2021年福建省福州一中高考物理模拟试卷（五）

2021年福建省福州一中高考物理模拟试卷（五）

一、单项选择题（每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目

要求。）

1.（4分）2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置--中国环流器二号M装置（HL

-2M）在成都建成并实现首次放电2H+3H-4,该X粒子是（）

112

A.电子B.质子C.中子D.光子

2.（4分）竖直墙上A、B、C三处各有一个水平细钉子，光滑圆环如图悬挂，圆环与三个

钉子均有接触.A、B、C三点中，C与圆环的圆心等高，则圆环受到钉子的弹力情况是

（）

C.一定只有B、C两处有D.A、B、C三处一定都有

3.（4分）如图1所示，用手握住长绳的一端，t=0时刻在手的带动下A点开始上下振动,

则以下四幅图中能正确反映ti时刻绳上形成的波形的是（）

图1

B.

s一

4.（4分）如图1所示，一儿童站在平板小车中间，与小车一起沿水平地面匀速向右运动，

此过程儿童和小车的速度-时间关系如图2所示，不计地面的摩擦。以下说法正确的是

（）

A.儿童的质量小于小车的质量

B.儿童走向小车左端

C.儿童和小车的总动能减少

D.小车对儿童的冲量方向水平向右

二.多项选择题（每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要

求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

5.（6分）网球训练中，若一运动员某一次击球时，将网球从A点水平击出；另一运动员将

该网球从位于A点正下方且与D点等高的B点斜向上击出，最高点为C,则（）

B.网球在后一个过程中击中D点时速度较小

C.运动员在两个过程中对网球所做功可能相等

D.网球在后一个过程中，击中D点时重力做功的瞬时功率较大

6.（6分）如图甲所示，“天问一号”探测器从地球发射后，立即被太阳引力俘获，被火星

引力俘获后环绕火星飞行，轨道b与地球公转轨道a、火星公转轨道c相切。如图乙所示,

进行预选着陆区探测。下列说法正确的是（）

A.“天问一号”的发射速度v满足7.9km/s<v<11.2km/s

B.“天问一号”的发射速度v满足11.2km/sWvV16.7km/s

C.“天问一号”在轨道H上的速度大于火星的第一宇宙速度

D.“天问一号”在椭圆轨道I上经过M点的速度小于在圆轨道H上经过M点的速度

7.（6分）如图所示，在x轴上放有两个电荷量分别为卬和q2的点电荷，qi位于x轴的坐

标原点，电荷q2的右侧各点电势叩随x变化的关系如图曲线所示，其余部分的电势变化

情况没有画出，其中B点电势为零，则（）

B.将一带负电的试探电荷从C点移到D点，电场力做负功

C.A点的电场强度方向向左

D.两点电荷的电荷量的大小关系为qi>q2

8.（6分）如图甲所示是一种振动发电装置的示意图，半径为r=O.Im、匝数n=20的线圈

位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）

殳型T,线圈电阻为Ri=0.5。，它的引出线接有R2=9.5。的小电珠L,外力推动线圈

兀

框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动（摩擦等损耗不计），则（)

214J61W10\J12^（xlO-1s）

丙

A.小电珠中电流的峰值为0.16A

B.小电珠中电流的有效值为0.16A

C.电压表的示数约为1.5V

D.t=O.ls时外力的大小为0.128N

三、非选择题（本大题7小题共，60分）

9.（4分）一定质量的理想气体从状态a开始，经a-b、b-c、c-a三个过程后回到初始状

态a,p-V图像中各状态参量，气体温度（填“增加”、“减小”、或“不变”）：

气体在a-b^c-a一个循环过程中对外界放出的热量为。

10.（4分）如图，轻质弹簧一端固定，另一端连接套在水平光滑杆上的小球A（O与O'

