河南省永城市实验高级中学2026届高三下学期第五次调研考试物理试题含解析

这是一份河南省永城市实验高级中学2026届高三下学期第五次调研考试物理试题含解析，共50页。试卷主要包含了考生必须保证答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。
1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
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、如图所示，“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道，观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现经过时间通过的弧长为，该弧长对应的圆心角为弧度。已知万有引力常量为，则月球的质量为（ ）
A．B．C．D．
2、如图所示，两条水平放置的间距为L，阻值可忽略的平行金属导轨CD、EF，在水平导轨的右端接有一电阻R，导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的长度为d 。左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接。将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为μ，则下列说法中正确的是（ ）
A．电阻R的最大电流为
B．整个电路中产生的焦耳热为mgh
C．流过电阻R的电荷量为
D．电阻R中产生的焦耳热为mgh
3、在轴上固定两个点电荷、，其静电场中轴上各点的电势如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．和为同种电荷，且均在的区域内
B．和为同种电荷，和两点在两电荷之间
C．和为异种电荷，且均在的区域内
D．和为异种电荷，且均在的区域内
4、一质点在xOy平面内运动轨迹如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．质点沿x方向可能做匀速运动
B．质点沿y方向一定做匀速运动
C．若质点沿y方向始终匀速运动，则x方向可能先加速后减速
D．若质点沿y方向始终匀速运动，则x方向可能先减速后反向加速
5、如图所示，空间有两个等量异种点电荷Q1和Q2，Q1带正电、Q2带负电，两点电荷间的距离为L，O为连线的中点。在以Q1、Q2为圆心，为半径的两个圆上有A、B、C、D、M、N六个点，A、B、C、D为竖直直径的端点，M、N为水平直径的端点，下列说法中正确的是（ ）
A．A、C两点电场强度相同
B．带正电的试探电荷在M、N两点时受到的电场力方向相反
C．把带正电的试探电荷从C点沿圆弧移动到N点的过程中电势能不变
D．带负电的试探电荷在M点的电势能小于在A点的电势能
6、某理想自耦变压器接入电路中的示意图如图甲所示，图乙是其输入电压u的变化规律．已知滑动触头在图示位置时原、副线圈的匝数比为，电阻．下列说法正确的是
A．通过R的交流电的频率为100 Hz
B．电流表A2的示数为
C．此时变压器的输入功率为22 W
D．将P沿逆时针方向移动一些，电流表A1的示数变小
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、如图所示为一列沿x轴正向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图，经过0.2s，M点第一次到达波谷，则下列判断正确的是______
A．质点P的振动频率
B．该波的传播速度v=1m/s
C．M点的起振方向沿y轴负方向
D．0~1s内质点Q运动的路程为0.2m
E.0~1s内质点M运动的路程为0.08m
