湖北省荆门市钟祥一中2026届高三下学期第五次调研考试物理试题含解析

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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、如图所示，虚线所围矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。现从ab边的中点O处，某一粒子以最小速度υ垂直于磁场射入、方向垂直于ab时，恰能从ad边的a点穿出。若撤去原来的磁场在此矩形区域内存在竖直向下的匀强电场，使该粒子以原来的初速度在O处垂直于电场方向射入，通过该区域后恰好从d点穿出，已知此粒子的质量为m，电荷量的大小为q，其重力不计；ab边长为2ι，ad边长为3ι，则下列说法中正确的是
A．匀强磁场的磁感应强度大小与匀强电场的电场强度大小之比为
B．匀强磁场的磁感应强度大小与匀强电场的电场强度大小之比为
C．离子穿过磁场和电场的时间之比
D．离子穿过磁场和电场的时间之比
2、人类在对自然界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列有关说法中不正确的是（ ）
A．伽利略将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动
B．法国科学家笛卡尔指出：如果物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动
C．海王星是在万有引力定律发现之前通过观测发现的
D．密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值
3、分离同位素时，为提高分辨率，通常在质谐仪内的磁场前加一扇形电场．扇形电场由彼此平行、带等量异号电荷的两圆弧形金属板形成，其间电场沿半径方向．被电离后带相同电荷量的同种元素的同位素离子，从狭缝沿同一方向垂直电场线进入静电分析静电分器，经过两板间静电场后会分成几束，不考虑重力及离子间的相互作用，则
A．垂直电场线射出的离子速度的值相同
B．垂直电场线射出的离子动量的值相同
C．偏向正极板的离子离开电场时的动能比进入电场时的动能大
D．偏向负极板的离子离开电场时动量的值比进入电场时动量的值大
4、 “电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面电势分别为φA和φB，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M的正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。下列说法中正确的是
A．A球面电势比B球面电势高
B．电子在AB间偏转电场中做匀变速运动
C．等势面C所在处电场强度的大小为E=
D．等势面C所在处电势大小为
5、2019年10月1日，在国庆70周年盛大阅兵式上，大国重器东风-17高超音速战略导弹震撼曝光！有限的资料显示，东风17高超音速导弹最大速度在6~25马赫之间，射程约为2000公里左右，其战斗部为十分前沿的带翼面承波体结构，通过弹体助推至大气层边缘，并以"打水漂"一样的方式进行滑跃飞行，突防能力极强。值得一提的是，这种"助推—滑翔"弹道由我国著名科学家钱学森在上个世纪末40年代首次推出，因此该弹道亦称"钱学森弹道"。已知东风-17质量为m，在一次试射机动变轨过程中，东风-17正在大气层边缘向东水平高速飞行，速度大小为12马赫（1马赫就是一倍音速，设为v），突然蛇形机动变轨，转成水平向东偏下37°角飞行，速度大小为15马赫。此次机动变轨过程中（ ）
A．合力对东风-17做功为81mv2
B．合力对东风-17做功为4.5mv2
C．合力对东风-17的冲量大小为9mv，方向竖直向下
D．合力对东风-17的冲量大小为3mv，方向向东偏下37°
6、如图是飞机在上海市由北往南飞行表演过程画面，当飞机从水平位置飞到竖直位置时，相对于飞行员来说，关于飞机的左右机翼电势高低的说法正确的是（ ）
A．不管水平飞行还是竖直向上飞行，都是飞机的左侧机翼电势高
B．不管水平飞行还是竖直向上飞行，都是飞稱的右机翼电势高
C．水平飞行时，飞机的右侧机翼电势高，竖直向上飞行时，飞机的左侧机翼电势高
D．水平飞行时，飞机的左侧机翼电势高；竖直向上飞行时，飞机的右侧机翼电势高
