甘肅省徽縣第二中學(xué)高三第五次模擬考試新高考物理試卷及答案解析

甘肅省徽縣第二中學(xué)高三第五次模擬考試新高考物理試卷考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、北斗三號導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)由三種不同軌道的衛(wèi)星組成，其中24顆是地球中圓軌道衛(wèi)星，其軌道形狀為圓形，軌道半徑在1000公里與3萬公里之間。地球中圓軌道衛(wèi)星（）A．比地球同步衛(wèi)星的周期小B．比地球同步衛(wèi)星的線速度小C．比地球同步衛(wèi)星的角速度小D．線速度大于第一宇宙速度2、下列說法正確的是____________A．β射線為原子的核外電子電離后形成的電子流B．一個氫原子從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時，最多能產(chǎn)生3個不同頻率的光子C．用加溫、加壓或改變其化學(xué)狀態(tài)的方法都不能改變原子核衰變的半衰期D．原子核經(jīng)過衰變生成新核，則新核的質(zhì)量總等于原核的質(zhì)量3、重水堆核電站在發(fā)電的同時還可以生產(chǎn)出可供研制核武器的钚239（），這種钚239可由鈾239（）經(jīng)過n次β衰變而產(chǎn)生，則n為（）A．2 B．239 C．145 D．924、如圖所示，高速公路收費站都設(shè)有“ETC”通道（即不停車收費通道）,設(shè)ETC車道是筆直的，由于有限速，汽車通過時一般是先減速至某一限定速度，然后勻速通過電子收費區(qū)，再加速駛離（將減速和加速過程都看作加速度大小相等的勻變速直線運動）。設(shè)汽車開始減速的時刻t=0，下列四幅圖能與汽車通過ETC的運動情況大致吻合的是：A．B．C．D．5、如圖（俯視圖），在豎直向下、磁感應(yīng)強度大小為2T的勻強磁場中，有一根長0.4m的金屬棒ABC從中點B處折成60°角靜置于光滑水平面上，當(dāng)給棒通以由A到C、大小為5A的電流時，該棒所受安培力為A．方向水平向右，大小為4.0NB．方向水平向左，大小為4.0NC．方向水平向右，大小為2.0ND．方向水平向左，大小為2.0N6、光滑絕緣水平面上固定一半徑為R、帶正電的球體A（可認為電荷量全部在球心），另一帶正電的小球B以一定的初速度沖向球體A，用r表示兩球心間的距離，F(xiàn)表示B小球受到的庫侖斥力，在r＞R的區(qū)域內(nèi)，下列描述F隨r變化關(guān)系的圖象中可能正確的是（）A． B．C． D．二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖（甲）所示，平行光滑金屬導(dǎo)軌水平放置，兩軌相距L=0.4m，導(dǎo)軌一端與阻值R=0.3Ω的電阻相連，導(dǎo)軌電阻不計．導(dǎo)軌x＞0一側(cè)存在沿x方向均勻增大的恒定磁場，其方向與導(dǎo)軌平面垂直向下，磁感應(yīng)強度B隨位置x變化如圖（乙）所示．一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻r=0.1Ω的金屬棒置于導(dǎo)軌上，并與導(dǎo)軌垂直，棒在外力F作用下從x=0處以初速度v0=2m/s沿導(dǎo)軌向右變速運動，且金屬棒在運動過程中受到的安培力大小不變．下列說法中正確的是（

