2024届湖北省西南三校合作体高考物理五模试卷含解析

2024届湖北省西南三校合作体高考物理五模试卷

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；木题共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，两条轻质导线连接金属棒PQ的两端，金属棒处于匀强减场内且垂直于磁场。金属棒的质量〃?=0.2kg,

长度L=lm°使金属棒中通以从。到尸的恒定电流/=2A,两轻质导线与竖直方向成30'角时，金属棒恰好静止。

则磁场的最小磁感应强度（重力加速度g取lOm/sD（）

A.大小为0.25T,方向与轻质导线平行向下

B.大小为0.5T,方向与轻质导线平行向上

C.大小为0.5T,方向与轻质导线平行向下

D.大小为0.25T,方向与轻质导线平行向上

2、如图，A代表一个静止在地球赤道上的物体、B代表一颗绕地心做匀速圆周运动的近地卫星，C代表一颗地球同步

轨道卫星。比较A、B、C绕地心的运动，说法正确的是（）

A.运行速度最大的一定是BB.运行周期最长的一定是B

C.向心加速度最小的一定是CD.受到万有引力最小的一定是A

3、如图所示是某一单色光由空气射入截面为等腰梯形的玻璃砖，或由该玻璃砖射入空气时的光路图，其中正确的是

（）（已知该玻璃砖对该单色光的折射率为1.5）

甲乙内T

A.图甲、图丙B.图甲、图丁C.图乙、图丙D.图乙、图丁

4、如图是质谱仪的工作原理示意图，它是分析同位素的一种仪器，其工作原理是带电粒子（不计重力）经同一电场加

速后，垂直进入同一匀强磁场做圆周运动，挡板D上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片4A2。若（）

A.只增大粒子的质量，则粒子经过狭缝P的速度变大

B.只增大加速电压U,则粒子经过狭缝P的速度变大

C.只增大粒子的比荷，则粒子在磁场中的轨道半径变大

D.只增大磁感应强度，则粒子在磁场中的轨道半径变大

5、2019年诺贝尔物理学奖授予了三位天文学家，以表彰他们对于人类对宇宙演化方面的了解所作的贡献。其中两位

学者的贡献是首次发现地外行星，其主要原理是恒星和其行星在引力作用下构成一个“双星系统”，恒星在周期性运动

时，可通过观察其光谱的周期性变化知道其运动周期，从而证实其附近存在行星。若观测到的某恒星运动周期为T,

并测得该恒星与行星的距离为L己知万有引力常量为G,则由这些物理量可以求得（）

A.行星的质量B.恒星的质量

C.恒星与行星的质量之和D.恒星与行星圆周运动的半径之比

6、某空间区域有竖直方向的电场（图甲中只画出了一条电场线），一个质量为加、电荷量为《的带正电的小球，在电

场中从4点由静止开始沿电场线竖直向下运动，不计一切阻力，运动过程中小球的机械能E与小球位移x关系的图象

如图乙所示，由此可以判断（）

A.小球所处的电场为匀强电场，场强方向向下

B.小球所处的电场为非匀强电场，且场强不断减小，场强方向向上

C.小球可能先做加速运动，后做匀速运动

D.小球一定做加速运动，且加速度不断减小

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、下列说法正确的是（〉

A.当障碍物或孔的尺寸比波长大或差不多时，才能发生明显的衍射现象

B.不鸣笛的汽车向你驶来时听到的频率不等于喇叭发声频率是属于声波的干涉现象

C.频率相同的两列波相遇，波谷和波谷相遇处为振动加强点

D.增大单摆的摆长，单摆摆动的频率将减小

E.弹簧振子的振幅越小，其振动频率将保持不变

8、如图所示，电路中《、&均为可变电阻，电源内阻不能忽略，平行板电容器C的极板水平放置。闭合开关S,电

路达到稳定时，带电油滴悬浮在两板之间静止不动，如果仅满足下列各选项中的条件，油滴仍可能静止不动的是（）

A.增大凡的阻值，增大R2的阻值

B.增大R1的阻值，减小&的阻值

c.减小飞的阻值，增大R2的阻值

D.减小R1的阻值，减小R2的阻值

9、下列说法正确的是（）

A.水龟可以停在水面上是因为液体具有表面张力

B.功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功

C.当两分子间距离大于平衡位置的间离时，分子间的距离越大，分子势能越小

D.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点

E.气体分子无论在什么温度下，其分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点

10、如图为一列简谐横波在U0时的波形图，波源位于坐标原点，已知当U0.5s时x=4cm处的质点第一次位于波谷,

下列说法正确的是（）

⑴用游标卡尺测量遮光条的宽度d,示数如图乙，则4=cm；

⑵实验时，滑块从光电门1的右侧某处由静止释放，测得滑块经过第一个光电门时遮光条遮光时间为A，=25ms,则

遮光条经过光电门1时的速度v=m/s；（结果保留一位有效数字）

⑶保持其它实验条件不变，只调节光电门2的位置，滑块每次都从同一位置由静止释放，记录几组x（单位为m）及

X

其对应的，（单位为s）,作出二-7图像如图丙，图像不过原点的原因是________,滑块加速度的大小。=o

t

（结果保留一位有效数字）

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）加图所示.一内壁光滑的长圆柱形容器，器壁绝热、底面积为S且导热性能良好.初始时开口向卜竖言

