2021-2022学年长沙市K郡双语高考物理五模试卷含解析

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、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2.答题时请按要求用笔。

3,请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。

4.作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

5.保持卡面清洁，不要折暴、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、四个水球可以挡住一颗子弹！如图所示，是央视《国家地理》频道的实验示意图，直径相同（约30cm左右）的4

个装满水的薄皮气球水平固定排列，子弹射入水球中并沿水平线做匀变速直线运动，恰好能穿出第4个水球，气球薄

皮对子弹的阻力忽略不计。以下判断正确的是（）

O二OCOO

A.子弹在每个水球中的速度变化相同

B.每个水球对子弹做的功不同

C.每个水球对子弹的冲量相同

D.子弹穿出第3个水球的瞬时速度与全程的平均速度相等

2、如图所示，AB是一根裸导线，单位长度的电阻为Ro,一部分弯曲成直径为d的圆圈，圆圈导线相交处导电接触良

好.圆圈所在区域有与圆圈平面垂直的均匀磁场，磁感强度为B。导线一端B点固定，A端在沿BA方向的恒力F作用

下向右缓慢移动，从而使圆圈缓慢缩小.设在圆圈缩小过程中始终保持圆的形状，设导体回路是柔软的，此圆圈从初

始的直径d到完全消失所需时间t为（）

7rd2B2d2B2^d2B2d2B2

A.------B.-----C.------D.-----

16%8F&4FR）2FR）

3、如图所示，一架无人机执行航拍任务时正沿直线朝斜向下方向匀速运动.用G表示无人机重力，尸表示空气对它

的作用力，下列四幅图中能表示此过程中无人机受力情况的是（）

4、质量为m的均匀木块静止在光滑水平面上，木块左右两侧各有一位持有完全相同步枪和子弹的射击手.首先左侧射

手开枪，子弹水平射入木块的最大深度为5,然后右侧射手开枪，子弹水平射入木块的最大深度为d2.如图所示.设子弹均

未射穿木块，且两颗子弹与木块之间的作用大小均相同.当两颗子弹均相对于木块静止时，下列判断正确的是（）

A.木块静止,di=d2

B.木块静止,di<d2

C.木块向右运动,di<d2

D.木块向左运动,<h=d2

5、我国建立在北纬43。的内蒙古赤峰草原天文观测站在金鸽牧场揭牌并投入使用，该天文观测站应用了先进的天文望

远镜.现有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，一位观测员在对该卫星的天文观测时发现：每天晚上相同时刻总能出

