湖南省浏阳一中、株洲二中等湘东五校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（俯视图），在竖直向下、磁感应强度大小为2T的匀强磁场中，有一根长0.4m的金属棒ABC从中点B处折成60°角静置于光滑水平面上，当给棒通以由A到C、大小为5A的电流时，该棒所受安培力为A．方向水平向右，大小为4.0NB．方向水平向左，大小为4.0NC．方向水平向右，大小为2.0ND．方向水平向左，大小为2.0N2．中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席科学家叶培建近日透露，中国准备在2020年发射火星探测器，2021年探测器抵达火星，并有望实现一次“绕”、“落”和“巡”的任务。火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍，火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的0.1倍。由以上信息可知（）A．发射火星探测器需要的速度不能小于16.7km/sB．探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力小C．火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的4倍D．在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度3．一质量为m的物体用一根足够长细绳悬吊于天花板上的O点，现用一光滑的金属钩子勾住细绳，水平向右缓慢拉动绳子（钩子与细绳的接触点A始终在一条水平线上），下列说法正确的是（）A．钩子对细绳的作用力始终水平向右B．OA段绳子的力逐渐增大C．钩子对细绳的作用力逐渐增大D．钩子对细绳的作用力可能等于mg4．在探究影响感应电流方向的因素实验中，用灵敏电流计和线圈组成闭合回路，通过“插入”和“拔出”磁铁，使线圈中产生感应电流，记录实验过程中的相关信息，就可以分析得出感应电流方向遵循的规律。下图为某同学的部分实验记录，在图1中，电流计指针向左偏转。以下说法正确的是（）A．在图2所示实验过程中，电流计指针应该向左偏转B．在图3所示实验过程中，电流计指针应该向左偏转C．这组实验可以说明，感应电流的磁场方向与线圈的绕向有关D．这组实验可以说明，感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向有关5．如图所示，是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置示意图，其中质量为m的圆柱体放置在未画出的光滑圆盘边缘，绳子一端连接小圆柱体，另一端连接力传感器，使圆柱体做匀速圆周运动。圆周运动的轨道半径为r，光电传感器测定的是圆柱体的线速度。关于这个实验下列说法不正确的是（）A．研究向心力与半径的关系时，保持圆柱体线速度和质量一定，应画图像B．研究向心力与线速度的关系时，保持圆柱体质量和运动半径一定，应画图像C．研究向心力与质量的关系时，保持圆柱体线速度和运动半径一定，应画图像D．如能保证两个传感器同步记录，圆筒可以不做匀速圆周运动，同样可以完成该实验目的6．如图甲所示的“襄阳砲”是古代军队攻打城池的装置，其实质就是一种大型抛石机，图乙是其工作原理的简化图。将质量m=10kg的石块，装在与转轴O相距L=5m的长臂末端口袋中，最初静止时长臂与水平面的夹角，发射时对短臂施力使长臂转到竖直位置时立即停止运动，石块靠惯性被水平抛出，落在水平地面上。若石块落地位置与抛出位置间的水平距离s=20m,不计空气阻力，取g=l0m/s2。以下判断正确的是A．石块抛出后运动时间为B．石块被抛出瞬间的速度大小C．石块即将落地时重力的瞬时功率为D．石块落地的瞬时速度大小为15m/s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．如图甲所示，两平行虚线间存在磁感应强度大小、方向与纸面垂直的匀强磁场，一正方形导线框abcd位于纸面内，cd边与磁场边界平行。已知导线框一直向右做匀速直线运动，速度大小为1m/s，cd边进入磁场时开始计时，导线框中感应电动势随时间变化的图线如图乙所示（感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正）。下列说法正确的是（）A．导线框的边长为0.2mB．匀强磁场的宽度为0.6mC．磁感应强度的方向垂直纸面向外D．在t=0.2s至t=0.4s这段时间内，c、d间电势差为零8．已知均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，一个均匀带正电的金属球壳的球心位于x轴上的O点，球壳与x轴相交于A、B两点，球壳半径为r，带电量为Q。现将球壳A处开有半径远小于球半径的小孔，减少的电荷量为q，不影响球壳上电荷的分布。已知球壳外侧两点C、D到A，B两点的距离均为r，则此时（）A．