甘肃省兰州市重点中学2023-2024学年高三第五次模拟考试物理试卷含解析

甘肃省兰州市重点中学2023-2024学年高三第五次模拟考试物理试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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、如图所示，一定质量的物体通过轻绳悬挂，结点为O．人沿水平方向拉着OB绳，物体和人均处于静止状态．若人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，下列说法正确的是（）A．OA绳中的拉力先减小后增大B．OB绳中的拉力不变C．人对地面的压力逐渐减小D．地面给人的摩擦力逐渐增大2、如图所示的曲线是某个质点在恒力作用下运动的一段轨迹。质点从点出发经点到达点，已知弧长大于弧长，质点由点运动到点与从点运动到点的时间相等。下列说法中正确的是（）A．质点从点运动到点的过程中，速度大小保持不变B．质点在这两段时间内的速度变化量大小相等，方向相同C．质点在这两段时间内的速度变化量大小不相等，但方向相同D．质点在间的运动可能是变加速曲线运动3、如图所示的甲、乙两图中，M为自耦变压器，R是滑动变阻器，P1、P2分别足它们的滑动键，将它们的输入端a、b、c、d分别接到相同的正弦交流电源上，在它们的输出端e、f和g、h上各接一个灯泡L1和L2，两灯泡均发光。现将它们的滑动键P均向下滑动一小段距离，若在此过程中，灯泡不至于烧坏，则（）A．L1、L2均变亮B．L1变亮，L2变暗C．L1变暗，L2变亮D．L1、L2均变暗4、1905年爱因斯坦把普朗克的量子化概念进一步推广，成功地解释了光电效应现象，提出了光子说。下列给出的与光电效应有关的四个图像中，下列说法正确的是（）A．图甲中，当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，说明锌板带正电，验电器带负电B．图乙中，从光电流与电压的关系图像中可以得到：电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关C．图丙中，若电子电荷量用表示，已知，由图像可求得普朗克常量的表达式为D．图丁中，由光电子最大初动能与入射光频率的关系图像可知，该金属的逸出功为或5、如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上。若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定的范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2（F1和F2的方向均沿斜面向上）。由此可求出物块与斜面间的最大静摩擦力为()A． B． C． D．6、把图甲所示的正弦式交变电流接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，Rt为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻．下列说法正确的是：()A．Rt处温度升高时，电流表的示数变大，变压器输入功率变大B．Rt处温度升高时，电压表V1、V2示数的比值不变C．在t=1×10﹣2s时，穿过该矩形线圈的磁通量为零D．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=36sin50πt（V）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、一质点做匀速直线运动，现对其施加一方向不变、大小随时间均匀增加的外力，且原来作用在质点上的力不发生改变。则该质点（）A．速度的方向总是与该外力的方向相同B．加速度的方向总是与该外力的方向相同C．速度的大小随该外力大小增大而增大D．加速度的大小随该外力大小增大而增大8、双面磁力擦玻璃器是利用磁铁做中心材料，附加塑料外壳和一些清洁用的海绵布或纤维物质，在塑料外壳外面两侧一侧有绳子和拉环是为了防政璃器从玻璃外面脱落坠下造成安全隐患，另一侧有牢固的手柄以方便工作人员使用。当擦竖直玻璃时，如图所示。下列相关说法正确的是（）A．磁力擦玻璃器摔落后磁性减弱，可以用安培分子环流假说进行解释B．若其中一块改成铜板，根据电磁感应现象可知，也能制作成同样功能的擦窗器C．当擦窗器沿着水平方向匀速运动时，内外两层间的磁力可能是水平方向的D．当擦窗器沿着竖直向下方向匀速运动时，内外两层间的磁力可能是水平方向的9、甲、乙两名溜冰运动员，M甲=80kg，M乙=40kg，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，两人相距0.9m，弹簧秤的示数为96N，如图所示，下列判断正确的是（）A．两人运动半径相同B．两人的运动半径不同，甲为0.3m，乙为0.6mC．甲的线速度12m/s，乙的线速度6m/sD．两人的角速度均为2rad/s10、如图所示,绝缘材料制成的半径为R的内壁光滑圆轨道,竖直放置在水平地面上且左右恰被光滑挡板挡住,圆心O点固定着电荷量为Q的场源点电荷.一电荷量为q、可视为质点的带电小球沿轨道内壁做圆周运动,当小球运动到最高点A时,地面对轨道的弹力恰好为零.若轨道与小球的质量均为,,忽略小球的电荷对Q形成的电场的影响，重力加速度为g,静电力常量为.下列说法中正确的是（）A．轨道内壁的电场强度处处相同B．轨道内壁的电势处处相等C．运动到与圆心等高的B点时，小球对轨道的压力大小为D．