上海市外国语大学附属大境中学2021-2022学年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、两辆汽车在同一时刻开始运动，运动方向相同。如图所示为运动的图像。车的图像在段和段的形状对称相同。时刻两车并排行驶。下列表述中正确的是（）A．内车先加速运动后减速运动B．内两车的加速度有一个时刻相同C．时刻车在车之前D．开始时刻两车的距离与时刻两车的距离相等2、1916年爱因斯坦建立广义相对论后预言了引力波的存在，2017年引力波的直接探测获得了诺贝尔物理学奖．科学家们其实是通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在．如图所示为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图，若A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星的总质量M，双星间的距离为L，其运动周期为T，则下列说法中正确的是A．A的质量一定大于B的质量B．A的线速度一定小于B的线速度C．L一定，M越小，T越小D．M一定，L越小，T越小3、如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径等于地球半径），c为地球的同步卫星，以下关于a、b、c的说法中正确的是（）A．a、b、c的向心加速度大小关系为B．a、b、c的向心加速度大小关系为C．a、b、c的线速度大小关系为D．a、b、c的周期关系为4、一质点在做匀变速直线运动，依次经过四点。已知质点经过段、段和段所需的时间分别为、、，在段和段发生的位移分别为和，则该质点运动的加速度为（）A． B． C． D．5、如图所示，由绝缘轻杆构成的正方形ABCD位于竖直平面内，其中AB边位于水平方向，顶点处分别固定一个带电小球。其中A、B处小球质量均为m，电荷量均为2q(q>0)；C、D处小球质量均为2m，电荷量均为q。空间存在着沿DB方向的匀强电场，在图示平面内，让正方形绕其中心O顺时针方向旋转90°，则四个小球所构成的系统（）A．电势能增加，重力势能增加B．电势能不变，重力势能不变C．电势能减小，重力势能减小D．电势能不变，重力势能增加6、某物体以一定的初速度沿足够长的斜面从底端向上滑去，此后该物体的运动图像不可能的是（图中x是位移、v是速度、t是时间）A．A B．B C．C D．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、如图甲所示，a、b两个绝缘金属环套在同一个光滑的铁芯上。t＝0时刻a、b两环处于静止状态，a环中的电流i随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是（）A．t2时刻两环相互吸引B．t3时刻两环相互排斥C．t1时刻a环的加速度为零D．t4时刻b环中感应电流最大8、在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN，相距为L，导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下．有两根质量均为m的金属棒a、b，先将a棒垂直导轨放置，用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接，连接a棒的细线平行于导轨，由静止释放c，此后某时刻，将b也垂直导轨放置，a、c此刻起做匀速运动，b棒刚好能静止在导轨上．a棒在运动过程中始终与导轨垂直，两棒与导轨电接触良好，导轨电阻不计．则（）A．物块c的质量是2msinθB．b棒放上导轨前，物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能C．b棒放上导轨后，物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能D．b棒放上导轨后，a棒中电流大小是9、如图，一带正电的点电荷固定于O点，两虚线圆均以O为圆心，两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹，a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点不计重力下列说法正确的是A．M带负电荷，N带正电荷B．M在b点的动能小于它在a点的动能C．N在d点的电势能等于它在e点的电势能D．N在从c点运动到d点的过程中克服电场力做功10、如图所示为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4∶1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接有的正弦交流电，图中D为理想二极管，定值电阻R＝9Ω.下列说法正确的是A．时，原线圈输入电压的瞬时值为18VB．时，电压表示数为36VC．电流表的示数为1AD．电流表的示数为三、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）某小组利用图甲所示的电路进行“测电池的电动势和内阻”的实验，实验的操作过程为：闭合开关，读出电流表的示数I和电阻箱的阻值R；改变电阻箱的阻值，记录多组R、I的值，并求出的值，填写在如下表格中。(1)根据实验数据在坐标系中描出坐标点，如图乙所示，请在坐标系中作出图象____________；(2)由图象求得电池的电动势______V，内阻_____Ω；（结果均保留两位小数）(3)上述方案中，若考虑电流表内阻对测量的影响，则电动势E的测量值_____真实值，内阻r的测量值____________真实值。（均选填“大于”、“等于”或“小于”）12．（12分）某实验小组采用图甲所示的装置“探究动能定理”即探究小车所受合外力做功与小车动能的变化之间的关系。该小组将细绳一端固定在小车上，另一端绕过定滑轮与力传感器、重物相连。实验中，小车在细绳拉力的作用下从静止开始加速运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况，力传感器记录细绳对小车的拉力大小：（1）实验中为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力，要完成的一个重要步骤是_____；（2）若实验中小车的质量没有远大于重物的质量，对本实验______影响（填“有”或“没有”）；（3）实验时，下列物理量中必须测量的是______。A．长木板的长度LB．重物的质量mC．小车的总质量M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，Ⅰ、Ⅲ区域（足够大）存在着垂直纸面向外的匀强磁场，虚线MN、PQ分别为磁场区域边界，在Ⅱ区域内存在着垂直纸面向里的半径为R的圆形匀强磁场区域，磁场边界恰好与边界MN、PQ相切，S、T为切点，A、C为虚线MN上的两点，且AS=CS=R，有一带正电的粒子以速度v沿与边界成30°角的方向从C点垂直磁场进入Ⅰ区域，随后从A点进入Ⅱ区域，一段时间后粒子能回到出发点，并最终做周期性运动，已知Ⅱ区域内磁场的磁感应强度B2为Ⅰ区域内磁场的磁感应强度B1的6倍，Ⅲ区域与Ⅰ区域磁场的磁感应强度相等，不计粒子的重力。求：(1)粒子第一次进入Ⅱ区域后在Ⅱ区域中转过的圆心角；(2)粒子从开始运动到第一次回到出发点所经历的总时间。14．（16分）直角坐标系xoy位于竖直平面内，在第一象限存在磁感应强度B=0.1T、方向垂直于纸面向里、边界为矩形的匀强磁场。现有一束比荷为108C/kg带正电的离子，从磁场中的A点（m，0）沿与x轴正方向成=60°角射入磁场，速度大小v0≤1.0×106m/s，所有离子经磁场偏转后均垂直穿过y轴的正半轴，不计离子的重力和离子间的相互作用。(1)求速度最大的离子在磁场中运动的轨道半径；(2)求矩形有界磁场区域的最小面积；(3)若在x>0区域都存在向里的磁场，离子仍从A点以v0=106m/s向各个方向均匀发射，求y轴上有离子穿出的区域长度和能打到y轴的离子占所有离子数的百分比。15．（12分）热气球为了便于调节运动状态，需要携带压舱物，某热气球科学考察结束后正以大小为的速度匀速下降，热气球的总质量为M，当热气球离地某一高度时，释放质量为M的压舱物，结果热气球到达地面时的速度恰好为零，整个过程中空气对热气球作用力不变，忽略空气对压舱物的阻力，重力加速度为g，求:（1）释放压舱物时气球离地的高度h;（2）热气球与压舱物到达地面的时间差.

