河北省衡水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

河北省衡水市重点中学高三第五次模拟考试新高考物理试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、一列简谐横波沿x轴正向传播，某时刻的波形如图所示。在波继续传播一个波长的时间内，下列图中能正确描述x＝2m处的质点受到的回复力与其位移的关系的是（）A． B．C． D．2、a、b两车在平直公路上行驶，其v－t图象如图所示，在t＝0时，两车间距为s0，在t＝t1时间内，a车的位移大小为s，则()A．0～t1时间内a、b两车相向而行B．0～t1时间内a车平均速度大小是b车平均速度大小的2倍C．若a、b在t1时刻相遇，则s0＝sD．若a、b在时刻相遇，则下次相遇时刻为2t13、昆明某中学运动会玩“闯关游戏”进行热身，如图所示，在笔直通道上每隔8m设有一个关卡，各关卡同步放行和关闭，放行和关闭的时间分别为4s和2s。关卡刚放行时，一同学立即在关卡1处以4m/s2的加速度由静止加速到4m/s，然后匀速向前，则最先挡住他前进的关卡是（）A．关卡2 B．关卡3C．关卡4 D．关卡54、2012年12月26日，世界上最长的高铁京广线全线开通．如图所示，京广高铁从北京出发，经石家庄、郑州、武汉、长沙、衡阳，到达广州，途经北京、河北、河南、湖北、湖南、广东等6省市，全程2230公里，全程运行时间8小时．同学们根据上述材料，可以求出A．北京到广州的路程 B．北京到广州的平均速度C．北京到广州的加速度 D．北京到广州的位移5、2018年12月8日“嫦娥四号”发射升空，它是探月工程计划中第四颗人造探月卫星．已知万有引力常量为G，月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，嫦娥四号绕月球做圆周运动的轨道半径为r，绕月周期为T．则下列说法中正确的是A．“嫦娥四号”绕月运行的速度大小为B．月球的第一宇宙速度大小为C．嫦娥四号绕行的向心加速度大于月球表面的重力加速度gD．月球的平均密度为ρ＝6、如图，小球甲从A点水平抛出，同时将小球乙从B点自由释放，两小球先后经过C点时速度大小相等，方向夹角为30°，已知B、C高度差为h，两小球质量相等，不计空气阻力，由以上条件可知（）A．小球甲作平抛运动的初速度大小为B．甲、乙两小球到达C点所用时间之比为1：2C．A、B两点高度差为D．两小球在C点时重力的瞬时功率相等二、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、如图为竖直放置的上粗下细的玻璃管，水银柱将气体分隔成A、B两部分，初始温度相同，使A、B升高相同温度达到稳定后，体积变化量为，压强变化量为，对液面压力的变化量为，则（）A．水银柱向下移动了一段距离B．C．D．8、一列简谐横波在t=0时刻的波形图如图实线所示，从此刻起，经0.2s波形图如图虚线所示，若波传播的速度为5m/s，则（）A．这列波沿x轴正方向传播B．t=0时刻质点a沿y轴负方向运动C．若此波遇到另--列简谐横波并发生稳定的干涉现象，则该波所遇到的简谐横波频率为2.5HzD．x=2m处的质点在t=0.2s时刻的加速度有最大值E.从t=0时刻开始质点a经0.4s通过的路程为0.8m9、如图甲所示的电路中理想变压器原、副线圈的匝数比为，电表均为理想电表，为阻值随温度升高而变小的热敏电阻，为定值电阻，若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦交变电流。下列说法中正确的是（）A．输入变压器原线圈的交变电流的电压表达式为B．时，该发电机的线圈平面位于中性面C．温度升高时，电流表的示数变大，电压表示数变小，变压器的输入功率变大D．温度升高时，电流表的示数变大，电压表示数变大，变压器的输入功率变大10、如图所示，航天器和卫星分别在同一平面内的1、2轨道上绕地球做匀速圆周运动，其半径分别为r、2r，速率分别为v1和v2。航天器运动到A点时突然加速到v3后沿曲线运动，其轨迹与轨道2交于B点，经过B点时速率和加速度分别为v4和a1，卫星通过B点时加速度为a2。已知地球的质量为M，质量为m的物体离地球中心距离为r时，系统的引力势能为（取物体离地球无穷远处引力势能为零），物体沿AB曲线运动时机械能为零。则下列说法正确的是（）A．B．C．D．若航天器质量为m0，由A点运动到B点的过程中地球对它的引力做功为三、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）在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，某实验小组利用如图所示的实验装置，将一端带滑轮的长木板固定在水平桌面上，木块置于长木板上，并用细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车左端连一条纸带，通过打点计时器记录其运动情况。(1)下列做法正确的是（_____）A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将砂桶通过定滑轮拴在木块上C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。他所得到的a－F关系可用图中的________表示(图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力)。（3）右图是打出纸带的一段，相邻计数点间还有四个点未画出，已知打点计时器使用的交流电频率50Hz。由图可知，打纸带上B点时小车的瞬时速度vB＝________m/s，木块的加速度a＝________m/s2。(结果保留两位有效数字)12．（12分）某实验小组做“探究加速度和力、质量的关系”实验。(1)用如图甲所示的装置做实验，图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上，拉力传感器可直接显示细线所受拉力的大小。实验时，下列操作必要且正确的是__________。A．将长木板右端适当垫高，使小车前端的滑轮不挂砂桶时，小车能自由匀速滑动B．为了减小误差，实验中要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量C．实验时，拉小车前端滑轮的细线必须保持水平D．实验时，使小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数(2)在正确、规范的操作下，打出一条如图乙所示的纸带，每相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离，打点计时器电源的频率为。则打计数点3时，小车的速度大小__________；小车做匀加速直线运动的加速度大小__________。（结果均保留三位有效数字）(3)带滑轮的长木板水平放置，保持小车质量不变，改变砂桶里砂的质量测出每次拉力传感器的示数和小车对应的加速度，作图象。下列图线正确的是_____。A．B．C．D．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，xOy坐标系中，在y<0的区域内分布有沿y轴正方向的匀强电场，在0<y<y0的区域内分布有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，一质量为m、电荷量为＋q的粒子以初速度v0由坐标（0，－y0）处沿x轴正方向射入电场。已知电场强度大小粒子重力不计。求：(1)粒子第一次到达x轴速度的大小和方向；(2)要使粒子不从y＝y0边界射出磁场，求磁感应强度应满足的条件；(3)要使粒子从电场进入磁场时能通过点P（50y0，0）（图中未画出），求磁感应强度的大小。14．（16分）如图所示，闭合矩形线框abcd可绕其水平边ad转动，ab边长为x，bc边长为L、质量为m，其他各边的质量不计，线框的电阻为R。整个线框处在竖直向上的磁感应强度为B的匀强磁场中。现给bc边施加一个方向与bc边、磁场的方向均垂直的初速度v，经时间t，bc边上升到最高处，ab边与竖直线的最大偏角为θ，重力加速度取g。求t时间内：（1）线框中感应电动势的最大值；（2）流过线框导体截面的电量；（3）线框中感应电流的有效值。15．（12分）粗细均匀的U形玻璃管竖直放置，左端封闭，右端开口。初始时，管内水银柱及空气柱长度如图所示，下方水银柱足够长且左、右两侧水银面等高。已知大气压强p0=75cmHg，环境温度不变。现从U形管右侧缓慢注入水银，使右侧空气柱上方水银柱的长度变为25cm。求：(i)右侧管内封闭空气柱的长度；(ii)左侧管内水银面上升的高度。