运动到最低点C时，小球对轨道的压力大小为三、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）某同学利用电磁打点计时器、光电门和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验。气垫导轨装置如图（a）所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、光电门等组成，气垫导轨大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。(1)下面是实验的主要步骤：①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平，向气垫导轨通入压缩空气：②把电磁打点计时器固定在紧靠气垫导轨右端，将纸带客穿过打点计时器，并固定在滑块的右端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向且在同一直线上；③在小滑块上固定一个宽度为的窄遮光片，把滑块放在气垫导轨中间附近，使滑块开始时处于静止状态；④先______，然后滑块一个向左的初速度，让滑块带动纸带一起向左运动，滑块和发生碰撞，纸带记录滑块碰撞前后的运动情况，纸带左端是滑块碰前运动的记录情况，纸带右端是滑块碰后运动的记录情况。⑤记录滑块通过光电门时遮光片的遮光时间；⑥取下纸带，重复步③④⑤，选出理想的纸带如图（b）所示，测出遮光片宽度，并计算遮光片遮光时间的平均值；⑦测得滑块的质量为，滑块的质量为。完善实验步骤④的内容。(2)已知打点计时器每隔打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量大小为______；两滑块相互作用以后系统的总动量大小为______（保留三位有效数字）。(3)分析碰撞前后的总动量本实验可以得到的结论是：______。12．（12分）要测绘一个标有“2.5V2W”小灯泡的伏安特性曲线.己选用的器材有：直流电源（3V.内阻不计）电流表A1量程为0.6A，内阻为0.6n）电流表A2（量程为300mA．内阻未知）电压表V（量程0—3V，内阻约3kQ）滑动变阻器R（0—5Ω，允许最大电流3A）开关、导线若干．其实验步骤如下：①由于电流表A1的里程偏小.小组成员把A1、A2并联后在接入电路，请按此要求用笔画线代表导线在实物图中完成余下导线的连接.（____）（2）正确连接好电路，并将滑动变阻器滑片滑至最_______端，闭合开关S，调节滑片.发现当A1示数为0.50A时，A2的示数为200mA，由此可知A2的内阻为_______.③若将并联后的两个电流表当作一个新电表，则该新电表的量程为_______A；为使其量程达到最大，可将图中_______（选填，“I”、“II”）处断开后再串联接入一个阻值合适的电阻．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）我们已经学过了关于两个质点之间万有引力的大小是：F=．但是，在某些特殊情况下，非质点之间的万有引力计算及其应用的问题，我们可以利用下面两个已经被严格证明是正确的结论，而获得快速有效地解决：a．若质点m放置在质量分布均匀的大球壳M（球壳的厚度也均匀）的空腔之内，那么m和M之间的万有引力总是为零．b．若质点m放置在质量分布均匀的大球体M之外（r≥r0），那么它们之间的万有引力为：F=，式中的r为质点m到球心之间的距离;r0为大球体的半径．假设地球可视为一个质量分布均匀且密度为ρ的球体，通过地球的南北两极之间能够打通一个如图所示的真空小洞．若地球的半径为R，万有引力常数为G，把一个质量为m的小球从北极的洞口由静止状态释放后，小球能够在洞内运动．（1）求：小球运动到距地心为0.5R处的加速度大小a；（2）证明：小球在洞内做简谐运动；（3）求：小球在运动过程中的最大速度vm．14．（16分）随着航空领域的发展，实现火箭回收利用，成为了各国都在重点突破的技术。其中有一技术难题是回收时如何减缓对地的碰撞，为此设计师在返回火箭的底盘安装了电磁缓冲装置。该装置的主要部件有两部分：①缓冲滑块，由高强绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈abcd；②火箭主体，包括绝缘光滑缓冲轨道MN、PQ和超导线圈（图中未画出），超导线圈能产生方向垂直于整个缓冲轨道平面的匀强磁场。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与火箭主体中的磁场相互作用，火箭主体一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，火箭主体的速度大小为v0，经过时间t火箭着陆，速度恰好为零；线圈abcd的电阻为R，其余电阻忽略不计；ab边长为l，火箭主体质量为m，匀强磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，求：（1）缓冲滑块刚停止运动时，线圈ab边两端的电势差Uab；（2）缓冲滑块刚停止运动时，火箭主体的加速度大小；（3）火箭主体的速度从v0减到零的过程中系统产生的电能。15．（12分）如图所示，垂直于纸面的匀强磁场磁感应强度为B。纸面内有一正方形均匀金属线框abcd，其边长为L，每边电阻为R，ad边与磁场边界平行。从ad边刚进入磁场直至bc边刚要进入的过程中，线框在垂直磁场边界向左的拉力作用下以速度v匀速运动，求：（1）线框中电流I的大小和方向；（2）拉力所做的功W；（3）ab边产生的焦耳热Q。

