2024届辽宁省丹东第四中学高三第五次模拟考试物理试卷含解析

2024届辽宁省丹东第四中学高三第五次模拟考试物理试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、2018年7月29日09时48分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第33、34颗北斗导航卫星。火箭将两颗卫星送入了同一个轨道上的不同位置，如图所示。如果这两颗卫星与地心连线成θ(弧度)角，在轨运行的加速度大小均为a，均沿顺时针做圆周运动。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，则第33颗北斗卫星从图示位置运动到第34颗北斗卫星图示位置所用的时间为A． B． C． D．2、放射性元素A经过2次α衰变和1次β衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了A．1位 B．2位 C．3位 D．4位3、某气体星球的半径为，距离星球中心处的点的重力加速度为。若该星球的体积在均匀膨胀，膨胀过程中星球质量不变，且密度均匀。当星球半径膨胀为时，点的重力加速度为。已知质量分布均匀的球壳对球壳内物体的引力为零。则与的比值为（）A． B．1 C． D．4、如图所示，空间存在垂直于斜面向下的匀强电场(图中未画出)，两个带电物块A和B位于图中位置，A固定于水平地面上，B置于光滑斜面上，B的重力为G。则下列情况能让B在斜面上保持静止且让B对斜面的压力小于Gcosθ的是（）A．A和B都带正电荷B．A和B都带负电荷C．A带正电荷，B带负电荷D．A带负电荷，B带正电荷5、在真空中某点电荷Q的电场中，将带电荷量为q的负试探电荷分别置于a（0,0,r）、b两点时，试探电荷所受电场力的方向如图所示，Fa、Fb分别在yOz和xOy平面内，Fa与z轴负方向成角，Fb与x轴负方向成角。已知试探电荷在a点受到的电场力大小为Fa=F，静电力常量为k。则以下判断正确的是（）A．电场力的大小Fb大于FB．a、b、O三点电势关系为C．点电荷Q带正电，且大小为D．在平面xOz上移动该试探电荷，电场力不做功6、在边长为L的正方形abcd的部分区域内存在着方向垂直纸面的匀强磁场，a点处有离子源，可以向正方形abcd所在区域的任意方向发射速率均为v的相同的正离子，且所有离子均垂直b边射出，下列说法正确的是（）A．磁场区域的最小面积为B．离子在磁场中做圆周运动的半径为C．磁场区域的最大面积为D．离子在磁场中运动的最长时间为二、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，用粗细均匀、总电阻为的导线围成一个边长为的等边三角形闭合线框，线框以速度匀速穿过一个水平方向宽度为，竖直方向足够长的磁场区域，该磁场的磁感应强度为。线框在匀速穿过磁场区域过程中边始终与磁场边界（图中虚线所示）平行，则下列说法正确的是（）A．导线框从刚进入磁场到完全进入磁场过程中产生的平均电动势为B．导线框从刚进入磁场到导线框完全离开磁场过程中，导线框不受安培力作用的时间为C．导线框边刚进入和刚离开磁场时两间的电势差相等D．导线框从边进入磁场的水平距离为时刻开始到导线框完全离开磁场过程中通过线框的电荷量为8、如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点不计重力下列说法正确的是A．M带负电荷，N带正电荷B．M在b点的动能小于它在a点的动能C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能D．N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功9、如图所示，两个带电小球、分别处于光滑绝缘的竖直墙面和斜面上，且在同一竖直平面内，用水平向左的推力F作用于球，两球在图示位置静止，现将球沿斜面向下移动一小段距离，发现球随之向上移动少许，两球在新位置重新平衡，重新平衡后与移动前相比，下列说法正确的是（）A．推力F变小 B．斜面对的弹力不变C．墙面对的弹力不变 D．两球之间的距离减小10、如图甲所示，门式起重机又叫龙门吊，门式起重机的场地利用率高、作业范围大，在港口得到广泛使用。其简易图如图乙所示，假设长为L的钢绳能承受的最大拉力为T，钢绳的上端栓接在滑轮上，另一端连接质量为m的集装箱，开始整个装置在横臂上以共同的速度做匀速直线运动，当其运动到图中O＇位置时，绳子上端的滑轮突然被锁定，集装箱开始以O＇为圆心摆动，假设滑轮与集装箱的大小可忽略不计，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．如果，则上述过程中钢绳一定不会断裂B．如果装置匀速运动的速度大小为v，则集装箱允许的最大质量为C．如果集装箱的质量为2m，则装置匀速运动时的最大速度为D．