湖北五校联盟2022年高考物理五模试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷

请考生注意：

1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答

案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。

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.如图所示，高速公路收费站都设有“ETC”通道（即不停车收费通道），设ETC车道是笔直的，由于有限速，汽车

通过时一般是先减速至某一限定速度，然后匀速通过电子收费区，再加速驶离（将减速和加速过程都看作加速度大小

相等的匀变速直线运动）。设汽车开始减速的时刻，=0,下列四幅图能与汽车通过ETC的运动情况大致吻合的是：

2.如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心。正上方固定一个小定滑轮，细绳一端拴一小球（可视为质点），小

球置于半球面上的A点，另一端绕过定滑轮。今缓慢拉绳使小球从A点滑向半球顶点未到顶点），在此过程中，小球

对半球的压力大小N及细绳的拉力T大小的变化情况是（）

A.N不变，T变小B.N变小，T不变C.N变大，T变大D.N变大，T变小

3.有一种电四极子的电荷分布及位置关系如图所示。4、8两点位于负电荷的同侧，与负电荷的距离分别为3/与

下列说法正确的是（）

A.4、3两点场强的大小关系用,>当，

B.4、8两点电势的高低关系办〈仅

C.电子在A点的电势能小于在8点的电势能

D.将一重力不计正点电荷由A点静止释放，将做加速度逐渐增大的加速运动

4.用某单色光照射金属表面，金属表面有光电子飞出.若照射光的频率增大，强度减弱，则单位时间内飞出金属表面

的光电子的

A.能量增大，数量增多B.能量减小，数量减少

C.能量增大，数量减小D.能量减小，数量增多

5.在两个边长为L的正方形区域内（包括四周的边界）有大小相等、方向相反的匀强磁场，磁感应强度大小为

一个质量为团，带电量为+4的粒子从F点沿着正的方向射入磁场，恰好从C点射出。则该粒子速度大小为（）

A_____B______C

ixx।••|

III

।।।

।xx!••।

।।।

FLEJD

ABqLBBqLC5BqL口5BqL

2mm4加2m

6.关于原子、原子核和波粒二象性的理论，下列说法正确的是（）

A.根据玻尔理论可知，一个氢原子从“=5能级向低能级跃迁最多可辐射10种频率的光子

B.在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，但能量不一定守恒

C.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为这束光的光照强度太弱

D.骁、P、Y三种射线中，a射线的电离本领最强，丫射线的穿透本领最强

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，三根长均为L的轻杆组成支架，支架可绕光滑的中心转轴O在竖直平面内转动，轻杆间夹角均为120。,

轻杆末端分别固定质量为"?、2m和3,”的〃、p、g三个小球，“球位于。的正下方，将支架从图示位置由静止开始释

放，下列说法中正确的是（）

7

A.从释放到g到达最低点的过程中，g的重力势能减少了"gL

B.g达到最低点时，g的速度大小为

C.g到达最低点时，轻杆对g的作用力为5,咫

D.从释放到《到达最低点的过程中，轻杆对g做的功为-3,〃gL

8.某探究小组利用图甲所示的电路探究一标签模糊的理想变压器的原、副线圈匝数比。R为定值电阻，4、4为两

只标有“5V,2A”的相同小灯泡，在输入端加如图乙所示的交变电压。开关S断开时，灯泡乙正常发光，测得电阻R

两端的电压与灯泡。两端电压相等，则下列说法正确的是（）

图甲图乙

A.理思变压器原副线圈的匝数比为2:1

B.理想变压器原副线圈的匝数比为3:1

C.定值电阻的阻值为7.5Q

D.闭合开关S后，灯泡右变暗

9.“风云二号”是我国发射的一颗地球同步卫星，有一侦查卫星A与“风云二号”卫星位于同一轨道平面，两卫星绕地

球运转方向相同。在赤道卫星观测站的工作人员在两个昼夜里能观测到该侦查卫星三次。设地球的半径、自转周期分

别为RE和TE,g为其表面重力加速度，下列说法正确的是（）

A.风云二号距离地面的高度为；逅空—RB.侦查卫星与风云二号的周期比为7:3

V4/E

C.侦查卫星的线速度大于风云二号的线速度D.侦查卫星的轨道半径为R=J迎军

V25"

10.如图所示，光滑且足够长的金属导轨MN、PQ平行地固定在同一水平面上，两导轨间距L=0.20m,两导轨的左端

之间连接的电阻K=0.40C,导轨上停放一质量，”=0.10kg的金属杆ab,位于两导轨之间的金属杆的电阻L0.10Q,导

轨的电阻可忽略不计。整个装置处于磁感应强度8=0.50T的匀强磁场中，磁场方向竖直向下。现用一水平外力厂水平

向右拉金属杆，使之由静止开始运动，在整个运动过程中金属杆始终与导轨垂直并接触良好，若理想电压表的示数U

随时间，变化的关系如图乙所示。则（）

A.Z=5s时通过金属杆的感应电流的大小为1A,方向由a指向6

B.E=3s时金属杆的速率为3m/s

C.U5s时外力尸的瞬时功率为0.5W

D.0~5s内通过R的电荷量为2.5C

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）某同学用图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系.

