湖南省张家界市第一中学2021-2022学年高三第五次模拟考试物理试卷含解析

1、2021-2022学年高考物理模拟试卷注意事项：1答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角条形码粘贴处。2作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答

2、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，铁板倾斜放置，倾角为，磁铁吸在铁板上并处于静止状态，磁铁的质量为，重力加速度为，则下列说法正确的是（ ）A磁铁可能只受两个力作用B磁铁一定受三个力作用C铁板对磁铁的摩擦力大小为D铁板对磁铁的作用力大小为2、2018年2月13日，平昌冬奥会女子单板滑雪U形池项目中，我国选手刘佳宇荣获亚军。如图所示为U形池模型，其中a、c为U形池两侧边缘且在同一水平面上，b为U形池最低点。刘佳宇(可视为质点)从a点上方高h的O点自由下落由左侧进入池中，从右侧飞出后最高点上升至相对c点

3、高度为的d点。不计空气阻力，下列判断正确的是()A运动员从O到d的过程中机械能减少B运动员再次进入池中后，刚好到达左侧边缘a然后返回C运动员第一次进入池中，由a到b的过程与由b到c的过程相比损耗机械能较小D运动员从d返回到b的过程中，重力势能全部转化为动能3、中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席科学家叶培建近日透露，中国准备在2020年发射火星探测器，2021年探测器抵达火星，并有望实现一次“绕”、“落”和“巡”的任务。火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍，火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的0.1倍。由以上信息可知（ ）A发射火星探测器需要的速度不能小于16.7km/sB探测器在

4、地球表面受到的引力比在火星表面的引力小C火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的4倍D在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度4、在离地高h处，同时自由下落和竖直向上抛出各一个小球，其中竖直上抛的小球初速度大小为v，不计空气阻力，重力加速度为g，两球落地的时间差为()ABCD5、如图所示，质量分别为3m和m的两个可视为质点的小球a、b，中间用一细线连接，并通过另一细线将小球a与天花板上的O点相连，为使小球a和小球b均处于静止状态，且Oa细线向右偏离竖直方向的夹角恒为，需要对小球b朝某一方向施加一拉力F。若已知sin=0.6，cos=0.8，重力加速度为g，则当F的大小达到最小时

5、，Oa细线对小球a的拉力大小为（）A2.4mgB3mgC3.2mgD4mg6、在如图所示的位移（x）时间（t）图象和速度（v）时间（t）图象中，给出的四条图线甲、乙、丙、丁分别代表四辆车由同一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是（）A0t1时间内，乙车的速度一直大于甲车的速度B0t1时间内，甲车与乙车之间的距离先增大后减小C0t2时间内，丙、丁两车的距离逐渐减小D0t2时间内，丁车的速度先大于丙车，后小于丙车二、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、在水面上的同一区

6、域内，甲、乙两列水面波独立传播，传播方向互相垂直，波的频率均为2Hz。时刻其波峰与波谷情况如图所示。甲波的振幅为5cm，乙波的振幅为10cm。质点2、3、5共线且等距离。下列说法中正确的是_。A质点2的振动周期为0.5sB质点2的振幅为15cmC图示时刻质点1、2的竖直高度差为15cmD图示时刻质点3正处于平衡位置且向上运动E.从图示的时刻起经0.25s，质点5通过的路程为30cm8、如图所示，在某行星表面上有一倾斜的匀质圆盘，盘面与水平面的夹角为30，圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度转动，盘面上离转轴距离L处有一小物体与圆盘保持相对静止，当圆盘的角速度为时，小物块刚要滑动物体与盘面

7、间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，该星球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是A这个行星的质量B这个行星的第一宇宙速度C这个行星的同步卫星的周期是D离行星表面距离为R的地方的重力加速度为9、如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学探究小球在接触弹簧后向下的运动过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，作出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是A当x=h+x0时，重力势能与弹性势能之和最小B最低点的坐标为x=h+2x0C

