河北省景县中学高三第五次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

河北省景县中学高三第五次模拟考试新高考物理试卷注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、2019年4月20日22时41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第四十四颗北斗导航卫星。它是北斗三号系统首颗倾斜地球同步轨道卫星，经过一系列在轨测试后，该卫星将与此前发射的18颗中圆地球轨道卫星和1颗地球同步轨道卫星进行组网。已知中圆地球轨道卫星的轨道半径是地球同步轨道卫星的半径的，中圆地球轨道卫星轨道半径为地球半径的k倍，地球表面的重力加速度为g，地球的自转周期为T，则中圆地球轨道卫星在轨运行的（）A．周期为B．周期为C．向心加速度大小为D．向心加速度大小为2、当矩形线框在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动时，产生的交变电流随时间的变化规律如图甲所示。已知图乙中定值电阻R的阻值为10Ω，电容器C的击穿电压为5V。则下列选项正确的是（）A．矩形线框中产生的交变电流的瞬时值表达式为i=0.6sin100πt（A）B．矩形线框的转速大小为100r/sC．若将图甲中的交流电接在图乙的电路两端，电容器不会被击穿（通过电容器电流可忽略）D．矩形线框的转速增大一倍，则交变电流的表达式为i=1.2sin100πt（A）3、某理想自耦变压器接入电路中的示意图如图甲所示，图乙是其输入电压u的变化规律．已知滑动触头在图示位置时原、副线圈的匝数比为，电阻．下列说法正确的是A．通过R的交流电的频率为100HzB．电流表A2的示数为C．此时变压器的输入功率为22WD．将P沿逆时针方向移动一些，电流表A1的示数变小4、在下列四幅u-t图像中，能正确反映我国居民生活所用交流电的是（）A． B． C． D．5、电磁波与机械波具有的共同性质是()A．都是横波 B．都能传输能量C．都能在真空中传播 D．都具有恒定的波速6、如图是德国物理学家史特恩设计的最早测定气体分子速率的示意图．M、N是两个共轴圆筒的横截面，外筒N的半径为R，内筒的半径比R小得多，可忽略不计．筒的两端封闭，两筒之间抽成真空，两筒以相同角速度ω绕其中心轴线匀速转动．M筒开有与转轴平行的狭缝S，且不断沿半径方向向外射出速率分别为v1和v2的分子，分子到达N筒后被吸附，如果R、v1、v2保持不变，ω取某合适值，则以下结论中正确的是（）A．当时（n为正整数），分子落在不同的狭条上B．当时（n为正整数），分子落在同一个狭条上C．只要时间足够长，N筒上到处都落有分子D．分子不可能落在N筒上某两处且与S平行的狭条上二、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、如图所示，倾角为α的光滑导轨上接入一定值电阻，Ⅰ和Ⅱ是边长都为L的两正方形磁场区域，其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向上，区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B1，恒定不变，区域Ⅱ中磁感应强度随时间B2=kt（k>0）变化，一质量为m、电阻为r的金属杆穿过区域Ⅰ垂直地跨放在两导轨上，并恰能保持静止，不计导轨电阻，则下列说法正确的是（）A．通过金属杆的电流大小为mgB．通过金属杆的电流方向是从a到bC．定值电阻的阻值为kD．定值电阻的阻值为k8、光滑平行导轨ab、cd水平放置，两导轨间距为L，两导轨分别与电容为C的电容器的两极板相连，两导轨的右端连接光滑绝缘的圆弧轨道bf、ce圆弧轨道的半径为R，水平导轨与圆弧轨道分别相切于b、c两点。把一质量为m，长度为L的金属杆置于bc位置，如图所示。闭合电键S，金属杆恰能滑到ef。空间存在竖直向下的匀强磁场，磁场分布如图所示，磁场的磁感应强度为B，重力加速度为g，下列各种说法中正确的是（）A．金属杆刚滑上圆弧轨道时，对轨道的压力为3mgB．从左向右看，电容器的左极板带负电，右极板带正电C．电容器两极板间的电势差减小了D．若磁场方向改为水平向右，则闭合电键S后，金属杆仍能上升R的高度9、下列说法正确的是__________。A．容器内气体的压强与单位体积内的分子数及气体分子的平均动能都有关B．气体的温度变化时，其分子平均动能和分子间势能均随之改变C．气体分子的运动杂乱无章，但如果温度不变，分子的动能就不变D．功可以全部转化为热，热量也可能全部转化为功E.空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压10、如图所示，足够长的水平光滑金属导轨所在空间中，分布着垂直于导轨平面方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两导体棒a、b均垂直于导轨静止放置。