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．根据图像可知，在内车速度一直在增大，故A错误；B．图像斜率表示加速度。如图所示：内车图像斜率有两个时刻与车图像斜率相等，故B错误；C．时刻两车并排行驶，在同一位置。图像与轴所围面积为位移，内车正方向运动的位移小于车正方向运动的位移，则时刻车在车之后，故C错误；D．因为对称，图象围成的面积相等，所以内与内两车单向运动的位移相等，则开始时刻两车的距离与时刻两车的距离相等，故D正确。故选D。2、D【解析】

A、根据万有引力提供向心力，因为，所以，即A的质量一定小于B的质量，故A错误；B、双星系统角速度相等，根据，且，可知A的线速度大于B的线速度，故B错误；CD、根据万有引力提供向心力公式得：，解得周期为，由此可知双星的距离一定，质量越小周期越大，故C错误；总质量一定，双星之间的距离就越大，转动周期越大，故D正确；故选D．【点睛】解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度．以及会用万有引力提供向心力进行求解．3、A【解析】

AB．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以ωa=ωc，根据a=rω2知，c的向心加速度大于a的向心加速度。根据得b的向心加速度大于c的向心加速度。即故A正确，B错误。C．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以ωa=ωc，根据v=rω，c的线速度大于a的线速度。根据得b的线速度大于c的线速度，故C错误；D．卫星C为同步卫星，所以Ta=Tc，根据得c的周期大于b的周期，故D错误；

故选A。4、C【解析】

设A点的速度为v，由匀变速直线运动的位移公式有联立解得故C正确，ABD错误。故选C。5、D【解析】

让正方形绕其中心O顺时针方向旋转90°，则电场力对四个小球做总功为：则系统电势能不变；系统重力势能变化量：则重力势能增加；A．电势能增加，重力势能增加，与结论不相符，选项A错误；B．电势能不变，重力势能不变，与结论不相符，选项B错误；C．电势能减小，重力势能减小，与结论不相符，选项C错误；D．电势能不变，重力势能增加，与结论相符，选项D正确；故选D.6、C【解析】试题分析：物体上滑过程中，由于受力恒定，做匀减速直线运动，故位移，如果上滑到最高点能下滑，则为抛物线，若物体上滑上最高点，不能下落，则之后位移恒定，AB正确；速度时间图像的斜率表示加速度，上滑过程中加速度为，下滑过程中加速度，故上滑过程中加速度大于下滑过程中的加速度，C错误；如果物体上滑做匀减速直线运动，速度减小到零后，重力沿斜面向下的分力小于最大静摩擦力，则物体不会继续下滑，故处于静止状态，故D正确；考点：考查了运动图像【名师点睛】物体以一定的初速度沿足够长的斜面，可能先向上做匀减速直线运动，后向下做匀加速直线运动，匀加速运动的加速度小于匀减速运动的加速度，物体返回时速度减小；可能先向上做匀减速直线运动，后停在最高点二、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、ACD【解析】

