2021-2022学年福建省师范大学附属中学高考物理四模试卷含解析

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、已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量为En=，其中n=2，3，4……已知普朗克常量为h，电子的质量为m。巴尔末线系是氢原子从n≥3的各个能级跃迁至n=2能级时辐射光的谱线，则下列说法中正确的是（）A．巴尔末线系中波长最长的谱线对应光子的能量为3.40eVB．氢原子从基态跃迁到激发态后，核外电子动能减小，原子的电势能增大，动能和电势能之和不变C．基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，电子速度大小为D．一个处于n=4的激发态的氢原子，向低能级跃迁时最多可辐射出6种不同频率的光2、一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核，衰变方程为.下列说法正确的是（）A．衰变后钍核的动能等于粒子的动能B．衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C．铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D．衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量3、如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动．下列说法正确的是：（）A．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的速度都相同B．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量(动量P=mv，v为瞬时速度)4、如图所示，传送带AB长为16m，水平地面BC的长为8m，传送带与水平地面之间B处由光滑小圆弧连接，物块在B处由传送带滑到水平地面速度大小不变，物块与水平地面间、传送带间的动摩擦因数均为0.5，光滑半圆形轨道CD的半径为1.25m，与水平地面相切于C点，其直径CD右侧有大小为100V/m、方向水平向左的匀强电场。传送带以l0m/s的速度顺时针运动，带正电的物块可看成质点，其质量为5kg，带电荷量为0.5C，从静止开始沿倾角为37°的传送带顶端A滑下。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，则下列说法正确的是（）A．物块在传送带上先加速后匀速B．物块在传送带上运动的时间为3sC．物块到达C点时对C点的压力为306ND．物块可以运动到D点，在D点速度为m/s5、如图，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是（）A．a、b、c小球带同种电荷 B．a、b小球带异种电荷，b、c小球带同种电荷C．a、b小球电量之比为 D．a、b小球电量之比6、如图所示为某质点做匀变速运动的位移—时间（x－t）图象，t＝4s时图象的切线交时间轴于t＝2s处，由此可知，t＝0时刻质点的速度大小为（）A．0 B．0.25m/s C．0.5m/s D．1m/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、天文学家观测发现的双子星系统“开普勒—47”有一对互相围绕运行的恒星，其中一颗大恒星的质量为M，另一颗小恒星只有大恒星质量的三分之一，引力常量为G，据此可知（）A．大、小两颗恒星的转动周期之比为1：3 B．大、小两颗恒星的转动角速度之比为1：1C．大、小两颗恒星的转动半径之比为3：1 D．大、小两颗恒星的转动半径之比为1：38、关于电场，下列说法正确的是（）A．过电场中同一点的电场线与等势面一定垂直B．电场中某点电势的值与零电势点的选取有关，某两点间的电势差的值也与零电势点的选取有关C．电场中电势高低不同的两点，同一点电荷在高电势点的电势能大D．电场力对点电荷做正功，该点电荷的电势能一定减小9、从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10m/s2。由图中数据可得()A．物体的质量为1kgB．物体受到的空气阻力是5NC．h=2m时，物体的动能Ek=60JD．物体从地面上升到最高点用时0.8s10、如图甲所示电路中，电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，外电路接有三个定值电阻R1=2Ω、R2=3Ω、R3=6Ω，虚线框内的电路可等效为一个电源，如图乙所示，其等效电动势E＇等于CD间未接入用电器时CD间的电压，若用导线直接将C、D两点连接起来，通过该导线的电流等于等效电源的短路电流．下列说法正确的是A．等效电源的电动势E＇=5VB．等效电源的短路电流为1.2AC．等效电源的内阻r＇=7.5ΩD．等效电源的最大输出功率为0.3W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）某小组利用打点计时器测量橡胶滑块与沥青路面间的动摩擦因数。给橡胶滑块一初速度，使其拖动纸带滑行，打出纸带的一部分如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出，经测量AB、BC、CD、DE间的距离分别为。在ABCDE五个点中，打点计时器最先打出的是_______点，在打出D点时物块的速度大小为____m/s（保留3位有效数字）；橡胶滑块与沥青路面间的动摩擦因数为________（保留1位有效数字，g取9.8m/s2）。12．（12分）如图甲所示的一黑箱装置、盒内有电源、电阻等元件，a、b为黑箱的两个输出端（1）为了探测黑箱，某同学进行了以下测量A．用多用电表的电压档测量a、b间的输出电压B．用多用电表的电阻档测量a、b间的电阻你认为这个同学以上测量中有不妥的有______（选填字母）；（2）含有电源的黑箱相当于一个“等效电源”，a、b是等效电源的两级，为了测定这个等效电源的电动势和内阻，该同学设计了如图乙所示的电路，调节电阻箱的阻值，记录下电压表和电流表的示数，并在如图所示的方格纸上建立U-I坐标，根据实验数据画出了坐标点，如图所示，并由图求出等效电源的内阻r’=___Ω；由于电压表有分流的作用，采用此测量电路，测得的等效电源的内阻，与真实值相比___（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；（3）现探明黑箱中的电源和电阻如图丙所示，探出电阻R1=1.5Ω、R2=2Ω；推算出黑箱内电源的电动势E=____V，内阻r=____Ω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）一简谐横波以4m/s的波速沿水平绳向x轴正方向传播．已知t=0时的波形如图所示，绳上两质点M、N的平衡位置相距波长．设向上为正，经时间t1（小于一个周期），此时质点M向下运动，其位移仍为0.02m．求（i）该横波的周期；（ii）t1时刻质点N的位移．14．（16分）图（甲）所示，弯曲部分AB和CD是两个半径相等的圆弧，中间的BC段是竖直的薄壁细圆管（细圆管内径略大于小球的直径），细圆管分别与上、下圆弧轨道相切连接，BC段的长度L可作伸缩调节．下圆弧轨道与地面相切，其中D、A分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点，整个轨道固定在竖直平面内．一小球多次以某一速度从A点水平进入轨道而从D点水平飞出．今在A、D两点各放一个压力传感器，测试小球对轨道A、D两点的压力，计算出压力差△F．改变BC间距离L，重复上述实验，最后绘得△F-L的图线如图（乙）所示，（不计一切摩擦阻力，g取11m/s2），试求：（1）某一次调节后D点离地高度为1．8m．小球从D点飞出，落地点与D点水平距离为2．4m，小球通过D点时的速度大小（2）小球的质量和弯曲圆弧轨道的半径大小15．（12分）如图所示，圆心为O的四分之一圆弧形接收屏BD，水平放置在光滑绝缘的水平桌面上，整个装置处于水平方向的匀强电场中，电场强度的方向垂直于直线AOB。现将一带正电小球从A点沿AO方向射出，其初动能为Ek，小球恰好垂直打到圆弧上的C点。已知∠BOC=θ，取A点电势。(1)求小球在C点的电势能；(2)若过C点作AB的垂线交AB于P点(图中未标出)，试通过计算推导，证明O点恰好是AP的中点。

