2021届宁夏石嘴山三中高考物理五模试卷附答案详解

2021届宁夏石嘴山三中高考物理五模试卷

一、单选题（本大题共5小题，共30.0分）

1.下列原子核式结构理论观点错误的有（）

A.原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带的电中子

B.原子的正电荷均匀分布在整个原子中

C.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里

D.带负电的电子在核外绕着核旋转

2.如图甲所示，一辆小汽车在长度为L=21巾的平直桥面上提速，图乙是该车在该段的车速的平

方（/）与位移（久）的关系。则小汽车通过该段平直桥面的加速度和时间分别为（）

阳甲

A.4m/s2,6sB.2m/s2,3s

C.2m/s2,5sD.2m/s2,yj21s

3.长直导线MN中通有恒定电流/,其正下方有矩形导线框abed,在下

列哪种情况下，abed中有感应电流产生（）

A.导线框匀速向右移动B.导线框加速向右移动

C.导线框匀速向下移动D.导线框匀速绕MN为轴转动

4.如图所示，两根绝缘轻绳将两个大小和材料均相同的带正电小球（可视为

质点）系于同一点，4球靠在绝缘墙壁上，B球保持静止状态。两球所带电

荷量分别为q.=2q和qp=4q。现将B球与4球接触后再次释放，稳定后

两球均静止，下列说法中正确的是（）

A.B球的电荷量不变

B.轻绳对B球的拉力变大

C.A、8两球间库仑力减小

D.4B两球间距离与原来两球间距离的比值为了

5.如图为一个质点做直线运动的v-t图象，该质点在前4s内向东运动,

则该质点（）

A.在10〜12s内向西运动

B.在4〜12s内的位移大小为24nl

C.在前8s内的合外力先减小后增大

D.在前8s内的加速度大小不变，方向始终向西

二、多选题（本大题共5小题，共27.0分）

6.2017年4月8日，木星、地球和太阳处于三点一线，上演“木星冲日”

的天象奇观（如图）.据悉，“木星冲日”上一次出现在去年的3月8日.已

知木星、地球围绕太阳在同一平面内运动，方向相同，则（）

A.2017年4月8日，木星的线速度小于地球的线速度

B.2017年4月8日，木星的角速度等于地球的角速度

C.2017年4月8日，木星又回到了该位置

D.2017年4月8日，木星还没有回到该位置

7.水平传送带在电动机的带动下始终以速度及匀速运动.某时刻在传送带上4点处轻轻放上一个质

量为m的小物体，经时间t小物体的速度与传送带相同，相对传送带的位移大小为x,4点未到右

端，在这段时间内（）

A.小物体相对地面的位移大小为x

B.传送带上的4点对地的位移大小为x

C.由于物体与传送带相互作用产生的热能为小卢

D.由于物体与传送带相互作用电动机要多做的功为机后

8.美国物理学家密立根通过研究平行板间悬浮不动的带电油滴，准确地测定了电子的电荷量。如

图，平行板电容器两极板“、N与电压为U的恒定电源两极连，板的间距d。现有一质量为m的

带电油滴在极板间匀速下落，则（）

ffl"亚快油&实。

A.此时极板间的电场强度H=U/d

B.油滴带电荷量为mg/€«

C.减小极板间电压，油滴将加速下落

D.将极板N向下缓慢移动一小段距离，油滴将向上运动

9.如图所示，导热的汽缸固定在水平地面上，用活塞把一定质量的理想搔漆冽

脩泰务:浏~F

气体封闭在汽缸中，汽缸的内壁光滑.现用水平外力尸作用于活塞杆，

使活塞缓慢地向右移动，由状态①变化到状态②，在此过程中，如

果环境温度保持不变，下列说法正确的是（）

A.气体分子平均动能不变

B.气体内能减少

C.气体吸收热量

D.气体内能不变，却对外做功，此过程违反热力学第一定律，不可能实现

E.气体是从单一热源吸热，全部用来对外做功，但此过程不违反热力学第二定律

10.据中国地震台网微博消息，2020年5月81111时28分在陕西榆林市府谷县发生2.6级地震。地震

波既有横波，也有纵波。如图所示，图甲是某地震波中的横波在t=0时刻的波形图，图乙是介

质中质点P的振动图象，下列说法正确的是（）

A.地震波中的纵波质点的运动方向与波的传播方向垂直

B.该横波沿x轴负方向传播

C.该横波波长为50cm

D.从口=0到t2=2s的时间内，质点P通过的路程为8cm(不考虑纵波的影响)