8、小球受到的弹力最大值等于2mgD小球动能的最大值为10、甲、乙两车在同一平直道路上同向运动其图像如图所示，图中和的面积分别为和，初始时，甲车在乙车前方处，则（ ）A若，两车不会相遇B若，两车相遇2次C若，两车相遇1次D若，两车相遇1次三、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）如图甲所示是一种研究气球的体积和压强的变化规律的装置。将气球、压强传感器和大型注射器用T型管连通。初始时认为气球内无空气，注射器内气体体积，压强，型管与传感器内少量气体体积可忽略不计。缓慢推动注射器，保持温度不变，装置密封良好。(1)该装置可用于验证_定律。填写气体

9、实验定律名称(2)将注射器内气体部分推入气球，读出此时注射器内剩余气体的体积为，压强传感器读数为，则此时气球体积为_。(3)继续推动活塞，多次记录注射器内剩余气体的体积及对应的压强，计算出对应的气球体积，得到如图乙所示的“气球体积和压强”关系图。根据该图象估算：若初始时注射器内仅有体积为、压强为的气体。当气体全部压入气球后，气球内气体的压强将变为_。（保留3位小数）12（12分）用图甲所示装置探究动能定理。有下列器材：A电火花打点计时器；B220V交流电源；C纸带；D细线、小车、砝码和砝码盘；E.一端带滑轮的长木板、小垫木；F.刻度尺。甲 乙(1)实验中还需要的实验器材为_。(2)按正确的实验

10、操作，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图乙，图中数据xA、xB和xAB已测出，交流电频率为f，小车质量为M，砝码和砝码盘的质量为m，以小车、砝码和砝码盘组成系统为研究对象，从A到B过程中，合力做功为_，动能变化量为_，比较二者大小关系，可探究动能定理。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，在空间直角坐标系中，、象限（含、轴）有磁感应强度为，方向垂直于纸面向外的匀强磁场和电场强度为，方向竖直向上的匀强电场；、象限（不含轴）有磁感应强度为，方向沿轴负方向的匀强磁场，光滑圆弧轨道圆心，半径为，圆环底端位于坐

11、标轴原点。质量为，带电的小球从处水平向右飞出，经过一段时间，正好运动到点。质量为，带电小球的穿在光滑圆弧轨道上从与圆心等高处静止释放，与同时运动到点并发生完全非弹性碰撞，碰后生成小球（碰撞过程无电荷损失）。小球、均可视为质点，不计小球间的库仑力，取，求：(1)小球在处的初速度为多大；(2)碰撞完成后瞬间，小球的速度；(3)分析球在后续运动过程中，第一次回到轴时的坐标。14（16分）如图所示，倾角为的斜面体固定在水平面上，斜面上两个位置之间的距离为2 m，第一次用沿斜面向上、大小为的力把质量为0.5kg的物体由静止从处拉到处，所用时间为1s;第二次用水平向右、大小为的力作用在物体上，物体仍由A处

12、从静止沿斜面向上运动，一段时间后撤去外力，物体运动到B处时速度刚好减为零。已知，不计物体大小，重力加速度。求:（1）物体与斜面间的动摩擦因数;（2）物体第二次从运动到的过程，水平力F的作用时间。(结果可保留根式)15（12分）如图所示，斜面ABC中AB段粗糙，BC段长1.6 m且光滑质量为1 kg的小物块由A处以12 m/s的初速度沿斜面向上滑行，到达C处速度为零此过程中小物块在AB段速度的变化率是BC段的2倍，两段运动时间相等 g = 10 m/s2，以A为零势能点求小物块：（1）通过B处的速度；（2）在C处的重力势能；（3）沿斜面下滑过程中通过BA段的时间参考答案一、单项选择题：本题共6小

13、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】AB磁铁受到重力、铁板对磁铁的弹力、摩擦力、铁板对磁铁的磁场力共四个力，选项AB错误；C根据力的平衡可知，铁板对磁铁的摩擦力大小为，选项C错误；D铁板对磁铁的作用力与磁铁的重力等大反向，选项D正确。故选D。2、A【解析】AB运动员从高h处自由下落由左侧进入池中，从右侧飞出后上升的最大高度为，此过程中摩擦力做负功，机械能减小，且减少的机械能为；再由右侧进入池中时，平均速率要小于由左侧进入池中过程中的平均速率，根据圆周运动的知识，可知速率减小，对应的正压力减小，则平均摩擦力减小，克服摩擦力做的功减小，即摩擦

