福建省莆田市重点中学高三第五次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

福建省莆田市重点中学高三第五次模拟考试新高考物理试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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，一量程为10N的轻质弹簧测力计放在粗糙的水平面上，其两端分别连着木块A和B，已知mA=2kg，mB=3kg，木块A和B与水平面的动摩擦因数均为μ=0.2，今用恒力F水平拉木块A，使整体一起运动，要使测力计的读数不超过其量程，则恒力F的可能值为（）A．50N B．30N C．20N D．6N2、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）3、如图所示，AB是一根裸导线，单位长度的电阻为R0，一部分弯曲成直径为d的圆圈，圆圈导线相交处导电接触良好．圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的均匀磁场，磁感强度为B0导线一端B点固定，A端在沿BA方向的恒力F作用下向右缓慢移动，从而使圆圈缓慢缩小．设在圆圈缩小过程中始终保持圆的形状，设导体回路是柔软的，此圆圈从初始的直径d到完全消失所需时间t为（）A． B． C． D．4、如图（a）所示，理想变压器原副线圈匝数比n1：n2=55：4，原线圈接有交流电流表A1，副线圈电路接有交流电压表V、交流电流表A2、滑动变阻器R等，所有电表都是理想电表，二极管D正向电阻为零，反向电阻无穷大，灯泡L的阻值恒定。原线圈接入的交流电压的变化规律如图（b）所示，则下列说法正确的是（）A．由图（b）可知交流发电机转子的角速度为100rad/sB．灯泡L两端电压的有效值为32VC．当滑动变阻器的触头P向下滑动时，电流表A2示数增大，A1示数减小D．交流电压表V的读数为32V5、一物体沿竖直方向运动，以竖直向上为正方向，其运动的图象如图所示下列说法正确的是A．时间内物体处于失重状态B．时间内物体机械能守恒C．时间内物体向下运动D．时间内物体机械能一直增大6、如图甲所示，AB两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流iA随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是（）A．t1时刻，两环作用力最大B．t2和t3时刻，两环相互吸引C．t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥D．t3和t4时刻，两环相互吸引二、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，用强磁场将百万度高温的等离子体（等量的正离子和电子）约束在特定区域实现受控核聚变的装置叫托克马克。我国托克马克装置在世界上首次实现了稳定运行100秒的成绩。多个磁场才能实现磁约束，其中之一叫纵向场，图乙为其横截面的示意图，越靠管的右侧磁场越强。尽管等离子体在该截面上运动的曲率半径远小于管的截面半径，但如果只有纵向场，带电粒子还会逐步向管壁“漂移”，导致约束失败。不计粒子重力，下列说法正确的是（）A．正离子在纵向场中沿逆时针方向运动 B．发生漂移是因为带电粒子的速度过大C．正离子向左侧漂移，电子向右侧漂移 D．正离子向下侧漂移，电子向上侧漂移8、质量m=2kg的小物块在某一高度以v0=5m/s的速度开始做平抛运动，若g=10m/s2，当运动到竖直位移与水平位移相等时，对于物块（）A．此时的瞬时速度大小为5m/s B．此时重力的瞬时功率大小为200WC．此过程动量改变大小为10（-1）kgm/s D．此过程重力的冲量大小为20Ns9、理论表明，围绕地球转动的卫星，其机械能只与卫星的质量和轨道的长轴大小有关。如图所示，A为地球，b、c为质量相同的两颗卫星围绕地球转动的轨道形状分别为圆和椭圆，两轨道共面，P为两个轨道的交点，b的半径为R，c的长轴为2R。关于这两颗卫星，下列说法正确的是（）A．它们的周期不同 B．它们的机械能相等C．它们经过P点时的加速度不同 D．它们经过P点时的速率相同10、质量均匀分布的导电正方形线框abcd总质量为m，边长为l，每边的电阻均为r0。线框置于xoy光滑水平面上，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。如图，现将ab通过柔软轻质导线接到电压为U的电源两端（电源内阻不计，导线足够长），下列说法正确的是A．若磁场方向竖直向下，则线框的加速度大小为B．若磁场方向沿x轴正方向，则线框保持静止C．若磁场方向沿y轴正方向，发现线框以cd边为轴转动，则D．若磁场方向沿y轴正方向，线框以cd边为轴转动且cd边未离开水平面，则线框转动过程中的最大动能为三、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）一般的话筒用的是一块方形的电池(层叠电池)，如图甲所示，标称电动势为9V。