放置。容器内有两个质量均为装的绝热活塞A和B。在A与B之间封有一定质量温度为方、高度为d的理想气体

5g

甲，B与容器底面之间封有一定质量的理想气体乙，平衡时甲、乙两部分气体的体积均相等。现让容器缓慢倒过来开

口向下竖直放置，两个活塞再次平衡，此时气体甲的体积变为原来的5倍。活塞与器壁间密闭性能好，且无摩擦，外

界的温度不变，大气压强为po,重力加速度取以求：

①容器开口向下放置时气体甲的温度；

②容器开口向下放置时气体乙的体积。

14.（16分）如图所示为两个完全相同的半球形玻璃砖的截面，二二，二二半径大小为凡其中二二为两球心的连线，一细

光束沿平行于二二的方向由左侧玻璃砖外表面的a点射入，已知a点到轴线二二的距离为？，光束由左侧玻璃砖的d点

射出、然后从右侧玻璃砖的c点射入，最后恰好在右侧玻璃砖内表面的f点发生全反射，忽略光束在各面的反射，已知两玻

璃砖的折射率均为二二。求：

⑴光束在d点的折射角;

(ii)e点到轴线二二的距离。

15.(12分)一简谐横波以4m/s的波速沿水平绳向x轴正方向传播.已知U0时的波形如图所示，绳上两质点M、N

3

的平衡位置相距二波长.设向上为正，经时间4(小于一个周期)，此时质点M向下运动，其位移仍为0.02m.求

(i)该横波的周期;

(ii)九时刻质点N的位移.

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、B

【解析】

说明分析受力的侧视图(右视图)如图所示

磁场有最小值纥加，应使棒平衡时的安培力有最小值膜min棒的重力大小、方向均不变，悬线拉力方向不变，由“力三

角形”的动态变化规律可知

国min="gsin30。

又有

联合解得

_mgsin30

D-=------------=0.5T

M,N]L

由左手定则知磁场方向平行轻质导线向上。故ACD错误，B正确。

故选Bo

2、A

【解析】

A.因AC的角速度相同，则由片（"可知，vc>v.\;对BC卫星,由V=J------可知，VR>VCf可知MB>VC>VA>选项A

正确;

B.因AC周期相同；而对BC卫星，根据7=可知，C的周期大于B,可知运行周期最长的是AC,选项B

错误；

C.因AC的角速度相同，则由。2r可知，ac>a.x；对BC卫星，由上可知，QB>GC,可知aB>ac>GA,向心加

r-

速度最小的一定是A,选项C错误；

D.三个物体的质量关系不确定，不能比较受到万有引力的关系，选项D错误。

故选A。

3、C

【解析】

单色光由空气射入玻璃砖时，折射角小于入射角。图甲错误。图乙正确；当该单色光由玻璃砖射入空气时，发生全反

射的临界角的正弦值

・「12

sinC=­=—

n3

因为

sin45°=—>-

23

所以临界角Cv45。，图丙、图丁中该单色光由玻璃砖射入空气时的入射角为47。，大于临界角，会发生全反射，图

丙正确，图丁错误。

故选C。

4、B

【解析】

AB.粒子在电场中加速时，根据动能定理可得

—mv2=UqC）

2

即

所以粒子质量增大，则粒子经过狭缝P的速度变小，只增大加速电压U,则粒子经过狭缝P的速度变大，A错误B正

确；

CD.粒子在磁场中运动时有

v2_

qvB=m—②

r

联立①②解得

B

所以只增大粒子的比荷（幺增大）或只增大磁感应强度，半径都减小，CD错误。

m

故选B。

5、C

【解析】

恒星与行星组成双星，设恒星的质量为行星的质量为加。以恒星为研究对象，行星对它的引力提供了向心力，假

设恒星的轨道半径为打，动力学方程为

GMm./21丫

——=M\——r

CIrJ1

得到行星的质量

GT2

以行星为研究对象，恒星对它的引力提供了向心力，假设行星的轨道半径为r2,动力学方程为

GMm(2万

一--=m\一

1}IT4

得到恒星的质量

4万经2G

M=

GT2

则有

4兀2c

M+m=

GT，

故ABD错误，C正确。

故选C。

6、B

【解析】

AB.由乙图中机械能E与小球位移x关系可知，机械能减小，因为机械能减小，说明除重力之外的力对物体做负功,

可得电场力做负功，因此，电场力方向竖直向上，小球带正电荷，所受电场力方向与场强方向一致，即场强方向竖直

向上，又根据E—x图线斜率的绝对值越来越小，说明电场力越来越小，电场强度越来越小，故A错误，B正确；

C.带正电小球所受合外力等于重力减去电场力，电场力不断减小，则合外力不断变大，加速度不断变大，说明小球

做加速度越来越大的变加速运动，故CD错误。

故选Bo

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、CDE

【解析】

当障碍物或孔的尺寸比光的波长小很多或相差不大时，光可以发生明显的衍射现象，A错误；不鸣笛的汽车向你驶来

时听到的频率不等于喇叭发声频率是属于声波的多普勒效应，B错误；频率相同的两列波的波谷和波谷相遇处的质点

振动是加强点，C正确；根据7=2兀可知当摆长增大时，单摆的周期增大，频率减小，D正确；根据简谐运动

的周期由振动系统本身决定，与振幅无关，频率与周期的关系为了=",即频率与振幅也无关，E正确；选CDE.

