2021-2022学年张家界市一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、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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。1．1916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2．如图所示，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框，在导线框右侧有一宽度为d（d＞L）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。导线框以某一初速度向右运动，t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，并以此位置开始计时做为导线框位移x的起点，随后导线框进入磁场区域，直至导线框的右边与磁场区域右边界重合。下列图象中，可能正确描述上述过程的是（其中q表示流经线框的电荷量，v表示线框的瞬时速度）（）A． B．C． D．3．如图所示，传送带以恒定速率逆时针运行，将一小物体从顶端A无初速释放，物体与传送带之间的动摩擦因数，已知物体到达底端B前已与传送带共速，下列法中正确的是（）A．物体与传送带共速前摩擦力对物体做正功，共速后摩擦力对物体不做功B．物体与传送带共速前摩擦力对物体做的功等于物体动能的增加量C．物体与传送带共速前物体和传送带间的摩擦生热等于物体机械能的增加量D．物体从A到B过程中物体与传送带间的摩擦生热等于物体机械能的增加量4．如图所示，两个相同的灯泡a、b和电阻不计的线圈L(有铁芯)与电源E连接，下列说法正确的是A．S闭合瞬间，a灯发光b灯不发光B．S闭合，a灯立即发光，后逐渐变暗并熄灭C．S断开，b灯“闪”一下后熄灭D．S断开瞬间，a灯左端的电势高于右端电势5．“双星系统”由相距较近的星球组成，每个星球的半径均远小于两者之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在彼此的万有引力作用下，绕某一点做匀速圆周运动。如图所示，某一双星系统中A星球的质量为m1，B星球的质量为m2，它们球心之间的距离为L，引力常量为G，则下列说法正确的是（）A．B星球的轨道半径为B．A星球运行的周期为C．A星球和B星球的线速度大小之比为m1：m2D．若在O点放一个质点，则它受到两星球的引力之和一定为零6．2018年2月2日，“张衡一号”卫星成功发射，标志着我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。“张衡一号”可以看成运行在离地高度约为500km的圆轨道上。该卫星在轨道上运行时（）A．周期大于地球自转的周期B．速度大于第一宇宙速度C．向心加速度大于同步卫星的向心加速度D．加速度大于地球表面的重力加速度二、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．图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2V．一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV．下列说法正确的是A．平面c上的电势为零B．该电子可能到达不了平面fC．该电子经过平面d时，其电势能为4eVD．该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍8．如图的实验中，分别用波长为的单色光照射光电管的阴极K，测得相应的遏止电压分别为U1和U1．设电子的质量为m，带电荷量为e，真空中的光速为c，极限波长为，下列说法正确的是（）A．用波长为的光照射时，光电子的最大初动能为B．用波长为的光照射时，光电子的最大初动能为C．普朗克常量等于D．阴极K金属的极限频率为9．如图所示，匀强电场中有一个与电场线平行的平面，平面中有一个直角三角形MNQ，其中，，QM的长度为L。已知电子电荷量的大小为e，把电子从M点移动至Q点，电场力做正功，大小为eU。把电子从Q点移动至N点，电场力做负功，大小为。则该电场的电场强度（）A．方向由M向Q B．大小为 C．方向由Q向N D．大小为10．牛顿在发现万有引力定律时曾用月球的运动来检验，物理学史上称为著名的“月地检验”。已经知道地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球中心与地球中心距离是地球半径k倍，根据万有引力定律，可以求得月球受到万有引力产生的加速度为a1。又根据月球绕地球运动周期为T，可求得月球的向心加速度为a2，两者数据代入后结果相等，定律得到验证。以下说法正确的是()A． B．C． D．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）某同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，并用图钉固定在木板上。固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的质量相等。调整钩码个数使系统达到平衡。(1)实验过程中必须要记录下列哪些数据（____）A．O点位置B．每组钩码的个数C．每个钩码的质量D．OA、OB和OC绳的长度E．OA、OB和OC绳的方向(2)下列实验操作正确的是（____）A．将OC绳换成橡皮筋，仍可完成实验B．细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些可减小实验误差C．尽量保持∠AOB为90°、60°、120°等特殊角方便计算D．若改变悬挂钩码的个数N3，重新进行实验，必须保持O点位置不动，重新调整钩码的个数N1、N212．（12分）用如图1所示的电路图测量一节干电池的电动势和内阻。(1)在下表中选出适当的实验器材进行实验。器材（代号）规格电压表（）0~3V，内阻约3k电压表（）0~15V，内阻约15k电流表（）0~0.6A，内阻约0.125电流表（）0~3A，内阻约0.025滑动变阻器（）总阻值约20滑动变阻器（）总阻值约1000待测干电池电动势约为1.5V开关（）导线若干实验中电流表应选用_____；电压表应选用_____；滑动变阻器应选用____（填器材代号）。(2)完成图2中实物间的连线_________。(3)甲同学在实验中记录了6组数据如下表所示，其中5组数据的对应点已经标在坐标纸上，请标出余下一组数据对应的坐标点，并画出U-I图线____________。序号123456电压（）1.451.401.301.251.201.10电流（）0.060.120.240.260.360.48根据所画图线，可得出干电池的电动势_______。(4)甲同学认为若不考虑电压表和电流表内阻对实验的影响，则电压表的读数与对应的电流表的读数的比值就等于干电池的内阻；乙同学认为电压表的读数变化量与相对应的电流表的读数变化量的比值的绝对值才等于电源的内阻。请判断哪位同学的观点是正确的，并说明你的判断依据___________。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，在竖直平面内，有一倾角为θ的斜面CD与半径为R的光滑圆弧轨道ABC相切于C点，B是最低点，A与圆心O等高。将一质量为m的小滑块从A点正上方高h处由静止释放后沿圆弧轨道ABC运动，小滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，空气阻力不计，重力加速度为g，取B点所在的平面为零势能面，试求：(1)小滑块在释放处的重力势能Ep；(2)小滑块第一次运动到B点时对轨道的压力FN；(3)小滑块沿斜面CD向上滑行的最大距离x。14．（16分）如图所示，一张纸上用笔点一个点A，纸放在水平桌面上，用一高度为h的平行玻璃砖放置在纸上且点A在玻璃砖的下面，设光在玻璃砖内的折射率为n，从正上方向下看点A，看到点A的深度为多少？15．（12分）如图所示，空间存在一有边界的条形匀强磁场区域，磁场方向与竖直平面（纸面）垂直，磁场边界的间距为L，磁感应强度为B。一个质量为m、匝数为N、边长也为L的正方形导线框沿竖直方向运动，线框所在平面始终与磁场方向垂直，且线框上、下边始终与磁场的边界平行，导线框总电阻为R。t=0时刻导线框的上边恰好与磁场的下边界重合（图中位置I），导线框的速度为v0。经历一段时间后，当导线框的下边恰好与磁场的上边界重合时（图中位置II），导线框的速度刚好为零。（1）求导线框在位置I时的加速度大小；（2）求从位置I到位置II的过程中，导线框中的焦耳热；（3）定性画出导线框从位置I到再次回到位置I时速度随时间变化图象；（4）上升阶段和下降阶段导线框克服安培力做功分别为W1和W2，试判断W1与W2的大小关系，并简述判断依据。

