三门峡市2027年高三第五次模拟考试物理试卷（含答案解析）

这是一份三门峡市2027年高三第五次模拟考试物理试卷（含答案解析），共16页。
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、用图1装置研究光电效应，分别用a光、b光、c光照射阴极K得到图2中a、b、c三条光电流I与A、K间的电压UAK的关系曲线，则下列说法正确的是（ ）
A．开关S扳向1时测得的数据得到的是I轴左侧的图线B．b光的光子能量大于a光的光子能量
C．用a光照射阴极K时阴极的逸出功大于用c光照射阴极K时阴极的逸出功D．b光照射阴极K时逸出的光电子最大初动能小于a光照射阴极时逸出的光电子最大初动能
2、已知地球和火星绕太阳公转的轨道半径分别为R1和R2（公转轨迹近似为圆），如果把行星和太阳连线扫过的面积和与其所用时间的比值定义为扫过的面积速率，则地球和火星绕太阳公转过程中扫过的面积速率之比是（ ）
A．B．C．D．
3、已知无限长通电直导线周围某一点的磁感应强度B的表达式：，其中r0是该点到通电直导线的距离，I为电流强度，μ0为比例系数（单位为N/A2）．试推断，一个半径为R的圆环，当通过的电流为I时，其轴线上距圆心O点为r0处的磁感应强度应为（ ）
A． B．
C．D．
4、如图所示，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成θ角，其中MN与PQ平行且间距为L，N、Q间接有阻值为R的电阻，匀强磁场垂直导轨平面，磁感应强度为B，导轨电阻不计。质量为m的金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，ab棒接入电路的电阻为r，当金属棒ab下滑距离x时达到最大速度v，重力加速度为g，则在这一过程中（ ）
A．金属棒做匀加速直线运动
B．当金属棒速度为时，金属棒的加速度大小为0.5g
C．电阻R上产生的焦耳热为
D．通过金属棒某一横截面的电量为
5、米歇尔•麦耶和迪迪埃•奎洛兹因为发现了第一颗太阳系外行星﹣飞马座51b而获得2019年诺贝尔物理学奖。飞马座51b与恒星相距为L，构成双星系统（如图所示），它们绕共同的圆心O做匀速圆周运动。设它们的质量分别为m1、m2且（m1＜m2），已知万有引力常量为G．则下列说法正确的是（ ）
A．飞马座51b与恒星运动具有相同的线速度
B．飞马座51b与恒星运动所受到的向心力之比为m1：m2
C．飞马座51b与恒星运动轨道的半径之比为m2：m1
D．飞马座51b与恒星运动周期之比为m1：m2
6、新型冠状病毒在显微镜下的形状如图所示，他的大小在纳米的数量级下，根据我们高中所学内容，下列单位属于国际基本单位的是（ ）

A．长度B．mC．nmD．m/s
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、对于热学的相关现象，下列说法正确的是（ ）
A．毛细现象可能表现为液体在细管中上升，也可能表现为下降
B．已知水的密度和水的摩尔质量，则可以计算出阿伏加德罗常数
C．水蒸汽凝结成水珠的过程中，分子间斥力减小，引力增大
D．与液体处于动态平衡的蒸汽叫作饱和汽
8、 “HAT-P-1”是迄今为止发现的河外星系最大的行星，围绕某恒星A做圆周运动，“HAT-P-1”距离地球的间距大约为450光年。另观测到该行星的半径为R，已知在该行星表面的重力加速度为g。由以上条件可求解的物理量是（ ）
A．恒星A的密度B．行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度
C．行星“HAT-P-1”绕恒星A运行的周期D．绕“HAT-P-1”运行的卫星的最小周期
9、如图所示，在绝缘水平面上固定着一光滑绝缘的圆形槽，在某一过直径的直线上有O、A、D、B四点，其中O为圆心，D在圆上，半径OC垂直于OB．A点固定电荷量为Q的正电荷，B点固定一个未知电荷，使得圆周上各点电势相等．有一个质量为m，电荷量为-q的带电小球在滑槽中运动，在C点受的电场力指向圆心，根据题干和图示信息可知（ ）
A．固定在B点的电荷带正电
B．固定在B点的电荷电荷量为Q
C．小球在滑槽内做匀速圆周运动
D．C、D两点的电场强度大小相等
10、小滑块以100J的初动能从倾角为37°的固定斜面底端O上滑，小滑块沿斜面上滑、下滑过程中的动能Ek随离开O点的位移x变化的图线如图中Ⅰ、Ⅱ所示。已知sin37°＝0.6，重力加速度取10m/s2，则（ ）
A．小滑块的质量为2kgB．小滑块与斜面间的动摩擦因数为0.5
C．x＝1m时小滑块的动能为60JD．小滑块的最大位移为5m