行点计时器

（1）为了能用砂和砂桶的总重力所做的功表示小车所受拉力做的功，本实验中小车质量M（填“需要”、“不

需要“）远大于砂和砂桶的总质量机.

（2）图乙为实验得到的一条清晰的纸带，A、B、C、E、尸、G是纸带上7个连续的点，SAD=cm.已知

电源频率为50Hz,则打点计时器在打。点时纸带的速度v=m/s（保留两位有效数字）.

7.

（3）该同学画出小车动能变化与拉力对小车所做的功的/a一W关系图像，由于实验前遗漏了平衡摩擦力这一关键步

骤，他得到的实验图线（实线）应该是

12.（12分）一位同学为验证机械能守恒定律，利用光电门等装置设计了如下实验。使用的器材有：铁架台、光电门1

和2、轻质定滑轮、通过不可伸长的轻绳连接的钩码A和8（3左侧安装挡光片）。

图1

实验步骤如下：

①如图1,将实验器材安装好，其中钩码A的质量比5大，实验开始前用一细绳将钩码8与桌面相连接，细绳都处于

竖直方向，使系统静止。

②用剪刀剪断钩码8下方的细绳，使B在4带动下先后经过光电门1和2,测得挡光时间分别为八、质。

③用螺旋测微器测量挡光片沿运动方向的宽度d,如图2,则4=mm。

④用挡光片宽度与挡光时间求平均速度，当挡光片宽度很小时，可以将平均速度当成瞬时速度。

⑤用刻度尺测量光电门1和2间的距离L（L》d）。

⑥查表得到当地重力加速度大小为g。

⑦为验证机械能守恒定律，请写出还需测量的物理量（并给出相应的字母表示）,用以上物理量写出验证

方程o

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）2019年1月3日，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面，并通过“鹊桥”中继卫星传回了世界上第一张近