在同一竖直线上），角速度为3,半径为Ro用竖直向下的平行光照射小球

B,小球A的最大加速度大小为。

mm

11.4（分）某同学研究自由落体运动的规律时，将小球固定在刻度尺的旁功由静止释放，

用手机拍摄小球自由下落的视频，利用图片中小球的位置就可以得出速度、加速度等信

息，实验装置如图1所示。如图2所示为小球下落过程中三幅连续相邻的分帧图片I、II、

Ill,刻度尺为毫米刻度尺。

（1）图片II中小球的瞬时速度约为m/s。（结果保留两位小数）

（2）关于实验装置和操作，以下说法正确的是。

A.刻度尺应固定在竖直平面内

B.固定手机时，摄像镜头应正对刻度尺

C.选择材质密度大的小球

D.铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落

（3）为了得到更精确的加速度值，该同学利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高

度h,绘制了v2-h图像，如图3所示。其中P、Q分别为两个大小相同，质量不同的小

球下落的图像。

A.图像的斜率表示小球下落的加速度

B.小球P的质量等于小球Q的质量

C.小球P的质量小于小球Q的质量

D.小球P的数据算出的加速度值更接近当地重力加速度

12.（8分）某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下：

（1）螺旋测微器如图1所示。在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微

螺杆之间，再旋动（选填"A”"B”或”C"），直到听见“喀喀”的声音，以保证

压力适当

测砧测隼螺杆

^^^20场

图1

（2）选择电阻丝的（选填“同一”或“不同”）位置进行多次测量，取其平均值作

为电阻丝的直径。

(3)图2甲中Rx为待测电阻丝。请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图2乙实物

电路中的正确位置。

电压表

(4)为测量Rx，利用图2甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压Ui和电流h的

值，作出的UL11关系图象如图3所示。接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电

压U2和电流12的值，数据见下表：

U2/V0.501.021.542.052.55

I“mA20.040.060.080.0100.0

图3

(5)由此，可求得电阻丝的Rx=0.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。

13.（8分）研究表明，一般人的刹车反应时间（即图甲中“反应过程”所用时间）to=O.4s,

但饮酒会导致反应时间延长，在某次试验中o=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀

速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L=39m。减速过程中汽车速度v与位移s的

关系曲线如图乙所示2。求：

图乙

（1）减速过程汽车加速度的大小；

（2）饮酒志愿者的反应时间；

（3）减速过程中，汽车对志愿者作用力与志愿者重力大小的比值。

14.（14分）质谱仪是以离子源、质量分析器和离子检测器为核心的电子仪器。质谱仪的部

分原理图可简化为如图甲所示，离子源（在狭缝上方，图中未画出）产生的带电离子经

狭缝之间的电场加速后（匀强磁场方向垂直纸面，PQ为磁场的边界），加速电场的电压

随时间变化如图乙所示。离子进入磁场区域后，在洛伦兹力的作用下打到照相底片上并

被接收（q>0）、质量为m,加速电压为Uo时，离子恰好打在P点，PN为放置照相底片

的离子检测区域，MN=L（不计离子的重力以及离子在电场内加速时电压的变化与加速

2

时间）。求：

加速电场

UN

Q

照相底片；加速电场

P'M产.........）

偏转磁场

甲乙丙

（1）加速电压为Uo时，离子经加速电场加速后的速度vi；

（2）若要求所有的离子都能打在照相底片上，则离子进入加速电场的时间范围；

（3）若偏转磁场区域为圆形，且与PQ相切于O点，如图丙所示，当加速电压为Uo时,

要保证离子进入偏转磁场后不能打到PQ边界上（PQ足够长），求磁场区域的半径R应

满足的条件。

15.(18分)如图所示，上表面光滑的“L”形木板B锁定在倾角为37°的足够长的斜面上;

