2024届湖北省荆州市公安县高三第五次模拟考试物理试卷含解析

2024届湖北省荆州市公安县高三第五次模拟考试物理试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、我国自主研发的北斗卫星导航系统由35颗卫星组成，包括5颗地球静止同步轨道卫星和3颗倾斜同步轨道卫星，以及27颗相同高度的中轨道卫星。中轨道卫星轨道高度约为2.15×104km，同步轨道卫星的高度约为3.60×104km，己知地球半径为6.4×103km，这些卫星都在圆轨道上运行。关于北斗导航卫星，则下列说法正确的是（）A．中轨道卫星的动能一定小于静止同步轨道卫星的动能B．静止同步轨道卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大C．中轨道卫星的运行周期约为20hD．中轨道卫星与静止同步轨道卫星的向心加速度之比为2、质量相等的A、B两个物体放在同一水平面上，分别受到水平拉力、的作用而从静止开始做匀加速直线运动，经过时间和4，A、B的速度分别达到2和时，分别撤去和，以后物体继续做匀减速直线运动直至停止，两个物体速度随时间变化的图象如图所示，设和对A、B的冲量分别为和，和，对A、B做的功分别为和，则下列结论正确的是A．，B．，C．，D．，3、如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球，某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的B点，已知球拍与水平方向夹角θ=60°，AB两点高度差h=1m，忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2，则球刚要落到球拍上时速度大小为（）A．m/s B．m/s C．m/s D．m/s4、如图所示为三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动的示意图，其中b、c是地球同步卫星，a在半径为r的轨道上，此时a、b恰好相距最近，已知地球质量为M，半径为R，地球自转的角速度为，引力常量为G，则（）A．卫星b加速一段时间后就可能追上卫星cB．卫星b和c的机械能相等C．到卫星a和b下一次相距最近，还需经过时间t=D．卫星a减速一段时间后就可能追上卫星c5、如图所示，两根不可伸长的轻绳一端与一个质量为m的小球相连于O点，另一端分别固定在小车天花板上的A、B两点，OA绳与天花板的夹角为30°，OB绳与天花板的夹角为60°，重力加速度为g．当小车以速度ν向右做匀速直线运动，小球与车保持相对静止时，下列说法正确的是A．OA绳对小球的拉力大小为mgB．OB绳对小球的拉力大小为mgC．OA绳对小球拉力做功的功率为mgvD．重力对小球做功的功率为mgv6、将某劲度系数为k的轻质弹簧一端固定在墙上，另一端用100N的力来拉，弹簧的伸长量为10cm；若对该弹簧两端同时用50N的力反向拉时，弹簧的伸长量为ΔL。则（）A．k=10N/m，ΔL=10cmB．k=100N/m，ΔL=10cmC．k=200N/m，ΔL=5cmD．k=1000N/m，ΔL=5cm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、如图甲所示为t=1s时某简谐波的波动图象，乙图为x=4cm处的质点b的振动图象。则下列说法正确的是（）A．该简谐波的传播方向沿x轴的正方向B．t=2s时，质点a的振动方向沿y轴的负方向C．t=2s时，质点a的加速度大于质点b的加速度D．0~3s的时间内，质点a通过的路程为20cmE.0~3s的时间内，简谐波沿x轴的负方向传播6cm8、下列图中线圈按图示方向运动时（图示磁场均为匀强磁场，除B项外，其余选项中的磁场范围均足够大）能产生感应电流的是（）A． B． C． D．9、有一列沿x轴传播的简谐橫波，从某时刻开始，介质中位置在x=0处的质点a和在x=6m处的质点b的振动图线分别如图1图2所示．则下列说法正确的是___________．A．质点a的振动方程为y=4sin(t+)cmB．质点a处在波谷时，质点b-定处在平衡位置且向y轴正方向振动C．若波沿x轴正方向传播，这列波的最大传播速度为3m/sD．若波沿x轴负方向传播，这列波的最大波长为24mE.若波的传播速度为0.2m/s，则这列波沿x轴正方向传播10、如图所示，单匝线圈ABCD边长为L，粗细均匀且每边电阻均为R，在外力作用下以速度v向右匀速全部进入场强为B的匀强磁场，线圈平面垂直于磁场方向，且。