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、将一个小球竖直向上抛出， 碰到高处的天花板后反弹，并竖直向下运动回到抛出点，若反弹的速度大小是碰撞前速度大小的0. 65倍，小球上升的时间为1 s， 下落的时间为1.2 s，重力加速度取，不计空气阻力和小球与天花板的碰撞时间，则下列说法正确的是
A．小球与天花板碰撞前的速度大小为
B．小球与天花板碰撞前的速度大小为
C．抛出点到天花板的高度为
D．抛出点到天花板的高度为
8、如图所示，理想变压器的原副线圈的匝数比为4︰1，原线圈接有u=31lsin100πt(V)的交变电压，副线圈上接有定值电阻R、线圈L、灯泡D及理想电压表.以下说法正确的是
A．副线圈中电流的变化频率为50HZ
B．灯泡D两端电压为55V
C．若交变电压u的有效值不变，频率增大，则电压表的示数将减小
D．若交变电压u的有效值不变，频率增大，则灯泡D的亮度将变暗
9、如图水平且平行等距的虚线表示某电场三个等势面，电势值分别为－U、O、U，实线是电荷量为－q的带电粒子的运动轨迹，a、b、c为轨迹上的三点，且都位于等势面上，不计重力。下列说法正确的（ ）
A．若粒子在a点的动能为2eV，则在c点的动能可能为0
B．粒子在b点所受电场力方向水平向右
C．粒子在三点的电势能大小为
D．粒子从a到c过程中电场力对它做的功为qU
10、下列说法中正确的是 。
A．电子的衍射图样证实了实物粒子具有波动性
B．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的
C．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子总能量减小
D．光电效应中极限频率的存在说明了光的波动性
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）某实验小组为了测量滑块与水平轨道间的动摩擦因素，设计如图（a）所示的实验装置，弹簧左侧固定在挡板A上，处于原长的弹簧右端位于C，弹簧与滑块接触但不拴接，滑块上安装了宽度为d的遮光板，轨道B处装有光电门。
(1)实验的主要步骤如下：
①用游标卡尺测量遮光片的宽度d，如图（b）所示，d=______cm；
②将滑块向左压缩弹簧，由静止释放滑块，同时记录遮光片通过光电门的时间t；
③测量并记录光电门与滑块停止运动位置之间的距离x；
④改变弹簧压缩量，多次重复步骤②和③。
(2)实验手机的数据并处理如下。
①实验小组根据上表数据在图中已描绘出五个点，请描绘出余下的点并作出图像__________。
②根据所作图像，可得滑块与水平轨道间的动摩擦因数为________（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）。
12．（12分）小明想要粗略验证机械能守恒定律。把小钢球从竖直墙某位置由静止释放，用数码相机的频闪照相功能拍摄照片如图所示。已知设置的频闪频率为f，当地重力加速度为g。
(1)要验证小钢球下落过程中机械能守恒，小明需要测量以下哪些物理量______（填选项前的字母）。
A．墙砖的厚度d B．小球的直径D C．小球的质量m
(2)照片中A位置______（“是”或“不是”）释放小球的位置。
(3)如果表达式___________（用题设条件中给出的物理量表示）在误差允许的范围内成立，可验证小钢球下落过程中机械能守恒。
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，粗细均匀的弯曲玻璃管A、B两端开口，管内有一段水银柱，中管内水银面与管口A之间气体柱长为lA＝40 cm，右管内气体柱长为lB＝39 cm．先将开口B封闭，再将左管竖直插入水银槽中，设被封闭的气体为理想气体，整个过程温度不变，若稳定后进入左管的水银面比水银槽水银面低4 cm，已知大气压强p0＝76 cmHg，求：
①A端上方气柱长度；
②稳定后右管内的气体压强．
14．（16分）如图所示，一根劲度系数为的轻质弹簧竖直放置，上下两端各固定质量均为的物体A和B（均视为质点），物体B置于水平地面上，整个装置处于静止状态，一个质量的小球P从物体A正上方距其高度处由静止自由下落。与物体A发生弹性正碰（碰撞时间极短且只碰一次），弹簧始终处于弹性限度内，不计空气阻力，取。求：
