2022届湖北武汉市华中师大一附中高考物理五模试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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，长为L的轻绳一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，在最低点给小球一水平初速度v0，同时对小球施加一大小不变，方向始终垂直于绳的力F，小球沿圆周运动到绳水平时，小球速度大小恰好也为v0。则正确的是（）A．小球在向上摆到45°角时速度达到最大 B．F=mgC．速度大小始终不变 D．F=2．下列说法正确的是（）A．根据∆E=∆mc2可以计算核反应中释放的核能B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应C．目前核电站利用的核反应是裂变，核燃料为氘D．目前核电站利用的核反应是聚变，核燃料为铀3．钴－60放射性的应用非常广泛，几乎遍及各行各业。在农业上，常用于辐射育种、刺激增产、辐射防治虫害和食品辐射保藏与保鲜等；在医学上，常用于癌和肿瘤的放射治疗。一个钴60原子核（Co）放出一个β粒子后衰变成一个镍核（Ni），并伴随产生了γ射线。已知钴60的半衰期为5.27年，该反应中钴核、β粒子、镍核的质量分别为m1、m2、m3。下列说法正确的是（）A．核反应中释放的能量为（m2+m3－m1）c2B．核反应中释放出的γ射线的穿透本领比β粒子强C．若有16个钴60原子核，经过5.27年后只剩下8个钴60原子核D．β粒子是钴原子核外的电子电离形成的4．如图所示，足够长的直线ab靠近通电螺线管的一端，且与螺线管垂直。用磁传感器测量ab上各点沿ab方向上的磁感应强度分量Bx的大小，在计算机屏幕上显示的图像大致是（）A． B．C． D．5．下列说法正确的是（）A．核反应前后质量并不守恒B．爱因斯坦在研究光电效应现象时提出了能量子假说C．用一束绿光照射某金属，能产生光电效应，现把这束绿光的强度减为原来的一半，则没有光电子飞出D．在光电效应现象中，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比6．如图所示，在水平桌面上固定一个光滑长木板，质量为M的木块通过轻绳与质量为m的钩码相连，重力加速度为g，则释放后钩码的加速度大小为（）A．0B．gC．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．如图所示，A球用不可伸长的细线悬挂在天花板上，处于静止状态，B球和A球用橡皮筋连接，B球在A球正下方某一位置，此时橡皮筋处于松弛状态。现由静止释放B球，不计空气阻力，则在B球下落的过程中（细线与橡皮筋均不会断），下列说法正确的是A．细线的张力先不变后增大B．A球受到的合力先不变后增大C．B球的动能与橡皮筋的弹性势能之和不断增大D．B球的重力势能与机械能均不断减小8．利用霍尔效应制作的霍尔元件，广泛应用于测量和自动控制等领域。霍尔元件常用两种半导体材料制成：一类是N型半导体，其载流子是电子，另一类是P型半导体，其载流子称为“空穴”，相当于带正电的粒子。把某种材料制成的长方体霍尔元件竖直放在匀强磁场中，磁场B的方向垂直于霍尔元件的工作面，当霍尔元件中通有如图所示方向的电流I时，其上、下两表面之间会形成电势差。则下列说法中正确的是（）A．若长方体是N型半导体，则上表面电势高于下表面电势B．若长方体是P型半导体，则上表面电势高于下表面电势C．在测地球赤道的地磁场强弱时，元件的工作面应与所在位置的水平面平行D．在测地球两极的地磁场强弱时，元件的工作面应与所在位置的水平面平行9．如图所示，质量为m的滑块以一定初速度滑上倾角为的固定斜面，同时施加一沿斜面向上的恒力；已知滑块与斜面间的动摩擦因数，取出发点为参考点，能正确描述滑块运动到最高点过程中产生的热量，滑块动能、势能、机械能随时间、位移关系的是（）A． B．C． D．10．一位同学玩飞镖游戏，已知飞镖距圆盘为L，对准圆盘上边缘的A点水平抛出，初速度为v0，飞镖抛出的同时，圆盘以垂直圆盘且过盘心O点的水平轴匀速转动。若飞镖恰好击中A点，下列说法正确的是()A．从飞镖抛出到恰好击中A点，A点一定转动到最低点位置 B．从飞镖抛出到恰好击中A点的时间为C．圆盘的半径为 D．