）A．金屬棒向右做勻減速直線運動B．金屬棒在x=1m處的速度大小為0.5m/sC．金屬棒從x=0運動到x=1m過程中，外力F所做的功為-0.175JD．金屬棒從x=0運動到x=2m過程中，流過金屬棒的電量為2C8、如圖M和N是兩個帶有異種電荷的帶電體，（M在N的正上方，圖示平面為豎直平面）P和Q是M表面上的兩點，S是N表面上的一點。在M和N之問的電場中畫有三條等差等勢線?，F(xiàn)有一個帶正電的液滴從E點射入電場，它經(jīng)過了F點和W點已知油滴在F點時的機槭能大于在W點的機械能。（E、W兩點在同一等勢面上，不計油滴對原電場的影響，不計空氣阻力）則以下說法正確的是（）A．P和Q兩點的電勢不相等B．P點的電勢低于S點的電勢C．油滴在F點的電勢能高于在E點的電勢能D．F點的電場強度大于E點的電場強度9、甲、乙兩名溜冰運動員，M甲=80kg，M乙=40kg，面對面拉著彈簧秤做圓周運動的溜冰表演，兩人相距0.9m，彈簧秤的示數(shù)為96N，如圖所示，下列判斷正確的是（）A．兩人運動半徑相同B．兩人的運動半徑不同，甲為0.3m，乙為0.6mC．甲的線速度12m/s，乙的線速度6m/sD．兩人的角速度均為2rad/s10、如圖所示，長方體物塊上固定一長為L的豎直桿，物塊及桿的總質(zhì)量為如2m.質(zhì)量為m的小環(huán)套在桿上，當(dāng)小環(huán)從桿頂端由靜止下滑時，物塊在水平拉力F作用下，從靜止開始沿光滑水平面向右勻加速運動，環(huán)落至桿底端時，物塊移動的距離為2L,已知F=3mg,重力加速度為g.則小環(huán)從頂端下落到底端的運動過程A．小環(huán)通過的路程為B．小環(huán)所受摩擦力為C．小環(huán)運動的加速度為D．小環(huán)落到底端時，小環(huán)與物塊及桿的動能之比為5:8三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某實驗小組成員要測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，已知該干電池的電動勢約為1.5V，內(nèi)阻約為0.50Ω；實驗室提供了電壓表V(量程為3V，內(nèi)阻約3kΩ)、電流表A(量程0.6A，內(nèi)阻為0.70Ω)、滑動變阻器R(10Ω,2A)、電鍵和導(dǎo)線若干。(1)為了盡可能減小實驗誤差，請在圖1方框中畫出實驗電路圖______________。(2)在圖2中按原理圖完善實物圖的連接_______________。(3)通過多次測量并記錄對應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U，利用這些數(shù)據(jù)在圖3中畫出了U-I圖線。由圖線可以得出此干電池的電動勢E=________V(保留3位有效數(shù)字)，內(nèi)阻r=______Ω(保留2位有效數(shù)字)。(4)實驗過程中，發(fā)現(xiàn)電流表發(fā)生了故障，于是小組成員又找來一個電壓表和一個定值電阻，組成了如圖4所示的電路，移動滑動變阻器觸頭，讀出電壓表V1和V2的多組數(shù)據(jù)U1、U2，描繪出U112．（12分）某同學(xué)用圖（a）所示裝置“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”。彈簧的上端固定在鐵架臺支架上，彈簧的下端固定一水平紙片（彈簧和紙片重力均忽略不計），激光測距儀可測量地面至水平紙片的豎直距離h。(1)該同學(xué)在彈簧下端逐一增掛鉤碼，每增掛一個鉤碼，待彈簧__________時，記錄所掛鉤碼的重力和對應(yīng)的h；(2)根據(jù)實驗記錄數(shù)據(jù)作出h隨彈簧彈力F變化的圖線如圖（b）所示，可得未掛鉤碼時水平紙片到地面的豎直距離h0=______cm，彈簧的勁度系數(shù)k=_______N/m。（結(jié)果都保留到小數(shù)點后一位）四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示為回旋加速器的結(jié)構(gòu)示意圖，勻強磁場的方向垂直于半圓型且中空的金屬盒D1和D2，磁感應(yīng)強度為B，金屬盒的半徑為R，兩盒之間有一狹縫，其間距為d，且R?d，兩盒間電壓為U。A處的粒子源可釋放初速度不計的帶電粒子，粒子在兩盒之間被加速后進入D1盒中，經(jīng)半個圓周之后再次到達兩盒間的狹縫。通過電源正負極的交替變化，可使帶電粒子經(jīng)兩盒間電場多次加速后獲得足夠高的能量。已知帶電粒子的質(zhì)量為m、電荷量為+q。(1)不考慮加速過程中的相對論效應(yīng)和重力的影響。①求粒子可獲得的最大動能Ekm；②若粒子第1次進入D1盒在其中的軌道半徑為r1，粒子第2次進入D1盒在其中的軌道半徑為r2，求r1與r2之比；③求粒子在電場中加速的總時間t1與粒子在D形盒中回旋的總時間t2的比值，并由此分析：計算粒子在回旋加速器中運動的時間時，t1與t2哪個可以忽略？（假設(shè)粒子在電場中的加速次數(shù)等于在磁場中回旋半周的次數(shù)）；(2)實驗發(fā)現(xiàn)：通過該回旋加速器加速的帶電粒子能量達到25~30MeV后，就很難再加速了。這是由于速度足夠大時，相對論效應(yīng)開始顯現(xiàn)，粒子的質(zhì)量隨著速度的增加而增大。結(jié)合這一現(xiàn)象，分析在粒子獲得較高能量后，為何加速器不能繼續(xù)使粒子加速了。14．（16分）如圖所示，豎直分界線左側(cè)存在水平向右的勻強電場，電場強度大小；右側(cè)存在垂直紙面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小。為電場中的一點，點到的距離，在其下方離點距離處有一垂直于的足夠大的擋板。現(xiàn)將一重力不計、比荷的帶正電的粒子從點由靜止釋放，電場和磁場的范圍均足夠大。求：（1）該帶電粒子運動到位置的速度大小。（2）該帶電粒子打到擋板的位置到的距離。（3）該帶電粒子從點出發(fā)至運動到擋板所用的時間。15．（12分）如圖所示，質(zhì)量M=2kg的滑塊套在光滑的水平軌道上，質(zhì)量m=1kg的小球通過長L=0.5m的輕質(zhì)細桿與滑塊上的光滑軸O連接，小球和輕桿可在豎直平面內(nèi)繞O軸自由轉(zhuǎn)動，開始輕桿處于水平狀態(tài)，現(xiàn)給小球一個豎直向上的初速度="4"m/s，g取10．（1）若鎖定滑塊，試求小球通過最高點P時對輕桿的作用力大小和方向．（2）若解除對滑塊的鎖定，試求小球通過最高點時的速度大?。?3)在滿足（2）的條件下，試求小球擊中滑塊右側(cè)軌道位置點與小球起始位置點間的距離．

