2024届荆门市龙泉中学高考物理五模试卷含解析

2024届荆门市龙泉中学高考物理五模试卷
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、北斗三号导航卫星系统由三种不同轨道的卫星组成，其中24颗是地球中圆轨道卫星，其轨道形状为圆形，轨道半径在1000公里与3万公里之间。

地球中圆轨道卫星（ ）
A ．比地球同步卫星的周期小
B ．比地球同步卫星的线速度小
C ．比地球同步卫星的角速度小
D ．线速度大于第一宇宙速度
2、下列说法正确的是（ ）
A ．2382349290U Th X →+中X 为中子，核反应类型为衰变
B ．234112H H He Y +→+中Y 为中子，核反应类型为人工核转变
C ．14417728N He O Z +→+，其中Z 为氢核，核反应类型为轻核聚变
D ．2351136909205438U n Xe Sr K +→++，其中K 为10个中子，核反应类型为重核裂变
3、如图所示，一理想变压器原线圈匝数1500=n 匝，副线圈匝数2n 100=匝，原线圈中接一交变电源，交变电电压2202sin100(V)u t π=。

副线圈中接一电动机，电阻为11Ω，电流表2示数为1A 。

电表对电路的影响忽略不计，则（ ）
A ．此交流电的频率为100Hz
B ．电压表示数为2202V
C ．电流表1示数为0.2A
D ．此电动机输出功率为30W
4、1897年英国物理学家约瑟夫·约翰·汤姆生在研究阴极射线时发现了电子，这是人类最早发现的基本粒子。

下列有关电子说法正确的是（ ）
A ．电子的发现说明原子核是有内部结构的
B ．β射线也可能是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力
C ．光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中自由电子
D ．卢瑟福的原子核式结构模型认为核外电子的轨道半径是量子化的
5、一蹦床运动员竖直向上跳起，从离开蹦床算起，上升到最大高度一半所用的时间为
，速度减为离开蹦床时速度一半所用的时间为，若不计空气阻力，则与的大小关系为（ ） A ．
B ．
C ．
D ．不能确定
6、如图所示，边长为L 、总阻值为R 的等边三角形单匝金属线圈abc 从图示位置开始绕轴EF 以角速度ω匀速转动，EF 的左右两侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B 和2B ，下列说法正确的是（ ）
A ．图示位置线圈的磁通量最大，磁通量的变化率也最大
B ．线圈从图示位置转过一周的过程中，产生的感应电流先沿acba 方向后沿abca 方向
C ．线圈从图示位置转过一周的过程中，产生的感应电动势的最大值为238
BL ω D ．线圈转动过程中产生的交流电的电动势的有效值为21516
BL ω 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、在某一均匀介质中由波源O 发出的简谐横波在x 轴上传播，某时刻的波形如图所示，其波速为5m/s ，则下列说法正确的是_________．
A ．此时P 、Q 两点运动方向相同
B ．再经过0.5s 质点N 刚好在（-5m ，20cm ）位置
C ．在1.5s<t<1.6s 时间间隔内，质点N 在x 轴上方向上运动
D ．能与该波发生干涉的横波的频率一定为3Hz
E.再经过0.5s 时间质点M 通过的路程大于100m
8、以下说法正确的是________。

A ．某物质的密度为ρ，其分子的体积为0V ，分子的质量为m ，则0m V ρ=
B ．空气中水蒸气的压强与同温度下水的饱和汽压的比值越大，空气的相对湿度越大
C ．在装满水的玻璃杯内，可以不断地轻轻投放一定数量的大头针，水也不会流出，这是由于大头针填充了水分子间的空隙
D ．内能不同的物体，物体内部分子热运动的平均动能可能相同
E.玻璃管裂口放在火上烧熔，它的尖锐处就变圆滑，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面积要收缩到最小的缘故
9、如图所示，在垂直于纸面向外的匀强磁场中，水平放置两个同心金属环，半径分别是r 和3r ，磁感应强度为B ，在两环间连接有一个电容为C 的电容器，a 、b 是电容器的两个极板。

