江苏吴江青云中学2021-2022学年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．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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，被称为“魔力陀螺”玩具的陀螺能在圆轨道外侧旋转不脱落，其原理可等效为如图乙所示的模型：半径为的磁性圆轨道竖直固定，质量为的铁球（视为质点）沿轨道外侧运动，A、B分别为轨道的最高点和最低点，轨道对铁球的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为，则A．铁球绕轨道可能做匀速圆周运动B．铁球绕轨道运动过程中机械能守恒C．铁球在A点的速度必须大于D．轨道对铁球的磁性引力至少为，才能使铁球不脱轨2、如图所示，三根完全相同的通电直导线a、b、c平行固定，三根导线截面的连线构成一等边三角形，O点为三角形的中心，整个空间有磁感应强度大小为B、方向平行于等边三角形所在平面且垂直bc边指向a的匀强磁场。现在三根导线中通以方向均向里的电流，其中Ib=Ic=I。已知通电长直导线在某点产生的磁感应强度的大小跟电流成正比，导线b在O点产生的磁感应强度大小为B。则下列说法正确的是（）A．若O点的磁感应强度平行ac边，则Ia=（1＋）IB．若O点的磁感应强度平行ab边，则Ia=（1＋）IC．若O点的磁感应强度垂直ac边，则Ia=（－1）ID．若O点的磁感应强度垂直ab边，则Ia=（－1）I3、某静电场中x轴上各点电势分布图如图所示。一带电粒子在坐标原点O处由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴正方向运动。下列说法正确的是A．粒子一定带负电B．粒子在x1处受到的电场力最大C．粒子从原点运动到x1过程中，电势能增大D．粒子能够运动到x2处4、如图，一个重为10N的大砝码，用细线悬挂在O点，现在用力F拉砝码，使悬线偏离竖直方向θ=60°时处于静止状态，此时所用拉力F的值不可能为A．5.0NB．NC．ND．10.0N5、一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：如图甲所示，用不可伸长的长为L的轻绳拴一质量为m的小球，轻绳上端固定在O点，在最低点给小球一初速度，使其绕O点在竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力大小F随时间t的变化规律如图乙所示。引力常量G及图中F0均为已知量，忽略各种阻力。下列说法正确的是（）A．该星球表面的重力加速度为 B．小球过最高点的速度为C．该星球的第一宇宙速度为 D．该星球的密度为6、在如图所示的电路中，当闭合开关S后，若将滑动变阻器的滑片P向下调节，则正确的是（）A．电路再次稳定时，电源效率增加B．灯L2变暗，电流表的示数减小C．灯L1变亮，电压表的示数减小D．电容器存储的电势能增加二、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，半径为R的圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，过(－2R，0)点垂直x轴放置一线型粒子发射装置，能在0<y<R的区间内各处沿x轴正方向同时发射出速度均为ν、带正电的同种粒子，粒子质量为m，电荷量为q。不计粒子的重力及粒子间的相互作用力。若某时刻粒子被装置发射出后，经过磁场偏转恰好击中y轴上的同一位置，则下列说法中正确的是A．粒子击中点距O点的距离为RB．磁场的磁感应强度为C．粒子离开磁场时速度方向相同D．粒子从离开发射装置到击中y轴所用时间t的范围为＜t<8、《大国工匠》节目中讲述了王进利用“秋千法”在1000kV的高压线上带电作业的过程。如图所示，绝缘轻绳OD一端固定在高压线杆塔上的O点，另一端固定在兜篮上。另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上C点的定滑轮，一端连接兜篮，另一端由工人控制。身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里，缓慢地从C点运动到处于O点正下方E点的电缆处。绳OD一直处于伸直状态，兜篮、王进及携带的设备总质量为m，不计一切阻力，重力加速度大小为g。关于王进从C点运动到E点的过程中，下列说法正确的是（）A．工人对绳的拉力一直变大B．绳OD的拉力一直变大C．OD、CD两绳拉力的合力大小等于mgD．当绳CD与竖直方向的夹角为30°时，工人对绳的拉力为mg9、有一台理想变压器及所接负载如下图所示。