河南省鄭州市106中學高三第五次模擬考試新高考物理試卷及答案解析

河南省鄭州市106中學高三第五次模擬考試新高考物理試卷請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。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、如圖所示，用材料、粗細均相同的電阻絲做成ab、cd、ef三種形狀的導線，分別放在電阻可忽略的足夠長的相同的光滑金屬導軌上，勻強磁場的方向垂直于導軌平面，在相同的水平外力F作用下，三根導線均向右做勻速運動，某一時刻撤去外力F，已知三根導線接入導軌間的長度關系滿足lab<lcd<lef，且每根導線與導軌的兩個觸點之間的距離均相等，則下列說法中正確的是（）A．三根導線勻速運動的速度相同B．三根導線產(chǎn)生的感應電動勢相同C．勻速運動時，三根導線的熱功率相同D．從撤去外力到三根導線停止運動，通過導線ef的電荷量最大2、1933年至1934年間科學家用α粒子轟擊鋁箔時，發(fā)生的核反應方程為，反應生成物可以像天然放射性元素一樣發(fā)生衰變，核反應方程為。其中ν為中微子，為正電子。則下列說法正確的是（）A．當溫度、壓強等條件變化時，放射性元素的半衰期隨之變化B．中微子的質量數(shù)A＝0，電荷數(shù)Z＝2C．正電子產(chǎn)生的原因可能是核外電子轉變成的D．兩個質子和兩個中子結合成一個α粒子，則兩個質子與兩個中子的質量之和大于α粒子的質量3、如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上，另一端與置于水平面上質量為m的物體P接觸，但未與物體P連接，彈簧水平且無形變?，F(xiàn)對物體P施加一個水平向右的瞬間沖量，大小為I0，測得物體P向右運動的最大距離為x0，之后物體P被彈簧彈回最終停在距離初始位置左側2x0處。已知彈簧始終在彈簧彈性限度內(nèi)，物體P與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，下列說法中正確的是（）A．物體P與彈簧作用的過程中，系統(tǒng)的最大彈性勢能B．彈簧被壓縮成最短之后的過程，P先做加速度減小的加速運動，再做加速度減小的減速運動，最后做勻減速運動C．最初對物體P施加的瞬時沖量D．物體P整個運動過程，摩擦力的沖量與彈簧彈力的沖量大小相等、方向相反4、如圖所示，木板A的質量為m，滑塊B的質量為M，木板A用繩拴住，繩與斜面平行，B沿傾角為θ的斜面在A下勻速下滑，若M=2m，A、B間以及B與斜面間的動摩擦因數(shù)相同，則動摩擦因數(shù)μ為（）A．tanθB．2tanθC．tanθD．tanθ5、仰臥起坐是《國家學生體質健康標準》中規(guī)定的女生測試項目之一。根據(jù)該標準高三女生一分鐘內(nèi)完成55個以上仰臥起坐記為滿分。若某女生一分鐘內(nèi)做了50個仰臥起坐，其質量為50kg，上半身質量為總質量的0.6倍，仰臥起坐時下半身重心位置不變，g取10m/s2。則測試過程中該女生克服重力做功的平均功率約為（）A．10W B．40W C．100W D．200W6、現(xiàn)有一輕質繩拉動小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，如圖所示，小球質量為m，速度為v，重力加速度為g，輕繩與豎直方向夾角為，小球在運動半周時，繩對小球施加的沖量為（）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、質量均為的相同物塊P、Q靜止于同一水平面上，它們與水平面間的動摩擦因數(shù)均為0.5?，F(xiàn)分別給兩物塊施加等大的作用力F，方向如圖所示。