2024-2025学年天津南开中学高考物理五模试卷含解析

2024-2025学年天津南开中学高考物理五模试卷注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、在光滑水平地面上放有一个表面光滑的静止的圆弧形小车，另有一质量与小车相等可视为质点的铁块，以速度从小车的右端向左滑上小车，如图所示，铁块上滑至圆弧面的某一高度后返回，不计空气阻力，则铁块返回到小车的右端以后，相对于地面，将做的运动是（）A．又以速度沿小车向左滑动 B．以与大小相等的速度从小车右端平抛出去C．以比小的速度从车右端平抛出去 D．自由落体运动2、仰卧起坐是《国家学生体质健康标准》中规定的女生测试项目之一。根据该标准高三女生一分钟内完成55个以上仰卧起坐记为满分。若某女生一分钟内做了50个仰卧起坐，其质量为50kg，上半身质量为总质量的0.6倍，仰卧起坐时下半身重心位置不变，g取10m/s2。则测试过程中该女生克服重力做功的平均功率约为（）A．10W B．40W C．100W D．200W3、已知月球半径为R，飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是()A．月球质量为B．月球表面重力加速度为C．月球密度为D．月球第一宇宙速度为4、在实验室观察到如下的核反应。处于静止状态的铝原子核，受到一个运动粒子撞击后，合在一起成为一个处于激发态的硅原子核。对此核反应下列表述正确的是（）A．核反应方程为 B．该核反应是核聚变反应C．新生成的与是同位素 D．新生成的处于静止状态5、在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用频率为v、2v的单色光照射某金属，逸出的光电子最大速度之比为1：2，普朗克常量用h表示，则A．光电子的最大初动能之比为1：2B．该金属的逸出功为当C．该金属的截止频率为D．用频率为的单色光照射该金属时能发生光电效应6、如图，梯形小车a处于光滑水平面上，一弹性绳将小车a与竖直墙壁连接（松弛），a倾斜的上表面放有物块b，现给a和b向左的相同速度v0，在之后的运动过程中，a与b始终保持相对静止。则在弹性绳从伸直到长度最大的过程中（）A．b对a的压力一直增大B．b对a的摩檫力一直减小C．b对a的作用力一直减小D．b对a的作用力方向水平向左二、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、下列关于热学现象的说法，正确的是。A．在水中撒入适量花椒粉，加热发现花椒粉在翻滚，说明温度越高，布朗运动越剧烈B．为了把地下的水分引上来，采用磙子将地面压紧，是利用了毛细现象C．将与水面接触的干净玻璃板提离水面，实验时发现拉力大于玻璃板重力，主要原因是玻璃板受大气压力D．密闭容器内的液体经很长时间液面也不会降低，但容器内仍有液体分子飞离液面E.同等温度下，干湿泡湿度计温度差越大，表明该环境相对湿度越小8、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9、一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程，、、和这四段过程在图上都是直线段，其中的延长线通过坐标原点O，垂直于，而平行于，平行于轴。由图可以判断（）A．过程中气体分子的密集程度不断减小B．过程中外界对气体做功C．过程中气体内能不断增大D．过程中气体从外界吸收热量E.过程的内能减小量等于过程中气体内能增加量10、如图所示，气缸分上、下两部分，下部分的横截面积大于上部分的横截面积，大小活塞分别在上、下气缸内用一根硬杆相连，两活塞可在气缸内一起上下移动，缸内封有一定质量的气体，活塞与缸壁无摩擦且不漏气起初，在小活塞上的烧杯中放有大量沙子能使两活塞相对于气缸向上移动的情况是A．给气缸缓慢加热B．取走烧杯中的沙子C．大气压变小D．让整个装置自由下落三、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）在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，某实验小组利用如图所示的实验装置，将一端带滑轮的长木板固定在水平桌面上，木块置于长木板上，并用细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车左端连一条纸带，通过打点计时器记录其运动情况。