北京东城区北京汇文中学高三第五次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

北京东城区北京汇文中学高三第五次模拟考试新高考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、如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量均为m，两物体分别固定在竖直弹簧两端，弹簧的质量不计，整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态，现将悬挂吊篮的轻绳剪断在轻绳刚被剪断的时间（）A．物体B的加速度大小为g B．物体C的加速度大小为2gC．吊篮A的加速度大小为g D．吊篮A与物体C间的弹力大小为0.5mg2、如图所示为剪式千斤顶的截面图。四根等长的支持臂用光滑铰链连接，转动手柄，通过水平螺纹轴减小MN间的距离，以抬高重物。保持重物不变，MP和PN夹角为120°时N点受到螺纹轴的作用力为F1；MP和PN夹角为60°时N点受到螺纹轴的作用力为F2。不计支持臂和螺纹轴的重力，则F1与F2大小之比为（）A．1：1 B．1：3 C．：1 D．3：13、如图所示，两光滑圆形导轨固定在水平面内，圆心均为点，半径分别为，，两导轨通过导线与阻值的电阻相连，一长为的导体棒与两圆形导轨接触良好，导体棒一端以点为圆心，以角速度顺时针匀速转动，两圆形导轨所在区域存在方向竖直向下、磁感应强度大小的匀强磁场，不计导轨及导体棒的电阻，下列说法正确的是（）A．通过电阻的电流方向为由到B．通过电阻的电流为2AC．导体棒转动时产生的感应电动势为4VD．当减小而其他条件不变时，通过电阻的电流减小4、如图所示，矩形线圈处在磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场中，线圈通过电刷与定值电阻R及理想电流表相连接，线圈绕中心轴线OO以恒定的角速度匀速转动，t=0时刻线圈位于与磁场平行的位置。已知线圈的匝数为n、面积为S、阻值为r。则下列说法正确的是（）A．t=0时刻流过电阻R的电流方向向左B．线圈中感应电动势的瞬时表达式为enBSsintC．线圈转动的过程中，电阻R两端的电压为D．从t=0时刻起，线圈转过60°时电阻R两端的电压为5、如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一根不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为，现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是（）A．质量为2m的木块受到四个力的作用B．当F逐渐增大到时，轻绳刚好被拉断C．当F逐渐增大到1.5时，轻绳还不会被拉断D．轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为6、轨道平面与赤道平面夹角为90°的人造地球卫星被称为极地轨道卫星。它运行时能到达南北极区的上空，需要在全球范围内进行观测和应用的气象卫星、导航卫星等都采用这种轨道。如图所示，若某颗极地轨道卫星从北纬45°的正上方按图示方向首次运行到南纬45°的正上方用时45分钟，则（）A．该卫星发射速度一定小于7.9km/sB．该卫星轨道半径与同步卫星轨道半径之比为1∶4C．该卫星加速度与同步卫星加速度之比为2∶1D．该卫星的机械能一定小于同步卫星的机械能二、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，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上．A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．现对A施加一水平拉力F，则（）A．当F＜2μmg时，A、B都相对地面静止B．当F＝时，A的加速度为C．当F＞3μmg时，A相对B滑动D．无论F为何值，B的加速度不会超过8、如图所示，质量为M的小车置于光滑的水平地面上，小车的右端固定着竖直挡板，挡板与弹簧右端相连，弹簧的左端连接质量为m的木块。弹簧处于原长状态，木块与小车间的滑动摩擦因数为μ。从某时刻开始给小车施加水平向右的外力F，外力F从零开始缓慢均匀增大，当F增大到2μ(m+M)g时保持大小不变。