长为2r 的金属棒AB 沿半径方向放置在两环间且
与两环接触良好，并绕圆心以角速度ω做顺时针方向（从垂直环面向里看）的匀速圆周运动。

则下列说法正确的是（ ）
A ．金属棒A
B 中有从B 到A 的持续电流
B ．电容器b 极板带负电
C ．电容器两端电压为24Br ω
D ．电容器所带电荷量为21.5C Br ω
10、一定质量的理想气体从状态a 开始，经历三个过程ab 、bc 、ca 回到原状态，其V ﹣T 图象如图所示，p a 、p b 、p c 分别表示状态a 、b 、c 的压强，下列判断正确的是（ ）
A．过程a到b中气体一定吸热
B．p c＝p b＞p a
C．过程b到c气体吸收热量
D．过程b到c中每一个分子的速率都减小
E.过程c到a中气体吸收的热量等于对外做的功
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）用如图所示装置可验证机械能守恒定律，轻绳两端系着质量相等的物体A、B，物体B上放一金属片C，铁架台上固定一金属圆环，圆环处在物体B的正下方，金属片C与圆环间的高度差为h，将A、B、C组成的系统由静止释放．当物体B穿过圆环时，金属片C被搁置在圆环上，两个固定在铁架台P1、P2处的光电门，通过电子计时器可测出物体B通过P1、P2这段距离的时间．
(1)若测得P1、P2之间的距离为d，物体B通过这段距离的时间为t，则物体B刚穿过圆环后的速度v＝________．
(2)若物体A、B的质量均用M表示，金属片C的质量用m表示，重力加速度为g，该实验中验证了等式____________成立，即可验证机械能守恒定律．
(3)本实验中的测量仪器除刻度尺、光电门、电子计时器外，还需要________．
12．（12分）如图所示为某同学完成验证平行四边形定则实验后留下的白纸．
(1)根据图中数据，F合的大小是__N．
(3)观察图象发现，理论的合力F合与一个弹簧秤拉动时的拉力F3差异较大，经验证F3测量无误，则造成这一现象可能的原因是__
A．用手压住结点后拉弹簧秤并读数
B ．初始时一个弹簧秤指示在0.4N 处而未调零
C ．两个弹簧秤首次拉动时结点位置的记录有较大偏差
D ．拉动过程中绳套从弹簧秤上脱落，装上后继续实验．
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）如图所示，质量M =3kg 的足够长的小车停在光滑水平地面上，另一木块m =1kg ，以v 0=4m/s 的速度冲上小车，木块与小车间动摩擦因数 =0.3，g =10m/s 2，求经过时间t =2.0s 时：
（1）小车的速度大小v ；
（2）以上过程中，小车运动的距离x ；
（3）以上过程中，木块与小车由于摩擦而产生的内能Q ．
14．（16分）光滑水平台面离地面高H ，台面上A 点与台面边缘B 点间距离L ，木块甲、乙分别静止在A 点，在相同的恒定水平外力作用下从A 点运动到B 点时撤去外力。

甲落地点与B 点之间水平距离为x ，乙落地点与B 点之间水平距离为3x 。

已知木块甲质量为m ，重力加速度为g 。

求：
（1）恒定水平外力的大小；
（2）木块乙的质量。

15．（12分）如图所示，空间存在一个半径为R 0的圆形匀强磁场区域，磁场的方向垂直于纸面向里、磁感应强度的大小为B 。

有一个粒子源在纸面内沿各个方向以一定速率发射大量粒子，粒子的质量为m 、电荷量为+q 。

将粒子源置于圆心，则所有粒子刚好都不离开磁场，不考虑粒子之间的相互作用。

（1）求带电粒子的速率；
（2）若粒子源可置于磁场中任意位置，且磁场的磁感应强度大小变为4
B ，求粒子在磁场中最长的运动时间t 。

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、A
【解析】
ABC ．根据万有引力提供向心力可知
2
222(2)Mm v G m r m m r r T r
πω=== 解得
v =
2T =
ω 地球中圆轨道卫星的轨道半径比同步卫星卫星的轨道半径小，故地球中圆轨道卫星的线速度大，角速度大，周期小，故A 正确，BC 错误；
D ．第一宇宙速度是近地卫星的运行速度，是卫星最大的运行速度，故地球中圆轨道卫星的运行速度小于第一宇宙速度，故D 错误。

故选A 。

2、D
【解析】
A ．238234492902U Th He →+，核反应类型为衰变，选项A 错误；
B ．23411120H H He n +→+，核反应类型为轻核聚变，选项B 错误；
C ．144
1717281N He O H +→+，核反应类型为人工转变，选项
C 错误；
D ．235
113690192054380U n Xe Sr 10n +→++，核反应类型为重核裂变，选项D 正确。