O点的电场强度大小为零 B．C点的电场强度大小为C．C点的电场强度大小为 D．D点的电场强度大小为9．下列说法正确的是________．A．狭义相对论认为，真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观察者间的相对运动无关B．电视遥控器发出的红外线的波长比医院里“CT”中发出的X射线的波长要短C．分别用红光、紫光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，红光的相邻两个亮条纹的中心间距大于紫光的相邻两个亮条纹的中心间距D．如图1所示，a、b两束光以不同的入射角由玻璃射向真空，结果折射角相同，则在玻璃中a光的全反射临界角大于b光的全反射临界角E.如图2所示，偏振片P的透振方向为竖直方向，沿与竖直方向成45°角振动的偏振光照射到偏振片P上，在P的另一侧能观察到透射光10．如图所示，A、B、C三个物体分别用轻绳和轻弹簧连接，放置在倾角为θ的光滑斜面上，当用沿斜面向上的恒力F作用在物体A上时，三者恰好保持静止，已知A、B、C三者质量相等，重力加速度为g。下列说法正确的是A．在轻绳被烧断的瞬间，A的加速度大小为B．在轻绳被烧断的瞬间，B的加速度大小为C．剪断弹簧的瞬间，A的加速度大小为D．突然撤去外力F的瞬间，A的加速度大小为三、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）某研究性学习小组从一个数码设备中拆下了一个旧电池，已知该电池的电动势约为12V内阻约为2Ω，该小组的同学为了测定电池的电动势和内阻，从实验室借来了如下实验器材：A．电压表(量程为0～3V，内阻为2kΩ)B．电流表(量程为0～3A，内阻约为0.1Ω)C．定值电阻4kΩD．定值电阻8kΩE.定值电阻1ΩF.定值电阻3ΩG.滑动变阻器0～20ΩH.滑动变阻器0～2kΩI.开关一个，导线若干(1)该小组的同学设计了如图甲所示的实验电路，电阻R1应选____________，电阻R2应选__________，滑动变阻器应选__________。(选填相应器材前面的字母)(2)开关闭合以前，应将滑动变阻器的滑片调至__________(填“最左端”或“最右端”)，闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片，可得到多组电压表和电流表的读数U和I，利用得到的实验数据作出U－I图像如图乙所示，根据图像可知该电池的电动势E＝__________V，内阻r＝__________Ω。(计算结果保留三位有效数字)12．（12分）晓宇为了测量一段长度为L的金属丝的电阻率，进行了如下的实验操作。(1)首先用多用电表中“×10”的欧姆挡对该金属丝进行了粗测，多用电表调零后用红黑表笔连接在金属丝的两端，其示数如图甲所示，则该金属丝的阻值R约为____Ω；(2)接着对该金属丝的电阻进行了精确的测量，其中实验室提供了如下实验器材电流表A1（0~5mA，r1=50Ω）、电流表A2（0~0.6A，r2=0.2Ω）、电压表V(0~6V，ｒv≈1.5kΩ）、滑动变阻器R（额定电流2A，最大阻值为15Ω）、10Ω的定值电阻R1、500Ω的定值电阻R2内阻可忽略不计的电源（E=6V）、开关一个、导线若干、螺旋测微器、刻度尺。①利用螺旋测微器测量待测金属丝的直径，其示数如图乙所示，则金属丝的直径D＝____mm；②请将实验电路画在虚线框中，并注明所选仪器的标号____；③为了求出电阻率，则需测量的物理量有___（并写出相应的符号），该金属丝的电阻率的表达式为ρ=___（用已知量和测量量表示）。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，有一棱镜，，．某同学想测量其折射率，他用激光笔从面上的点射入一束激光，从点射出时与面的夹角为，点到面垂线的垂足为，．求：①该棱镜的折射率②改变入射激光的方向，使激光在边恰好发生全反射，其反射光直接到达边后是否会从边出射？请说明理由。14．（16分）如图所示，光滑的四分之一圆弧与光滑水平轨道在最低平滑连接。现有一质量为m的小球P沿光滑的四分之一圆弧上由静止开始下滑，与一质量为km（k>0，未知）的静止在光滑水平地面上的等大的小球Q发生正碰撞。设碰撞是弹性的，且一切摩擦不计。(1)为使二者能且只能发生一次碰撞，则k的值应满足什么条件？(2)为使二者能且只能发生两次碰撞，则k的值应满足什么条件？15．（12分）角反射器是由三个互相垂直的反射平面所组成，入射光束被它反射后，总能沿原方向返回，自行车尾灯也用到了这一装置。如图所示，自行车尾灯左侧面切割成角反射器阵列，为简化起见，假设角反射器的一个平面平行于纸面，另两个平面均与尾灯右侧面夹角，且只考虑纸面内的入射光线。(1)为使垂直于尾灯右侧面入射的光线在左侧面发生两次全反射后沿原方向返回，尾灯材料的折射率要满足什么条件？(2)若尾灯材料的折射率，光线从右侧面以角入射，且能在左侧面发生两次全反射，求满足的条件。

