陕西省西安市高新一中2022年高三第四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、如图所示，弹簧振子在a、b两点间做简谐振动当振子从平衡位置O向a运动过程中A．加速度和速度均不断减小B．加速度和速度均不断增大C．加速度不断增大，速度不断减小D．加速度不断减小，速度不断增大2、嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示．假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力．则（）A．嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段桶圆轨道时，应让发动机点火使其加速B．嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度C．嫦娥三号在环月段椭圆轨道上Q点的速度大于月段圆轨道的速度D．若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，则可算出月球的密度3、1896年法国科学家贝可勒尔发现了放射性元素能够自发地发出射线的现象，即天然放射现象。让放射性元素镭衰变过程中释放出的α、β、γ三种射线，经小孔垂直进入匀强电场中，如图所示。下列说法正确的是（

）A．③是α射线，α粒子的电离能力最强，穿透能力也最强B．①是β射线，是高速电子流，来自于原子的核外电子C．原子核发生一次衰变的过程中，不可能同时产生α、β两种射线D．原子序数大于83的元素，都具有放射性，原子序数小于或等于83的元素，都不具有放射性4、如图所示，水平地面上有一个由四块完全相同石块所组成拱形建筑，其截面为半圆环，石块的质量均为m。若石块接触面之间的摩擦忽略不计，则P、Q两部分石块之间的弹力为（）A． B． C． D．5、如图所示,在光滑水平面上,有质量分别为和的两滑块,它们中间夹着一根处于压缩状态的轻质弹簧(弹簧与不拴连),由于被一根细绳拉着而处于静止状态.当剪断细绳,在两滑块脱离弹簧之后,下述说法正确的是（）A．两滑块的动量大小之比B．两滑块的速度大小之比C．两滑块的动能之比D．弹簧对两滑块做功之比6、2024年我国或将成为全球唯一拥有空间站的国家。若我国空间站离地面的高度是同步卫星离地面高度的，同步卫星离地面的高度为地球半径的6倍。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，则空间站绕地球做圆周运动的周期的表达式为（）A．B．C．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、如图所示，足够长的光滑平行金属直导轨固定在水平面上，左侧轨道间距为2d，右侧轨道间距为d。轨道处于竖直向下的磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为2m、有效电阻为2R的金属棒a静止在左侧轨道上，质量为m、有效电阻为R的金属棒b静止在右侧轨道上。现给金属棒a一水平向右的初速度v0，经过一段时间两金属棒达到稳定状态。已知两金属棒运动过程中始终相互平行且与导轨良好接触，导轨电阻忽略不计，金属棒a始终在左侧轨道上运动,则下列说法正确的是（）A．金属棒b稳定时的速度大小为B．整个运动过程中通过金属棒a的电荷量为C．整个运动过程中两金属棒扫过的面积差为D．整个运动过程中金属棒a产生的焦耳热为8、如图所示，带有正电荷的A粒子和B粒子同时以同样大小的速度(速度方向与边界的夹角分别为30°、60°)从宽度为d的有界匀强磁场的边界上的O点射入磁场，又恰好都不从另一边界飞出，则下列说法中正确的是（）A．A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为1∶B．A、B两粒子在磁场中做圆周运动的半径之比为3(2－)∶1C．A、B两粒子的比荷之比是∶1D．A、B两粒子的比荷之比是(2＋)∶39、一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻刚好传到E点，且A点在波峰，B、C、D也是波上质点，波形如图(a)所示；质点C的振动图像如图（b）所示。在x轴正方向E有一能接收简谐横波信号的接收器（图中未画出）以5m/s的速度向x轴正方向运动。下列说法正确的是。A．波速是10m/sB．t=0.05s时刻，B点在波谷C．C、D两点振动的相位差是πD．简谐横波波源起振方向沿y轴负方向E.接收器接收到的波的频率比波源振动频率小10、狄拉克曾经预言，自然界应该存在只有一个磁极的磁单极子，其周围磁感线呈均匀辐射状分布（如图甲所示），距离它r处的磁感应强度大小为（k为常数），其磁场分布与负点电荷Q的电场（如图乙所示）分布相似。现假设磁单极子S和负点电荷Q均固定，有带电小球分别在S极和Q附近做匀速圆周运动，则关于小球做匀速圆周运动的判断正确的是（）A．若小球带正电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示B．若小球带正电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示C．若小球带负电，其运动轨迹平面可在S的正上方，如图甲所示D．若小球带负电，其运动轨迹平面可在Q的正下方，如图乙所示三、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）某同学用图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，A、B为固定在铁架台上的光电门，计时电脑记录小球通过光电门的时间，使用该装置研究小球下落运动过程中的机械能情况。计时电脑记录小球通过A、B两光电门的遮光时间分布是和，当地的重力加速度为g。(1)用20分度游标卡尺测量小球直径，刻度线如图乙所示，则______cm；(2)为了验证小球自A到B过程中机械能是否守恒，还需要进行哪些实验测量____A．用天平测出小球的质量B．测出小球到光电门A的竖直高度C．A、B光电门中点间的竖直高度(3)根据实验测得的物理量，如果满足________关系，即能证明小球在自A到B过程中机械能守恒；(4)若计时电脑还记录了小球自A到B的时间，本实验还可以测量当地的重力加速度，则重力加速度________。（使用、、和表示）12．（12分）在测定一组干电池的电动势和内电阻的实验中，教师提供了下列器材：