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）为了测量一电压表V的内阻，某同学设计了如图1所示的电路。其中V0是标准电压表，R0和R分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电源。
(1)用笔画线代替导线，根据如图1所示的实验原理图将如图2所示的实物图连接完整______。
(2)实验步骤如下：
①将S拨向接点1，接通S1，调节___________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时___________的读数U；
②然后将S拨向接点2，保持R0不变，调节___________，使___________，记下此时R的读数；
③多次重复上述过程，计算R读数的___________，即为待测电压表内阻的测量值。
(3)实验测得电压表的阻值可能与真实值之间存在误差，除偶然误差因素外，还有哪些可能的原因，请写出其中一种可能的原因：___________。
12．（12分）用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证系统机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带：两物体从静止释放，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m1= 50g、m2=150g ，交流电的频率为50Hz，g取9.8m/s2则：（结果保留两位有效数字）
（1）在纸带上打下记数点5时的速度v=_________m/s；
（2）在计数点0到计数点5过程中系统动能的增量△EK=_________J，系统势能的减少量△EP=_________J；
（3）实验结论：______________。
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，气缸放在地面上，开口向上，缸内质量为m的活塞与气缸内部无摩擦，封闭一段理想气体，绕过光滑定滑轮的轻绳与活塞与放在地面上质量为2m的物块相连，开始时，绳处于伸直状态但无弹力，活塞面积为S，活塞离气缸内底的距离为h，大气压强为p0，缸内气体的温度为T1，气缸的质量大于物块的质量，重力加速度为g．
①要使物块对地面的压力刚好为零，需要将缸内气体温度降为多少？
②要使物块上升的高度，需要将缸内气体的温度降为多少？
14．（16分）如图所示，光滑水平面上有一被压缩的轻质弹簧，左端固定，质量为的滑块A紧靠弹簧右端（不拴接），弹簧的弹性势能为。质量为的槽B静止放在水平面上，内壁间距为，槽内放有质量为的滑块C（可视为质点），C到左侧壁的距离为，槽与滑块C之间的动摩擦因数。现释放弹簧，滑块A离开弹簧后与槽B发生正碰并粘连在一起。已知槽与滑块C发生的碰撞为弹性碰撞。（）求：
(1)滑块A与槽碰撞前、后瞬间的速度大小；
(2)槽与滑块C最终的速度大小及滑块C与槽的左侧壁碰撞的次数；
(3)从槽开始运动到槽和滑块C相对静止时各自对地的位移大小。
15．（12分）如图所示，光滑绝缘的半圆形轨道ABC固定在竖直面内，圆心为O，轨道半径为R，B为轨道最低点。该装置右侧的圆弧置于水平向右的足够大的匀强电场中。某一时刻一个带电小球从A点由静止开始运动，到达B点时，小球的动能为E0，进入电场后继续沿轨道运动，到达C点时小球的电势能减少量为2E0，试求：
（1）小球所受重力和电场力的大小；
（2）小球脱离轨道后到达最高点时的动能。
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】
A．当光电流恰为零，此时光电管两端加的电压为截止电压，当开关S扳向1时，光电子在光电管是加速，则所加的电压是正向电压，因此测得的数据得到的并不是I轴左侧的图线，故A错误；
B．根据
入射光的频率越高，对应的截止电压越大；由题目图可知，b光的截止电压大于a光的截止电压，所以b光的频率大于a光的频率，依据
可知，b光的光子能量大于a光的光子能量，B正确；
C．同一阴极的逸出功总是相等，与入射光的能量大小无关，C错误；
D．b光的截止电压大于a光的截止电压，根据
所以b光对应的光电子最大初动能大于a光的光电子最大初动能，D错误。
故选B。
2、A
【解析】
公转的轨迹近似为圆，地球和火星的运动可以看作匀速圆周运动，根据开普勒第三定律知：
运动的周期之比：
在一个周期内扫过的面积之比为：
面积速率为，可知面积速率之比为，故A正确，BCD错误。
故选A。
3、C
【解析】
根据，,μ0单位为：T•m/A；
A、等式右边单位：，左边单位为T，不同，故A错误；B、等式右边单位：，左边单位为T，不同，故B错误；C、等式右边单位：，左边单位为T，相同，故C正确；D、等式右边单位，左边单位为T，相同，但当r0=0时B=0，显然不合实际，故D错误；故选C.