(1)碰撞后瞬间物体A的速度大小；
(2)当地面对物体B的弹力恰好为零时，A物体的速度大小。
15．（12分）如图所示，间距为L的两条足够长的平行金属导轨与水平面的夹角为θ，导轨光滑且电阻忽略不计。场强为B的条形匀强磁场方向与导轨平面垂直，磁场区域的宽度为d1，间距为d2。两根质量均为m、有效电阻均为R的导体棒a和b放在导轨上，并与导轨垂直。 (设重力加速度为g)

(1)若a进入第2个磁场区域时，b以与a同样的速度进入第1个磁场区域，求b穿过第1个磁场区域过程中增加的动能△Ek。
(2)若a进入第2个磁场区域时，b恰好离开第1个磁场区域；此后a离开第2个磁场区域时，b又恰好进入第2个磁场区域。且a、b在任意一个磁场区域或无磁场区域的运动时间均相同。求b穿过第2个磁场区域过程中，两导体棒产生的总焦耳热Q。
(3)对于第(2)问所述的运动情况，求a穿出第k个磁场区域时的速率。
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】
根据某一粒子以最小速度υ垂直于磁场射入、方向垂直于ab时，恰能从ad边的a点穿出可知，本题考查带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心和几何关系求解；
若撤去原来的磁场在此矩形区域内存在竖直向下的匀强电场，使该粒子以原来的初速度在O处垂直于电场方向射入，通过该区域后恰好从d点穿出可知，本题也考查带电粒子在电场中的偏传，根据类平抛运动列方程求解。
【详解】
A、B项：粒子在磁场中运动，由题意可知，粒子做圆周运动的半径为，
由公式可得：，
联立两式解得：；
粒子在电场中偏转有：


联立解得：
所以，故A、B错误；
C、D项：粒子在磁场中运动的时间为：
粒子在电场中运动的时间为：
所以，故C错误，D正确。
故选：D。
2、C
【解析】
伽利略在斜面实验中得出物体沿斜面下落时的位移和时间的平方成正比，然后利用这一结论合理外推，间接证明了自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动，故A正确；
法国科学家笛卡尔指出：如果物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动，既不停下来也不偏离原来的方向；故B正确；
海王星是在万有引力定律发现之后通过观测发现的，故C不正确；
密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值，任何电荷的电荷量都应是基本电荷的整数倍；故D正确；
3、D
【解析】
垂直电场线射出的离子，在电场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有，解得，同位素的质量不同，所以垂直电场线射出的离子动能的值相同，速度不同，动量不同，AB错误；偏向正极板的离子离开电场时克服电场力做功，动能比进入电场时的小，C错误；偏向负极板的离子离开电场时，过程中电场力做正功，速度增大，动量增大，故比进入电场时动量的值大，D正确．
4、C
【解析】
A．电子做匀速圆周运动，电场力提供向心力，受力的方向与电场的方向相反，所以板的电势较高；故A错误；
B．电子做匀速圆周运动，受到的电场力始终始终圆心，是变力，所以电子在电场中的运动不是匀变速运动．故B错误；
C．电子在等势面所在处做匀速圆周运动，电场力提供向心力：
又：
，
联立以上三式，解得：
故C正确；
D．该电场是放射状电场，内侧的电场线密，电场强度大，所以有：
即有：
所以可得：
故D错误；
故选C。
5、C
【解析】
AB．根据动能定理得
故AB错误。
CD．根据动量定理得
方向竖直向下，故C正确，D错误。
故选C。
6、D
【解析】
地磁场在北半球有竖直向下和由南向北的水平分量，水平由北向南飞行时，飞机的两翼切割竖直向下的磁感线，根据右手定则可知，左侧机翼电势高；竖直向上飞行时，两翼切割水平方向的磁感线，根据右手定则可知，机翼右侧电势高，D正确，ABC错误。
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、AC
【解析】
AB.由题意可知,
解得，故A正确，B错误；
CD.抛出点到天花板的高度为
故C正确，D错误。
8、AD
【解析】
