全国大联考高三第五次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

全国大联考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、按照我国整个月球探测活动的计划，在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后，第二步是“落月”工程，已在2013年以前完成。假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近月点B时再次点火进入月球近月轨道绕月球做圆周运动。下列判断不正确的是（）A．飞船在轨道上的运行速率B．飞船在A点处点火变轨时，动能减小C．飞船在轨道绕月球运动一周所需的时间D．飞船从A到B运行的过程中机械能变大2、如图所示，直线1和曲线2分别是汽车a和b在同一平直公路上行驶的位置－时间（x－t）图像，由图像可知（）A．在t1时刻，a、b两车的运动方向相同B．在t2时刻，a、b两车的运动方向相反C．在t1到t3这段时间内，a、b两车的平均速率相等D．在t1到t3这段时间内，a、b两车的平均速度相等3、2019年诺贝尔物理学奖授予了三位天文学家，以表彰他们对于人类对宇宙演化方面的了解所作的贡献。其中两位学者的贡献是首次发现地外行星，其主要原理是恒星和其行星在引力作用下构成一个“双星系统”，恒星在周期性运动时，可通过观察其光谱的周期性变化知道其运动周期，从而证实其附近存在行星。若观测到的某恒星运动周期为T，并测得该恒星与行星的距离为L，已知万有引力常量为G，则由这些物理量可以求得（）A．行星的质量 B．恒星的质量C．恒星与行星的质量之和 D．恒星与行星圆周运动的半径之比4、如图所示为一种质谱仪的示意图，该质谱仪由速度选择器、静电分析器和磁分析器组成。若速度选择器中电场强度大小为，磁感应强度大小为、方向垂直纸面向里，静电分析器通道中心线为圆弧，圆弧的半径为，通道内有均匀辐射的电场，在中心线处的电场强度大小为，磁分析器中有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向外。一带电粒子以速度沿直线经过速度选择器后沿中心线通过静电分析器，由点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的点，不计粒子重力。下列说法正确的是（）A．速度选择器的极板的电势比极板的低B．粒子的速度C．粒子的比荷为D．、两点间的距离为5、如图所示，足够长的小平板车B的质量为M，以水平速度v0向右在光滑水平面上运动，与此同时，质量为m的小物体A从车的右端以水平速度v0沿车的粗糙上表面向左运动．若物体与车面之间的动摩擦因数为μ，则在足够长的时间内（）A．若M＞m，物体A对地向左的最大位移是B．若M＜m，小车B对地向右的最大位移是C．无论M与m的大小关系如何，摩擦力对平板车的冲量均为mv0D．无论M与m的大小关系如何，摩擦力的作用时间均为6、如图，自动卸货车静止在水平地面上，质量为m的货物放在车厢内挡板附近，车厢在液压机的作用下，θ角缓慢增大，当θ增大到一定角度时货物开始加速下滑，货物与车厢的动摩擦因数为，重力加速度为g．若货物还未离开车厢，下列说法正确的是A．θ增大过程中，货物对车厢压力大小不变B．θ增大过程中，货物的摩擦力大小等于mgcosθC．货物加速下滑时，货车受到地面向右的摩擦力D．货物加速下滑时，地面对货车的支持力小于货车和货物重力之和二、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，为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角的关系，将某一物体每次以大小不变的初速度沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角，实验测得与斜面倾角的关系如图乙所示，g取10m/s2，根据图象可求出A．物体的初速度=6m/sB．物体与斜面间的动摩擦因数=0.6C．取不同的倾角，物体在斜面上能达到的位移x的最小值D．当某次=时，物体达到最大位移后将沿斜面下滑8、如图，虚线上方空间分布着垂直纸面向里的匀强磁场，在纸面内沿不同的方向从粒子源先后发射速率均为的质子和粒子，质子和粒子同时到达点。已知，粒子沿与成30°角的方向发射，不计粒子的重力和粒子间的相互作用力，则下列说法正确的是（）A．质子在磁场中运动的半径为B．粒子在磁场中运动的半径为C．质子在磁场中运动的时间为D．