A．待测的干电池B．电流传感器1

C．电流传感器2D．滑动变阻器R（0～20Ω，2A）

E．定值电阻R0（2000Ω）F．开关和导线若干

某同学发现上述器材中没有电压传感器，但给出了两个电流传感器，于是他设计了如图甲所示的电路来完成实验。(1)在实验操作过程中，如将滑动变阻器的滑片P向右滑动，则电流传感器1的示数将________；（选填“变大”“不变”或“变小”）(2)图乙为该同学利用测出的实验数据绘出的两个电流变化图线（IA—IB图象），其中IA、IB分别代表两传感器的示数，但不清楚分别代表哪个电流传感器的示数。请你根据分析，由图线计算被测电池的电动势E＝________V，内阻r＝__________Ω；

(3)用上述方法测出的电池电动势和内电阻与真实值相比，E________，r________。（选填“偏大”或“偏小”）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，从长方体透明玻璃中挖去一个半径为R的半球体，O为半球的球心，O1O2连线为透明玻璃体的主光轴，在离球心0.5R处竖直放置一个足够大的光屏，O2为屏上的点，让一单色光束平行O1O2垂直左侧表面入射，当光线距离O1O2连线0.5R时，折射后的光线达到光屏上距离O2为R的P点，已知透明体的上下侧面均涂有吸光材料，则：①透明玻璃的折射率为多少；②当平行光线到光轴O1O2的距离为多少时，折射后射到光屏上的位置离O2最远。14．（16分）如图所示，小球C在光滑的水平直轨道上处于静止状态。在它左边有一垂直于轨道的固定挡板，右边有两个小球A和B用处于原长的轻质弹簧相连，以相同的速度v0向C球运动，C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。在A和D继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被第一次锁定不能伸长但还能继续被压缩。然后D与挡板P发生弹性碰撞，而A的速度不变。过一段时间，弹簧被继续压缩到最短后第二次锁定。已知A、B、C三球的质量均为m。求：(1)弹簧长度第一次被锁定后A球的速度；(2)弹簧长度第二次被锁定后的最大弹性势能。15．（12分）如图甲所示，某人站在力传感器上，从直立静止起，做“下蹲-起跳”动作，图中的“●”表示人的重心。图乙是由力传感器画出的F－t图线。图乙中1～4各点对应着图甲中1～4四个状态和时刻。取重力加速度g=10m/s2。请根据这两个图所给出的信息，求：（1）此人的质量。（2）此人1s内的最大加速度，并以向上为正，画出此人在1s内的大致a－t图像。（3）在F－t图像上找出此人在下蹲阶段什么时刻达到最大速度？简单说明必要理由。

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】

弹簧振子的振动规律.【详解】当振子从平衡位置O向a运动过程中，位移逐渐增大，恢复力逐渐增大，加速度逐渐增大，因为速度和加速度方向相反，故速度逐渐减小，选项C正确.2、C【解析】

嫦娥三号在环月段圆轨道上P点减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入进入环月段椭圆轨道．故A错误；嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点向Q点运动中，距离月球越来越近，月球对其引力做正功，故速度增大，即嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度小于Q点的速度．故B错误；根据，且月段椭圆轨道平均半径小于月段圆轨道的半径，可得嫦娥三号在环月段椭圆轨道的平均速度大于月段圆轨道的速度，又Q点是月段椭圆轨道最大速度，所以嫦娥三号在环月段椭圆轨道上Q点的速度大于月段圆轨道的速度．故C正确；要算出月球的密度需要知道嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期、月球半径和引力常量．故D错误；3、C【解析】

