2022届山西省大同铁路第一中学高三下学期第五次调研考试物理试题含解析

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，一根长为L的金属细杆通有电流时，在竖直绝缘挡板作用下静止在倾角为的光滑绝缘固定斜面上。斜面处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。若电流的方向和磁场的方向均保持不变，金属细杆的电流大小由I变为0.5I，磁感应强度大小由B变为4B，金属细杆仍然保持静止，则（）A．金属细杆中电流方向一定垂直纸面向外 B．金属细杆受到的安培力增大了C．金属细杆对斜面的压力可能增大了BIL D．金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了BIL2．在国际单位制中，电荷量的单位是库仑，符号是C，静电力常量k=9.0×109N·m1/C1．关于电荷量与库仑力，下列说法不正确的是A．两个电荷量为1C的点电荷在真空中相距1m时，相互作用力相当于地球上一百万吨的物体所受的重力B．我们几乎不可能做到使相距1m的两个物体都带1C的电荷量C．在微观带电粒子的相互作用中，库仑力比万有引力强得多D．库仑定律的公式和万有引力的公式在形式上很相似，所以它们是性质相同的两种力3．如图所示，一倾角、质量为的斜面体置于粗糙的水平面上，斜面体上固定有垂直于光滑斜面的挡板，轻质弹簧一端固定在挡板上，另一端拴接质量为的小球。现对斜面体施加一水平向右的推力，整个系统向右做匀加速直线运动，已知弹簧恰好处于原长，斜面体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为，下列说法正确的是（）A．若增大推力，则整个系统稳定后斜面体受到的摩擦力变大B．若撤去推力，则小球在此后的运动中对斜面的压力可能为零C．斜面对小球的支持力大小为D．水平推力大小为4．托卡马克（Tokamak）是一种复杂的环形装置，结构如图所示．环心处有一欧姆线圈，四周是一个环形真空室，真空室外部排列着环向场线圈和极向场线圈．当欧姆线圈中通以变化的电流时，在托卡马克的内部会产生巨大的涡旋电场，将真空室中的等离子体加速，从而达到较高的温度．再通过其他方式的进一步加热，就可以达到核聚变的临界温度．同时，环形真空室中的高温等离子体形成等离子体电流，与极向场线圈、环向场线圈共同产生磁场，在真空室区域形成闭合磁笼，将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行．已知真空室内等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比，下列说法正确的是A．托卡马克装置中核聚变的原理和目前核电站中核反应的原理是相同的B．极向场线圈和环向场线圈的主要作用是加热等离子体C．欧姆线圈中通以恒定电流时，托卡马克装置中的等离子体将不能发生核聚变D．为了约束温度为T的等离子体，所需要的磁感应强度B必须正比于温度T5．某银行向在读成人学生发放贷记卡，允许学生利用此卡存款或者短期贷款．一位同学将卡内余额类比成运动中的“速度”，将每个月存取款类比成“加速度”，据此类比方法，某同学在银行账户“-500元”的情况下第一个月取出500元，第二个月取出1000元，这个过程可以类比成运动中的()A．速度减小，加速度减小B．速度增大，加速度减小C．速度增大，加速度增大D．速度减小，加速度增大6．如图所示，在同一平面内有①、②、③三根长直导线等间距的水平平行放置，通入的电流强度分别为1A，2A、1A，已知②的电流方向为c→d且受到安培力的合力方向竖直向下，以下判断中正确的是（）A．①的电流方向为a→bB．③的电流方向为f→eC．①受到安培力的合力方向竖直向上D．③受到安培力的合力方向竖直向下二、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．水平圆盘A、B以齿轮咬合传动，B盘为主动转盘，A盘半径为B盘半径的2倍。在A、B两盘上分别放置两个相同的物块P、Q，它们到圆盘中心的距离相等，均为。物块与圆盘的最大静摩擦力为物块所受重力的倍，重力加速度大小为。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法正确的是（）A．圆盘A、B转动的角速度相等B．P、Q不发生滑动时，所受的摩擦力始终不相等C．当A盘的角速度增大至某一值时，P、Q同时开始滑动D．当A盘的角速度时，Q所受摩擦力的大小等于8．下列说法正确的是（）A．人耳听到的声波比超声波更容易发生明显衍射现象B．在双缝干涉实验中，光的频率越高，光屏上出现的条纹越宽C．梳头发时梳子带了电荷，来回抖动梳子时会向外发射电磁波D．狭义相对论认为，在惯性系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关E.火车鸣笛向我们驶来，我们听到的声音频率比声源振动的频率低9．