如果保持上端滑轮静止，加速向上提升集装箱（不摆动），集装箱加速上升允许的最大加速度为三、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）某科技小组想测定弹簧托盘秤内部弹簧的劲度系数k，拆开发现其内部简易结构如图(a)所示，托盘A、竖直杆B、水平横杆H与齿条C固定连在一起，齿轮D与齿条C啮合，在齿轮上固定指示示数的指针E，两根完全相同的弹簧将横杆吊在秤的外壳I上。托盘中不放物品时，指针E恰好指在竖直向上的位置。指针随齿轮转动一周后刻度盘的示数为P0＝5kg。科技小组设计了下列操作：A．在托盘中放上一物品，读出托盘秤的示数P1，并测出此时弹簧的长度l1；B．用游标卡尺测出齿轮D的直径d；C．托盘中不放物品，测出此时弹簧的长度l0；D．根据测量结果、题给条件及胡克定律计算弹簧的劲度系数k；E．在托盘中增加一相同的物品，读出托盘秤的示数P2，并测出此时弹簧的长度l2；F．再次在托盘中增加一相同的物品，读出托盘秤的示数P3，并测出此时弹簧的长度l3；G．数出齿轮的齿数n；H．数出齿条的齿数N并测出齿条的长度l。(1)小组同学经过讨论得出一种方案的操作顺序，即a方案：采用BD步骤。①用所测得的相关量的符号表示弹簧的劲度系数k，则k＝________。②某同学在实验中只测得齿轮直径，如图(b)所示，并查资料得知当地的重力加速度g＝9.80m/s2，则弹簧的劲度系数k＝________。(结果保留三位有效数字)(2)请你根据科技小组提供的操作，设计b方案：采用：________步骤；用所测得的相关量的符号表示弹簧的劲度系数k，则k＝________。12．（12分）(1)有一螺旋测微器，用它测量一根圆形金属的直径，如图所示的读数是__________mm；(2)在用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，使质量为1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点。己知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为，那么：①根据图上所得的数据，应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律；②从O点到①问中所取的点，重物重力势能的减少量=___J，动能增加量=_____J（结果取三位有效数字）；③若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图象是下图中的______。A．B．C．D．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）研究比较复杂的运动时，可以把一个运动分解为两个或几个比较简单的运动，从而使问题变得容易解决。(1)如图，一束质量为m，电荷量为q的粒子，以初速度v0沿垂直于电场方向射入两块水平放置的平行金属板中央，受到偏转电压U的作用后离开电场，已知平行板长为L，两板间距离为d，不计粒子受到的重力及它们之间的相互作用力。试求∶①粒子在电场中的运动时间t；②粒子从偏转电场射出时的侧移量y。(2)深刻理解运动的合成和分解的思想，可以帮助我们轻松处理比较复杂的问题。小船在流动的河水中行驶时，如图乙所示。假设河水静止，小船在发动机的推动下沿OA方向运动，经时间t运动至对岸A处，位移为x1；若小船发动机关闭，小船在水流的冲击作用下从O点沿河岸运动，经相同时间t运动至下游B处，位移为x2。小船在流动的河水中，从O点出发，船头朝向OA方向开动发动机行驶时，小船同时参与了上述两种运动，实际位移x为上述两个分运动位移的矢量和，即此时小船将到达对岸C处。请运用以上思想，分析下述问题∶弓箭手用弓箭射击斜上方某位置处的一个小球，如图丙所示。弓箭手用箭瞄准小球后，以初速度v0将箭射出，同时将小球由静止释放。箭射出时箭头与小球间的距离为L，空气阻力不计。请分析说明箭能否射中小球，若能射中，求小球下落多高时被射中；若不能射中，求小球落地前与箭头的最近距离。14．（16分）一半径为R的半圆柱玻璃体，上方有平行截面直径AB的固定直轨道，轨道上有一小车，车上固定一与轨道成45°的激光笔，发出的细激光束始终在与横截面平行的某一平面上，打开激光笔，并使小车从左侧足够远的地方以v0匀速向右运动。已知该激光对玻璃的折射率为2(1)该激光在玻璃中传播的速度大小；(2)从圆柱的曲侧面有激光射出的时间多少？（忽略光在AB面上的反射）15．（12分）2018年9月23日“光纤之父”华人科学家高琨逝世，他一生最大的贡献是研究玻璃纤维通讯．光纤在转弯的地方不能弯曲太大，如图模拟光纤通信，将直径为d的圆柱形玻璃棒弯成圆环，已知玻璃的折射率为，光在真空中的速度为c，要使从A端垂直入射的光线能全部从B端射出．求：①圆环内径R的最小值；②在①间的情况下，从A端最下方入射的光线，到达B端所用的时间．