已知导体棒a质量为2m，导体棒b质量为m；长度均为l，电阻均为r；其余部分电阻不计。现使导体棒a获得瞬时平行于导轨水平向右的初速度。除磁场作用外，两棒沿导轨方向无其他外力作用，在两导体棒运动过程中，下列说法正确的是（）A．任何一段时间内，导体棒b动能增加量跟导体棒a动能减少量的数值总是相等的B．任何一段时间内，导体棒b动量改变量跟导体棒a动量改变量总是大小相等、方向相反C．全过程中，通过导体棒b的电荷量为D．全过程中，两棒共产生的焦耳热为三、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）测量木块和木板间动摩擦因数的装置如图(a)。水平固定的长木板一端有定滑轮，另一端有打点计时器。细线绕过定滑轮将木块和钩码相连，木块靠近打点计时器，纸带穿过打点计时器后固定在木块上。接通打点计时器，放开木块，钩码触地后不再弹起，木块继续向前运动一段距离后停在木板上。某次纸带的数据如图(b)，打点计时器所用电源的频率为50Hz，每相邻两点间还有1个点未画出，数值单位为cm。由图(b)数据可知，钩码触地后木块继续运动的加速度大小为___m/s2；若取g＝10m/s2，则木块与木板间的动摩擦因数为___；某小组实验数据处理完成后，发现操作中滑轮的高度变化造成细线与木板的上表面不平行，如图(c)，这样他们测得的动摩擦因数与实际值相比___（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。12．（12分）如图所示为弹簧弹射装置，在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧，在其两端各放置一个金属小球1和2（两球直径略小于管内径且与弹簧不固连），压缩弹簧并锁定．现解除锁定，则两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射．按下述步骤进行实验：①用天平测出两球质量分别为m1、m2；②用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h；③解除弹簧锁定弹出两球，记录两球在水平地面上的落点P、Q．回答下列问题：（1）要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能，还需测量的物理量有______．（已知重力加速度g）A．弹簧的压缩量ΔxB．两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离x1、x2C．小球直径dD．两球从管口弹出到落地的时间t1、t2（2）根据测量结果，可得弹性势能的表达式为EP=_______________．（3）由上述测得的物理量来表示，如果满足关系式_______________，那么说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒．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，竖直放置的U形玻璃管与容积为V0＝15cm3的金属球形容器连通，玻璃管左侧横截面积为右侧横截面积的4倍．右侧玻璃管和球形容器中用水银柱封闭一定质量的理想气体．开始时，U形玻璃管右侧水银面比左侧水银面高出h1＝15cm，右侧玻璃管内水银柱上方空气柱长h0＝9cm.现缓慢向左管中加入水银，使两边水银柱达到同一高度，玻璃管和金属球导热良好(已知大气压p0＝75cmHg，U形玻璃管的右侧横截面积为S＝1cm2)．求：(1)此过程中被封气体内能如何变化？吸热还是放热？(2)需要加入的水银体积．14．（16分）如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑绝缘圆弧轨道ABC和水平绝缘轨道PA在A点相切，BC为圆弧轨道的直径，O为圆心，OA和OB之间的夹角为，，整个装置处于水平向右的匀强电场中。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的带电小球在电场力的作用下沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零，重力加速度大小为g。求(1)匀强电场的场强大小；(2)小球到达A点时速度的大小；(3)小球从C点落至水平轨道上的位置与A点的距离。15．（12分）如图所示，竖直平面MN与纸面垂直，MN右侧的空间存在着垂直纸面向内的匀强磁场和水平向左的匀强电场，MN左侧的水平面光滑，右侧的水平面粗糙．质量为m的物体A静止在MN左侧的水平面上，已知该物体带负电，电荷量的大小为为q．一质量为的不带电的物体B以速度v0冲向物体A并发生弹性碰撞，碰撞前后物体A的电荷量保持不变．求：（1）碰撞后物体A的速度大小；（2）若A与水平面的动摩擦因数为μ，重力加速度的大小为g，磁感应强度的大小为，电场强度的大小为．已知物体A从MN开始向右移动的距离为时，速度增加到最大值．求：a．此过程中物体A克服摩擦力所做的功W；b．此过程所经历的时间t．