8、如图所示，在边界MN右侧是范围足够大的匀强磁场区域，一个正三角形闭合导线框ABC从左侧匀速进入磁场，以C点到达磁场左边界的时刻为计时起点（t=0），已知边界MN与AB边平行，线框受沿轴线DC方向外力的作用，导线框匀速运动到完全进入磁场过程中，能正确反映线框中电流i、外力F大小与时间t关系的图线是（ ）
A．B．C．D．
9、如图所示，在粗糙的水平地面上放着一左测截面是半圆的柱状物体B，在物体B与竖直墙之间放置一光滑小球A，整个系统处于静止状态。现用水平力F拉着物体B缓慢向右移动一小段距离后，系统仍处于静止状态，在此过程中，下列判断正确的是（ ）
A．小球A对物体B的压力逐渐增大B．小球A对物体B的压力逐渐减小
C．拉力F逐渐减小D．墙面对小球A的支持力先增大后减小
10、粗细均匀的正方形金属线框abcd静止在光滑绝缘的水平面上，整个装置处在垂直水平面的匀强磁场中，ab边与磁场边界MN重合，如图所示。现用水平向左的外力F将线框拉出磁场，且外力与时间的函数关系为F=b+kt，b和k均为常数。在拉出线框的过程中，用i表示线框中的电流，Q表示流过线框某截面的电荷量，下列描述电流与时间及电荷量与时间变化关系的图象可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
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）教材列出的木一木动摩擦因数为0.30，实验小组采用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数。实验中，木块在重锤的拉动下，沿水平长木板做匀加速运动。
（1）实验所用重锤质量150g左右，下列供选择的木块质量最合适的是____；
A．20g B．260g C．500g D．600g
（2）关于实验操作和注意事项，下列说法正确的有____；
A．实验中先释放木块，后接通电源
B．调整定滑轮高度，使细线与板面平行
C．必须满足细线对木块拉力与重锤重力大小近似相等
D．木块释放位置到滑轮距离正常应在0.6m左右
（3）实验得到的一根纸带如图乙所示，从某个清晰的点开始，每5个打点取一个计数点，依次标出0、l、2、3、4、5、6，测得点O与点3、点6间的距离分别为19.90cm、 54.20cm，计时器打点周期为0.02s，则木块加速度a= ____m/s2(保留两位有效数字)；
（4）实验测得μ=0.33，大于教材列表中的标值，请写出两个可能的原因：____，_____。
12．（12分）某实验小组的同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验时进行了如下的操作（滑轮的大小可忽略）：
①滑块甲放在气垫导轨上，滑块乙穿在涂有润滑剂的竖直杆上，调整气垫导轨水平，气垫导轨的适当位置放置光电门，实验时记录遮光条的挡光时间t；
②将两滑块由图中的位置无初速释放，释放瞬间两滑块之间的细绳刚好水平拉直；
③测出两滑块甲、乙的质量M=0.20kg、m=0.10kg，当地重力加速度为g=9.80m/s2。
回答下列问题：
(1)如图，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=______cm；
(2)实验小组在实验时同时对以下物理量进行了测量，其中有必要的测量是_____（填序号）；
A.滑轮到竖直杆的距离L=0.60m
B.滑块甲到滑轮的距离a=1.50m
C.物块甲的遮光条到光电门的距离b=0.40m
(3)当遮光条通过光电门瞬间，滑块乙速度的表达式为v乙=________________；
(4)若测量值t=_____s，在误差允许的范围内，系统的机械能守恒。（保留两位有效数字）
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，xOy坐标系中存在垂直平面向里的匀强磁场，其中，x≤0的空间磁感应强度大小为B；x>0的空间磁感应强度大小为2B。一个电荷量为+q、质量为m的粒子a，t=0时从O点以一定的速度沿x轴正方向射出，之后能通过坐标为（，）的P点，不计粒子重力。
(1)求粒子速度的大小；
