甘肃省金昌市永昌四中2021-2022学年高考物理五模试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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．如图所示，定滑轮通过细绳OO连接在天花板上，跨过定滑轮的细绳两端连接带电小球A、B，其质量分别为m1、m2（m1m2）。调节两小球的位置使二者处于静止状态，此时OA、OB段绳长分别为l1、l2，与竖直方向的夹角分别为、。已知细绳绝缘且不可伸长，不计滑轮大小和摩擦。则下列说法正确的是（）A．B．l1∶l2m2∶m1C．若仅增大B球的电荷量，系统再次静止，则OB段变长D．若仅增大B球的电荷量，系统再次静止，则OB段变短2．如图所示，AB是一根裸导线，单位长度的电阻为R0，一部分弯曲成直径为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B0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（）A． B． C． D．3．托卡马克（Tokamak）是一种复杂的环形装置，结构如图所示．环心处有一欧姆线圈，四周是一个环形真空室，真空室外部排列着环向场线圈和极向场线圈．当欧姆线圈中通以变化的电流时，在托卡马克的内部会产生巨大的涡旋电场，将真空室中的等离子体加速，从而达到较高的温度．再通过其他方式的进一步加热，就可以达到核聚变的临界温度．同时，环形真空室中的高温等离子体形成等离子体电流，与极向场线圈、环向场线圈共同产生磁场，在真空室区域形成闭合磁笼，将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行．已知真空室内等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比，下列说法正确的是A．托卡马克装置中核聚变的原理和目前核电站中核反应的原理是相同的B．极向场线圈和环向场线圈的主要作用是加热等离子体C．欧姆线圈中通以恒定电流时，托卡马克装置中的等离子体将不能发生核聚变D．为了约束温度为T的等离子体，所需要的磁感应强度B必须正比于温度T4．如图所示，真空中，垂直于纸面向里的匀强磁场只在两个同心圆所夹的环状区域存在(含边界)，两圆的半径分别为R、3R，圆心为O．一重力不计的带正电粒子从大圆边缘的P点沿PO方向以速度v1射入磁场，其运动轨迹如图，轨迹所对的圆心角为120°．若将该带电粒子从P点射入的速度大小变为v2时，不论其入射方向如何，都不可能进入小圆内部区域，则v1：v2至少为A． B． C． D．25．关于静电场的描述正确的是A．电势降低的方向就是电场线方向B．沿着电场线方向电场强度一定减小C．电场中电荷的受力方向就是电场强度的方向.D．电场中电场强度为零的地方电势不一定为零6．下列说法正确的是（）A．中X为中子，核反应类型为衰变B．中Y为中子，核反应类型为人工核转变C．，其中Z为氢核，核反应类型为轻核聚变D．，其中K为10个中子，核反应类型为重核裂变二、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，分别在M、N两点固定放置带电荷量分别为+Q和-q（Q>q）的点电荷，以MN连线的中点O为圆心的圆周上有A、B、C、D四点。以下判断正确的是（）A．A点的电场强度小于B点的电场强度B．C点的电场强度方向跟D点的电场强度方向相同C．A、C两点间的电势差等于A、D两点间的电势差D．试探电荷+q在A点的电势能大于在B点的电势能8．图示水平面上，O点左侧光滑，右侧粗糙，质量分别为m、2m、3m和4m的4个滑块（视为指点），用轻质细杆相连，相邻滑块间的距离为L。滑块1恰好位于O点，滑块2、3、4依次沿直线水平向左排开。现对滑块1施加一水平恒力F，在第2个滑块进入粗糙水平面后至第3个滑块进入粗糙水平面前，滑块做匀速直线运动。已知滑块与粗糙水平面间的动摩擦因素均为，重力加速度为g，则下列判断正确的是（）A．水平恒力大小为3mgB．滑块匀速运动的速度大小为C．在第2个滑块进入粗糙水平面前，滑块的加速度大小为D．在水平恒力F的作用下，滑块可以全部进入粗糙水平面9．如图所示，半圆是由一条光滑的杆弯曲而成的。带有小孔的小球穿在杆上，在水平拉力的作用下小球由点开始缓慢升高，此过程中半圆竖直，固定不动，连线水平。在小球缓慢上升的过程中，有关水平拉力、杆对小球的作用力的变化情况，下列说法正确的是A．逐渐变大B．逐渐变小C．逐渐变大D．逐渐变小，10．在x轴上有一叠加而成的电场，其电场方向沿x轴，电势φ随x按如图所示正弦规律变化，则下列说法中正确的是（）A．x1~x2之间的场强方向与x2~x3之间的场强方向相反B．当带电粒子沿x轴方向仅在电场力作用下运动到x1、x3处时，其加速度最小C．负电荷沿x轴运动时，其在x2处的电势能小于其在x3处的电势能D．若将一带正电的粒子从x2处由静止释放，则粒子仅在电场力作用下将沿x轴负方向运动三、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）某学校在为准备学生实验“测量电阻丝的电阻率实验”时购进了多卷表面有很薄绝缘层的合金丝，一研究性学习小组同学想通过自己设计的实验来测算金属合金丝的电阻率和长度。(1)小组某同学先截取了一小段合金丝，然后通过实验测定合金丝的电阻率，根据老师给提供的器材，他连成了如图甲所示的实验实物图∶该实验连接图中电流表采用的是_______（填“内接”或“外接”），滑动变阻器采用的是______（填“分压式”或“限流式”）；实验时测得合金丝的长度为0.300m，在测金属合金丝直径时，螺旋测微器的测量结果如图乙所示，则金属合金丝的直径为_____mm。