2022屆山西省大同鐵路第一中學高三下學期第五次調(diào)研考試物理試題含解析

2021-2022學年高考物理模擬試卷請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1．如圖所示，一根長為L的金屬細桿通有電流時，在豎直絕緣擋板作用下靜止在傾角為的光滑絕緣固定斜面上。斜面處在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中。若電流的方向和磁場的方向均保持不變，金屬細桿的電流大小由I變?yōu)?.5I，磁感應強度大小由B變?yōu)?B，金屬細桿仍然保持靜止，則（）A．金屬細桿中電流方向一定垂直紙面向外 B．金屬細桿受到的安培力增大了C．金屬細桿對斜面的壓力可能增大了BIL D．金屬細桿對豎直擋板的壓力可能增大了BIL2．在國際單位制中，電荷量的單位是庫侖，符號是C，靜電力常量k=9.0×109N·m1/C1．關(guān)于電荷量與庫侖力，下列說法不正確的是A．兩個電荷量為1C的點電荷在真空中相距1m時，相互作用力相當于地球上一百萬噸的物體所受的重力B．我們幾乎不可能做到使相距1m的兩個物體都帶1C的電荷量C．在微觀帶電粒子的相互作用中，庫侖力比萬有引力強得多D．庫侖定律的公式和萬有引力的公式在形式上很相似，所以它們是性質(zhì)相同的兩種力3．如圖所示，一傾角、質(zhì)量為的斜面體置于粗糙的水平面上，斜面體上固定有垂直于光滑斜面的擋板，輕質(zhì)彈簧一端固定在擋板上，另一端拴接質(zhì)量為的小球?，F(xiàn)對斜面體施加一水平向右的推力，整個系統(tǒng)向右做勻加速直線運動，已知彈簧恰好處于原長，斜面體與水平面間的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為，下列說法正確的是（）A．若增大推力，則整個系統(tǒng)穩(wěn)定后斜面體受到的摩擦力變大B．若撤去推力，則小球在此后的運動中對斜面的壓力可能為零C．斜面對小球的支持力大小為D．水平推力大小為4．托卡馬克（Tokamak）是一種復雜的環(huán)形裝置，結(jié)構(gòu)如圖所示．環(huán)心處有一歐姆線圈，四周是一個環(huán)形真空室，真空室外部排列著環(huán)向場線圈和極向場線圈．當歐姆線圈中通以變化的電流時，在托卡馬克的內(nèi)部會產(chǎn)生巨大的渦旋電場，將真空室中的等離子體加速，從而達到較高的溫度．再通過其他方式的進一步加熱，就可以達到核聚變的臨界溫度．同時，環(huán)形真空室中的高溫等離子體形成等離子體電流，與極向場線圈、環(huán)向場線圈共同產(chǎn)生磁場，在真空室區(qū)域形成閉合磁籠，將高溫等離子體約束在真空室中，有利于核聚變的進行．已知真空室內(nèi)等離子體中帶電粒子的平均動能與等離子體的溫度T成正比，下列說法正確的是A．托卡馬克裝置中核聚變的原理和目前核電站中核反應的原理是相同的B．極向場線圈和環(huán)向場線圈的主要作用是加熱等離子體C．歐姆線圈中通以恒定電流時，托卡馬克裝置中的等離子體將不能發(fā)生核聚變D．為了約束溫度為T的等離子體，所需要的磁感應強度B必須正比于溫度T5．某銀行向在讀成人學生發(fā)放貸記卡，允許學生利用此卡存款或者短期貸款．一位同學將卡內(nèi)余額類比成運動中的“速度”，將每個月存取款類比成“加速度”，據(jù)此類比方法，某同學在銀行賬戶“-500元”的情況下第一個月取出500元，第二個月取出1000元，這個過程可以類比成運動中的()A．速度減小，加速度減小B．速度增大，加速度減小C．速度增大，加速度增大D．速度減小，加速度增大6．如圖所示，在同一平面內(nèi)有①、②、③三根長直導線等間距的水平平行放置，通入的電流強度分別為1A，2A、1A，已知②的電流方向為c→d且受到安培力的合力方向豎直向下，以下判斷中正確的是（）A．①的電流方向為a→bB．③的電流方向為f→eC．①受到安培力的合力方向豎直向上D．③受到安培力的合力方向豎直向下二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7．水平圓盤A、B以齒輪咬合傳動，B盤為主動轉(zhuǎn)盤，A盤半徑為B盤半徑的2倍。在A、B兩盤上分別放置兩個相同的物塊P、Q，它們到圓盤中心的距離相等，均為。物塊與圓盤的最大靜摩擦力為物塊所受重力的倍，重力加速度大小為。若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，下列說法正確的是（）A．圓盤A、B轉(zhuǎn)動的角速度相等B．P、Q不發(fā)生滑動時，所受的摩擦力始終不相等C．當A盤的角速度增大至某一值時，P、Q同時開始滑動D．當A盤的角速度時，Q所受摩擦力的大小等于8．下列說法正確的是（）A．人耳聽到的聲波比超聲波更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象B．在雙縫干涉實驗中，光的頻率越高，光屏上出現(xiàn)的條紋越寬C．梳頭發(fā)時梳子帶了電荷，來回抖動梳子時會向外發(fā)射電磁波D．狹義相對論認為，在慣性系中，光速與光源、觀察者間的相對運動無關(guān)E.火車鳴笛向我們駛來，我們聽到的聲音頻率比聲源振動的頻率低9．如圖所示，一根水平橫桿上套有A、B兩個輕環(huán)，拴柱水杯的等長細繩系在兩環(huán)上，整個裝置處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)緩慢增大兩環(huán)距離，則下列說法正確的是A．