(2)在a射出后，与a相同的粒子b也从O点以相同的速率沿y轴正方向射出。欲使在运动过程中两粒子相遇，求。（不考虑粒子间的静电力）
14．（16分）如图，在水平固定放置的汽缸内，用不漏气的轻质活塞封闭有一定量的理想气体，开有小孔的薄隔板将气体分为A、B两部分．活塞的横截面积为S，与汽缸壁之间无摩擦．初始时A、B两部分体积相同，温度为T，大气压强为p1．
(1)加热气体，使A、B两部分体积之比达到1:2，求此时的温度T′；
(2)将气体温度加热至2T，然后在活塞上施加一向左的水平恒力F＝5p1S，推动活塞，直至最终达到平衡，推动活塞过程中温度始终维持2T不变，求最终气体压强p′．
15．（12分）电子对湮灭是指电子和正电子碰撞后湮灭，产生伽马射线。如图所示，在竖直面xOy内，第I象限内存在平行于y轴的匀强电场E，第II象限内存在垂直于面xOy向外的匀强磁场B1，第IV象限内存在垂直于面xOy向外的矩形匀强磁场B2（图中未画出）。点A、P位于x轴上，点C、Q位于y轴上，且OA距离为L．某t0时刻，速度大小为v0的正电子从A点沿y轴正方向射入磁场，经C点垂直y轴进入第I象限，最后以的速度从P点射出。同一t0时刻，另一速度大小为的负电子从Q点沿与y轴正半轴成角的方向射入第IV象限，后进入未知矩形磁场区域，离开磁场时正好到达P点，且恰好与P点出射的正电子正碰湮灭，即相碰时两电子的速度方向相反。若已知正负电子的质量均为m、电荷量大小为e、电子重力不计。求：
(1)第II象限内磁感应强度的大小B1
(2)电场强度E及正电子从C点运动至P点的时间
(3)Q点的纵坐标及第IV象限内矩形磁场区域的最小面积S
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】
卫星的线速度为
角速度为
可得卫星的运行半径为
由万有引力定律及牛顿第二定律得
故月球的质量
故B正确，ACD错误。
故选B。
2、C
【解析】
金属棒在弯曲轨道下滑时，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律或动能定理可以求出金属棒到达水平面时的速度，由E=BLv求出感应电动势，然后求出感应电流；由可以求出流过电阻R的电荷量；克服安培力做功转化为焦耳热，由动能定理（或能量守恒定律）可以求出克服安培力做功，得到电路中产生的焦耳热．
【详解】
金属棒下滑过程中，由机械能守恒定律得：mgh=mv2，金属棒到达水平面时的速度 v=，金属棒到达水平面后进入磁场受到向左的安培力做减速运动，则导体棒刚到达水平面时的速度最大，所以最大感应电动势为 E=BLv，最大的感应电流为，故A错误；金属棒在整个运动过程中，由动能定理得：mgh-WB-μmgd=0-0，则克服安培力做功：WB=mgh-μmgd，所以整个电路中产生的焦耳热为 Q=WB=mgh-μmgd，故B错误；克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒产生的焦耳热：QR=Q=（mgh-μmgd），故D错误。流过电阻R的电荷量，故C正确；故选C。
【点睛】
题关键要熟练推导出感应电荷量的表达式，这是一个经验公式，经常用到，要在理解的基础上记住，涉及到能量时优先考虑动能定理或能量守恒定律．
3、C
【解析】
由题目图，结合电势与位置图象的斜率表示电场强度，可知，在处的电场强度大小为零，因两点电荷的具体位置不确定，则点电荷的电性也无法确定，因此可能是同种电荷，也可能是异种电荷；
AB．若和为同种电荷，则电场强度为零的点在两电荷连线上的线段上的某一点，即处于两个点电荷之间，故AB错误；
CD．若和为异种电荷，则电场强度为零的点在两电荷连线的线段之外的某一点，由电势为零，且到电势逐渐升高可知，和均在的区域内，且靠近的点电荷为负点电荷，远离的点电荷为正电荷，且正电荷电量的绝对值大于负电荷电量的绝对值；故C正确，D错误。
故选C。
4、D
【解析】