距离拍摄月球背面的图片。此次任务实现了人类探测器首次在月球背面软着陆、首次在月球背面通过中继卫星与地球

通讯，因而开启了人类探索月球的新篇章。

图1

（1）为了尽可能减小着陆过程中月球对飞船的冲击力，探测器在距月面非常近的距离/，处才关闭发动机，此时速度相

对月球表面竖直向下，大小为队然后仅在月球重力作用下竖直下落，接触月面时通过其上的“四条腿”缓冲，平稳地

停在月面，缓冲时间为f,如图1所示。已知月球表面附近的力加速度为g。，探测器质量为犯），求：

①探测器与月面接触前瞬间相对月球表面的速度/的大小。

②月球对探测渊的平均冲击力F的大小。

（2）探测器在月球背面着陆的难度要比在月球正面着陆大很多，其主要的原因在于：由于月球的遮挡，着陆前探测器

将无法和地球之间实现通讯。2018年5月，我国发射了一颗名为“鹊桥”的中继卫星，在地球和月球背面的探测器之间

搭了一个“桥”，从而有效地解决了通讯的问题。为了实现通讯和节约能量，“鹊桥”的理想位置就是固绕“地一月”系统

的一个拉格朗日点运动，如图2所示。所谓“地一月”系统的拉格朗日点是指空间中的某个点，在该点放置一个质量很

小的天体，该天体仅在地球和月球的万有引力作用下保持与地球和月球敏相对位置不变。

探测器

拉格朗日点

①设地球质量为M,月球质量为，力地球中心和月球中心间的距离为L月球绕地心运动，图2中所示的拉格朗日点

到月球球心的距离为人推导并写出r与M、和L之间的关系式。

②地球和太阳组成的“日一地”系统同样存在拉格朗日点，图3为“日一地”系统示意图，请在图中太阳和地球所在直线

上用符号“*,，标记出几个可能拉格朗日点的大概位置。

地球

太阳

14.(16分)如图所示，质量均为m的A、B两球套在悬挂的细绳上，A球吊在绳的下端刚好不滑动，稍有扰动A就

与绳分离A球离地高度为h,A、B两球开始时在绳上的间距也为h,B球释放后由静止沿绳匀加速下滑，与A球相碰

后粘在一起(碰撞时间极短)，并滑离绳子.若B球沿绳下滑的时间是A、B一起下落到地面时间的2倍，重力加速度为

g,不计两球大小及空气阻力，求：

(1)A、B两球碰撞后粘在一起瞬间速度大小：

(2)从B球开始释放到两球粘在一起下落，A、B两球组成的系统损失的机械能为多少？

15.(12分)如图所示，直角△MNQ为一个玻璃砖的横截面，其中NQ=90°,NN=30°，MQ边的长度为。，P

为MN的中点。一条光线从P点射入玻璃砖，入射方向与NP夹角为45。。光线恰能从。点射出。

(1)求该玻璃的折射率；

(2)若与NP夹角90。的范围内均有上述同频率光线从P点射入玻璃砖，分析计算光线不能从玻璃砖射出的范围。

M

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】

汽车先做匀减速运动，然后做匀速运动，最后做匀加速运动；图像A反映物体先负向匀速后静止，再正向匀速，选项

A错误；图像B反映物体先正向匀速后静止，再正向匀速，选项B错误；图像C反映物体先正向加速，后静止，再正

向加速，选项C错误；图像D反映物体先减速后匀速，再加速，符合题意，则选项D正确；故选D.

【点睛】

此题关键是搞清不同的图像反映的运动规律；x-t图像的斜率等于速度；v-t图像的斜率等于加速度.

2、A

【解析】

小球受重力支持力和拉力作用，将三力平移可构成首尾连接的三角形，其中重力与过。点竖直线平行，支持力N沿半

球面半径方向且

N'=N

拉力沿绳方向，力的三角形与。小球、滑轮构成的三角形相似，设小球与滑轮间的绳长为滑轮到。点的距离为“，

半球面半径为R,则有：

N_T_mg

小球从A点滑向半球顶点过程中，小球到。点距离为R不变，”不变，L减小,所以N不变，T变小

故选Ao

3、C

【解析】

A.由场强叠加可知

E=女幺+女」__k2q_=\S4kq

AI1(5厅(31)2225/2

方向向左；

E/义+招

/2I2(3/)29/2

方向向右；

则当<Es，选项A错误;

BC.由4的计算可知，最左边位于C处的+g与A之间的场强向左，之间的场强向右，因沿电场线电势降低，可

知A、B两点电势均比C点电势低，由于EA<EB，则由U=Ed可知UCA<UCB，可知A点电势高于3点，即%>%,

则电子在A点的电势能小于在8点的电势能，选项B错误，C正确；

D.因在A点左侧会存在一个合场强为零的位置，则从A点到此位置场强逐渐减小，则将一重力不计正点电荷由A点

静止释放，在到达场强为零的位置的过程中，将做加速度逐渐减小的加速运动，选项D错误。

故选C。

4、C

【解析】

根据E=而知，照射光的频率增大，则光子能量增大，光的强度减弱，单位时间内发出光电子的数目减少.故C正确,

ABD错误.

5、C

【解析】

由题意分析可知粒子从5E中点G飞出左边磁场，作尸G的垂直平分线交网的延长线于点0,点。为圆心，如图所

示

根据几何知识，有

FG=\l}+—=—L

V42

△FEG与A/W0相似，则有

V5.L亚I

——L:r=—:——L

422

解得

5,

r=-L

4

又因为

v2

qvB=m——

r

解得

5BqL

v-———

4m

故C正确，ABD错误。

故选C.

6、D

【解析】

A.大量氢原子从"=5能级向低能级跃迁最多可辐射10种频率的光子，一个氢原子从〃=5能级向低能级跃迁最多只

能辐射4种频率的光子，故A错误；

B.在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒，能量也守恒，故B错误；

C.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为金属的极限频率大于入射光的频率，故C错误；

D.a、Y三种射线中，a射线的电离本领最强，Y射线的穿透本领最强，故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、BD

【解析】

A.从释放到q到达最低点的过程中，q的重力势能减少了

9

\EP—3mg(L+Asin300)=—mgL

故A错误；

B.〃、P、夕三个小球和轻杆支架组成的系统机械能守恒，〃、p、q三个小球的速度大小相等，从释放到夕到达最

低点的过程中，根据机械能守恒则有

1,

3mg(L+Lsin30°)-mg(L+Lsin30°)=—(m+2m+3m)v~

解得

故B正确；

c.q到达最低点时，根据牛顿第二定律可得

解得

FN=6mg

故C错误；

D.从释放到q到达最低点的过程中，根据动能定理可得

W+3mg(L+Lsin30°)=1.3mv2

解得轻杆对4做的功为

W=-3mgL

故D正确;