在原线圈c、d两端加上交变电流。已知b是原线圈中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，电容器的耐压值足够大。下列说法正确的是（）A．开关S1始终接a，当滑片P向下滑动时电压表V1示数不变，电压表V2示数变大，电流表A2示数变小B．开关S1始终接b，当滑片P向上滑动时R1的电功率增大，V2示数的变化量与A2示数的变化量之比不变C．保持滑片P的位置不变，将开关S1由b改接a，变压器输入功率变大D．保持滑片P的位置不变，将开关S1由a改接b，电容器所带电荷量将增大10、如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，AB、CD是圆环相互垂直的两条直径，C、D两点与圆心O等高。一个质量为m的光滑小球套在圆环上，一根轻质弹簧一端连在小球上，另一端固定在P点，P点在圆心O的正下方处.小球从最高点A由静止开始沿逆时针方向下滑，已知弹簧的原长为R，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为g。下列说法正确的有（）A．小球运动到B点时的速度大小为B．弹簧长度等于R时，小球的机械能最大C．小球运动到B点时重力的功率为D．小球在A、B两点时对圆环的压力差为4mg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）在研究“一定质量的气体在体积不变时压强与温度关系”的实验中（如图甲），与压强传感器相连的试管内装有密闭的空气和温度传感器的热敏元件。将试管放在大烧杯的凉水中，逐次加入热水并搅拌，记录得到试管内空气不同的压强和温度值，图乙为二组同学通过记录的压强和摄氏温度数据绘制的P﹣t图象，初始封闭气体体积相同。（1）两组同学得到的图线交点对应的摄氏温度为__，两图线斜率不同可能的原因是__；（2）通过图乙归纳出一定质量的气体体积不变时压强与摄氏温度的函数关系是__，该规律符合__定律。12．（12分）如图甲所示为测量电动机转速的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动，在圆形卡纸的旁边垂直安装了一个改装了的电火花计时器，时间间隔为T的电火花可在卡纸上留下痕迹。（1）请将下列实验步骤按先后排序____。①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触②接通电火花计时器的电源，使它工作起来③启动电动机，使圆形卡纸转动起来④关闭电火花计时器，关闭电动机；研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示)，写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值（2）要得到ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是____A．秒表B．毫米刻度尺C．圆规D．量角器（3）写出角速度ω的表达式ω=___，并指出表达式中各个物理量的意义____。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，一水平放置的薄壁圆柱形容器内壁光滑，长为L，底面直径为D，其右端中心处开有一圆孔。质量一定的理想气体被活塞封闭在容器内，器壁导热良好，活塞可沿容器内壁自由滑动，其质量、厚度均不计开始时气体温度为300K，活塞与容器底部相距，现对气体缓慢加热，已知外界大气压强为，求温度为600K时气体的压强。14．（16分）如图所示，用同种材料制成的倾角θ的斜面和水平轨道固定不动．小物块与轨道间动摩擦因数μ，从斜面上A点静止开始下滑，不考虑在斜面和水平面交界处的能量损失．(1)若已知小物块至停止滑行的总路程为s，求小物块运动过程中的最大速度vm(2)若已知μ=0.1．小物块在斜面上运动时间为1s，在水平面上接着运动0.2s后速度为vt，这一过程平均速率m/s．求vt的值．（本小题中g=10m/s2）15．（12分）如图所示，马桶吸由皮吸和汽缸两部分组成，下方半球形皮吸空间的容积为1000cm3，上方汽缸的长度为40cm，横截面积为50cm2。小明在试用时，用手柄将皮吸压在水平地面上，皮吸中气体的压强等于大气压。皮吸与地面及活塞与汽缸间密封完好不漏气，不考虑皮吸与汽缸的形状变化，环境温度保持不变，汽缸内薄活塞、连杆及手柄的质量忽略不计，已知大气压强p0＝1.0×105Pa，g＝10m/s2。①若初始状态下活塞位于汽缸顶部，当活塞缓慢下压到汽缸皮吸底部时，求皮吸中气体的压强；②若初始状态下活塞位于汽缸底部，小明用竖直向上的力将活塞缓慢向上提起20cm高度保持静止，求此时小明作用力的大小。