将一小物块A从木板B的中点轻轻地释放，此后A与B发生碰撞，碰撞过程时间极短

且不计机械能损失，木板B的质量mo=4kg,板长L=6m,木板与斜面间的动摩擦因数

为N=0.6,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8=

(1)求第一次即将碰撞的瞬间A的速度；

(2)在第一次碰撞后的瞬间B的速率；

(3)求在第一次碰撞后到第二次碰撞前的过程中，A距B下端的最大距离。

2021年福建省福州一中高考物理模拟试卷（五）

参考答案与试题解析

一、单项选择题（每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目

要求。）

1.（4分）2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置--中国环流器二号M装置（HL

-2M）在成都建成并实现首次放电2H+3H-4,该X粒子是（）

112

A.电子B.质子C.中子D.光子

【解答】解：根据核反应过程中，质量数与电荷数守恒2H+33He+故C正确。

172o

故选：Co

2.（4分）竖直墙上A、B、C三处各有一个水平细钉子，光滑圆环如图悬挂，圆环与三个

钉子均有接触.A、B、C三点中，C与圆环的圆心等高，则圆环受到钉子的弹力情况是

A.可能只有A处有B.可能只有A、B两处有

C.一定只有B、C两处有D.A、B、C三处一定都有

【解答】解：若只有A、B受力，A对环的作用竖直向上，它们的合力的方向不在竖直

方向上；同理、C受力也不成立。

若只有C、B受力，C对环的作用水平向左，它们的合力的方向可以在竖直方向上，但是

不是移动只有B,故C错误。

若只有A受力，B、C的作用都是0,大小等于重力。故A正确；

若A、B、C都受力，该种情况可以成立，故D错误。

故选：A0

3.（4分）如图1所示，用手握住长绳的一端，t=0时刻在手的带动下A点开始上下振动，

则以下四幅图中能正确反映ti时刻绳上形成的波形的是（）

x

A

因1

图2

s一

【解答】解：波在一个周期内传播的距离为一个波长，从t=0时刻到ti时刻绳上形成的

波传播了ZT的时间3人的波形，则介质中各个质点的起振方向都向上，只有B图符合

24

题意，ACD错误。

故选：B,

4.(4分)如图1所示，一儿童站在平板小车中间，与小车一起沿水平地面匀速向右运动，

此过程儿童和小车的速度-时间关系如图2所示，不计地面的摩擦。以下说法正确的是

()

图1图2

A.儿童的质量小于小车的质量

B.儿童走向小车左端

C.儿童和小车的总动能减少

D.小车对儿童的冲量方向水平向右

【解答】解：A、根据v-t图像的斜率表示加速度，小车的加速度大小大于儿童的加速

度大小，由牛顿第二定律F=ma知儿童的质量大于小车的质量；

B、小车向右做匀加速直线运动，说明儿童对小车的摩擦力向右，则儿童走向小车左端；

C、儿童在行走过程中要消耗体能，则儿童和小车的总动能增加；

D、小车对儿童的摩擦力方向水平向左，故D错误。

故选:B»

二.多项选择题（每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要

求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）

5.（6分）网球训练中，若一运动员某一次击球时，将网球从A点水平击出；另一运动员将

该网球从位于A点正下方且与D点等高的B点斜向上击出，最高点为C,则（）

A.网球在两个过程中飞行时间相等

B.网球在后一个过程中击中D点时速度较小

C.运动员在两个过程中对网球所做功可能相等

D.网球在后一个过程中，击中D点时重力做功的瞬时功率较大

【解答】解：A、从A抛出的网球做平抛运动，因为AC等高从A到D的时间与

从C到D的时间相等，根据对称性B运动到D的时间是A到D的时间的2倍；

B、在竖直方向上，知VyA=VyB，又因为水平方向的位移相同，设从B点击出的球的水

平速度为VB，根据x=vt可知，从A点击出的球的水平速度VA=2VB，则落地时的速度

分别为VA'=1二T'VB'=^B+vy,故VA，＞VB，,即后一个过程中'故B

正确；

C、根据动能定理w=l2,知运动员对网球所做功等于刚抛出时网球获得的动能即WA

2

=JLITIV2,WB=」mv'8A与VB'大小不确定，故两个过程中对网球所做功可能相等；

2A2B

D、由于竖直方向做的是自由落体运动，故落地时竖直方向的速度相同y相同，故D错

误。

故选：BCo

6.（6分）如图甲所示，“天问一号”探测器从地球发射后，立即被太阳引力俘获，被火星

引力俘获后环绕火星飞行，轨道b与地球公转轨道a、火星公转轨道c相切。如图乙所示,

进行预选着陆区探测。下列说法正确的是（）

3=SZ.

