湖南省湘南2026届高三第五次模拟考试物理试卷含解析

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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、如图所示，两根通电长直导线在同一水平面内，且垂直纸面固定放置，通电电流相等且均垂直纸面向外，在两根导线正中间竖直放有一可自由移动的通电导线，通电导线的电流方向竖直向上，则通电导线在安培力作用下运动的情况是（ ）
A．静止不动
B．沿纸面顺时针转动
C．端转向纸外，端转向纸内
D．端转向纸内，端转向纸外
2、反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似，已知静电场的方向平行于x轴，其电势q随x的分布如图所示，一质量m＝1.0×10﹣20kg，带电荷量大小为q＝1.0×10﹣9C的带负电的粒子从（1，0）点由静止开始，仅在电场力作用下在x轴上往返运动。忽略粒子的重力等因素，则（ ）
A．x轴左侧的电场强度方向与x轴正方向同向
B．x轴左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大小之比E1：E2＝2：1
C．该粒子运动的周期T＝1.5×10﹣8s
D．该粒子运动的最大动能Ekm＝2×10﹣8J
3、一只小鸟飞停在一棵细树枝上，随树枝上下晃动，从最高点到最低点的过程中，小鸟（ ）
A．一直处于超重状态B．一直处于失重状态
C．先失重后超重D．先超重后失重
4、铅球是田径运动的投掷项目之一，它可以增强体质，特别是对发展躯干和上下肢的力量有显著作用。如图所示，某同学斜向上抛出一铅球，若空气阻力不计，图中分别是铅球在空中运动过程中的水平位移、速率、加速度和重力的瞬时功率随时间变化的图象，其中正确的是（ ）
A．B．C．D．
5、我国建立在北纬43°的内蒙古赤峰草原天文观测站在金鸽牧场揭牌并投入使用，该天文观测站应用了先进的天文望远镜．现有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，一位观测员在对该卫星的天文观测时发现：每天晚上相同时刻总能出现在天空正上方同一位置，则卫星的轨道必须满足下列哪些条件（已知地球质量为M，地球自转的周期为T，地球半径为R，引力常量为G ）（ ）
A．该卫星一定在同步卫星轨道上
B．卫星轨道平面与地球北纬43°线所确定的平面共面
C．满足轨道半径r=（n=1、2、3…）的全部轨道都可以
D．满足轨道半径r=（n=1、2、3…）的部分轨道
6、某质点做匀加速直线运动，经过时间t速度由v0 变为kv0(k>1)位移大小为x。则在随后的4t内，质点的位移大小为（ ）
A．B．C．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、如图所示，B和C两个小球均重为G，用轻绳悬挂而分别静止于图示位置上，则以下说法中正确的是（ ）
A．AB细绳的拉力为GB．CD细绳的拉力为G
C．绳BC与竖直方向的夹角θ=60°D．绳BC与竖直方向的夹角θ=45°
8、如图所示的直角坐标系中，第一象限中有一匀强电场，场强方向与轴的夹角为。在第四象限存在宽度为，沿轴负方向足够长的匀强磁场。磁感应强度为，方向垂直纸面向里。现有不计重力的带电粒子（电荷量为，质量为）以速度从点射入磁场（与轴的夹角为）。若带电粒子通过磁场后恰好从点射入电场，并从上距离点为的点（图中未标出）离开电场。下列分析正确的是（ ）
A．带电粒子进入磁场时的速度大小为
B．带电粒子从点到点（图中未标出）运动的总时间为
C．该匀强电场的场强大小为
D．带电粒子离开电场时的动能为
9、如图所示，粗糙的水平地面上有三块材料完全相同的木块A、B、C，质量均为m，B、C之间用轻质细绳连接．现用一水平恒力F作用在C上，三者开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动．则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是
A．无论粘在哪个木块上面，系统加速度都将减小
B．若粘在A木块上面，绳的拉力减小，A、B间摩擦力不变