三、实验题(本大题共2小题，共15.0分)

11.利用如图1装置可以做力学中的许多实验

(1)下列说法正确的是o

A.用此装置“研究匀变速直线运动”时，必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响

8.用此装置“探究加速度a与力小和质量m的关系”每次改变祛码及祛码盘总质量之后，不需要重新

平衡摩擦力

C.用此装置“探究加速度a与力F和质量m的关系”时，应使小盘和盘内祛码的总质量远小于小车的

质量

D用此装置“探究功与速度变化的关系”时，不需要平衡小车运动中所受摩擦力的影响

(2)在“探究加速度Q与力F和质量血的关系”时需要平衡摩擦力，正确的操作是。

A.把祛码盘的细线系在小车上，小车拖着纸带并开启打点计时器开始运动

B.不能把祛码盘的细线系在小车上，小车不用拖着纸带开始运动

C.不能把祛码盘的细线系在小车上，小车拖着纸带并开启打点计时器开始运动

。.把祛码盘的细线系在小车上，小车不用拖着纸带开始运动

(3)本装置(图2)中要用到打点计时器，其中需要如下电源的打点计时器是。

(4)在利用此装置“探究加速度a与力F和质量m的关系”时，实验中按规范操作打出的条纸带的一部

分如下图3.已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，3点读数为cm,此次实验中

打点计时器打下3点时小车的瞬时速度为m/s(结果保留2位有效数字)

SiJJ4J)

图2

12.(1)读出图1中游标卡尺与螺旋测微器的读数，游标卡尺读数为mm,螺旋测微器读数为

mm.o

(2)要测量某电压表匕的内阻Ry,其量程为2叭内阻约2k2实验室提供的器材有:

电流表4,量程0.64内阻约为0.10；

电压表彩，量程5U,内阻约为5kO；

定值电阻阻值为30。；

定值电阻/?2，阻值为3k0;

滑动变阻器R3，最大阻值10。额定电流1.54

电源E,电动势6V,内阻约0.50；

开关S一个，导线若干。

①从上述器材中选择必要的器材，设计一个测量电压表匕内阻即的实验电路。要求测量尽量准确,

试在图2方框内画出符合要求的实验电路图，并标出所选元件的相应字母代号。

②写出电压表匕内阻即的表达式,式中各符号的物理意义是。

四、计算题(本大题共4小题，共52.0分)

13.如图所示，两个光滑圆弧轨道位于同一竖直平面内，两圆弧最低点4C位于同一光滑水平面上，

两圆心01、。2水平距离为S。现将质量机的钢球从压缩的弹簧右端静止释放，恰能经过圆弧轨道

最高点B,而后从左侧圆弧轨道的E点无能量损失切入，最后从。点飞出轨道。己知：m=4kg,

.=2R2=4m,Z.CO2D=60°,圆心为。?水平距离为s=4.375m。求:

(1)弹簧的弹性势能与；

(2)小球经过最低点C时，对轨道的压力；

(3)判断小球从轨道。点飞出后，是否恰好水平经过4点正上方某点，并说明理由。

14.如图所示，在电场强度为E的竖直匀强电场中，有一光滑半圆形绝

缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接，半圆形轨道平

面与电场线平行，其半径R=0.4m,N为半圆形轨道最低点。现

一小滑块从位于N点右侧1.5m的M处出发，以初速度%=7m/s向

左运动，它恰好能沿轨道运动到最高点Q.已知小滑块带负电q=10-4C,它的质量m=0.01kg,

它与水平轨道间的动摩擦因数〃=0.15,取g=10m/s2.求电场强度的大小。

15.如图所示为0.3mo1的某种气体的压强和温度关系的p-

1个标准大气压，则在状态B时气体的体积为多少？

16.如图所示，40B是由某种透明物质制成的［圆柱体的横截面（。为圆心），折

射率为或.今有一束平行光以45。的入射角射向柱体的04平面，这些光线

中有一部分不能从柱体的面上射出，设所有射到。2B面的光线全部被

吸收，也不考虑04面的反射，求圆柱体4B面上能射出光线的部分占力B面

的几分之几？

参考答案及解析

1.答案：B

解析：解：4、原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带点的中子，A正确；

BC、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，故3错误，C正确；

。、带负电的电子在核外绕着核在不同轨道上旋转，。正确。

本题选择错误的，故选：B.

正确理解卢瑟福的原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电

荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转.

本题比较简单考查了卢瑟福的原子核式结构模型，要了解该模型提出的历史背景，知道该模型的具

体内容.

2.答案：B

解析：

根据匀变速直线运动的位移-速度公式和速度-时间公式，结合图象信息分析即可。

本题考查了速度一位移公式和速度-时间公式的应用，解该类题要根据图象信息结合物理公式解答,

从图象中找取相关的物理量。

根据匀变速直线运动的速度-位移公式/-诏=2ax

整理得：v2=Vg+2ax

结合该车在该段的车速的平方(层)与位移(%)的关系图象，

10162

可知初速度为：v0=4m/s,k=2a=°-7n/s

解得加速度为：a=2m/s2

再由速度一时间公式，可知加速时间为：t=j=Ups=3s,故B正确，ACD错误。

故选B。

3.答案：C

解析：解：4、导线框向右运动，与导线的距离不变，故磁感应强度不变，所以磁通量不变，不会产

生感应电流，故选项A错误。

8、导线框向右加速运动，与导线的距离不变，故磁感应强度不变，所以磁通量不变，不会产生感应

电流，故选项B错误。

C、导线框向下移动，离导线变远，磁感应强度变小，故磁通量变化，所以可以产生感应电流，故选

项C正确。

。、导线框匀速绕MN为轴转动，与导线的距离不变，故磁感应强度不变，磁通量不变，所以不会产

生感应电流，故选项。错误。

故选：Co

1、产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化。

2、长直导线MN中通有恒定电流/,导线产生的磁场大小与离导线的距离有关，距离不变，磁感应强

度不变；距离越远，磁感应强度越小。

由右手螺旋定则可知，通恒定电流的电导线周围产生的磁场的磁感应强度大小与距离有关。线框面

积不变，只有磁感应强度变小才能使磁通量改变。

4.答案:D

解析：解:4、两个完全相同的小球接触后带电量平方，则两个小球后来的带电量：qA'=qB'=驾"=

3q,B的带电量减小。故A错误；

BCD,若二者之间的距离不变，根据库仑定律可知库仑力增大，所以二者之间的距离必定增大。

对B球受力分析，受重力、拉力T和库仑力F,如图所示：

V

mg

由图可知，RABOFBMN

根据平衡条件并结合相似三角形法，有：翳=£=白

AOABB0

由于4。与8。不变，小球的质量m不变，所以4B之间的距离增大时，绳子的拉力7不变;