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．2、D【解析】

AB．线圈进入磁场时，产生的感应电动势为E=BLv感应电流为线框受到的安培力大小为由牛顿第二定律为F=ma则有在线框进入磁场的过程中，由于v减小，所以a也减小，则流经线框的电荷量则q∝x，q-x图象是过原点的直线。根据数学知识得：因为v减小，则q-t图象切线斜率减小；当线框完全进入磁场后，无感应电流，不受安培力，线框做匀速直线运动，磁通量不变，故AB错误；C．线圈进入磁场的过程做加速度减小的变减速运动，v-t图象是曲线，故C错误；D．线圈进入磁场的过程，根据动量定理得：又联立整理得v-x图象是向下倾斜的直线，线框完全进入磁场后，做匀速直线运动，故D正确。故选D。3、C【解析】

A.物体与传送带共速前，物体受到的滑动摩擦力沿传送带向下，与速度方向相同，则摩擦力对物体做正功。共速后，物体受到的静摩擦力方向沿传送带向上，与速度方向相反，对物体做负功，选项A错误；B.物体与传送带共速前，重力和摩擦力对物体做功之和等于物体动能的增加量，选项B错误；C.设传送带的速度为v，物体与传送带共速前，物体机械能的增加量为：物体与传送带间的相对位移为：物体与传送带间的摩擦生热为：所以有Q=△E，选项C正确；D.物体从A到B过程中，只有物体与传送带共速前摩擦产生热量，共速后不产生热量，但共速后物体的机械能在减少，所以物体从A到B过程中物体与传送带间的摩擦生热大于物体机械能的增加量，选项D错误。故选C。4、B【解析】