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】

简谐横波对应的质点，回复力大小与位移大小成正比，回复力方向与位移方向相反。故A项正确，BCD三项错误。2、C【解析】

A．由图象可知0～t1时间内两车速度均为正，故同向行驶，故A错误；B．0～t1时间内两车平均速度大小分别是a＝＝b＝故B错误；C．若a、b在t1时刻相遇，说明0～t1时间内a比b多出来的位移刚好是s0，如图1所示，图象与坐标轴所围成的面积表示对应过程的位移，故C正确；D．若a、b在时刻相遇，则下次相遇时刻为从时刻开始计时，到二者具有相同的位移的时刻，如图2：所以下次相遇的时刻为，故D错误。故选C。3、B【解析】

关卡刚放行时，该同学加速的时间运动的距离为然后以的速度匀速运动，经运动的距离为，因此第1个运动距离为，过了关卡2；到关卡3需再用小于关卡关闭时间，从开始运动至运动到关卡3前共用时而运动到第时，关卡关闭，不能过关卡3，因此最先被挡在关卡3前。故选B．4、A【解析】试题分析：北京到广州全程2230公里，指的是的路程，选项A正确；北京到广州的直线距离未知，即位移未知，不能求北京到广州的平均速度，选项B、C、D错误；考点：路程和位移5、D【解析】

