河南省鹤壁市淇滨区鹤壁高中新高考物理五模试卷及答案解析

河南省鹤壁市淇滨区鹤壁高中新高考物理五模试卷考生请注意：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、因为地球的自转，同一物体在不同的纬度重力不同，一质量为m的物体在北极时的重力与其在赤道时的重力的差为F.将地球看做质量分布均匀的球体，半径为R.则地球的自转周期是A． B．C． D．2、2019年4月10日，事件视界望远镜捕获到人类历史上的首张黑洞“照片”，这是人类第一次凝视曾经只存在于理论中的天体．如果把太阳压缩到半径只有3km且质量不变，太阳就变成了一个黑洞，连光也无法从太阳表面逃逸．已知逃逸速度是第一宇宙速度的倍，光速为，，则根据以上信息可知太阳的质量约为A． B． C． D．3、如图甲所示，被称为“魔力陀螺”玩具的陀螺能在圆轨道外侧旋转不脱落，其原理可等效为如图乙所示的模型：半径为的磁性圆轨道竖直固定，质量为的铁球（视为质点）沿轨道外侧运动，A、B分别为轨道的最高点和最低点，轨道对铁球的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为，则A．铁球绕轨道可能做匀速圆周运动B．铁球绕轨道运动过程中机械能守恒C．铁球在A点的速度必须大于D．轨道对铁球的磁性引力至少为，才能使铁球不脱轨4、根据玻尔原子理论，氢原子中的电子绕原子核做圆周运动与人造卫星绕地球做圆周运动比较，下列说法中正确的是（）A．电子可以在大于基态轨道半径的任意轨道上运动，人造卫星只能在大于地球半径的某些特定轨道上运动B．轨道半径越大，线速度都越小，线速度与轨道半径的平方根成反比C．轨道半径越大，周期都越大，周期都与轨道半径成正比D．轨道半径越大，动能都越小，动能都与轨道半径的平方成反比5、如图，一个重为10N的大砝码，用细线悬挂在O点，现在用力F拉砝码，使悬线偏离竖直方向θ=60°时处于静止状态，此时所用拉力F的值不可能为A．5.0NB．NC．ND．10.0N6、电容为C的平行板电容器竖直放置，正对面积为S，两极板间距为d，充电完成后两极板之间电压为U，断开电路，两极板正对区域视为匀强电场，其具有的电场能可表示为。如果用外力使平行板电容器的两个极板间距缓慢变为2d，下列说法正确的是（）A．电容变为原来的两倍 B．电场强度大小变为原来的一半C．电场能变为原来的两倍 D．外力做的功大于电场能的增加量二、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、一简谐机械横波沿x轴正方向传播，时刻波形如图甲所示a、b、d是波上的三个质点。图乙是波上某一质点的振动图像。则下列说法正确的是（）A．该波传播速度大小为3m/s B．图乙可以表示d质点的振动C．图乙可以表示b质点的振动 D．时，质点速度沿y轴负方向8、如图甲所示为足够长、倾斜放置的平行光滑导轨，处在垂直斜面向上的匀强磁场中，导轨上端接有一定值电阻，导轨平面的倾角为，金属棒垂直导轨放置，用一平行于斜面向上的拉力F拉着金属棒由静止向上运动，金属棒的质量为0.2kg，其速度大小随加速度大小的变化关系如图乙所示，且金属棒由静止加速到最大速度的时间为1s，金属棒和导轨的电阻不计，sin=0.6，cos=0.8，g取10m/s2，则（）A．F为恒力B．F的最大功率为0.56WC．回路中的最大电功率等于0.56WD．金属棒由静止加速到最大速度这段时间内定值电阻上产生的焦耳热是0.26J9、倾角为30°的光滑斜面上放一质量为m的盒子A，A盒用轻质细绳跨过定滑轮与B盒相连，B盒内放一质量的物体。如果把这个物体改放在A盒内，则B盒加速度恰好与原来等值反向，重力加速度为g，则B盒的质量mB和系统的加速度a的大小分别为（）A． B．C．a＝0.2g D．a＝0.4g10、如图所示，有一倾角θ＝30°的斜面体B，质量为M．物体A质量为m，弹簧对物体A施加一个始终保持水平的作用力，调整A在B上的位置，A始终能和B保持静止．对此过程下列说法正确的是()A．A、B之间的接触面可能是光滑的B．弹簧弹力越大，A、B之间的摩擦力越大C．A、B之间的摩擦力为0时，弹簧弹力为mgD．弹簧弹力为mg时，A所受摩擦力大小为mg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）某同学利用如图所示的电路可以测量多个物理量．