2023-2024学年宁夏石嘴山某中学高考物理五模试卷含解析

2023-2024学年宁夏石嘴山三中高考物理五模试卷

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、如图所示为氢原子能级图，下列说法正确的是（）

4--------------0.85

3--------------1.51

2--------------3.4

i-------------------------------13.6

A.氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电势能减小，其核外电子的动能增大

B.氢原子从n=2能级向能级跃迁时辐射出的光子能量为17eV

C.一群处于〃=4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子频率最多有3种

D.用能量为9eV和4.6eV的两种光子司时照射大量的氢原子，有可能使处于基态的氢原子电离

2、宇宙中有一孤立星系，中心天体周围有三颗行星，如图所示。中心天体质量远大于行星质量，不考虑行星之间的万

有引力，三颗行星的运动轨道中，有两个为圆轨道，半径分别为门、门，一个为椭圆轨道，半长轴为a,2=门。在Af

时间内，行星H、行星W与中心天体连线扫过的面积分别为S2、S3;行星I的速率为力、行星H在B点的速率为也B、

行星n在E点的速率为V2E、行星m的速率为门，下列说法正确的是（）

B.行星II与行星III的运行周期相等

c.行星n与行星m在P点时的向心加速度大小相等

D.V3<Vl<V2E<V2B

3、如图所示，在屏MN的上方有磁感应强度为田的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。P为屏上的一小孔，PC马

MN垂直。一群质量为股、带电荷量为一夕（q>0）的粒子（不计重力），以相同的速率％从尸处沿垂直于磁场的方向

射入磁场区域。粒子入射方向在与磁场8垂直的平面内，且散开在与PC夹角为〃的范围内。则在屏MN上被粒子打

中的区域的长度为（）

2/nv(l-cos0)2wvcos62mv2??zv(l-sin0)

------------------B.-----C.——D.--------

qB----------qB---------qBqB

4、如图所示，匀强电场竖直向上，一带负电的小球从地面上方3点斜向上抛出，刚好速度水平向左击中4点，不计

空气阻力，若抛射点3向右水平移动一小段距离到仍使抛出的小球能够以速度方向水平向左击中A点，则可行

的是（）

A.减小抛射角夕，同时增大抛射速度-

B.减小抛射角〃，同时减小抛射速度/

C.增大抛射角〃，同时减小抛出速度-

D.增大抛射角同时增大抛出速度-

5、下列说法正确的是（）

铀核裂变的核反应是%以•+言：

A.A，11J\rKx+2Vn

B.玻尔根据光的波粒二象性，大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性

C.原子从低能级向高能级跃迁，不吸收光子也能实现

D.根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越大，光子的能量越大

6、如下图所示，光滑半圆槽质量为M,静止在光滑的水平面上，其内表面有一小球被细线吊着恰好位于槽的边缘处.

若将线烧断，小球滑到另一边的最高点时，圆槽的速度为（）

AB.向右C.向左D.不能确定

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，一理想变压器的原线圈与稳定的正弦交流电源相连，副线圈与定值电阻R。和均匀密绕的滑线变阻器£

串联。若不考虑温度对R。、R阻值的影响。在将滑动头产自〃匀速滑到b的过程中（）

A.原线图输入功率变大B.原线圈两端电压变大

C.R两端的电压变小D.R）消耗的电功率变小

8、如图所示，两根质量均为小的金属峰垂直地放在光滑的水平导轨上，左、右两部分导轨间距之比为1：2,导轨间

左、右两部分有大小相等、方向相反的匀强磁场，两棒电阻与棒长成正比，不计导轨电阻，现用水平恒力户向右拉

CD棒，在CD棒向右运动距离为s的过程中，AB棒上产生的焦耳热为°,此时AB棒和CD棒的速度大小均为阴

此时立即撤去拉力F,设导轨足够长且两棒始终在不同磁场中运动，则下列说法正确的是（）

A.v的大小等于」-

B.撤去拉力产后，AB棒的最终速度大小为£力方向向右

3

C.撤去拉力产后，CD棒的最终速度大小为1L方向向右

D.撤去拉力产后，整个回路产生的焦耳热为:〃*2

9、如图甲所示，由一根导线绕成的矩形线圈的匝数〃=10匝，质量盟=0.04kg、高力=0.05m、总电阻R=0.5C、竖

A

12.（12分）现用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验，如图所示。在滑块上安装一遮光条，把滑块放

在水平气垫导轨上，并用绕过定滑轮的细绳与钩码相连，光电计时器安装在8处。测得滑块（含遮光条）的质量为M,

钩码总质量为加，遮光条宽度为d,导轨上滑块的初始位置A点到8点的距离为L,当地的重力加速度为g。将滑

块在图示A位置释放后，光电计时器记录下遮光条通过光电门的时间为ZV。滑块从4点运动到3点的过程中，滑块

（含遮光条）与钩码组成的系统重力势能的减少量为,动能的增加量为o（均用题中所给字

母表示）

钩码

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，两个截面积都为S的圆柱形容器，右边容器高为〃，上端封闭，左边容器上端是一个可以在

容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞.两容器由装有阀门的极细管道相连，容器、活塞和细管导热性良好.左、右两

边容器中装有相同的理想气体，开始时阀门打开，平衡时活塞到容器底的距离为".现将阀门关闭，在活塞上放一个

质量也为M的磋码，活塞缓慢下降，直至系统达到新的平衡.已知外界温度恒定，外界大气压强为“°,重力加速度

为g，M若.

