2021-2022学年河北省唐县高考物理五模试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷

注意事项：

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、在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法正确的是（）

A.查德威克用a粒子轰击被原子核，发现了质子

B.卢瑟福通过对a粒子散射实验的研究，揭示了原子核有复杂的结构

C.汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现阴极射线是原子核中的中子变为质子时产生的尸射线

D.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钵（P。）和镭（Ra）两种新元素

2、双星系统由两颗相距较近的恒星组成，每颗恒星的半径都远小于两颗星球之间的距离，而且双星系统一般远离其他

天体。如图所示，相距为L的M、N两恒星绕共同的圆心O做圆周运动，M、N的质量分别为〃”、机2,周期均为。

若另有间距也为L的双星尸、Q,P、0的质量分别为2,小、2mi,贝（1（）

,...一、

/、、

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I•/'»

：I*：0，7'；:I

'、'、、/::

...’

A.尸、。运动的轨道半径之比为如：，“2

B.尸、。运动的角速度之比为，"2：

C.尸、。运动的周期均为在7

2

D.尸与M的运动速率相等

3、一质量为中的均匀环状弹性链条水平套在半径为R的刚性球体上，已知不发生形变时环状链条的半径为R/2,套在

球体上时链条发生形变如图所示，假设弹性链条满足胡克定律，不计一切摩擦，并保持静止.此弹性链条的弹性系数

k为

百(G+l)/”gB.-△---庄---l)mg

,-2/R22/rR

C6(6+l)mg

n瓜6+l)mg

'2兀*

4、如图所示，一充电后的平行板电容器的两极板相距/,在正极板附近有一质量为小，电荷量为马（0>0）的粒子4；

在负极板附近有一质量也为，小电荷量为-%（%>0）的粒子灰仅在电场力的作用下两粒子同时从静止开始运动。

已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距的平面。，两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则以下说法

正确的是（）

.B

A.电荷量%与%的比值为3:7

B.电荷量/与%的比值为3:4

C.粒子A、8通过平面。时的速度之比为9:16

D.粒子4、8通过平面。时的速度之比为3:7

5、静止在水平地面上的木块，受到小锤斜向下瞬间敲击后，只获得水平方向初速度，沿地面滑行一段距离后停下。若

已知木块的质最和初速度，敲击瞬间忽略地面摩擦力的作用，由此可求得（）

A.木块滑行的时间B.木块滑行的距离

C.小锤对木块做的功D.小锤对木块的冲量

6、如图所示，在水平晾衣杆（可视为光滑杆）上晾晒床单时，为了尽快使床单晾干，可在床单间支撑轻质细杆.随着

细杆位置的不同，晾衣杆两侧床单间夹角。（。<150。）将不同.设床单重力为G,晾衣杆所受压力大小为N,下列

说法正确的是（）

A.当。=60°时，N=—G

3

B.当夕=90°时，N=—G

2

C.只有当8=120°时，才有/V=G

D.无论。取何值，都有N=G

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，边长为L的等边三角形"c为两个匀强磁场的理想边界，三角形内的磁场方向垂直纸面向外，磁感应强