弹簧一直处于弹性限度内，木块的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列各种说法中正确的是（）A．木块所受的摩擦力先均匀增大，后保持不变B．当弹簧产生弹力时，外力F的大小为μ(m+M)gC．在外力F从零达最大的过程中，静摩擦力和弹簧对木块所做的功相等D．在外力F从零达最大的过程中，弹簧获得的弹性势能等于系统获得的内能9、如图所示，竖直放置的半圆形轨道与水平轨道平滑连接，不计一切摩擦．圆心O点正下方放置为2m的小球A，质量为m的小球B以初速度v0向左运动，与小球A发生弹性碰撞．碰后小球A在半圆形轨道运动时不脱离轨道，则小球B的初速度v0可能为（）A． B． C． D．10、根据现行有效国际民航组织《危险物品安全航空运输技术细则》和《中国民用航空危险品运输管理规定》，严禁携带额定能量超过160Wh的充电宝；严禁携带未标明额定能量同时也未能通过标注的其他参数，计算得出额定能量的充电宝。如图为国产某品牌一款充电宝的铭牌。则（）A．该充电宝的输入电压为交流5VB．该充电宝的输出电压为直流5.1VC．该充电宝可以给手机充电最短时间大约10hD．乘客可以携带该充电宝登机三、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）某同学用如图甲所示的装置测量滑块与木板间的动摩擦因数。打点计时器固定在木板上端，滑块拖着穿过打点计时器限位孔的纸带从木板上滑下。图乙是打出的一段纸带。（1）已知打点计时器使用的交流电频率为，选取至的7个点为计数点，且各计数点间均有4个点没有画出，测得各点到点的距离依次是。由此可知滑块下滑的加速度________（结果保留三位有效数字）。（2）为了测量动摩擦因数，还应测量的物理量有_____________。A．木板的长度B．木板的末端被垫起的高度C．木板的质量D．滑块的质量E.滑块运动的时间（3）滑块与木板间的动摩擦因数______（用题中各物理量的字母代号及重力加速度表示）。由于该测量装置存在系统误差測量的动摩擦因数会____________（填“偏大”或“偏小”）。12．（12分）某学习小组用如图甲所示的实验装置来探究“小车加速度与合外力的关系”，并用此装置测量轨道与小车之间的动摩擦因数。实验装置中的微型力传感器质量不计，水平轨道表面粗糙程度处处相同，实验中选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮。实验中保持小车和位移传感器（发射器）的总质量不变，小车和位移传感器（发射器）的加速度由位移传感器（接收器）及与之相连的计算机得到。多次改变重物的质量进行实验得小车和位移传感器（发射器）的加速度与力传感器的示数的关系图象如图乙所示。重力加速度取。(1)用该实验装置测量小车与水平轨道间的动摩擦因数时，下列选项中必须要做的一项实验要求是______（填写选项对应字母）A．要使重物的质量远远小于小车和位移传感器（发射器）的总质量B．要将轨道的一端适当垫高来平衡摩擦力C．要使细线与水平轨道保持平行D．要将力传感器的示数作为小车所受的合外力(2)根据图象乙可知该水平轨道的摩擦因数______（用分数表示）。(3)该学习小组用该装置来验证“小车和位移传感器（发射器）质量不变情况下，小车和位移传感器（发射器）的加速度与作用在小车上的拉力成正比”，那么应该将轨道斜面调整到_____（用角度表示）。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，EMNF是一块横截面为正方形的透明玻璃砖，其折射率n=，边长MN=3cm．一束激光AB从玻璃砖的EM面上的B点入射，∠ABE=300，BM=233(i)激光在B点发生折射的折射角；(ji)光斑H到O点的距离HO．14．（16分）一半球形玻璃砖，球心为O，OA和OB与竖直方向间的夹角均为30°。一束光线射向A点，折射光线恰好竖直向下射到C点，已知该玻璃砖折射率为。(1)求射向A点的光线与竖直方向的夹角；(2)从B点射入的光线折射后恰好过C点，求折射光线BC与虚线BO夹角的正弦值。15．（12分）一客车以v=20m/s的速度行驶，突然发现同车道的正前方x0=60m处有一货车正以v0=8m/s的速度同向匀速前进，于是客车紧急刹车，若客车刹车时做匀减速运动的加速度大小a=2m/s2，则：（1）客车刹车开始后l5s内滑行的距离是多少?（2）客车静止前最后2s内滑行的距离是多少?（3）客车与货车间的最小距离为多少?