如图所示，一根水平横杆上套有A、B两个轻环，拴柱水杯的等长细绳系在两环上，整个装置处于静止状态，现缓慢增大两环距离，则下列说法正确的是A．杆对A环的支持力逐渐增大B．杆对A环的摩擦力保持不变C．杆对B环的支持力保持不变D．细绳对B环的拉力逐渐增大10．如图所示，轴在水平地面上，轴在竖直方向。图中画出了从轴上沿轴正方向水平抛出的三个小球和的运动轨迹。不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．和的初速度大小之比为B．和在空中运动的时间之比为C．和的初速度大小之比为D．和在空中运动的时间之比为三、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）某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图（a）所示．向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放．小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．回答下列问题：（1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等．已知重力加速度大小为g，为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的（填正确答案标号）．A．小球的质量mB．小球抛出点到落地点的水平距离sC．桌面到地面的高度hD．弹簧的压缩量△xE.弹簧原长l0（2）用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek=．（3）图（b）中的直线是实验测量得到的s—△x图线．从理论上可推出，如果h不变．m增加，s—△x图线的斜率会（填“增大”、“减小”或“不变”）；如果m不变，h增加，s—△x图线的斜率会（填“增大”、“减小”或“不变”）．由图（b）中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与△x的次方成正比．12．（12分）在“用电流表和电压表测电池的电动势和内电阻”的实验中，提供的器材有：A．干电池一节B．电流表（量程）C．电压表（量程）D．开关S和若干导线E．滑动变阻器（最大阻值，允许最大电流）F．滑动变阻器（最大阻值，允许最大电流）G．滑动变阻器（最大阻值，允许最大电流）(1)按图甲所示电路测量干电池的电动势和内阻，滑动变阻器应选_____（填“”、“”或“”）(2)图乙电路中部分导线已连接，请用笔画线代替导线将电路补充完整____，要求变阻器的滑片滑至最左端时，其使用电阻值最大。(3)闭合开关，调节滑动变阻器，读取电压表和电流表的示数。用同样方法测量多组数据，将实验测得的数据标在如图丙所示的坐标图中，请作出图线_____，由此求得待测电池的电动势__________，内电阻_____。所得内阻的测量值与真实值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）（结果均保留两位有效数字）。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）在如图甲所示的平面坐标系xOy内，正方形区域（0<x<d、0<y<d）内存在垂直xOy平面周期性变化的匀强磁场，规定图示磁场方向为正方向，磁感应强度B的变化规律如图乙所示，变化的周期T可以调节，图中B0为己知。在x=d处放置一垂直于x轴的荧光屏，质量为m、电荷量为q的带负电粒子在t=0时刻从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场，不计粒子重力。（1）调节磁场的周期，满足T>，若粒子恰好打在屏上P（d，0）处，求粒子的速度大小v；（2）调节磁场的周期，满足T=，若粒子恰好打在屏上Q（d，d）处，求粒子的加速度大小a；（3）粒子速度大小为v0=时，欲使粒子垂直打到屏上，周期T应调为多大？14．（16分）如图所示，水平面上有A、B两个小物块（均视为质点），质量均为，两者之间有一被压缩的轻质弹簧（未与A、B连接）。距离物块A为L处有一半径为L的固定光滑竖直半圆形轨道，半圆形轨道与水平面相切于C点，物块B的左边静置着一个三面均光滑的斜面体（底部与水平面平滑连接）。某一时刻将压缩的弹簧释放，物块A、B瞬间分离，A向右运动恰好能过半圆形轨道的最高点D（物块A过D点后立即撤去），B向左平滑地滑上斜面体，在斜面体上上升的最大高度为L（L小于斜面体的高度）。已知A与右侧水平面的动摩擦因数，B左侧水平面光滑，重力加速度为，求：(1)物块A通过C点时对半圆形轨道的压力大小；(2)斜面体的质量；(3)物块B与斜面体相互作用的过程中，物块B对斜面体做的功。15．（12分）质量为m=10kg的物体静止在光滑水平面上，零时刻开始物体受到水平向东F=100N的力作用，1s后，力F的大小不变，方向改为向北，作用1s。求：（1）物体第1s末的速度大小；（2）物体在2s内的位移大小。