由上式可得：F=鬻•AB

设开始时4B之间的即可为3接触后4B之间的距离为L',则开始时：F1=隼"=嗒

后来平衡时：尸2=串四=驾

NU2U2

又：F1=L,F2a

1皿AOZA0

联立可得：L'=^L

2

故B错误，C错误。。正确

故选：D。

对8球受力分析；结合相似三角形，根据平衡条件列式求解各力的变化情况，结合电荷守恒定律分析

电荷量的变化，由库仑定律分析库仑力的变化。

本题关键是灵活选择研究对象，根据共点力平衡条件并采用相似三角形法和正交分解法列式分析，

不难。

5.答案：D

解析：解：4速度的正负表示物体运动的方向，质点在前4s内向东运动，速度为负，则在10〜12s

内，质点的速度为负，说明质点向东运动。故4错误。

B、根据速度图象与横坐标所围成的面积表示位移，知在4〜12s内的位移大小等于在4〜8内的位移

大小，为久=[X4x6rn=12m。故8错误。

C、速度图象的斜率表示加速度，则在前8s内的加速度大小不变，根据牛顿第二定律F=ma知合外

力不变，故C错误。

。、在前8s内的加速度不变，且为正值，说明加速度方向始终向西，故。正确。

故选：Do

由v-t图象可以直接读出速度的大小，根据速度的正负可以得出物体运动的方向；图象与横坐标所

围成的面积表示位移；根据速度图象的斜率表示加速度，由斜率分析加速度的变化，由牛顿第二定

律分析合外力的变化。

质点做直线运动的u-t图象中，要明确图象与坐标轴所围成的面积表示位移，面积的正负表示位移

的方向，速度图象的斜率表示加速度。

6.答案:AD

解析：解：4、设轨道半径为八太阳质量为M,因为地球和木星绕太阳做匀速圆周运动，

根据万有引力提供向心力做匀速圆周运动，

4HcMmV2

得：G—r-=m—

rzr

解得线速度：v=秒,因为木星离太阳的距离远，所以线速度小，故A正确；

B、根据：=m32r得角速度：3=俘，因为木星离太阳的距离远，所以角速度小，故B错误。

C、。、“木星冲日”上一次出现在去年的3月8日，到今年的4月8日，时间大于1年，地球不在原来

的位置，所以木星也没有回到该位置，故C错误，。正确。

故选：AD.

根据万有引力提供向心力做匀速圆周运动，G詈=m?=7n警，得到线速度和周期的表达式，再

根据半径关系分析即可.

本题关键抓住万有引力提供向心力，列式求解出线速度、角速度、周期和向心力的表达式，再进行

讨论.

7答案:AD

解析：解：4物体对地发生的位移为/=等力=£,

皮带发生的位移为无2=我，

物体相对皮带发生的位移大小为△X=X2-=Vt-y=y=X,

比较可知X1=X,所以A正确；

B：传送带上的A点发生的位移为g="=2X,所以8错误；

C：物体产生的加速度为a=平，受到的阻力/=讥

系统传送带热量为Q=/S相对=max,代入数据可得。=*.£=零，所以c错误；

D：根据能量守恒定律可知I,电动机多消耗的电能应为机+Q=S+*=mu2,所以D

正确；

故选：AD.

本题4根据匀变速直线运动公式彳=竽1求出物体对地发生的位移，再求出皮带发生的位移，然后

求出相对位移大小即可求解；题B根据匀速直线运动位移公式x=戊即可求解：题C根据摩擦生热公

式。=外相对，再求出物体的加速度和受到的摩擦力即可求解；题。根据电动机消耗的电能应等于物

体增加的机械能与系统传送带热量之和即可求解.

应明确：①灵活运用平均速度求位移公式％=苫々；②摩擦生热公式、=/$相对；③电动机多消耗

的电能应等于物体增加的机械能与系统传送带热量之和.

8.答案：AC

於

解析：A、极板间电压为U,间距为d,是匀强电场，故场强为：^=—,故A正确；

城

B、油滴受重力和电场力，处于平衡状态，故：噪=真,解得：辞=空，故B错误；

C、减小极板间电压，场强减小，电场力小于重力，合力向下，故油滴将加速下落，故C正确;

。、将极板篇向下缓慢移动一小段距离，板间距增加，场强减小，电场力减小，电场力小于重力，

合力向下，故油滴将加速下落，故。错误。

故选AC.

9.答案：AC

解析：解：4、封闭气体等温膨胀过程，温度是分子热运动平均动能的标志，故分子热运动的平均动

能不变，所以A正确；

8、温度不变，则气体分子的内能不变，B错误；

C、温度不变，内能不能，体积膨胀对外做功，气体一定吸热，C正确力错误；

E、由热力学第二定律知不可能从单一热源吸热全部用来做功而不引起其它变化，故E错误。

故选:AC.