A."天问一号"的发射速度v满足7.9km/s〈vVll.2km/s

B.“天问一号”的发射速度v满足11.2km/sWv<16.7km/s

C.“天问一号”在轨道H上的速度大于火星的第一宇宙速度

D.“天问一号”在椭圆轨道I上经过M点的速度小于在圆轨道I［上经过M点的速度

【解答】解：AB、第二宇宙速度11.2km/s,第三宇宙速度16.7km/s,故要使“天问一号”

脱离地球束缚到达火星，故B正确。

c、“天问一号”在轨道n上绕火星做匀速圆周运动

GMm=mvi

5r

解得：丫=脾

因为第一宇宙速度是物体在火星附近绕火星做匀速圆周运动的速度，其对应的环绕半径

最小，故“天问一号”在轨道H上的速度小于火星的第一宇宙速度。

D、“天问一号”从椭圆轨道I上M点变轨到达圆轨道n,故需要在M点点火减速，故

D错误。

故选：B。

7.（6分）如图所示，在x轴上放有两个电荷量分别为qi和q2的点电荷，qi位于x轴的坐

标原点，电荷q2的右侧各点电势（p随x变化的关系如图曲线所示，其余部分的电势变化

情况没有画出，其中B点电势为零，则（）

B.将一带负电的试探电荷从C点移到D点，电场力做负功

C.A点的电场强度方向向左

D.两点电荷的电荷量的大小关系为qi>q2

【解答】解：A、根据E=U冷更，图象的斜率表示电场强度，则B点的电场强度不

dAx

等于零。

B、C到D电势逐渐升高p=q<p可知，将一带负电的试探电荷从C点移到D点，所以电

场力做正功.

C、因为C点的斜率等于零，所以qi和q2两个点电荷各自在C点电场强度等大反向，所

以q2和q2为异种电荷，且q2附近的电势为正，所以q7为正电荷，qi为负电荷，qi和q8

在A处的电场强度都向左，则A处的电场强度水平向左。

D、因为卬和q2为异种电荷，且C点的电场强度等于零鸟可知，qi离C点远，则卬

的电荷量大，则q4>q2，故D正确。

故选：CD,

8.（6分）如图甲所示是一种振动发电装置的示意图，半径为r=0.1m、匝数n=20的线圈

位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）

些上T,线圈电阻为Ri=0.5Q,它的引出线接有R2=9.5Q的小电珠L,外力推动线圈

兀

框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动（摩擦等损耗不计），则（）

A.小电珠中电流的峰值为0.16A

B.小电珠中电流的有效值为0.16A

C.电压表的示数约为1.5V

D.t=O.ls时外力的大小为O128N

【解答】解：AB、由题意及法拉第电磁感应定律知道，产生的感应电动势的大小符合正

E

,

弦曲线变化规律m=nBlv=nB2nrvm,故小电珠中电流的峰值为Im=---------

R[+R2

20X写6义2兀X4.1X2

A=0.16A,B错误;

5.5+0.2

C、电压表示数为U=*R0=2"X，故C错误；

V23V2

D、当t=3.1s时

F=nB•2同=20X1■至LX2TT义0.6X0.16N=0.128N。

故选：ADo

三、非选择题（本大题7小题共，60分）

9.（4分）一定质量的理想气体从状态a开始，经a-b、b-c、c-a三个过程后回到初始状

态a,p-V图像中各状态参量，气体温度增加（填“增加”、“减小”、或“不变”）；

气体在a-*bfcfa一个循环过程中对外界放出的热量为4p°Vo。

【解答】解：在a-b过程中，压强不变，由盖-吕萨克定律1亘=丫亘，Ta<Tb,即在a

Ta、

-b过程中，气体温度逐渐升高；

气体在a-b-c-a一个循环过程中，温度变化量为0。根据热力学第一定律△U=Q+W

QV0,

可知；根据气体做功计算公式W=pAV可知，则W=-l-（5p0-p9）（3V-V7）°

所以气体在afb—cfa一个循环过程中对外界放出的热量为8poVoo

故答案为：增加；7p（）Vo。

10.（4分）如图，轻质弹簧一端固定，另一端连接套在水平光滑杆上的小球A（O与O'