(2)实验过程中电压表V与电流表A的测量结果已经在图丙中的U－I图像中描出，由U－I图像可得，合金丝的电阻为_______Ω；由电阻定律可计算出合金丝的电阻率为_____________Ω·m（保留三位有效数字）。(3)小组另一同学用多用电表测整卷金属合金丝的电阻，操作过程分以下三个步骤∶①将红黑表笔分别插入多用电表的“+”“-”插孔∶选择电阻挡“×100”；②然后将两表笔短接，调整“欧姆调零旋钮”进行欧姆调零；③把红黑表笔分别与合金丝的两端相接，多用电表的示数如图丁所示，该合金丝的电阻约为____Ω。(4)根据多用电表测得的合金丝电阻值，不计合金丝绝缘层的厚度，可估算出合金丝的长度约_____m。（结果保留整数）12．（12分）如图所示是测量磁感应强度B的一种装置．把一个体积很小的电阻为R、匝数为N、面积为S的测量线圈L放在通电螺线管内待测处，线圈平面与螺线管轴线垂直，将测量线圈跟测量电量的仪器G表串联．当闭合电键K时，G表可测得瞬间流过测量线圈的电量ΔQ，则：（1）（多选题）测量磁感应强度B所依据的物理规律是_______．A．法拉第电磁感应定律和焦耳定律B．闭合电路欧姆定律和焦耳定律C．法拉第电磁感应定律和闭合电路欧姆定律D．法拉第电磁感应定律和楞次定律（2）用此方法测量通电螺线管内轴线处磁感应强度的表达式为B=______________．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）在电磁感应现象中，感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种。产生感应电动势的那部分导体就相当于“电源”，在“电源”内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能。(1)利用图甲所示的电路可以产生动生电动势。设匀强磁场的磁感应强度为B，金属棒ab的长度为L，在外力作用下以速度v水平向右匀速运动。此时金属棒中电子所受洛仑兹力f沿棒方向的分力f1即为“电源”内部的非静电力。设电子的电荷量为e，求电子从棒的一端运动到另一端的过程中f1做的功。(2)均匀变化的磁场会在空间激发感生电场，该电场为涡旋电场，其电场线是一系列同心圆，单个圆上的电场强度大小处处相等，如图乙所示。在某均匀变化的磁场中，将一个半径为r的金属圆环置于相同半径的电场线位置处。从圆环的两端点a、b引出两根导线，与阻值为R的电阻和内阻不计的电流表串接起来，如图丙所示。金属圆环的电阻为R0，圆环两端点a、b间的距离可忽略不计，除金属圆环外其他部分均在磁场外。此时金属圆环中的自由电子受到的感生电场力F即为非静电力。若电路中电流表显示的示数为I，电子的电荷量为e，求∶a.金属环中感应电动势E感大小；b.金属圆环中自由电子受到的感生电场力F的大小。(3)直流电动机的工作原理可以简化为如图丁所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。电阻为R的金属杆ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。轨道端点MP间接有内阻不计、电动势为E的直流电源。杆ab的中点O用水平绳系一个静置在地面上、质量为m的物块，最初细绳处于伸直状态（细绳足够长）。闭合电键S后，杆ab拉着物块由静止开始做加速运动。由于杆ab切割磁感线，因而产生感应电动势E'，且E'同电路中的电流方向相反，称为反电动势，这时电路中的总电动势等于直流电源电动势E和反电动势E'之差。a.请分析杆ab在加速的过程中所受安培力F如何变化，并求杆的最终速度vm；b.当电路中的电流为I时，请证明电源的电能转化为机械能的功率为。14．（16分）在光滑绝缘水平面上，存在着有界匀强磁场，边界为PO、MN，磁感应强度大小为B0，方向垂直水平南向下，磁场的宽度为，俯视图如图所示。在磁场的上方固定半径的四分之一光滑绝缘圆弧细杆，杆两端恰好落在磁场边缘的A、B两点。现有带孔的小球a、b（视为质点）被强力绝緣装置固定穿在杆上同一点A，球a质量为2m、电量为－q；球b质量为m、电量为q；某瞬时绝缘裝置解锁，a、b被弹开，装置释放出3E0的能量全部转为球a和球b的动能，a、b沿环的切线方向运动。求：（解锁前后小球质量、电量、电性均不变，不计带电小球间的相互作用）(1)解锁后两球速度的大小va、vb分别为多少；(2)球a在磁场中运动的时间；(3)若MN另一侧有平行于水平面的匀强电场，球a进人电场后做直线运动，球b进入电场后与a相遇；求电场强度E的大小和方向。15．（12分）2014年12月14日，北京飞行控制中心传来好消息，嫦娥三号探测器平稳落月。嫦娥三号接近月球表面过程可简化为三个阶段：一、距离月球表面一定的高度以v=1.7km/s的速度环绕运行，此时，打开七千五百牛顿变推力发动机减速，下降到距月球表面H＝100米高处时悬停，寻找合适落月点；二、找到落月点后继续下降，距月球表面h＝4m时速度再次减为0；三、此后，关闭所有发动机，使它做自由落体运动落到月球表面。已知嫦娥三号着陆时的质量为1200kg，月球表面重力加速度g'为1.6m/s2，月球半径为R，引力常量G，（计算保留2位有效数字）求：(1)月球的质量（用g'、R、G字母表示）(2)从悬停在100米处到落至月球表面，发动机对嫦娥三号做的功？(3)从v=1.7km/s到悬停，若用10分钟时间，设轨迹为直线，则减速过程的平均加速度为多大？若减速接近悬停点的最后一段，在垂直月面的方向下落，且加速度大小为上述减速过程的平均值，求此时发动机的平均推力为多大？