故选BD,

8、BCD

【解析】

AB.由图乙可知，输入电压的有效值为20V,断开S,灯泡Li正常发光，故灯泡两端的电压为5V,灯泡中的电流为

2A,即副线圈输出电压为5V,又因电阻K两端的电压为5V,故变压器原线圈的输入电压为15V,原、副线圈的匝数

比

丛=幺一。

〃2。21

故A错误，B正确；

C.由理想变压器输入功率等于输出功率可知，原、副线圈中的电流之比

!h.=k

〃2A

解得电阻R中的电流为：A,由欧姆定律可知

/?=区=7.5。

L

故C正确：

D.开关S闭合后，电路的总电阻减小，设副线圈输出电压保持不变，故副线圈输出电流增大，根据变流比可知，原

线圈输入电流增大，电阻K两端电压增加，则变压器原线圈输入电压减小，故副线圈输出电压减小，灯泡Li两端电压

降低，灯泡Li变暗，故D正确。

故选BCD.

9、ACD

【解析】

A.由于风云二号是地球同步卫星，故它的运转周期为TE。设地球质量为M,风云二号的质量为小、轨道半径为r、

周期等于7E,由万有引力提供向心力得

A”、2

-Mm

G-厂Z—=m⑺——r

在天体的表面有

Mm

G-^F=mg

由以上两式解得

A一2

风云二号距地面的高度为J史蓬-凡，故A正确;

V4/E

BC.假设每隔AT时间赤道上的人可看到A卫星一次，则有

---)A7=2^-

解得

考虑到两个昼夜看到三次的稳定状态，则有

“TE

解得

根据开普勒第三定律可知，侦查卫星的线速度大于风云二号的线速度，故B错误，C正确;

D.设侦查卫星的轨道半径为R,有牛顿第二定律得:

GMm442八

---7v—=m——R

解得

避

25万2

故D正确。

故选ACD。

10、BD

【解析】

A.由图像可知，U5.0S时，U=0.40V,此时电路中的电流（即通过金属杆的电流）为

u_0.40

A=1A

~R040

用右手定则判断出，此时电流的方向由〜指向”，故A错误;

B.由图可知，U3s时，电压表示数为

U'=——x3V=0.24V

5

则有

U=-^-E

R+r

得

r+R■0.1+0.4

E=------U=----------x0.24V=0.3V

R0.4

由公式得

u=_L=_m/s=3m/s

BL0.50x0.20

故B正确;

C.金属杆速度为u时，电压表的示数应为

U=±BLv

R+r

由图像可知，U与f成正比，由于R、r、3及L均与不变量，所以y与，成正比，即金属杆应沿水平方向向右做初速

度为零的匀加速直线运动，金属杆运动的加速度为

V3->•>

a----m/s-=Im/s-

t3

根据牛顿第二定律，在5.0s末时对金属杆有

F-BIL=ma

得

F=BIL+ma=(0.50x1x0.20+0.10xl)N=0.20N

此时产的瞬时功率为

p=Fv=fhZ=0.2xlx5W=1.0W

故C错误；

D.U5.0s时间内金属杆移动的位移为

x=-at2=—xlx52m=12.5m

22

通过R的电荷量为

△①BLx0.5x0.2x12.5^

q=------=------=-----------------C=2.5C

R+rR+r0.4+0.1

故D正确。

故选BD«

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,需要2.100.50D

【解析】

(1)为了能用砂和砂桶的总重力所做的功表示小车所受拉力做的功，则绳中拉力要等于砂和砂桶的总重力，即小车质

量M壁远大于砂和砂桶的总质量m.

(2)由图得sAI)=2.10cm

打点计时器在打D点时纸带的速度v=SW+SDG=⑷0+3.90)x10-mjs=0.50加/5

6T6x0.02

⑶理论线=实验线△纥=W'=&-笈，则随着功的增大，两线间距变大.故D项正确.

12、6.710钩码A、8的质量机1、%一(肛+%)一'42

2一⑷

【解析】

③⑴根据螺旋测微器测量原理得

d-6.5mm+21.0x0.01mm=6.710mm

⑦[2][3]为验证机械能守恒定律，还需测量钩码A、〃的质量机1、,犯。对系统，因为动能的增加量等于重力势能的减

少量，则验证方程为

1(zd\\2(/d\\2

一(，4+牡)-~-=m2gL-migL

2V2JV17

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。

2

13、(1)®/=yjv+2gnh>②F=岸小寸+2go/z+/go；(2)①g+(.+r)2=小心+「)，

(1)①由运动学公式v,2-v2=2g°h得

v=商+2g°h

②设平均冲击力为尸，以竖直向上为正方向，据动量定理得

，

(F-/M„g