故选D 。

3、C
【解析】
A ．由交流电的公式知频率
10050Hz 2f ππ
== 故A 错误；
B ．原线圈电压有效值为220V ，故电压表的示数为220V ，故B 错误；
C ．根据电流与匝数成反比知，电流表A 1示数为0.2A ，故C 正确；
D ．根据电压与匝数成正比知副线圈电压为44V
P 2=U 2I 2=44×1W=44W
电动机内阻消耗的功率为
△P =I 22R ＝12×11W ＝11W
此电动机输出功率为
P 出=P 2-△P =44-11=33W
故D 错误；
故选C 。

4、C
【解析】
A ．电子的发现说明了原子是有内部结构的，无法说明原子核有内部结构。

原子是由原子核和核外电子组成的。

故A 错误。

B ．β-射线是核内中子衰变为质子时放出的电子形成的，与核外电子无关。

故B 错误。

C ．根据光电效应现象的定义可知光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中的自由电子。

故C 正确。

D ．玻尔理论认为电子轨道半径是量子化的，卢瑟福的原子核式结构模型认为在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，故D 错误。

故选C 。

5、A
【解析】
根据速度位移公式得，设上升到最大高度一半的速度为v ，则有：
联立解得：
则运动的时间为：
速度减为初速一半所用的时间为t 1：。

则：
t 1＜t 1．
A ．
，与结论相符，选项A 正确； B ．
，与结论不相符，选项B 错误； C ．，与结论不相符，选项C 错误；
D ．不能确定，与结论不相符，选项D 错误；
故选A 。

6、D
【解析】
A ．图示位置线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，A 错误；
B ．线圈从图示位置转过一周的过程中，产生的感应电流先沿abca 方向后沿acha 方向，B 错误；
C ．线圈从图示位置转过一周的过程中，产生的感应电动势的最大值为
23BL BS ωω= C 错误；
D ．线圈从图示位置转过一周的过程中，有半个周期电动势的最大值为
2134
BL E ω= 有半个周期电动势的最大值为
2238
BL E ω= 根据有效值的定义
22
222E T T T R
=⋅有
可求得交流电的有效值
E =有 D 正确。

故选D 。

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、ABE
【解析】
A.根据对称性可知，此时P （-2m ，0cm ）、Q （2m ，0cm ）两点运动方向相同，A 正确；
B.由图可知波长2m λ=，周期为25T s v λ
==，时间10.514
t s T ==，波传到N 点的时间为T ，波传到N 点时，N 点向上运动，经过0.5s 质点N 刚好在波峰，其坐标为（-5m ，20cm ），B 正确； C.在1.5s<t<1.6s 时间间隔内，即33~44
T T ，由周期性可知其与3
1~24T T 运动状态相同，可判断质点N 在x 轴下方
向上运动，C 错误； D.该波的频率为1 2.5f Hz T
=
=，能与该波发生干涉的横波的频率一定为2.5Hz ，D 错误；E.在经过0.5s 即114T 个周期，1个完整的周期其通过的路程为80cm ，由于14T 内M 处于加速阶段，因此通过的路程大于20cm ，即总路程大于100cm ，E 正确．
8、BDE
【解析】
A ．密度是宏观的物理量，分子的质量与体积是微观的物理量，则0
m V ρ≠，故A 错误； B ．根据相对湿度的定义式可知，空气中水蒸气的压强与同温度时水的饱和汽压的比值越大，空气的相对湿度越大，故B 正确；
C ．在装满水的玻璃杯内，可以不断地轻轻投放一定数量的大头针，水也不会流出的原因是液体的表面张力作用，液体表面层分子的分布要比内部稀疏些，分子之间的吸引力和排斥力都减弱了，其中斥力减弱更多，所以表面层分子之
间有相互吸引力，这种力叫表面张力，由于表面张力的作用，使水面形成一层弹性薄膜，所以水不会流出，故C 错误；
D ．物体的内能由温度、体积和物质的量决定，内能不同的物体，温度可能相同，温度是分子平均动能的标志，温度
相同，分子的平均动能相同，故D 正确；
E ．玻璃管道裂口放在火上烧熔，熔化的玻璃在表面张力的作用下收缩到最小，从而变得圆滑，故E 正确。

故选BDE 。

9、BC
【解析】
A ．根据右手定则可知，金属棒A
B 切割磁感线产生感应电动势，但由于电路没有闭合，所以没有感应电流，故A 错误；
B ．根据右手定则可判断B 端为电源的正极，a 端为电源的负极，所以电容器b 极板带负电，故B 正确；
C ．根据法拉第电磁感应定律知切割产生的感应电动势
23242
r r E BLv B r B r +==⋅⋅=（）ωω 故C 正确；
D ．电容器所带电荷量
22Q CU CB r ==ω
故D 错误。