設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等，重力加速度大小為，下列說法正確的是（）A．若，則P受到的摩擦力比Q受到的摩擦力小B．若，則P受到的摩擦力與Q受到的摩擦力大小相等C．若，則P受到的摩擦力比Q受到的摩擦力小D．若，則P受到的摩擦力與Q受到的摩擦力大相等8、如圖所示，xOy坐標系內(nèi)存在平行于坐標平面的勻強電場。一個質量為m。電荷量為+q的帶電粒子，以的速度沿AB方向入射，粒子恰好以最小的速度垂直于y軸擊中C點。已知A、B、C三個點的坐標分別為（，0）、（0，2L）、（0，L）。若不計重力與空氣阻力，則下列說法中正確的是（）A．帶電粒子由A到C過程中最小速度一定為B．帶電粒子由A到C過程中電勢能先減小后增大C．勻強電場的大小為D．若勻強電場的大小和方向可調(diào)節(jié)，粒子恰好能沿AB方向到達B點，則此狀態(tài)下電場強度大小為9、如圖所示，x軸與水平傳送帶重合，坐標原點O在傳動帶的左端，傳送帶右端A點坐標為XA=8m，勻速運動的速度V0=5m/s，一質量m=1kg的小物塊，輕輕放在傳送帶上OA的中點位置，小物塊隨傳動帶運動到A點后，沖上光滑斜面且剛好能夠到達N點處無機械能損失，小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，斜面上M點為AN的中點，重力加速度g=10m/s2。則下列說法正確的是（）A．N點縱坐標為yN=1.25mB．小物塊第一次沖上斜面前，在傳送帶上運動產(chǎn)生的熱量為12.5JC．小物塊第二次沖上斜面，剛好能夠到達M點D．在x=2m位置釋放小物塊，小物塊可以滑動到N點上方10、如圖，水平面內(nèi)固定有兩根平行的粗糙長直金屬導軌，兩根相同的導體棒AB、CD置于導軌上并與導軌垂直，整個裝置處于豎直方向的勻強磁場中。從t=0時開始，對AB棒施加一與導軌平行的水平外力F，使AB棒從靜止開始向右做加速度大小為a0的勻加速直線運動。導軌電阻不計，兩棒均與導軌接觸良好，最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力。下列關于CD棒的速度v、加速度a、安培力F安和外力F隨時間t變化的關系圖線可能正確的是（）A． B． C． D．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）某同學改裝和校準電壓表的電路如圖所示，圖中虛線框內(nèi)是電壓表的改裝電路所用電池的電動勢為，內(nèi)阻為（均保持不變）。(1)已知表頭G滿偏電流為，表頭上標記的內(nèi)阻值為和是定值電阻，利用和表頭構成量程為的電流表，然后再將其改裝為兩個量程的電壓表。若使用兩個接線柱，電壓表的量程為；若使用兩個接線柱，電壓表的量程為。則定值電阻的阻值為_________，_____，______。(2)用量程為，內(nèi)阻為的標準電壓表對改裝表擋的不同刻度進行校準?；瑒幼冏杵饔袃煞N規(guī)格，最大阻值分別為和。為了方便實驗中調(diào)節(jié)電壓，圖中應選用最大阻值為______的滑動變阻器。校準時，在閉合開關前，滑動變阻器的滑片應靠近端______（填“”或“”）。(3)在擋校對電路中，開關全部閉合，在保證電路安全前提下讓滑片從端緩慢向端滑動的過程中，表頭的示數(shù)_________，電源的輸出功率_______，電源的效率_______（填變化情況）。(4)若表頭上標記的內(nèi)阻值不準，表頭內(nèi)阻的真實值小于，則改裝后電壓表的讀數(shù)比標準電壓表的讀數(shù)__________（填“偏大”或“編小”）。12．（12分）某同學用圖甲電路測量一電源的電動勢和內(nèi)阻，其中電流表A的量程為0.6A，虛線框內(nèi)為用電流計G改裝的電壓表。