C．若粘在B木块上面，绳的拉力增大，A、B间摩擦力增大
D．若粘在C木块上面，绳的拉力和A、B间摩擦力都减小
10、如图所示，光滑绝缘的圆形管状轨道竖直放置，管道中央轨道半径为R，管道内有一质量为m、带电荷量为+q直径略小于管道内径的小球，空间内存在方向相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度大小为B，方向水平向里，电场的电场强度大小（g为重力加速度），方向竖直向上。现小球从轨道的最低点沿轨道方向以大小为v0的初速度水平射出，下列说法正确的是（ ）
A．无论初速度的方向向右还是向左，小球在运动中对轨道的作用力都不可能为0
B．小球在最高点对轨道内侧的作用力大小可能为，方向竖直向下
C．小球在最高点对轨道的作用力为0时，受到的洛伦兹力大小可能为，方向竖直向下
D．若初速度方向向左，小球在最低点和轨道水平直径右端时，对轨道外侧有压力，且压力差大于mg
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）用如图甲所示装置，测定木块与长木板间的动摩擦因数。放在水平桌面上的长木板一端带有定滑轮，另一端固定有打点计时器，穿过打点计时器的纸带连接在木块上，绕过定滑轮的细线一端连接在木块上，另一端悬挂装有砝码的砝码盘，开始时木块靠近打点计时器。当地的重力加速度为。

（1）实验前，需要调节______的高度，使连接木块的细线与长木板平行。
（2）接通电源，释放纸带，图乙为打出的纸带上点迹清晰的一段，纸带上0、1、2、3、4、5、6为计数点，相邻计数点间均有四个计时点未标出，若打点计时器所接交流电的频率为，测出纸带上计数点0、2间的距离为，计数点4、6间的距离为，则打计数点5时，木块的速度大小为____，木块的加速度大小为____。
（3）若木块的质量为，悬挂的砝码和砝码盘的总质量为，则木块与长木板间的动摩擦因数为____。
12．（12分）如图甲所示为利用多用电表的电阻挡研究电容器的充、放电的实验电路图。多用电表置于×1k挡，电源电动势为，内阻为，实验中使用的电解电容器的规格为“”。欧姆调零后黑表笔接电容器正极，红表笔接电容器负极。
(1)充电完成后电容器两极板间的电压________（选填“大于”“等于”或“小于”）电源电动势，电容器所带电荷量为________C；
(2)如图乙所示，充电完成后未放电，迅速将红、黑表笔交换，即黑表笔接电容器负极，红表笔接电容器正极，发现电流很大，超过电流表量程，其原因是___________。
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，半径为a的圆内有一固定的边长为1.5a的等边三角形框架ABC，框架中心与圆心重合，S为位于BC边中点处的狭缝．三角形框架内有一水平放置带电的平行金属板，框架与圆之间存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里的匀强磁场．一束质量为m、电量为q，不计重力的带正电的粒子，从P点由静止经两板间电场加速后通过狭缝S，垂直BC边向下进入磁场并发生偏转．忽略粒子与框架碰撞时能量与电量损失．求：

(1)要使粒子进入磁场后第一次打在SB的中点，则加速电场的电压为多大？
(2)要使粒子最终仍能回到狭缝S，则加速电场电压满足什么条件？
(3)回到狭缝S的粒子在磁场中运动的最短时间是多少？
14．（16分）如图所示，由某种透明介质构成的棱镜横截面为一等腰梯形，其中，AB的边长为，BC的边长为，为长度的，一束光线刚好从E点沿与平行的方向射入棱镜，该光线在棱镜内恰好通过的中点F。已知光在真空中的光速为c。求：
(i)此种介质的折射率；
(ii)光线在介质中的传播时间。
15．（12分）如图所示，开口向上、竖直放置的内壁光滑气缸的侧壁是绝热的，底部导热，内有两个质量均为m的密闭活塞，活塞A导热，活塞B绝热，将缸内理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分．初状态整个装置静止不动处于平衡状态，Ⅰ、Ⅱ两部分气体的长度均为l0，温度为T0.设外界大气压强为p0保持不变，活塞横截面积为S，且2mg＝p0S，环境温度保持不变．