现在天空正上方同一位置，则卫星的轨道必须满足下列哪些条件（已知地球质量为M,地球自转的周期为T,地球半

径为R,引力常量为G）（）

A.该卫星一定在同步卫星轨道上

B.卫星轨道平面与地球北纬43。线所确定的平面共面

C.满足轨道半径r=J（n=l、2、3…）的全部轨道都可以

V4万

D.满足轨道半径（n=l、2、3…）的部分轨道

6、如图所示，A,B质量均为m,叠放在轻质弹簧上（弹簧上端与B不连接，弹簧下端固定于地面上）保持静止，现

对A施加一竖直向下、大小为F（F>2mg）的力，将弹簧再压缩一段距离（弹簧始终处于弹性限度内）而处于静止状

态，若突然撤去力F,设两物体向上运动过程中A、B间的相互作用力大小为FN,则关于FN的说法正确的是（重力加

速度为g）（）

A

B

A.刚撤去外力F时，二二=千

B.弹簧弹力等于F时，二二=三

C.两物体A、B的速度最大时，FN=2mg

D.弹簧恢复原长时，FN=mg

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、关于电场，下列说法正确的是（）

A.过电场中同一点的电场线与等势面一定垂直

B.电场中某点电势的值与零电势点的选取有关，某两点间的电势差的值也与零电势点的选取有关

C.电场中电势高低不同的两点，同一点电荷在高电势点的电势能大

D.电场力对点电荷做正功，该点电荷的电势能一定减小

8、如图所示，两个固定的半径均为r的细圆环同轴放置，02分别为两细环的圆心，且。|。2=2〃两环分别带有

均匀分布的等量异种电荷-Q、+Q（Q>0）。一带负电的粒子（重力不计）位于右侧远处，现给粒子一向左的初速度，使其沿

轴线运动，穿过两环后运动至左侧远处。在粒子运动的过程中

A.从。1到。2,粒子一直做减速运动

B.粒子经过。1点时电势能最小

C.轴线上01点右侧存在一点，粒子在该点动能最大

D.粒子从右向左运动的整个过程中，电势能先减小后增加

9、如图所示为半圆形的玻璃砖，C为AB的中点，00,为过C点的AB面的垂线。a,力两束不同频率的单色可见细光

束垂直AB边从空气射入玻璃砖，且两束光在AB面上入射点到C点的距离相等，两束光折射后相交于图中的P点，

以下判断正确的是（）

0

aIb

I

A.在半圆形的玻璃砖中，a光的传播速度小于b光的传播速度

B.a光的频率小于b光的频率

C.两种色光分别通过同一双缝干涉装置形成的干涉条纹，相邻明条纹的间距a光的较大

D.若a,〃两束光从同一介质射入真空过程中，〃光发生全反射的临界角小于方光发生全反射的临界角

E.a光比b光更容易发生衍射现象

10、如图甲所示，水平放置的平行金属导轨连接一个平行板电容器C和电阻R,导体棒MN放在导轨上且接触良好，

整个装置放于垂直导轨平面的磁场中，磁感应强度B的变化情况如图乙所示（图示磁感应强度方向为正），MN始终保

持静止，则0〜t2时间（）

A.电容器C的电荷量大小始终没变B.电容器C的a板先带正电后带负电

C.MN所受安培力的大小始终没变D.MN所受安培力的方向先向右后向左

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）某同学在“探究物体运动的加速度与物体受力、物体质量的关系”实验中，把按控制变量法做的两个实验的

数据都记录在下表中。数据是按加速度的大小排列的。

123456789

F/N0.290.140.290.190.240.290.290.290.34

m/kg0.860.360.610.360.360.410360.310.36

a1(m,s-2)0.340.390.480.530.670.710.810.930.94

若利用表中数据探究物体运动的加速度与物体受力的关系，则选用物体的质量为，"=,请在本题给出的坐

标纸中作出a-F图像

12.（12分）如图（a）为某同学组装完成的简易多用电表的电路图.图中E是电池；用、及、R3、&和砥是固定电阻,

凡是可变电阻;表头G的满偏电流为250pA,内阻为480。.虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连.该

多用电表有5个挡位，5个挡位为：直流电压IV挡和5V挡，直流电流1mA挡和2.5mA挡，欧姆xlOOC挡.

（1）图（a）中的A端与（填“红”或“黑”）色表笔相连接.

（2）关于心的使用，下列说法正确的是（填正确答案标号）.

A.在使用多用电表之前，调整心使电表指针指在表盘左端电流“0”位置

B.使用欧姆挡时，先将两表笔短接，调整&使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置

C.使用电流挡时，调整凡使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置

（3）根据题给条件可得RI+R2=C,Z?4=fl.

（4）某次测量时该多用电表指针位置如图（b）所示.若此时8端是与“1”相连的，则多用电表读数为；若此时

8端是与“3”相连的，则读数为；若此时3端是与“5”相连的，则读数为.（结果均保留3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）如图所示，直角坐标系xOy内z轴以下、x2（方未知）的左侧有沿y轴正向的匀强电场，在第一象限内

y轴、x轴、虚线MN及*=方所围区域内右垂直于坐标平面向外的匀强磁场，M.N的坐标分别为（0,a）、（a,0）,

质量为机、电荷量为g的带正电粒子在P点以初速度w沿x轴正向射出，粒子经电场偏转刚好经过坐标

原点，匀强磁场的磁感应强度B=M殳，粒子第二次在磁场中运动后以垂直》=方射出磁场，不计粒子的重力。求：

qa

⑴匀强电场的电场强度以及b的大小;

(2)粒子从P点开始运动到射出磁场所用的时间。

14.(16分)引力波探测于2017年获得诺贝尔物理学奖。双星的运动是产生引力波的来源之一，假设宇宙中有一双星

系统由P、Q两颗星体组成，这两颗星绕它们连线的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，测得P星的周期

为T,P、Q两颗星的距离为，，P、Q两颗星的轨道半径之差为Ar(P星的轨道半径大于Q星的轨道半径)，引力常

量为G,求:

(1)Q、P两颗星的线速度之差△也

(2)Q、P两颗星的质量之差A/n。

15.(12分)如图所示，小球4及水平地面上紧密相挨的若干个小球的质量均为叫水平地面的小球右边有一固定的弹性

挡板筋为带有四分之一圆弧面的物体,质量为h”(其中k为整数),半径为R,其轨道末端与水平地面相切。现让小球A从

B的轨道正上方距地面高为h处静止释放，经B末端滑出，最后与水平面上的小球发生碰撞，其中小球之间、小球与挡板

之间的碰撞均为弹性正碰，所有接触面均光滑，重力加速度为g.求:

(1)小球第一次从B的轨道末端水平滑出时的速度大小；

(2)若小球A第一次返回恰好没有冲出B的上端，则h与R的比值大小；

(3)若水平面上最右端的小球仪能与挡板发生两次碰撞，则k的取值大小.