(1)已知電流計G的滿偏電流Ig=300μA，內(nèi)阻Rg=100Ω，改裝后的電壓表量程為3V，則可計算出電阻R1=____Ω。(2)某次測量時，電流計G的示數(shù)如圖乙，則此時電源兩端的電壓為___V。(3)移動滑動變阻器R的滑片，得到多組電流表A的讀數(shù)I1和電流計G的讀數(shù)I2，作出I1-I2圖像如圖丙。由圖可得電源的電動勢E=____V，內(nèi)阻r=____Ω。(4)若電阻R1的實際阻值大于計算值，則電源內(nèi)阻r的測量值____實際值（填“小于”“等于”或“大于”）。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）水平折疊式串列加速器是用來產(chǎn)生高能離子的裝置,如圖是其主體原理側視圖．圖中為一級真空加速管,中部處有很高的正電勢，、兩端口均有電極接地(電勢為零)；、左邊為方向垂直紙面向里的勻強磁場；為二級真空加速管,其中處有很低的負電勢,、兩端口均有電極接地(電勢為零)．有一離子源持續(xù)不斷地向端口釋放質量為m、電荷量為e的負一價離子,離子初速度為零,均勻分布在端口圓面上．離子從靜止開始加速到達處時可被設在該處的特殊裝置將其電子剝離,成為正二價離子(電子被剝離過程中離子速度大小不變)；這些正二價離子從端口垂直磁場方向進入勻強磁場，全部返回端口繼續(xù)加速到達處時可被設在該處的特殊裝置對其添加電子，成為負一價離子(電子添加過程中離子速度大小不變)，接著繼續(xù)加速獲得更高能量的離子．已知端口、端口、端口、端口直徑均為L,與相距為2L,不考慮離子運動過程中受到的重力,不考慮離子在剝離電子和添加電子過程中質量的變化,，，求：(1)離子到達端口的速度大小v；(2)磁感應強度度大小B；(3)在保證(2)問中的B不變的情況下,若端口有兩種質量分別為、，電荷量均為e的的負一價離子,離子從靜止開始加速,求從端口射出時含有m1、m2混合離子束的截面積為多少．14．（16分）如圖所示，系統(tǒng)由左右連個側壁絕熱、底部、截面均為S的容器組成。左容器足夠高，上端敞開，右容器上端由導熱材料封閉。兩個容器的下端由可忽略容積的細管連通。容器內(nèi)兩個絕熱的活塞A、B下方封有氮氣，B上方封有氫氣。大氣的壓強p0，溫度為T0=273K，兩個活塞因自身重量對下方氣體產(chǎn)生的附加壓強均為0.1p0。系統(tǒng)平衡時，各氣體柱的高度如圖所示?，F(xiàn)將系統(tǒng)的底部浸入恒溫熱水槽中，再次平衡時A上升了一定的高度。用外力將A緩慢推回第一次平衡時的位置并固定，第三次達到平衡后，氫氣柱高度為0.8h。氮氣和氫氣均可視為理想氣體。求(1)第二次平衡時氮氣的體積；(2)水的溫度。15．（12分）我們已經(jīng)學過了關于兩個質點之間萬有引力的大小是：F=．但是，在某些特殊情況下，非質點之間的萬有引力計算及其應用的問題，我們可以利用下面兩個已經(jīng)被嚴格證明是正確的結論，而獲得快速有效地解決：a．若質點m放置在質量分布均勻的大球殼M（球殼的厚度也均勻）的空腔之內(nèi)，那么m和M之間的萬有引力總是為零．b．若質點m放置在質量分布均勻的大球體M之外（r≥r0），那么它們之間的萬有引力為：F=，式中的r為質點m到球心之間的距離;r0為大球體的半徑．假設地球可視為一個質量分布均勻且密度為ρ的球體，通過地球的南北兩極之間能夠打通一個如圖所示的真空小洞．若地球的半徑為R，萬有引力常數(shù)為G，把一個質量為m的小球從北極的洞口由靜止狀態(tài)釋放后，小球能夠在洞內(nèi)運動．（1）求：小球運動到距地心為0.5R處的加速度大小a；（2）證明：小球在洞內(nèi)做簡諧運動；（3）求：小球在運動過程中的最大速度vm．