度大小为8,三角形外的磁场范围足够大、方向垂直纸面向里，磁感应强度大小也为瓦顶点。处的粒子源沿Na的角

平分线发射质量为，小电荷量为q的带负电粒子，其初速度大小v°=成,不计粒子重力，下列说法正确的是（）

m

［兀m

A,粒子第一次返回〃点所用的时间是工■了

3qB

67rm

B.粒子第一次返回a点所用的时间是f

qB

17im

C.粒子在两个有界磁场中运动的周期是丁丁

3qB

67Vm

D.粒子在两个有界磁场中运动的周期是F

8、如图所示，粗细均匀的光滑直杆竖直固定，轻弹簧一端连接于竖直墙上，另一端连接于套在杆上的小球上，小球处

于静止状态。现用平行于杆向上的力尸拉球，使小球沿杆缓慢向上移动，当弹簧水平时恰好处于原长，则从小球开始

向上运动直到弹簧水平的过程中，下列说法正确的是（）

A.拉力F,越来越大B.拉力E先减小后增大

C.杆对球的作用力一直减小D.杆对球的作用力先增大后减小

9、如图，质量为M、长度为L的长木板静止在光滑水平面上，质量为，”的小铁块以水平初速度均从木板左端向右

滑动，恰好不会从木板右端滑出。下列情况中，铁块仍不会从木板右端滑出的是（）

A.仅增大机B.仅增大拉

C.仅将，〃和增大为原来的两倍D.仅将M和乙增大为原来的两倍

10、如图所示，质量为犯、，小的小球分别带同种电荷/和％,它们用等长的细线悬挂在同一点，由于静电斥力的作

用，小球町靠在竖直光滑墙上，町的拉线沿竖直方向，町、均处于静止状态，由于某种原因，两球之间的距离

变为原来的一半，则其原因可能是（）

ph

A.加2变为原来的一半B.加2变为原来的八倍

C.%变为原来的八分之一D.%变为原来的四分之一

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）在“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，某实验小组利用如图所示的实验装置，将一端带滑

轮的长木板固定在水平桌面上，木块置于长木板上，并用细绳跨过定滑轮与砂桶相连，小车左端连一条纸带，通过打

点计时器记录其运动情况。

接电源纸带木块带滑轮的长木板

打点计管李一

出细绳

U砂桶

（1）下列做法正确的是（）

A.调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将砂桶通过定滑轮拴在木块上

C.实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源

D.通过增减木块上的祛码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度

（2）某学生在平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大。他所得到的“一厂关系可用图中的表

示（图中。是小车的加速度，尸是细线作用于小车的拉力）。

AF0BF0CF°DF

(3)右图是打出纸带的一段，相邻计数点间还有四个点未画出，己知打点计时器使用的交流电频率50Hz。由图可知,

打纸带上B点时小车的瞬时速度v«=m/s,木块的加速度a=m/s2o(结果保留两位有效数字)

12.(12分)某同学用如图甲所示的电路测量一未知电阻区的阻值。电源电动势为12.0V,供选用的滑动变阻器有:

A.最大阻值10。，额定电流2.0A；

B.最大阻值50。，额定电流0.2Ao

甲

回答以下问题:

(1)滑动变阻器应选用(选填"A”或"B”)。

(2)正确连接电路，闭合开关，电压表的示数为8.0V,电流表的示数为(M6A,则测得电阻阻值&褥产

(3)相同器材，用如图乙电路测量，操作和读数正确，测得电阻阻值以即&测甲(选填“=”或“>"或

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，圆心为0、半径为r的圆形区域外存在匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外，磁感应强度大

小为瓦尸是圆外一点，OP=3r,一质量为机、电荷量为g(g>0)的粒子从P点在纸面内沿着与。P成60。方向射出(不

计重力)，求：

(1)若粒子运动轨迹经过圆心O,求粒子运动速度的大小；

(2)若要求粒子不能进入圆形区域，求粒子运动速度应满足的条件。

14.(16分)甲、乙两列简谐横波在同一介质中分别沿x轴正向和负向传播，波速均为归20cm/s。两列波在，=0时的

波形曲线如图所示。求：

⑴仁0开始，乙的波谷到达x=0处的最短时间；

(ii)Z=0~10s内，x=0处的质点到达正向最大位移处的次数。

15.(12分)托卡马克(Tokamak)是一.种复杂的环形装置，结构如图甲所示。环心处有一欧姆线圈，四周是一个环形

真空室，真空室外排列着环向场线圈和极向场线圈，其中欧姆线圈的作用一是给等离子体加热以达到核聚变所需的临

界温度；二是产生感应电场用以等离子体加速。同时，极向场线圈通电后提供的极向磁场与环向场线圈通电后提供的

环向磁场将高温等离子体约束在真空室内，促使核聚变的进行。如图乙所示为环形真空室简化图，其内径为肥=2m、

外径为R2=5m,S和卜为其截面关于中心对称。假设约束的核聚变材料只有汽核(：H)和氟核(:H),且不考虑核子间

的相互作用，中子和质子的质量差异以及速度对核子质量的影响，核子一旦接触环形真空室壁即被吸收导走。(已知质

子的电荷量为L6xl()T9c；质子和中子质量均为1.6x10-27kg)。试回答：

甲乙

(1)笊核(；H)和敬核(:H)结合成氢核(：He)时，要放出某种粒子，同时释放出能量，写出上述核反应方程；

(2)欧姆线圈中，通以恒定电流时，等离子体能否发生核聚变(“能”或“不能”)，并简要说明判断理由；

(3)若关闭欧姆线圈和环向场线圈的电流，当极向磁场为多大时，从垂直于S截面速度同为y=2xl()7m/s的笈核(；H)

