湖北省武汉市重点中学2024年高考物理五模试卷含解析

湖北省武汉市重点中学2024年高考物理五模试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、真空中相距L的两个固定点电荷E、F所带电荷量大小分别是QE和QF，在它们共同形成的电场中，有一条电场线如图中实线所示，实线上的箭头表示电场线的方向．电场线上标出了M、N两点，其中N点的切线与EF连线平行，且∠NEF＞∠NFE．则（）A．E带正电，F带负电，且QE>QFB．在M点由静止释放一带正电的检验电荷，检验电荷将沿电场线运动到N点C．过N点的等势面与EF连线垂直D．负检验电荷在M点的电势能大于在N点的电势能2、如图1所示，弹簧振子在竖直方向做简谐运动。以其平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立坐标轴，振子的位移x随时间t的变化如图2所示，下列说法正确的是A．振子的振幅为4cmB．振子的振动周期为1sC．t=ls时，振子的速度为正的最大值D．t=ls时，振子的加速度为正的最大值3、某静电场中有电场线与x轴重合，x轴上各点电势φ分布如图所示，图线关于纵轴对称,则()A．x1处和－x1处场强方向相同 B．x1处和－x2处场强大小相等C．某带电粒子在x2处和－x2处电势能相等 D．某带电粒子在x2处的电势能大于在－x2处的电势能4、如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流从a到b为正方向，那么在0~t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则（）A．从左向右看感应电流的方向为顺时针B．从左向石看感应电流的方向为先顺时针后逆时针C．感应电流的大小先减小后增加D．铝环与线圈之间一直有磁场力的作用，作用力先向左后向右5、下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（）A．图甲：卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子B．图乙：用中子轰击铀核使其发生聚变，链式反应会释放出巨大的核能C．图丙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的D．图丁：汤姆孙通过电子的发现揭示了原子核内还有复杂结构6、如图甲所示，在匀强磁场中有一个N=10匝的闭合矩形线圈绕轴匀速转动，转轴O1O2直于磁场方向，线圈电阻为5Ω。从图甲所示位置开始计时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，则（）A．线圈转动一圈的过程中产生的焦耳热B．在时，线圈中的感应电动势为零，且电流方向发生改变C．所产生的交变电流感应电动势的瞬时表达式为D．线圈从图示位置转过90º时穿过线圈的磁通量变化率最大二、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、如图所示，在水平向左的匀强电场中，可视为质点的带负电物块，以某一初速度从足够长的绝缘斜面上的A点，沿斜面向下运动，经C点到达B点时，速度减为零，然后再返回到A点。已知斜面倾角θ=30°，物块与斜面间的动摩擦因数，整个过程斜面均保持静止，物块所带电量不变。则下列判断正确的是（）A．物块在上滑过程中机械能一定减小B．物块在上滑过程中，增加的重力势能一定大于减少的电势能C．物块下滑时经过C点的动能一定大于上滑时经过C点的动能D．物块在下滑过程中，斜面与地面之间的摩擦力一定为零8、如图甲所示，两平行虚线间存在磁感应强度大小、方向与纸面垂直的匀强磁场，一正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行。已知导线框一直向右做匀速直线运动，速度大小为1m/s，cd边进入磁场时开始计时，导线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。下列说法正确的是（）A．导线框的边长为0.2mB．匀强磁场的宽度为0.6mC．磁感应强度的方向垂直纸面向外D．在t=0.2s至t=0.4s这段时间内，c、d间电势差为零9、如图，MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨，其间距为L，导轨弯曲部分光滑，平直部分粗糙，固定在水平面上，右端接一个阻值为R的定值电阻，平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场，质量为m、电阻也为R的金属棒从高为h处由静止释放，到达磁场右边界处恰好停止．己知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为μ，金属棒与导轨间接触良好，则金属棒穿过磁场区域的过程中（）（重力加速度为g）A．金属棒克服安培力做的功等于金属棒产生的焦耳热B．金属棒克服安培力做的功为mghC．金属棒产生的电热为D．金属棒运动的时间为10、如图所示，竖直平面内有一光滑圆环，圆心为O，OA连线水平，AB为固定在A、B两点间的光滑直杆，在直杆和圆环上分别套着一个相同的小球M、N．先后两达让小球M、N以角速度ω和2ω随圆环一起绕竖直直径BD做匀速圆周运动．则A．小球M第二次的位置比第一次时离A点近B．