AB．相互吸引还是相互排斥，就要看电流是增大还是减小，t2时刻与t3时刻，均处于电流减小阶段，根据楞次定律，可知两环的电流方向相同，则两环相互吸引，A正确，B错误；C．t1时刻，a中电流产生磁场，磁场的变化使b中产生电流，才使两线圈相互作用，根据法拉第电磁感应定律可知磁场变化越快，电动势越大，根据闭合电路欧姆定律可知电流也越大，所以，作用力最大的时刻，也就是a中电流变化最快的时刻；在乙图中，“变化最快”也就是曲线的斜率最大。t1时刻斜率为0，因此两线圈没有作用力，则加速度为零，C正确；D．虽然t4时刻的电流为零，但是根据该点的斜率，电流是变化的，也就是磁通量变化率最大，那么b环中感应电动势最大，则感应电流最大，D正确。故选ACD。8、AD【解析】

b棒静止说明b棒受力平衡，即安培力和重力沿斜面向下的分力平衡，a棒匀速向上运动，说明a棒受绳的拉力和重力沿斜面向下的分力大小以及沿斜面向下的安培力三个力平衡，c匀速下降则c所受重力和绳的拉力大小平衡．由b平衡可知，安培力大小F安=mgsinθ，由a平衡可知F绳=F安+mgsinθ=2mgsinθ，由c平衡可知F绳=mcg；因为绳中拉力大小相等，故2mgsinθ=mcg，即物块c的质量为2msinθ，故A正确；b放上之前，根据能量守恒知a增加的重力势能也是由于c减小的重力势能，故B错误；a匀速上升重力势能在增加，故根据能量守恒知C错误；根据b棒的平衡可知F安=mgsinθ又因为F安=BIL，故，故D正确；故选AD．考点：物体的平衡；安培力.9、ABC【解析】试题分析：由粒子运动轨迹可知，M受到的是吸引力，N受到的是排斥力，可知M带负电荷，N带正电荷，故A正确．M从a到b点，库仑力做负功，根据动能定理知，动能减小，则b点的动能小于在a点的动能，故B正确．d点和e点在同一等势面上，电势相等，则N在d点的电势能等于在e点的电势能，故C正确．D、N从c到d，库仑斥力做正功，故D错误．故选ABC考点：带电粒子在电场中的运动【名师点睛】本题关键是根据曲线运动的条件判断出静电力的方向，掌握判断动能和电势能变化的方向，一般的解题思路是根据动能定理判断动能的变化，根据电场力做功判断电势能的变化．10、BD【解析】

A、将时刻代入瞬时值公式可知，时，原线圈输入电压的瞬时值为，A选项错误；B、电压表的示数为有效值，输入电压的峰值为,根据正弦式交变电流有效值与最大值的关系可知，，B选项正确；C、D、电流表测量流过副线圈的电流，根据理想变压器电压和匝数的关系可知，副线圈的电压为9V，正向导通时电流为1A，根据电流的热效应可知，解得：；故C选项错误，D选项正确．故选BD.【点睛】准确掌握理想变压器的特点及电压、电流与匝数比的关系，明确电表测量的为有效值是解决本题的关键.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、3.85±0.055.85±0.20等于大于【解析】

(1)[1]图象如图所示。(2)[2][3]根据闭合电路欧姆定律可得变形为由图象可得(3)[4][5]若考虑电流表内阻对测量的影响，则表达式变为因此，电动势的测量无误差，即电动势E的测量值等于真实值，但是内阻测量偏大，即内阻r的测量值大于真实值。12、平衡摩擦力没有C【解析】

（1）[1]实验前调节长木板的倾角以平衡摩擦力，以保证细绳的拉力等于小车受的合力；

（2）[2]由于有力传感器测量绳的拉力，则没必要使小车质量远大于重物和力传感器的总质量，即对本实验没有影响；

（3）[3]实验中需要测量小车的动能，故需要知道小车的总质量M，故AB错误，C正确。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)120°(2)【解析】

(1)粒子的运动轨迹如图所示，由几何关系得，半径粒子转过的圆心角为粒子从点进入Ⅱ区域，先做匀速直线运动，且速度延长线刚好过Ⅱ区域圆形磁场的圆心，接着在磁场中做圆周运动，离开时速度方向的反向延长线仍然过圆心设轨迹半径为，由牛顿运动定律知得故即连接，得得故此粒子第一次进入Ⅱ区域后在Ⅱ区域转过的圆心角为(2)粒子进入Ⅲ区域时，