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】

A.因滑轮两边绳子的拉力相等，可知=，选项A错误；B画出两球的受力图，由三角形关系可知其中T1=T2则选项B正确；CD.由关系式可知，l1和l2的大小由两球的质量关系决定，与两球电量关系无关，则若仅增大B球的电荷量，系统再次静止，则OB段不变，选项CD错误。故选B。2、B【解析】

设在恒力F的作用下，A端△t时间内向右移动微小的量△x，则相应圆半径减小△r，则有：△x=2π△r在△t时间内F做的功等于回路中电功△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=2πr∙△r而回路中的电阻R=R02πr，代入得，F∙2π△r=显然△t与圆面积变化△S成正比，所以由面积πr02变化为零，所经历的时间t为：解得：A．，与结论不相符，选项A错误；B．，与结论相符，选项B正确；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B．3、C【解析】

A、目前核电站中核反应的原理是核裂变，原理不同，故A错误；B、极向场线圈、环向场线圈主要作用是将高温等离子体约束在真空室中，有利于核聚变的进行，故B错误；C、欧姆线圈中通以恒定的电流时，产生恒定的磁场，恒定的磁场无法激发电场，则在托卡马克的内部无法产生电场，等离子体无法被加速，因而不能发生核聚变，故C正确．D、带电粒子的平均动能与等离子体的温度T成正比，则，由洛伦兹力提供向心力，则，则有，故D错误．4、B【解析】

粒子在磁场中做圆周运动，如图：由几何知识得：，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：；当该带电粒子从P点射入的速度大小变为v2时，若粒子竖直向上射入磁场粒子恰好不能进入磁场时，即粒子轨道半径，则不论其入射方向如何，都不可能进入小圆内部区域，此时洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，则：，故B正确，ACD错误．5、D【解析】