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、D【解析】

A．當勻速運動時，由可知，三種情況下F、B、L相同，但是R不同，則速度v不同，ef電阻較大，則速度較大，選項A錯誤；B．因速度v不同，則由E=BLv可知，三根導線產(chǎn)生的感應電動勢不相同，選項B錯誤；C．勻速運動時，三根導線的熱功率等于外力F的功率，即P=Fv，因v不同，則熱功率不相同，選項C錯誤；D．撤去F后由動量定理：而則因ef的速度v和質量m都比較大，則從撤去外力到三根導線停止運動，通過導線ef的電荷量q最大，選項D正確；故選D。2、D【解析】

A．原子核的衰變是由原子核內(nèi)部因素決定的，與外界環(huán)境無關，因此半衰期不發(fā)生變化；故A錯誤；B．根據(jù)質量數(shù)守恒可得中微子的質量數(shù)A=30?30=0電荷數(shù)Z=15?14?1=0可知中微子的質量數(shù)A=0，電荷數(shù)Z=0，故B錯誤；C．根據(jù)該衰變的本質可知，正電子是由于質子衰變產(chǎn)生的，故C錯誤；D．兩個質子和兩個中子結合成一個α粒子的過程中釋放核能，根據(jù)質能方程可知質子與中子的質量之和一定大于α粒子的質量，故D正確。故選D。3、C【解析】因物體整個的過程中的路程為4x0，由功能關系可得：,可知，，故C正確；當彈簧的壓縮量最大時，物體的路程為x0，則壓縮的過程中由能量關系可知：，所以：EP＝?μmgx0（或EP=3μmgx0）．故A錯誤；彈簧被壓縮成最短之后的過程，P向左運動的過程中水平方向上受到彈簧的彈力和滑動摩擦力，滑動摩擦力不變，而彈簧的彈力隨著壓縮量的減小而減小，可知物體先做加速度先減小的變加速運動，再做加速度增大的變減速運動，最后物體離開彈簧后做勻減速運動；故B錯誤；物體P整個運動過程，P在水平方向只受到彈力與摩擦力，根據(jù)動量定理可知，摩擦力的沖量與彈簧彈力的沖量的和等于I0，故D錯誤．故選C.點睛：本題分析物體的受力情況和運動情況是解答的關鍵，要抓住加速度與合外力成正比，即可得到加速度是變化的．運用逆向思維研究勻減速運動過程，求解時間比較簡潔．4、C【解析】解：對B受力分析，如圖所示：

B物體沿斜面方向受力平衡：f1+f2=Mgsinθ，又因為

M=2m，f1=μmgcosθ，f2=μ（M+m）gcosθ，

解得：μ=tanθ，故ABD錯誤，C正確；故選C.5、C【解析】

該同學身高約1.6m，則每次上半身重心上升的距離約為×1.6m=0.4m，則她每一次克服重力做的功W=0.6mgh=0.6×50×10×0.4=120J1min內(nèi)她克服重力所做的總功W總=50W=50×120=6000J她克服重力做功的平均功率為故C正確，ABD錯誤。

故選C。6、A【解析】

由題意可知在水平方向運動半周，速度反向，水平方向有Ix=2mv豎直方向上繩子與豎直線夾角滿足mgtan=故豎直方向沖量為根據(jù)矢量的合成的三角形法則可知繩對小球施加的沖量為故A正確，BCD錯誤。故選A。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、BD【解析】

施加作用力后，、在水平方向上分力相等，由于P與地面間的最大靜摩擦力小于Q與地面間的最大靜摩擦力，所以，若P靜止，Q一定靜止。P靜止時滿足關系式解得因和均小于，故當和時，P、Q均靜止，P、Q受到的摩擦力均為靜摩擦力，且大小都等于，BD正確。故選BD。8、AD【解析】

A．因帶電粒子只受恒定的電場力，做勻變速曲線運動，而C點有最小速度且垂直y軸，可推得粒子做類斜上拋運動，C是最高點，其速度與電場力垂直，則電場力沿y軸負方向，設A點的速度與x軸的夾角為，則由幾何關系可知聯(lián)立可得故A正確；B．因粒子做類斜上拋運動，從A點到C點電場力與速度的夾角從鈍角變?yōu)橹苯?，則電場力一直做負功，電勢能一直增大，故B錯誤；C．粒子從A到C的過程，由動能定理聯(lián)立可得勻強電場的大小為故C錯誤；D．調(diào)節(jié)勻強電場的大小和方向使粒子恰好能沿AB方向到達B點，則粒子一定AB做勻減速直線運動，電場力沿BA方向，由動能定理有則勻強電場的場強大小為故D正確。故選AD。9、AB【解析】