小球M第二次的位置比第一次时离B点近C．小球N第二次的竖直位置比第一次时高D．小球N第二次的竖直位置比第一次时低三、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）（1）为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图甲所示，用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面；如图乙所示的实验：将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板连接，则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，这两个实验说明______A.甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动．B.乙实验只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动C.不能说明上述规律中的任何一条D.甲、乙二个实验均能同时说明平抛运动在水平、竖直方向上的运动性质（2）关于“研究物体平抛运动”实验，下列说法正确的是______A.小球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差B.安装斜槽时其末端切线应水平C.小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放D.小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度尽可能低一些．E.将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行F.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点（3）如图丙，某同学在做平抛运动实验时得出如图丁所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，则：（g取）①小球平抛运动的初速度为______m/s．②小球运动到b点的速度为______m/s③抛出点坐标______cmy=______cm．12．（12分）图甲，用伏安法测定电阻约5Ω的均匀电阻丝的电阻率，电源是两节干电池。每节电池的电动势约为1.5V，实验室提供电表如下：A．电流表A1(0～3A，内阻0.0125Ω)B．电流表A2(0～0.6A，内阻约为0.125Ω)C．电压表V1(0～3V，内阻4kΩ)D．电压表V2(0～15V，内阻15kΩ)(1)为了使测量结果尽量准确，电流表应选________，电压表应选________(填写仪器前字母代号)。(2)用螺旋测微器测电阻丝的直径如图乙所示，电阻丝的直径为________mm。(3)根据原理图连接图丙的实物图______。(4)闭合开关后，滑动变阻器滑片调至一合适位置后不动，多次改变线夹P的位置，得到几组电压、电流和对应的OP段的长度L，计算出相应的电阻后作出R－L图线如图丁。取图线上适当的两点计算电阻率。这两点间的电阻之差为ΔR，对应的长度变化为ΔL，若电阻丝直径为d，则电阻率ρ＝________。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）如图所示是一种叫“蹦极跳”的运动。跳跃者用弹性长绳一端绑在脚踝关节处，另一端固定在距地面几十米高处，然后从该高处自由跳下。某人做蹦极运动时，从起跳开始计时，他对弹性长绳的弹力F随时间t变化为如图所示的曲线。为研究方便，不计弹性长绳的重力，忽略跳跃者所受的空气阻力，并假设他仅在竖直方向运动，重力加速度g取10m/s2。根据图中信息求：(1)该跳跃者在此次跳跃过程中的最大加速度；(2)该跳跃者所用弹性绳的原长；(3)假设跳跃者的机械能都损耗于与弹性绳相互作用过程中。试估算，为使该跳跃者第一次弹回时能到达与起跳点等高处，需要给他多大的初速度。14．（16分）两根长为L的绝缘轻杆组成直角支架，电量分别为+q、-q的两个带电小球A、B固定在支架上，整个装置处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E。在电场力之外的力作用下，整体在光滑水平面内绕竖直轴O以角速度ω顺时针匀速转动，图为其俯视图。不计两球之间因相互吸引而具有的电势能。试求：（1）在支架转动一周的过程中，外力矩大小的变化范围。（2）若从A球位于C点时开始计时，一段时间内（小于一个周期），电场力之外的力做功W等于B球电势能改变量，求W的最大值。（3）在转动过程中什么位置两球的总电势能变化最快？并求出此变化率。15．（12分）如图所示，容积均为V0的汽缸A、B下端有细管（容积可忽略）连通，阀门K2位于细管的中部，A、B的顶部各有一阀门K1、K3，B中有一可自由滑动的活塞(质量、体积均可忽略)。初始时，三个阀门均打开，活塞在B的底部；关闭K2、K3，通过K1给汽缸打气，每次可以打进气压为p0、体积为0.3V0的空气。已知室温为27℃，大气压强为p0，汽缸导热良好。（1）要使A缸的气体压强增大到7p0，求打气的次数；（2）当A缸的气体压强达到7p0后，关闭K1，打开K2并缓慢加热A、B气缸内气体，使其温度都升高60℃，求稳定时活塞上方气体的体积和压强。