根据月球表面万有引力等于重力可求月球质量，进而可求月球的平均密度．根据月球对“嫦娥四号”的万有引力提供向心力可求“嫦娥四号”的绕行速度．根据重力提供向心力，可求月球的第一宇宙速度．【详解】A.根据万有引力提供向心力，得，又因为月球表面的物体受到的重力等于万有引力，得GM=gR2，所以v=．故A错误；B.月球的第一宇宙速度为近月卫星的运行速度，所以重力提供向心力mg=，得v=.故B错误；C.根据万有引力提供向心力，嫦娥四号绕行的向心加速度，月球表面的重力加速度g=．嫦娥四号绕行的向心加速度小于月球表面的重力加速度．故C错误；D.根据万有引力提供向心力，，得月球的质量M=，所以月球的密度ρ=M/V=．故D正确；故选D6、C【解析】

A．由可得乙运动的时间为所以到达C点时乙的速度为所以甲沿水平方向的分速度，即平抛的初速度为故A错误；B．物体甲沿竖直方向的分速度为由vy=gt1，所以甲在空中运动的时间为甲、乙两小球到达C点所用时间之比为故B错误；C．小球甲下降的高度为A、B两点间的高度差故C正确；D．两个小球完全相同，根据P=mgvy，因两球在C点的竖直速度不相等，则两小球在C点重力的功率不等，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】

AC．首先假设液柱不动，则A、B两部分气体发生等容变化，由查理定律，对气体A：得①对气体B：得②又设初始状态时两液面的高度差为h（水银柱的长度为h），初始状态满足③联立①②③得水银柱向上移动了一段距离，故A错误C正确；B．由于气体的总体积不变，因此，故B错误；D．因为，且液面上升，上表面面积变大，所以故D正确。故选CD。8、BDE【解析】

A．由图可知波的波长，由题在时间t=0.2s内，波传播的距离为根据波形的平移法可知，这列波沿x轴负方向传播，故A错误；B．由波的传播方向可知，t=0时刻质点a沿y轴负方向运动，故B正确；C．由得频率为，要发生稳定的干涉图样，必须两列波频率相同，故C错误；D．x=2m处的质点在t=0.2s时刻在负的最大位移处，所以加速度有最大值，故D正确；E．从t=0时刻开始质点a经0.4s是半个周期，通过的路程为2倍的振幅，即为0.8m，故E正确。故选BDE。9、BC【解析】

A．由交变电流的图像可读出电压的最大值为，周期为0.02s，则角速度为所以输入变压器原线圈的交变电流的电压表达式为故A错误；B．当时，电压的瞬时值为0，所以该发电机的线圈平面位于中性面，故B正确；CD．温度升高时，其阻值变小，副线圈中的电流变大则原线圈中电流也变大，由可知变压器的输入功率变大，电压表读数减小，故C正确，D错误。故选BC。10、AD【解析】

AB．在轨道1运动时的速度在轨道2运动时的速度即从A到B由能量守恒关系可知解得则选项A正确，B错误；C．在B点时由可得则选项C错误；D．若航天器质量为m0，由A点运动到B点的过程中地球对它的引力做功为选项D正确。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、ADC0.150.60【解析】

（1）[1]A.该实验“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”，所以每次物体受力为恒力，所以细绳应与轨道平行，A正确B.平衡摩擦力时，使小车在没有重物牵引下沿导轨匀速运动，B错误C.打点计时器在使用时，应该先接通电源，后释放小车，C错误D.平衡摩擦力完成后，满足的是所以改变小车质量时，无需再次平衡摩擦，D正确（2）[2]平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大，这时在没有悬挂重物时，小车就已经获得一个加速度，所以图像有纵轴截距，选C（3）[3]根据匀变速直线运动的规律可得[4]根据匀变速直线运动的规律可得12、AD1.132.50B【解析】

(1)[1]A．为使小车的合外力等于小车受到的拉力，必须平衡摩擦力，故A正确；B．小车受到的拉力等于拉力传感器的两倍，不需要用细线的拉力近似等于砂和砂桶的重力，实验中不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故B错误；C．细线必须与木板保持平行，因为平衡了摩擦力，木板不水平，所以细线也不水平，故C错误；D．为充分利用纸带，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数，故D正确。故选AD。(2)[2]打点计时器电源的频率为，相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，则相邻计数点间时间间隔根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于这段的平均速度可得代入数据可得[3]根据逐差法有代入数据可得(3)[4]木板水平放置时，没有平衡小车受到的摩擦力，则有整理得则图象为不过原点的斜线，故B正确，ACD错误。故选B。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、（1），；（2）；（3）见解析。【解