A．由射线的带电性质可知，①是β射线，②是γ射线，③是α射线，α粒子的电离能力最强，穿透能力最弱，A不符合题意；B．β射线是原子核发生β衰变时产生的，是高速电子流，来自于原子核，B不符合题意；C．原子核发生一次衰变的过程中，只能发生α衰变或β衰变，不能同时发生α衰变和β衰变，故不可能同时产生α、β两种射线，C符合题意；D．原子序数大于83的元素，都具有放射性，原子序数小于或等于83的元素，有的也具有放射性，D不符合题意。故选C。4、A【解析】

对石块P受力分析如图由几何关系知：根据平衡条件得，Q对P作用力为：A正确，BCD错误。故选A。5、C【解析】

在两滑块刚好脱离弹簧时运用动量守恒得：，得，两滑块速度大小之比为：；两滑块的动能之比，B错误C正确；两滑块的动量大小之比，A错误；弹簧对两滑块做功之比等于两滑块动能之比为：1：2，D错误．6、A【解析】

在地球表面，得GM=gR2空间站做匀速圆周运动时轨道半径联立解得故BCD错误，A正确；

故选A。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、BCD【解析】

A．对金属棒a、b分别由动量定理可得，联立解得两金属棒最后匀速运动，回路中电流为0，则即则，A错误；B．在金属棒b加速运动的过程中，有即解得B正确；C．根据法拉第电磁感应定律可得解得C正确；D．由能量守恒知，回路产生的焦耳热则金属棒a产生的焦耳热D正确。故选BCD。8、BD【解析】

AB．设AB两粒子在磁场中做圆周运动的半径分别为R和r，根据上图可知联立解得故A错误，B正确。CD．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得，由题意可知，两粒子的v大小与B都相同，则AB两粒子的之比与粒子的轨道半径成反比，即粒子比荷之比为，故C错误，D正确。故选BD。9、ACE【解析】

A．由（a）图可知，波长为。由（b）图可知，周期。所以波速：故A正确。B．靠近平衡时振动速度更大，所以B点从图示位置振动到波谷应该用大于的时间。故B错误。C．C、D两点传播相差半个波长，所以振动的相位差π，故C正确。D．因为简谐横波沿x轴正方向传播，所以由质点带动法可以判断波源起振方向沿y轴正方向。故D错误。E．接收器和波源之间的距离增大，产生多普勒效应，所以接收器接收到的波的频率比波源振动频率小。故E正确。10、ABC【解析】

AC.要使小球能做匀速圆周运动，则洛仑兹力与重力的合力应能充当向心力；在甲图中，若小球为正电荷且逆时针转动（由上向下看），由左手定则知其受洛仑兹力斜向上，与重力的合力可以指向圆心，其运动轨迹平面可在S的正上方；若小球为负电荷，但顺时针转动，同理可知，合力也可以充当向心力，其运动轨迹平面可在S的正上方，故AC正确；BD.Q带负电，若小球带正电，则正电荷在图示位置各点受到的电场力指向Q，电场力与重力的合力可能充当向心力，其运动轨迹平面可在Q的正下方；但若小球带负电，小球受电场力逆着电场线，其与重力的合力不能提供向心力，其运动轨迹平面不可能在Q的正下方，小球不会做匀速圆周运动，故B正确，D错误。故选ABC。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、1.025C【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺刻度为10mm，游标尺刻度为5×0.05mm=0.25mm，所以小球直径=10mm+0.25mm=10.25mm=1.025cm(2)[2]如果机械能守恒，则小球减小的重力势能等于增加的动能，则即所以不需要测量小球的质量。研究的过程是小球在两光电门之间的能量变化，需要A、B光电门中点间的竖直高度。故AB错误，C正确。(3)[3]由以上分析可知，如果满足，即能证明小球在自A到B过程中机械能守恒。而即(4)[4]根据匀变速运动的速度时间关系，有得12、变小3.02.0偏小偏小【解析】

(1)[1]．滑动变阻器在电路中应起到调节电流的作用，滑片P向右滑动时R值减小，电路总电阻减小，总电流变大，电源内阻上电压变大，则路端电压减小，即电阻R0上电压减小，电流减小，即电流传感器1的示数变小。(2)[2][3]．由闭合电路欧姆定律可得I1R0＝E－（I1＋I2）r变形得由数学知可知图象中的由图可知b＝1.50k＝1×10－3解得E＝3.0Vr＝2.0Ω。(3)[4][5]．本实验中传感器1与定值电阻串联充当电压表使用，由于电流传感器1的分流，使电流传感器2中电流测量值小于真实值，而所测量并计算出的电压示数是准确的，当电路短路时，电压表的分流可以忽略不计，故短路电流为准