在同一竖直线上），角速度为3,半径为R。用竖直向下的平行光照射小球B22L,

小球A的最大加速度大小为3?R。

min

【解答】解：小球B在水平杆上的“影子”和小球A在任何瞬间都重合，则小球B在水

平方向上的影子的速度时刻与小球A的速度相等2工；

3

2

小球B做匀速圆周运动线速度为v=coR,加速度为a=2_6R,在水平方向上B的加速

R

度水平分量与A的加速度相同，此时B的加速度水平分量恰好等于其向心加速度2R。

故答案为：空，（O4R

（0

11.（4分）某同学研究自由落体运动的规律时，将小球固定在刻度尺的旁边由静止释放，

用手机拍摄小球自由下落的视频，利用图片中小球的位置就可以得出速度、加速度等信

息，实验装置如图1所示。如图2所示为小球下落过程中三幅连续相邻的分帧图片I、II、

III，刻度尺为毫米刻度尺。

（2）关于实验装置和操作，以下说法正确的是ABC。

A.刻度尺应固定在竖直平面内

B.固定手机时，摄像镜头应正对刻度尺

C.选择材质密度大的小球

D.铅垂线的作用是检验小球是否沿竖直方向下落

(3)为了得到更精确的加速度值，该同学利用多帧图片测算其对应的速度v和下落的高

度h,绘制了v2-h图像，如图3所示。其中P、Q分别为两个大小相同，质量不同的小

球下落的图像D。

A.图像的斜率表示小球下落的加速度

B.小球P的质量等于小球Q的质量

C.小球P的质量小于小球Q的质量

D.小球P的数据算出的加速度值更接近当地重力加速度

【解答】解：(1)刻度尺的最小刻度为1mm,根据第I幅图到第m幅图可知小球下落的

高度△!!=10.60cm-5.10cm=2.50cm=0.0550m,

中间经过的时间为t=2T=7X0.02s=0.04s,

图片II中小球下落速度约为0550mm/s=2.38m/s；

t0.04

(2)A、小球做自由落体运动，所以刻度尺应固定在竖直平面内；

B、手机摄像镜头应正对刻度尺固定，故B正确；

C、选择材质密度大的小球，故C正确；

D、铅垂线的作用是检验刻度尺是否竖直；

故选：ABC。

(3)考虑到空气有阻力，设小球的质量为m,解得：a=g-工；

m

根据速度一位移关系可得：v2=2ah=8(g-1)ho

m

A、图象的斜率表示小球下落的加速度的2倍；

BC、由于小球的质量越大工的值越大，v2-h图象的斜率越大，所以小球P的质量大于

m

小球Q的质量、C错误；

D、质量越大的小球在下落过程中空气阻力与质量的比值越小，所以小球P的数据算出

的加速度值更接近当地重力加速度。

故选：D。

故答案为：(1)7.38(2)ABC(3)D

12.(8分)某同学测量一段长度已知的电阻丝的电阻率。实验操作如下：

(1)螺旋测微器如图1所示。在测量电阻丝直径时，先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微

螺杆之间，再旋动C（选填"A”"B”或”C"），直到听见“喀喀”的声音，以保证

压力适当

（2）选择电阻丝的不同（选填“同一”或“不同”）位置进行多次测量，取其平均

值作为电阻丝的直径。

（3）图2甲中Rx为待测电阻丝。请用笔画线代替导线，将滑动变阻器接入图2乙实物

电路中的正确位置。

电压表

（4）为测量Rx，利用图2甲所示的电路，调节滑动变阻器测得5组电压UI和电流h的

值，作出的Ui-h关系图象如图3所示。接着，将电压表改接在a、b两端，测得5组电

压U2和电流12的值，数据见下表：

U2/V0.501.021.542.052.55

h/mA20.040.060.080.0100.0

请根据表中的数据，在方格纸上作出U2-12图象。

N/v

图3

(5)由此，可求得电阻丝的Rx=23.5C.根据电阻定律可得到电阻丝的电阻率。

