河南省郑州二中等八校2021-2022学年高三下学期第五次调研考试物理试题含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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．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T2．某一小车从静止开始在水平方向上做直线运动，其运动过程中的加速度随时间变化关系如图所示，则关于小车的运动下列说法中正确的是（）A．小车做先加速后减速，再加速再减速的单向直线运动B．小车做往复直线运动，速度反向时刻为1s、3s末C．小车做往复直线运动，且可以运动到出发点的另一侧D．小车运动过程中的最大速度为2.5m/s3．一充电后的平行板电容器与外电路断开保持两极板的正对面积不变，其电容C和两极板间的电势差U的变化情况是（）A．仅在两极板间插入一电介质，C减小，U不变B．仅在两极板间插入一电介质，C增大，U减小C．仅增大两极板间距离，C减小，U不变D．仅增大两极板间距离，C增大，U减小4．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．5．如图所示,小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是（）A．f的方向总是指向圆心B．圆盘匀速转动时f=0C．在转速一定的条件下，f跟物体到轴O的距离成正比D．在物体与轴O的距离一定的条件下,f跟圆盘转动的角速度成正比6．如图，在研究功与内能改变的关系时，将一小块易燃物放在厚玻璃筒底部，用力向下压活塞，可以将易燃物点燃。关于该实验，下列说法正确的是（）A．筒内气体，在被压缩的同时从外界迅速吸收热量，导致气体温度升高B．只要最终筒内气体压强足够大，筒内易燃物就会被点燃C．若实验中易燃物被点燃，是活塞与筒壁间摩擦生热导致的D．该实验成功的关键是向下压活塞的力要大，速度要快二、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，篮球赛中，甲、乙运动员想组织一次快速反击，甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑，甲运动员要将球传给乙运动员，不计空气阻力，则（）A．应该让球沿着3的方向抛出B．应该让球沿着2的方向抛出C．两运动员对球的冲量大小和方向都是相同的D．当乙接着球后要往身体收，延长触球时间，以免伤害手指8．如图所示，虚线框内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，磁场区域上下宽度为l；质量为m、边长为l的正方形线圈abcd平面保持竖直，ab边保持水平的从距离磁场上边缘一定高处由静止下落，以速度v进入磁场，经一段时间又以相同的速度v穿出磁场，重力加速为g。下列判断正确的是（）A．线圈的电阻B．进入磁场前线圈下落的高度C．穿过磁场的过程中线圈电阻产生的热量D．线圈穿过磁场所用时间9．半径分别为r和2r的同心半圆导轨MN、PQ固定在同一水平面内，一长为r、电阻为R、质量为m且质量分布均匀的导体棒AB置于半圆轨道上面，BA的延长线通过导轨的圆心O，装置的俯视图如图所示。整个装置位于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。在N、Q之间接有一阻值也为R的电阻。导体棒AB在水平外力作用下，以角速度ω绕O顺时针匀速转动，在转动过程中始终与导轨保持良好接触。导轨电阻不计，不计一切摩擦，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．导体棒中的电流方向为A→BB．导体棒A端相等于电源正极C．导体棒AB两端的电压为D．若保持导体棒转动的角速度不变，同时使竖直向下的磁场的磁感应强度随时间均匀增大，则通过电阻R的电流可能一直为零10．下列说法中正确的是__________.A．物理性质各向同性的固体一定是非晶体B．在完全失重的宇宙飞船中，水的表面仍存在表面张力C．用显微镜观察布朗运动，观察到的是液体分子的无规则运动D．当分子力表现为引力时，分子势能随分子间距离的增大而增大E.对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热三、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）如图甲所示装置，可以进行以下实验：A.“研究匀变速直线运动”B.“验证牛顿第二定律”C.“研究合外力做功和物体动能变化关系(1)在A、B、C这三个实验中，______需要平衡摩擦阻力．(2)已知小车的质量为M，盘和砝码的总质量为m，且将mg视为细绳对小车的拉力；为此需要满足前述A、B、C三个实验中，______不需要满足此要求．(3)如果用此装置做“研究合外力做功和物体动能变化关系这个实验，由此可求得如图乙纸带上由O点到D点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式______，该小车动能改变量的表达式______．由于实验中存在系统误差，所以W______选填“小于”、“等于”或“大于”．12．（12分）如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰的纸带，纸带上:两相邻计数点间有四个点没画出来．已知打点计时器打点周期,其中前,完成以下问题:(1)打下A点时速度大小是___m/s．(2)若某同学甲实验时只测暈了纸带中x3、x4的值，则小车运动的加速度计算表达式为____________(用x3、x4及T表示)．(3)某同学乙根据学过的知识，算出了几个计数点的瞬时速度，建立坐标系，画出的v-t图像如图所示，请你根据图像得出小车运动的加速度为__________m/s2,由图可知，从开始计时的0.3s内，小车通过的位移大小为_______m．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，长为L的轻质木板放在水平面上，左端用光滑的铰链固定，木板中央放着质量为m的小物块，物块与板间的动摩擦因数为μ.用力将木板右端抬起，直至物块刚好沿木板下滑．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。(1)若缓慢抬起木板，则木板与水平面间夹角θ的正切值为多大时物块开始下滑；(2)若将木板由静止开始迅速向上加速转动，短时间内角速度增大至ω后匀速转动，当木板转至与水平面间夹角为45°时，物块开始下滑，则ω应为多大；(3)在(2)的情况下，求木板转至45°的过程中拉力做的功W。14．（16分）如图所示，两根电阻不计且足够长的平行金属导轨倾斜放置，倾角α=37°，导轨间距L=1m，顶端用电阻R=2Ω的定值电阻相连。虚线上方存在垂直于导轨所在平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小B=1T。质量m1=0.1kg、电阻R1=4Ω的导体棒M在磁场中距虚线的距离d=2m，M与导轨间的动摩擦因数μ1=0.25，质量m2=0.3kg、电阻R2=2Ω的导体棒N在虚线处，N与导轨间的动摩擦因数μ2=0.8。将导体棒M、N同时从导轨上由静止释放，M到达虚线前已经匀速，重力加速度g取10m/s2，运动过程中M、N与导轨始终接触良好，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）求M、N相碰前，M上产生的焦耳热；（2）求M、N相碰前M运动的时间；（3）M、N相遇发生弹性碰撞，碰后瞬间对M施加一个沿斜面方向的作用力F，使M、N同时匀减速到零，求M棒在减速到零的过程中作用力F的大小随时间变化的表达式。15．（12分）如图，一直角三棱柱ABC，其中，，AB长度为2L，M为AB的中点，N为BC的中点，一光线从AB面上的M点以45°的入射角射入三棱柱，折射光线经过N点。已知光在真空中的传播速度为c，求：（1）三棱柱折射率n；（2）光从开始射入三棱柱到第一次射出所需的时间。