求：（1）当系统达到新的平衡时，活塞距底端的高度；

⑵当系统达到平衡后再打开阀门，活塞又缓慢下降，直到系统再次达到平衡，求左边气体通过阀门进入右边容器的质

量与右边气体原有质量的比值.

14.（16分）在纳米技术中需要移动或修补原子，必须使在不停地做热运动（速率约几百米每秒）的原子几乎静止下

来且能在一个小的空间区域内停留一段时间，为此己发明了“激光致冷”的技术。即利用激光作用于原子，使原子运动

速率变慢，从而温度降低。

（1）若把原子和入射光子分别类比为一辆小车和一个小球，则“激光致冷”与下述的力学模型相似。如图所示，一辆质量

为胆的小车（左侧固定一轻质挡板以速度M）水平向右运动；一个动量大小为p。质量可以忽略的小球水平向左射入小

车后动量变为零；紧接着不断重复上述过程，最终小车将停下来。设地面光滑。求：

①第一个小球入射后，小车的速度大小小

②从第一个小球入射开始计数到小车停止运动，共入射多少个小球？

（2）近代物理认为，原子吸收光子的条件是入射光的频率接近于原子吸收光谱线的中心频率如图所示，现有一个原子A

水平向右运动，激光束a和激光束b分别从左右射向原子A,两束激光的频率相同且都略低于原子吸收光谱线的中心

频率、请分析：

①哪束激光能被原子A吸收?并说明理由；

②说出原子A吸收光子后的运动速度增大还是减小。

。0©0b

15.（12分）如图所示，在倾角为37°的斜面上有质量均为〃?=1kg的物块48,两物块用平行于斜面的细线连接，细

线伸直。若由静止释放两物块，两物块沿斜面下滑的加速度大小为2m/s"若用水平向左的恒力厂作用在物块A上,

两物块可沿斜面向上匀速运动，己知两物块与斜面间的动摩擦因数相同，重力加速度g=10m/s2,sin37*=0.6,

cos370=0.8,求：

（1）物块与斜面间的动摩擦因数；

（2）作用在物块A上的水平恒力尸的大小。

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】

A.当氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，轨道半径变小，其核外电子的动能将增大，又此过程中电场力做正功，

其电势能减小，A项正确；

B.处于〃=2能级的氢原子跃迁到基态时，辐射出的光子的能量为（-4eV）-（-13.6eV）=10.2eV,B项错误；

C.根据C；=6可知，一群处于〃=4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子频率最多有6种，C项错误；

D.处于基态的氢原子要发生电离，吸收的光子能量必须大于等于13.6eV,D项错误。

故选A。

2、B

【解析】

AB.行星n、行星ni满足。=门，据开普勒第三定律知他们的运行周期相等，令△，等于一个周期，它们与中心天体连

线扫过的面积，椭圆面积小于圆面积，故A错误，B正确；

c.向心加速度为垂直于速度方向的加速度，行星n与行星in在尸点时加速度相等，但行星II在该点的向心加速度为

此加速度沿产至椭圆圆心方向的分量，小于行星HI在尸点时加速度，故C错误；

D.据"=J拶>半’考虑到1到n的变轨过程应该在“点加速'有力（也H,3到E过程动能向势能转化,

有也B>『2E，考虑到P2E小于在E点能够绕中心天体匀速圆周运动所需的速度PE，而改〈门，所以有V2EVy3,综上所

述V2E<V3<V1<V2B>故D错误；

故选B。

3、A

【解析】

粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得

nP2

qvB-m一

r

解得

mv

r=——

qB

粒子沿着右侧边界射入，轨迹如图1

XGXX

此时出射点最近，与边界交点与P间距为

/t=2，cos。

粒子沿着左侧边界射入，轨迹如图2

图2

此时出射点最近，与边界交点与P间距为

Z2=2rcos，

粒子垂直边界MN射入，轨迹如3图

图3

此时出射点最远，与边界交点与P间距为2r,故范围为在荧光屏上P点右侧，将出现一条形亮线，其长度为

2一2心s”2川-cos。）=2"cos。）

qB

故A正确，BCD错误。

故选A。

4、A

【解析】

由于小球速度水平向左击中A点，其逆过程是平抛运动，当水平速度越大时，抛出后落地速度越大，与水平面的夹角

则越小。若水平速度减小，则落地速度变小，但与水平面的夹角变大。因此减小抛射角0,同时增大抛射速度上才

能仍使抛出的小球能够以速度方向水平向左击中A点。选项A正确，BCD错误；

故选A。

5、C

【解析】A.铀核裂变的核反应是2浜/+"一以"一案Q+3),故A错误；

B、德布罗意根据光的波粒二象性，大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性，故B错误；

C、受到电子或其他粒子的碰撞，原子也可从低能级向高能级跃迁，不吸收光子也能实现，故C正确：

D、根据爱因斯坦的“光子说”可知，光的波长越大，根据波长越大，故能量E=越小，放D错误；

A

故选C。

6、A

【解析】对于系统来说，整体的动量守恒，系统的初动量为零，当小球滑到另一边的最高点时，小球和圆槽具有共同

的速度，根据总动量守恒可知，此时的速度都为零，所以圆槽的速度为零，所以A正确，BCD错误.故选A.