AB．物体做曲线运动，合力大致指向轨迹凹的一侧，则加速度大致指向轨迹凹的一侧，由图可知：x轴方向有分加速度，所以x轴方向不可能匀速，y方向可能有分加速度，故质点沿y方向可能做变速运动，也可能做匀速运动，故A、B错误；
CD．物体在y方向匀速，则合力在水平方向，合力指向轨迹的凹侧可知合力水平向左，因此物体在水平方向先向右减速后向左加速，C错误，D正确。
故选D。
5、D
【解析】
A．由等量异种点电荷的电场分布可知，A、C两点电场强度大小相等，方向不同，故A错误；
B．带正电的试探电荷在M、N两点时受到的电场力方向都水平向左，故B错误；
C．由于C、N两点离负点电荷距离相等，但C点离正点电荷更近，则C、N两点电势不同，则电势能不同，故C错误；
D．由于M、A两点离正点电荷距离相等，但A点离负点电荷更近，则A点电势更低，根据负电荷在电势低处电势能大，则带负电的试探电荷在M点的电势能小于在A点的电势能，故D正确。
故选D。
6、C
【解析】
由图乙可知，该交流电的周期为T=0.02s，其频率为50 Hz，选项A错误；变压器初级输入电压的有效值 ,次级电压：，则电流表A2的示数为，选项B错误；变压器的次级功率为： ，则此时变压器的输入功率为22 W，选项C正确；将P沿逆时针方向移动一些，则次级匝数增加，次级电压变大，则电流表A1的示数变大，选项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、ACD
【解析】
BC．t＝0时刻波传播到Q点，Q点起振方向沿y轴负方向，在波传播过程中各点的起振方向都相同，则M点的起振方向也沿y轴负方向；经过t=0.2s，M点第一次到达波谷，可知波的传播速度
故B错误，C正确；
A．由图象可知，波长λ=0.04m，则波的周期，亦即P质点振动的周期
频率为周期的倒数，即2.5Hz，故A正确；
D．0～1s内质点Q振动了2.5个周期，运动的路程
s=×8cm＝20cm
故D正确；
E．波传播到M点的时间
t1＝s＝0.1s
则0～1s内质点M振动了2.25个周期，运动的路程
故E错误。
故选ACD。
8、AD
【解析】
AB．t时刻，线框有效切割长度为
L=2vt•tan30°
知L∝t，产生的感应电动势为
E=BLv
知E∝t，感应电流为
故I∝t，故A正确，B错误；
CD．导线框匀速运动，所受的外力与安培力大小相等，则有
F-t图象是过原点的抛物线，故C错误，D正确。
故选AD。
9、AC
【解析】
ABD．对A球受力分析并建立直角坐标系如图，由平衡条件得：竖直方向
水平方向
联立解得
B缓慢向右移动一小段距离，A缓慢下落，则θ增大。所以FN增大，N增大，由牛顿第三定律知故小球A对物体B的压力逐渐增大，故A正确，BD错误；
C．整体水平方向受力平衡，则
由于最大静摩擦力不变，N增大、则F减小，故C正确。
故选AC。
10、AC
【解析】
A．根据牛顿第二定律可得
b+kt－BIL=ma
当b=ma时，线框匀加速离开磁场，电流与时间成正比，故A正确；
B．由于i最后恒定，即速度恒定，而外力在增加，不可能实现，故B错误；
C．电流可以与时间成正比，而由A图象可知电流与时间包围的面积为电荷量，因此Q可以与t2成正比，图象可以是曲线，故C正确；
D．若Q与t成正比，则电流为恒量，不可能实现，故D错误。
故选AC。
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、B BD 1.6 木块、木板表面粗糙程度有差异 细线与滑轮摩擦或纸带与计时器摩擦
【解析】
（1）[1]由题知，重锤的质量m=150g左右，动摩擦因数0.30，设木块的质量为M，为使木块在重锤的拉动下沿水平长木板做匀加速运动，对整体，根据牛顿第二定律有
解得
根据长木板做匀加速运动，即a>0，可得
解得
g
当木块的质量M越小时，滑动摩擦力越小，整体的加速度越大，在纸带上打的点越少，则在计算加速度时误差较大，综上分析可知，木块质量最合适的是260g，故B符合题意，ACD不符合题意；
故选B。
（2）[2]A．实验时应先接通电源，再释放纸带，故A错误；
B．为保证木块所受的拉力为细线的拉力，则应调整定滑轮的高度使细线与木板平行，故B正确；