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】

AB．中圆地球轨道卫星和同步卫星均绕地球做匀速圆周运动，已知中圆地球轨道卫星的轨道半径是地球同步轨道卫星的半径的，地球的自转周期为T，根据开普勒第三定律可知：解得故AB错误；CD．物体在地球表面受到的重力等于万有引力，有中圆轨道卫星有解得故C正确，D错误。故选C。2、A【解析】

A．由图象可知，矩形线框转动的周期T=0.02s，则所以线框中产生的交变电流的表达式为i=0.6sin100πt（A）故A项正确；B．矩形线框转动的周期T=0.02s，所以线框1s转50转，即转速为，故B项错误；C．若将图甲中的交流电接在图乙的电路两端，通过电容器电流可忽略，则定值电阻两端电压为u=iR=0.6×10sin100πt（V）=6sin100πt（V）由于最大电压大于电容器的击穿电压，电容器将被击穿，故C项错误；D．若矩形线框的转速增大一倍，角速度增大一倍为ω′=200πrad/s角速度增大一倍，电流的最大值增大一倍，即为I′m=1.2A则电流的表达式为i2=1.2sin200πt（A）故D项错误。3、C【解析】

由图乙可知，该交流电的周期为T=0.02s，其频率为50Hz，选项A错误；变压器初级输入电压的有效值,次级电压：，则电流表A2的示数为，选项B错误；变压器的次级功率为：，则此时变压器的输入功率为22W，选项C正确；将P沿逆时针方向移动一些，则次级匝数增加，次级电压变大，则电流表A1的示数变大，选项D错误。故选C.4、C【解析】

我们日常生活中用的都是交流电，电压是220V，频率是50Hz．周期为0.02s；电压的最大值为：220V=311V，只有C正确。

故选C。5、B【解析】试题分析：电磁波是横波，机械波有横波也有纵波，故A错误．两种波都能传输能量，故B正确．电磁波能在真空中传播，而机械波不能在真空中传播，故C错误．两种波的波速都与介质的性质有关，波速并不恒定，只有真空中电磁波的速度才恒定．考点：考查了电磁波与机械波6、A【解析】微粒从M到N运动时间，对应N筒转过角度，即如果以v1射出时，转过角度：，如果以v2射出时，转过角度：，只要θ1、θ2不是相差2π的整数倍，即当时（n为正整数），分子落在不同的两处与S平行的狭条上，故A正确，D错误；若相差2π的整数倍，则落在一处，即当时（n为正整数），分子落在同一个狭条上．故B错误；若微粒运动时间为N筒转动周期的整数倍，微粒只能到达N筒上固定的位置，因此，故C错误．故选A点睛：解答此题一定明确微粒运动的时间与N筒转动的时间相等，在此基础上分别以v1、v2射出时来讨论微粒落到N筒上的可能位置．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.对金属杆，根据平衡条件，结合安培力公式有mgsinα=B1IL，解得I=mgB.由楞次定律可知，通过金属杆的电流方向是从b到a，选项B错误；C.由法拉第电磁感应定律有E=ΔϕΔt=ΔBL8、AC【解析】