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】

AB,原线圈与稳定的正弦交流电源相连，则原线圈两端电压不变，由于匝数比不变，则副线圈两端电压不变，将滑动

头P自。匀速滑到6的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，副线圈中电流变大，由公式P=可知，副线圈

功率增大，则原线圈输入功率变大，故A正确，B错误；

C.由于副线圈中电流变大，则R)两端电压变大，副线圈两端电压不变，则火两端电压变小，故C正确；

D.将副线圈与飞看成电源，由于不知道滑动变阻器的最大阻值与岛的关系，则无法确定R。消耗的电功率的变化情

况，故D错误。

故选AC,

8、AC

【解析】

A.两棒的长度之比为1:2,所以电阻之比为1:2,由于电路在任何时刻电流均相等，根据焦耳定律：。二尸心，所以

C。棒的焦耳热为2Q,在CO棒向右运动距离为s的过程中，根据功能关系有

Fs=3Q+—mv2x2

Fs-3Q

故A正确;

BC.令A3棒的长度为，，则CD棒长为2。撤去拉力尸后，A8棒继续向左加速运动，而C。棒向右开始减速运动,

两棒最终匀速运动时，电路中电流为零，两棒切割磁感线产生的感应电动势大小相等，此时两棒的速度满足

BIVAB,=B'2lvcof

VAB-2vCDr

对两棒分别应用动量定理，有

F\Bt=inv\n,-mv

-Fc^mvcn'-inv

FCD=2FAB

所以

6

VXH，=—V

5

3

VCD，=~V

J

故B错误，C正确；

D.撤去外力歹到最终稳定运动过程根据能量守恒定律

Q=—mv1x2-—mvL--mvl=—mv2

22A828n1()

故D错误。

故选AC

9、AC

【解析】

A.从位置1到位置2,开始进入磁场，安培力向左，小车减速，全进入磁场后，回路磁通量不再变化，没有感应电流,

不受安培力开始匀速，所以根据图像可以看出小车长10cm,A正确

B.小车的位移x=15cm时，处于匀速阶段，磁通量不变，回路电流为零，B错误

c.小车进入磁场过程中：(M+m)v2-(M+m)v.=-nBlh-/=-nBhq,出磁场过程中:

-EAO

(M+/z?)v3-(M+m)v2=-nBlh-t=-nBhq,而进出磁场过程中电量：q=It=-t=n——，进出磁场过程中磁通

RR

量变化相同，所以电量相同，所以m匕一〃%=〃％一加彩，解得：h=lm/s,C正确

22

D.从位置2运动到位置3的过程中，根据能量守恒：1(M+/H)v2-1(M+/n)v3=e，解得：Q=0.06251,D错

误

10、BDE

【解析】

饱和汽压与温度有关，和体积无关，选项A错误；绝对湿度及压强表示其单位是Pa,相对湿度没有单位，则B正确;

空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，则C错误；气体做等温膨胀，分子密度变小,

气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数一定变少，则D正确；饱和汽和液体之间的动态平衡，是指汽化和液

化同时进行的过程，且进行的速率相等，则E正确；故选BDE。

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、上左3.3x10-2A

【解析】

开关S接通1,电容器充电，根据电源的正负极可知电容器上极板带正电。

[2]开关S接通2,电容器放电，通过电流表的电流向左。

(2)[3]充满电后电容器所带电荷量

e=C^=33O()xlO^FxlOV=3.3xl(r2C

(3)[4]AB.电容器充电过程中，电流逐渐减小，随着两极板电荷量增大，电流减小的越来越慢，电容器充电结束后，

电流减为0,A正确，B错误；

CD.电容是电容器本身具有的属性，根据电容的定义式。二茶可知，电荷量与电压成正比，所以图线应为过原点直

线，CD错误。

故选A。

(M+m)d2

2(加产

【解析】

[1]滑块从A点运动到4点的过程中，滑块(含遮光条)与钩码组成的系统重力势能的减少量为〃际心。

|2|通过光电门的速度丫二4，所以系统动能增加量为

Ar

g(M+〃2)/-0=(M+ni)d2

2(加尸

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)1：2

【解析】

(1)以左边气体为研究对象，活塞上未放物体前

气体压强Pi=〃o+W=2〃o、体积

放上物体后

气体压强〃2=〃。+半=3〃0、体积匕=”'S

由玻意耳定律得：=〃2K

代入数据解得：q

⑵以右边封闭气体为研究对象，设气体压强与左边相等时气柱高为Hf,

由玻意耳定律得：PM=P?H"S

代入数据解得：H—H

3

2、

H——H

根据几何关系得左