桿對A環(huán)的支持力逐漸增大B．桿對A環(huán)的摩擦力保持不變C．桿對B環(huán)的支持力保持不變D．細繩對B環(huán)的拉力逐漸增大10．如圖所示，軸在水平地面上，軸在豎直方向。圖中畫出了從軸上沿軸正方向水平拋出的三個小球和的運動軌跡。不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．和的初速度大小之比為B．和在空中運動的時間之比為C．和的初速度大小之比為D．和在空中運動的時間之比為三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）某同學利用下述裝置對輕質(zhì)彈簧的彈性勢能進行探究，一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連:彈簧處于原長時，小球恰好在桌面邊緣，如圖（a）所示．向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放．小球離開桌面后落到水平地面．通過測量和計算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能．回答下列問題：（1）本實驗中可認為，彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep與小球拋出時的動能Ek相等．已知重力加速度大小為g，為求得Ek，至少需要測量下列物理量中的（填正確答案標號）．A．小球的質(zhì)量mB．小球拋出點到落地點的水平距離sC．桌面到地面的高度hD．彈簧的壓縮量△xE.彈簧原長l0（2）用所選取的測量量和已知量表示Ek，得Ek=．（3）圖（b）中的直線是實驗測量得到的s—△x圖線．從理論上可推出，如果h不變．m增加，s—△x圖線的斜率會（填“增大”、“減小”或“不變”）；如果m不變，h增加，s—△x圖線的斜率會（填“增大”、“減小”或“不變”）．由圖（b）中給出的直線關(guān)系和Ek的表達式可知，Ep與△x的次方成正比．12．（12分）在“用電流表和電壓表測電池的電動勢和內(nèi)電阻”的實驗中，提供的器材有：A．干電池一節(jié)B．電流表（量程）C．電壓表（量程）D．開關(guān)S和若干導線E．滑動變阻器（最大阻值，允許最大電流）F．滑動變阻器（最大阻值，允許最大電流）G．滑動變阻器（最大阻值，允許最大電流）(1)按圖甲所示電路測量干電池的電動勢和內(nèi)阻，滑動變阻器應選_____（填“”、“”或“”）(2)圖乙電路中部分導線已連接，請用筆畫線代替導線將電路補充完整____，要求變阻器的滑片滑至最左端時，其使用電阻值最大。(3)閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，讀取電壓表和電流表的示數(shù)。用同樣方法測量多組數(shù)據(jù)，將實驗測得的數(shù)據(jù)標在如圖丙所示的坐標圖中，請作出圖線_____，由此求得待測電池的電動勢__________，內(nèi)電阻_____。所得內(nèi)阻的測量值與真實值相比______（填“偏大”、“偏小”或“相等”）（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）在如圖甲所示的平面坐標系xOy內(nèi)，正方形區(qū)域（0<x<d、0<y<d）內(nèi)存在垂直xOy平面周期性變化的勻強磁場，規(guī)定圖示磁場方向為正方向，磁感應強度B的變化規(guī)律如圖乙所示，變化的周期T可以調(diào)節(jié)，圖中B0為己知。在x=d處放置一垂直于x軸的熒光屏，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電粒子在t=0時刻從坐標原點O沿y軸正方向射入磁場，不計粒子重力。（1）調(diào)節(jié)磁場的周期，滿足T>，若粒子恰好打在屏上P（d，0）處，求粒子的速度大小v；（2）調(diào)節(jié)磁場的周期，滿足T=，若粒子恰好打在屏上Q（d，d）處，求粒子的加速度大小a；（3）粒子速度大小為v0=時，欲使粒子垂直打到屏上，周期T應調(diào)為多大？14．（16分）如圖所示，水平面上有A、B兩個小物塊（均視為質(zhì)點），質(zhì)量均為，兩者之間有一被壓縮的輕質(zhì)彈簧（未與A、B連接）。距離物塊A為L處有一半徑為L的固定光滑豎直半圓形軌道，半圓形軌道與水平面相切于C點，物塊B的左邊靜置著一個三面均光滑的斜面體（底部與水平面平滑連接）。某一時刻將壓縮的彈簧釋放，物塊A、B瞬間分離，A向右運動恰好能過半圓形軌道的最高點D（物塊A過D點后立即撤去），B向左平滑地滑上斜面體，在斜面體上上升的最大高度為L（L小于斜面體的高度）。已知A與右側(cè)水平面的動摩擦因數(shù)，B左側(cè)水平面光滑，重力加速度為，求：(1)物塊A通過C點時對半圓形軌道的壓力大小；(2)斜面體的質(zhì)量；(3)物塊B與斜面體相互作用的過程中，物塊B對斜面體做的功。15．（12分）質(zhì)量為m=10kg的物體靜止在光滑水平面上，零時刻開始物體受到水平向東F=100N的力作用，1s后，力F的大小不變，方向改為向北，作用1s。求：（1）物體第1s末的速度大??；（2）物體在2s內(nèi)的位移大小。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解析】