①在活塞A 上逐渐添加铁砂，当铁砂质量等于2m时，两活塞在某位置重新处于平衡状态，求活塞B下降的高度；
②现只对Ⅱ气体缓慢加热，使活塞A回到初始位置，求此时Ⅱ气体的温度．
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、C
【解析】
由右手定则可判断通电直导线在导线处产生的磁场方向如图所示：
由左手定则可判断，端转向纸外，端转向纸内，故C符合题意，ABD不符合题意。
2、D
【解析】
A．沿着电场线方向电势降落，可知x轴左侧场强方向沿x轴负方向，x轴右侧场强方向沿x轴正方向，故A错误；：
B．根据U＝Ed可知：左侧电场强度为：E1＝V/m＝2.0×103V/m；右侧电场强度为：E2＝V/m＝4.0×103V/m；所以x轴左侧电场强度和右侧电场强度的大小之比E1：E2＝1：2，故B错误；
C．设粒子在原点左右两侧运动的时间分别为t1、t2，在原点时的速度为vm，由运动学公式有：vm＝t1同理可知：vm＝t2；Ekm＝mvm2；而周期：T＝2（t1+t2）；联立以上各式并代入相关数据可得：T＝3.0×10﹣8s；故C错误。
D．该粒子运动过程中电势能的最大值为：EPm＝qφm＝﹣2×10﹣8J，由能量守恒得当电势能为零时动能最大，最大动能为Ekm＝2×10﹣8J，故D正确；
3、C
【解析】
小鸟随树枝从最高点先向下加速后向下减速到最低点，所以小鸟先处于失重状态，后减速处于超重状态，故C正确．
点晴：解决本题关键理解超重与失重主要看物体的加速度方向，加速度方向向上，则物体超重，加速度方向向下，则物体失重．
4、A
【解析】
A．铅球做斜上抛运动，可将其分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，水平分位移与时间成正比，故A正确；
B．铅球做斜上抛运动，竖直方向的速度先减小后增大水平方向的速度不变，故铅球的速度先减小后增大，故B错误；
C．铅球只受重力作用，故加速度保持不变，故C错误；
D．因为速度的竖直分量先减小到零，后反向增大，再根据，所以重力的功率先减小后增大，故D错误。
故选：A。
5、D
【解析】
该卫星一定不是同步卫星，因为同步地球卫星只能定点于赤道的正上方，故A错误．卫星的轨道平面必须过地心，不可能与地球北纬43°线所确定的平面共面，故B错误．卫星的周期可能为：T′=，n=1、2、3…，根据解得：（n=1、2、3…），满足这个表达式的部分轨道即可，故C错误，D正确．故选D．
点睛：解决该题关键要掌握卫星受到的万有引力提供圆周运动向心力，知道卫星的运行轨道必过地心，知道同步卫星的特点．
6、A
【解析】
质点做匀加速直线运动，加速度为
t时刻内位移为
联立可得
则在随后的4t内，质点的位移大小为
将代入得
故A正确，BCD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、BC
【解析】
AB．对B、C两球整体受力分析，正交分解得
FABcs30°＋FCDcs60°＝2G
FABsin30°＝FCDsin60°
联立解得
FAB＝G
FCD＝G
选项A错误，B正确；
CD．对C球受力分析，正交分解得
FBCcsθ＋FCDcs60°＝G
FBCsinθ＝FCDsin60°
联立解得
θ＝60°
选项C正确，D错误。
故选BC。
8、BD
【解析】
A.带电粒子的运动轨迹如图所示，由几何关系可知，带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径为：
，
由
得
，
故A错误；
B.带电粒子在匀强磁场中的运动时间为：
，
在匀强电场中：
，
由题设知，垂直电场方向做匀速直线运动
，
沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，
，
解得：
，
，
从到的时间为：
，
故B正确，C错误；
D.带电粒子从到过程中由动能定理可知
，
解得：
，
故D正确。
故选：BD
9、AD
【解析】
A、因无相对滑动，所以，无论橡皮泥粘到哪块上，根据牛顿第二定律都有：，a都将减小．A正确；
B、若粘在A木块上面，以C为研究对象，受F、摩擦力μmg、绳子拉力T， ，则得： ，a减小，F、μmg不变，所以，T增大，对A：，a减小，即减小，B错误；