(1)下列做法正确的是（_____）A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将砂桶通过定滑轮拴在木块上C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度(2)某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。他所得到的a－F关系可用图中的________表示(图中a是小车的加速度，F是细线作用于小车的拉力)。（3）右图是打出纸带的一段，相邻计数点间还有四个点未画出，已知打点计时器使用的交流电频率50Hz。由图可知，打纸带上B点时小车的瞬时速度vB＝________m/s，木块的加速度a＝________m/s2。(结果保留两位有效数字)12．（12分）某实验小组同学利用下列器材做“研究合外力做功与动能变化的关系”实验：A．一端带有滑轮和刻度尺的轨道B．两个光电计时器C．安装有挡光片的小车（质量为M）D．拴有细线的托盘（质量为m0）E.可以调节高度的平衡支架F.一定数量的钩码某小组选用上述器材安装实验装置如图甲所示，轨道上安装了两个光电门A、B。实验步骤：①调节两个光电门中心的距离，记为L；②调节轨道的倾角，轻推小车后，使小车拉着钩码和托盘能沿轨道向下匀速经过光电门A、B，钩码的质量记为m；③撤去托盘和钩码，让小车仍沿轨道向下加速经过光电门A、B，光电计时器记录小车通过A、B的时间分别为△t1和△t2；④利用测得的数据求得合外力做功与动能变化的关系。根据实验过程，滑轮的摩擦力不计，回答以下问题(1)图乙是用游标卡尺测挡光片的宽度d，则d=______cm。(2)小车加速从A到B过程中合外力做的功W=________；小车动能的变化量的表达式△Ek=___（用测得的物理量的字母符号表示）。通过实验可得出：在误差允许的范围内合外力所做的功等于小车动能的增量。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）研究表明，新冠病毒耐寒不耐热，温度在超过56°C时，30分钟就可以灭活。如图，含有新冠病毒的气体被轻质绝热活塞封闭在绝热气缸下部a内，气缸顶端有一绝热阀门K，气缸底部接有电热丝E。a缸内被封闭气体初始温度t1=27°C，活塞位于气缸中央，与底部的距离h1=60cm，活塞和气缸间的摩擦不计。（i）若阀门K始终打开，电热丝通电一段时间，稳定后活塞与底部的距离h2=66cm，持续30分钟后，试分析说明a内新冠病毒能否被灭活?（ii）若阀门K始终闭合，电热丝通电一段时间，给a缸内气体传递了Q=1.0×104J的热量，稳定后气体a内能增加了△U=8.5×103J，求此过程气体b的内能增加量。14．（16分）能量守恒定律、动量守恒定律、电荷守恒定律等等是自然界普遍遵循的规律，在微观粒子的相互作用过程中也同样适用．卢瑟福发现质子之后，他猜测：原子核内可能还存在一种不带电的粒子．（1）为寻找这种不带电的粒子，他的学生查德威克用粒子轰击一系列元素进行实验．当他用粒子轰击铍原子核时发现了一种未知射线，并经过实验确定这就是中子，从而证实了卢瑟福的猜测．请你完成此核反应方程．（2）为了测定中子的质量，查德威克用初速度相同的中子分别与静止的氢核与静止的氮核发生弹性正碰．实验中他测得碰撞后氮核的速率与氢核的速率关系是．已知氮核质量与氢核质量的关系是，将中子与氢核、氮核的碰撞视为完全弹性碰撞．请你根据以上数据计算中子质量与氢核质量的比值．（3）以铀235为裂变燃料的“慢中子”核反应堆中，裂变时放出的中子有的速度很大，不易被铀235俘获，需要使其减速．在讨论如何使中子减速的问题时，有人设计了一种方案：让快中子与静止的粒子发生碰撞，他选择了三种粒子：铅核、氢核、电子．以弹性正碰为例，仅从力学角度分析，哪一种粒子使中子减速效果最好，请说出你的观点并说明理由．15．（12分）我国是世界上开发利用地下水资源最早的国家之一，浙江余姚河姆渡古文化遗址水井，其年代距今约5700年。压水井可以将地下水引到地面上，如图所示，活塞和阀门都只能单向打开，提压把手可使活塞上下移动，使得空气只能往上走而不往下走。活塞往上移动时，阀门开启，可将直管中的空气抽到阀门上面；活塞向下移动时，阀门关闭，空气从活塞处溢出，如此循环，地下水就在大气压的作用下通过直管被抽上来了。阀门下方的直管末端在地下水位线之下，地下水位线距离阀门的高度h=8m，直管截面积S=0.002m2，现通过提压把手，使直管中水位缓慢上升4m。已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3，外界大气压强p0=1.0×105Pa，重力加速度g=10m/s²，直管中的气体可视为理想气体：(1)若该装置的机械效率η=0.4，求人对把手做的功；(2)求直管中剩余空气质量△m与直管中原空气质量m0之比。