能够全部通过S”截面；

(4)若关闭欧姆线圈和环向场线圈的电流，当极向磁场在某一范围内变化时，垂直于S截面速度同为u=2xl(ym/s的

气核(；H)和散核(：H)能够在截面要有重叠，求磁感应强度B的取值范围。

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、D

【解析】

A.查德威克用a粒子轰击镀原子核，发现了中子。卢瑟福用a粒子轰击氮原子核，发现了质子，故A错误；

B.贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，证明原子核有复杂结构，故B错误；

C.汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，但阴极射线不是原子核中的中子变为质子时产生的p射线，故C错误;

D.居里夫妇从沥青铀矿中分离出了针(Po)和镭(R,)两种新元素，故D正确。

故选D。

2、C

【解析】

双星系统的两颗恒星运动的角速度相等，由万有引力提供向心力，对M、N有

2兀2

G叫"?2=mrr\(―)

m]m2/2兀、2

G=M2・，2(--厂

1}

对P、。有

2m,•2m,,2兀、？

G—、~1=2/«1-^|(—)

13T

2m•2根)，2兀、2

G—\l1=2mrrf(—)

eT2

其中

ri+r2=L,r'i+r'2=L

联立解得

7,=也7

2

由

lm\rr\=2mirr2

可知

r\:rt2=mi:m\

则可知

r\=r'\

2刀T

结合y=——可知尸与M的运动速率不相等，故ABD错误，C正确。

T

故选C。

3、C

【解析】

在圆环上取长度为以的一小段为研究对象，这一段的重力为

Ax_mg\x

24sin60°mg―舟R

设其余弹簧对这一小段的作用力为T,对这一小段受力分析如图（因为是对称图形，对任一段的受力一样，可对在圆球

的最右侧一小侧研究）：

T

据平衡条件可得:

丁=需,6°°=去摩

弹簧弹力F与弹簧对这一小段作用力的关系如图:

由图得

Hsin60°F

Ar-T

解得

F_®ng

2TT

R

不发生形变时环状链条的半径为一，套在球体上时链条发生形变如题图所示，则弹簧的伸长量

2

x=2TTRsin600-2^•—

2

弹簧弹力与伸长量关系

F=kx

解得

k—7-

4/R

故C正确，ABD错误。

4、B

【解析】

AB.设电场强度大小为E,两粒子的运动时间相同，对正电荷A有

%=成

m

当」如Lr

72m

对负电荷8有

a,=蛀

m

24妊*

72m

联立解得

如3

%4

A错误，B正确。

CD.由动能定理得

qEx=—/nv2-0

求得

1L=2

V24

选项CD错误。

故选B。

5、C

【解析】

A.木块运动过程中，由动量定理

—ft=0-mv

物块所受的摩擦力/未知，则不能求解木块的运动时间，故A错误，不符合题意；

B.由动能定理

—fx-0-^mv2

物块所受的摩擦力/未知，则不能求解木块滑行的距离，故B错误，不符合题意；

C.小锤对木块做的功等于木块得到的动能，即

W=-mv2

2

故C正确，符合题意；

D.只能求解小锤对木块冲量的水平分量

I=mv

故D错误，不符合题意。

故选C。

6、D

【解析】

以床单和细杆整体为研究对象，整体受到重力G和晾衣杆的支持力，由平衡条件知V=G,与。取何值无关，由

牛顿第三定律知床单对晾衣杆的压力大小N=N'=G,与。无关，ABC错误，D正确。

故选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、AD

【解析】

AB.若均=理，带电粒子垂直进入磁场，做匀速圆周运动，则由牛顿第二定律可得:

v2271m

qvB=m—,T=

将速度代入可得：

r=L

由左手定则可知粒子在三角形内的区域内偏转的方向向左，从a射出粒子第一次通过圆弧从a点到达c点的运动轨迹

如下图所示，可得：

U笆---------♦./—,一―■—・.,rl

J.•・•|,,'."-1-

T兀m

'『=碰

粒子从C到&的时间:

5

6

带电粒子从b点到达a点的时间也是§,所以粒子第一次返回a点所用的时间是

6

7Inm

11=tac+tch+tba——T=~~~

故A正确，B错误；

CD.粒子第一次到达a点后沿与初速度方向相反的方向向上运动，依次推理，粒子在一个周期内的运动；可知粒子运

动一个周期的时间是3个圆周运动的周期的时间，即：

故C错误，D正确;

