2021-2022学年山西省山大附中高三第五次模拟考试物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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、如图甲所示，小物块A放在长木板B的左端，一起以v0的速度在水平台阶上向右运动，已知台阶MN光滑，小物块与台阶PQ部分动摩擦因数，台阶的P点切线水平且与木板等高，木板撞到台阶后立即停止运动，小物块继续滑行。从木板右端距离台阶P点s=8m开始计时，得到小物块的v—t图像，如图乙所示。小物块3s末刚好到达台阶P点，4s末速度刚好变为零。若图中和均为未知量，重力加速度g取10m/s2，下列说法中正确的是（）A．由题中数据可知，木板长度为2.5mB．小物块在P点的速度为2m/sC．小物块和木板的初速度D．小物块与木板间动摩擦因数2、如图所示，竖直平面内的光滑固定轨道由一个半径为R的圆弧AB和另一个圆弧BC组成，两者在最低点B平滑连接。一小球（可视为质点）从A点由静止开始沿轨道下滑，恰好能通过C点，则BC弧的半径为（）A． B． C． D．3、有一种灌浆机可以将某种涂料以速度v持续喷在墙壁上，假设涂料打在墙壁上后便完全附着在墙壁上，涂料的密度为ρ，若涂料产生的压强为p，不计涂料重力的作用，则墙壁上涂料厚度增加的速度u为()A． B． C． D．4、如图所示，AO、BO、CO是完全相同的绳子，并将钢梁水平吊起，若钢梁足够重时，绳子AO先断，则（）A．θ=120°B．θ＞120°C．θ＜120°D．不论θ为何值，AO总是先断5、如图所示，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的跳板上，随跳板一同向下做变速运动到达最低点，然后随跳板反弹，则()A．运动员与跳板接触的全过程中只有超重状态B．运动员把跳板压到最低点时，他所受外力的合力为零C．运动员能跳得高的原因从受力角度来看，是因为跳板对他的作用力远大于他的重力D．运动员能跳得高的原因从受力角度来看，是因为跳板对他的作用力远大于他对跳板的作用力6、“月亮正加速远离地球！后代没月亮看了。”一项新的研究表明，月球的引力在地球上产生了周期性的潮汐现象，潮汐力耗散地球的自转能量，降低地球的旋转速度，同时也导致月球正在以每年38cm的速度远离地球。不考虑其他变化，则很多年后与现在相比，下列说法正确的是（）A．月球绕地球做圆周运动的周期将减小B．月球绕地球做圆周运动的线速度增大C．地球同步定点卫星的高度增大D．地球同步定点卫星的角速度增大二、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，一根固定的绝缘竖直长杆位于范围足够大且相互正交的匀强电场和匀强磁场中，电场强度大小为E=，磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为q的带正电小圆环套在杆上，环与杆间的动摩擦因数为μ0现使圆环以初速度v0向下运动，经时间to，圆环回到出发点。若圆环回到出发点之前已经开始做匀速直线运动，不计空气阻力，重力加速度为g。则下列说法中正确的是（）A．环经过时间刚好到达最低点B．环的最大加速度为am=g+C．环在t0时间内损失的机械能为m(-)D．环下降过程和上升过程摩擦力的冲量大小不相等8、如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、Ek、F分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、万有引力。下列关系式正确的有（）A． B． C． D．9、如图M和N是两个带有异种电荷的带电体，（M在N的正上方，图示平面为竖直平面）P和Q是M表面上的两点，S是N表面上的一点。在M和N之问的电场中画有三条等差等势线。现有一个带正电的液滴从E点射入电场，它经过了F点和W点已知油滴在F点时的机槭能大于在W点的机械能。（E、W两点在同一等势面上，不计油滴对原电场的影响，不计空气阻力）则以下说法正确的是（）A．P和Q两点的电势不相等B．P点的电势低于S点的电势C．油滴在F点的电势能高于在E点的电势能D．F点的电场强度大于E点的电场强度10、如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放一金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，当达到静电平衡状态后，则有（）A．a、b两点的电场强度都为零 B．a点电场强度为零，b点不为零C．a、b点的电势相等 D．a点电势比b点电势高三、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）用如图甲所示实验装置探究做功与动能变化的关系，在该实验中______(需要/不需要)平衡摩擦力。若实验中不要求满足小沙桶和沙子的总质量远小于滑块的质量，则所选择的研究对象是___________。图乙所示是实验所得的一条纸带，在纸带上取了O、A、B、C、D、E六个计数点，相邻两个计数点之间的时间间隔为0.1s，x1=1.42cm，x2=l.84cm，x3=2.25cm，x4=2.67cm，x5=3.10cm，用天平测得沙桶和沙的质量m=24g，滑块质量M=500g，重力加速度g=9.8m/s2，根据以上信息，从A点到D点拉力对滑块做的功为_______J，滑块动能增加了_________J。根据实验结果可得到：在实验误差允许的范围内合外力做功等于物体动能的变化。(结果均保留两位有效数字)12．（12分）研究电阻值相近的两个未知元件和的伏安特性，使用的器材有多用电表、电压表（内阻约为）、电流表（内阻约为）。(1)用多用电表欧姆挡的“”倍率粗测元件的电阻，示数如图（a）所示，其读数为_____。若用电压表与电流表测量元件的电阻，应选用图（b）或图（c）中的哪一个电路_____（选填“（b）”或“（c）”）。(2)连接所选电路并闭合开关，滑动变阻器的滑片从左向右滑动，电流表的示数逐渐______（选填“增大”或“减小”）；依次记录实验中相应的电流值与电压值。(3)将元件换成元件，重复上述步骤进行实验。(4)图（d）是根据实验数据作出的元件和的图线，由图像可知，当元件中的电流增大时其电阻_________（选填“增大”“减小”或“不变”）。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）如图甲所示，半径R＝0.45m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，B为轨道的最低点，B点右侧的光滑水平面上紧挨B点有一静止的小平板车，平板车质量M＝1kg，长度l＝1m，小车的上表面与B点等高，距地面高度h＝0.2m．质量m＝1kg的物块(可视为质点)从圆弧最高点A由静止释放．取g＝10m/s2.试求：(1)物块滑到轨道上的B点时对轨道的压力大小；(2)若锁定平板车并在上表面铺上一种特殊材料，其动摩擦因数从左向右随距离均匀变化，如图乙所示，求物块滑离平板车时的速率；(3)若解除平板车的锁定并撤去上表面铺的材料后，物块与平板车上表面间的动摩擦因数μ＝0.2，物块仍从圆弧最高点A由静止释放，求物块落地时距平板车右端的水平距离．14．（16分）如图所示，轻弹簧一端固定在与斜面垂直的挡板上，另一端点在O位置．质量为m的物块A（可视为质点）以初速度v0从斜面的顶端P点沿斜面向下运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到O′点位置后，A又被弹簧弹回。物块A离开弹簧后，恰好回到P点．已知OP的距离为x0，物块A与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ。求：（1）O点和O′点间的距离x1；（2）弹簧在最低点O′处的弹性势能；（3）设B的质量为βm，μ＝tanθ，v0＝3．在P点处放置一个弹性挡板，将A与另一个与A材料相同的物块B（可视为质点与弹簧右端不拴接）并排一起，使两根弹簧仍压缩到O′点位置，然后从静止释放，若A离开B后给A外加恒力，沿斜面向上，若A不会与B发生碰撞，求β需满足的条件？15．（12分）如图所示，一质量为m，长度为L的导体棒AC静止于两条相互平行的水平导轨上且与两导轨垂直。通过导体棒AC的电流为I，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面成角斜向下且垂直于导体棒AC，求：(1)导体棒AC受到的安培力；(2)导体棒AC受到的摩擦力。