A．金屬細桿受到重力、斜面的支持力、擋板的支持力和安培力作用，根據(jù)力的平衡條件可知，金屬細桿中電流方向可能垂直紙面向外，也可能垂直紙面向里，故A錯誤；B．由于磁場與電流方向垂直，開始安培力為，后來的安培力為則金屬細桿受到的安培力增大了故B錯誤；C．金屬細桿受到重力、斜面的支持力、擋板的支持力和安培力作用，根據(jù)力的平衡條件可知，將斜面的支持力分解成水平方向和豎直方向，則水平方向和豎直方向的合力均為零，由于金屬細桿的重力不變，故斜面的支持力不變，由牛頓第三定律可知，金屬細桿對斜面的壓力不變，故C錯誤；D．由于金屬細桿受到斜面的支持力不變，故安培力的大小變化量與擋板的支持力的大小變化量相等；如果金屬細桿中電流方向垂直紙面向里，安培力方向水平向右，當安培力增大，則金屬細桿對擋板的壓力增大，由于安培力增大BIL，所以金屬細桿對豎直擋板的壓力增大了BIL；如果金屬細桿中電流方向垂直紙面向外，安培力方向水平向左，當安培力增大BIL，則金屬細桿對擋板的壓力減小BIL，故金屬細桿對豎直擋板的壓力可能增大了BIL，D正確。故選D。2、D【解析】

