北京市西城区月坛中学2024届高考物理五模试卷含解析

北京市西城区月坛中学2024届高考物理五模试卷

注意事项

1.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回.

2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5亳米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置.

3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符.

4.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他

答案.作答非选择题，必须用05亳米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效.

5.如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗.

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、我国计划于2020年发射火星探测器，如图是探测器到达火星后的变轨示意图，探测器在轨道I上的运行速度为匕，

在轨道n上尸点的运行速度为外，。点的运行速度为匕，在轨道m上尸点的运行速度为由，R点的运行速度为吟，则

下列关系正确的是

轨道口

*

A.v2<\\B.V]<v5

D.匕＞工

C.v4>v2

匕%

2、如图所示，材料相同的物体A、B由轻绳连接，质量分别为叩和加2且〃在恒定拉力户的作用下沿斜面向

上加速运动。则（）

A.轻绳拉力的大小与斜面的倾角〃有关

B.轻绳拉力的大小与物体和斜面之间的动摩擦因数〃有关

C.轻绳拉力的小与两物体的质量/川和〃”有关

D.若改用F沿斜面向下拉连接体，轻绳拉力的大小不变

3、某移动电源上标志的4500mAh反映的物理量是（）

A.电压B.电量

C.功率D.能量

4、如图，直线4〃为某电场的一条电场线，a、6c是电场线上等间距的三个点。一个带电粒子仅在电场力作用下沿

电场线由〃点运动到c点的过程中，粒子动能增加，且。、方段动能增量大于乩c段动能增量，叫6c三点的电势

分别为仰、外、如，场强大小分别为瓦、Eb、Ec,粒子在氏C三点的电势能分别为Ep八Epb、£pco下列说法正

确的是（）

A.电场方向由A指向5B.（pa>（pb>（pc

C.EPa>Ept>>EpcD.Ea>Eb>Ec

5、下列说法正确的是（）

A.中子与质子结合成笊核时吸收能量

B.卢瑟福的。粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的

C.入射光照射到某金属表面发生光电效应，若仅减弱该光的强度，则不可能发生光电效应

D.根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道，原子的能量减少，电子的动能增加

6、如图所示，在水平光滑的平行金属导轨左端接一定值电阻£,导体棒ab垂直导轨放置，整个装置处于竖直向下的

匀强磁场中。现给导体棒一向右的初速度用,不考虑导体棒和导轨电阻，下列图象中，导体棒速度了随时间的变化和

通过电阻R的电荷量q随导体棒位移的变化描述正确的是（）

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，上、下表面平行的玻璃砖置于空气中，一束复色光斜射到上表面，穿过玻璃后从下表面射出，分成。、

力两束单色光。下列说法中正确的是（）

A.。、力两束单色光相互平行

B.。光在玻璃中的传播速度大于力光

C.在玻璃中a光全反射的临界角大于占光

D.用同一双缝干涉装置进行实验，。光的条纹间距小于》光的条纹间距

8、某课外兴趣小组欲利用如图所示的电路探究光电效应现象，V为理想电压表。G为灵敏电流计。电路闭合后，用绿

光照射光电管，发现灵敏电流计发生了偏转。保持滑动变阻器滑片尸位置不变，以下说法正确的是（）

A.保持人射光为绿光，若增大入射光强度，则灵敏电流计的示数会增大

B.换用紫光照射光电管，逸出电子的最大初动能比绿光照射时大

C.换用红光照射光电管，则灵敏电流计的指针一定不会发生偏转

D.换用黄光照射光电管，灵敏电流针指针未发生偏转，若只增大入射光强度。灵敏电流计指针可能发生偏转

9、如图所示，粗糙绝缘的水平面附近存在一平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，在x轴上的电

