2024届山西省长治二中等五校高三第五次模拟考试物理试卷含解析

2024届山西省长治二中等五校高三第五次模拟考试物理试卷注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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，一根均匀柔软的细绳质量为m。两端固定在等高的挂钩上，细绳两端的切线与水平方向夹角为θ，重力加速度为g。挂钩对细绳拉力的大小为A． B．C． D．2、有趣的“雅各布天梯”实验装置如图中图甲所示，金属放电杆穿过绝缘板后与高压电源相接。通电后，高电压在金属杆间将空气击穿，形成弧光。弧光沿着“天梯”向上“爬”，直到上移的弧光消失，天梯底部将再次产生弧光放电，如此周而复始。图乙是金属放电杆，其中b、b′是间距最小处。在弧光周而复始过程中下列说法中正确的是（）A．每次弧光上“爬”的起点位置是a、a′处B．每次弧光上“爬”的起点位置是b、b'处C．弧光消失瞬间，两杆间b、b'处电压最大D．弧光消失瞬间，两杆间c、c'处场强最大3、如图所示，D是一只理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大），电流只能从a流向b，A、B为间距很小且正对的平行金属板，现有一带电粒子（不计重力），从B板的边缘沿平行B板的方向射入极板中，刚好落到A板正中央，以E表示两极板间的电场强度，U表示两极板间的电压，表示粒子电势能的减少量，若保持极板B不动，粒子射入板间的初速度不变，仅将极板A稍向上平移，则下列说法中正确的是A．E变小B．U变大C．不变D．若极板间距加倍，粒子刚好落到A板边缘4、如图所示，空间有两个等量异种点电荷Q1和Q2，Q1带正电、Q2带负电，两点电荷间的距离为L，O为连线的中点。在以Q1、Q2为圆心，为半径的两个圆上有A、B、C、D、M、N六个点，A、B、C、D为竖直直径的端点，M、N为水平直径的端点，下列说法中正确的是（）A．A、C两点电场强度相同B．带正电的试探电荷在M、N两点时受到的电场力方向相反C．把带正电的试探电荷从C点沿圆弧移动到N点的过程中电势能不变D．带负电的试探电荷在M点的电势能小于在A点的电势能5、一蹦床运动员竖直向上跳起，从离开蹦床算起，上升到最大高度一半所用的时间为t1，速度减为离开蹦床时速度一半所用的时间为t2，若不计空气阻力，则t1A．t1<C．t16、如图所示为氢原子的能级图，按照玻耳理论，下列说法正确的是（）A．当氢原子处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的B．一个氢原子从n=4能级向基态跃迁，最多可辐射6种不同频率的光子C．处于基态的氢原子可以吸收14eV的光子而发生电离D．氢原子从高能级跃迁到低能级，核外电子的动能减少，电势能增加二、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、一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的斜面，其运动的加速度的大小为0.9g．这个物体沿斜面上升的最大高度为H，则在这过程中()A．物体克服重力做功0.9mgHB．物体克服摩擦力做功0.6mgHC．物体的动能损失了1.5mgHD．物体的重力势能增加了mgH8、如图，质量为、长为的直导线用两绝缘细线悬挂于，并处于匀强磁场中．当导线中通以沿正方向的电流，且导线保持静止时，悬线与竖直方向夹角为．则磁感应强度方向和大小可能为A．正向， B．正向，C．负向， D．沿悬线向上，9、一物体静止在水平地面上，在竖直向上拉力F作用下开始向上运动，如图甲。在物体向上运动过程中，其机械能E与位移x的关系图象如图乙，已知曲线上A点的切线斜率最大，不计空气阻力，则A．在x1处物体所受拉力最大B．在x1~x2过程中，物体的动能先增大后减小C．在x1~x2过程中，物体的加速度先增大后减小D．在0~x2过程中，拉力对物体做的功等于克服物体重力做的功10、如图（a），物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平．t=0时，木板开始受到水平外力F的作用，在t=4s时撤去外力．细绳对物块的拉力f随时间t变化的关系如图（b）所示，木板的速度v与时间t的关系如图（c）所示．木板与实验台之间的摩擦可以忽略．重力加速度取g=10m/s1．由题给数据可以得出A．木板的质量为1kgB．1s~4s内，力F的大小为0.4NC．0~1s内，力F的大小保持不变D．物块与木板之间的动摩擦因数为0.1三、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）某同学为了测一节干电池的电动势和内电阻，找来了一块电流表和三个定值电阻，电流表的规格为“0~10mA，30Ω”，三个定值电阻的阻值分别为2Ω、10Ω、120Ω，该同学连接了如图所示的电路。回答下列问题：(1)该电路中，R1的阻值为________，R2的阻值为________；(2)电键S1闭合至a，电键S2闭合至____，电键S3闭合至_____，电流表的读数为I1；(3)电键S1闭合至b，电键S2闭合至____，电键S3闭合至_____，电流表的读数为I2；(4)根据(2)(3)，可求得干电池的电动势E=____________，内电阻r=___________。12．（12分）某高一同学寒假时，在教材中查到木质材料与金属材料间的动摩擦因数为0.2，为了准确验证这个数据，他设计了一个实验方案，如图甲所示，图中长铝合金板水平固定。（1）下列哪些操作是必要的_____A．调整定滑轮高度，使细绳与水平铝合金板平行B．将铝合金板垫起一个角度C．选尽量光滑的滑轮D．砝码的质量远小于木块的质量（2）如图乙所示为木块在水平铝合金板上带动纸带运动时打出的一条纸带，测量数据如图乙所示，则木块加速度大小a＝_____m/s2（电火花计时器接在频率为50Hz的交流电源，结果保留2位有效数字）。（3）该同学在实验报告中，将测量原理写为：根据mg﹣μMg＝Ma，得．其中M为木块的质量，m为砝码盘和砝码的总质量，a为木块的加速度，重力加速度为g。判断该同学的做法是否正确，如不正确，请写出μ的正确表达式：_____。（4）若m＝70g，M＝100g，则可测得μ＝_____（g取9.8m/s2，保留2位有效数字）。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，半径的光滑四分之一圆轨道MN竖直固定放置，末端N与一长的水平传送带相切，水平衔接部分摩擦不计，传动轮（轮半径很小）做顺时针转动，带动传送带以恒定的速度v0运动。传送带离地面的高度，其右侧地面上有一直径的圆形洞，洞口最左端的A点离传送带右端的水平距离，B点在洞口的最右端。现使质量为的小物块从M点由静止开始释放，经过传送带后做平抛运动，最终落入洞中，传送带与小物块之间的动摩擦因数，g取10m/s2，求：(1)小物块到达圆轨道末端N时对轨道的压力；(2)若，求小物块在传送带上运动的时间；(3)若要使小物块能落入洞中，求v0应满足的条件。14．（16分）如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连．两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平．右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上．已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g.已知金属棒ab匀速下滑．求：(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小；(2)金属棒运动速度的大小．15．（12分）如图甲所示，足够长的木板A静止在水平面上，其右端叠放着小物块B左端恰好在点。水平面以点为界，左侧光滑、右侧粗糙。物块C（可以看成质点）和D间夹着一根被压缩的轻弹簧，并用细线锁住，两者以共同速度向右运动某时刻细线突然断开，C和弹簧分离后撤去D，C与A碰撞（碰撞时间极短）并与A粘连，此后时间内，A、C及B的速度一时间图象如图乙所示。已知A、B、C、D的质量均为，A、C与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。求：（1）木板A与粗糙水平面间的动摩擦因数及B与A间的动摩擦因数；（2）细线断开之前弹簧的弹性势能。

