2022届宁夏回族自治区银川市一中高三上学期第五次月考 物理试题（解析版）

银川一中2022届高三年级第五次月考

理科综合能力测试

注意事项：

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．作答时，务必将答案写在答题卡上。写在本试卷及草稿纸上无效。

3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

可能用到的相对原子质量：H-1  C-12  O-16  F-19  Zn-65  Cl-35.5  Co-59

一、选择题：本大题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项是符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分。有选错的得0分。

1. 如图所示，平板车放在光滑的水平面上，木块和轻弹簧放在光滑的平板车上，轻弹簧一端与固定在平板车上的挡板连接，整个装置处于静止，一颗子弹以一定的水平速度射入木块（时间极短）并留在木块中与木块一起向前滑行，与弹簧接触后压缩弹簧，不计挡板和弹簧的质量，下面说法正确的是（　　）

A. 子弹射入木块过程中，子弹与木块组成的系统动量守恒、机械能守恒

B. 子弹和木块压缩弹簧过程中，子弹、木块、小车组成的系统动量不守恒、机械能守恒

C. 子弹和木块压缩弹簧过程中，子弹、木块、小车、弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒

D. 从子弹刚好接触木块至弹簧压缩最短的整个过程中，子弹、木块、小车组成的系统所损失的机械能等于子弹与木块摩擦产生的热量

【1题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．子弹射入木块过程中，弹与木块组成的系统所受合外力为零，因此动量守恒，而子弹打入木块的过程中，因摩擦产生热量，机械能不守恒，故A错误；

BC．子弹和木块一起压缩弹簧过程中，子弹、木块、小车和弹簧组成的系统动量守恒、机械能守恒，故B错误，C正确；

D．整个过程，子弹、木块、小车组成的系统所损失的机械能等于子弹与木块摩擦产生的热量和弹簧增加的弹性势能，故D错误。

故选C。

2. 如图所示，一球形容器内部固定有三根光滑绝缘轨道1、2、3，将一小球依次从轨道顶端由静止释放，小球都可到达最低点P，下面说法正确的是（　　）

A. 小球运动时间最长的是1轨道

B. 在最低点P重力的瞬时功率最大的是小球沿轨道1的运动

C. 重力做功的平均功率最大的是小球沿轨道3的运动

D. 小球在三个轨道运动过程中动能的变化量相同

【2题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】A．设球的半径为，轨道与水平面的倾角为，则各个轨道的位移和加速度为

，

由位移公式可知

解得时间为

即小球沿三个光滑轨道下滑的时间相等，故A错误；

D．根据动能定理有

则轨道1的高度差最大，末速度最大，动能的变化量最大，轨道3的末速度最小，动能的变化量最小，故D错误；

B．在最低点P重力的瞬时功率为

小球沿轨道1运动的末速度最大，而倾角也最大，故其在最低点重力的瞬时功率最大，故B正确；

C．重力做功的平均功率为

因运动时间相同，而轨道1的重力做功最大，则重力做功的平均功率最大的是小球沿轨道1的运动，故C错误；

故选B。

3. 某物体做匀变速直线运动，设运动的时间为，位移为，其图像如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A. 物体做的是匀加速直线运动 B. 时，物体的速度为-2m/s

C. 经过2s物体的速度为0 D. 0~ls时间内物体的位移为2m

【3题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】AB．由图象可知

故的斜率代表，则由图可知

故物体先做匀减速直线运动，再做反向的匀加速直线运动，AB错误；

C．由速度时间公式

可得，经过2s物体的速度为，C错误；

D．根据位移时间公式

代入数据，可得0~ls时间内物体位移为2m，D正确。

故选D。

4. 如图所示，带正电的小球A用竖直立在地面上的绝缘杆支撑固定，把带正电的小球B绕过A球正上方的定滑轮的绝缘细线用手拉住。开始时A、B在同一水平线上并处于静止状态，不计两个小球的大小。现使小球B缓慢向下移动，小球B在向下移动过程中，A、B两球的电荷量保持不变，不计两球间的万有引力，则在B球缓慢移动一小段距离的过程中（　　）

A. A、B两球间的距离在增大

B. 小球B的运动轨迹是直线

C. 细线上的张力一直增大

D. A、B两球之间的库仑力在减小

【4题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】设小球B受到的重力为mg，A、B两球的带电量分别为q1、q2，两球间的距离为r，定滑轮距离A球为h，距离B球为d，对B球受力分析如图

根据相似三角形可知

得

显然在小球缓慢移动过程中，r保持不变，因此小球运动轨迹是一段圆弧，A、B两球之间的库仑力大小保持不变，又

由于d在增大，因此细线上的张力F一直在增大，故选C。

5. 匀强电场中有一与电场方向平行的扇形AOB区域，如图所示，圆心角=120°，半径R=1m，其中C、D、F将圆弧AB四等分。已知=9V，=0，=3V，以下说法正确的是（　　）

A. 电场场强的大小为6V/m

B.