质子和粒子发射的时间间隔为9、如图所示，粗糙程度均匀的绝缘空心斜面ABC放置在水平面上，∠CAB=30°，斜面内部0点(与斜面无任何连接)固定一个正点电荷，一带负电可视为质点的小物体可以分别静止在M、P、N点，P为MN的中点，OM=ON，OM∥AB，下列说法正确的是（）A．小物体在M、P、N点静止时一定都是受4个力B．小物体静止在P点时受到的摩擦力最大C．小物体静止在P点时受到的支持力最大D．小物体静止在M、N点时受到的支持力相等10、质谱仪又称质谱计，是根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。如图所示为某品牌质谱仪的原理示意图，初速度为零的粒子在加速电场中，经电压U加速后，经小孔P沿垂直极板方向进入垂直纸面的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，旋转半周后打在荧光屏上形成亮点。但受加速场实际结构的影响，从小孔P处射出的粒子方向会有相对极板垂线左右相等的微小角度的发散（其他方向的忽略不计），光屏上会出现亮线，若粒子电量均为q，其中质量分别为m1、m2（m2>m1）的两种粒子在屏上形成的亮线部分重合，粒子重力忽略不计，则下列判断正确的是（）A．小孔P处粒子速度方向相对极板垂线最大发散角θ满足cosθ=B．小孔P处粒子速度方向相对极板垂线最大发散角θ满足sinθ=C．两种粒子形成亮线的最大总长度为D．两种粒子形成亮线的最大总长度为三、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）某同学设计出如图甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”让小铁球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门的时间t，当地的重力加速度为g。(1)为了验证机械能守恒定律，除了该实验准备的如下器材：铁架台、夹子、铁质小球，光电门、数字式计时器、游标卡尺（20分度），请问还需要________（选填“天平”、“刻度尺”或“秒表”）；(2)用游标卡尺测量铁球的直径。主尺示数（单位为cm）和游标的位置如图所示，则其直径为________cm；(3)用游标卡尺测出小球的直径为d，调整AB之间距离h，记录下小球通过光电门B的时间t，多次重复上述过程，作出随h的变化图线如图乙所示。若已知该图线的斜率为k，则当地的重力加速度g的表达式为________。12．（12分）如图所示的实验装置，桌面水平且粗糙，在牵引重物作用下，木块能够从静止开始做匀加速直线运动。在木块运动一段距离后牵引重物触地且不反弹，木块继续运动一段距离停在桌面上（未碰到滑轮）。已知牵引重物质量为m，重力加速度为g。某同学通过分析纸带数据，计算得到牵引重物触地前、后木块的平均加速度大小分别为a1和a2，由此可求出木块与桌面之间的动摩擦因数为μ=_______（结果用题中字母表示）；在正确操作、测量及计算的前提下，从系统误差的角度，你认为该实验测量的木块与桌面之间的动摩擦因数的结果与真实值比较会_____（选填“偏大”、“偏小”“不变”）；木块的质量为M=_____（结果用题中字母表示）。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）如图为过山车的简化模型，AB是一段光滑的半径为R的四分之一圆弧轨道，B点处接一个半径为r的竖直光滑圆轨道，滑块从圆轨道滑下后进入一段长度为L的粗糙水平直轨道BD，最后滑上半径为R，圆心角θ=60°的光滑圆弧轨道DE。现将质量为m的滑块从A点由静止释放，求∶(1)若R=3r，求滑块第一次到达竖直圆轨道最高点时对轨道的压力大小；(2)若要求滑块能滑上DE圆弧轨道但不会从E点冲出轨道，并最终停在平直轨道上，平直轨道BD的动摩擦因数μ需满足的条件。14．（16分）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在x=0和x=0.6m处的两个质点A、B的振动图象如图所示．已知该波的波长大于0.6m，求其波速和波长15．（12分）如图所示，对角线MP将矩形区域MNPO分成两个相同的直角三角形区域，在直角三角形MNP区域内存在一匀强电场，其电场强度大小为E、向沿轴负方向，在直角三角形MOP区域内存在一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外（图中未画出）。一带正电的粒子从M点以速度沿轴正方向射入，一段时间后，该粒子从对角线MP的中点进入匀强磁场，并恰好未从轴射出。已知O点为坐标原点，M点在轴上，P点在轴上，MN边长为，MO边长为，不计粒子重力。求：(1)带电粒子的比荷；(2)匀强磁场的磁感应强度大小。