A．小物塊在傳送帶上勻加速運動的加速度a=μg=5m/s2小物塊與傳送帶共速時，所用的時間運動的位移故小物塊與傳送帶達到相同速度后以v0=5m/s的速度勻速運動到Q，然后沖上光滑斜面到達N點，由機械能守恒定律得解得yN=1.25m選項A正確；

B．小物塊與傳送帶速度相等時，傳送帶的位移x=v0t=5×1=5m傳送帶受摩擦力的作用，小物塊在傳送帶上運動產(chǎn)生的熱量Q=f（x-△x）=μmg（x-△x）=0.5×10×2.5=12.5J選項B正確；

C．物塊從斜面上再次回到A點時的速度為5m/s，滑上傳送帶后加速度仍為5m/s2，經(jīng)過2.5m后速度減為零，然后反向向右加速，回到A點時速度仍為5m/s，則仍可到達斜面上的N點，選項C錯誤；D．在x=2m位置釋放小物塊，則小滑塊在傳送帶上仍滑動2.5m后與傳送帶相對靜止，則到達A點時的速度等于5m/s，則小物塊仍可以滑動到N點，選項D錯誤。故選AB。10、BD【解析】

A．因金屬棒與導軌之間有摩擦力，可知開始時導體棒CD的速度為零，當所受的安培力等于最大靜摩擦力時才開始運動，故A錯誤；B．開始時，CD棒的速度為零，加速度為零；當CD開始運動后加速度從0開始逐漸變大，與AB的速度差逐漸變大，則回路中感應電流逐漸變大，導體棒所受的向右的安培力逐漸變大，加速度逐漸變大，當CD的加速度與AB加速度相等時，兩棒的速度差保持不變，安培力保持不變，加速度保持不變，故B正確；C．在開始CD棒不動時，安培力即安培力隨時間成正比關系增加；當CD開始運動后，導體棒所受的向右的安培力逐漸變大，但非線性增加，最后保持不變，故C錯誤；D．對AB外力開始時CD加速度為零，AB加速度為a=a0，則此時外力F隨時間t線性增加；當CD開始運動后加速度從0開始逐漸變大，導體棒AB所受的向左的安培力逐漸變大，但非線性增加，最后保持不變，故D正確。故選BD。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、1502865120050增大增大減小偏大【解析】

(1)[1]電阻與表頭G并聯(lián)，改裝成量程為的電流表，表頭滿偏電流為，此時通過電阻的電流為，由并聯(lián)分流規(guī)律可知得改裝后電流表內(nèi)阻[2]將其與串聯(lián)改裝為的電壓表由歐姆定律可知，量程電壓表的內(nèi)阻解得[3]再串聯(lián)改裝為量程電壓表，所分電壓為，所以(2)[4]在校準電路中，滑動變阻器采用分壓式接法，故選用最大阻值較小的滑動變阻器，即選用最大阻值為的滑動變阻器；[5]電源電動勢遠大于電壓表量程，所以閉合開關前應使滑片靠近端，使電壓表在接通電路時兩端電壓由較小值開始增大(3)[6]滑片由向滑動過程中，電壓表兩端電壓逐漸增大，通過表頭的電流增大，即示數(shù)增大[7]隨滑片由向滑動，外電路的總電阻始終大于電源內(nèi)阻且逐漸減小，所以電源的輸出功率增大；[8]由可知，路端電壓隨外電路總電阻減小而減小，電源效率，所以電源的效率減小(4)[9]電壓表兩端電壓一定，若內(nèi)阻值偏小，則通過表頭的電流偏大，從而造成讀數(shù)偏大的后果。12、99002.402.901.0小于【解析】

(1)[1]．由改裝原理可知，要串聯(lián)的電阻(2)[2]．電流計G的示數(shù)為240μA，則此時電源兩