【点睛】本题要采用量纲和特殊值的方法进行判断，即先根据单位判断，再结合r0取最小值进行分析.结合量纲和特殊值进行判断是解决物理问题的常见方法.
4、D
【解析】
A．对金属棒，根据牛顿第二定律可得：
可得：
当速度增大时，安培力增大，加速度减小，所以金属棒开始做加速度逐渐减小的变加速运动，不是匀加速直线运动，故A错误；
B．金属棒匀速下滑时，则有：
即有：
当金属棒速度为时，金属棒的加速度大小为：
故B错误；
C．对金属棒，根据动能定理可得：
解得产生的焦耳热为：
电阻上产生的焦耳热为：
故C错误；
D．通过金属棒某一横截面的电量为：
故D正确；
故选D。
5、C
【解析】
BD．双星系统属于同轴转动的模型，具有相同的角速度和周期，两者之间的万有引力提供向心力，故两者向心力相同，故BD错误；
C．根据＝，则半径之比等于质量反比，飞马座51b与恒星运动轨道的半径之比，即r1：r2＝m2：m1，故C正确；
A．线速度之比等于半径之比，即v1：v2＝m1：m2，故A错误。
故选C.
6、B
【解析】
国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度（m）、质量（kg）、时间（s）、热力学温度（K）、电流（A）、发光强度（cd）、物质的量（ml），它们的国际单位是基本单位，而由物理量之间的关系式推导出来的单位叫做导出单位，A项的长度是基本物理量，B项的m是国际制基本单位，C项的nm是非国际制基本单位，D项的m/s是导出单位，故B正确，ACD错误。
故选B。
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、AD
【解析】
A．毛细现象表现为浸润细管的液体在细管中上升、不浸润细管的液体在细管中下降，毛细现象可能表现为液体在细管中上升，也可能表现为下降，故A正确；
B．阿伏加德罗常数是1ml任何质量所含有的微粒数目阿伏加德罗常数等于摩尔质量与分子质量之比，已知水的密度和水的摩尔质量无法确定分子质量，故无法确定阿伏加德罗常数，故B错误；
C．空气中的水蒸气凝结成水珠的过程中，水分子之间的距离减小，斥力和引力均增大，故C错误；
D．与液体处于动态平衡的蒸汽叫作饱和汽，故D正确。
故选AD。
8、BD
【解析】
AC．本题中不知道行星“HAT-P-1”绕恒星A运动的任何量，故不可计算恒星A的密度和绕A运动的周期，AC错误；
BD．根据在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的卫星，重力提供向心力得
解得
，
则行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的线速度，所以行星“HAT-P-1”的第一宇宙速度就是，行星“HAT-P-1”附近运行的卫星的最小周期就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的周期，所以最小周期是，故BD正确。
故选BD。
9、BC
【解析】
A．由小球在C点处恰好与滑槽内、外壁均无挤压且无沿切线方向的加速度知：小球在C点的合力方向一定沿CO，且指向O点．
A对小球吸引，B对小球排斥，因此小球带负电、B带负电，故A错误；
B．由∠ABC=∠ACB=30°知：∠ACO=30°，AB=AC=L；
BC=2ABcs30°=
由力的合成可得
即
故B正确；
C．圆周上各点电势相等，小球在运动过程中电势能不变，根据能量守恒得知，小球的动能不变，小球做匀速圆周运动，故C正确；
D．由库仑定律及场强的叠加知，D点的电场强度大于C点，故D错误．
故选BC．
10、ABD
【解析】
AB．设小滑块的质量为m，小滑块与斜面间的动摩擦因数为，小滑块沿斜面上滑x=3m过程中，根据动能定理，有