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、B【解析】

AB．小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，其中铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，支持力的方向过圆心，它们都始终与运动的方向垂直，所以磁力和支持力都不能对小铁球做功，只有重力会对小铁球做功，所以小铁球的机械能守恒，在最高点的速度最小，在最低点的速度最大．小铁球不可能做匀速圆周运动．故A错误，B正确；C．小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，在最高点轨道对小铁球的支持力的方向可以向上，小铁球的速度只要大于1即可通过最高点，故C错误；D．由于小铁球在运动的过程中机械能守恒，所以小铁球在最高点的速度越小，则机械能越小，在最低点的速度也越小，根据：F＝m可知小铁球在最低点时需要的向心力越小．而在最低点小铁球受到的重力的方向向下，支持力的方向也向下、只有磁力的方向向上．要使铁球不脱轨，轨道对铁球的支持力一定要大于1．所以铁球不脱轨的条件是：小铁球在最高点的速度恰好为1，而且到达最低点时，轨道对铁球的支持力恰好等于1．根据机械能守恒定律，小铁球在最高点的速度恰好为1，到达最低点时的速度满足mg•2Rmv2，轨道对铁球的支持力恰好等于1，则磁力与重力的合力提供向心力，即：F﹣mg，联立得：F＝5mg，故D错误．2、A【解析】

三条直导线在O点的磁场方向如图；其中Bc和Bb的合场强水平向右大小为Bbc=B；方向水平向右。A．若O点的磁感应强度平行ac边，则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在垂直于ac方向的合磁场为零，即其中Bc=B=kI，解得Ia=（1＋）I选项A正确；B．若O点的磁感应强度平行ab边，则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在垂直于ab方向的合磁场为零，即其中Bb=B=kI，解得Ia=（-1）I选项B错误；C．若O点的磁感应强度垂直ac边，则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在平行于ac方向的合磁场为零，即表达式无解，则O点的磁感应强度的方向不可能垂直ac边，选项C错误；D．若O点的磁感应强度垂直ab边，则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在平行于ab方向的合磁场为零，即其中Bc=B=kI，解得Ia=（+1）I选项D错误。故选A。3、A【解析】

由题中“一带电粒子在坐标原点O处由静止释放”可知本题考查带电粒子在非匀强电场中的运动，根据图像和电势变化可分析本题。【详解】A．由于从坐标原点沿x轴正方向电势先升高后降低，因此电场方向先向左后向右，由于带电粒子在坐标原点静止释放，沿x轴正方向运动，由此可知粒子带负电，故A正确；B．由图可知，图像斜率即为电场强度，在x1处斜率为零，因此电场强度最小，电场力也最小，故B错误；C．从开始运动到x1处，电场力做正功，电势能减小，故C错误；D．由于粒子只在电场力的作用下运动，当运动到与开始时电势相等的位置，粒子速度为零，不能到达x2处，故D错误。4、A【解析】

ABCD．以物体为研究对象，根据图解法可知，当拉力F与细线垂直时最小．根据平衡条件得F的最小值为：Fmin=Gsin60°=N，当拉力水平向右时，拉力F=Gtan60°=N；所用拉力F的值不可能为A，B、C、D都有可能，故A正确，BCD错误.5、D【解析】

AB．由乙图知，小球做圆周运动在最低点拉力为7F0，在最高点拉力为F0，设最高点速度为，最低点速度为，在最高点在最低点由机械能守恒定律得解得，故AB错误。C．在星球表面该星球的第一宇宙速度故C错误；D．星球质量密度故D正确。故选D。6、C【解析】

A．电源的效率将滑动变阻器的滑片P向下调节，变阻器接入电路的电阻减小，外电路电阻减小，则电源的效率减小，选项A错误；BC．将滑动变阻器的滑片P向下调节，变阻器接入电路的电阻减小，R与灯L2并联的电阻减小，外电路总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流I增大，路端电压U减小，则电压表示数减小，灯L1变亮。R与灯L2并联电路的电压U并=U-U1，U减小，U1增大，U并减小，灯L2变暗。流过电流表的电流IA=I-I2，I增大，I2减小，IA增大，电流表的示数增大。故B错误，C正确；