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.子弹向右做匀减速运动，通过相等的位移时间逐渐缩短，所以子弹在每个水球中运动的时间不同。加速度相同，

由AV=以知，子弹在每个水球中的速度变化不同，选项A错误；

B.由皿=-笈知，/不变，x相同，则每个水球对子弹的做的功相同，选项B错误；

c.由/=。知，/■不变，f不同，则每个水球对子弹的冲量不同，选项C错误;

D.子弹恰好能穿出第4个水球，则根据运动的可逆性知子弹穿过第4个小球的时间与子弹穿过前3个小球的时间相

同，子弹穿出第3个水球的瞬时速度即为中间时刻的速度，与全程的平均速度相等，选项D正确。

故选D。

2、B

【解析】

设在恒力厂的作用下，A端时间内向右移动微小的量AX,则相应圆半径减小Ar,则有：

△X=2TTAr

在△£时间内尸做的功等于回路中电功

E2

FAx=——Ar

R

石=包=8至

XAr

△S可认为由于半径减小微小量△r而引起的面积的变化，有:

△S=27tr-Ar

而回路中的电阻氏=K。2",代入得，

F・2Mr：

△产4).2万厂

首小2_52As2

FRQ■(2zr)2rAr

显然与圆面积变化AS成正比，所以由面积bo?变化为零，所经历的时间t为:

『丁B2A5B-„

»=£△A/=Z----------=-----------ZAS

2FR)7i2F&7T

解得:

西—d2B2

t=

2%8F&

Ttd-B1

,与结论不相符，选项A错误;

16F4

d2B2

B.函与结论相符，选项B正确;

Kd-B1

,与结论不相符，选项C错误;

d?D2

——,与结论不相符，选项D错误;

2臼1

故选B.

3、B

【解析】

由于无人机正沿直线朝斜向下方匀速运动即所受合外力为零，所以只有B图受力可能为零，故B正确.

4、B

【解析】

左侧射手开枪后，子弹射入木块与木块一起向右运动,设共同速度为vi,由动量守恒有mv°=(M+m)vi,由能量守恒有

+，”)y.右侧射手开枪后,射出的子弹与木块及左侧射手射出的第一颗子弹共同运动的速度设为V2,

由动量守恒有(M+m)vi-mvo=(M+2m)V2油能量守恒有Ffd2=g，然匕；+；(朋+〃?)d+2/〃)田,解之可得

Mmv^(M+2⑼*优11T施

V2=0,di=，d2=cL--------，故B正确.

2Ff(M+m)2Ff(M+m)

5、D

【解析】

该卫星一定不是同步卫星，因为同步地球卫星只能定点于赤道的正上方，故A错误.卫星的轨道平面必须过地心，不

可能与地球北纬43。线所确定的平面共面，故B错误.卫星的周期可能为：「=—T,n=l、2、3…，根据GMWm=机4会42厂

nr2T'2

解得：厂=）坐;（n=l、2、3…），满足这个表达式的部分轨道即可，故C错误，D正确.故选D.

V42

点睛：解决该题关键要掌握卫星受到的万有引力提供圆周运动向心力，知道卫星的运行轨道必过地心，知道同步卫星

的特点.

6、B

【解析】

在突然撤去尸的瞬间，弹簧的弹力不变，由平衡条件推论可知A3整体的合力向上，大小等于尸，根据牛顿第二定律

有：F=（»/+,"）a,解得：二=子，对A受力分析，受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有：Fs-mg=ma,联立解得:

二二=二二+5故A错误；弹簧弹力等于尸时，根据牛顿第二定律得，对整体有：F-2mg=2ma,对机有：FN-mg=ma,

联立解得：二二=三，故B正确；当A、5两物体的合力为零时，速度最大，对A由平衡条件得：F\=mg,故C错误；

当弹簧恢复原长时，根据牛顿第二定律得，对整体有：2mS=2ma,对，〃有：,"g-E产ma,联立解得：Fv=0,故D错

误。所以B正确，ACD错误。

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、AD

【解析】

A.假设过电场中同一点的电场线与等势面不垂直，则场强沿等势面有分量，沿该分量移动电荷电场力做功不为0,则

电势变化，与等势面相矛盾，故A正确；

B.电场中某点电势的大小与零电势点的选取有关，而两点间的电势差的大小则与零电势点的选取无关，故B错误；

C.电场中电势高低不同的两点，正点电荷在电场中的高电势点电势能大，而负点电荷在电场中的高电势点电势能小,

故C错误；

D.电场力对点电荷做正功，该点电荷的电势能一定减小，电场力对点电荷做负功，该点电荷的电势能一定增大，故D

正确。

故选AD»