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】

根据题意卫星运动的加速为a，则在地球表面时则第33颗北斗卫星从图示位置运动到第34颗北斗卫星图示位置所用的时间为解得：，故B对；ACD错故选B2、C【解析】

α粒子是，β粒子是，因此发生一次α衰变电荷数减少2，发生一次β衰变电荷数增加1，据题意，电荷数变化为：，所以新元素在元素周期表中的位置向前移动了3位．故选项C正确．【点睛】衰变前后质量数和电荷数守恒，根据发生一次α衰变电荷数减少2，发生一次β衰变电荷数增加1可以计算出放射性元素电荷数的变化量．3、D【解析】

设点放置质量为的物体，则有解得①如图所示，星球膨胀后质量不变，有点以下球体质量为解得结合①式得则所以D正确，ABC错误。故选D。4、B【解析】

CD．B能保持静止，说明B受到的合力为零，两物块A、B带异种电荷，B受到的合力不为零，CD错误；A．如果B带正电，则让B对斜面的压力大于Gcosθ，A错误；B．如果B带正电，则让B对斜面的压力小于Gcosθ，B正确。故选B。5、C【解析】

由题，Fa、Fb分别在yOz和xOy平面内，可知点电荷Q即在yOz平面内，也在xOy平面内，所以Q一定在坐标轴y上，过a点沿F的方向延长，与y轴交于Q点，设OQ之间的距离为y，由几何关系得则aQ之间的距离连接bQ，则b受到的电场力的方向沿bQ的方向。由几何关系得可知b点到O点的距离也是r，b到Q之间的距离也是2rA．b与a到Q点的距离相等，根据库仑定律可知，试探电荷在b点受到的电场力与在a点受到的电场力是相等的，所以故A错误；B．负电荷受到的电场力指向Q，根据异性电荷相互吸引可知，Q带正电，由于距离正电荷越近电势越高，所以O点的电势高，b与a点的电势相等，即故B错误；C．由于点电荷Q带正电，根据库仑定律解得点电荷Q的电荷量为故C正确；D．平面xOz上各点到Q的距离不一定相等，所以各点的电势不一定相等，则在平面xOz上移动该试探电荷，电场力不一定不做功，故D错误。故选C。6、C【解析】

AB．由题可知，离子垂直bc边射出，沿ad方向射出的粒子的轨迹即为磁场区域的边界，其半径与离子做圆周运动的半径相同，所以离子在磁场中做圆周运动的半径为R=L；磁场区域的最小面积为故AB错误；