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、A【解析】

C．木板B和物块A在一起匀速运动，可得初速度故C错误；B．物块滑上台阶后继续匀减速直线运动，加速度为，时间为，有故B错误；AD．当木板B和台阶相撞后立即停止，物块A继续在木板上匀减速直线运动，运动的时间为，运动的位移为板长L，则匀减速直线运动的加速度为物块离开木板的速度为板长为联立各式和数据解得，故A正确，D错误。故选A。2、A【解析】

设BC弧的半径为r。小球恰好能通过C点时，由重力充当向心力，则有：小球从A到C的过程，以C点所在水平面为参考平面，根据机械能守恒得：联立解得：A．，与结论相符，选项A正确；B．，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论不相符，选项D错误；故选A。3、B【解析】

涂料持续飞向墙壁并不断附着在墙壁上的过程，速度从v变为0，其动量的变化源于墙壁对它的冲量，以极短时间Δt内喷到墙壁上面积为ΔS、质量为Δm的涂料(微元)为研究对象，设墙壁对它的作用力为F，涂料增加的厚度为h。由动量定理得F·Δt＝Δm·v又有Δm＝ρ·ΔSh所以涂料厚度增加的速度为u＝联立解得u＝故选B。4、C【解析】

以结点O为研究对象，分析受力，作出力图如图．根据对称性可知，BO绳与CO绳拉力大小相等．由平衡条件得：FAO=2FBOcos，当钢梁足够重时，AO绳先断，说明FAO＞FBO，则得到2FBOcos＞FBO，解得：θ＜120°，故C正确，ABD错误。5、C【解析】

A.运动员与跳板接触的下降过程中，先向下加速，然后向下减速，最后速度为零，则加速度先向下，然后向上，所以下降过程中既有失重状态也有超重状态，同理上升过程中也存在超重和失重状态，故A错误；