8、AD

【解析】

A.电路稳定时，电容器的电压等于可变电阻此的电压，当增大品、及阻值时，可导致总电流减小，根据欧姆定律,

电阻小两端电压可能不变，则极板间电压不变，电场强度不变，油滴受到的电场力不变，则油滴静止不动，故A符

合题意；

B.电路稳定时，当增大修的阻值，减小心的阻值，则根据闭合电路欧姆定律可知，电阻及两端的电压减小，极板

间电场强度减小，油滴受到的电场力减小，则油滴向下运动，故B不符合题意；

C.电路稳定时，当减小拈的阻值，增大此的阻值，则根据闭合电路欧姆定律可知，电阻&两端的电压增大，极板

间电场强度增大，油滴受到的电场力增大，则油滴向上运动，故c不符合题意；

D.电路稳定后，当减小品的阻值，减小&的阻值，可能导致总电流增大，根据欧姆定律，电阻R2两端电压可能不

变，则极板间电压不变，电场强度不变，油滴受到的电场力不变，则油滴静止不动，故D符合题意。

故选AD,

9、ADE

【解析】

A.水虽可以停在水面上是因为液体具有表面张力的缘故，故A符合题意；

B.功可以全部转化为热；而热量也可以全部转化为功，但要引起其他方面的变化，故B不符合题意；

C.当两分子间距离大于平衡位置的间距用时，分子力表现为引力，分子间的距离增大，分子引力做负功，分子势能

增加，故C不符合题意；

D.液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故D符合题意；

E.气体分子无论在什么温度下，根据统计规律知道气体的分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点，故E符合

题意。

故选ADEo

10、ADE

【解析】

A.由图可得，U0时平衡位置为1.5cm质点处于波谷，U0.53时，x=4cm处的质点第一次位于波谷，则有

A.r4-1.5...

v=——=--------cm/s=5cm/s

t0.5

故A正确；

B.根据

丁42XX.

T=—=—s=0.4s

v5

那么频率

/=-=2.5Hz

T

故B错误；

C.由波的传播方向沿着x轴正方向，依据上下波法，则波源在U0时，运动速度沿y轴负方向，故C错误;

D.由图可知，正好是波长的一个半，而周期为0.4s,因此此时波源振动已经历0.6s,故D正确;

E.当时，x=2.5cm质点处于波峰，而波峰传播x=10cm的质点的时间为

10-2.5「

t---------s-1.5s

5

故E正确。

故选ADEo

【点睛】

此题是机械波的传播问题，考查波长、波速及周期的关系，掌握由波的传播方向来确定质点的振动方向的方法：上下

波法、同侧法等。

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、(1)3.33(2)0.32〜0.36大于滑轮与轴承、细线间有摩擦，纸带与打点计时器间有摩擦等(3)不需

要

【解析】

(1)已知打点周期r=o.O2s,根据逐差法可得木块的加速度为：

国6-/3(8.20—3.50—3.50)x10~

=3.33m/s2.

9T29x0.022

(2)设木块的质量为根据牛顿第二定律有，，咫-/=(M+0.02)。，/=〃(M+0.02一机)g,联立可解得加速

度为：a=a+由丙图可知，当〃下0时，。=〃g=3.3m/s2＞则木块与木板间动摩擦因数〃=0.34,

M+0.02

因滑轮与轴承、细线间有摩擦，纸带与打点计时器间有摩擦，所以测量值大于真实值.

(3)实验中没有采用细线拉力等于重力，所以不需要满足悬挂钩码总质量远小于木块和槽中钩码总质量.

12、0.750.3经过光电门1时速度不为00.4

【解析】

(1)[1].主尺:0.7cm»游标尺：对齐的是5,所以读数为；5x0.1mm=0.5mm=0.05cm,

故遮光条宽度为：d=0.7cm+0.05cm=0.75cm；

(2)[2].滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度。

则滑块经过光电门时的速度为

d0.0075,”，

v=——=------m/s=().3in/s

a0.025

(3)[3][41.滑块在两光电门间做匀加速直线运动，由位移公式可得

变形可得

X1

7=%+/

由图象可知，图象与纵轴的交点表示经过光电门1的速度，则图象不过原点的原因是经过光电门1的速度不为0；

图象的斜率

k=-a=0.2

2

那么滑块加速度的大小

«=2Ar=0.4m/s2o

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。

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13、®TJi=—T0；②qdS

【解析】

①初始状态下，对活塞A、B受力分析，均处于平衡状态，得

mg+6s=%S

mg+%S=P乙S

倒置后