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】

A．巴尔末线系为跃迁到2能级的四种可见光，红青蓝紫（3→2、4→2、5→2、6→2），则能级差最小的为红光（3→2），其频率最小，波长最长，对应的能量为故A错误；B．氢原子从基态跃迁到激发态需要吸收能量，则氢原子的总能量（动能和电势能之和）变大，而电子的轨道半径变大，库仑力做负功，则电势能增大，跃迁后的库仑力提供向心力可得故半径变大后，电子的速度变小，电子的动能变小，故B错误；C．基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离，由能量守恒定律，有解得自由电子的速度为故C正确；D．一个处于n=4的激发态的氢原子向低能级跃迁，逐级向下辐射出的光子种类最多为(4-1)=3种，故D错误；故选C。2、B【解析】

A．根据可知，衰变后钍核的动能小于粒子的动能，故A错误；B．根据动量守恒定律可知，生成的钍核的动量与粒子的动量等大反向，故B正确；C．铀核的半衰期等于一半数量的铀核衰变需要的时间，而放出一个粒子所经历的时间是一个原子核衰变的时间，故两者不等，故C错误；D．由于该反应放出能量，由质能方程可知，衰变后粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，故D错误。3、B【解析】

从轨道1变轨到轨道2，需要加速逃逸，故A错误；根据公式可得：，故只要到地心距离相同，加速度就相同，卫星在椭圆轨道1绕地球E运行，到地心距离变化，运动过程中的加速度在变化，B正确C错误；卫星在轨道2做匀速圆周运动，运动过程中的速度方向时刻在变，所以动量方向不同，D错误．4、C【解析】