实验室提供的器材有：两个相同的待测电源（内阻r≈1Ω）电阻箱R1（最大阻值为999.9Ω）电阻箱R1（最大阻值为999.9Ω）电压表V（内阻约为1kΩ）电流表A（内阻约为1Ω）灵敏电流计G，两个开关S1、S1．主要实验步骤如下：①按图连接好电路，调节电阻箱R1和R1至最大，闭合开关S1和S1，再反复调节R1和R1，使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V、电阻箱R1、电阻箱R1的示数分别为0.40A、11.0V、30.6Ω、18.1Ω；②反复调节电阻箱R1和R1（与①中的电阻值不同），使电流计G的示数为0，读出电流表A、电压表V的示数分别为0.60A、11.7V．回答下列问题：（1）步骤①中：电流计G的示数为0时，电路中A和B两点的电电势差UAB=_____V；A和C两点的电势差UAC=______V；A和D两点的电势差UAD=______V；（1）利用步骤①中的测量数据可以求得电压表的内阻为______Ω，电流表的内阻为______Ω；（3）结合步骤①步骤②的测量数据电源的电动势E为______V，内阻r为_____Ω．12．（12分）在练习使用多用电表的实验中。请完成下列问题：(1)用多用表测量某元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转角度过小，因此需选择________（填“×10”或“×1k”）倍率的电阻挡，并需______________（填操作过程）后，再次进行测量，多用表的指针如图甲所示，测量结果为________Ω。(2)某同学设计出了一个“欧姆表”，用来测量电阻，其内部结构可简化成图乙电路，其中电源内阻r=1.0Ω，电流表G的量程为Ig，故能通过读取流过电流表G的电流值而得到被测电阻的阻值。该“欧姆表”的调零方式和普通欧姆表不同。该同学想用一个电阻箱Rx来测出电路中电源的电动势E和表头的量程Ig，进行如下操作步骤：A．先使两表笔间不接入任何电阻，断开状态下闭合开关，调滑动电阻器使表头满偏；B．将该“欧姆表”与电阻箱Rx连成闭合回路，改变电阻箱阻值；记下电阻箱示数Rx和与之对应的电流表G的示数I；C．将记录的各组Rx，I的数据转换成、后并描点得到图线，如图丙所示；D．根据图丙中的图线，求出电源的电动势E和表头的量程Ig。由图丙可知电源的电动势为________，电流表G的量程是________。(3)在(2)中，某次实验发现电流表G的指针半偏，则电阻箱接入电路中的电阻Rx＝_________（保留2位有效数字）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）地心隧道是根据凡尔纳的《地心游记》所设想出的一条假想隧道，它是一条穿过地心的笔直隧道，如图所示。假设地球的半径为R，质量分布均匀，地球表面的重力加速度为g。已知均匀球壳对壳内物体引力为零。(ⅰ)不计阻力，若将物体从隧道口静止释放，试证明物体在地心隧道中的运动为简谐运动；(ⅱ)理论表明：做简谐运动的物体的周期T=2πmk，其中，m为振子的质量，物体的回复力为F=－kx。求物体从隧道一端静止释放后到达另一端需要的时间t(地球半径R=6400km，地球表面的重力加速为g=10m/s214．（16分）如图所示，导热良好的细直玻璃管内用长度为10cm的水银封闭了一段空气柱（可视为理想气体），水银柱可沿玻璃管无摩擦滑动。现使水银柱随玻璃管共同沿倾角为30°的光滑斜面下滑，两者保持相对静止时，空气柱长度为8cm。某时刻玻璃管突然停止运动，一段时间后水银柱静止，此过程中环境温度恒为300K，整个过程水银未从收璃管口溢出。已知大气压强为p0=75cm水银柱高。求：(1)水银柱静止后的空气柱长度；(2)水银柱静止后缓慢加热气体，直到空气柱长度变回8cm，求此时气体的温度。15．（12分）如图，封有一定质量理想气体的圆柱形气缸竖直放置，气缸的高度H=30cm，缸体内底面积S=200cm2，缸体质量M=10kg。弹簧下端固定在水平桌面上，上端连接活塞，当缸内量气体温度T0=280K时，缸内气体高h=20cm。现缓慢加热气体，使活塞最终恰好静止在缸口（未漏气），此过程中缸内气体吸收热量为Q=450J。已知大气压恒为p0=1×l05Pa，重力加速度g=10m/s2，不计活塞质量、厚度及活塞与缸壁的摩擦，且气缸底部及活塞表面始终保持水平。求：（i）活塞最终静止在缸口时，缸内气体的温度；（ii）加热过程中，缸内气体内能的增加量。

