2024-2025学年湖北省八校鄂南高中、华师一附中高三第五次模拟考试物理试卷含解析

2024-2025学年湖北省八校（鄂南高中、华师一附中高三第五次模拟考试物理试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为地球同步卫星绕地球轨道半径的，则此卫星运行的周期大约是（）A．6h B．8.4h C．12h D．16.9h2、以开发核聚变能源为目的，被誉为“人造太阳”的中国环流器二号M（HL--2M）装置在2019年全国两会期间备受关注。下列核反应方程中属于核聚变反应的是（）A． B．C． D．3、在光滑的水平桌面上有两个质量均为m的小球，由长度为2l的拉紧细线相连．以一恒力作用于细线中点，恒力的大小为F，方向平行于桌面．两球开始运动时，细线与恒力方向垂直．在两球碰撞前瞬间，两球的速度在垂直于恒力方向的分量为（）A． B． C． D．4、频率为的入射光照射某金属时发生光电效应现象。已知该金属的逸出功为W，普朗克常量为h，电子电荷量大小为e，下列说法正确的是（）A．该金属的截止频率为B．该金属的遏止电压为C．增大入射光的强度，单位时间内发射的光电子数不变D．增大入射光的频率，光电子的最大初动能不变5、关于星系，下述正确的是A．星系是由宇宙中的恒星、气体和尘埃组成的B．银河系是一种不规则星系C．银河系中恒星只有少量的几颗D．太阳处于河外星系中6、电动平衡车因为其炫酷的操作，被年轻人所喜欢，变成了日常通勤的交通工具。平衡车依靠人体重心的改变，来实现车辆的启动、加速、减速、停止等动作。下表所示为某款电动平衡车的部分参数，若平衡车以最大速度行驶时，电机恰好达到额定功率，则下列说法中正确的是（）电池输出电压36V电池总容量50000mA·h电机额定功率900W最大速度15km/h充电时间2~3小时百公里标准耗电量6kW·hA．电池最多输出的电能约为1800JB．充满电的平衡车以额定功率行驶的最长时间约为2hC．该平衡车以最大速度行驶时牵引力约为60ND．该平衡车在标准情况下能骑行的最大里程约为3km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，均匀细杆AB质量为M，A端装有转轴，B端连接细线通过滑轮和质量为m的重物C相连，若杆AB呈水平，细线与水平方向夹角为θ时恰能保持平衡，则下面表达式中正确的是（）A．M=2msinθ B．滑轮受到的压力为2mgC．杆对轴A的作用力大小为mg D．杆对轴A的作用力大小8、2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”探测器成功在月球背面着陆，标志着我国探月航天工程达到了一个新高度，如图所示为“嫦娥四号”到达月球背面的巡视器。已知地球质量大约是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍。不考虑地球、月球自转的影响，则下列判断中最接近实际的是（）A．地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比为9：4B．地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比为81：16C．地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为9：2D．地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为2：99、三个质量相同的物体A、B、C如图所示放置在光滑的水平面上，斜劈A的倾角为，B的上表面水平，现对A施加水平向左的力，三个物体相对静止一起向左匀加速运动，重力加速度为，下列说法正确的是（）A．B、C间的摩擦力大小为B．A、B间的摩擦力大小为C．若A、B间，B、C间动摩擦因数相同，则逐渐增大，A、B间先滑动D．若A、B间，B、C间动摩擦因数相同，则逐渐增大，B、C间先滑动10、一颗子弹以水平速度v0穿入一块在光滑水平面上迎面滑来的木块后各自运动，设子弹与木块间相互作用力恒定，则该过程中子弹及木块的速度时间图象可能正确的是（图中实线为子弹图线，虚线为木块图线）（）A． B． C． D．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）某实验小组利用如图甲所示的实验装置“探究加速度与物体受力的关系”。图中A为质量为M的小车，连接在小车后的纸带穿过电火花计时器B，它们均置于已平衡摩擦力的一端带有定滑轮的足够长的木板上，钩码P的质量为m，C为弹簧测力计，实验时改变P的质量，读出测力计不同读数F，不计绳与滑轮的摩擦。(1)在实验过程中，_______（选填“需要”或“不需要”）满足“小车的质量远大于钩码的质量”这一条件。(2)乙图为某次实验得到的纸带，相邻计数点间还有四个计时点没有画出，已知电源的频率为f，由纸带可得小车的加速度表达式为a=__________（用x1、x2、x3、x4、f来表示）。(3)实验完毕后，某同学发现实验时的电压小于220V，那么加速度的测量值与实际值相比_______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。12．（12分）（1）为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图甲所示，用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面；如图乙所示的实验：将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板连接，则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，这两个实验说明______A.甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动．B.乙实验只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动C.不能说明上述规律中的任何一条D.甲、乙二个实验均能同时说明平抛运动在水平、竖直方向上的运动性质（2）关于“研究物体平抛运动”实验，下列说法正确的是______A.小球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差B.安装斜槽时其末端切线应水平C.小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放D.小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度尽可能低一些．E.将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行F.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点（3）如图丙，某同学在做平抛运动实验时得出如图丁所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，则：（g取）①小球平抛运动的初速度为______m/s．②小球运动到b点的速度为______m/s③抛出点坐标______cmy=______cm．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）如图甲所示，宽、倾角的金属长导轨上端安装有的电阻。在轨道之间存在垂直于轨道平面的磁场，磁感应强度B按图乙所示规律变化。一根质量的金属杆垂直轨道放置，距离电阻，时由静止释放，金属杆最终以速度沿粗糙轨道向下匀速运动。R外其余电阻均不计，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。求：(1)当金属杆匀速运动时电阻R上的电功率为多少？(2)某时刻金属杆下滑速度为，此时的加速度多大？(3)金属杆何时开始运动？14．（16分）如图为透明的球状玻璃砖的横截面。O为球心位置，OA=OB=R。玻璃对红光的折射率，一束红光从C点照向球面上的P点，经折射后恰好从OB的中点D垂直于OB射出。回答下面问题。(1)求AC两点间的距离；(2)若将入射光换成蓝光，光线仍从D点垂直OB射出，则入射点C´应在C点的哪侧？15．（12分）如图所示，在xOy平面内y轴与MN边界之间有沿x轴负方向的匀强电场，y轴左侧（I区）和MN边界右侧（II区）的空间有垂直纸面向里的匀强磁场，且MN右侧的磁感应强度大小是y轴左侧磁感应强度大小的2倍，MN边界与y轴平行且间距保持不变.一质量为m、电荷量为-q的粒子以速度从坐标原点O沿x轴负方向射入磁场，每次经过y轴左侧磁场的时间均为，粒子重力不计.（1）求y轴左侧磁场的磁感应强度的大小B;（2）若经过时间粒子第一次回到原点O,且粒子经过电场加速后速度是原来的4倍，求电场区域的宽度d（3）若粒子在左右边磁场做匀速圆周运动的半径分别为R1、R2且R1<R2,要使粒子能够回到原点O,则电场强度E应满足什么条件？