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】

A．万有引力提供向心力解得在月球表面解得联立解得故A正确，不符合题意；B．飞船在点变轨后由圆轨道变为椭圆轨道，做向心运动，要求万有引力大于飞船所需向心力，所以飞船应该减速，动能减小，故B正确，不符合题意；C．万有引力提供向心力结合解得故C正确，不符合题意；D．在椭圆轨道上，飞船由点运动至点，只有万有引力做功，机械能守恒，故D错误，符合题意。故选D。2、D【解析】

AB．由图像的斜率正负表示速度方向，由图像可知，t1时刻，a、b两车的运动方向相反，t2时刻，a、b两车的运动方向相同，故AB错误；C．由图像可知，b汽车的路程大于a汽车的路程，由于时间相同，所以b车的平均速率大于a车的平均速率，故C错误；D．在t1到t3这段时间内，两汽车的位移相同，时间相同，故a、b两车的平均速度相等，故D正确。故选D。3、C【解析】

恒星与行星组成双星，设恒星的质量为M，行星的质量为m。以恒星为研究对象，行星对它的引力提供了向心力，假设恒星的轨道半径为r1，动力学方程为得到行星的质量以行星为研究对象，恒星对它的引力提供了向心力，假设行星的轨道半径为r2，动力学方程为得到恒星的质量则有故ABD错误，C正确。故选C。4、C【解析】

A．由图可知，粒子在磁分析器内向左偏转，受到的洛伦兹力的方向向左，由左手定则可知，该粒子带正电；粒子在速度选择器内向右运动，根据左手定则可知，粒子受到的洛伦兹力的方向向上；由于粒子匀速穿过速度选择器，所以粒子受到的电场力得方向向下，则电场的方向向下，P1的电势板比极板P2的高，故A错误；

B．粒子在速度选择器内受力平衡，则qE1=qvB1可得故B错误；C．粒子在静电分析器内受到的电场力提供向心力，则联立可得粒子的比荷故C正确；

D．粒子在磁分析器内做匀速圆周运动，受到的洛伦兹力提供向心力，则联立可得P、Q之间的距离为故D错误。

故选C。5、D【解析】

根据动量守恒定律求出M与m的共同速度，再结合牛顿第二定律和运动学公式求出物体和小车相对于地面的位移．根据动量定理求出摩擦力的作用的时间，以及摩擦力的冲量．【详解】规定向右为正方向，根据动量守恒定律有，解得；若，A所受的摩擦力，对A，根据动能定理得：，则得物体A对地向左的最大位移，若，对B，由动能定理得，则得小车B对地向右的最大位移，AB错误；根据动量定理知，摩擦力对平板车的冲量等于平板车动量的变化量，即，C错误；根据动量定理得，解得，D正确．【点睛】本题综合考查了动量守恒定律和动量定理，以及牛顿第二定律和运动学公式，综合性强，对学生的要求较高，在解题时注意速度的方向．6、D【解析】

本题考查牛顿定律在斜面上的应用。【详解】A.对货物受力分析可知，货物受到的支持力当角度变化时，支持力也变化，故A错误；B.对货物受力分析可知，货物受到的摩擦力故B错误；C.当货物加速下滑时，对货物进行受力分析，受到重力、支持力，滑动摩擦力，因为加速度沿斜面向下，所以支持力和滑动摩擦力的合力的方向偏向左上方，根据牛顿第三定律可知，物体对车厢的压力和摩擦力的合力方向偏向右下方，对车厢进行受力分析可知，地面对汽车有向左的摩擦力，故C错误；D.当货物相对车厢加速下滑时，物体对车厢的压力和摩擦力的合力小于货物的重力，所以汽车对地面的压力小于货物和汽车的总重力，故D正确。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、AC【解析】

AB.物体在粗糙斜面上向上运动，根据牛顿第二定律得加速度为由运动学公式当=90°时，，可得，当=0时，，可得，故A项正确，B项错误；C.根据运动学公式得物体能达到的位移由辅助角公式可得位移的最小值故C项正确；D.由于，所以当物体在斜面上停止后，不会下滑，故D项错误。8、BD【解析】

AB．粒子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力有解得结合两种粒子的比荷关系得对于粒子而言，画出其在磁场中运动的轨迹，根据几何关系得其轨迹对应的圆心角为300°，则粒子做圆周运动的轨迹半径为，质子做圆周运动的轨迹半径为，所以A错误，B正确；CD．质子从点射入从点射出，结合，可知从点射入时的速度方向必须与边界垂直，在磁场中运动的时间而粒子的运动时间所以质子和粒子的发射时间间隔为，所以C错误，D正确。故选BD。9、CD【解析】

对小物体分别在三处静止时所受力分析如图所示：

A．结合平衡条件，由图，小物体在P、N两点时一定受四个力的作用，而在M处不一定。故A错误。B．小物体静止在P点时，摩擦力f=mgsin30°，静止在N点时：f′=mgsin30°+F′cos30°，静止在M点时：f″=mgsin30°-F′cos30°，可见静止在N点时所受摩擦力最大。故B错误。

CD．小物体静止在P点时，设库仑力为F，受到的支持力：N=mgcos30°+F，在M、N点时：N′=mgcos30°+F′sin30°，由库仑定律知：F＞F′，故N＞N′，即小物体静止在P点时受到的支持力最大，静止在M、N点时受到的支持力相等。故CD正确。故选CD。10、AD【解析】

由题意知解得同理设左右最大发射角均为时，粒子光斑的右边缘恰好与粒子光斑的左边缘重合，如图所示（图中虚线为半圆轨迹和向左发散角轨迹，实线为半圆轨迹和向左发散轨迹），则联立解得此时两种粒子光斑总宽度为解得故选AD。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、刻度尺1.015【解析】

(1)[1]．根据实验原理和题意可知，还需要用刻度尺测量A点到光电门的距离，故选刻度尺；(2)[2]．2