兩個電荷量為1C的點電荷在真空中相距1m時，相互作用力；一百萬噸的物體所受的重力，所以我們幾乎不可能做到使相距1m的兩個物體都帶1C的電荷量；在微觀帶電粒子的相互作用中，因粒子間的距離很小，所以庫侖力比萬有引力強得多，選項ABC正確；庫侖定律的公式和萬有引力的公式在形式上雖然很相似，但是它們不是性質(zhì)相同的兩種力，選項D錯誤；此題選擇不正確的選項，故選D.3、B【解析】

A．斜面體受到的摩擦力大小決定于動摩擦因數(shù)和正壓力，若增大推力，動摩擦因數(shù)和正壓力不變，則整個系統(tǒng)穩(wěn)定后斜面體受到的摩擦力不變，故A錯誤；B．若撒去推力，系統(tǒng)做減速運動，如果小球在此后的運動中對斜面的壓力為零，則加速度方向向左，其大小為以整體為研究對象可得由此可得摩擦因數(shù)所以當時小球在此后的運動中對斜面的壓力為零，故B正確；C．彈簧處于原長則彈力為零，小球受到重力和斜面的支持力作用，如圖所示豎直方向根據(jù)平衡條件可得則支持力故C錯誤；D．對小球根據(jù)牛頓第二定律可得解得再以整體為研究對象，水平方向根據(jù)牛頓第二定律可得解得水平推力故D錯誤。故選B。4、C【解析】

A、目前核電站中核反應的原理是核裂變，原理不同，故A錯誤；B、極向場線圈、環(huán)向場線圈主要作用是將高溫等離子體約束在真空室中，有利于核聚變的進行，故B錯誤；C、歐姆線圈中通以恒定的電流時，產(chǎn)生恒定的磁場，恒定的磁場無法激發(fā)電場，則在托卡馬克的內(nèi)部無法產(chǎn)生電場，等離子體無法被加速，因而不能發(fā)生核聚變，故C正確．D、帶電粒子的平均動能與等離子體的溫度T成正比，則，由洛倫茲力提供向心力，則，則有，故D錯誤．5、C【解析】

將每個月取款類比成“加速度”，第一個月取出500元，第二個月取出1000元，說明加速度變大，將卡內(nèi)余額類比成運動中的“速度”，卡內(nèi)貸款變多，則速度增大，故C正確。故選C。6、C【解析】

AB．因為②的電流方向為c→d且受到安培力的合力方向豎直向下，根據(jù)左手定則可知導線②處的合磁場方向垂直紙面向外，而三根長直導線等間距，故導線①和③在導線②處產(chǎn)生的磁場大小相等，方向均垂直紙面向外，再由安培定則可知①的電流方向為b→a，③的電流方向為e→f，故A錯誤，B錯誤；C．根據(jù)安培定則可知②和③在①處產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，而①的電流方向為b→a，根據(jù)左手定則可知①受到安培力的合力方向豎直向上，故C正確；D．根據(jù)安培定則可知②在③處產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里，①在③處產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，根據(jù)電流產(chǎn)生磁場特點可知③處的合磁場方向垂直紙面向里，又因為③的電流方向為e→f，故根據(jù)左手定則可知③受到安培力的合力方向豎直向上，故D錯誤。故選C。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BD【解析】

A．圓盤A、B邊緣線速度相同，由得①故A錯誤；BC．物塊滑動前有結(jié)合①式知所受靜摩擦力大，兩物塊最大靜摩擦力均為。增大則所需向心力增大，則先達到最大靜摩擦力，開始滑動，故B正確，C錯誤；D．P、Q兩物塊開始滑動時有解得臨界角速度結(jié)合①式知，當時，故此時所受摩擦力大小等于，故D正確。故選BD。8、ACD【解析】