故选BC 。

10、ABE
【解析】
A ．过程ab 中气体的体积不变，没有做功；温度升高，内能增大，所以气体一定吸热，故A 正确；
B ．设a 状态的压强为a P ，则由理想气体的状态方程可知
0000
333a b P V P V T T ⋅⋅= 所以
3b a P P =
同理
0000
·3a C P V P V T T =⋅ 解得
3c a P P =
所以
c b a P P P =>
故B 正确；
C ．过程b 到c ，温度降低，内能减小；体积减小，外界对气体做功，则气体放出热量，故C 错误；
D ．温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以过程bc 中气体的温度降低，分子的平均动能减小，并不是每一个分子的速率都减小，故D 错误；
E ．由图可知过程ca 中气体等温膨胀，内能不变，对外做功，根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量等于对外做的功，故E 正确；
故选ABE 。

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、d/t ()21mgh 22d M m t ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭
天平 【解析】
(1)由于A 、B 两物体的质量相等，当物体B 通过圆环，金属片C 被搁置在圆环上后，A 、B 系统做匀速直线运动，故物体B 刚穿过圆环后的速度d v t
=． (2)A 、B 、C 系统由初态至金属片C 被搁置在贺环上的教程中，系统减少的重力势能为p E mgh ∆=，系统增加的动能
()()22112222k d E M m v M m t ⎛⎫∆=+=+ ⎪⎝⎭．若()2
122d mgh M m t ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，则可验证机械能守恒定律． (3)从表达式可得：本实验中的测量仪器除刻度尺、光电门、电子计时器外，还需要天平来测量物体及金属片的质量． 12、1.8 AC
【解析】
(1)[1]根据图象，结合比例尺可得F 合=1.8N
(2)[2]A.用手压住结点后拉弹簧秤并读数，造成弹簧秤与木板不平行可能造成这一现象，故A 正确；
B.图中两分力夹角为锐角，初始时一个弹簧秤指示在0.4N 处而未调零，这一个分力会有相差0.4N 的错误，不会造成合力也相差0.4N ，故B 错误；
C.两个弹簧秤首次拉动时结点位置的记录有较大偏差，造成一个弹簧秤拉的效果与两个弹簧秤拉的效果不同，可能造成这一现象，故C 正确；
D.拉动过程中绳套从弹簧秤上脱落，装上后继续实验，对实验结果没有影响，故D 错误。

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、（3）1/m s （3）1.5m （3）6J
【解析】
试题分析：（3）木块的加速度a m =μg=3m/s 3 小车的加速度：20.31101?/3
M mg
a m s M μ⨯⨯==＝ 两者速度相等时：v=v 2-a m t 3=a M t 3
解得：t 3=3s ，v=3m/s
此后小车和木块共同匀速运动，则t=3．2s 时小车的速度大小v=3m/s （3）小车加速阶段的位移为：x 3＝
12a M t 33=12
×3×33=2．5m 匀速运动的时间t 3=t-t 3=3s
小车匀速阶段的位移为：x 3=vt 3=3×
3=3m 3s 内小车运动的距离x=x 3+x 3=3．5m
（3）速度相等前，木块的位移：220 2.52m v v x m a -'== 木块和小车的相对位移为：△x=x′-x 3=3m 木块与小车由于摩擦而产生的内能：Q=f•△x=μmg △x=6J 考点：牛顿第二定律的综合应用
14、 (1) 2
4mgx F HL
= (2) 1=9m m 乙 【解析】
(1)设水平外力大小为F ，木块甲在B 点的速度大小为v 1，从B 点开始做平抛运动的时间为t ，则： 212
h gt =， x =v 1t ，
木块甲在台面上运动的过程，根据动能定理得：
2112
FL mv =， 联立可得：
2
4mgx F HL
=； (2) 设木块乙的质量为m 乙，在B 点的速度大小为v 2，则乙平抛运动过程，有 3x =v 2t 木块乙在台面上运动的过程，根据动能定理得：
2212
FL m v =乙， 解得：
1=9
m m 乙； 15、（1）02qBR v m
=
；（2）4π3m t qB = 【解析】
（1）根据洛伦兹力提供向心力有 2
v q υB m r
= 根据几何关系有
R 0=2r
解得
02qBR v m
= （2）磁场的大小变为
4B 后，粒子的轨道半径为2R 0，根据几何关系可以得到，当弦最长时，运动的时间最长，弦为2R 0时最长，圆心角为60°，时间为 02π2604π3603R m t v qB ⨯︒=
=︒。