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．金属细杆受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和安培力作用，根据力的平衡条件可知，金属细杆中电流方向可能垂直纸面向外，也可能垂直纸面向里，故A错误；B．由于磁场与电流方向垂直，开始安培力为，后来的安培力为则金属细杆受到的安培力增大了故B错误；C．金属细杆受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和安培力作用，根据力的平衡条件可知，将斜面的支持力分解成水平方向和竖直方向，则水平方向和竖直方向的合力均为零，由于金属细杆的重力不变，故斜面的支持力不变，由牛顿第三定律可知，金属细杆对斜面的压力不变，故C错误；D．由于金属细杆受到斜面的支持力不变，故安培力的大小变化量与挡板的支持力的大小变化量相等；如果金属细杆中电流方向垂直纸面向里，安培力方向水平向右，当安培力增大，则金属细杆对挡板的压力增大，由于安培力增大BIL，所以金属细杆对竖直挡板的压力增大了BIL；如果金属细杆中电流方向垂直纸面向外，安培力方向水平向左，当安培力增大BIL，则金属细杆对挡板的压力减小BIL，故金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了BIL，D正确。故选D。2、D【解析】

两个电荷量为1C的点电荷在真空中相距1m时，相互作用力；一百万吨的物体所受的重力，所以我们几乎不可能做到使相距1m的两个物体都带1C的电荷量；在微观带电粒子的相互作用中，因粒子间的距离很小，所以库仑力比万有引力强得多，选项ABC正确；库仑定律的公式和万有引力的公式在形式上虽然很相似，但是它们不是性质相同的两种力，选项D错误；此题选择不正确的选项，故选D.3、B【解析】

A．斜面体受到的摩擦力大小决定于动摩擦因数和正压力，若增大推力，动摩擦因数和正压力不变，则整个系统稳定后斜面体受到的摩擦力不变，故A错误；B．若撒去推力，系统做减速运动，如果小球在此后的运动中对斜面的压力为零，则加速度方向向左，其大小为以整体为研究对象可得由此可得摩擦因数所以当时小球在此后的运动中对斜面的压力为零，故B正确；C．弹簧处于原长则弹力为零，小球受到重力和斜面的支持力作用，如图所示竖直方向根据平衡条件可得则支持力故C错误；D．对小球根据牛顿第二定律可得解得再以整体为研究对象，水平方向根据牛顿第二定律可得解得水平推力故D错误。故选B。4、C【解析】

A、目前核电站中核反应的原理是核裂变，原理不同，故A错误；B、极向场线圈、环向场线圈主要作用是将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行，故B错误；C、欧姆线圈中通以恒定的电流时，产生恒定的磁场，恒定的磁场无法激发电场，则在托卡马克的内部无法产生电场，等离子体无法被加速，因而不能发生核聚变，故C正确．D、带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比，则，由洛伦兹力提供向心力，则，则有，故D错误．5、C【解析】

将每个月取款类比成“加速度”，第一个月取出500元，第二个月取出1000元，说明加速度变大，将卡内余额类比成运动中的“速度”，卡内贷款变多，则速度增大，故C正确。故选C。6、C【解析】

AB．因为②的电流方向为c→d且受到安培力的合力方向竖直向下，根据左手定则可知导线②处的合磁场方向垂直纸面向外，而三根长直导线等间距，故导线①和③在导线②处产生的磁场大小相等，方向均垂直纸面向外，再由安培定则可知①的电流方向为b→a，③的电流方向为e→f，故A错误，B错误；C．根据安培定则可知②和③在①处产生的磁场方向垂直纸面向外，而①的电流方向为b→a，根据左手定则可知①受到安培力的合力方向竖直向上，故C正确；D．根据安培定则可知②在③处产生的磁场方向垂直纸面向里，①在③处产生的磁场方向垂直纸面向外，根据电流产生磁场特点可知③处的合磁场方向垂直纸面向里，又因为③的电流方向为e→f，故根据左手定则可知③受到安培力的合力方向竖直向上，故D错误。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、BD【解析】

