湖南省长沙市湖南师大附中2022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注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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．如图所示物块A和B的质量分别为4m和m，开始A、B均静止，细绳拉直，在竖直向上拉力F＝6mg作用下，动滑轮竖直向上运动．已知动滑轮质量忽略不计，动滑轮半径很小，不考虑绳与滑轮之间的摩擦，细绳足够长，在滑轮向上运动中，物块A和B的加速度分别为A．aA＝g，aB＝5g B．aA＝aB＝gC．aA＝g，aB＝3g D．aA＝0，aB＝2g2．北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。为了兼顾高纬度地区的定位和导航需要，该系统已布置了10余颗倾斜地球同步轨道卫星（IGSO），其轨道是与赤道平面呈一定夹角的圆形，圆心为地心，运行周期与地球自转周期相同。关于倾斜地球同步轨道卫星，下列说法正确的是（）A．该卫星不可能经过北京上空B．该卫星距地面的高度与同步轨道静止卫星相同C．与赤道平面夹角为的倾斜地球同步轨道只有唯一一条D．该卫星运行的速度大于第一宇宙速度3．一个质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法不正确的是()A．质点振动的频率为4HzB．在10s内质点经过的路程是20cmC．在5s末，质点的速度为零，加速度最大D．t＝1.5s和t＝4.5s两时刻质点的位移大小相等，都是cm4．一质量为中的均匀环状弹性链条水平套在半径为R的刚性球体上，已知不发生形变时环状链条的半径为R/2，套在球体上时链条发生形变如图所示，假设弹性链条满足胡克定律，不计一切摩擦，并保持静止．此弹性链条的弹性系数k为A． B．C． D．5．2019年1月3日，嫦娥四号成功着陆在月球背面开始了对月球背面区域的科学考察之旅。由于月球在绕地球的运行过程中永远以同一面朝向地球，导致地球上的任何基站信号都无法直接穿透月球与嫦娥四号建立联系，为此，我国特意于2018年5月21日成功发射了嫦娥四号中继星“鹊桥”，如下图所示，若忽略除地球和月球外其他天体的影响，运行在地月第二拉格朗日点（L2点）的“鹊桥”的运动可简化为同时参与了以L2点为中心的自转和与月球一起绕地球的公转两个运动，以确保嫦娥四号和地球之间始终能够正常的进行通讯联系。以下关于月球和中继星“鹊桥”运动的认识中正确的是：A．月球的自转周期与其绕地球的公转周期一定是相同的B．“鹊桥”的公转周期一定大于月球的公转周期C．“鹊桥”的自转的周期一定等于其绕地球公转的周期D．“鹊桥”绕L2点自转的向心力一定是地球和月球对其万有引力的合力6．2019年4月10日，全球多地同步公布了人类历史上第一张黑洞照片。黑洞是一种密度极大，引力极大的天体，以至于光都无法逃逸。黑洞的大小由史瓦西半径公式R=决定，其中万有引力常量G=6.67×10－11N·m²/kg²，光速c=3.0×108m/s，天体的质量为M。已知地球的质量约为6×1024kg，假如它变成一个黑洞，则“地球黑洞”的半径约为（）A．9μm B．9mm C．9cm D．9m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．甲乙两物体从同一地点开始沿同一方向运动，用某测速仪描绘出两物体的v-t图象如图所示，已知甲物体的图象是两段半径相同的圆弧，乙物体的图象是一倾斜直线，t4=2t2，甲的初速度末速度均等于乙的末速度。已知则下列说法正确的（）A．0～t1时间内，甲乙两物体距离越来越小B．t1时刻，甲乙两物体的加速度大小可能相等C．t3～t4时间内，乙车在甲车后方D．0～t4时间内，两物体的平均速度相等8．如图所示，一直角斜劈绕其竖直边BC做圆周运动，物块始终静止在斜劈AB上。在斜劈转动的角速度ω缓慢增加的过程中，下列说法正确的是（）A．斜劈对物块的支持力逐渐减小B．斜劈对物块的支持力保持不变C．斜劈对物块的摩擦力逐渐增加D．斜劈对物块的摩擦力变化情况无法判断9．质谱仪又称质谱计，是根据带电粒子在电磁场中能够偏转的原理，按物质原子、分子或分子碎片的质量差异进行分离和检测物质组成的一类仪器。如图所示为某品牌质谱仪的原理示意图，初速度为零的粒子在加速电场中，经电压U加速后，经小孔P沿垂直极板方向进入垂直纸面的磁感应强度大小为B的匀强磁场中，旋转半周后打在荧光屏上形成亮点。