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】

由题意卫星的轨道半径是同步卫星半径的，根据开普勒第三定律有可得故ACD错误，B正确。

故选B。2、C【解析】

核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式，用快速粒子（天然射线或人工加速的粒子）穿入原子核的内部使原子核转变为另一种原子核的过程，这就是原子核的人工转变。由此可知：核反应方程是原子核的聚变反应；A．，是原子核的人工核转变，故A错误；B．，是原子核的人工核转变，故B错误；C．与分析相符，故C正确；D．属于裂变反应，故D错误。故选：C。3、B【解析】以两球开始运动时细线中点为坐标原点，恒力F方向为x轴正方向建立直角坐标系如图1，设开始到两球碰撞瞬间任一小球沿x方向的位移为s，根据对称性，在碰撞前瞬间两球的vx、vy、v大小均相等，对其中任一小球，在x方向做初速度为零的匀加速直线运动有：；；

；细线不计质量，F对细线所做的功等于细线对物体所做的功，故对整体全过程由动能定理有：F（s+l）=2×mv2；由以上各式解得：

，故选B．4、B【解析】

A．金属的逸出功大小和截止频率都取决于金属材料本身，用光照射某种金属，要想发生光电效应，要求入射光的频率大于金属的截止频率，入射光的能量为，只有满足便能发生光电效应，所以金属的逸出功为即金属的截止频率为所以A错误；B．使光电流减小到0的反向电压称为遏制电压，为再根据爱因斯坦的光电效应方程，可得光电子的最大初动能为所以该金属的遏止电压为所以B正确；C．增大入射光的强度，单位时间内的光子数目会增大，发生了光电效应后，单位时间内发射的光电子数将增大，所以C错误；D．由爱因斯坦的光电效应方程可知，增大入射光的频率，光电子的最大初动能将增大，所以D错误。故选B。5、A【解析】

A．星系是由宇宙中的恒星、气体和尘埃组成的系统，A正确；B．在误差范围内可以认为银河系是旋涡状星系，不属于不规则星系，B错误；C．银河系中恒星很多，C错误；D．太阳处在银河系中，不在河外星系，D错误。故选A。6、B【解析】

A．电池最多储存的电能为故A错误；B．由储存的电能除以额定功率可求得时间为故B正确；C．根据功率公式则有故C错误；D．由电池总电量除以百公里标准耗电量即可求出故D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0分。7、ACD【解析】