AB.刚开始运动时，对物块受力分析可知解得a1=10m/s2物块与传送带达到共同速度时解得t1=ls物块的位移此后对物块受力分析可知解得a2=2m/s2，物块在传送带上的第二段运动解得t2=1s，物块在传送带上运动的时间物体在传送带上先以a1=10m/s2加速，再以a2=2m/s2加速，AB错误；C.物块到达传送带底端的末速度在水平地面BC上，物块做匀减速直线运动，其加速度大小设物块到达C点时的速度为v3，则解得v3=8m/s设此时C点对物块的支持力为FN，根据牛顿第二定律，有解得FN=306N根据牛顿第三定律可知，物块对C点的压力大小为306N，故C正确；D.由于物块在电场中有重力和电场力合力为方向与竖直方向成45°角，所以物块的等效最高点在上半部圆弧与竖直方向成45°角处，要过等效最高点需要的最小速度为，代入数据得而实际上，物块由C点运动到等效最高点时的速度，由动能定理可得代入数据可得所以物块过不了等效最高点，物块就不可能到达D点，故D错误。故选C。5、D【解析】

AB．对a，a受到重力、环的支持力以及b、c对a的库仑力，重力的方向在竖直方向上，环的支持力以及b对a的库仑力均沿圆环直径方向，故c对a的库仑力为引力，同理可知，c对b的库仑力也为引力，所以a与c的电性一定相反，与b的电性一定相同。即：a、b小球带同种电荷，b、c小球带异种电荷，故AB错误；CD．对c小球受力分析，将力沿水平方向和竖直方向正交分解后可得又解得：故C错误，D正确。故选D。6、A【解析】

由图象可知，=4s时质点的速度m/s=3m/s求得.A．0，与结论相符，选项A正确；B．0.25m/s，与结论不相符，选项B错误；C．0.5m/s，与结论不相符，选项C错误；D．1m/s，与结论不相符，选项D错误；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、BD【解析】

AB．互相围绕运行的恒星属于双星系统，大、小两颗恒星的转动周期和角速度均相等，故A错误，B正确；CD．设大恒星距离两恒星转动轨迹的圆心为，小恒星距离两恒星转动轨迹的圆心为，由可得大，小两颗恒星的转动半径之比为1：3，故C错误、D正确。故选BD。8、AD【解析】

A．假设过电场中同一点的电场线与等势面不垂直，则场强沿等势面有分量，沿该分量移动电荷电场力做功不为0，则电势变化，与等势面相矛盾，故A正确；B．电场中某点电势的大小与零电势点的选取有关，而两点间的电势差的大小则与零电势点的选取无关，故B错误；C．电场中电势高低不同的两点，正点电荷在电场中的高电势点电势能大，而负点电荷在电场中的高电势点电势能小，故C错误；D．电场力对点电荷做正功，该点电荷的电势能一定减小，电场力对点电荷做负功，该点电荷的电势能一定增大，故D正确。故选AD。9、BD【解析】

A．由图知，h=4m时Ep=80J，由Ep=mgh得m=2kg，故A错误。B．上升h=4m的过程中机械能减少△E=20J，根据功能关系可得fh=△E解得f=5N，故B正确；C．h=2m时，Ep=40J，E总=90J，则物体的动能为Ek=E总-Ep=50J故C错误。D．物体的初速度从地面至h=4m用时间故D正确。10、CD【解析】

当CD间未接入用电器时，由闭合电路欧姆定律得回路中电流，CD间电压，A项错误；若CD间用导线连接，通过电源的电流，，根据并联电路电流分配关系可知流过CD间导线的电流即通过的电流，等效电源的短路电流为0.4A，B项错误；等效电源的内阻，C项错误；等效电源的输出功率，当时，等效电源的输出功率最大，，D项正确．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、E1.370.5【解析】

[1]橡胶滑块在沥青路面上做匀减速直线运动，速度越来越小，在相等的时间内，两计数点间的距离越来越小，所以打点计时器最先打出的是E点；[2]由题知，每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出，所以两个相邻计数点的时间为：T=0.1s，根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，则打出D点时物块的速度大小为代入数据解得：vD=1.37m/s；[3]根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：代入数据解得：a=-5m/s2对橡胶滑块，根据牛顿第二定律有：解得：12、B1.0偏小3.00.5【解析】

(1)[1]用欧姆挡不能直接测量带电源电路的电阻，故填B。(2)[2]根据电源的U-I图像纵轴的截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻，可得等效电源的电动势为内阻[3]该实验的系统误差主要是由电压表的分流，导致电流表测量的电流小于通过电源的真实电流；利用等效电源分析，即可将电压表与黑箱看成新的等效电源，则实验中测出的内阻应为原等效电源内阻和电压表内阻并联的等效电阻，所以测得的内阻与真实值相比偏小。(3)[4][5]等效电源的电动势为丙图中ab两端的电压，故等效电源的内阻为丙图中虚线框内的总电阻，故解得四、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、(i)（ii）【解析】

(i)由波形图象知，波长：λ=4m又波长、波速和周期关系为：联立以上两式并代入，得该波的周期为：(ii)由已知条件知从t=0时刻起，质点M