北京师大附属实验中学高三第五次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

北京师大附属实验中学高三第五次模拟考试新高考物理试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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，通电导线MN与单匝矩形线圈abcd共面，位置靠近ab且相互绝缘。当MN中电流突然减小时，线圈产生的感应电流I，线圈所受安培力的合力为F，则I和F的方向为（）A．I顺时针，F向左 B．I顺时针，F向右C．I逆时针，F向左 D．I逆时针，F向右2、2019年11月11日出现了难得一见的“水星凌日”现象。水星轨道在地球轨道内侧，某些特殊时刻，地球、水星、太阳会在一条直线上，且水星处于地球和太阳之间，这时从地球上可以看到水星就像一个小黑点一样在太阳表面缓慢移动，天文学称之为“水星凌日”。在地球上每经过年就会看到“水星凌日”现象。通过位于贵州的“中国天眼（目前世界上口径最大的单天线射电望远镜）观测水星与太阳的视角（观察者分别与水星、太阳的连线所夹的角），则的最大值为（）A． B． C． D．3、如图所示，粗细均匀的正方形金属线框abcd用轻质导线悬吊，线框一半处在匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，给导线通以如图的恒定电流，静止时每根导线的拉力为F。保持电流不变，将金属线框向下平移刚好完全进入磁场中，静止时每根导线的拉力为2F。ab边始终保持水平，导线始终竖直，则金属框的重力为()A． B． C．F D．4、如图所示，N匝矩形线圈以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO’匀速转动，线圈面积为S，线圈电阻为R，电流表和电压表均为理想表，滑动变阻器最大值为2R，则下列说法正确的是（）A．电压表示数始终为B．电流表示数的最大值C．线圈最大输出功率为D．仅将滑动变阻器滑片向上滑动，电流表示数变大，电压表示数变大5、如图所示，虚线为某匀强电场的等势线，电势分别为、和，实线是某带电粒子在该电场中运动的轨迹。不计带电粒子的重力，则该粒子（）A．带负电B．在、、三点的动能大小关系为C．在、、三点的电势能大小关系为D．一定是从点运动到点，再运动到点6、如图所示，圆心在O点、半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直固定在水平桌面上，OC与OA的夹角为60°，轨道最低点A与桌面相切．一足够长的轻绳两端分别系着质量为m1和m2的两小球（均可视为质点），挂在圆弧轨道光滑边缘C的两边，开始时m1位于C点，然后从静止释放，若m1恰好能沿圆弧下滑到A点．则（）A．两球速度大小始终相等B．重力对m1做功的功率不断增加C．m1=2m2D．m1=3m2二、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、下列说法中正确的是__________.A．物理性质各向同性的固体一定是非晶体B．在完全失重的宇宙飞船中，水的表面仍存在表面张力C．用显微镜观察布朗运动，观察到的是液体分子的无规则运动D．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大E.对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热8、如图(a)所示，在轴上有、、三点，且，。一列简谐波沿轴正方向传播，图示为0时刻的波形。再过的时间质点第二次振动至波峰。对此下列说法正确的是______。A．点的振幅为B．波速为C．频率为D．质点在内的运动路程为E.质点在时沿轴正方向运动9、如图，相距l的两小球A、B位于同一高度、h均为定值将A向B水平抛出，同时让B自由下落、B与地面碰撞前后，水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间，则A．A、B一定能相碰B．A、B在第一次落地前能否相碰，取决于A的初速度大小C．A、B在第一次落地前若不碰，以后就不会相碰D．A、B要在最高点相碰，A球第一次落地的水平位移一定为10、如图是倾角θ=37°的光滑绝缘斜面在纸面内的截面图。一长为L、质量为m的导体棒垂直纸面放在斜面上，现给导体棒通人电流强度为I，并在垂直于导体棒的平面内加匀强磁场，要使导体棒静止在斜面上，已知当地重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8.则以下说法正确的是（）A．所加磁场方向与x轴正方向的夹角α的范围应为B．所加磁场方向与x轴正方向的夹角α的范围应为C．所加磁场的磁感应强度的最小值为D．所加磁场的磁感应强度的最小值为三、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）如图甲所示为利用多用电表的电阻挡研究电容器的充、放电的实验电路图。多用电表置于×1k挡，电源电动势为，内阻为，实验中使用的电解电容器的规格为“”。欧姆调零后黑表笔接电容器正极，红表笔接电容器负极。(1)充电完成后电容器两极板间的电压________（选填“大于”“等于”或“小于”）电源电动势，电容器所带电荷量为________C；(2)如图乙所示，充电完成后未放电，迅速将红、黑表笔交换，即黑表笔接电容器负极，红表笔接电容器正极，发现电流很大，超过电流表量程，其原因是___________。12．（12分）某同学在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材：A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω）B．电流表A1（量程0~3mA，内阻Rg1=10Ω）C．电流表A2（量程0~0.6A，内阻阪Rg2=0.1Ω）D．滑动变阻器R1（0-20Ω，10A）E.滑动变阻器R2（0-200Ω，1A）F.定值电阻R0（990Ω）G.开关和导线若干(1)他设计了如图甲所示的（a）、（b）两个实验电路，其中更为合理的是________图；在该电路中，为了操作方便且能准确地进行测量，滑动变阻器应选________（填写器材名称前的字母序号）；用你所选择的电路图写出全电路欧姆定律的表达式E=______________（用I1、I2、Rg1、Rg2、R0、r表示）。(2)图乙为该同学根据(1)中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的I1－I2图线（I1为电流表A1的示数，I2为电流表A2的示数），为了简化计算，该同学认为I1远远小于I2，则由图线可得电动势E=____________V，内阻r＝__________Ω。（r的结果保留两位小数）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，一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，在这一过程中，若a对应的温度为T1=200K，求：①b点的温度；②若从a到b的过程中内能增加2.5×105J，在这个过程中气体从外界吸收的热量是多少。14．（16分）《道路交通安全法》规定汽车通过红绿灯路口时，需按信号灯指示行驶．若某路口有等待通行的多辆汽车，第一辆汽车前端刚好与路口停止线对齐，汽车质量均为m=1500kg，车长均为L=4.8m，前后相邻两车之间的距离均为x=1.2m．每辆汽车匀加速起动t1=4s后保持v=10m/s的速度匀速行驶，运动过程中阻力恒为f=1800N，求：（1）汽车匀加速阶段的牵引力F大小；（2）由于人的反应时间，绿灯亮起时，第一个司机滞后△t=0.8s起动，且后面司机都比前一辆汽车滞后0.8s起动汽车，绿灯时长20s．绿灯亮起后经多长时间第五辆汽车最后端恰好通过停止线．15．（12分）如图所示，直角边AC长度为d的直角棱镜ABC置于桌面上，D为斜边BC的中点，桌面上的S点发射一条光线经D点折射后，垂直于AB边射出．已知SC＝CD，光线通过棱镜的时间，c为真空中光速，不考虑反射光线．求：(i)棱镜的折射率n；(ii)入射光线与界面BC间的夹角．