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】

金属棒的有效长度为AC，根据几何知识得L=0.2m，根据安培力公式得F=BIL=2×5×0.2=2N根据左手定则可判定安培力水平向左，故ABC错误，D正确；故选D。2、D【解析】

A．火星探测器脱离地球，但没有脱离太阳系，其发射速度大于第二宇宙速度11.2km/s即可，故A错误；B．根据引力，因为火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的0.1倍，所以火星表面的重力加速度和地球表面的重力加速度之比为2：5。可得探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力大，故B错误；C．根据万有引力提供向心力，有可得因火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍，所以火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的倍，故C错误；D．在火星表面发射近地卫星的速度即火星的第一宇宙速度，由得第一宇宙速度公式可知火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为1：，所以在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度，故D正确。故选D。3、C【解析】

A．钩子对绳的力与绳子对钩子的力是相互作用力，方向相反，两段绳子对钩子的作用力的合力是向左下方的，故钩子对细绳的作用力向右上方，故A错误；B．物体受重力和拉力而平衡，故拉力

T=mg

，而同一根绳子的张力处处相等，故

OA

段绳子的拉力大小一直为mg

，大小不变，故B错误；C．两段绳子拉力大小相等，均等于

mg

，夹角在减小，根据平行四边形定则可知，合力变大，故根据牛顿第三定律，钩子对细绳的作用力也是逐渐变大，故C正确；D．因为钩子与细绳的接触点A始终在一条水平线上，两段绳子之间的夹角不可能达到90°，细绳对钩子的作用力不可能等于，钩子对细绳的作用力也不可能等于，故D错误。故选C。4、D【解析】

如图1所示，当磁铁的N极向下运动时，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向上，由安培定则可知感应电流的方向螺旋向下，此时电流从下向上流过电流表，发现电流表指针向左偏转，可知电流表指针偏转方向与电流方向间的关系：电流从下向上流过电流表，电流表指针向左偏转，电流从上向下流过电流表，则电流表指针向右偏转；A．在图2所示实验过程中，磁铁的S极向下运动时，穿过螺线管向上的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向下，由安培定则可知感应电流的方向螺旋向上，此时电流从上向下流过电流表，电流计指针应该向右偏转，故A错误；B．在图3所示实验过程中，磁铁的N极向上运动时，穿过螺线管向下的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向下，由安培定则可知感应电流的方向螺旋向上，此时电流从上向下流过电流表，电流计指针应该向右偏转，故B错误；CD．同理可知图4穿过螺线管向上的磁通量减小，根据楞次定律可知，感应电流的磁场的方向向上，由安培定则可知感应电流的方向螺旋向下，此时电流从下向上流过电流表，电流计指针应该向左偏转，所以这组实验可以说明，感应电流的磁场方向与磁铁的磁场方向、磁铁运动的方向有关，而实验中线圈缠绕方向一致，所以不能研究感应电流的磁场方向与线圈的绕向的关系，故C错误，D正确。故选D。5、A【解析】