A．金属杆由bc滑到ef过程，由机械能守恒有mv2=mgR金属杆刚滑上圆弧轨道时，由牛顿第二定律有FN－mg=m两式联立解得FN=3mg所以金属杆对轨道的压力为3mg，故A正确B．闭合电键后金属杆获得向右的速度，说明其所受的安培力向右，由左手定则知电流方向由b到c，所以从左向右看，电容器左端为正极板，右端为负极板，故B错误；C．金属杆受安培力作用，由牛顿第二定律有由运动学公式有v=t，流过金属杆的电荷量Δq=t，电容器两极板间电势差的减小量ΔU=，联立解得ΔU=故C正确；D．若磁场方向改为水平向右，金属杆所受安培力为竖直向上，由于还受到重力作用，金属杆所获得的速度将小于v，所以上升的高度将小于R，故D错误。故选AC。9、ADE【解析】

A．气体分子单位时间内与器壁单位面积碰撞的次数和单位体积内的分子数及温度有关，单位体积内的分子数越多、分子的平均动能越大，单位时间内碰撞器壁的次数越多，而温度又是分子平均动能的标志，故A项正确；B．温度是分子平均动能的标志，气体的温度变化时，其分子平均动能一定随之改变，但分子势能可以认为不变（一般不计气体的分子势能），故B项错误；C．气体分子的运动杂乱无章气体分子之间或气体分子与器壁之间不断有碰撞发生，分子的动能随时可能发生变化，但如果气体的温度不变，则气体分子的平均动能不变，故C项错误；D．功可以全部转化为热，根据热力学第二定律，在外界的影响下，热量也可以全部转化为功，故D项正确；E．根据相对湿度的特点可知，空气的相对湿度越大，空气中水蒸气的压强越接近饱和汽压，故E项正确。故选ADE。10、BCD【解析】

AB．根据题意可知，两棒组成回路，电流相同，故所受安培力合力为零，动量守恒，故任何一段时间内，导体棒b动量改变量跟导体棒a动量改变量总是大小相等、方向相反，根据能量守恒可知，a动能减少量的数值等于b动能增加量与产热之和，故A错误B正确；CD．最终共速速度对b棒解得根据能量守恒，两棒共产生的焦耳热为故CD正确。故选BCD。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、30.3不变【解析】

[1]钩码触地后木块做减速运动，计算其加速度大小应该用纸带的后一段，即5~1点之间的部分；[2]钩码触地后，木块只在滑动摩擦力作用下做匀减速运动，有f=maf=mg木块与木板间的动摩擦因数=0.3；[3]由于钩码触地后细线不再提供拉力，减速运动的加速度与之前的加速运动情况无关，所以不影响测量结果，测得的动摩擦因数与实际值相比不变。12、（1）B（2）（3）m1x1=m2x2【解析】

（1）由题意可知，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，则由EP=mv2即可求得弹性势能；故应测量小球的质量m以及通过光电门的速度v，为了测量小球的速度，在做平抛动的水平位移，压缩量以及时间和小球的直径均不需要测量；故B正确，ACD错误．故选B；（2）由（1）可知，EP=m1v12+m2v22由h=gt2可得：平抛运动的时间t=；根据水平方向上的匀速直线运动规律可知：v1=；v2=即EP=m1v12+m2v22=（3）根据动量守恒定律可知，两球碰前动量为零，碰后方向向反，设向左为正，则有：0=m1v1-m2v2再根据水平方向x=vt可得：m1x1=m2x2；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)此过程中被封气体内能不变，是放热(2)84cm3【解析】

(1)气体温度不变，则内能不变