封闭气体等温膨胀过程，温度是分子平均动能的标志且理想气体的内能只与温度有关，以活塞为研

究对象根据受力平衡判断水平外力F的变化.

本题的突破口是：题目中说“导热”的汽缸且环境保持恒温，即得出气体做等温变化.然后会根据

热力学第一定律判断各种变化.

10.答案：BD

解析：解：4、纵波中质点的运动方向与波的传播方向在同一条直线上，故A错误：

B、根据乙图可知，t=0时刻P质点的运动方向沿着y轴的正方向，根据同侧法可知，该横波沿x轴负

方向传播，故B正确；

C、根据甲图可知，该波的的波长为；I=100m,故C错误；

D、根据图乙可知，该波的周期为T=2s,所以从G=0到t2=2s的时间内，质点P通过的路程为s=

44=8cm,故。正确。

故选：BD。

纵波的传播方向和质点的运动方向在同一条直线上；根据同侧法分析波的传播方向；根据题意分析

波的波长；根据一个周期内质点的路程为4个振幅分析从口=0到J=2s的时间内，质点P通过的路

程。

解决该题需要掌握横波和纵波的概念，掌握同侧法分析波的传播方向，掌握在振动图象中分析质点

的振动方向。

11.答案：BCC乙5.31.4

解析：解：(1)4、此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，故A错误。

C、在利用该装置来“探究物体的加速度与力、质量的关系”时，设小车的质量为M,小吊盘和盘中

物块的质量为m,设绳子上拉力为F,

以整体为研究对象有：mg=(_m+M)a

解得：。=盘

以M为研究对象有绳子的拉力为：尸=Ma=警

M+m

显然要有F=mg必有m+M=M,故有M>>zn,即只有M>>优时才可以认为绳对小车的拉力大

小等于小吊盘和盘中物块的重力，故C正确。

8、平衡摩擦力后，用此装置“探究加速度a与力产的关系”每次改变祛码及祛码盘总质量后，不需

要重新平衡摩擦力，故B正确。

。、探究“功与速度变化的关系”实验时，需要平衡摩擦力，方法是将木板带打点计时器的一端适

当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响，从而小车受到

的合力即为绳子的拉力，故。错误。

故选:BC.

(2)平衡摩擦力时，不能把沙桶的细线系在小车上，轻轻推动小车，小车沿木板运动，通过打点计时

器打出来的纸带判断小车是否匀速运动。C正确。

故选：Co

(3)电磁打点计时器需要应用学生电源，低压交流电；电火花计时器直接接220U常用交流电，图为

学生电源，所以选择电磁打点计时器，即选乙。

(4)由图可知，3的读数为5.3cm,打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，T=0.02s,3点的瞬

时速度为：^=红=241*10-2巾/5=14巾/5。

474x0.02

故答案为：(1)BC,(2)C,(3)乙，(4)5.3,1.4。

(1)利用图示小车纸带装置可以完成很多实验，在研究匀变速直线运动时不需要平衡摩擦力，在探究

“小车的加速度与质量的关系”和探究“功与速度变化的关系”实验时，需要平衡摩擦力，在探究

“小车的加速度a与力产的关系”时，根据牛顿第二定律求出加速度a的表达式，不难得出当钧码的

质量远远大于小车的质量时，加速度a近似等于g的结论。

(2)平衡摩擦力时，不能挂盘，适当垫高木板，小车的重力沿斜面的分力平衡摩擦力，平衡摩擦力的

标准为小车可以匀速运动，打点计时器打出的纸带点迹间隔均匀。

(3)根据电源选择打点计时器；

(4)根据中点时刻的瞬时速度等于平均速度的推论即可求出。

解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，然后熟练应

用物理规律来解决实验问题。

12.答案：50.155.693微整打表示力的电压，出表示匕和此串联的总电压

解析：解：(1)20分度的游标卡尺，精确度是0.05nmi,游标卡尺的主尺读数为50mm,游标尺上第3

个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为3x0.05mm=0.15mm,所以最终读数为：50mm+