A．超聲波比人耳聽到的聲波波長短，而波長越長越容易發(fā)生光的衍射，所以人耳聽到的聲波比超聲波更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，A正確；B．根據(jù)雙縫干涉實驗中相鄰亮（暗）條紋的間距公式可知，光的頻率越高，波長越短，光屏上出現(xiàn)的條紋越窄，所以B錯誤；C．梳頭發(fā)時梳子帶了電荷，來回抖動梳子時會產(chǎn)生變化的電磁場，即可向外發(fā)射電磁波；所以C正確；D．狹義相對論認為，在慣性系中，光速與光源、觀察者間的相對運動無關(guān)，所以D正確；E．火車鳴笛向我們駛來，即波源與觀察者相互靠近，我們聽到的聲音頻率比聲源振動的頻率高，所以E錯誤。故選ACD。9、CD【解析】

AC.設(shè)水杯的質(zhì)量為，以兩個輕環(huán)和水杯組成的系統(tǒng)為研究對象，豎直方向受到重力和水平橫梁對鐵環(huán)的支持力，力圖如圖所示，根據(jù)平衡條件得：可得：可見，水平橫梁對鐵環(huán)的支持力不變，故A錯誤、C正確；B.以環(huán)為研究對象，豎直方向：水平方向：聯(lián)立解得：減小時，變大，故B錯誤；D.設(shè)與環(huán)相連的細繩對水杯的拉力為，根據(jù)豎直方向的平衡條件可得：由于繩子與豎直方向的夾角增大，則變小，繩子拉力變大，故D正確．10、CD【解析】

小球做平拋運動，則有：對有，對有，對有：解得：故CD正確，AB錯誤。故選CD。三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、（1）ABC(2)（3）減小增大2【解析】

（1）由平拋規(guī)律可知，由水平距離和下落高度即可求出平拋時的初速度，進而可求出物體動能，所以本實驗至少需要測量小球的質(zhì)量m、小球拋出點到落地點的水平距離s、桌面到地面的高度h，故選ABC．（2）由平拋規(guī)律可知：豎直方向上：h=gt2，水平方向上：s=vt，而動能Ek=mv2聯(lián)立可得Ek=；（3）由題意可知如果h不變，m增加，則相同的△L對應的速度變小，物體下落的時間不變，對應的水平位移s變小，s-△L圖線的斜率會減小；只有h增加，則物體下落的時間增加，則相同的△L下要對應更大的水平位移s，故s-△L圖線的斜率會增大．彈簧的彈性勢能等于物體拋出時的動能，即Ep=，可知Ep與△s的2次方成正比，而△s與△L成正比，則Ep與△L的2次方成正比．【點睛】本題的關(guān)鍵是通過測量小球的動能來間接測量彈簧的彈性勢能，然后根據(jù)平拋規(guī)律以及動能表達式即可求出動能的表達式，彈性勢能轉(zhuǎn)化為物體的動能，從而得出結(jié)論．根據(jù)x與△L的圖線定性說明m增加或h增加時x的變化，判斷斜率的變化．彈簧的彈性勢能等于物體拋出時的動能和動能的表達式，得出彈性勢能與△x的關(guān)系，△x與△L成正比，得出Ep與△L的關(guān)系．12、1.51.9偏小【解析】

(1)[1]為方便實驗操作，且需要干電池的路端電壓有明顯變化，滑動變阻器應選擇總阻值較小的。(2)[2]根據(jù)電路圖連接實物電路圖，實物電路圖如圖所示(3)[3]根據(jù)坐標系內(nèi)描出的點作出電源的圖象，圖象如圖所示[4][5]由圖可知，縱截距為1.5，則電源電動勢為電源內(nèi)阻等于圖像的斜率，有[6]相對于電源來說，電流表采用外接法，電流表的測量值小于通過電源的電流，電動勢和內(nèi)阻的測量值均小于真實值；或者理解為電壓表內(nèi)阻存在分流作用，故電流測量值偏小，可以將電壓表內(nèi)阻與電源并聯(lián)后看作等效電源，實際測量的是等效電源的電動勢和內(nèi)電阻，故電動勢的測量值小于真實值，內(nèi)電阻的測量值小于真實值。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、（1）；（2）(其中k=1，2，3……)；（3）T=,其中sin=，=arcsin；sin=，=arcsin；sin=，=arcsin。；【解析】

（1）粒子的運動軌跡如圖所示