某同学想要测量该电池实际的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：A．待测方形电池B．电压表(量程0~3V，内阻约为4kΩ)C．电流表(量程0~0.6A，内阻为1.0Ω)D．电流表(量程0~3A，内阻为1.0Ω)E.电阻箱(阻值范围0~999.9Ω)F.电阻箱(阻值范围0~9999.9Ω)G.滑动变阻器(阻值范围0~20Ω)H.滑动变阻器(阻值范围0~20kΩ)I.开关、导线若干(1)该同学根据现有的实验器材，设计了如图乙所示的电路图。根据如图乙所示电路图和如图丙所示图像，为完成该实验，电流表应选_____，电阻箱应选______，滑动变阻器应选_______(均填写器材前字母标号)(2)实验需要把电压表量程扩大为0~9V。该同学按图乙连接好实验器材，检查电路无误后，将R1的滑片移到最左端，将电阻箱R2调为零，断开S3，闭合S1，将S2接a，适当移动R1的滑片，电压表示数为2.40V；保持R1接入电路中的阻值不变，改变电阻箱R2的阻值，当电压表示数为________V时，完成扩大量程，断开S1。(3)保持电阻箱R2阻值不变，开关S2接b，闭合S3、S1，从右到左移动R1的滑片，测出多组U、I，并作出U－I图线如图丙所示，可得该电池的电动势为________V，内阻为________Ω。12．（12分）某同学要用电阻箱和电压表测量某水果电池组的电动势和内阻，考虑到水果电池组的内阻较大，为了提高实验的精确度，需要测量电压表的内阻。实验器材中恰好有一块零刻度在中央的双电压表，该同学便充分利用这块电压表，设计了如图所示的实验电路，既能实现对该电压表的内阻的测量，又能利用该表完成水果电池组电动势和内阻的测量，他用到的实验器材有：待测水果电池组（电动势约，内阻约）、双向电压表（量程为，内阻约为）、电阻箱（）、滑动变阻器（），一个单刀双掷开关及若干导线。（1）该同学按如图所示电路图连线后，首先测出了电压表的内阻。请完善测量电压表内阻的实验步骤：①将的滑动触头滑至最左端，将拨向1位置，将电阻箱阻值调为0；②调节的滑动触头，使电压表示数达到满偏；③保持______不变，调节，使电压表的示数达到______；④读出电阻箱的阻值，记为，则电压表的内阻______。（2）若测得电压表内阻为，可分析此测量值应______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。（3）接下来测量水果电池组的电动势和内阻，实验步骤如下：①将开关拨至______（选填“1”或“2”）位置，将的滑动触片移到最______端，不再移动；②调节电阻箱的阻值，使电压表的示数达到一个合适值，记录下电压表的示数和电阻箱的阻值；③重复步骤②，记录多组电压表的示数及对应的电阻箱的阻值。（4）若将电阻箱与电压表并联后的阻值记录为，作出图象，则可消除系统误差，如图所示，其中纵截距为，斜率为，则电动势的表达式为______，内阻的表达式为______。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）一玻璃立方体中心有一点状光源．今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只经过一次折射不能透出立方体．已知该玻璃的折射率为，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值．14．（16分）如图BC是位于竖直平面内的一段光滑的圆弧轨道，圆弧轨道的半径为r＝3m，圆心角θ＝53°，圆心O的正下方C与光滑的水平面相连接，圆弧轨道的末端C处安装了一个压力传感器．水平面上静止放置一个质量M＝1kg的木板，木板的长度l＝1m，木板的上表面的最右端放置一个静止的小滑块P1，小滑块P1的质量m1未知，小滑块P1与木板之间的动摩擦因数μ＝0.1．另有一个质量m1＝1kg的小滑块P1，从圆弧轨道左上方的某个位置A处以某一水平的初速度抛出，恰好能够沿切线无碰撞地从B点进入圆弧轨道，滑到C处时压力传感器的示数为N，之后滑到水平面上并与木板发生弹性碰撞且碰撞时间极短．（不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s1，cos53°＝0.6）．求：（1）求小滑块P1经过C处时的速度大小；（1）求位置A与C点之间的水平距离和竖直距离分别是多少？（3）假设小滑块P1与木板间摩擦产生的热量为Q，请定量地讨论热量Q与小滑块P1的质量m1之间的关系．15．（12分）如图，内壁光滑的绝热气缸竖直放置，内有厚度不计的绝热活塞密封，活塞质量m=10kg。初始时，整个装置静止且处于平衡状态，活塞与底部的距离为l0，温度T0=300K。现用电阻丝（体积不计）为气体加热，同时在活塞上添加细砂保持活塞的位置始终不变直到T=600K。已知大气压强p0=1×105Pa，活塞截面积S=1.0×10-3m2，取g=10m/s2，求：(i)温度为T时，气体的压强；(ii)活塞上添加细砂的总质量△m。