C．根据实验原理
可知不必满足细线对木块拉力与重锤重力大小近似相等，故C错误；
D．假设木板光滑，对整体受力分析，根据牛顿第二定律有
将（1）问中的m=150g，M=260g代入上式，可得加速度
m/s2
为减少误差，计算方便，一般在纸带上是每隔5个点取一个计数点，即时间间隔，通常是取5至6个计数点，则总时间为0.5s到0.6s，取最开始的计数点是从初速度为0开始的，根据位移时间公式有
取t=0.5s计算可得
取t=0.6s计算可得
故为提高纸带利用效率，减少实验误差，木块释放位置到滑轮距离正常应在0.6m左右，故D正确。
故选BD。
（3）[3]由题知，每隔5个点取一个计数点，则时间间隔，根据
可得加速度为
由题知，，代入数据解得
（4）[4]实验测得μ=0.33，大于教材列表中的标值，根据实验原理分析，可能存在的原因有：木块、木板表面粗糙程度有差异；细线与滑轮摩擦或纸带与计时器摩擦。
12、0.420 AC 0.0020或2.0×10-3
【解析】
(1)[1]游标卡尺的读数由主尺读数和游标尺读数组成，遮光条的宽度
d=4mm+4×0.05mm=4.20mm=0.420cm
(2)[2]本实验验证系统的机械能守恒，即系统减少的重力势能等于系统增加的动能，研究滑块甲运动到光电门的过程，系统减少的重力势能
系统增加的动能
绳上的速度关系如图
则有
故必要的测量为滑轮到竖直杆的距离L=0.60m，物块甲的遮光条到光电门的距离b=0.40m，故AC正确，B错误。
故选AC。
(3)[3]利用极短时间内的平均速度表示瞬时速度，当遮光条通过光电门瞬间，滑块甲速度
根据绳上的速度关系可知，滑块乙的速度
(4)[4]由(2)的分析可知，系统机械能守恒，则满足
解得
t=2.0×10-3s
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、 (1)；(2)和
【解析】
(1)设粒子速度的大小为v，a在x>0的空间做匀速圆周运动，设半径为，则有
由几何关系有
解得
联立以上式子解得
(2)粒子a与b在x≤0的空间半径相等，设为，则
解得
两粒子在磁场中运动轨迹如图
只有在M、N、O、S四点两粒子才可能相遇。粒子a在x>0的空间做匀速圆周运动的周期为，则
粒子a和b在x≤0的空间作匀速圆周运动的周期为，则
(i)粒子a、b运动到M的时间
(ii)同理，粒子a、b到N的时间
粒子不能在N点相遇。
(iii)粒子a、b到O的时间
；
粒子不能在O点相遇。
(iv)粒子a、b到S的时间
；
所以粒子b与a射出的时间差为和时，两粒子可以相遇。
14、 (1) T′＝1.5T (2) p′＝4p1
【解析】
(1)设A的体积为V，则初状态A、B总体积为2V，末状态总体积为3V
由盖—吕萨克定律得：
解得
T′＝1.5T．
(2)假设活塞被推至隔板时气体压强为p临
解得
p临＝4p1＜
由此可以判断，活塞一直被推至隔板，此后气体体积、温度均不变，则压强不再改变，
p′＝4p1．
点睛：已知初末状态的体积，由盖吕萨克定律可求得后来的温度；由理想气体状态方程可求得临界压强值，比值临界压强与压力压强的关系，可分析活塞的位置，进而求得最终的压强．
15、 (1)(2)；(3)、
【解析】
(1)由题意正电子从A点沿y轴正方向发射，经过C点垂直y轴射出，可知其在磁场中作匀速圆周运动的半径：
又：
解得：
(2)正电子在电场中做类平抛运动，运动时间为tCP，运动分解：y轴方向受电场力作用做初速为零匀加速运动
①
②
③
又知正电子在点P出射速度为，设其从点P穿过x轴时与x轴正方向夹角为α，
得
④
联立解得：
，
(3)如图，设MNPF为最小矩形磁场区域，负电子在磁场中做匀速圆周运动，圆心O2，NP为轨迹圆的弦。由几何关系知NP垂直x轴，圆心角，得
正、负电子在第Ⅰ、Ⅳ象限沿x轴方向位移、速度相同，即：
运动时间：正电子
负电子
又：
故
负电子在矩形磁场中做匀速圆周运动
解得：
故Q点的纵坐标
未知矩形磁场区域的最小面积为图中矩形MNPF的面积