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】

小铁块和小车组成的系统水平方向不受外力，系统水平方向的动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律得根据机械能守恒定律可得因为M=m，所以解得。所以铁块离开车时将做自由落体运动。故ABC错误，D正确。故选D。2、C【解析】

该同学身高约1.6m，则每次上半身重心上升的距离约为×1.6m=0.4m，则她每一次克服重力做的功W=0.6mgh=0.6×50×10×0.4=120J1min内她克服重力所做的总功W总=50W=50×120=6000J她克服重力做功的平均功率为故C正确，ABD错误。

故选C。3、A【解析】

飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式；在月球表面，重力等于万有引力，根据万有引力定律列式；月球的第一宇宙速度等于月球表面的瞬时速度．【详解】飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上做匀速圆周运动，故；在月球表面，重力等于万有引力，故，联立解得，，月球的密度，A正确BC错误；月球第一宇宙速度为，D错误．【点睛】本题是卫星类型的问题，常常建立这样的模型：环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，由中心天体的万有引力提供向心力．重力加速度g是联系星球表面宏观物体运动和天体运动的桥梁．4、C【解析】

A．该反应过程的质量数和电荷数均守恒，但反应物错误，应为，故A错误；B．该反应的类型为人工转变，不是核聚变反应，故B错误；C．与的电荷数相同，属于同一种元素，二者为同位素，故C正确；D．核反应过程中遵守动量守恒，反应前静止，则生成的硅原子核应与反应前撞击粒子的速度方向相同，故D错误。故选C。5、B【解析】

解：A、逸出的光电子最大速度之比为1：2，光电子最大的动能：，则两次逸出的光电子的动能的之比为1：4；故A错误；B、光子能量分别为：和根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为：，联立可得逸出功：，故B正确；C、逸出功为，那么金属的截止频率为，故C错误；D、用频率为的单色光照射，因，不满足光电效应发生条件，因此不能发生光电效应，故D错误。故选：B。6、A【解析】

AB．整体受到的弹性绳的拉力越来越大，则加速度越来越大，即整体做加速度越来越大的减速运动，则b也做加速度越来越大的减速运动，对b受力分析，由牛顿第二定律可知，则随着加速度a的增加，a对b的支持力N一直增大；即则随着加速度a的增加，a对b的摩擦力f可能先减小后增大，根据牛顿第三定律，b对a的压力一直增大，b对a的摩擦力可能先减小后增大，A正确，B错误；

CD．b受到a的作用力和重力，由于b的加速度水平线向右越来越大，根据牛顿第二定律，a对b的作用力一直增大，a对b的作用力方向斜向右上方，根据牛顿第三定律，b对a的作用力一直增大，方向斜向左下方，CD错误。故选A。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、BDE【解析】