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、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．2、D【解析】

ABC．由加速度时间图线可判断，0~1s内，小车沿正向做加速度增大的加速运动，1s~2s内小车沿正向做加速度减小的减速运动，由对称性知2s末小车速度恰好减到零，2s~3s内小车沿负向做加速度增大的加速度运动，3s~4s内小车沿负向做加速度减小的减速运动，4s末小车速度恰好减到零。由于速度的变化也是对称的，所以正向位移和负向位移相等，即4s末小车回到初始位置，故ABC错误；D．小车在1s末或3s末速度达到最大，图线与时间轴所围面积表示速度的变化，所以最大速度为故D正确。故选D。3、B【解析】

AB．根据可知，仅在两极板间插入一电介质，C变大，根据可知，Q一定，则U减小，选项A错误，B正确；CD．仅增大两极板间距离，根据可知C减小，根据可知，Q一定，U变大，选项CD错误；故选B。4、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。5、C【解析】

如果圆盘在做非匀速圆周运动，摩擦力不指向圆心，摩擦力分解为一个指向圆心的力和沿圆弧切线方向的力，指向圆心力提供向心力改变速度的方向，切向的分力改变速度的大小，所以A项错误；圆盘匀速转动时，物体在做匀速圆周运动，摩擦力提供向心力，摩擦力不为零，所以B项错误；当转速一定时，根据，角速度也是一定，摩擦力提供向心力，摩擦力与半径成正比关系，所以C项正确；在物体与轴O的距离一定的条件下，摩擦力与角速度的平方成正比，所以D项错误．6、D【解析】