A．根据向心力公式结合牛顿第二定律有可知研究向心力与半径的关系时，保持圆柱体线速度和质量一定，应画图像，二者呈线性关系，便于研究，A错误；B．研究向心力与线速度的关系时，保持圆柱体质量和运动半径一定，应画图像，B正确；C．研究向心力与质量的关系时，保持圆柱体线速度和运动半径一定，应画图像，C正确；D．如能保证两个传感器同步记录，圆筒可以不做匀速圆周运动，光电传感器测量圆柱通过瞬间的线速度，力传感器测量此时瞬间的向心力（绳子拉力）大小，同样可以完成该实验目的，D正确。本题选择不正确的，故选A。6、C【解析】

A、石块被抛出后做平抛运动：h＝L+Lsina，竖直方向：hgt2，可得：ts，故A错误；B、石块被抛出后做平抛运动，水平方向：s＝v0t，可得：v0m/s，故B错误；C、石块即将落地时重力的瞬时功率为：P＝mgvy＝mg•gt＝500W，故C正确；D、石块落地的瞬时速度大小为：vm/s，故D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、AC【解析】

A．根据法拉第电磁感应定律和图象可知，感应电动势故导线框的边长故A正确；B．导线框的cd边从进入磁场到离开磁场的时间为0.4s，故磁场的宽度s=vt=0.4m故B错误；C．根据楞次定律可知，磁感应强度的方向垂直纸面向外，故C正确；D．在t=0.2s至t=0.4s这段时间内，ab边和cd边均切割磁感线，产生了感应电动势，c、d间有电势差，故D错误。故选AC。8、BD【解析】

A．根据电场强度的合成可得，O点的电场强度大小故A错误；BC．C点的电场强度大小故B正确，C错误；D．根据电场强度的合成可得，D点的电场强度大小故D正确。故选BD。9、ACE【解析】

A.狭义相对论中光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的．故A正确；B.红外线的波长比射线长．故B错误；C.红光的波长长于紫光，所以在同一个双缝干涉实验装置上做实验，红光的相邻两个亮条纹的中心间距大于紫光的相邻两个亮条纹的中心间距．故C正确；D.由几何分析可知光束对应的折射率大，而全反射临界角正弦值与折射率成反比，所以光的全反射临界角小于光的全反射临界角．故D错误；E.由于偏振光在偏振片的透振方向有分量所以对应的会在另一侧观察到透射光．故E正确10、AC【解析】

A.把看成是一个整体进行受力分析，有:在轻绳被烧断的瞬间，之间的绳子拉力为零，对，由牛顿第二定律得：解得：故A正确；B.对于，由牛顿第二定律得：弹在轻绳被烧断的瞬间，对于，绳子拉力为零，弹力不变，根据牛顿第二定律：弹解得：故B错误；C.剪断弹簧的瞬间，对于整体，弹簧弹力为零，根据牛顿第二定律：解得：的加速度大小：故C正确；D.突然撤去外力的瞬间，对于整体，一起做匀减速直线运动，由牛顿第二定律：弹解得：的加速度大小：故D错误。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、DFG最右端12.51.69【解析】

（1）[1][2][3]．电压表量程为0～3V，内阻为2kΩ，则要要使此电压表的量程扩大到12V左右，则需串联一个8kΩ的电阻，故定值电阻选择D；电源内阻为2Ω左右，R2做为保护电阻，则应该选择与内阻阻值相当的F即可；滑动变阻器选择与内阻阻值差不多的G即可；（2）[4]．开关闭合以前，应将滑动变阻器的滑片调至阻值最大的最右端；（3）[5][6]．根据图像可知外电路电流为0时电压表读数为2.5V，则此时路段电压为5×2.5V=12.5V，即电源电动势为E=12.5V，内阻12、220Ω4.699（4.697~4.700均可）电压表的示数U、电流表的示数I【解析】

(1)[1]金属丝的阻值约为：Rx=22×10Ω=220Ω；(2)①[2]根据螺旋测微器的读数规则可知，该金属丝的直径为：4.5mm+19.9×0.01mm=4.699mm；②[3]由(1)可知，该金属丝的电阻值约为220Ω，电源的电动势为6V，则流过金属丝的电流约为：由于电流表A2的量程比较大，因此需将电流表A1改装成量程为30mA的电流表，则电流表应选用A1，又由电流表的改装原理可知：解得：R=