A．在加热时发现花椒粉在翻滚，该运动是由水的翻滚引起的，不是布朗运动，故A错误；B．为了把地下的水分引上来，采用磙子将地面压紧，是利用了毛细现象，故B正确；C．将与水面接触的干净玻璃板提离水面，实验时发现拉力大于玻璃板重力，主要原因是因为玻璃板受到水分子的分子引力，故C错误；D．密闭容器内的液体经很长时间液面也不会降低，但容器内仍有液体分子飞离液面，只是飞离液面的分子数与进入液面的分子数相等，故D正确；E．干泡温度计和湿泡温度计组成，由于蒸发吸热，湿泡所示的温度小于干泡所示的温度。干湿泡温度计温差的大小与空气湿度有关，温度相差越大，表明该环境相对湿度越小，空气越干燥。故E正确。故选BDE。8、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。9、BCD【解析】

A．根据理想气体状态方程可知，则P-T图中过原点的直线为等容变化，所以ab过程中气体体积不变，所以气体分子的密集程度不变，故A错误；B．过c点做过原点的直线，则为一条等容线，且斜率比ab斜率大，根据可知，Vc＜Vb则由bc过程体积减小，外界对气体做功，故B正确；C．cd过程中气体温度升高，气体内能增加，故C正确；D．da过程，气体温度不变，则气体内能不变；压强减小，根据玻意耳定律可知，体积增大，则气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体应吸热，故D正确；E．bc垂直于ab，而cd平行于ab说明，ab的温度变化比cd的温度变化小，且理想气体内能只与温度有关，温度升高，内能增加，可知ab过程的内能减小量小于cd过程中气体内能增加量，故E错误；故选BCD。10、BD【解析】

以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知(P0-P)(S-s)=G，明确原来气体压强小于大气压强；题目设计的变化如加热、取走沙子、大气压减小、装置自由下落后，我们根据理想气体状态方程判断出气体的体积增大还是减小，就可以知道活塞上升还是下降了．【详解】A．设缸内气体压强P，外界大气压为P0，大活塞面积S，小活塞面积s，活塞和钢球的总重力为G，以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知：(P0-P)(S-s)=G…①给气缸缓慢加热，气体温度升高，由盖吕萨克定律知气体体积要增大，从气缸结构上看活塞应向下移动，故A错误．B．取走烧杯中的沙子后，整体的重力小了，由①式知容器内气体压强必须增大，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸要向上移动，故B正确．C．大气压变小时，由①式知道缸内气体压强要减小，由玻意耳定律知气体体积要增大，所以气缸要向下移动，故C错误．D．让整个装置自由下落，缸内气体压强增大(原来小于大气压强)，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸向上移动，故D正确．故选BD．【点睛】本题的关键是利用活塞受力平衡的条件和理想气体状态方程判断封闭气体的体积如何变化，是一道比较困难的易错题．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、ADC0.150.60【解析】

（1）[1]A.该实验“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”，所以每次物体受力为恒力，所以细绳应与轨道平行，A正确B.平衡摩擦力时，使小车在没有重物牵引下沿导轨匀速运动，B错误C.打点计时器在使用时，应该先接通电源，后释放小车，C错误D.平衡摩擦力完成后，满足的是所以改变小车质量时，无需再次平衡摩擦，D正确（2）[2]平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大，这时在没有悬挂重物时，小车就已经获得一个加速度，所以图像有纵轴截距，选C（3）[3]根据匀变速直线运动的规律可得[4]根据匀变速直线运动的规律可得12、0.735【解析】

(1)[1]游标为20分度，精确度为0.05mm，游标对齐的格数不估读，则测挡光片的宽度为(2)[2]调节轨道的倾角轻推小车后使小车拉着钩码和托盘能沿轨道向下匀速下滑，说明小车的合力为零，而撤去托盘m0和钩码m，小车的合力变为则小车加速从A到B过程中合外力做的功为[3]光电门挡住光的时间极短，求出的平均速度可认为是小车通过A、B两位置的瞬时速度，