C. 电子在D点的电势能比在F点高3eV

D. 电场方向沿AB连线方向

【5题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】连接AB、OC、OD、OE，交点分别为I、H、G，为等边三角形，、为等腰三角形，如图所示

由几何关系可得

AI=IG=GB

即I、G为AB的三等分点，由于匀强电场电势均匀变化，可得

，

故OF为电势3V的等势面，由几何关系可得DI连线垂直于OA，与OF平行，为电势6V的等势面，即

，

所以，根据

可知电子在D点的电势能比在F点低3eV；根据电场方向垂直于等势面且指向电势较低一侧，所以场强方向沿AO连线方向，场强大小为

故选A。

6. 如图所示，曲线Ⅰ是一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星P的轨道示意图，其半径为R；曲线Ⅱ是一颗绕地球做椭圆运动的卫星Q的轨道示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知卫星P、Q的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是（　　）

A. 椭圆轨道的长轴长度为R

B. 若P在Ⅰ轨道的加速度大小为a0，Q在Ⅱ轨道A点加速度大小为aA，则a0＜aA

C. 若P在Ⅰ轨道的速率为v0，Q在Ⅱ轨道B点的速率为vB，则v0＞vB

D. 卫星P与卫星Q在Ⅰ、Ⅱ轨道交点处受到的地球引力大小相等

【6题答案】

【答案】BC

【解析】

【详解】A．根据开普勒第三定律可得

因为周期相等，所以半长轴相等，圆轨道可以看成长半轴、短半轴都为R椭圆，故

即椭圆轨道的长轴的长度为2R。故A错误。

B．卫星运动过程中只受到万有引力的作用，故有

所以加速度为

又有OA<R，所以

故B正确。

C．根据万有引力提供向心力可得

故

由此可知轨道半径越大，线速度越小；设卫星以OB为半径做圆周运动的速度为，则

又卫星在Ⅱ的B点做向心运动，所以有

综上有

故C正确。

D．由于不知道两卫星质量关系，故万有引力关系不确定，故D错误。

故选BC。

7. 如图所示，电路中E、r为电源的电动势和内电阻，R1、R2、R3为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。开关闭合时，水平放置的平行金属板中间带电小液滴P处于静止状态。当滑动变阻器R4的滑片向b端滑动时，则（　　）

A. 电源的效率一定会增大

B. 电源的输出功率一定会增大

C. 小液滴一定会向下运动

D. 若电流表、电压表的示数变化量分别为和，则

【7题答案】

【答案】CD

【解析】

【详解】由图可知，与滑动变阻器串联后与并联，再与串连接在电源两端；电容器与并联；当滑片向b端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中总电阻减小；由闭合电路欧姆定律可知，干路中电流增大；路端电压减小，但两端的电压增大，故并联部分的电压减小，也即电压表的示数减小，由欧姆定律可知流过的电流减小，故电流表的示数增大。

A．由于路端电压变小，根据

可知电源效率减小，故A错误；

B．由于不知道电源内电阻与外电阻大小关系，所以当滑动变阻器R4的滑片向b端滑动时，不能判断电源输出功率的变化情况，故B错误；

C．由分析知电压表的示数变小，金属板板间的电场变小，电场力变小，电场力小于小液滴的重力，则小液滴向下运动，故C正确；

D．根据电路可知

很容易看出

由于

有

故D正确。

故选CD。

8. 如图，竖直墙面和水平面均光滑，可视为质点的质量分别为、的A、两球用轻杆连接，开始时A球靠在竖直墙面上，球放在水平面上，杆与竖直方向的夹角为。由静止释放两球，当杆与竖直方向的夹角为时，球仍在做加速运动，此时小球的速度为。已知重力加速度大小为，，A、两球始终在同一竖直面内运动，在A球落地之前的运动过程中、下列判断正确的是（　　）