以下说法正确的是（）A．当CD边刚进入磁场时，CD两点间电势差为BLvB．若第二次以速度2v匀速全部进入同一磁场，则通过线圈某一横截面电量是第一次的2倍C．若第二次以速度2v匀速全部进入同一磁场，则外力做功的功率为第一次的4倍D．若第二次以速度2v匀速全部进入同一磁场，则线圈中产生的热量是第一次的2倍三、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）某实验小组同学，用铁架台、弹簧和多个质量均为的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系如图（甲）所示。(1)该组同学在做该实验时，依次在弹簧下端挂上钩码，并在表格内分别记下钩码静止时弹簧下端指针所对应的刻度，记录数据如下：钩码个数12345弹力0.51.01.52.02.5指针对应刻度12.51_15.3916.1117.30当挂2个钩码时，指针对应刻度如图（甲）所示，将指针示数填入表格；在以弹簧弹力为纵轴、指针对应刻度L为横轴的坐标系中，如图（乙）所示。描点画出第2组对应的数据点，并连线得到图像_____。请根据图像分析并得出以下结论①弹簧原长为__________cm。②弹簧的劲度系数__________（保留两位有效数字）。(2)弹簧与绳有一点相似之处，都可以认为是一个传递力的媒介。某位同学根据这个观点推广认为：将两个同样的弹簧串接在一起后，弹簧的劲度系数k与原来一样。你认为他的想法正确么_____？并解释一下你的理由_____。12．（12分）物理小组的同学用如下图甲所示的实验器材测定重力加速度。实验器材有：底座带有标尺的竖直杆、光电门1和2组成的光电计时器，其中光电门1在光电门2的上方，小球释放器（可使小球无初速释放）、网兜。实验时可用两光电门测量小球从光电门1运动至光电门2的时间t，并从竖直杆上读出两光电门间的距离h。(1)使用游标卡尺测量小球的直径如下图乙所示，则小球直径为_________cm。(2)改变光电门1的位置，保持光电门2的位置不变，小球经过光电门2的速度为v，不考虑空气阻力，小球的加速度为重力加速度g，则h、t、g、v四个物理量之间的关系式h=________。(3)根据实验数据作出图象如上图丙所示，若图中直线斜率的绝对值为k，根据图象得出重力加速度g大小为________。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，“＜”型光滑长轨道固定在水平面内，电阻不计．轨道中间存在垂直水平面向下的匀强磁场，磁感应强度B．一根质量m、单位长度电阻R0的金属杆，与轨道成45°位置放置在轨道上，从静止起在水平拉力作用下从轨道的左端O点出发，向右做加速度大小为a的匀加速直线运动，经过位移L．求：(1)金属杆前进L过程中的平均感应电动势．(2)已知金属杆前进L过程中水平拉力做功W．若改变水平拉力的大小，以4a大小的加速度重复上述前进L的过程，水平拉力做功多少？(3)若改用水平恒力F由静止起从轨道的左端O点拉动金属杆，到金属杆速度达到最大值vm时产生热量．（F与vm为已知量）(4)试分析(3)问中，当金属杆速度达到最大后，是维持最大速度匀速直线运动还是做减速运动？14．（16分）如图所示，水平传送带AB与直角平台的上表面水平平滑对接，平台的上表面光滑，平台高h1=0.7m，在平台右侧d=lm处有一高度为h2=0.5m的竖直薄挡板。长度L=12m的传送带以v0=10m/s的速度顺时针转动，现将质量m=lkg的小滑块（可视为质点）由静止放到传送带上，已知滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g取10m/s2。求：（1）若要滑块落在挡板右侧，求滑块由静止放在传送带上的位置范围；（2）将滑块放在传送带中点处并沿水平方向给滑块一初速度，使滑块落在挡板右侧，求此初速度满足的条件。15．（12分）如图所示，在xoy平面内，虚线OP与x轴的夹角为30°。OP与y轴之间存在沿着y轴负方向的匀强电场，场强大小为E。OP与x轴之间存在垂直于xoy平面向外的匀强磁场。现有一带电的粒子，从y轴上的M点以初速度v0、沿着平行于x轴的方向射入电场，并从边界OP上某点Q（图中未画出）垂直于OP离开电场，恰好没有从x轴离开第一象限。已知粒子的质量为m、电荷量为q（q>0），粒子的重力可忽略。求：(1)磁感应强度的大小；(2)粒子在第一象限运动的时间；(3)粒子从y轴上离开电场的位置到O点的距离。