圆盘转动的角速度为(k＝1,2,3，…)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）某实验小组设计如图甲所示的实验装置测量滑块与木板之间的动摩擦因数：一木板固定在桌面上，一端装有定滑轮；滑块的左端与穿过打点计时器（未画出）的纸带相连，右端用细线通过定滑轮与托盘连接。在托盘中放入适量砝码，接通电源，释放滑块，打点计时器在纸带上打出一系列的点。(1)如图乙为实验中获取的一条纸带：0、1、2、3、4、5、6是选取的计数点，每相邻两计数点间还有4个计时点（图中未标出），测得计数点间的距离如图所示。已知交流电源的频率为50Hz，根据图中数据计算滑块加速度a=________m/s2，计数点3对应的滑块速度v3=_________m/s。（结果保留两位有效数字）。(2)滑块、托盘（含砝码）的质量分别用M、m表示，滑块的加速度用a表示，重力加速度为g，则滑块与木板间的动摩擦因数μ＝__________（用题中字母表示）。(3)若实验测得的动摩擦因数偏大，主要原因可能是_______________________。A．纸带与打点计时器间有摩擦B．滑轮存在摩擦阻力C．木板未调节水平，左端偏高D．未满足M远大于m12．（12分）在测金属丝的电阻率的实验中，用两节干电池作为电源，正确的电路连接如图所示。(1)请在图的框中画出相应的电路图________。(2)闭合开关，发现电压表的示数为0，须检查电路故障。针对以下检查过程中的相关步骤，回答问题。保持原电路结构且闭合开关，用已调试好的多用电表的直流电压10V挡进行检测，将________（选填“红”或“黑”）表笔接触P点的接线柱，再将________（选填“红”或“黑”）表笔接触电路中N点的接线柱。表盘示数如图所示，其读数为________V。保持P点表笔接触位置不变，再将另一表笔分别接触电路中M、Q点的接线柱，电压值几乎不变。由此初步判定电路故障可能是________________。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）我校阳光体育活动跑操过程如图所示．环形跑道由矩形ABCD和两个半圆BEC、DFA组成．已知AB长L，AD长d．跑操时，学生均匀地排列在环形跑道上以相同的方式整齐地跑动．某人用遥控直升机下悬挂质量为m的摄像机拍摄跑操情况．开始时遥控直升机悬停在C点正上方．（1）小王在跑操前正好站在A点，听到起跑命令后从静止开始沿AB方向做匀加速直线运动，到达AB中点时速度达到v，然后匀速率跑动．求小王跑完一圈所用的时间；（2）若遥控直升机从C点正上方运动到D点正上方经历的时间为t，直升飞机的运动视作水平方向的匀加速直线运动．在拍摄过程中悬挂摄影机的轻绳与竖直方向的夹角始终为β，假设空气对摄像机的作用力始终水平．试计算这段时间内空气对摄像机作用力的大小．14．（16分）如图所示为回旋加速器的结构示意图，匀强磁场的方向垂直于半圆型且中空的金属盒D1和D2，磁感应强度为B，金属盒的半径为R，两盒之间有一狭缝，其间距为d，且R≫d，两盒间电压为U。A处的粒子源可释放初速度不计的带电粒子，粒子在两盒之间被加速后进入D1盒中，经半个圆周之后再次到达两盒间的狭缝。通过电源正负极的交替变化，可使带电粒子经两盒间电场多次加速后获得足够高的能量。已知带电粒子的质量为m、电荷量为+q。(1)不考虑加速过程中的相对论效应和重力的影响。①求粒子可获得的最大动能Ekm；②若粒子第1次进入D1盒在其中的轨道半径为r1，粒子第2次进入D1盒在其中的轨道半径为r2，求r1与r2之比；③求粒子在电场中加速的总时间t1与粒子在D形盒中回旋的总时间t2的比值，并由此分析：计算粒子在回旋加速器中运动的时间时，t1与t2哪个可以忽略？（假设粒子在电场中的加速次数等于在磁场中回旋半周的次数）；(2)实验发现：通过该回旋加速器加速的带电粒子能量达到25~30MeV后，就很难再加速了。这是由于速度足够大时，相对论效应开始显现，粒子的质量随着速度的增加而增大。结合这一现象，分析在粒子获得较高能量后，为何加速器不能继续使粒子加速了。15．（12分）甲、乙两辆汽车在同一条平直公路上由同一位置同时向同一方向出发，两车启动过程均看作初速度为零的匀加速直线运动。甲车加速后速度达到，此后做匀速直线运动，乙车加速后与甲车的距离开始减小，最终加速到开始做匀速直线运动，求：（1）甲、乙两车加速过程的加速度分别多大；（2）乙车运动多长时间追上甲车。