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】解：将重物的重力进行分解，当人的拉力方向不变，缓慢向左移动一小段距离，则OA与竖直方向夹角变大，OA的拉力由图中1位置变到2位置，可见OA绳子拉力变大，OB绳拉力逐渐变大；OA拉力变大，则绳子拉力水平方向分力变大，根据平衡条件知地面给人的摩擦力逐渐增大；人对地面的压力始终等于人的重力，保持不变；故选D．【点评】本题考查了动态平衡问题，用图解法比较直观，还可以用函数法．2、B【解析】

A．因质点在恒力作用下运动，由牛顿第二定律可知，由于加速度不变，质点做匀变速曲线运动，由力指向曲线凹面那一侧可知，质点从点运动到点的过程中，相同时间内的路程不同，故速度大小发生了变化，故A错误；BC．因加速度不变，则质点在这两段时间内的速度变化量大小相等、方向相同，故B正确、C错误；D．质点在恒力作用下运动，则质点在间的运动是匀变速曲线运动，故D错误。故选B。3、B【解析】

甲图向下滑动时匝数比变小，副线圈的电压增大，所以L1一定变亮，乙图向下滑动时，L2支路电阻增大，回路中电流减小，所以L2一定变暗，故B正确ACD错误。故选B。4、D【解析】

A．图甲中，当紫外线照射锌板时，发现验电器指针发生了偏转，说明锌板带正电，验电器也带正电，选项A错误；B．图乙中，从光电流与电压的关系图像中可以得到：电压相同时，光照越强，饱和光电流越大，但是遏止电压和光的强度无关，选项B错误；C．根据，则由图像可得解得选项C错误；D．图丁中，根据，由光电子最大初动能与入射光频率的关系图像可知，该金属的逸出功为或，选项D正确。故选D。5、C【解析】

对滑块受力分析，受重力、拉力、支持力、静摩擦力，四力平衡；当静摩擦力平行斜面向下时，拉力最大；当静摩擦力平行斜面向上时，拉力最小；根据平衡条件列式求解即可。【详解】对滑块受力分析，受重力、拉力、支持力、静摩擦力，设滑块受到的最大静摩擦力为，物体保持静止，受力平衡，合力为零；当静摩擦力平行斜面向下时，拉力最大，有：；当静摩擦力平行斜面向上时，拉力最小，有：；联立解得：，故C正确，ABD错误；故选C。【点睛】本题关键是明确拉力最大和最小的两种临界状况，受力分析后根据平衡条件列式并联立求解。6、A【解析】