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、B【解析】

A．根据万有引力提供圆周运动向心力则有可得由于中轨道卫星的轨道半径小于静止同步轨道卫星的轨道半径，所以中轨道卫星运行的线速度大于静止同步轨道卫星运行的线速度，由于不知中轨道卫星的质量和静止同步轨道卫星的质量，根据动能定义式可知无法确定中轨道卫星的动能与静止同步轨道卫星的动能大小关系，故A错误；B．静止同步轨道卫星绕地球运行的周期为24h，小于月球绕地球运行的运行周期，根据可知静止同步轨道卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大，故B正确；C．根据万有引力提供圆周运动向心力则有：可得：中轨道卫星运行周期与静止同步轨道卫星运行周期之比为：中轨道卫星的运行周期为：故C错误；D．根据万有引力提供圆周运动向心力则有：可得：中轨道卫星与静止同步轨道卫星的向心加速度之比为：故D错误。故选B。2、B【解析】从图象可知，两物块匀减速运动的加速度大小之都为，根据牛顿第二定律，匀减速运动中有f=ma′，则摩擦力大小都为m．根据图象知，匀加速运动的加速度分别为：，，根据牛顿第二定律，匀加速运动中有F-f=ma，则F1=，F1=，F1和F1的大小之比为11：5；所以：，则I1＜I1；图线与时间轴所围成的面积表示运动的位移，则位移之比为；两个物体的初速度、末速度都是0，所以拉力做的功与摩擦力做的功大小相等，所以：，则W1＞W1．故选B.点睛：解决本题的关键通过图象得出匀加速运动和匀减速运动的加速度，根据牛顿第二定律，得出两个力的大小之比，以及知道速度-时间图线与时间轴所围成的面积表示位移．3、C【解析】

根据竖直高度差求平抛运动的时间，再求竖直分速度，最后根据矢量三角形求合速度．【详解】根据得竖直分速度：刚要落到球拍上时速度大小故应选C．【点睛】本题考查平抛运动的处理方法，平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，一定要记住平抛运动的规律．4、C【解析】

A.卫星b加速后将做离心运动，轨道变高，不可能追上卫星c，选项A错误；B.卫星的机械能等于其动能与势能之和，因不知道卫星的质量，故不能确定卫星的机械能大小关系，选项B错误；C.对卫星a，根据万有引力提供向心力有：所以卫星a的角速度可知半径越大角速度越小，卫星a和b由相距最近至再次相距最近时，圆周运动转过的角度差为2π，所以可得经历的时间：选项C正确；D.卫星a减速后将做近心运动，轨道半径减小，不可能追上卫星c，选项D错误；故选C。5、C【解析】

根据共点力的平衡，根据平行四边形法则求解两边绳的拉力大小；根据P=Fv求解功率.【详解】小车以速度ν向右做匀速直线运动，则小球处于平衡状态，由平衡条件可知，，，选项AB错误；OA绳对小球拉力做功的功率为，选项C正确；重力对小球做功的功率为，选项D错误；故选C.6、D【解析】

弹簧上的弹力为100N，伸长量由F=kx得用50N力拉时故选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、BCE【解析】