故选ADo

8、AC

【解析】

AB.弹簧的弹力一直减小到零，弹力与竖直方向的夹角一直增大，设弹簧弹力片单与竖直方向的夹角为在小球缓

慢向上运动的过程中

F=mg-F弹cosa

可以分析得到厂一直增大，故A正确，B错误；

CD.设弹簧的原长为L,则杆对小球弹力

F-Fsina-k\----Z,|sina=ZrL(l-sina)

NIsina)

随a增大，FN减小,故C正确，D错误。

故选AC,

9、ACD

【解析】

由动量守恒和能量关系可知

mv0=(m+M)v

1212

fimgM--mvn——(m+M)v

联立解得

Ax=---------

2〃g(l+A)

A.仅增大,〃，则Ax不变，即物块仍恰好从木板右端滑出，选项A正确；

B.仅增大/，则Ax变大，即物块能从木板右端滑出，选项B错误；

C.将山增大为原来的两倍，则Ax不变，而L增大为原来的两倍，物块不能从木板右端滑出，选项C正确；

D.仅将M增大为原来的两倍，则Ax变大，但是不会增加到原来的2倍，而L增加到原来的2倍，可知木块不会从木

板上滑出，选项D正确；

故选ACDo

10、BC

【解析】

AB.如图所示，

0

作出A球受到的重力和库仑斥力，根据平衡条件和几何关系可以知道，AQAB与AAC。相似，故有：

F_mg

xL

又因为

F=k^-

X-

所以

蟹=国

Lx3

X

使A球的质量变为原来的8倍，而其他条件不变，才能使A、B两球的距离缩短为;，故A错误，B正确;

CD.使3球的带电量变为原来的而其他条件不变，则x为原来的;，所以C选项是正确的，D错误；

82

故选BC»

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。

IkADC0.150.60

【解析】

(1)[1]A.该实验“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”，所以每次物体受力为恒力，所以细绳应与轨道平行，A

正确

B.平衡摩擦力时，使小车在没有重物牵引下沿导轨匀速运动，B错误

C.打点计时器在使用时，应该先接通电源，后释放小车，C错误

D.平衡摩擦力完成后，满足的是

mgsin0=/imgcos0

所以改变小车质量时，无需再次平衡摩擦，D正确

(2)[2]平衡摩擦力时，把长木板的一端垫得过高，使得倾角偏大，这时在没有悬挂重物时，小车就已经获得一个加

速度，所以图像有纵轴截距，选C

(3)网根据匀变速直线运动的规律可得

x-%(8-10-5.10)?W2......

v=-oc------=-----------------------m/s=0.15m/s

BRT0.10.2

⑷根据匀变速直线运动的规律可得

x-x((17.10-10.50)-(10.50-6.30))?10-2「八”,2

a=―DP—严HD=—-----------------------------------------------m/s=0.60m/s

0.220.04

12、A50.0>

【解析】

d)[l].滑动变阻器要接成分压电路，则应选用阻值较小的A。

(2)[2].根据欧姆定律可得电阻阻值上测量值为

R=9=2。=50.00

,则10.16

(3)[3].甲图中电流的测量值偏大，根据《测=彳可知，电阻的测量偏小；乙图中电压的测量值偏大，根据R^=，可

知，电阻的测量偏大；则电阻阻值

上洲乙〉RxiB甲

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、⑴等;⑵三幕辞或心贵

【解析】

(1)设粒子在磁场中做圆周运动的半径为R,圆心为0',依图题意作出轨迹图如图所示：

由几何知识可得：

OO'

(OO'1=&+(3r)2-6次sin0

解得

R=后

根据牛顿第二定律可得

2

Bqv-m—

R

解得

y/3Bqr

v=-----

tn

⑵若速度较小，如图甲所示:

图甲

根据余弦定理可得

2

(r+4)2=火：+9r-6rRtsin0

解得

R'-3肉2

若速度较大，如图乙所示:

根据余弦定理可得

2

(R2-r)=R；+9产—6rR2sin0

解得

8r

&=

3g-2

根据

丫=幽

m

得

_8Bqr_8Bqr

用-(373+2)m'"—(3A/3-2)〃z

若要求粒子不能进入圆形区域，粒子运动速度应满足的条件是

SBqru〉8Bqr

v<(3省+2)机或"一(38一2)〃?

14、(i)0.5s；(ii)2次

【解析】

(i)乙向左传播，其最靠近处的波谷位置的x坐标为

-20+40

%