副线圈电压不变，若Rt电阻原来大于R，则温度升高时，电压表V2示数与电流表A2示数的乘积增大，若Rt电阻原来小于R，则电压表V2示数与电流表A2示数的乘积变小，当Rt处温度升高时，电阻减小，则副线圈总功率增大，所以原线圈功率增大，即电压表V1示数与电流表A1示数的乘积一定变大，故A正确；Rt处温度升高时，电阻减小，电压表V2测量Rt的电压，则电压表V2示数减小，V1示数不变，则电压表V1示数与V2示数的比值变大，故B错误；在图甲的t=0.01s时刻，e=0，则磁通量最大，此时矩形线圈平面与磁场方向垂直，故C错误；根据图甲可知，Em=36V，T=0.02s，则ω＝=100πrad/s，变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=36sin100πt（V），故D错误。故选A。【点睛】本题考查交变电流的产生及变压器原理，要注意掌握交变电流中最大值、有效值、瞬时值的表达及相应的关系，知道变压器不改变功率，难度适中。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】

A．速度的方向不一定与该外力的方向相同，选项A错误；B．该外力的方向就是合外力的方向，则加速度的方向总是与该外力的方向相同，选项B正确；CD．该外力增大，则合外力增大，加速度变大，而速度的大小不一定随该外力大小增大而增大，选项C错误，D正确；故选BD。8、AD【解析】

A、剧烈的碰撞和升高温度都会减弱磁体的磁性，可以用安培分子环流假说进行解释。故A正确；

B、力擦玻璃器并非是通过电磁感应来进行工作的，而是利用磁体之间异名磁极的相互吸引来工作的。故B错误；

C、当擦窗器沿着水平方向匀速运动时，根据力的平衡条件，以其中一层为对象，对磁体进行受力分析，有竖直向下的重力、水平方向的摩擦力、则此方向斜向上，故C错误；

D、当擦窗器沿着竖直向下匀速运动时，根据力的平衡条件，以其中一层为对象，对磁体在水平方向受到磁力和玻璃的支持力，竖直方向若竖直向下的重力等于竖直向上的摩擦力、则竖直方向的磁力为零，此时磁力的合力为水平方向。故D正确。

故选AD。9、BD【解析】

由题意可知弹簧秤对甲、乙两名运动员的拉力提供各自的向心力，有因为甲、乙两名运动员面对面拉着弹簧秤绕共同的圆心做圆周运动，角速度相同，有所以因为联立可解得，；所以两人的运动半径不同；根据代入数据可解得两人的角速相同为；根据代入数据得甲的线速度是，同理可得乙的线速度是。综上分析可知BD正确，AC错误。故选BD。10、BD【解析】

由点电荷的场强公式可知，场源点电荷在轨道内壁处产生的电场强度大小相等，但方向不同，A错误；轨道内壁上各点到场源点电荷的距离相同，电势相等；带电小球在A点时,带电小球对轨道的弹力竖直向上,大小等于，轨道对带电小球的弹力竖直向下大小为，在A点对带电小球有，从A到B由动能定理得，在B点有，联立解得在B点时轨道对小球的弹力为，根据牛顿第三定律可知在B点时小球对轨道的压力大小为，则选项C错误；在最低点C时，设轨道时小球的弹力为,则,由A到C由动能定理有，联立解得，根据牛顿第三定律知,运动到最低点C时,小球对轨道的压力大小为，则选项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、先接通打点计时器电源在允许误差范围内，通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒【解析】

（1）[1]为了打点稳定，实验时应先接通打点计时器的电源，再放开滑块1。（2）[2]作用前系统的总动量为滑块1的动量，而所以[3]作用后系统的总动量为滑块1和滑块2的动量和，且此时滑块1速度v1为滑块2速度v2为以两滑块相互作用以后系统的总动量大小（3）[4]分析碰撞前后的总动量本实验可以得到的结论是在允许误差范围内，通过该实验验证了两球碰撞过程中动量守恒。12、右1.50.84I【解析】

（1）由于小灯泡的电阻相对于电压表内阻来说很小很小，电流