A．由图象可知t=1s时质点b的振动方向沿y轴的负方向，则由质点的振动方向和波的传播方向关系可知，该简谐横波的传播方向沿x轴的负方向，故A项错误；B．由图甲知t=1s时，质点a的振动方向沿y轴的正方向；由乙图可知波的周期为2s，则t=2s时，质点a的振动方向沿y轴的负方向，故B项正确；C．由以上分析可知，t=2s时，质点b处在平衡位置向上振动，质点a处在平衡位置+y侧向y轴的负方向振动，因此质点a的加速度大于质点b的加速度，故C项正确；D．0~3s的时间为，则质点a通过的路程为振幅的6倍，即为30cm，故D项错误；E．由图可知，波长λ=4cm、周期T=2s，则波速0~3s的时间内，波沿x轴的负方向传播的距离x=vt=6cm故E项正确。8、BC【解析】

A中线圈运动过程中磁通量不变化，不能产生感应电流；D中线圈在运动的过程中穿过线圈的磁通量始终是零，不能产生感应电流；B、C两种情况下线圈运动过程中磁通量发生了变化，故能产生感应电流；故选BC。9、BDE【解析】

由于题目中不知道波的传播方向，所以在做此类问题时要分方向讨论，在计算波速时要利用波的平移来求解．【详解】A.把t=0代入振动方程为y=4sin(t+)cm，可知此时a的位置应该在+4处，和所给的图不相符，故A错；B.从图像上可以看出质点a处在波谷时，质点b-定处在平衡位置且向y轴正方向振动，故B对；C.若波沿x轴正方向传播，从图像上可以看出b比a至少滞后6s，而ab之间的距离为6m，所以这列波的最大传播速度为1m/s，故C错；D、若波沿x轴负方向传播，从图像上可以看出，a比b至少滞后2s，所以这列波的最大波速为：则最大波长为，故D对；E、根据图像，若波沿x正方向传播，则波速的表达式为，当，解得：，有解说明波是沿x正方向传播，故E对；故选BDE10、CD【解析】

A．当CD边刚进入磁场时，电动势E=BLv；则CD两点间电势差为选项A错误；B．设正方形边长为L。根据感应电荷量经验公式，得：B、L、R都相等，所以两次通过某一横截面的电荷量相等．故B错误。

C．外力做功的功率等于电功率，即则外力做功的功率为第一次的4倍，选项C正确；D．根据焦耳定律得：线圈产生的热量则得第二次与第一次线圈中产生的热量之比为2：1，故D正确。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、（）（）不正确两个劲度系数相同的弹簧串联后，施加外力后，与单独一个弹簧相比弹簧的等效伸长量变为原来的2倍，所以劲度系数发生改变【解析】

(1)[1]刻度尺的读数为。[2]描点并作图：①[3]弹力为0时，弹簧原长为。②[4]根据胡克定律可知，图像斜率的物理意义为弹簧的劲度系数(2)[5]不正确。[6]两个劲度系数相同的弹簧串联后，施加外力后，与单独一个弹簧相比弹簧的等效伸长量变为原来的2倍，所以劲度系数发生改变。12、1.170【解析】

(1)[1]主尺读数为1.1cm，游标尺读数为0.05×14mm=0.70mm=0.070cm，所以最终读数为1.1cm+0.070cm=1.170cm；(2)[2]小球经过光电门2的速度为v，根据运动学公式得从开始释放到经过光电门2的时间所以从开始释放到经过光电门1的时间所以经过光电门1的速度v根据匀变速直线运动的推论得：两光电门间的距离(3)[3]由公式得若图线斜率的绝对值为k，则所以重力加速度大小四、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)(2)2W+2maL(3)(4)当金属杆速度达到最大后，将做减速运动【解析】

(1)由位移﹣速度公式得2aL=v2﹣0所以前进L时的速度为v=前进L过程需时t=由法拉第电磁感应定律有：=(2)以加速度a前进L过程，合外力做功W+W安=maL所以W安=maL﹣W以加速度4a前进L时速度为=2v合外力做功WF′+W安′=4maL由可知，位移相同时：FA′=2FA则前进L