A. 小球A不会一直沿着墙面向下运动

B. 小球A沿墙面向下运动的加速度不可能大于

C. 当杆与竖直方向的夹角为时，小球A的速度大小为

D. 轻杆的长度为

【8题答案】

【答案】ABD

【解析】

【详解】A．如果小球A能一直沿着墙面向下运动，当A球刚要落地时速度向下，则B球速度为零，此过程B球一定是先向右加速运动后向右减速运动，杆对B球先推后拉，杆拉B球时一定拉A球，因此A球一定会在运动到地面前离开竖直墙面，故A正确；

B．小球A沿墙面向下运动时，杆对球一定施加推力，因此小球A向下的加速度一定不会大于，故B正确；

C．当杆与竖直方向的夹角为时，设球A的速度为，则

解得

故C错误；

D．设轻杆长为，根据机械能守恒

解得

故D正确。

故选ABD。

二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22～32题为必考题，每个试题考生都做答；第33题～39题为选考题，考生根据要求作答.

（一）必考题（共129分）

9. 实验小组用如图甲所示的装置做“探究功与速度变化的关系”实验。将小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋对小车做的功记为W0，当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起且伸长的长度保持与第一次相同进行第2次、第3次…实验时，用速度传感器测出小车速度v和速度的平方v2，将数据输入电脑处理，得到如图乙所示的v2-t图象，由图象可以读出每次实验时小车获得的最大速度的平方分别为a、b、c，回答下列问题：

（1）本实验______（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力。

（2）若a：b：c=1：2：3，可以得出橡皮筋对小车做的功W与小车最大速度的平方v2成_____（填“正比”或“反比”）。

（3）多次实验后，做出W-v2图象如图丙所示，图中图线平滑延长不过坐标原点的原因是_________。

【9题答案】

【答案】    ①. 需要    ②. 正比    ③. 平衡摩擦力过度

【解析】

【详解】（1）[1]本实验要求橡皮筋对小车做的功就是合力的功，因此需要平衡摩擦力；

（2）[2]从题意和图像分析可得，当功W分别为1，2，3倍时，v2也变为1，2，3倍，可得

即橡皮筋对小车做的功W与小车最大速度的平方成正比；

（3）[3]图中的图线不过原点的原因是平衡摩擦力过度或木板的倾角调整过大。

10. 在工业生产中，常运用测定电学量的方法来测定某些溶液含离子的浓度。某同学利用图a所示电路模拟这一情形，测定不同浓度下食盐溶液的电阻率。在长方体绝缘容器内插上两竖直金属薄板A、B，A板固定在左侧，B板可插在容器内不同位置。

（1）因缺少保护电阻，为保护电流表，开关闭合前B板应尽量靠近容器的______侧（填“左”或“右”），容器内应倒入______（填“少量”或“大量”）食盐溶液。

（2）某次实验时，容器内有一定量的食盐溶液，且B板位于最右端，为便于在多次测量中电流的变化范围更大一些，应______（选填：增加、减少）容器内的食盐溶液。

（3）倒入适量食盐溶液后，将B板插在容器内不同位置，改变B、A两板的间距x，读取电流表读数I，测量多组数据，得到图线如图b所示。已知电源电动势为3.0V，容器内部底面长L=20cm，容器内溶液体积V=1200cm3。根据图线求得该食盐溶液的电阻率ρ=_____Ω·m（保留三位有效数字）。

【10题答案】

【答案】    ①. 右    ②. 少量    ③. 增加    ④.

【解析】

【详解】（1）[1]由电阻定律

可知，B板越靠近右侧，溶液长度越长，电阻越大。

[2]盐溶液浓度越低，阻值越大，所以应向容器内应倒入少量食盐溶液。

（2）[3]要使测量中电流的变化范围更大，则应减小电阻，故需要增加容器内的食盐溶液。

（3）[4]根据电阻定律可得

又

联立可得

结合图象的斜率k，可得

11. 如图所示，在竖直平面内，边长为L的正方形ABCD区域有竖直向上的匀强电场（图中未画出），AB边水平。在其左侧竖直放置一平行板电容器MN，两板间加一恒定电压U，某时刻一带电粒子P从M板附近由静止经电场加速从N板小孔（大小可忽略）射出，经A点沿AB方向射入正方形电场区域恰好能从C点飞出。已知粒子质量为m、电荷量为q（q>0），不计粒子重力。求：