势少与坐标x的关系如图中曲线所示，曲线过（0.L4.5）和（0.15,3）两点，图中虚线为该曲线过点（0.15,3）的

切线。现有一质量为0.20kg、电荷量为+2.0x10-C的滑块P（可视为质点），从x=0.10m处由静止释放，其与水平

面的动摩擦因数为0・02,取重力加速度g=10m*。则下列说法中正确的是（）

A.滑块P运动过程中的电势能逐渐减小

B.滑块P运动过程中的加速度逐渐增大

C.x=0.15m处的电场强度大小为2.0x11）6N/C

D.滑块P运动的最大速度为0.5m/s

10、关于光的干涉和衍射现象，下列各种说法中正确的是（）

A.光的干涉条纹和衍射条纹都是光波登加的结果

B.光可以发生干涉和衍射现象，所以光是一种波

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）“801所”设计的磁聚焦式霍尔推进器可作为太空飞船的发动机，其原理如下：系统捕获宇宙中大量存在

的等离子体（由电量相同的正、负离子组成）经系统处理后，从下方以恒定速率力向上射入有磁感应强度为新、垂直纸

面向里的匀强磁场区域I内.当栅极MN、尸。间形成稳定的电场后，自动关闭区域I系统（关闭粒子进入通道、撤去

磁场'）,区域H内有磁感应强度大小为心、垂直纸面向外的匀强磁场，磁场右边界是直径为。、与上下极板相切的

半圆（圆与下板相切于极板中央A）.放在A处的放射源能够向各个方向均匀发射速度大小相等的武原子核，俄原子核

经过该区域后形成宽度为。的平行愈粒子束，经过栅极MN、尸。之间的电场加速后从喷出，在加速筑原子核的过

程中探测器获得反向推力（不计掠原子核、等离子体的重力，不计粒子之间相互作用于相对论效应）.已知极板长

RM=2。,栅极MN和尸。间距为d,危原子核的质量为〃?、电荷量为夕，求：

d

（1）低原子核在A处的速度大小及；

⑵氤原子核从PQ喷出时的速度大小V3；

（3）因区域n内磁场发生器故障，导致区域n中磁感应强度减半并分布在整个区域n中，求能进入区域i的敬原子核占

A处发射粒子总数的百分比.

14.（16分）如图所示，在xOy平面直角坐标系中，直角三角形ACD内存在垂直平面向里磁感应强度为B的匀强磁

场，线段CO=OD=L,CD边在x轴上，ZADC=30%电子束沿y轴方向以相同的速度vo从CD边上的各点射入磁场,

已知这些电子在磁场中做圆周运动的半径均为g,在第四象限正方形ODQP内存在沿x轴正方向、大小为E=Bv”的

匀强电场，在尸一L处垂直于y轴放置一足够大的平面荧光屏，屏与y轴交点为P。忽略电子间的相互作用，不计电

子的重力。

（1）电子的比荷；

⑵从X粕最右端射入电场中的电子打到荧光屏上的点与P点间的距离：

⑶射入电场中的电子打到荧光屏上的点距P的最远距离。

15.（12分）如图所示，真空中有一个半径r=0.5m的圆形磁场区域，与坐标原点O相切，磁场的磁感应强度大小^=2x10

-4T,方向垂直于纸面向外，在x=lm处的竖直线的右侧有一水平放置的正对平行金属板M、N,板间距离为d=0.5m,

板长L=1m,平行板的中线的延长线恰好过磁场圆的圆心Ou若在。点处有一粒子源,能向磁场中不同方向源源不断

的均匀发射出速率相同的比荷为旦=1x108。K，且带正电的粒子，粒子的运动轨迹在纸面内，一个速度方向沿），轴正

m

方向射入磁场的粒子，恰能从沿直线QO3方向射入平行板间。不计重力及阻力和粒子间的相互作用力，求：

（1）沿y轴正方向射入的粒子进入平行板间时的速度P和粒子在磁场中的运动时间/o；

（2）从M、N板左端射入平行板间的粒子数与从O点射入磁场的粒子数之比；

（3）若在平行板的左端装上一挡板（图中未画出，挡板正中间有一小孔，恰能让单个粒子通过），并且在两板间加上

如图示电压（周期To）,N板比M板电势高时电压值为正，在x轴上沿x轴方向安装有一足够长的荧光屏（图中未画

出），求荧光屏上亮线的左端点的坐标和亮线的长度

2"