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】

根据电场线的指向知E带正电，F带负电；N点的场强是由E、F两电荷在N点产生场强的叠加，电荷E在N点电场方向沿EN向上，电荷F在N点产生的场强沿NF向下，合场强水平向右，可知F电荷在N点产生的场强大于E电荷在N点产生的场强，而，所以由点电荷场强公式知,A错误；只有电场线是直线，且初速度为0或初速度的方向与电场平行时，带电粒子的运动轨迹才与电场线重合．而该电场线是一条曲线，所以运动轨迹与电场线不重合．故在M点由静止释放一带正电的检验电荷，不可能沿电场线运动到N点，B错误；因为电场线和等势面垂直，所以过N点的等势面与过N点的切线垂直，C正确；沿电场线方向电势逐渐降低，，再根据，q为负电荷，知，D错误；故选C．【点睛】只有电场线是直线，且初速度为0或初速度的方向与电场平行时，带电粒子的运动轨迹才与电场线重合．电场线和等势面垂直．N点的切线与EF连线平行，根据电场线的方向和场强的叠加，可以判断出E、F的电性及电量的大小．先比较电势的高低，再根据，比较电势能．2、C【解析】

由振动图像可知，该弹簧振子的振幅为2cm，周期为2s，t=1s时，振子在平衡位置，切向y轴正向速度，加速度为零，故C正确。3、C【解析】

AB．φ—x图象的斜率大小等于电场强度，x1处和-x1处场强大小相等，方向相反，x1处和-x2处场强大小不相等，故AB错误；CD．在x2处和-x2处电势相等，根据Ep=qφ知某带电粒子在x2处和-x2处电势能相等，故C正确，D错误。

故选C。4、A【解析】

AB．根据题意可知，由于电流从a到b为正方向，当电流是从a流向b，由右手螺旋定则可知，铝环M的磁场水平向右，由于电流的减小，所以磁通量变小，根据楞次定律可得，铝环M的感应电流顺时针（从左向右看）。

当电流是从b流向a，由右手螺旋定则可知，铝环M的磁场水平向左，当电流增大，则磁通量变大，根据楞次定律可得，所以感应电流顺时针（从左向右看）。故电流方向不变，故A正确，B错误；

C．由图乙可知，ab内的电流的变化率不变，则产生的磁场的变化率不变，根据法拉第电磁感应定律可知，铝环M产生的电动势的大小不变，所以感应电流的大小也不变。故C错误；D．当线圈中电流为零时，铝环M和线圈之间无磁场力作用，选项D错误；

故选A。5、C【解析】

图甲：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型．故A错误．图乙：用中子轰击铀核使其发生裂变，裂变反应会释放出巨大的核能．故B错误．图丙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，故C正确；图丁：汤姆孙通过电子的发现揭示了原子有复杂结构，天然放射现象的发现揭示了原子核内还有复杂结构．故D错误．故选C．6、C【解析】

A．最大感应电动势为：感应电动势的有效值为：线圈转动一圈的过程中产生的焦耳热故A错误；B．t=0.2s时，磁通量为0，线圈中的感应电动势最大，电流方向不变，故B错误；C．由图知角速度因为线圈从垂直中性面开始计时，所以交变电流感应电动势的瞬时表达式为e=10πcos（5πt）V故C正确；D．线圈在图示位置磁通量为0，磁通量的变化率最大，穿过线圈的磁通量变化最快，转过90°，磁通量最大，磁通量变化率为0，故D错误。故选：C。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、CD【解析】