（1）正方形区域的电场强度的大小；

（2）若当粒子P刚进入正方形区域时，BC边上的某点同时水平向左发射另一带负电的粒子Q，两粒子质量、电荷量大小均相同，粒子Q的发射速率为此时刻粒子P速率v0的3倍，若保证两粒子能够在正方形区域中相遇，求粒子Q发射时的位置到B点的距离（不计粒子的相互作用）。

【11题答案】

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）加速电场中，由动能定理得

粒子射入正方形电场区域做类平抛运动，有

根据牛顿第二定律可得

联立求得

（2）粒子P，Q能够在正方形区域中相遇，由题意，水平方向上有

竖直方向上有

综上可得：粒子Q发射时的位置到B点的距离

12. 如图所示，一小锤用细线系于固定悬挂点O处，将小锤拉至O左侧一定高度（不超过O点所在的水平面）由静止释放，小锤恰好在最低点P与停在光滑水平面上的物块发生弹性正碰，碰后物块冲向右边固定在墙上的细长钢钉．

已知物块和小锤的质量分别为m、3m；物块和钢钉的长度分别为l、2l，OP距离为R；当小锤释放点距离P的高度时，物块最终停止时其右端到墙的水平距离为。重力加速度为g。物块未被穿透时受到的阻力大小只与钢钉进入物块的深度有关，物块被穿透后受到的阻力恒为。

（1）当时，小锤与物块碰前瞬间对细线的拉力；

（2）当时，物块开始接触钢钉时的速度大小；

（3）要使物块最终被穿透但又没碰到墙，试求h的取值范围并讨论在此范围内物块停止时其右端与墙的水平距离x与h的关系式。

【12题答案】

【答案】（1），方向竖直向下；（2）；（3），

【解析】

【分析】

【详解】（1）假设小锤下落h运动到P点时速度大小为，小锤与物块碰前瞬间受到细线的拉力大小为T，小锤下降过程，应用动能定理有

①

小锤刚到P点，应用牛顿第二定律有

②

当时，代入并联立①②解得

  ③

由牛顿第三定律可知小锤与物块碰前瞬间对细线的拉力大小为，方向竖直向下；

（2）假设小锤与物块碰后速度大小分别为、，小锤与物块弹性碰撞过程应用动量守恒定律和机械能守恒定律有

④

  ⑤

当时，代入并联立①④⑤解得

， ⑥

（3）依题意可知，物块被穿透过程中受到的阻力为变力，假设此过程阻力做功为；物块被穿透后运动过程所受阻力为恒力，此过程阻力做功为

物块减速到零的过程，由动能定理有

  ⑦

当时，，代入并联立⑥⑦解得

  ⑧

当时，由前面分析可知物块接触钢钉前瞬间的速度为，物块接触钢钉后到物块停止过程，代入并联立④⑤⑦⑧解得

  ⑨

依题意可知应满足，代入⑨可得

  ⑩

题意又要求，由，知

代入⑩得，即⑩符合题意要求．

综上，h的取值范围为，此范围内。

（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。

[物理——选修3－3]（15分）

13. 2021年8月5日东京奥运会跳水女子台决赛中，14岁的全红婵领先第二名90多分，以总分466.2拿到金牌，并打破了世界纪录。五次跳水有三次满分，娴熟的动作，标准的姿势，李小鹏感叹：我扔个硬币溅起的水花都比她跳水大。下列说法错误的是（　　）

A. 运动员出水后泳衣上的水很快滑落是因为制造泳衣的材料对水不浸润

B. 运动员入水过程中，在水中产生的气泡内的气体压强小于大气压

C. 运动员入水过程中激起的水花中，很多水滴呈现球形是因为水的表面张力的作用

D. 跳水池水温保持恒定约，保证运动员入水后的舒适度，此时运动员和水池中的水处于热平衡状态

E. 跳水运动员入水后，身体周围会出现一些小气泡，这些小气泡在做无规则的布朗运动

【13题答案】

【答案】BDE

【解析】

【分析】

【详解】A．运动员出水后泳衣上的水很快滑落是因为泳衣采用了对水不浸润的材料制成，故A正确；

B．运动员落水后水下气泡内的气体压强大于大气压，故B错误；

C．运动员落水激起的水花中，较小的水滴呈现接近球形是因为表面张力的作用，故C正确；

D．跳水池水温约26摄氏度，保证运动员落水后处于舒适的温度，所以此时运动员和水池温度并不相同，所以没有处于热平衡状态，故D错误；

E．跳水运动入水后，身体周围会有一些小气泡做无规则的运动，这些小气泡的运动不是布朗运动，不符合布朗运动的特点。故E错误。

故选BDE。

14. 中国共产党成立100周年庆祝大会临近尾声时，广场上的100个气球笼同时打开，10万只气球腾空而起，缤纷的色彩在天空中恣意绽放，一道斑斓的气球幕墙在北京上空描绘出一幅美丽的画卷。据报道，本次使用的气球为氦气球，每个气球需要充入氦气，充气后压强等于一个标准大气压，地面附近空气温度为、压强为。