14、力做的功小于，则运动员再次进入池中后，能够冲击左侧边缘a然后返回，故A正确，B错误；C运动员第一次进入池中，由a到b过程的平均速率大于由b到c过程的平均速率，由a到b过程中的平均摩擦力大于由b到c过程中的平均摩擦力，前一过程损耗机械能较大，故C错误；D运动员从d返回到b的过程中，摩擦力做负功，重力势能转化为动能和内能，故D错误。故选A。3、D【解析】A火星探测器脱离地球，但没有脱离太阳系，其发射速度大于第二宇宙速度11.2km/s即可，故A错误；B根据引力，因为火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的0.1倍，所以火星表面的重力加速度和地球表面的重力加速度之比为2：5。可得探测器在地球表面受到

15、的引力比在火星表面的引力大，故B错误；C根据万有引力提供向心力，有可得因火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍，所以火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的倍，故C错误；D在火星表面发射近地卫星的速度即火星的第一宇宙速度，由得第一宇宙速度公式可知火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为1：，所以在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度，故D正确。故选D。4、D【解析】自由下落的小球，有得 对于竖直上抛的小球，由机械能守恒得：则得落地时速度大小为对于竖直上抛的小球，将其运动看成一种匀减速直线运动，取竖直向上为正方向，加速度为，则运动时间为：故时间之差为A，与结论不相符，选项

16、A错误； 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，与结论相符，选项D正确；故选D点睛：本题关键要明确小球运动中机械能守恒，要理清过程中的速度关系，写出相应的公式，分析运动时间的关系5、C【解析】以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力作出F在三个方向时整体的受力图：根据平衡条件得知F与T的合力与总重力总是大小相等、方向相反的，由力的合成图可以知道当F与绳子oa垂直时F有最小值，即图中2位置，此时Oa细线对小球a的拉力大小为故C正确，ABD错误。故选C。6、B【解析】A根据位移时间图象的斜率表示速度，由图象可知，乙车的速度在0t1时间内并不是一直大于甲车的速度，故A错

17、误；B根据位移时间图象的斜率表示速度，由图象可知，甲图线的斜率不变，说明甲的速度不变，做匀速直线运动，乙车的速度先大于甲车的速度后小于甲车的速度，且由同一地点向同一方向运动，则0t1时间内，甲车与乙车之间的距离先增大后减小，故B正确；CD由速度时间图像可知，0t2时间内，丁车的速度一直比丙车速度大，且由同一地点向同一方向运动，则两车间的距离一直增大，故CD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、ABE【解析】两列波的频率均为2Hz，可知周期为，选项A正确；B

18、质点2是谷谷叠加，则振动加强，则质点2的振幅为15cm，选项B正确；C图示时刻质点1在波峰位置，位移为正向15cm；质点2为波谷位置，位移为负向15cm，则此时质点1、2的竖直高度差为30cm，选项C错误；D图示时刻质点2在波谷，质点5在波峰位置，质点3正处于2和5的中间位置，由波的传播方向与质点振动方向的关系可知，质点3处于平衡位置且向下运动，选项D错误；E质点5的振动加强，振幅为A=15cm，则从图示的时刻起经0.25s=0.5T，质点5通过的路程为2A=30cm，选项E正确；故选ABE.8、BD【解析】当物体转到圆盘的最低点，由重力沿斜面向下的分力和最大静摩擦力的合力提供向心力时，角速度