A．圆盘A、B边缘线速度相同，由得①故A错误；BC．物块滑动前有结合①式知所受静摩擦力大，两物块最大静摩擦力均为。增大则所需向心力增大，则先达到最大静摩擦力，开始滑动，故B正确，C错误；D．P、Q两物块开始滑动时有解得临界角速度结合①式知，当时，故此时所受摩擦力大小等于，故D正确。故选BD。8、ACD【解析】

A．超声波比人耳听到的声波波长短，而波长越长越容易发生光的衍射，所以人耳听到的声波比超声波更容易发生明显衍射现象，A正确；B．根据双缝干涉实验中相邻亮（暗）条纹的间距公式可知，光的频率越高，波长越短，光屏上出现的条纹越窄，所以B错误；C．梳头发时梳子带了电荷，来回抖动梳子时会产生变化的电磁场，即可向外发射电磁波；所以C正确；D．狭义相对论认为，在惯性系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关，所以D正确；E．火车鸣笛向我们驶来，即波源与观察者相互靠近，我们听到的声音频率比声源振动的频率高，所以E错误。故选ACD。9、CD【解析】

AC.设水杯的质量为，以两个轻环和水杯组成的系统为研究对象，竖直方向受到重力和水平横梁对铁环的支持力，力图如图所示，根据平衡条件得：可得：可见，水平横梁对铁环的支持力不变，故A错误、C正确；B.以环为研究对象，竖直方向：水平方向：联立解得：减小时，变大，故B错误；D.设与环相连的细绳对水杯的拉力为，根据竖直方向的平衡条件可得：由于绳子与竖直方向的夹角增大，则变小，绳子拉力变大，故D正确．10、CD【解析】

小球做平抛运动，则有：对有，对有，对有：解得：故CD正确，AB错误。故选CD。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、（1）ABC(2)（3）减小增大2【解析】

（1）由平抛规律可知，由水平距离和下落高度即可求出平抛时的初速度，进而可求出物体动能，所以本实验至少需要测量小球的质量m、小球抛出点到落地点的水平距离s、桌面到地面的高度h，故选ABC．（2）由平抛规律可知：竖直方向上：h=gt2，水平方向上：s=vt，而动能Ek=mv2联立可得Ek=；（3）由题意可知如果h不变，m增加，则相同的△L对应的速度变小，物体下落的时间不变，对应的水平位移s变小，s-△L图线的斜率会减小；只有h增加，则物体下落的时间增加，则相同的△L下要对应更大的水平位移s，故s-△L图线的斜率会增大．弹簧的弹性势能等于物体抛出时的动能，即Ep=，可知Ep与△s的2次方成正比，而△s与△L成正比，则Ep与△L的2次方成正比．【点睛】本题的关键是通过测量小球的动能来间接测量弹簧的弹性势能，然后根据平抛规律以及动能表达式即可求出动能的表达式，弹性势能转化为物体的动能，从而得出结论．根据x与△L的图线定性说明m增加或h增加时x的变化，判断斜率的变化．弹簧的弹性势能等于物体抛出时的动能和动能的表达式，得出弹性势能与△x的关系，△x与△L成正比，得出Ep与△L的关系．12、1.51.9偏小【解析】

(1)[1]为方便实验操作，且需要干电池的路端电压有明显变化，滑动变阻器应选择总阻值较小的。(2)[2]根据电路图连接实物电路图，实物电路图如图所示(3)[3]根据坐标系内描出的点作出电源的图象，图象如图所示[4][5]由图可知，纵截距为1.5，则电源电动势为电源内阻等于图像的斜率，有[6]相对于电源来说，电流表采用外接法，电流表的测量值小于通过电源的电流，电动势和内阻的测量值均小于真实值；或者理解为电压表内阻存在分流作用，故电流测量值偏小，可以将电压表内阻与电源并联后看作等效电源，实际测量的是等效电源的电动势和内电阻，故电动势的测量值小于真实值，内电阻的测量值小于真实值。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、（1）；（2）(其中k=1，2，3……)；（3）T=,其中sin=，=arcsin；sin=，=arcsin；sin=，=arcsin。；【解析】

（1）粒子的运动轨迹如图所示