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】

金属线框abcd放在导线MN上，导线中电流产生磁场，根据安培定则判断可知，线框abcd左右两侧磁场方向相反，线框左侧的磁通量小于线框右侧的磁通量，磁通量存在抵消的情况。若MN中电流突然减小时，穿过线框的磁通量将减小。根据楞次定律可知，感应电流的磁场要阻碍磁通量的变化，则线框abcd感应电流方向为顺时针；再由左手定则可知，左边受到的安培力水平向右，而右边的安培力方向也水平向右，故安培力的合力向右。

A．I顺时针，F向左，与结论不相符，选项A错误；B．I顺时针，F向右，与结论相符，选项B正确；C．I逆时针，F向左，与结论不相符，选项C错误；D．I逆时针，F向右，与结论不相符，选项D错误；故选B。2、A【解析】

由于水星每隔N年就会处于地球、太阳之间，且三者共线，那就意味着每经过N年水星会比地球多转一圈，则且年，解得年由得所以视角最大的时候应该是水星与地球连线与水星轨道相切的时候，此时故选A。3、D【解析】

线框有一半在磁场中时，对整体根据平衡条件得到：当线框全部在磁场中时，根据并联电路特点可知ab边和cd边电流之比为，则根据平衡条件可知：求得：A.由以上分析可知线框的重力为，故选项A错误；B.由以上分析可知线框的重力为，故选项B错误；C.由以上分析可知线框的重力为，故选项C错误；D.由以上分析可知线框的重力为，故选项D正确。4、C【解析】

AB．线圈中产生的交流电最大值为有效值电流表示数是电流表示数的最大值电压表两端电压是路端电压选项AB错误；C．当外电阻等于内电阻时，电源输出功率最大，线圈最大输出功率为选项C正确；D．仅将滑动变阻器滑片向上滑动，电阻变大，则电流表示数变小，电压表示数变大，D错误。故选C。5、C【解析】