CD．磁场的最大区域是四分之一圆，面积离子运动的最长时间故C正确，D错误。

故选C。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、BD【解析】

A.根据法拉第电磁感应定律，线框从刚进入磁场到完全进入磁场过程中产生的平均电动势：，而：，，解得，故A错误；B.导线框完全在磁场中运动时磁通量不变，没有感应电流，不受安培力作用的时间为：，故B正确；C.线框BC边刚进入磁场时两端的电势差为：，线框边刚离开时，两端的电势差为：，故C错误；D.导线框边进入磁场的水平距离为时线框已经完全进入磁场，由：，故D正确。故选：BD。8、ABC【解析】试题分析：由粒子运动轨迹可知，M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知M带负电荷，N带正电荷，故A正确．M从a到b点，库仑力做负功，根据动能定理知，动能减小，则b点的动能小于在a点的动能，故B正确．d点和e点在同一等势面上，电势相等，则N在d点的电势能等于在e点的电势能，故C正确．D、N从c到d，库仑斥力做正功，故D错误．故选ABC考点：带电粒子在电场中的运动【名师点睛】本题关键是根据曲线运动的条件判断出静电力的方向，掌握判断动能和电势能变化的方向，一般的解题思路是根据动能定理判断动能的变化，根据电场力做功判断电势能的变化．9、AB【解析】

CD．先对小球A受力分析，受重力、支持力、静电力，如图所示：根据共点力平衡条件，有：，由于减小，可知墙面对A的弹力变小，库仑力减小，故两球间距增加，选项CD错误；AB．对AB整体受力分析，受重力、斜面支持力N、墙壁支持力FN、推力F，如图所示：根据共点力平衡条件，有解得由于减小，不变，所以推力F减小，斜面对B的弹力N不变，选项AB正确。故选AB。10、BC【解析】

A．装置被锁定后集装箱做圆周运动，那么在装置锁定瞬间，由牛顿第二定律得:即显然集装箱的重量等于T时，钢绳断裂，故A错误；B．如果装置匀速运动的速度大小为v，由：可知：故B正确；C．如果集装箱的质量为2m，由：可知该装置匀速运动时的最大速度为：故C正确；D．加速向上提升集装箱，由牛顿第二定律有：T－mg=ma可得允许的最大加速度为：故D错误。故选BC。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、7.96×102N/mCAEFD【解析】

(1)[1]①弹簧的伸长量与齿条下降的距离相等，而齿条下降的距离与齿轮转过的角度对应的弧长相等，齿轮转动一周对应的弧长即为齿轮周长，即托盘中物品质量为P0＝5kg时弹簧的伸长量：Δx＝πd因此只要测出齿轮的直径d即可计算其周长，然后由胡克定律得：2kΔx＝P0g解得k＝；[2]②游标卡尺读数为0.980cm，代入：k＝得k＝7.96×102N/m；(2)[3]直接测出不同示数下弹簧的伸长量也可以进行实验，即按CAEFD进行操作，实验不需要测量齿轮和齿条的齿数，GH是多余的；[4]求解形变量Δx1＝l1－l0Δx2＝l2－l0Δx3＝l3－l0则：k1＝k2＝k3＝则：k＝联立解得：k＝。12、1.609B1.881.84A【解析】

(1)[1]螺旋测微器的固定刻度为1.5mm，可动刻度为所以最终读数为1.5mm+0.109mm=1.609mm(2)①[2]根据图上所得的数据，应取图中点到点来验证机械能守恒定律；②[3]从点到点的过程中，重物重力势能的减少量[4]点的瞬时速度等于段的平均速度，则有重物动能的增加量③[5]根据机械能守恒得则有可知的图线是过原点的倾斜直线，故A正确，B、C、D错误；故选A。四、计算题：本题共2小题，