A．沿电场线方向电势降低，电势降低最快的方向是电场线方向，故A项错误；B．负点电荷形成的电场，沿着电场线方向电场强度增大，故B项错误；C．电场中正电荷的受力方向与电场强度的方向相同，电场中负电荷的受力方向与电场强度的方向相反，故C项错误；D．电势具有相对性，电场中电场强度为零的地方电势不一定为零，故D项正确。6、D【解析】

A．，核反应类型为衰变，选项A错误；B．，核反应类型为轻核聚变，选项B错误；C．，核反应类型为人工转变，选项C错误；D．，核反应类型为重核裂变，选项D正确。故选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、CD【解析】

A．由于，A点处电场线比B点处电场线密，A点的电场强度大于B点的电场强度，A错误；B．电场线从Q出发到q终止，关于MN对称，C、D两点电场线疏密程度相同，但方向不同，B错误；C．由于C点电势等于D点电势，则A、C两点间的电势差等于A、D两点间的电势差，C正确；D．A点的电势高于B点的电势，+q在A点的电势能大于在B点的电势能，D正确。故选CD。8、AC【解析】

A．在第2个滑块进入粗糙水平面后至第3个滑块进入粗糙水平面前，滑块做匀速直线运动，对整体分析则有：解得：F=3mg故A正确；B．根据动能定理有：解得v=故B错误；C．由牛顿第二定律得解得a=故C正确；D．水平恒力F作用下，第三个物块进入粗糙地带时，整体将做减速运动，由动能定理得解得故滑块不能全部进入粗糙水平面，故D错误。故选AC。9、AC【解析】

小球受重力、杆的弹力、水平拉力作用,与的变化情况如图所示,由图可知在小球向上移动的过程中,与竖直方向夹角变大,逐渐变大,逐渐变大。A.A项与上述分析结论相符，故A正确；B.B项与上述分析结论不相符，故B错误；C.C项与上述分析结论相符，故C正确；D.D项与上述分析结论不相符，故D错误。10、BC【解析】

A．图线的斜率表示场强，由于之间图线的斜率均小于零，故场强的方向不变，故A错误；B．图线的斜率表示场强，由图可知x1、x3处的切线斜率为零，x1、x3处场强大小为零，故粒子运动到此处时的加速度大小为零，故B正确；C．由题意可知，在之间的场强的方向沿x轴正方向，负电荷从x2处运动到x3处的过程中，电场力做负功，电势能增加，故负电荷在x2处的电势能小于其在x3处的电势能，故C正确；D．由场强方向可知，将一正电的粒子从x2处由静止释放，则粒子仅在电场力作用下降沿x轴正方向运动，故D错误。故选BC。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、外接限流式0.6803.003.63×10－61400140【解析】

(1)[1]根据实物连接图分析可知该实验连接图中电流表采用的是内接，[2]滑动变阻器采用的是限流式，[3]螺旋测微器的固定刻度读数0.5mm，可动刻度读数为0.01×18.0=0.180mm，所以最终读数为0.5+0.180mm=0.680mm；(2)[4]由图像，据欧姆定律可得该小段金属合金丝的电阻为[5]金属合金丝的横截面积根据电阻定律可计算出金属合金丝的电阻率为(3)③[6]欧姆表选择×100挡，由图甲所示可知多用电表的表盘读数为14，该合金丝的电阻约为(4)[7]根据电阻定律可知长度之比等于电阻之比，即有所以金属合金丝的长度12、CDRΔQ/NS【解析】

当闭合开关L的瞬间，穿过线圈L的磁通量发生变化，电表中会产生感应电流，通过闭合回路欧姆定律可解的磁感应强度大小，根据楞次定律可解得磁场方向，所以选CD，（2）根据法拉第电磁感应定律可得，根据电流定义式可得，根据闭合回路欧姆定律可得,三式联立可得四、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)；(2)a.；b.(3)a.；b.见解析【解析】

(1)金属棒中电子所受洛仑兹力f沿棒方向的分力f1=evB，棒方向的分力f1做的功W1=f1L得W1=evBL(2)a.金属环中感应电动势E感=I(R0+R)b.金属环中电子从a沿环运动b的过程中，感生电场力F做的功WF=F•2πr由电动势的定义式得(3)a.杆ab在加速的过程中，杆切割磁感线的速度v增大，杆切割磁感线产生的感应电动势