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、A【解析】

先对挂钩一端受力分析可知挂钩对绳子的拉力和绳子对挂钩的拉力相等：对绳子受力分析如右图，正交分解：解得：，A正确，BCD错误。故选A。2、B【解析】

两根金属放电杆与高压电源相接，在电极最近处场强最大，空气首先被击穿，每次弧光上“爬”的起点位置是b、b'处，在c、c'处距离最远，场强最小，则最终弧光在c、c'处消失。弧光消失瞬间，两金属杆之间没有电场了。故选B。3、B【解析】

由可知d增大，电容器要放电，但二极管使电容器无法放电，Q不变，U增大，B正确；又可得，E不变，A错误；粒子电势能减少量，，所以增大，C错误；对类平抛运动，得，第一次落在位置，d加倍，第二次落在位置，D错误．4、D【解析】

A．由等量异种点电荷的电场分布可知，A、C两点电场强度大小相等，方向不同，故A错误；B．带正电的试探电荷在M、N两点时受到的电场力方向都水平向左，故B错误；C．由于C、N两点离负点电荷距离相等，但C点离正点电荷更近，则C、N两点电势不同，则电势能不同，故C错误；D．由于M、A两点离正点电荷距离相等，但A点离负点电荷更近，则A点电势更低，根据负电荷在电势低处电势能大，则带负电的试探电荷在M点的电势能小于在A点的电势能，故D正确。故选D。5、A【解析】

根据速度位移公式得，设上升到最大高度一半的速度为v，则有：v0-联立解得：v=则运动的时间为：t速度减为初速一半所用的时间为t1：t2则：t1＜t1．A．t1B．t1C．t1D．不能确定，与结论不相符，选项D错误；故选A。6、C【解析】

A．当氢原子处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不同的，选项A错误；B．一个氢原子从能级向基态跃迁，最多可辐射3种不同频率的光子，大量处于能级的氢原子向基态跃迁，最多可辐射6种不同频率的光子，选项B错误；C．处于基态的氢原子可以吸收14eV的光子而发生电离，选项C正确；D．氢原子从高能级跃迁到低能级，核外电子的动能增加，电势能减少，选项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】