但受加速场实际结构的影响，从小孔P处射出的粒子方向会有相对极板垂线左右相等的微小角度的发散（其他方向的忽略不计），光屏上会出现亮线，若粒子电量均为q，其中质量分别为m1、m2（m2>m1）的两种粒子在屏上形成的亮线部分重合，粒子重力忽略不计，则下列判断正确的是（）A．小孔P处粒子速度方向相对极板垂线最大发散角θ满足cosθ=B．小孔P处粒子速度方向相对极板垂线最大发散角θ满足sinθ=C．两种粒子形成亮线的最大总长度为D．两种粒子形成亮线的最大总长度为10．如图所示，有甲、乙两颗卫星分别在不同的轨道围绕一个半径为R、表面重力加速度为g的行星运动，卫星甲、卫星乙各自所在的轨道平面相互垂直，卫星甲的轨道为圆，距离行星表面的高度为R，卫星乙的轨道为椭圆，M、N两点的连线为其椭圆轨道的长轴且M、N两点间的距离为4R．则下列说法中正确的有A．卫星甲的线速度大小为B．甲、乙卫星运行的周期相等C．卫星乙沿椭圆轨道运行经过M点时的速度小于卫星甲沿圆轨道运行的速度D．卫星乙沿椭圆轨道运行经过N点时的加速度小于卫星甲沿圆轨道运行的加速度三、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）测量木块和木板间动摩擦因数的装置如图(a)。水平固定的长木板一端有定滑轮，另一端有打点计时器。细线绕过定滑轮将木块和钩码相连，木块靠近打点计时器，纸带穿过打点计时器后固定在木块上。接通打点计时器，放开木块，钩码触地后不再弹起，木块继续向前运动一段距离后停在木板上。某次纸带的数据如图(b)，打点计时器所用电源的频率为50Hz，每相邻两点间还有1个点未画出，数值单位为cm。由图(b)数据可知，钩码触地后木块继续运动的加速度大小为___m/s2；若取g＝10m/s2，则木块与木板间的动摩擦因数为___；某小组实验数据处理完成后，发现操作中滑轮的高度变化造成细线与木板的上表面不平行，如图(c)，这样他们测得的动摩擦因数与实际值相比___（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。12．（12分）如图甲所示，一根伸长可忽略的轻绳跨过轻质定滑轮，两个质量相等的砝码盘分别系于绳的两端。甲、乙两位同学利用该装置探究系统加速度与其所受合力的关系。共有9个质量均为m的砝码供实验时使用。请回答下列问题：(1)实验中，甲将左盘拉至恰好与地面接触，乙把5个硅码放在右盘中，4个底码放在左盘中。系统稳定后，甲由静止释放左盘；(2)若要从(1)的操作中获取计算系统加速度大小的数据，下列器材中必须使用的是____（填正确答案标号）；A．米尺B．秒表C．天平D．弹簧秤(3)请说明用(2)中选择的器材要测量本实验中的必要物理量是：_________________；(4)由(3)中测量得到的物理量的数据，根据公式________________（用所测量物理量的符号表示），可以计算岀系统加速度的大小：(5)依次把左盘中的砝码逐个移到右盘中，重复(1)(3)(4)操作；获得系统在受不同合力作用下加速度的大小，记录的数据如下表，请利用表中数据在图乙上描点并作出a-F图象___________；(6)从作出的a－F图像能得到的实验结论是：___________________。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）如图甲所示，正方形闭合线圈的边长、总电阻、匝数，匀强磁场方向垂直于线圈平面，磁感应强度大小随时间的变化关系如图乙所示，周期，磁场方向以垂直线圈平面向里为正。试求：（1）时，线圈的边所受安培力的大小和方向。（2）在时间内，通过导线横截面的电荷量。14．（16分）如图所示，MN是半径为R=0.8m的竖直四分之一光滑弧轨道。竖直固定在水平桌面上，轨道末端处于桌子边缘并与水平桌面相切于N点。把一质量为m=1kg的小球B静止放于N点，另一个与B完全相同的小球A由M点静止释放，经过N点时与B球发生正碰，碰后粘在一起水平飞出，落在地面上的P点，若桌面高度为h=1.25m，取重力加速度g=l0m/s2。不计空气阻力，小球可视为质点。求：(1)与B球碰前瞬间，A球的速度大小：(2)A、B两球碰后瞬间的共同速度大小；(3)P点与N点之间的水平距离x。15．（12分）如图所示，质量为M=2kg的长木板甲放在光滑的水平桌面上，在长木板右端l=2m处有一竖直固定的弹性挡板，质量为m=1kg可视为质点的滑块乙从长木板的左端冲上，滑块与长木板之间的动摩擦因数为μ=0.2，重力加速度g=10m/s2，假设长木板与弹性挡板发生碰撞时没有机械能的损失。(1)滑块乙的初速度大小为v0=3m/s时，滑块乙不会离开长木板甲，则整个过程中系统产生的内能应为多少？(2)如果滑块乙的初速度大小为v0=11m/s，则长木板甲至少多长时，才能保证滑块乙不会离开长木板甲？