B.运动员把跳板压到最低点时，跳板给其的弹力大于其重力，合外力不为零，故B错误；

C.从最低点到最高过程中，跳板给运动员的支撑力做正功，重力做负功，位移一样，运运动员动能增加，因此跳板对他的作用力大于他的重力，故C正确；

D.跳板对运动员的作用力与他对跳板的作用力是作用力与反作用力，大小相等，故D错误．故选C.6、C【解析】

A．月球绕着地球做匀速圆周运动，故有：解得：随着地月间距增加，月球绕地球做圆周运动的周期将变大，故A错误；B．月球绕着地球做匀速圆周运动，故有：解得：随着地月间距增加，月球绕地球做圆周运动的线速度变小，故B错误；CD．潮汐力耗散地球的自转能量，降低地球的旋转速度，则地球自转周期增加，故自转角速度变小，故同步卫星的角速度变小，根据可知轨道半径变大，故高度增大，故C正确，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、BC【解析】

AB．由题意可知，环在运动的过程中，受到的电场力大小为，方向始终竖直向上。假设竖直向下为正方向，则当环下滑的过程中，受力分析，根据牛顿第二定律得：得：负号代表该加速度与运动方向相反，故物体在下滑的过程中做加速度逐渐减小的减速运动；当环上升的过程中，根据牛顿第二定律解得：环做加速度逐渐减小的减速运动，在到达原出发点前，加速度减为零，此时，开始以速度v做匀速直线运动。所以由于运动的不对称性可以确定，从开始下滑到最低点的时间不等于;整个运动过程中，加速度一直减小，所以在运动的最开始时，加速度最大，加速度大小的最大值为：则A错误,B正确；C．由以上计算，可知，整个过程中，系统损失的机械能C正确；D．环上升和下降的过程中，摩擦力的冲量大小相等，D错误。故选BC。8、BD【解析】

A．根据万有引力定律得卫星A、B质量相等，RA＞RB，得FA＜FB．故A错误；B.卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得卫星的动能故，故B正确；CD.由开普勒第三定律得因，，故C错误，D正确。故选：BD。9、BD【解析】

A．P和Q两点在带电体M的表面上，M是处于静电平衡状态的导体，其表面是一个等势面，故P和Q两点的电势相等，故A错误；

B．带正电的油滴在F点时的机械能大于在W点的机械能，故从F点到W点，机械能减小，电场力做负功，说明电场力向上，故电场线垂直等势面向上，而沿着电场线电势逐渐降低，故P点的电势低于S点的电势，故B正确；

C．由于电场线垂直等势面向上，故E点的电势大于F点的电势，根据Ep=qφ，油滴在F点的电势能低于在E点的电势能，故C错误；D．因F点等势面密集，则电场线也密集，可知F点的电场强度大于E点的电场强度，选项D正确；故选BD。10、AC【解析】

AB．金属空心导体放在匀强电场中，出现静电感应现象，最终处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零，所以a、b两点的电场强度都为零，A正确，B错误；CD．处于静电平衡的导体上，以及导体的内部的电势处处相等，即为等势体，则a点电势等于b点电势，C正确，D错误；

故选AC。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、需要滑块、沙桶和沙子构成的整体0.0160.014【解析】

[1]平衡摩擦力，让小车所受合外力为绳子的拉力；[2]对小沙桶和沙子应用牛顿第二定律：对小滑块：两式相比：，若实验中不要求满足小沙桶和沙子的总质量远小于滑块的质量，小沙桶和沙子的总重量不能视为合外力，所以需要选择滑块、沙桶和沙子构成的整体研究合外力做功与动能变化量的关系；[3]满足，绳子拉力近似等于沙桶和沙子的总重量，从A点到D点拉力做功：；[4]匀变速运动中某段时间内，平均速度和中间时刻速度相等，A、D点速度：动能变化量：。12、10（b）增大增大【解析】

(1)[1]选择“”倍率测量读数为，则待测电阻值为。(2)[2]元件电阻值约为，根据可知元件与电流表内阻相近，则电流表采用外接法误差较小，应选（b）电路。(3)[3]在（b）电路中，滑动变阻器的滑片从左向右滑动，元件两端电压增大，则其电流增大则电流表的示数逐渐增大。(4)[4]根据欧姆定律变形图像上的点与原点连线斜率的大小为电阻，由图像的变化特点知，元件的电阻随电流的增大而增大。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）30N．（2）1m/s．（3）0.2m．【解析】

（1）物体从圆弧轨道顶端滑到B点的过程中，机械能守恒，则mgR＝mvB2，解得vB=3m/s．

在B点由牛顿第二定律得，N-mg=m，解得N=mg+m=30N

即物块滑到轨道上B点时对轨道的压力N′=N=30N，方向竖直向下．

（2）物块在小车上滑行时的摩擦力做功Wf＝−l＝−4J

从物体开始滑到滑离平板车过程中由动能定理得，mgR+Wf＝mv2

解得v=1m/s（3）当平板车不固定时，对物块a1=μg=2m/s2对平板车；经过时间t1物块滑离平板车，则解得t1=0.