小滑块沿斜面下滑x=3m过程中，根据动能定理，有
解得：m=2kg，=0.5，故AB正确；
C．由图像可知，小滑块上滑和下滑经过x=1m位置时，小滑块的动能为80J或16J，故C错误；
D．将图线延长，与x轴的交点横坐标为5m，此时动能为零，即小滑块的最大住移为5m，故D正确。
故选ABD。
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、 标准电压表 标准电压表仍为U 平均值 电阻箱阻值不连接，电流通过电阻发热导致电阻阻值发生变化，电源连续使用较长时间，电动势降低，内阻增大等。
【解析】
（1）电路连线如图；
（2）①将S拨向接点1，接通S1，调节R0，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时标准电压表V0的读数U；
②然后将S拨向接点2，保持R0不变，调节R，使标准电压表V0仍为U，记下此时R的读数；
③多次重复上述过程，计算R读数的平均值，即为待测电压表内阻的测量值。
（3）原因：电阻箱阻值不连续；电流通过电阻发热导致电阻阻值发生变化；电源连续使用较长时间，电动势降低，内阻增大等。
12、2.4 0.58 0.59 在误差允许的范围内，两物体组成的系统在运动过程中机械能守恒
【解析】
（1)[1]在纸带上打下计数点5时的速度：
（2）[2]在计数点0到计数点5过程中，系统动能的增量为：
[3]系统重力势能减小量为：
（3）[4[根据前面的数据，可以得到：在误差允许的范围内，两物体组成的系统在运动过程中机械能守恒。
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、①；②
【解析】
（1）开始时缸内气体的压强：p1=p0+mg/S
当物块对地面的压力为零时，缸内气体的压强p2=p0-mg/S
当物块对地面的压力为零时，缸内气体的温度为T2，气体发生等容变化，则
解得：
（2）当物块上升h的高度时，缸内压强仍为p2=p0-mg/S，设此时缸内气体温度为T3，气体发生等压变化，有：
解得：
点睛：本题关键是先确定气体的状态，然后确定封闭气体初末状态的各个状态参量，然后根据气体实验定律列式求解即可；注意两个状态的关联关系．
14、 (1)，；(2)，；(3)，
【解析】
(1)设滑块与槽碰撞前后的速度分别为v0、v1。
弹簧将A弹开，由机械能守恒定律得
①
解得
②
A与B发生完全非弹性碰撞，由动量守恒定律得：
③
解得
④
(2)最终滑块C与槽共速，设为v2，由动量守恒定律得
⑤
解得
⑥
设滑块C与槽的相对运动路程为s，由能量守恒定律得
⑦
解得
s=4m⑧
设C与槽的左侧壁碰撞次数为n，则有
⑨
解得
n=4.25
取n=4 ⑩
(3)设槽和滑块A碰后加速度大小为a1，滑块C的加速度大小为a2，由牛顿第二定律得
⑪
⑫
解得
⑬
⑭
槽（含滑块A）和滑块C的质量相等，发生弹性碰撞后互换速度，最终以共同速度一起运动。
设从碰后到一起运动的时间为t，则
⑮
解得
t=2s⑯
槽B的位移
⑰
代入数据的得
⑱
滑块C的位移
⑲
代入数据的得
⑳
15、（1） （2）8E0
【解析】
(1)设带电小球的质量为m，则从A到B根据动能定理有：
mgR＝E0
则小球受到的重力为：
mg＝
方向竖直向下；
由题可知：到达C点时小球的电势能减少量为2E0，根据功能关系可知：
EqR＝2E0
则小球受到的电场力为：
Eq＝
方向水平向右，小球带正电。
(2)设小球到达C点时速度为vC，则从A到C根据动能定理有：
EqR＝＝2E0
则C点速度为：
vC＝
方向竖直向上。
从C点飞出后，在竖直方向只受重力作用，做匀减速运动到达最高点的时间为：
在水平方向只受电场力作用，做匀加速运动，到达最高点时其速度为：
则在最高点的动能为：