描绘灯泡伏安特性曲线，电压与电流应从零开始变化，滑动变阻器应采用分压接法，由题意可知，灯泡额定电压为9V，电压表量程为3V，把电压表量程扩大为9V，应给电压表串联一个定值电阻R3；电压表内阻远大于灯泡电阻，电流表应采用外接法，实验电路图如图所示（2）[2][3]灯泡额定电流为A≈1.56A电流表应选A；为方便实验操作，滑动变阻器应选择D；（3）[4]定值电阻阻值是电压表内阻的2倍，则定值电阻两端电压为电压表两端电压的2倍，故灯泡两端电压为U1=3U；（4）[5]由图示电路图可知，电流表读数为I，