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、D【解析】

A．弹簧开始的弹力F=mg剪断细线的瞬间，弹簧弹力不变，B的合力仍然为零，则B的加速度为0，故A错误；BC．剪断细线的瞬间，弹力不变，将C和A看成一个整体，根据牛顿第二定律得即A、C的加速度均为1.5g，故BC错误；D．剪断细线的瞬间，A受到重力和C对A的作用力，对A有得故D正确。故选D。2、D【解析】

当两臂间的夹角为时，两臂受到的压力为对点分析，点受到螺纹轴的作用力为当两臂间的夹角为时，两臂受到的压力为对点分析，点受到螺纹轴的作用力为则有故A、B、C错误，D正确；故选D。3、C【解析】

A．由右手定则可知，通过电阻的电流方向为到，故A错误；B．两圆环间导体棒在时间内扫过的面积由法拉第电磁感应定律可知，两圆环间导体棒切割磁感线产生的感应电动势通过电阻的电流故B错误；C．导体棒转动时产生的感应电动势故C正确；D．当减小而其它条件不变时，两圆环间导体棒切割磁感线产生的感应电动势变大，通过电阻的电流增大，故D错误。故选C。4、D【解析】

A．t=0时刻线框与磁场方向平行，即线框的速度与磁场方向垂直，右手定则可知，流过电阻R的电流方向向右，故A错误；

B．从与中性面垂直的位置开始计，感应电动势随时间按正弦规律变化，且最大感应电动势Em＝nBSω所以感应电动势的瞬时值表达式为e=nBSωcosωt（V）故B错误；

C．线圈转过的过程中，最大感应电动势Em＝nBSω，则产生的感应电动势的有效值为E＝nBSω因此电阻R两端的电压为故C错误；

D．线圈从t=0开始转过60°时，电阻R两端的电压为故D正确。

故选D。5、C【解析】

A．质量为2m的木块受重力、支持力、m对它的压力以及摩擦力，还有轻绳对它的拉力，总共五个力的作用，故A错误；BC．当轻绳对质量为2m的木块的拉力为时，根据牛顿第二定律质量为m和2m的木块的加速度：对整体进行受力分析，有：可知当拉力为2时，轻绳恰好被拉断，故B错误，C正确；D．以质量为m的木块为研究对象，当轻绳刚要被拉断时，由牛顿第二定律有：故D错误。故选C。6、B【解析】

A．根据第一宇宙速度的概念可知，该卫星发射速度一定大于7.9km/s，故A错误；

B．由题意可知，卫星的周期万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得该卫星轨道半径与同步卫星轨道半径之比故B正确；C．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得该卫星加速度与同步卫星加速度之比故C错误；D．由于由于不知该卫星与同步卫星的质量关系，无法比较其机械能大小，故D错误。

故选AB。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、BCD【解析】

试题分析：根据题意可知，B与地面间的最大静摩擦力为：fBm＝，因此要使B能够相对地面滑动，A对B所施加的摩擦力至少为：fAB＝fBm＝，A、B间的最大静摩擦力为：fABm＝2μmg，因此，根据牛顿第二定律可知当满足：＝，且≤fAB＜2μmg，即≤F＜3μmg时，A、B将一起向右加速滑动，故选项A错误；当F≥3μmg时，A、B将以不同的加速度向右滑动，根据牛顿第二定律有：F－2μmg＝2maA，2μmg－＝maB，解得：aA＝－μg，aB＝，故选项C、D正确；当F＝时，对A和B整体受力分析有，，解得aA＝aB＝，故选项B正确．考点：本题主要考查了牛顿第二定律的应用，以及处理连接体的方法问题，属于中档题．8、AB【解析】