0.15mm=50.15mmo

螺旋测微器的固定刻度为5.5?n7n,可动刻度为19.5x0.01mm=0.195mm,所以最终读数为5.5nwn+

0.195mm=5.695mm

(2)①由于电压表匕接入电路后，由电流通过时其两端电压可以直接读出，因

而利用串联分压的特点，选用标准电压表匕和定值电阻灯，反复测量通过滑动

变阻器自控制即可，测量电压表匕内阻灯的实验电路如图所示：

②根据串联电路的特点有：晟=甯,得：Rv=矍,式中由表示匕的电压，

U2表示匕和串联的总电压。

故答案为：⑴50.15,5.695(2)①图见解析；②匿;，%表示匕的电压，外表示匕和串联的总电

压。

(1)游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读。螺旋测微器的读数方法是固定刻度读

数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读。

(2)根据实验目的知由于电压表匕接入电路后，由电流通过时其两端电压可以直接读出，因而利用串

联分压的特点，选用标准电压表彩和定值电阻/?2,反复测量通过滑动变阻器控制即可。根据串联

电路的特点列式。

(1)要掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读。螺旋测微器的读数方法是固定

刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读。

(2)电路设计是在课本基础实验的基础上有所创新，只要明确了实验原理，并熟练应用电路的串并联

知识即可正确解答。

13.答案：解：(1)钢球恰能经B点，在B点，重力提供向心力，由牛顿第二定律得：

诏

mg=rrt—

从释放钢球到钢球到达B点过程，弹簧与钢球组成的系统只有弹簧弹力与重力做功，系统机械能守恒,

由机械能守恒定律得：

1,

Ep=mg-2Rr+-mv^

代入数据解得：Ep=400/；

(2)从释放钢球到钢球到达C点过程，弹簧与钢球组成的系统只有弹力与重力做功，系统机械能守恒，

由机械能守恒定律得：

。12

Ep=~mv^

在C点轨道对钢球的支持力与钢球的重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得；

VQ

F—mg=m—

R?

代入数据解得：F=440N,

由牛顿第三定律可知，钢球对轨道的压力大小F'=F=440N,方向：竖直向下；

(3)钢球从C到D过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得：

11

-mvc--mvp+mgR2(l—cos60°)

代入数据解得：vD=6V5m/s

钢球离开。后做斜上抛运动，

水平分速度%=VDCOS60°=3V5m/s

竖直分速度为=vDsin60°=3V157n/s

钢球离开。后在水平方向做匀速直线运动，

在水平方向从。运动到4点需要的时间：t=弋"6。。=4.375-25^60^,0394s

VQ3V5

离开。点后钢球在竖直方向做匀减速直线运动，经过时间t钢球在竖直方向的位移大小：

1O

z

y=Vyt--gt,

代入数据解得：y=3.097m,钢球没有落地，钢球恰好水平经过4点正上方某点；

答:(1)弹簧的弹性势能Ep是400/；

(2)小球经过最低点C时，对轨道的压力大小是440N,方向：竖直向下；

(3)小球球从轨道。点飞出后，恰好水平经过4点正上方某点；小球在水平方向经过4点时钢球仍在空

中，恰好经过A的上方。

解析：(1)钢球恰能经过圆弧轨道最高点8,在B点，重力提供向心力，由牛顿第二定律求出钢球经

过B点时的速度，从开始释放钢球到钢球到B点过程，对弹簧与钢球组成的系统，应用机械能守恒定

律求出弹簧的弹性势能。

(2)从开始释放弹簧到钢球到达C点过程，对弹簧与钢球组成的系统应用机械能守恒定律求出钢球到

达C点时的速度，在C点应用牛顿第二定律求出轨道对钢球的支持力，然后求出钢球对轨道的压力