D．电容器两端的电压等于并联部分的电压，电压变小，由Q=CU知电容器的电荷量减少，电容器存储的电势能减小，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、ABD【解析】

由题意，某时刻发出的粒子都击中的点是y轴上同一点，由最高点射出的只能击中（0，R），则击中的同一点就是（0，R），即粒子击中点距O点的距离为R，所以A选项正确。从最低点射出的也击中（0，R），那么粒子做匀速圆周运动的半径为R，由洛仑兹力提供向心力得：，则磁感应强度，所以选项B正确。粒子运动的半径都相同，但是入射点不同，则粒子离开磁场时的速度方向不同，选项C错误；显然偏转角最大的时间最长，显然从最低点射出的粒子偏转90°，在磁场中的时间最长，最长时间为。从最高点直接射向（0，R）的粒子时间最短，则最短的时间为，所以选项D正确。故选ABD。【点睛】看起来情况比较复杂，但涉及的问题却是常规问题，本题的关键点是粒子源发出的粒子是速度大小和方向均相同，则其做匀速圆周运动的半径相同，在从最低点的特殊情况就能知道相同的半径就是圆弧的半径，再结合周期公式能求出最长和最短时间。8、BCD【解析】

AB．对兜篮、王进及携带的设备整体受力分析如图所示绳OD的拉力为F1，与竖直方向的夹角为θ，绳CD的拉力为F2，与竖直方向的夹角为α。根据几何知识有由正弦定理可得解得α增大，θ减小，则F1增大，F2减小，故A错误，B正确；C．两绳拉力的合力大小等于mg，故C正确；D．当α=30°时，则θ=30°，根据平衡条件有可得故D正确。故选BCD。9、ABD【解析】

A．开关始终接a不变，变压器输入电压不变，原、副线圈的匝数不变，变压器输出电压不变，即电压表示数不变，当滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，所以电流会减小，电流表示数变小，而所以会变大，即电压表示数变大，故A正确；B．开关始终接b，由于原、副线圈的匝数不变，变压器输入电压不变，则变压器输出电压不变，即电压表示数不变，当滑片P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，根据欧姆定律可知，电流表示数增大，电阻消耗的电功率增大，将原线圈和电阻看作等效电源，则示数的变化量与示数的变化量之比等于等效电源的内阻，恒定不变，故B正确；C．保持滑片P的位置不变，将开关由b改接a时，原线圈匝数增大，根据变压比可知可知变小，根据可知副线圈输出功率变小，则原线圈输入功率变小，故C错误；D．保持滑片P的位置不变，将开关由a改接b，原线圈匝数减小，根据变压比可知可知增大，电容器两端电压增大所带电荷量增大，故D正确。故选ABD。10、BD【解析】

A．小球在A点和B点时，弹簧的形变量相同，则弹性势能的变化量为零，根据能量守恒得解得故A错误；B．除重力以外其它力做功等于机械能的增量，当弹簧长度等于R时，弹簧弹力做功最多，则小球的机械能最大，故B正确；C．小球运动到B点时，重力的方向与速度方向垂直，则重力的功率为零，故C错误；D．在A点，有在B点，根据牛顿第二定律得解得可知小球在A、B两点对圆环的压力差为4mg，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、﹣273℃两组初始气体压强不同，两组气体初始温度不同p=P0（1+）查理【解析】

（1）两组同学得到的图线交点对应的摄氏温度为绝对零度，其值为﹣273；（2）结合图象，设温度为零摄氏度时的压强为P0，则有=k被封闭气体的压强与摄氏温度之间的关系有=k解得：p=P0（1+）由上式可知，两图线斜率不同的原因是，两组初始气体压强不同，或两组气体初始温度不同在实验过程中，一定质量的气体体积不变，符合查理定律的变化规律。12、①③②④Dθ为n个点对应的圆心角【解析】

(1)[1]该实验先将电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触，先使卡片转动，再打点，最