A．当F较小时，木块和小车相对静止，由牛顿第二定律有F=(m+M)aFf=ma得Ff=Ff与F成正比，当Ff增大到等于μmg后，木块与小车间缓慢相对移动，Ff保持不变，故A正确；B．当弹簧产生弹力时，摩擦力达最大Ff=μmg可得F=μ(m+M)g故B正确；C．当F达最大时，有2μ(m+M)g=(m+M)a′μmg+F′=ma′得F′=μmg所以静摩擦力和弹簧弹力都是由零增大到μmg，但由于静摩擦力产生在先，弹簧弹力产生在后，木块的速度不相同，木块的位移不相同，所以两力做功不相等，故C错误；D．弹簧的弹性势能等于弹簧的弹力做功，相对应的位移为木块在小车上滑动的距离，系统的内能等于滑动摩擦力与木块在小车上滑动的距离的乘积，但由于两力并不相等，所以弹簧获得的弹性势能与系统获得的内能不相等，故D错误。故选AB。9、BC【解析】

A与B碰撞的过程为弹性碰撞，则碰撞的过程中动量守恒，设B的初速度方向为正方向，设碰撞后B与A的速度分别为v1和v2，则：mv0=mv1+2mv2由动能守恒得：联立得：

①1.恰好能通过最高点,说明小球到达最高点时小球的重力提供向心力,是在最高点的速度为vmin，由牛顿第二定律得：2mg=

②A在碰撞后到达最高点的过程中机械能守恒，得：③联立①②③得：v0=，可知若小球B经过最高点，则需要：v0⩾2.小球不能到达最高点，则小球不脱离轨道时，恰好到达与O等高处，由机械能守恒定律得：④联立①④得：v0=可知若小球不脱离轨道时,需满足：v0⩽由以上的分析可知,若小球不脱离轨道时,需满足：v0⩽或v0⩾，故AD错误，BC正确．故选BC【点睛】小球A的运动可能有两种情况：1．恰好能通过最高点，说明小球到达最高点时小球的重力提供向心力，由牛顿第二定律求出小球到达最高点点的速度，由机械能守恒定律可以求出碰撞后小球A的速度．由碰撞过程中动量守恒及能量守恒定律可以求出小球B的初速度；2．小球不能到达最高点，则小球不脱离轨道时，恰好到达与O等高处，由机械能守恒定律可以求出碰撞后小球A的速度．由碰撞过程中动量守恒及能量守恒定律可以求出小球B的初速度．10、BD【解析】

A．由图可知，该充电宝的输入电压为直流5V，故A错误；B．由图可知，该充电宝的输出电压为直流5.1V，故B正确；C．由图可知，该充电宝的输出电流为2.1A，则该充电宝可以给手机充电最短时间故C错误；D．由图可知，该充电宝额定能量为37.44Wh，则乘客可以携带该充电宝登机，故D正确。故选BD。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、0.480AB偏大【解析】

（1）[1]打点计时器使用的交流电频率为50Hz，可知打点周期为0.02s，由于各计数点之间均有4个点没有画出，故相邻两个计数点之间的时间间隔为s=0.10s。根据各点到点的距离可以计算出相邻计数点之间的距离，利用逐差法可得滑块下滑的加速度m/s2（2）[2][3]滑块沿木板下滑，设木板与水平面间的夹角为，由牛顿第二定律有根据几何关系得联立解得，因此为了测量动摩擦因数，应该测量木板的长度和木板末端被垫起的高度，故AB符合题意，CDE不符合题意；故选AB。（3）[4]由（2）问可知，，由于实验没有考虑滑块拖着纸带运动过程中纸带受到的阻力，所以测量的动摩擦因数会偏大。12、C【解析】

（1）[1]小车所受到的水平拉力即为力传感器的示数，由图象可知当，小车开始有加速度，即摩擦力为5N，由牛顿第二定律可知：，得：，所以既不需要使重物的质量远远小于小车和位移传感器（发射器）的总质量，也不需要将轨道的一端适当垫高来平衡摩擦力，选项ABD错误；实验中保持细线与轨道平行时，小车和位移传感器（发射器）所受的拉力为力传感器的示数，选项C正确。故选：C。（2）[2]选小车和位移传感器（发射器）为研究对象，由牛顿第二定律可得，即，由图乙可知图象的斜率，即，得：，由时可解得：；（3）[3]若要验证“