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】

选整体为研究对象，根据牛顿第二定律有选木块A为研究对象，根据牛顿第二定律有因为的最大值为10N，一起运动的最大加速度为所以要使整体一起运动恒力的最大值为25N，恒力最小为10N，故A、B、D错误；C正确；故选C。2、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。3、B【解析】

设在恒力F的作用下，A端△t时间内向右移动微小的量△x，则相应圆半径减小△r，则有：△x=2π△r在△t时间内F做的功等于回路中电功△S可认为由于半径减小微小量△r而引起的面积的变化，有：△S=2πr∙△r而回路中的电阻R=R02πr，代入得，F∙2π△r=显然△t与圆面积变化△S成正比，所以由面积πr02变化为零，所经历的时间t为：解得：A．，与结论不相符，选项A错误；B．，与结论相符，选项B正确；C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论不相符，选项D错误；故选B．4、D【解析】

A．根据图像可知周期T=0.02s，则角速度故A错误；B．原线圈电压的有效值为根据理想变压器的电压规律求解副线圈的电压，即交流电压表的示数为因为小灯泡和二极管相连，二极管具有单向导电性，根据有效值的定义解得灯泡两端电压故B错误，D正确；C．当滑动变阻器的触头P向下滑动时，副线圈接入的总电阻减小，副线圈两端电压不变，所以电流表示数增大，根据单相理想变压器的电流规律可知电流表的示数也增大，故C错误。故选D。5、D【解析】A、以竖直向上为正方向，在图象中，斜率代表加速度，可知时间内物体向上做加速运动，加速度的方向向上，处于超重状态故A错误；B、由图可知，时间内物体向上做匀速直线运动，动能不变，重力势能增大，所以机械能增大故B错误；C、由图可知，时间内物体向上做减速运动故C错误；D、时间内物体向上做加速运动，动能增大，重力势能也增大；时间内物体向上做匀速直线运动，动能不变，重力势能增大，所以时间内物体机械能一直增大故D正确．故选：D6、B【解析】t1时刻感应电流为零，故两环作用力为零，则选项A错误；t2时刻A环中电流在减小，则B环中产生与A环中同向的电流，故相互吸引，t3时刻同理也应相互吸引，故选项B正确，C错误；t4时刻A中电流为零，两环无相互作用，选项D错误．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、AD【解析】

A．根据左手定则可判断出正离子在纵向场中沿逆时针方向运动，故A正确；B．因为左右两边磁场强度不一样，导致左右的半径不同，所以发生偏移；CD．根据得发现B越大，R越小，所以右边部分的R大于左边部分的R，结合左手定则判断出正离子就会向下侧漂移，电子向上侧漂移，故C错误，D正确。故选AD。8、BD【解析】