9

40

04>C10-*5

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】

A.在轨道I上尸点的速度小于轨道n上尸点的速度，选项A错误；

B.在轨道I上的速度大于经过。点的圆轨道上的速度，即大于轨道n上。点的速度，选项B错误；

C.探测器在轨道I上运行，若经过尸点时瞬时加速，就变成椭圆轨道，而且在尸点加速时获得的速度越大，椭圆轨

道的远火星点就越远，轨道ni的远火星点R比轨道n上的远火星点。更远，因此匕＞为，选项c正确；

D.设尸点到火星中心的距离为r,0点到火星中心的距离为口，K点到火星中心的距离为r2,由开普勒第二定律有：

v2r=,v4r=v5r2,r2＞rif则”＜、，选项D错误.

V3V5

故选c.

2、C

【解析】

ABC.以物体A、8及轻绳整体为研究对象根据牛顿第二定律得

/一(町+m2)gsin9-〃(叫+m2)gcos0=(rri[+m2)a

解得

F八八

a=-----------gsin。一pgcos0

w1+吗

再隔离对3分析，根据牛顿第二定律得

T-sin8-42gcos0=m2a

解得

-m.F

T=----=----

叫+m2

则知绳子的拉力与斜面倾角8无关，与动摩擦因数〃无关，与两物体的质量，川和，吸有关，选项C正确，AB均错误;

D.若改用尸沿斜面向下拉连接体，以物体A、3及轻绳整体为研究对象，根据牛顿第二定律得

F+(〃％+m2)gsin9-〃(叫+m2)gcos6=(m1+m2)a

解得

a=----------+gsin。-4cos，

町+m2

再隔离对A分析，根据牛顿第二定律得

T'十町gsin0-〃叫gcos0=mAa

解得

丁，_町）

mx+in2

可知轻绳拉力的大小改变，选项D错误。

故选C。

3、B

【解析】

移动电源上标志的4500mAh反映的物理量是电量，表示以4500mA放电，可以放一个小时，故B正确，ACD错误.

故选B

4、C

【解析】

AB.粒子的电性不确定，则不能确定电场的方向，也不能判断各点的电势关系，选项AB错误；

CD.粒子在电场中只受电场力作用，则动能增加量等于电势能减小量；由。点运动到c点的过程中，粒子动能增加，

则电势能减小，则EM>Epb>Epc；因处b段动能增量大于Ac段动能增量，可知他段的电势差大于股段的电势差,

根据可知，时段的电场线比反段的密集，但是不能比较三点场强大小关系，选项C正确，D错误。

故选C

5、D

【解析】

A.中子与质子结合成笊核的过程中有质量亏损，释放能量，故A错误；

B.卢瑟福的〃粒子散射实验揭示了原子的核式结构模型，故B错误；

C.根据光电效应方程知

一叱）

入射光的频率不变，若仅减弱该光的强度，则仍一定能发生光电效应，故c错误；

D.电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，放出光子，总能量减小；根据

kQqv2

——=m—

可知半径越小，动能越大，故D正确。

故选D。

6、B

【解析】

AB.导体棒做切割磁感线运动，产生感应电流，受到向左的安培力，导体棒做减速运动，随着速度的减小，感应电流

减小，导体棒所受的安培力减小，则加速度减小，了一，图像的斜率绝对值减小，丫一/图像是曲线且斜率减小，故A错

误，B正确；

CD.通过电阻R的电量

△①BLx

q=----=-----

RR

则知4一》图像是过原点的倾斜的直线，故CD错误。

故选B。

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。分。

7、AD

【解析】

A.据题意，通过平行玻璃砖的光，出射光线与入射光线平行，故选项A正确；

B.单色光。偏折程度较大，则。光的折射率较大，据u=£可知，在介质中。光的传播速度较小，故选项B错误；

n

C.据sinC=L可知，。光发生全反射的临界角较小，故选项C错误；

n

D.a光折射率较大，a光的波长较小，又据心=4幺可知，。光进行双缝干涉实验时条纹间距较小，故选项D正确。

a

8、AB

【解析】

A.保持入射光为绿光，若增大入射光强度，单位时间单位面积上照射出的光电子数目会增多，从而会使饱和电流增

大,A符合题意；

B.换用紫光照射光电管，即增大入射光频率，根据爱因斯坦光电效应方程

Ek=hv-W.