考查共点力作用下物体的平衡问题。【详解】A．由题可以知道，C物体受到重力和绳子的拉力处于平衡状态，所以绳子的拉力与C物体的重力大小相等，为mg；对杆AB进行受力分析如图：设AB杆的长度为L，由图可以知道杆的重力产生，的力矩是顺时针方向的力矩，力臂的大小是绳子的拉力产生的力矩是逆时针方向的力矩，力臂的大小是，过转轴的力不产生力矩，由力矩平衡得：所以：A正确；B．由题图可以知道，两根绳子的拉力的方向之间有夹角所以两根绳子的拉力的合力大小要小于2mg，即滑轮受到的压力小于2mg，B错误；C．由受力图可以知道轴A对杆的作用力的方向的反向延长线一定过绳子的拉力的延长线与重力的作用线的交点，因为重力的作用线过杆的中点，所以可以知道力F与绳子的拉力与水平方向之间的夹角是相等的，并且：所以F与绳子的拉力的大小也相等，即则杆对轴A的作用力大小为mg，C正确；D．联立可得：所以杆对轴A的作用力大小也可以表达为：，D正确。故选ACD。8、BC【解析】

AB．根据天体表面物体的重力等于万有引力，有mg=G可得g=G所以地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比为g故A错误，B正确；CD．当质量为m的物体在环绕天体表面飞行时的速度即为天体第一宇宙速度，根据万有引力提供向心力有G可得第一宇宙速度v=所以地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为v故C正确，D错误。故选BC。9、AC【解析】

A．对整体分析，根据牛顿第二定律可得解得，以C为研究对象，水平方向根据牛顿第二定律可得解得BC间的摩擦力大小为，故A正确。B．B和C的加速度方向向左，大小为，则B和C沿斜面向上的加速度为，以BC为研究对象，沿斜面向上根据牛顿第二定律可得所以故B错误。CD．若BC间恰好打滑，则加速度，此时A和B间的摩擦力为说明此时A和B已经滑动，所以动摩擦因数相同，则F逐渐增大，AB间先滑动，故C正确、D错误。故选AC。10、AB【解析】

AB.设子弹运动的方向为正方向，子弹穿过木块后速度方向不变，为正方向，由于穿过木块过程中受到恒定的阻力作用，所以速度减小；对于木块，受到子弹的作用力后，有可能速度方向仍为负方向，也有可能最后速度方向与子弹方向相同，即为正方向，故AB正确；CD.子弹击中木块后，不可能出现二者均反向运动，所以CD错误。故选AB。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、不需要不变【解析】

(1)[1]该实验可以用弹簧测力计测量绳子的拉力，故不需要满足小车的质量远大于钩码的质量的条件。

(2)[2]根据逐差法可知，小车的加速度为(3)[3]根据(2)中所得到的加速度的表达式可知，加速度与电源电压无关，所以加速度的测量值与实际值相比是不变的。12、ABBCE22.5-10-1.25【解析】

(1)A、用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，知B球竖直方向上的运动规律与A球相同，即平抛运动竖直方向上做自由落体运动．故A正确．B、把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板吻接，则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，知1球在水平方向上的运动规律与2球相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．故B正确，C、D错误；故选AB.(2)A、小球与斜槽之间有摩擦，不会影响小球做平抛运动，故A错误；B、研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，则安装实验装置时，斜槽末端切线必须水平的目的是为了保证小球飞出时初速度水平，故B正确；C、由于要记录小球的运动轨迹，必须重复多次，才能画出几个点，因此为了保证每次平抛的轨迹相同，所以要求小球每次从同一高度释放，故C正确；D、小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度不能太低，故D错误．E、根据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内，因此在实验前，应使用重锤线调整面板在竖直平面内，即要求木板平面与小球下落的竖直平面平行，故E正确；F、在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，不能作为小球做平抛运动的起点，故F错误；故选BCE．(3)①在竖直方向上△y=gT2，可得时间间隔，则小球平抛运动的初速度．②b点在竖直方向上的分速度，小球运动到b点的速度为.③抛出点到b点的运动时间．水平方向上的位移x1=vt=0.3m，竖直方向上的位移．所以开始做平抛运动的位置坐标x=0.2-0.3=-0.1m=-10cm，y=0.1-0.1125=-0.0125m=-1.25cm；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)当金属杆匀速运动时电阻R上的电功率为；(2)某时刻金属杆下滑速度为，此时的加速度为；(3)金属杆在后感应电流消失的瞬间才开始下滑。【解析】

根据法拉第电磁感应定律求感应电动势，由欧姆定律求电阻R中的电流，根