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】

在竖直向上拉力F＝6mg时，此时A、B受的拉力分别为3mg、3mg，对A因为3mg＜4mg，故物体A静止，加速度为0；对物体B3mg－mg＝maB解得aB＝2g故选D。2、B【解析】

A．根据题目描述，倾斜地球同步轨道卫星的轨道是与赤道平面呈一定夹角的圆形，圆心为地心，所以有可能在运动过程中经过北京上空，所以A错误；B．由题意可知，倾斜地球同步轨道卫星的周期与地球同步卫星的周期相同，根据可知，该卫星的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径相同，即该卫星距地面的高度与同步轨道静止卫星相同，所以B正确；C．由题意可知，圆心在地心，与赤道平面成的圆形轨道有无数个，所以C错误；D．根据公式可知，卫星轨道半径越大，运行速度越小，而第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以该卫星的运行速度比第一宇宙速度小，D错误。故选B。3、A【解析】

A．由题图图象可知，质点振动的周期为T＝4s，故频率f＝＝0.25Hz故A符合题意；B．在10s内质点振动了2.5个周期，经过的路程是10A＝20cm故B不符合题意；C．在5s末，质点处于正向最大位移处，速度为零，加速度最大，故C不符合题意；D．由题图图象可得振动方程是x＝2sincm将t＝1.5s和t＝4.5s代入振动方程得x＝cm故D不符合题意。故选A。4、C【解析】

在圆环上取长度为的一小段为研究对象，这一段的重力为设其余弹簧对这一小段的作用力为T，对这一小段受力分析如图(因为是对称图形，对任一段的受力一样，可对在圆球的最右侧一小侧研究)：据平衡条件可得：弹簧弹力F与弹簧对这一小段作用力的关系如图：由图得解得不发生形变时环状链条的半径为，套在球体上时链条发生形变如题图所示，则弹簧的伸长量弹簧弹力与伸长量关系解得故C正确，ABD错误。5、A【解析】