A．上滑过程中满足则电场力做功大于摩擦力做功，即除重力以外的其它力对物体做正功，则物体的机械能增加，选项A错误；B．上滑过程中由动能定理则则物块在上滑过程中，增加的重力势能一定小于减少的电势能，选项B错误；C．由于滑块下滑经过C点往下运动，再返回到C点时有摩擦力做功，则由能量关系可知物块下滑时经过C点的动能一定大于上滑时经过C点的动能，选项C正确；D．当不加电场力时，由于斜面对物体的支持力为N=mgcos30°摩擦力f=μmgcos30°=mgsin30°可知支持力和摩擦力的合力方向竖直向上；当加电场力后，支持力和摩擦力成比例关系增加，则摩擦力和支持力的合力仍竖直向上，根据牛顿第三定律，则物块给斜面的摩擦力和压力的方向竖直向下，可知斜面在水平方向受力为零，则斜面所受地面的摩擦力为零，选项D正确。故选CD。8、AC【解析】

A．根据法拉第电磁感应定律和图象可知，感应电动势故导线框的边长故A正确；B．导线框的cd边从进入磁场到离开磁场的时间为0.4s，故磁场的宽度s=vt=0.4m故B错误；C．根据楞次定律可知，磁感应强度的方向垂直纸面向外，故C正确；D．在t=0.2s至t=0.4s这段时间内，ab边和cd边均切割磁感线，产生了感应电动势，c、d间有电势差，故D错误。故选AC。9、CD【解析】

根据功能关系知，金属棒克服安培力做的功等于金属棒以及电阻R上产生的焦耳热之和，故A错误．设金属棒克服安培力所做的功为W．对整个过程，由动能定理得mgh-μmgd-W=0，得W=mg（h-μd），故B错误．电路中产生的总的焦耳热Q=W=mg（h-μd），则属棒产生的电热为mg（h-μd），故C正确．金属棒在下滑过程中，其机械能守恒，由机械能守恒定律得：mgh=mv02，得．金属棒经过磁场通过某界面的电量为；根据动量定理：，其中，解得，选项D正确；故选CD.10、BC【解析】

设AB与竖直方向夹角为θ，则mgtan450=mω2r，则当ω变为2ω时，r变为原来的1/4，则小球M第二次的位置比第一次时离A点远，离B点近，选项A错误，B正确；对放在N点的小球：mgtanα=mω2Rsinα，则，则当ω越大，α越大，物体的位置越高，故选项C正确，D错误；故选BC。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、ABBCE22.5-10-1.25【解析】

(1)A、用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，知B球竖直方向上的运动规律与A球相同，即平抛运动竖直方向上做自由落体运动．故A正确．B、把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板吻接，则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，知1球在水平方向上的运动规律与2球相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．故B正确，C、D错误；故选AB.(2)A、小球与斜槽之间有摩擦，不会影响小球做平抛运动，故A错误；B、研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，则安装实验装置时，斜槽末端切线必须水平的目的是为了保证小球飞出时初速度水平，故B正确；C、由于要记录小球的运动轨迹，必须重复多次，才能画出几个点，因此为了保证每次平抛的轨迹相同，所以要求小球每次从同一高度释放，故C正确；D、小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度不能太低，故D错误．E、根据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内，因此在实验前，应使用重锤线调整面板在竖直平面内，即要求木板平面与小球下落的竖直平面平行，故E正确；F、在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，不能作为小球做平抛运动的起点，故F错误；故选BCE．(3)①在竖直方向上△y=gT2，可得时间间隔，则小球平抛运动的初速度．②b点在竖直方向上的分速度，小球运动到b点的速度为.③抛出点到b点的运动时间．水平方向上的位移x1=vt=0.3m，竖直方向上的位移．所以开始做平抛运动的位置坐标x=0.2-0.3=-0.1m=-10cm，y=0.1-0.1125=-0.0125m=-1.25cm；12、BC0.700【解析】

(1)[1]由于电源电动势为3V，电表读数要达到半偏，则电压表选C；[2]由I＝可知电路中最大电流约为0.6A，则电流表选B。(2)[3]螺旋测微器的固定刻度为0.5mm，可动刻度为20.0×0.01mm＝0.200mm，所以最终读数为0.5mm＋0.200mm＝0.700mm。(3)[4]根据原理图连接实物图如图(4)[5]根据电阻定律ΔR＝ρ，S＝π解得ρ＝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)20m/s2(2)11.25m(3)