A．筒内气体在被压缩时外界对气体做功，导致气体温度升高，由于是迅速被压缩，从外界吸收热量很少，选项A错误；B．易燃物能否被点燃与筒内气体的压强大小无关，选项B错误；C．压缩气体时，活塞与筒壁间摩擦生热很少，不至于把易燃物点燃，选项C错误；D．该实验成功的关键是向下压活塞的力要大，速度要快，即使气体快速被压缩，与外界绝热，才能使气体内能迅速增大，温度升高，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、AD【解析】

AB．甲和乙相对静止，所以甲将球沿着对方抛出，即沿着3方向抛出，就能传球成功，A正确，B错误；C．根据动量定理，合外力的冲量等于动量的变化量，可知两运动员接球时速度的变化量大小相等、方向相反，动量的变化量等大反向，所以两运动员对球的冲量等大反向，C错误；D．当乙接着球后要往身体收，根据动量定理可知，相同的动量变化量下，延长作用时间，减小冲击力，以免伤害手指，D正确。故选AD。8、ABC【解析】

A．由题意可知，线圈进入磁场和穿出磁场时速度相等，说明线圈在穿过磁场的过程中做匀速直线运动，则所以A正确；B．线圈在进入磁场前做自由落体运动，有动能定理得进入磁场前线圈下落的高度为所以B正确；C．线圈在穿过磁场的过程中克服安培力做功转化为焦耳热，又安培力与重力平衡，则穿过磁场的过程中线圈电阻产生的热量为所以C正确；D．根据线圈在穿过磁场过程中做匀速运动，可得穿过磁场的时间为所以D错误。故选ABC。9、AC【解析】

AB．由右手定则可知，导体棒中的电流方向为A→B，导体棒相当于电源，电源内部电流由负极流向正极，则B端相当于电源正极，故A正确，B错误；C．AB棒产生的感应电动势为导体棒AB两端的电压为故C正确；D．若保持导体棒转动的角速度不变，由于磁场均匀增大，则导体棒切割磁感线产生的电动势增大，如果导体棒不动，竖直向下的磁场的磁感应强度随时间均匀增大，回路中产生的电动势不变，且与导体棒切割磁感线产生的电动势方向相反，则两电动势不可能一直相等，即通过电阻R的电流不可能一直为零，故D错误。故选AC。10、BDE【解析】

A.物理性质各向同性的固体可能是非晶体，也可能是多晶体，故A错误．B.液体表面层内分子较为稀疏，分子力表现为引力，故在完全失重的宇宙飞船中，水的表面依然存在表面张力，故B正确．C,用显微镜观察布朗运动，观察到的是固体颗粒的无规则运动，不是液体分子的无规则运动，而是液体分子无规则运动的反映，故C错误．D.当分子力表现为引力时，分子间距离的增大时，分子力做负功，分子势能增大．故D正确．E.对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，根据PV/T=C知，气体的温度升高，内能增大，同时气体对外做功，由热力学第一定律知气体一定从外界吸热．故E正确．故选BDE．【点睛】解决本题的关键要理解并掌握热力学的知识，知道多晶体与非晶体的共同点：各向同性．要注意布朗运动既不是固体分子的运动，也不是液体分子的运动，而是液体分子无规则运动的反映．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、BCA大于【解析】

根据实验原理与实验注意事项分析答题．由匀变速直线运动的推论求出打D点的速度，然后根据重力势能与动能的计算公式分析答题．【详解】：在A、B、C这三个实验中，“验证牛顿第二定律”、“研究合外力做功和物体动能变化关系，都需要平衡摩擦阻力；故选BC．已知小车的质量为M，盘和砝码的总质量为m，且将mg视为细绳对小车的拉力．为此需要满足前述A、B、C三个实验中，实验A只需要小车做匀加速运动即可，不需要满足此要求；故选A．纸带上由O点到D点所对应的运动过程中，盘和砝码受到的重力所做功的表达式：；打D点时的速度：，则小车动能的改变量：；由于实验中存在系统误差，所以盘和砝码受到的重力所做功W大于小车动能的增量．故答案为

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大于【点睛】此题涉及到三个高中物理的重要实验，基本装置都相同，只是实验的原理及目的不同；关键是弄清每个实验的原理及操作的方法、注意事项等问题，做到融会贯通不混淆．12、0.8641.00.12【解析】

（1）[1].相邻两计数点间还有4个打点未画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为t=0.1s；根据平均速度等于中时刻的瞬时速度，则有：（2）[2].根据运动学公式得：△x=at2解得：．（