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、A【解析】

ABC．根據(jù)萬有引力提供向心力可知解得地球中圓軌道衛(wèi)星的軌道半徑比同步衛(wèi)星衛(wèi)星的軌道半徑小，故地球中圓軌道衛(wèi)星的線速度大，角速度大，周期小，故A正確，BC錯誤；D．第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的運行速度，是衛(wèi)星最大的運行速度，故地球中圓軌道衛(wèi)星的運行速度小于第一宇宙速度，故D錯誤。

故選A。2、C【解析】試題分析：β衰變的電子是原子核中的一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子，電子釋放出來，不是來自核外電子，A錯誤；一個氫原子從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時，最多產(chǎn)生兩種不同頻率的光子，但是若是大量氫原子從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時，最多可產(chǎn)生3種不同頻率的光子，B錯誤；原子核的半衰期與外界因素?zé)o關(guān)，C正確；原子核經(jīng)過衰變生成新核，需要釋放出射線，質(zhì)量減小，D錯誤；考點：考查了原子衰變，氫原子躍遷3、A【解析】

衰變方程為：根據(jù)電荷數(shù)守恒：解得。A正確，BCD錯誤。故選A。4、D【解析】

汽車先做勻減速運動，然后做勻速運動，最后做勻加速運動；圖像A反映物體先負向勻速后靜止，再正向勻速，選項A錯誤；圖像B反映物體先正向勻速后靜止，再正向勻速，選項B錯誤；圖像C反映物體先正向加速，后靜止，再正向加速，選項C錯誤；圖像D反映物體先減速后勻速，再加速，符合題意，則選項D正確；故選D.【點睛】此題關(guān)鍵是搞清不同的圖像反映的運動規(guī)律；x-t圖像的斜率等于速度；v-t圖像的斜率等于加速度.5、D【解析】

金屬棒的有效長度為AC，根據(jù)幾何知識得L=0.2m，根據(jù)安培力公式得F=BIL=2×5×0.2=2N根據(jù)左手定則可判定安培力水平向左，故ABC錯誤，D正確；故選D。6、C【解析】

根據(jù)庫侖定律可知，兩球之間的庫侖力滿足，即隨r增加，F(xiàn)非線性減小。故選C。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BCD【解析】

試題分析：根據(jù)圖象得函數(shù)關(guān)系式，金屬棒向右運動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電流，安培力，解得，根據(jù)勻變速直線運動的速度位移公式，如果是勻變速直線運動，與x成線性關(guān)系，而由上式知，金屬棒不可能做勻減速直線運動，故A錯誤；根據(jù)題意金屬棒所受的安培力大小不變，處與處安培力大小相等，有，即，故B正確；金屬棒在處的安培力大小為，對金屬棒金屬棒從運動到m過程中，根據(jù)動能定理有，代入數(shù)據(jù)，解得，故C正確；根據(jù)感應(yīng)電量公式，到過程中，B-x圖象包圍的面積，，，故D正確考點：考查了導(dǎo)體切割磁感線運動【名師點睛】考查法拉第電磁感應(yīng)定律、閉合電路歐姆定律、安培力的大小公式、做功表達式、動能定理等的規(guī)律的應(yīng)用與理解，運動過程中金屬棒所受的安培力不變，是本題解題的突破口，注意B-x圖象的面積和L的乘積表示磁通量的變化量．8、BD【解析】