知逸出电子的最大初动能比绿光照射时大，B符合题意；

C.用绿光照射光电管，能发生光电效应，说明绿光的频率大于该金属的截止频率，但无法判断红光的频率是否大于

该金属的截止频率，即换用红光照射光电管，也可能发生光电效应，即灵敏电流计的指针可能会发生偏转，C不符合

题意；

D.换用黄光照射光电管，灵敏电流计指针未发生偏转，说明黄光的频率小于该金属的截止频率，若只增大人射光强

度，灵敏电流计指针依然不可能发生偏转，D不符合题意。

故选AB。

9、AC

【解析】

A.在伊x图像中，图线的斜率表示电场强度，由图可知，滑块P运动过程中，电场方向不变，电场力始终做正功，

则电势能逐渐减小，故A正确；

BC.由A可知，图线的斜率表示电场强度，x=0.15m处的场强为

66

E=四="I。N/c=2X10N/C=2.0xl0N/C

Ar0.3-0.15

则此时的电场力大小为

F=^=2X10~8X2X106N=0.04N

滑动摩擦力大小为

f-2g=0.02x0.2x1ON=0.04N

此时电场力与滑动摩擦力大小相等，由图可知图线斜率逐渐减小，故在x=0.15m之前，电场力大于摩擦力，滑块做

加速运动，加速度逐渐减小，在x=O.I5m之后，电场力小于摩擦力，做减速运动，加速度逐渐增大，故B错误，C

正确；

D.滑块加速度为零时，速度最大，由BC选项可知，在x=0.15m时，电场力和摩擦力大小相等，加速度为零，此时

滑块的速度最大，根据动能定理得

qU-=-0

由图可知0.10m处和0.15m处的电势差大约为1.5xlO'V,代入解得最大速度大约为u=0.1m/s,故D错误。

故选AC,

10、ABD

【解析】

A.干涉条纹是两列频率相同、相位和振动情况相同的光波叠加，衍射条纹是从单缝通过的两列或多列频率相同的光

波叠加，故A正确；

B.干涉和衍射是波的特有现象，光可以发生干涉衍射现象，光是波，故B正确；

C.干涉和衍射都产生明暗相间的条纹，但干涉条纹的宽度是相等的，而衍射条纹宽度不等，中央最宽，故C错误；

D.通过狭缝观察日光灯看到彩色条纹是单缝衍射现象，故D正确：

D.白光是由各种不同颜色的单色光组成的复色光，光的颜色由频率决定，不同单色光，频率不同，在真空中传播速

度相同，故E错误。

故选ABDo

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、0.50.2

【解析】

⑴由图形力得加速度a和所受拉力F的关系图象的斜率

k=2=-

F

所以滑块和位移传感器发射部分的总质量

b1

m=—=—=0.5kg

ak

⑵由图形b得，在水平轨道上尸=1N时，加速度”0,根据牛顿第二定律得

F—=0

解得

A=0.2

12、1500xlO14.550

【解析】

由闭合电路欧姆定律可知内阻为

E15

/?,,=-=^-Q=1500Q

V!10.001

[2]故中值电阻应为1500Q,根据多用电表的刻度设置可知，表盘上只有两种档位，若为X1,则中性电阻太大，不符合

实际，故欧姆表倍率应为“xlO”