A.月球一面始终朝着地球，说明月球也有自转，其自转周期等于其公转周期，故A正确；B.地月系统的拉格朗日点就是小星体在该位置时，可以与地球和月球基本保持相对静止，故中继星“鹊桥”随拉格朗日点L2绕地球运动的周期等于月球绕地球的周期，故B错误；C.为确保嫦娥四号和地球之间始终能够正常的进行通讯联系，所以“鹊桥”的自转的周期要小其绕地球公转的周期，故C错误；D.中继星“鹊桥”绕拉格朗日点L2运动过程，只受到地球和月球万有引力作用，合力不能提供向心力，因此还受到自身的动力作用，故D错误。6、B【解析】

根据题意，将已知量代入公式得ACD错误，B正确。故选B。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、BD【解析】

A．甲乙两物体从同一地点开始沿同一方向运动，0～t1时间内，甲的速度比乙的大，则甲在乙的前面，甲乙两物体距离越来越大，故A错误。B．根据速度时间图线的斜率表示加速度，可知，t1时刻，甲乙两物体的加速度大小可能相等，故B正确。C．根据“面积”表示位移，结合几何知识可知，0～t4时间内，两物体的位移相等，t4时刻两车相遇，而在t3～t4时间内，甲车的位移比乙车的位移大，则知在t3～t4时间内，乙车在甲车前方，故C错误。D．0～t4时间内，两物体的位移相等，用时相等，则平均速度相等，故D正确。故选BD。8、AC【解析】

物块的向心加速度沿水平方向，加速度大小为a=ω2r，设斜劈倾角为θ，对物块沿AB方向f-mgsinθ=macosθ垂直AB方向有mgcosθ-N=masinθ解得f=mgsinθ+macosθN=mgcosθ-masinθ当角速度ω逐渐增加时，加速度a逐渐增加，f逐渐增加，N逐渐减小，故AC正确，BD错误。

故选AC。9、AD【解析】

由题意知解得同理设左右最大发射角均为时，粒子光斑的右边缘恰好与粒子光斑的左边缘重合，如图所示（图中虚线为半圆轨迹和向左发散角轨迹，实线为半圆轨迹和向左发散轨迹），则联立解得此时两种粒子光斑总宽度为解得故选AD。10、BD【解析】

A．卫星甲绕中心天体做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，有：解得：其中，根据地球表面万有引力等于重力得联立解得甲环绕中心天体运动的线速度大小为故A错误；B．卫星甲绕中心天体做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，有根据地球表面万有引力等于重力得解得卫星甲运行的周期为由卫星乙椭圆轨道的半长轴等于卫星甲圆轨道的半径，根据开普勒第三定律，可知卫星乙运行的周期和卫星甲运行的周期相等，故B正确；C．卫星做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力，应给卫星加速，所以卫星乙沿椭圆轨道经过M点时的速度大于轨道半径为M至行星中心距离的圆轨道的卫星的线速度，而轨道半径为M至行星中心距离的圆轨道的卫星的线速度大于卫星甲在圆轨道上的线速度，所以卫星乙沿椭圆轨道运行经过M点时的速度大于卫星甲沿圆轨道运行的速度，故C错误；D．卫星运行时只受万有引力，加速度所以卫星乙沿椭圆轨道运行经过N点时的加速度小于卫星甲沿圆轨道运行的加速度，故D正确。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、30.3不变【解析】

[1]钩码触地后木块做减速运动，计算其加速度大小应该用纸带的后一段，即5~1点之间的部分；[2]钩码触地后，木块只在滑动摩擦力作用下做匀减速运动，有f=maf=mg木块与木板间的动摩擦因数=0.3；[3]由于钩码触地后细线不再提供拉力，减速运动的加速度与之前的加速运动情况无关，所以不影响测量结果，测得的动摩擦因数与实际值相比不变。12、AB释放前，用米尺测量右盘离地面的高度h，用秒表记录右盘下落至地面的时间t系统质量一定时，其加速度与所受合外力成正比【解析】

(2)[1]根据实验原理可知，砝码盘做匀加速直线运动，由公式可知，要得到加速度应测量释放前，用米尺测量右盘离地面的高度h，用秒表记录右盘下落至地面的时间t，故AB正确。故选AB；(3)[2]由(2)可知，要测量本实验中的必要物理量