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】

本题考查动能定理的应用，要注意明确重力的功和路程无关，而拉力始终和绳垂直，即一直做正功。【详解】BD．小球向上摆的过程中，由动能定理：解得：B错误，D正确；因为当重力沿切线方向的分力与F等大反向时，切线方向的加速度为零，速度达最大，设在向上摆到角时，速度最大：解得A错误；因为两力在运动过程中做功大小不完全相同，故物体做变速运动，C错误。故选D。2、A【解析】

A．根据∆E=∆mc2可以计算核反应中释放的核能，式中∆m是核反应中的质量亏损，选项A正确；B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，选项B错误；CD．目前核电站利用的核反应是核裂变，核燃料为铀，选项CD错误。故选A。3、B【解析】

A．根据质能方程可知核反应中释放的能量为A错误；B．根据三种射线的特点与穿透性，可知射线的穿透本领比粒子强，B正确；C．半衰期具有统计意义，对个别的原子没有意义，C错误；D．根据衰变的本质可知，粒子是原子核内的一个中子转变为质子时产生的，D错误。故选B。4、C【解析】

通电螺线管的磁场分布相当于条形磁铁，因此根据磁感线的分布，再由磁感线的疏密程度来确定磁感应强度的大小，如图所示：那么各点沿ab方向上的磁感应强度分量Bx的大小从a向b先增大，后减小到零，再反向增大，最后减小，故C正确。故选C。5、A【解析】

A．由于存在质量亏损，所以核反应前后质量并不守恒，A正确；B．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，B错误；C．用一束绿光照射某金属，现把这束绿光的强度减为原来的一半，因为频率不变，所以仍能发生光电效应有光电子飞出，C错误；D．在光电效应现象中，根据光电效应方程可知光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，但非成正比关系，D错误。故选A。6、C【解析】

以钩码为研究对象则有以木块为研究对象，则有联立解得故选C。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、AC【解析】

A．细线的张力先等于A球的重力，当橡皮筋的弹力不断增大后，细线的张力不断增大。故A正确。B．A球始终静止，合力始终为零。故B错误。C．B球的动能与橡皮筋的弹性势能及B球的重力势能之和为一定值，B球的重力势能不断减小，则B球的动能与橡皮筋的弹性势能之和不断增大。故C正确。D．B球高度一直减小，B球的重力势能不断减小；橡皮筋伸直前，B球做自由落体运动，机械能守恒，橡皮筋被拉长后，B球的一部分机械能转化为橡皮筋的弹性势能，B球的机械能减小，所以B机械能先不变后减小。故D错误。8、BD【解析】

AB．若长方体是N型半导体，由左手定则可知，电子向上表面偏转，则上表面电势低于下表面电势；若长方体是P型半导体，则带正电的粒子向上表面偏转，即上表面电势高于下表面电势，选项A错误，B正确；C．赤道处的地磁场是水平的，则在测地球赤道的地磁场强弱时，元件的工作面应与所在位置的水平面垂直，选项C错误；D．两极处的地磁场是竖直的，在测地球两极的地磁场强弱时，元件的工作面应与所在位置的水平面平行，选项D正确。故选BD。9、CD【解析】

A、滑块向上滑动过程中做匀减速直线运动，，由此可知位移s与时间成二次关系，由Q=fs可知，A错；B、根据动能定理，克服摩擦力做功等于动能的减小量，图像B应为曲线，B错；C、物体的位移与高度是线性关系，重力势能Ep=mgh，故Ep-s图象是直线，故C正确；

D、物体运动过程中，拉力和滑动摩擦力平衡，故相当于只有重力做功，故机械能总量不变，故D正确；10、ABC【解析】

A．从飞镖抛出到恰好击中A点，A点转到了最低点位置，故A正确；B．飞镖水平抛出，在水平方向做匀速直线运动，因此t＝故B正确；C．飞镖击中A点时，A恰好在最下方，有1r＝gt1解得r＝故C正确；D．飞镖击中A点，则A点转过的角度满足θ＝ωt＝π＋1kπ(k＝0、1．．．．．．)故ω＝(k＝0、1．．．．．．)故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、0.50m/s20.26m/s或0.27m/sAB【解析】

（1）[1]每相邻两计数点间还有4个打点，说明相邻的计数点时间间隔T=0.1s，根据逐差法有[2]根据匀变速直线运动规律知道3点的瞬时速度等于2点到4点的平均速度有（2）[3]以整个系统为研究对象，根据牛顿第二定律有联立解得（3）[4]纸带与打点计时器间的摩擦力和滑轮存在摩擦阻力都会使测得的摩擦力增大，根据可知，摩擦力增大，故摩擦因数增大。木板未调节水平，左端偏高和未满足M远大于m均不会影响摩擦力变大，故AB正确，CD错误。故选AB。12、黑红2.5②号导线断路或③号导线断路【解析】

(1)[1]电路图如图所示。(2)[2][3]使用多用电表时，电流要从红表笔流入、黑表笔流出。电路中的P点为电源负极，此处应连接多用电表的黑表笔，则另一端连接红表笔。[4]多用电表为直流电压10V挡，其最小有效刻度为0.2V，经估读后电压值为2.5V。[5]黑表笔接触P点，红表笔分别