(2)[3]为了得到“xi”倍率，应让满偏时对应的电阻为1500,电流

/,=—A=0.01A

,150

此时表头中电流应为0.001A；则与之并联电阻R3电流应为

=(().01-0.001)A=0.009A

则有

E-I.R.1.5-0.009x150^“

凡D+片----U=------------------------Q=15Q

-1}0.01

所以

&2=15C—0.5c=14.5C

[4]由图可知电流为0・75mA,总电阻

R,.=—X103Q=2000Q

心().75

待测电阻

R测=20000—1500C=50C

对应的刻度应为50c

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。

B?Dq⑵8BMqdm+B；D2q2(3)NE4N=90。1

13、(1)

2m4/H2

【解析】

(1)离子在磁场中做匀速圆周运动时：=心

r

根据题意，在A处发射速度相等，方向不同的色原子核后，形成宽度为。的平行你:原子核束，即r=£

2

B、Dq

则：VL

2=^2Tm-

(2)等离子体由下方进入区域I后，在洛伦兹力的作用下偏转，当粒子受到的电场力等于洛伦兹力时，形成稳定的匀

强电场，设等离子体的电荷量为/,则“'=8产q'

即f=4M

氤原子核经过区域I加速后，离开尸。的速度大小为匕，根据动能定理可知:

其中电压U=Ed=4匕"

联立可得也=

4〃厂

(3)根据题意，当区域H中的磁场变为笈之后，根据r二与一可知，r,=2r=D

o2q

①根据示意图可知，沿着Ab方向射入的颔原子核，恰好能够从M点沿着轨迹1进入区域I,而沿着A/左侧射入的

粒子将被上极板KM挡住而无法进入区域I.

该轨迹的圆心。，正好在N点，=所以根据几何关系关系可知，此时NE4N=90°;

②根据示意图可知，沿着AG方向射入的氤原子核，恰好从下极板N点沿着轨迹2进入区域I,而沿着AG右侧射入

的粒子将被下极板SN挡住而无法进入区域I.

AO2=AN=NO2=Df所以此时入射角度/GAN=30°.

根据上述分析可知，只有NE4G=600这个范围内射入的粒子还能进入区域L该区域的粒子占4处总粒子束的比例

.60°1

为〃=——-=-

180°3

e3v2L3

14、(1)—=-^0(2)—(3)-Lr

mBL34

【解析】

根据电子束沿速度V。射入磁场,然后进入电场可知，本题考查带电粒子在磁场和电场中的运动，根据在磁场中做圆周

运动，在电场中做类平抛运动,运用牛顿第二定律结合几何知识并且精确作图进行分析求解；

【详解】

(1)由题意可知电子在磁场中的轨迹半径，•='

3

由牛顿第二定律得炭％=切3

r

电子的比荷£=辿；

mBL

(2)若电子能进入电场中，且离。点右侧最远，则电子在磁场中运动圆轨迹应恰好与边AO相切，即粒子从尸点离

开磁场进入电场时，离。点最远：

设电子运动轨迹的圆心为O'点。则二三

从尸点射出的电子，做类平抛运动，有工=q27=与Ee广,，)，=w

32m

代入得产彳

电子射出电场时与水平方向的夹角为。有侬内=/=g

所以，从x轴最右端射入电场中的电子打到荧光屏上的点为G,则它与尸点的距离

tan。3

(3)设打到屏上离P点最远的电子是从(x,0)点射入电场，则射出电场时

(2xml2xL

XL-y

设该电子打到荧光屏上的点与P点的距离为x,由平抛运动特点得；=可

所以乂=2仁一卜2［殍7卜

33

所以当户/，有X,“=L。

【点睛】

本题属于带电粒子在组合场中的运动，粒子在磁场中做匀速圆周运动，要求能正确的画出运动轨迹，并根据几何关系

确定某些物理量之间的关系，粒子在电场中的偏转经常用化曲为宜的方法，求极值的问题一定要先找出临界的轨迹，

注重数学方法在物理中的应用。

1254

15、(1)IxlO4m/s,7.85xl(F5s；(2)-；(3)(—m,0),亮线长为一m。

363

【解析】

(1)由题意可知，沿)，轴正向射入的粒子运动轨迹如图示

则粒子在磁场中