物块做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，当运动到竖直位移与水平位移相等时解得t=1sA．此时竖直方向的速度为vy=gt=10m/s则此时的速度为故A错误；

B．此时的重力瞬时功率为P=mgvy=200W故B正确；

C．根据动量定理I=△P=mgt=20kgm/s故C错误；D．此过程重力的冲量大小为I=mgt=20N•s故D正确。

故选BD。9、BD【解析】

A．卫星b的轨道半径与卫星c运行轨道的半长轴大小相等，都是R，根据可知，两颗卫星运行周期相同，A错误；B．由题意可知，两颗卫星质量相同，卫星b的轨道半径与卫星c运行轨道的半长轴大小相等，故机械能相等，B正确；C．卫星经过P点时的加速度为所以加速度相同，C错误；D．因为卫星b的轨道半径与卫星c运行轨道的半长轴大小相等，且质量相等，所以两颗卫星经过P点时的势能相同，又因为B选项中两卫星的机械能相等，则动能相同，速率相同，D正确。故选BD。10、ACD【解析】

A．根据左手定则，安培力的方向沿+y轴方向

根据F=BIl，线框所受的安培力的合力为：线框的加速度大小为：故A正确；B．若磁场方向沿x轴正方向，ad边受到的安培力竖直向下，cd边受到的安培力竖直向上，故线框不可能处于静止，故B错误；C．若磁场方向沿y轴正方向，发现线框以cd边为轴转动，则，根据动能定理可得解得：故C正确；

D．在转动过程中，由于ab边的安培力大于线框的重力，故在安培力作用下，线框的动能一直增大，故有：故D正确；故选ACD。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、DFG0.808.942.0【解析】

(1)[1]由图示图象可知，所测最大电流约为2A，则电流表应选择D；[2]电源电动势约为9V，需要把电压表改装成9V的电压表，串联电阻分压为6V，是电压表量程的2倍，由串联电路特点可知，分压电阻阻值为电压表内阻的2倍，约为8KΩ，电阻箱应选择F；[3]由于要测量该电池实际的电动势和内阻，为方便实验操作，滑动变阻器应选择G；(2)[4]把量程为3V的电压表量程扩大为9V，分压电阻分压为6V，分压电阻分压是电压表两端电压的2倍，由题意可知，电压表所在支路电压为2.40V，分压电阻两端电压为电压表两端电压的2倍，实验时应保持位置不变，改变阻值，当电压表示数为0.80V，此时电阻箱分压1.60V，完成电压表扩大量程；(3)[5]分压电阻箱两端电压是电压表两端电压的2倍，电压表示数为，则路端电压为，在闭合电路中，电源电动势整理可得由图示图象可知，图象纵轴截距电源电动势[6]图象斜率的绝对值电源内阻12、（1）③半偏（或最大值的一半）④（2）大于（3）①2左（4）【解析】

（1）由题图可知，当S拨向1位置，滑动变阻器在电路中为分压式接法，利用电压表的半偏法得：调节使电压表满偏；[1].保持不变，与电压表串联；[2].调节使电压表的示数达到半偏（或最大值的一半）；[3].则电压表的内阻与电阻箱示数相同。（2）[4].由闭合电路欧姆定律可知，调节变大使电压表达到半偏的过程中，总电阻变大。干路总电流变小，由得变大，由电路知，滑动变阻器的滑动触头右侧分得的电压变小，则变大，电压表半偏时，上分得的电压就会大于电压表上分得的电压，那么的阻值就会大于电压表的阻值。（3）[5].[6].测水果电池组的电动势和内阻，利用伏阻法，S拨到2位置，同时将的滑动触头移到最左端。利用，，联立求E、r。（4）[7].[8].由闭合电路欧姆定律得：，变形得，则，，解得：，。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、【解析】试题分析：通过光线在镀膜部分发生全反射，根据临界情况，通过几何关系求出镀膜面积与立方体表面积之比的最小值．如图，考虑从玻璃立方体中心O点发出