AD.重力势能的增加量等于克服重力做的功mgH，故重力势能增加了mgH，故A错误，D正确；B.物体上滑过程，根据牛顿第二定律，有：mgsin37°+f=ma，解得摩擦力大小：f=0.3mg，物体克服摩擦力做功：Wf=0.3mg×=0.5mgH，故B错误；C．物体上滑过程,根据牛顿第二定律,得合外力大小为F合=ma=0.9mg，根据动能定理得：△Ek=−F合=−1.5mgH，故物体的动能减少了1.5mgH，故C正确．故选CD。8、BC【解析】试题分析：磁感应强度方向为z正方向，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y负方向，则导体不可能处于平衡状态，选项A错误；磁感应强度方向为y正向时，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿z正方向，此时细线的拉力为零，由平衡条件得：BIL=mg，解得：B=，选项B正确；磁感应强度方向为z负向时，根据左手定则，直导线所受安培力方向沿y正方向，由平衡条件得：BILcosθ=mgsinθ，解得：B=，选项C正确；当沿悬线向上时，由左手定则可知，安培力垂直于导线斜向左下方，导体不可能处于平衡状态，选项D错误；故选BC.考点：物体的平衡；安培力；左手定则【名师点睛】此题是物体的平衡及安培力的方向判断问题；左手定则和右手定则一定要区分开，如果是和力有关的则全依靠左手定则，即关于力的用左手，其他的（一般用于判断感应电流方向）用右手定则；注意立体图形和平面图形的转化.9、AB【解析】

A．E-x图像的斜率代表竖直向上拉力F，物体静止在水平地面上，在竖直向上拉力F作用下开始向上，说明在x=0处，拉力F大于重力，在0-x1过程中，图像斜率逐渐增大，则拉力F在增大，x1处物体图象的斜率最大，所受的拉力最大，故A正确；BC．在x1~x2过程中，图象的斜率逐渐变小，说明拉力越来越小；在x2处物体的机械能达到最大，图象的斜率为零，说明此时拉力为零。根据合外力可知，在x1~x2过程中，拉力F逐渐减小到mg的过程中，物体做加速度逐渐减小的加速运动，物体加速度在减小，动能在增大，拉力F=mg到减小到0的过程中，物体的加速度反向增大，物体做加速度逐渐增大的减速运动，物体的动能在减小；在x1~x2过程中，物体的动能先增大后减小，物体的加速度先减小后反向增大，故B正确，C错误；D．物体从静止开始运动，到x2处以后机械能保持不变，在x2处时，物体具有重力势能和动能，故在0~x2过程中，拉力对物体做的功等于克服物体重力做的功与物体的动能之和，故D错误。10、AB【解析】

结合两图像可判断出0-1s物块和木板还未发生相对滑动，它们之间的摩擦力为静摩擦力，此过程力F等于f，故F在此过程中是变力，即C错误；1-5s内木板与物块发生相对滑动，摩擦力转变为滑动摩擦力，由牛顿运动定律，对1-4s和4-5s列运动学方程，可解出质量m为1kg，1-4s内的力F为0.4N，故A、B正确；由于不知道物块的质量，所以无法计算它们之间的动摩擦因数μ,故D错误.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、2Ω120Ωdfce【解析】

(1)[1][2]从电路结构中可看出，电流表与电阻R1并联，改装成大量程的电流表；电流表与电阻R2串联，改装成大量程的电压表，所以R1的阻值为2Ω，R1分流为电流表的15倍，则改装后的电流表的量程为160mA；R2的阻值为120Ω，电流表满偏电压为电阻R2分压为电流表满偏电压的4倍，则改装后的电压表的量程为1.5V(2)[3][4]当电键S1闭合至a时，电路结构为电阻R0与改装后的电流表串联，所以电键S2闭合至d，电键S3闭合至f(3)[5][6]当电键S1闭合至b时，电路结构为电阻R0与改装后的电压表并联，所以电键S2闭合至c，电键S3闭合至e(4)[7][8]由(2)中有=I1(190+16r)由(3)中有E=I2(RA+R2)+(I2+I2)r=I2(150+16r)两式联立解得E=，r=12、⑴AC⑵3.0⑶⑷0.18【解析】（1）实验过程中，电火花计时器应接在频率为50Hz的交流电源上，调整定滑轮高度，使细线与长木板平行，同时选尽量光滑的滑轮，这样摩擦阻力只有木块与木板之间的摩擦力，故AC是必要;本实验测动摩擦因数，不需要平衡摩擦力，B项不必要；本实验没要求砝码的重力大小为木块受到的拉力大小，D项不必要。选AC．（2）由纸带可知，两个计数点的时间，根据推论公式，得.（3）对M、m组成的系统，由牛顿第二定律得：，解得，（4）将，，代入，解得：.【点睛】依据实验原理，结合实际操作，即可判定求解；根据逐差法，运用相邻相等时间内的位移之差是一恒量求出加