【解答】解：(1)为保护螺旋测微器，将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间，直到

听见“喀喀”的声音，同时防止螺旋测微器的损坏。

(2)为减小实验误差，选择电阻丝的不同位置进行多次测量。

(3)根据图示电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示：

电压表

(4)根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据坐标系内描出的点作出图象如

图所示：

△ui1QC△UQ

（5）由图示电路图可知：RX+RA+RO=-T--=—L.=49C,RA+RO=--^-=

△l640X18-3AI2

—2・04_=25.80（25.0—30.0）x=49-25.6=23.5。；

80X60-3

故答案为：（1）C；（2）不同：（4）图象如图所示。

13.（8分）研究表明，一般人的刹车反应时间（即图甲中“反应过程”所用时间）to=O.4s,

但饮酒会导致反应时间延长，在某次试验中o=72km/h的速度在试验场的水平路面上匀

速行驶，从发现情况到汽车停止，行驶距离L=39m。减速过程中汽车速度v与位移s的

关系曲线如图乙所示2。求：

图乙

（1）减速过程汽车加速度的大小；

（2）饮酒志愿者的反应时间；

（3）减速过程中，汽车对志愿者作用力与志愿者重力大小的比值。

【解答】解：（1）设刹车加速度为a,由题可知刹车初速度vo=2Om/s,末速度vt=O,位

移s=25m由运动学公式得V2?=2as,代入数据解得a=6m/s2；

(2)设志愿者反应时间为t',由运动学公式得L-s=vot',代入数据解得t'=2.7s；

(3)设志愿者所受合外力的大小为E汽车对志愿者的作用力的大小为Fo,志愿者质量

为m,受力分析如图

由牛顿第二定律得F=ma,

由平行四边形定则得F6?=(ma)2+(mg)6,

联立方程，解得包=返1；

mg5

答：(1)减速过程汽车加速度的大小为7m/s2；

(2)饮酒志愿者的反应时间为0.5s；

(3)减速过程中，汽车对志愿者作用力与志愿者重力大小的比值为恒。

5

14.(14分)质谱仪是以离子源、质量分析器和离子检测器为核心的电子仪器。质谱仪的部

分原理图可简化为如图甲所示，离子源(在狭缝上方，图中未画出)产生的带电离子经

狭缝之间的电场加速后(匀强磁场方向垂直纸面，PQ为磁场的边界)，加速电场的电压

随时间变化如图乙所示。离子进入磁场区域后，在洛伦兹力的作用下打到照相底片上并

被接收(q>0)、质量为m,加速电压为Uo时，离子恰好打在P点，PN为放置照相底片

的离子检测区域，MN=L(不计离子的重力以及离子在电场内加速时电压的变化与加速

2

时间)。求:

加速电场

UN

照相底片二_加速电场

...........Q

N

偏转磁场

甲乙

(1)加速电压为Uo时，离子经加速电场加速后的速度vi；

(2)若要求所有的离子都能打在照相底片上，则离子进入加速电场的时间范围;

(3)若偏转磁场区域为圆形，且与PQ相切于O点，如图丙所示，当加速电压为Uo时,

要保证离子进入偏转磁场后不能打到PQ边界上（PQ足够长），求磁场区域的半径R应

满足的条件。

【解答】解：（1）加速电压为Uo时，对离子经加速电场加速过程应用动能定理有：qUo

2

7mvi

解得丫1=南通

（2）当离子恰好打在N点时，离子在偏转磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为r（=1T

4

在偏转磁场中，离子做匀速圆周运动，有qv7B=m―