19、最大，由牛顿第二定律求出重力加速度，然后结合万有引力提供向心力即可求出【详解】物体在圆盘上受到重力、圆盘的支持力和摩擦力，合力提供向心加速度；可知当物体转到圆盘的最低点，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大时，角速度最大，由牛顿第二定律得：mgcos30-mgsin30=m2L，所以:.A绕该行星表面做匀速圆周运动的物体受到的万有引力即为其所受重力，即：,所以，故A错误；B根据行星的第一宇宙速度公式得，该行星得第一宇宙速度为，故B正确；C同步卫星在轨运行时，轨道处卫星受到的引力提供向心力，则有，解得：，由于同步卫星的高度未知，故而无法求出自转周期T，故C错误；D离行星表面距离为R的地方的万有引力：

20、；即重力加速度为2L故D正确【点睛】本题易错点为C选项，在对同步卫星进行分析时，如果公转圆周运动不能计算时，通常可以考虑求行星自传周期：同步卫星的周期等于行星自传周期该行星赤道上的物体随行星一起做圆周运动时，万有引力可分解为重力和自传向心力，即，由于不能确定该行星表面上赤道地区的重力加速度，故而无法求出自传周期T；如果错误地按照自传向心力由万有引力提供，解得：T=，就错了，因为是如果行星上物体所受万有引力全部提供自传向心力，该行星已经处在自解体状态了，也就是不可能存在这样得行星9、AD【解析】由图象结合小球的运动过程为:先自由落体运动，当与弹簧相接触后，再做加速度减小的加速运动，然后做加速度增

21、大的减速运动，直到小球速度为零。A当x=h+x0时，弹力等于重力，加速度为零，小球速度最大，动能最大，由于系统机械能守恒，所以重力势能与弹性势能之和最小，A正确；B在最低点小球速度为零，从刚释放小球到小球运动到最低点，小球动能变化量为零，重力做的功和弹力做的功的绝对值相等，即到最低点图中实线与x轴围成的面积应该与mg那条虚线与x轴围成的面积相同，所以最低点应该在h+2x0小球的后边，B错误；C由B知道最低点位置大于，所以弹力大于2mg， C错误；D当x=h+x0时，弹力等于重力，加速度为零，小球速度最大，动能最大，由动能定理可得，故D正确。10、ABC【解析】读取图像信息，运动情景图如图所示图

22、像与轴所围面积为位移，至点时，乙车位移为乙甲车位移为甲初始时，甲车在乙车前方处若甲、乙两车速度相同为时，有乙车还没有追上甲车，此后甲车比乙车快，不可能追上；若甲、乙两车速度相同为时，有即则此前乙车已追上甲车1次，此时乙车在甲车前面，之后乙车速度小于甲车，乙车还会被甲车反追及1次。则全程相遇2次；若甲、乙两车速度相同为时，有即则此前乙车始终在甲车后面，此时乙车刚好追及甲车（临界点），之后乙车速度小于甲车，不再相遇。则全程仅相遇1次；故A、B、C正确，D错误；故选ABC。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、玻意耳 1.027 【解析】(1)

23、1用DIS研究在温度不变时，气体的压强随温度的变化情况，所以该装置可用于验证玻意耳定律；(2)2将注射器内气体部分推入气球，压强传感器读数为p1，根据玻意耳定律得：所以读出此时注射器内剩余气体的体积为，所以时气球体积为；(3)3由题可知，若初始时注射器内仅有体积为、压强为p0的气体，气体全部压入气球后气球的压强与初始时注射器内有体积为、压强为p0的气体中的气体压入气球，结合题中图乙可知，剩余的气体的体积约在左右，压强略大于p0，所以剩余的气体的体积略小于0.5V0。由图可以读出压强约为1.027p0。【点睛】本实验是验证性实验，要控制实验条件，此实验要控制两个条件：一是注射器内气体的质量一定；二是气体的温度一定，运用玻意耳定律列式进行分析。另外，还要注意思维方式的转化，即可以将初始时注射器内仅有体积为0.5V0、压强为p0的气体，气体全部压入气球，与初始时注射器内有体积为V0、压强为p0的气体中的气体压入气球是等效的。12、天平 mgxAB 【解析】(1)1因为需要测量小车以及砝码和砝码盘的质量，所以实验中还需要的实验器材为天平。(2)2以小车、砝码和砝码盘组成