8、AC

【解析】

A.+Q圆环在水平线上产生的场强竖直分量叠加为0,只有水平分量相加，所以+Q圆环在水平线上的场强方向与水

平线平行，同理一。圆环在水平线上的场强方向与水平线平行；根据场强的叠加，带负电粒子从。1到。2过程中，受

到的电场力合力方向始终水平向右，与粒子运动方向相反，所以粒子做减速运动，A正确；

BC.+Q圆环在水平线上。处场强为0,在向右无穷远处场强为0,同理-。圆环在水平线上的场强分布也如此，根

据场强的叠加说明在。|右侧和。2左侧必定存在场强为0的位置，所以粒子从右侧远处运动到。|过程中，合场强先水

平向左减小，带负电粒子所受电场力水平向右减小，电场力做正功，电势能减小，粒子做加速运动，在。右侧某位置

合场强为0,粒子速度达到最大，动能最大；继续向左运动，合场强水平向右且增大，粒子所受电场力水平向左，电

场力做负功，电势能增大，粒子做减速运动至。I，B错误，C正确；

D.粒子穿过。2后，对比上述分析可知，粒子所受电场力先水平向右，后水平向左，所以电势能先减小，后增大，综

合BC选项分析，D错误。

故选AC。

9、BCE

【解析】

A.由图分析可知，玻璃砖对》光的偏折角大于对a光的偏折角，根据折射定律得知：玻璃砖对入光的折射率大于对a

光的折射率，由丫=£得知，。光在玻璃砖中的传播速度大于光的传播速度。故A错误。

n

B.对于同种介质，光的频率越大，光的折射率越大，则知a光的频率小于光的频率。故B正确。

C.双缝干涉条纹的间距与波长成正比，a光的频率小，波长长，故相邻明条纹的间距a光的较大。故C正确。

D.由临界角公式sinC=，分析得知，a光的折射率〃小，则a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角。

n

故D错误。

E.a光波长较大，则比力光更容易发生衍射现象，选项E正确。

故选BCE,

10、AD

【解析】

A、B：由乙图知，磁感应强度均匀变化，根据法拉第电磁感应定律可知，回路中产生恒定电动势，电路中电流恒定，

电阻R两端的电压恒定，则电容器的电压恒定，故电容器C的电荷量大小始终没变.根据楞次定律判断可知，通过R

的电流一直向下，电容器上板电势较高，一直带正电.故A正确，B错误；

C：根据安培力公式F=BIL,I、L不变，由于磁感应强度变化，MN所受安培力的大小变化，故C错误.

D：由右手定则判断得知，MN中感应电流方向一直向上，由左手定则判断可知，MN所受安培力的方向先向右后向左,

故D正确.

故选AD.

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、0.36kg

【解析】

⑴根据按控制变量法可知，探究物体运动的加速度与物体受力的关系，需要保证质量不变，故由表中数据可知选用物

体的质量为0.36kg；

⑵根据表中质量为0.36kg的数据描点作图如图所示

12、黑B1608801.47mAl.lOxlO3£22.95V

【解析】

d)[l]欧姆表内置电源正极与黑表笔相连，负极与红表笔相连，即红进黑出，A端与电池正极相连，电流从A端流出,

A端与黑表笔相连；

(2)⑵由电路图可知人只在测量电阻时才接入电路，故其作用只能进行欧姆调零，不能进行机械调零，同时在使用电

流档时也不需要调节4；

A.与分析不符，故A错误；

B.与分析相符，故B正确；

C.与分析不符，故C错误；

(3)[3]3端与“1”“2”相连时，该多用电表挡位分别为直流2.5mA挡、直流1mA挡，如图所示

匕二250隰A/c=480C

由电表的改装原理可知8端与“2”相连时，有:

解得：

N+R,=160Q

[4]B端与“4”相连时，如图所示

多用电表为直流电压IV挡，表头并联部分电阻：

&="一虫=88℃

，2

(4)[5]B端与“1”相连时，电表读数为1.47mA；

⑹8端与“3”相连时，多用电表为欧姆x100。挡，读数为：

11.0X100Q=1.10X103Q

[7]B端与“5”相连时，多用电表为直流电压5V挡，读数为:

147

——x5V=2.95V

250

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。

12+5万+16⑷a

13、(1)E———+(2)

8%

【解析】

(1)由题意可知，粒子从尸点抛出后，先在电场中做类平抛运动则

a=W

1」，,2

22'

根据牛顿第二定律有

.c/E

a

m

求得

9

qa

设粒子经过坐标原点时，沿y方向的速度为与

11

-a=-vt.

22?l

求得

Vy=VO

因此粒子经过坐标原点的速度大小为丫=必0,方向与X轴正向的夹角为45。

由几何关系可知，粒子进入磁场的位置为并垂直于设粒子做圆周运