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】

在北极时地球对物体的万有引力等于物体的重力，在赤道时地球对物体的万有引力与地面对物体的支持力的合力提供物体随地球做圆周运动的向心力，依题意物体在赤道时有：所以地球自转周期为：.A．描述与分析相符，故A正确.B．描述与分析不符，故B错误.C．描述与分析不符，故C错误.D．描述与分析不符，故D错误.2、B【解析】

由且，解得，故选B.3、B【解析】

AB．小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，其中铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，支持力的方向过圆心，它们都始终与运动的方向垂直，所以磁力和支持力都不能对小铁球做功，只有重力会对小铁球做功，所以小铁球的机械能守恒，在最高点的速度最小，在最低点的速度最大．小铁球不可能做匀速圆周运动．故A错误，B正确；C．小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，在最高点轨道对小铁球的支持力的方向可以向上，小铁球的速度只要大于1即可通过最高点，故C错误；D．由于小铁球在运动的过程中机械能守恒，所以小铁球在最高点的速度越小，则机械能越小，在最低点的速度也越小，根据：F＝m可知小铁球在最低点时需要的向心力越小．而在最低点小铁球受到的重力的方向向下，支持力的方向也向下、只有磁力的方向向上．要使铁球不脱轨，轨道对铁球的支持力一定要大于1．所以铁球不脱轨的条件是：小铁球在最高点的速度恰好为1，而且到达最低点时，轨道对铁球的支持力恰好等于1．根据机械能守恒定律，小铁球在最高点的速度恰好为1，到达最低点时的速度满足mg•2Rmv2，轨道对铁球的支持力恰好等于1，则磁力与重力的合力提供向心力，即：F﹣mg，联立得：F＝5mg，故D错误．4、B【解析】

A.人造卫星的轨道可以是连续的，电子的轨道是不连续的；故A错误.B.人造地球卫星绕地球做圆周运动需要的向心力由万有引力提供，＝＝①可得：玻尔氢原子模型中电子绕原子核做圆周运动需要的向心力由库仑力提供，F＝＝＝②可得：，可知都是轨道半径越大，线速度都越小，线速度与轨道半径的平方根成反比；故B正确.C.由①可得：；由②可得：，可知，都是轨道半径越大，周期都越大，周期都与轨道半径的次方成正比；故C错误.D.由①可得：卫星的动能：Ek＝；由②可得电子的动能：，可知都是轨道半径越大，动能都越小，动能都与轨道半径成反比；故D错误.5、A【解析】

ABCD．以物体为研究对象，根据图解法可知，当拉力F与细线垂直时最小．根据平衡条件得F的最小值为：Fmin=Gsin60°=N，当拉力水平向右时，拉力F=Gtan60°=N；所用拉力F的值不可能为A，B、C、D都有可能，故A正确，BCD错误.6、C【解析】

A．极板间距变为原来两倍，根据可知电容减半，A错误；B．电荷量和极板正对面积不变，则电场强度大小不变，B错误；C．当开关断开后，电容器极板的电荷量Q不变，根据电容减半，两极板间电压加倍，根据可知，电场能加倍，C正确；D．电路断开，没有电流和焦耳热产生，极板的动能不变，则外力做的功等于电场能的增加量，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、AC【解析】

A．由题图甲可知波长，由题图乙可知周期，则波速A正确；BC．a、b、d三质点中在时位于平衡位置的是b和d质点，其中b质点向y轴正方向运动，d质点向y轴负方向运动。则题图乙可以表示b质点的振动，C正确，B错误；D．时a质点通过平衡位置向y轴正方向运动，D错误。故选AC。8、ACD【解析】

AB．对棒受力分析有变形得结合图乙可知联立解得且由可知，F的最大功率为故A正确，B错误；C．当棒的速度为1m/s时，回路中的电流最大，回路中的电功率最大为故C正确；D．金属棒由静止加速到最大速度由动量定理得即解得金属棒由静止加速到最大速度，由动能定理得解得由功能关系可知故D正确。故选ACD。9、BC【解析】

当物体放在B盒中时，以AB和B盒内的物体整体为研究对象，根据牛顿第二定律有当物体放在A盒中时，以AB和A盒内的物体整体为研究对象，根据牛顿第二定律有联立解得加速度大小为a=0.2g故AD错误、BC正确。

故选BC。10、CD【解析】设弹簧弹力为F，当时，即时，A所受摩擦力为0；若，A受到的摩擦力沿斜面向下；若，A受到的摩擦力沿斜面向上，可见AB错误C正确；当时，A所受摩擦力大小为，方向沿斜面向下，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、011.0V-11.0V1530Ω1.8Ω11.6V1.5Ω【解析】

（1）[1][1][3]当电流计示数为0时，A、B两点电势相等，即；电压表示数即为A、C两点电势差，即；由闭合电路欧姆定律可知，D、A和A、C之间的电势差相等，故；（1）[4][5]由欧姆定律可得解得由可得（3）[6][7]由步骤①可得由步骤②可得联立可解得12、)×1k欧姆调零60001.5V0.25A0.83Ω【解析】

(1)[1][2][3]．用多用表测量某元件的电阻，选用“×100”倍率的电阻挡测量，发现多用表指针偏转角度过小，说明倍率档选择过低，因此需选择“×1k”倍率的电阻挡，并需欧姆调零后，再次进行测量，多用表的指针如图甲所示，测量结果为6000Ω。(2)[4][5]．由闭合电路欧姆定律得把r=1.0Ω代入整理得故得Ig=0.25A

得E=1.5V(3)[6]．电流表G的指针半偏，则I=0.125A，由代入数据解得Rx=0.83Ω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、（i）F回=-GM'mx2又M′=43πx3⋅ρ【解析】

（i）以地心为平衡位置，设某时刻物体偏离平衡位置的位移为x，万有引力提供回复力，则有F回=-