A．P和Q兩點在帶電體M的表面上，M是處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其表面是一個等勢面，故P和Q兩點的電勢相等，故A錯誤；

B．帶正電的油滴在F點時的機械能大于在W點的機械能，故從F點到W點，機械能減小，電場力做負功，說明電場力向上，故電場線垂直等勢面向上，而沿著電場線電勢逐漸降低，故P點的電勢低于S點的電勢，故B正確；

C．由于電場線垂直等勢面向上，故E點的電勢大于F點的電勢，根據(jù)Ep=qφ，油滴在F點的電勢能低于在E點的電勢能，故C錯誤；D．因F點等勢面密集，則電場線也密集，可知F點的電場強度大于E點的電場強度，選項D正確；故選BD。9、BD【解析】

由題意可知彈簧秤對甲、乙兩名運動員的拉力提供各自的向心力，有因為甲、乙兩名運動員面對面拉著彈簧秤繞共同的圓心做圓周運動，角速度相同，有所以因為聯(lián)立可解得，；所以兩人的運動半徑不同；根據(jù)代入數(shù)據(jù)可解得兩人的角速相同為；根據(jù)代入數(shù)據(jù)得甲的線速度是，同理可得乙的線速度是。綜上分析可知BD正確，AC錯誤。故選BD。10、ABD【解析】

ABC.水平方向上，據(jù)牛頓第二定律有：代入數(shù)據(jù)解得：小球在水平方向上做初速度為零的勻加速直線運動，另據(jù)水平方向的位移公式有：解得運動時間為：在豎直方向上有：解得：即小球在豎直方向上做加速度為的勻加速直線運動，據(jù)牛頓第二定律有：解得小球所受摩擦力為：故小球運動的加速度為：小球的合運動為勻加速直線運動，其路程與位移相等，即為：故AB正確，C錯誤；D.小環(huán)落到底端時的速度為：環(huán)其動能為：環(huán)此時物塊及桿的速度為：桿其動能為：桿故有小環(huán)與物塊及桿的動能之比為5:8，故D正確。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、;;1.45;0.60;kak-1;R0k-1【解析】(1)電路直接采用串聯(lián)即可，電壓表并聯(lián)在電源兩端，由于電流表內(nèi)阻已知，則應(yīng)采用電流表相對電源的內(nèi)接法；電路圖如圖所示。(2)對照電路圖，實物圖完善后如下圖。(3)根據(jù)U=E-Ir以及圖象可知，電源的電動勢為E=1.45V，內(nèi)阻為r+RA=(4)由閉合電路歐姆定律可知：E=U2+當(dāng)U1=0時，U2=a，則有：R0Er12、靜止120.031.3【解析】

(1)[1]該同學(xué)在彈簧下端逐一增掛鉤碼，每增掛一個鉤碼，待彈簧靜止時，此時彈力與重力大小相等，記錄所掛鉤碼的重力和對應(yīng)的h(2)[2]由圖可知，當(dāng)時即為未掛鉤碼時水平紙片到地面的豎直距離[3]由胡克定律可得，即圖像斜率絕對值的倒數(shù)表示彈簧勁度系數(shù)則有四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、（1）①；②；③，t1可以忽略；（2）見解析【解析】

（1）①粒子離開回旋加速器前，做的還是圓周運動，由洛侖茲力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律可得解得②設(shè)帶電粒子在兩盒間加速的次數(shù)為N，在磁場中有在電場中有第一次進入D1盒中N=1，第二次進入D1盒中N=3，可得③帶電粒子在電場中的加速度為所以帶電粒子在電場中的加速總時間為設(shè)粒子在磁場中回旋的圈數(shù)為n，由動能定理得帶電粒子回旋一圈的時間為所以帶電粒子在磁場中回旋的總時間為已知可知，所以可以忽略。（2）帶電粒子在磁場中做勻速圓周運動周期為對一定的帶電粒子和一定的磁場來說，這個