A．闭合开关瞬间，两小灯泡均有电流流过，同时发光，A错误；B．闭合开关瞬间，a灯立即发光，根据楞次定律可知线圈中产生的阻碍原电流变大的感应电流逐渐减小至0，因为a灯和线圈并联，所以通过线圈的电流逐渐增大，通过a灯的电流逐渐减小，亮度逐渐减小，因为线圈电阻不计，所以稳定时a灯被短路，最后熄灭，B正确；C．断开开关瞬间，b灯断路无电流流过，立即熄灭，C错误；D．断开开关瞬间，根据楞次定律可知，通过线圈的电流水平向右，所以线圈作为感应电动势右端电势高于左端，所以a灯右端的电势高于左端，D错误。故选B。5、B【解析】

由于两星球的周期相同，则它们的角速度也相同，设两星球运行的角速度为，根据牛顿第二定律，对A星球有：对B星球有得又得故A错误；B．根据解得周期，故B正确；C．A星球和B星球的线速度大小之比故C错误；D．O点处的质点受到B星球的万有引力受到A星球的万有引力故质点受到两星球的引力之和不为零，故D错误。故选B。6、C【解析】

A．卫星运行轨道离地高度远小于同步卫星的高度，根据得可知其周期小于同步卫星的周期，地球同步卫星的周期与地球自转周期相同，故其周期小于地球自转的周期，故A错误；B．根据得可知其速度小于第一宇宙速度，故B错误；CD．由于“张衡一号”卫星的半径小于同步卫星的半径，则根据可知其加速度小于地球表面的重力加速度，大于同步卫星的向心加速度，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、AB【解析】A、虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV，动能减小了6eV，电势能增加了6eV，因此等势面间的电势差为2V，因平面b上的电势为2V，由于电子的电势能增加，等势面由a到f是降低的，因此平面c上的电势为零，故A正确．B、由上分析可知，当电子由a向f方向运动，则电子到达平面f的动能为2eV，由于题目中没有说明电子如何运动，因此也可能电子在匀强电场中做抛体运动，则可能不会到达平面f，故B正确．C、在平面b上电势为2V，则电子的电势能为-2eV，动能为8eV，电势能与动能之和为6eV，当电子经过平面d时，动能为4eV，其电势能为2eV，故C错误．D、电子经过平面b时的动能是平面d的动能2倍，电子经过平面b时的速率是经过d时的倍，故D错误．故选AB．【点睛】考查电场力做功与电势能变化的关系，掌握电势能与动能之和不变，理解电势为零处的电势能为零是解题的关键．8、AC【解析】

A、B项：根据光电效应方程，则有：，故A正确，B错误；C项：根据爱因斯坦光电效应方程得：，，得金属的逸出功为：联立解得：，故C正确；D项：阴极K金属的极限频率，故D错误．9、CD【解析】

如图所示，电势差之比有由几何关系得。匀强电场中任意平行方向上的电势差与距离成正比。则则连线MP为等势线。所以PQ是一条电场线，电场强度方向由Q向N。由几何关系得则电场强度大小为故选CD。10、BD【解析】

根据万有引力等于重力得则有地球表面附近重力加速度为g，月球中心到地球中心的距离是地球半径的k倍，所以月球的引力加速度为月球绕地球运动周期T，根据圆周运动向心加速度公式得故选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、ABEAB【解析】

(1)[1]A．为了验证平行四边形定则，必须作受力图，所以需要确定受力点，即需要标记结点的位置，A正确；BC．其次要作出力的方向和大小，每个钩码的质量相同，所以钩码的个数可以作为力的大小，不需要测量钩码质量，B正确，C错误；DE．连接钩码绳子的方向可以表示力的方向，所以需要标记OA、OB和OC绳的方向，D错误，E正确。故选ABE。(2)[2]A．如果将绳换成橡皮筋，在同一次实验过程中，只要将结点拉到相同的位置，实验结果不会发生变化，仍可完成实验，A正确；B．细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些可以使力的方向更准确，减小实验误差，B正确；C．实验通过平行四边形定则进行力的合成确定力的大小和方向，不需要计算，C错误；D．实验的目的是验证平行四边形定则，重新实验，不需要保持结点位置不动，D错误。故选AB。12、V1A1R11.49乙正确【解析】

(1)[1]干电池的电动势约为1.5V，所以电压表选用0~3V量程的，故选V1；[2]干电池所在电路电流非常小，所以选用的电流表应为0~0.6A量程的，故选A1；[3]滑动变阻器阻值过大，会造成电路中电流变化不明显，不利于数据的采集，所以选用滑动变阻器。(2)[4]滑动变阻器采用的限流接法，电流表采用内接法，故实物图连接如图所示。(3)[5]图像如图所示：[6]图线与坐标轴的纵