变压器不会改变电流的频率，电流的频率为，故A正确；由瞬时值的表达式可知，原线圈的电压最大值为311V，所以原线圈的电压的有效值为：，在根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压的有效值为55V，在副线圈中接有电阻R、电感线圈L和灯泡D，它们的总的电压为55V，所以灯泡L1两端电压一定会小于55V，故B错误；在根据电压与匝数成正比可知副线圈的电压不变，所以电压表的示数不变，故C错误；交流电的频率越大，电感线圈对交流电有阻碍作用就越大，所以电路的电流会减小，灯泡D的亮度要变暗，故D正确．所以AD正确，BC错误．
9、CD
【解析】
A．由题意可知，a点的电势低于c点电势，带负电的粒子在a点的电势能大于c点的电势能，由能量守恒可知，粒子在a点的动能小于在c点的动能，故A错误；
B．因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，根据电场线与等势面垂直，电场线竖直向上，结合轨迹的弯曲方向知粒子在b点的电场力竖直向下，故B错误；
C．由题可知
根据负电荷在电势高处电势能小可知
故C正确；
D．粒子由a到c过程中电场力做正功，则有
故D正确。
故选CD。
10、AB
【解析】
A．电子的衍射图样证实了实物粒子的波动性，故A正确；
B．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量的量子化，故B正确；
C．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大，故C错误；
D．光电效应现象说明了光的粒子性，并不是波动性，故D错误。
故选AB。
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、1.650cm 0.048－0.052
【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为：1.6cm，游标尺上第10条刻度线和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为10×0.05mm=0.50mm，所以最终读数为：1.6cm+0.50mm=1.650cm
(2)[2]第5点速度为
则
将余下的点描在坐标纸上，且将所有点拟合成直线，如图
(3)[3]由实验原理得
则图像斜率
由图像可得
解得
由于误差，则0.048－0.052均可
12、A 不是
【解析】
（1）[1]．此题为粗略验证机械能守恒，对于小球直径没有必要测量，表达式左右两边都有质量，所以质量没有必要测量，只需要测量墙砖的厚度．
（2）[2]．图片上可以看出，，所以A点不是释放小球的位置．
（3）[3]．由匀变速直线运动规律
周期和频率关系
其中
若机械能守恒，则
a=g
即满足
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、①38cm；②78cmHg
【解析】
试题分析：①稳定后进入左管的水银面比水银槽水银面低4cm，则A管内气体的压强为PA1=(76+4) cmHg
由公式：P0VA0=PA1VA1，
代入数据得：LA1=38cm
②设右管水银面上升h，则右管内气柱长度为lB-h，气体的压强为；
由玻意尔定律得：
解得：h=1cm
所以右管内气体压强为
考点：气体的状态方程.
14、 (1)8m/s；(2)
【解析】
(1)设碰撞前瞬间小球P的速度为，碰撞后瞬间小球P的速度为，物体A的速度为，
小球P自由下落，由动能定理可得
解得
小球P与物体A碰撞过程由动量守恒定律和能量守恒定律得
解得
故碰撞后瞬间物体A的速度大小是8m/s.
(2)设开始A静止时弹簧的压缩量为
对A有
当地面对物体B的弹力恰好为零时，弹簧的伸长量为
对B有
可见，故两个状态弹簧的弹性势能相等；
从P与A碰撞后瞬间到地面对B的弹力恰好为零的过程，由系统机械能守恒得
解得此时A的速度大小为
15、（1） （2）（3）
【解析】
⑴a和b不受安培力作用，由机械能守恒知：
⑵设导体棒刚进入无磁场区域时的速度为，刚离开无磁场区域时的速度为，由能量守恒知
在磁场区域中：
在无磁场区域中：
解得：
⑶有磁场区域，棒a受到合力：
感应电动势：
感应电流：
解得：
根据牛顿第二定律，在t到时间内：
则有：
解得：
又在无磁场区域，根据匀变速直线运动规律有：
且平均速度：
联立解得：
由题意知：