C、若粘在B木块上面，a减小，以A为研究对象，m不变，由知，A所受摩擦力减小，以C为研究对象，，T增大，故C错误；
D、若粘在C木块上面，a减小，对A有：，可知A的摩擦力减小，以AB为整体，有，得：，则T减小， D正确；
故选AD．
10、BD
【解析】
A．小球受重力和电场力的合力竖直向下，大小为，当小球向右射出且
得
此时小球对轨道的作用力为0，故A错误；
B．若小球在最高点对轨道内侧的作用力大小可能为，方向竖直向下时，小球受重力和电场力的合力为，方向竖直向上，小球在竖直方向上的合力为0，由洛伦兹力提供向心力，故B正确；
C．小球在最高点对轨道的作用力为0时，小球受重力和电场力的合力竖直向下，大小为，若受到的洛伦兹力大小为，当小球向右射出时，在最高点则有
得
由动能定理有
即
两式不相符，若受到的洛伦兹力大小为，当小球向左射出时，在最高点则有
得
不可能，故C错误；
D．若初速度方向向左，由左手定则可知，小球受到的洛伦兹力竖直向下，小球受重力和电场力的合力竖直向下，大小为，则在最低点小球对轨道外侧有压力，当小球运动到轨道水平直径右端时，小球受到的洛伦兹力水平向右，由于小球做圆周运动，由洛伦兹力与轨道对小球的弹力的合力提供向心力，则小球对对轨道外侧有压力，在最低点有
在轨道水平直径右端时有
由动能定理得
得
由于，则
则
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、定滑轮
【解析】
（1）[1]调节定滑轮的高度使连接木块的细线与长木板平行。
（2）[2][3]根据时间中点速度等于某段时间的平均速度，则可求打计数点5时，木块的速度大小为
根据
得木块的加速度
（3）[4]由牛顿第二定律有
解得
12、等于 此时电容器为电源，且与多用电表内部电源串联
【解析】
(1)[2][3]电容器充电完成后，电容器两极板间的电压等于电源电动势。由公式可得
(2)[4]红、黑表笔交换后，电容器视为电源，且与多用电表内部电源串联，总的电动势变大，电路中电流变大。
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)；(3)
【解析】
（1）带电粒子在匀强电场中做匀加速直线运动，进入磁场后做圆周运动，结合几何关系找到半径，求解加速电场的电压；（2）要使粒子能回到S，则每次碰撞时粒子速度都应与边垂直，则可能的情况是：粒子与框架垂直碰撞，绕过三角形顶点时的轨迹圆弧的圆心应位于三角形顶点上，即SB为半径的奇数倍；要使粒子能绕过顶点且不飞出磁场，临界情况为粒子轨迹圆与磁场区域圆相切；（3）根据带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹图，找到圆周运动的圆心角，结合圆周运动周期公式，求出在磁场中运动的最短时间；
【详解】
（1）粒子在电场中加速，qU＝mv2
粒子在磁场中，qvB＝
r＝
解得
（2）要使粒子能回到S，则每次碰撞时粒子速度都应与边垂直，则r和v应满足以下条件：
①粒子与框架垂直碰撞，绕过三角形顶点时的轨迹圆弧的圆心应位于三角形顶点上，即SB为半径的奇数倍，
即 (n＝1，2，3，… )
②要使粒子能绕过顶点且不飞出磁场，临界情况为粒子轨迹圆与磁场区域圆相切，
即r≤a－a
解得n≥3.3，即n＝4，5，6…
得加速电压(n＝4，5，6，…)．
（3）粒子在磁场中运动周期为T
qvB＝，T＝
解得T＝
当n＝4时，时间最短，即 tmin＝3×6×＋3×T＝T
解得tmin＝.
14、 (i)；(ii)
【解析】
(i)光路图如图所示
在E点折射时有
中，由正弦定理

解得
为等腰三角形，由折射定律
（ii）在F点，由
判断光线在F点发生全反射。由几何关系可知光线在棱镜中通过的路程
由折射定律有
故光线在棱镜中的传播时间
15、①0.33l0 ②2.1T0
【解析】
①初状态：Ⅰ气体压强
Ⅱ气体压强
添加铁砂后：Ⅰ气体压强
Ⅱ气体压强
Ⅱ气体发生等温变化，根据玻意耳定律：
p2l0S＝p′2l2S
B活塞下降的高度h2＝l0－l2
带入数据解得h2＝0.33l0.
②Ⅰ气体发生等温变化，根据玻意耳定律：
p1l0S＝p′1l1S
只对Ⅱ气体加热，Ⅰ气体状态不变，所以当A活塞回到原来位置时，Ⅱ气体高度
根据理想气体状态方程
解得T2＝2.1T0.