（1）用一个体积为、压强为的氦气罐给气球充气（认为充气前后气球和氦气罐温度都与环境温度一致，不发生变化），在忽略漏气损耗的情况下，这样的1个氦气罐可以充满多少个氦气球；

（2）本次大会使用的气球由可降解材料制成，当气球体积膨胀到时会发生爆炸。已知高度每升高，空气温度下降，若一个气球在刚好上升到时发生爆炸（气球上升过程中没有漏气），则此时高处大气压强为多少。

【14题答案】

【答案】（1）995个；（2）

【解析】

【分析】

【详解】(1)氦气罐体积，压强，每个气球充满气的体积，压强，由玻意耳定律可得

可得

所以每个罐子可以充气球995个；

(2)在地面，气球，压强，温度为，到达高空时，，温度为，由理想气体状态方程

解得

[物理——选修3－4]（15分）

15. 2021年7月1日上午，中国共产党成立100周年庆祝大会在北京天安门隆重举行，中央广播电视总台全程直播。央视首次使用5G网络代替传统微波技术进行移动4K高清视频直播，5G技术大带宽、低时延的技术优势在直播中得以充分展现，全国人民看到了精彩的现场直播。下列说法正确的是（　　）

A. 现场影像资料传输的时候利用了5G高速网络，5G网络技术使用更高频率的传输波段，单个基站覆盖范围更大，更利于信号绕过障碍传播

B. 在广场上两个喇叭之间行走时，听到声音忽高忽低是两个喇叭发出的声波的干涉现象造成的

C. 现场摄影师使用的照相机镜头采用镀膜技术增加透射光，膜的厚度为入射光在真空中波长的，这是利用了光的薄膜干涉原理

D. 当天活动结束后有演职人员发现，前方路面有水可以看到前方行车的倒影，但是走到前方发现路面无水，这是因为柏油马路温度较高，靠近地表的空气密度减少，发生了全反射

E. 现在很多家庭使用的是光纤有线网络电视，信号在光纤中高速传播利用了光的干涉原理

【15题答案】

【答案】BD

【解析】

【详解】A．现场影像资料传输时候利用了5G高速网络，5G网络技术使用更高频率的传输波段，意味着波长更短，缺点就是单个基站覆盖范围小，需要更多基站才能实现信号全覆盖，选项A错误；

B．广场上两个喇叭之间行走时，听到声音忽高忽低是两个喇叭发出的声波的干涉现象造成的，选项B正确；

C．现场摄影师使用的照相机镜头利用光的薄膜干涉原理，采用镀膜技术增加透射光，膜的厚度应为入射光在介质中波长的，选项C错误；

D．当看到前方路面有水可以看到前方行车的倒影，但是走到前方发现路面无水，这是因为柏油马路温度较高，靠近地表的空气密度减少，光在传播过程中发生了全反射，选项D正确；

E．现在很多家庭使用的是光纤有线网络电视，信号在光纤中高速传播利用的是光的全反射原理，选项E错误。

故选BD。

16. 一列简谐横波在时的波形图如甲所示，波上质点A从时刻开始的振动图像如图乙所示，求：

（1）该列波的传播速度并判断其传播方向；

（2）若图甲中质点P的纵坐标为-1m，请写出质点P的振动方程并求出P在平衡位置的x坐标。

【16题答案】

【答案】（1），沿轴正向传播；（2）m，

【解析】

【详解】（1）由图乙可知时刻，A点振动方向向下，由“同侧法”可知，波沿轴正向传播，由图甲可知，由图乙可知，所以该列波的传播速度为

（2）由（1）解析的结论可得

时间内（即），质点P的路程为2A，故0时刻P质点在平衡位置上方1m处且正向下运动，设P点的振动方程为

当t=0.4s时，y=-1m，代入解得

故P点的振动方程为

当时，代入上式可得

故P质点从平衡位置到处的时间间隔为

则处的平衡位置到P质点的平衡位置间距为

则P在平衡位置的x坐标为