A．根据电场线与等势面垂直，且由高电势指向低电势，可知场强方向向上，带电粒子的轨迹向上弯曲，粒子所受的电场力向上，则该粒子一定带正电荷，故A错误；BC．带正电的粒子在电势高的地方电势能大，故又粒子仅在电场力的作用下运动，动能与电势能总和保持不变，故故B错误，C正确；D．由图只能判断出粒子受力的方向与电势能、动能的大小关系，但不能判断出粒子是否从a点运动到b点，再运动到c点，故D错误。故选C。6、C【解析】

A.m1由C点下滑到A点过程中，两球沿绳子方向的速度大小相等；m1由C点滑下去一段后，绳子与圆的切线不重合，而是类似于圆的一根弦线存在，m2一直沿竖直方向上升，所以两球速度大小不相等，故A项错误；B.重力对m1做功的功率指的是竖直分速度，m1从C点静止释放，所以C点处m1的竖直分速度为零；m1恰好能沿圆弧下滑到A点，A点处m1的竖直分速度也为零；从C点到A点过程中，m1的竖直分速度不为零；所以整个过程中m1的竖直分速度从无到有再从有到无，也就是一个先变大后变小的过程，所以重力对m1做功的功率先增大后变小；故B项错误；CD.m1从C点静止释放，恰好能沿圆弧下滑到A点，则据几何关系和机械能守恒得：解得：m1=2m2故C项正确，D项错误。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、BDE【解析】

A.物理性质各向同性的固体可能是非晶体，也可能是多晶体，故A错误．B.液体表面层内分子较为稀疏，分子力表现为引力，故在完全失重的宇宙飞船中，水的表面依然存在表面张力，故B正确．C,用显微镜观察布朗运动，观察到的是固体颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，而是液体分子无规则运动的反映，故C错误．D.当分子力表现为引力时，分子间距离的增大时，分子力做负功，分子势能增大．故D正确．E.对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，根据PV/T=C知，气体的温度升高，内能增大，同时气体对外做功，由热力学第一定律知气体一定从外界吸热．故E正确．故选BDE．【点睛】解决本题的关键要理解并掌握热力学的知识，知道多晶体与非晶体的共同点：各向同性．要注意布朗运动既不是固体分子的运动，也不是液体分子的运动，而是液体分子无规则运动的反映．8、ACE【解析】

A．由图像知波长为振幅为故A正确；B．简谐波沿轴正方向传播，则质点向上运动；时点恰好第二次到达波峰，对应波形如图所示传播距离则波速为故B错误；C．简谐波的周期为则简谐波的频率故C正确；DE．质点运动了时间为则运动路程小于，此时质点在平衡位置的下方，沿轴正方向运动，故D错误，E正确；故选ACE。9、AB【解析】

A、B两物体在竖直方向上的运动是相同的，若A、B在第一次落地前不碰，由于反弹后水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反，则以后一定能碰，故A正确，C错误．若A球经过水平位移为l时，还未落地，则在B球正下方相碰.可知当A的初速度较大时，A、B在第一次落地前能发生相碰，故B正确．若A、B在最高点相碰，A球第一次落地的水平位移x=l/n，n=2、4、6、8…，故D错误．故选AB．【点睛】此题关键是知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据该规律抓住地面碰撞前后，水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反来判断两球能否相碰．10、BC【解析】

AB．根据共点力平衡知，安培力的方向在垂直斜面向下与竖直向上的这两个方向之间，根据左手定则知，所加磁场方向与x轴正方向的夹角θ的范围应为，故A错误，B正确。CD．当安培力的方向与支持力方向垂直时，安培力最小，根据矢量三角形定则有则磁感应强度的最小值故C正确，D错误。故选BC。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、等于此时电容器为电源，且与多用电表内部电源串联【解析】

(1)[2][3]电容器充电完成后，电容器两极板间的电压等于电源电动势。由公式可得(2)[4]红、黑表笔交换后，电容器视为电源，且与多用电表内部电源串联，总的电动势变大，电路中电流变大。12、bD1.46V~1.49V0.80~0.860Ω【解析】

（1）[1]．上述器材中虽然没有电压表，但给出了两个电流表，将电流表G串联一个电阻，可以改装成较大量程的电压表。将电流表A1和定值电阻R0串联可改装成一个量程为的电压表；则（a）、（b）两个参考实验电路，其中合理的是b；[2]．因为电源的内阻较小，所以应该采用较小最大值的滑动变阻器，有利于数据的测量和误差的减小。滑动变阻器应选D；若选择大电阻，