湖南省湘南2021-2022学年高考物理四模试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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、质量为m的小球套在竖直的光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内．让小球从A点开始释放，此时弹簧处于原长，当小球下降的最大竖直高度为h时到达B点，若全过程中弹簧始终处于弹性限度内，竖直杆与OB的夹角为30°，下列研究小球从A到B全过程的说法正确的是A．当弹簧与杆垂直时，小球速度最大B．小球的加速度为重力加速度的位置共有三个C．弹簧的弹性势能先增大后减小D．弹簧的弹性势能增加量大于mgh2、如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A，A的左端紧靠竖直墙，A与竖直墙之间放一光滑圆球B，整个装置处于静止状态．若把A向右移动少许后，它们仍处于静止状态．则下列判断中正确的是()A．球B对墙的压力增大B．球B对柱状物体A的压力增大C．地面对柱状物体A的支持力不变D．地面对柱状物体A的摩擦力不变3、如图所示，A、B、C、D为圆上的四个点，其中AB与CD交于圆心O且相互垂直，E、F是关于O点对称的两点但与O点的距离大于圆的半径，E、F两点的连线与AB、CD都垂直。在A点放置一个电荷量为的点电荷，在B点放置一个电荷量为的点电荷。则下列说法正确的是（）A．OE两点间电势差大于OC两点间的电势差B．D点和E点电势相同C．沿C，D连线由C到D移动一正点电荷，该电荷受到的电场力先减小后增大D．将一负点电荷从C点沿半径移动到O点后再沿直线移动到F点，该电荷的电势能先增大后减小4、如图所示，空间有两个等量异种点电荷Q1和Q2，Q1带正电、Q2带负电，两点电荷间的距离为L，O为连线的中点。在以Q1、Q2为圆心，为半径的两个圆上有A、B、C、D、M、N六个点，A、B、C、D为竖直直径的端点，M、N为水平直径的端点，下列说法中正确的是（）A．A、C两点电场强度相同B．带正电的试探电荷在M、N两点时受到的电场力方向相反C．把带正电的试探电荷从C点沿圆弧移动到N点的过程中电势能不变D．带负电的试探电荷在M点的电势能小于在A点的电势能5、下列说法正确的是（）A．射线是高速电子流，它的穿透能力比射线和射线都弱B．在核反应中，比结合能小的原子核变成比结合能大的原子核时，会释放核能C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，核外电子的动能减小D．当紫外线照射到金属锌板表面时能发生光电效应，则当改为红光照射时，也能发生光电效应，但从锌板表面逸出的光电子的最大初动能减小6、为了探测某星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1，环绕速度为v1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离该星球更近的半径为r2的圆轨道上运动环绕速度为v2，周期为T2，登陆舱的质量为m2，引力常量为G，则（）A．该星球的质量为B．该星球表面的重力加速度为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、如图甲所示，一足够长的绝缘竖直杆固定在地面上，带电量为0.01C、质量为0.1kg的圆环套在杆上。整个装置处在水平方向的电场中，电场强度E随时间变化的图像如图乙所示，环与杆间的动摩擦因数为0.5。t=0时，环由静止释放，环所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，g取10m/s2。则下列说法正确的是（）A．环先做加速运动再做匀速运动B．0~2s内环的位移大于2.5mC．2s时环的加速度为5m/s2D．环的最大动能为20J8、如图所示，两个质量分布均匀的球体P、Q静止在倾角为的固定斜面与固定挡板之间.挡板与斜面垂直。P、Q的质量分别为m、2m，半径分别为r、2r，重力加速度大小为g，不计一切摩擦。下列说法正确的是（）A．P受到四个力的作用 B．挡板对P的支持力为3mgC．P所受弹力的合力大于mg D．Q受到P的支持力大于mg9、一静止在水平地面上的物块，受到方向不变的水平拉力F作用。0~4s时间内，拉力F的大小和物块加速度a的大小随时间t变化的关系分别如图甲、图乙所示。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2。由此可求得（）A．物块与水平地面间的最大静摩擦力的大小为2NB．物块的质量等于1.5kgC．在0~4s时间内，合力对物块冲量的大小为6.75N・SD．在0~4s时间内，摩擦力对物块的冲量大小为6N・S10、如图所示，质量均为的物块放在倾角为的光滑斜面上，斜面底端有一垂直于斜面的固定挡板，与挡板接触，间用劲度系数为的轻弹簧连接，均处于静止状态。现对物块施加沿斜面向上、大小恒定的拉力，使物块沿斜面向上运动，当向上运动到速度最大时，对挡板的压力恰好为零，重力加速度为，则在此过程中，下列说法正确的是（）A．拉力等于B．物块的加速度一直减小C．物块向上移动的距离为D．物块的加速度大小为时，物块对挡板的压力为三、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）实验小组利用以下方法对物体的质量进行间接测量，装置如图1所示：一根轻绳跨过轻质定滑轮与两个相同的重物P、Q相连，已知重物P、Q的质量均为m，当地重力加速度为g。在重物Q的下面通过轻质挂钩悬挂待测物块Z，重物P的下端与穿过打点计时器的纸带相连。(1)先接通频率为50Hz的交流电源，再由静止释放系统，得到如图2所示的纸带，则系统运动的加速度a=______m/s2（结果保留2位有效数字）；(2)在忽略阻力的理想情况下，物块Z质量M的表达式为M=______（用字母m、a、g表示）；(3)实际情况下，空气阻力、纸带与打点计时器间的摩擦、定滑轮中的滚动摩擦不可以忽略，物块Z的实际质量与理论值M有一定差异，这种误差是______误差（填“偶然”或“系统”）。12．（12分）(1)有一螺旋测微器，用它测量一根圆形金属的直径，如图所示的读数是__________mm；(2)在用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，使质量为1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点。己知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为，那么：①根据图上所得的数据，应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律；②从O点到①问中所取的点，重物重力势能的减少量=___J，动能增加量=_____J（结果取三位有效数字）；③若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图象是下图中的______。A．B．C．D．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）如图所示为某水池的截面图，其截面为深度h=2m、上底宽度d=4m的等腰梯形，当水池加满水且阳光与水平面的夹角θ最小时（为37°），阳光恰好可以照射到整个水池的底部。已知水池的腰与水平面的倾角=53°，sin53°=0.8，cos53°=0.6.（i）求水池中水的折射率；（ii）若在水池底部中心放一点光源，求站在池边的观察者看到光源的最小视深H。（结果可带根号）14．（16分）如图所示，半径R=0.4m的四分之一光滑圆弧轨道固定在地面上，质量m=1kg的滑块B（可视为质点）从圆弧轨道顶端正上方高为h=0.85m处自由落下，质量为M=2kg的木板A静止在光滑水平上，其左端与固定台阶相距x，右端与圆轨道紧靠在一起，圆弧的底端与木板上表面水平相切．B从A右端的上表面水平滑入时撤走圆弧轨道，A与台阶碰撞无机械能损失，不计空气阻力，AB间动摩擦因数μ=0.1，B始终不会从A表面滑出，取g=10m/s2，求：（1）滑块B运动到圆弧底端时对轨道的压力；（2）若A与台阶碰前，已和B达到共速，求从B滑上A到达到共同速度的时间；（3）若要使木板A只能与台阶发生一次碰撞，求x应满足的条件以及木板A的最小长度．15．（12分）如图所示的坐标系内，以垂直于x轴的虚线PQ为分界线，左侧的等腰直角三角形区域内分布着匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向里，AC边有一挡板可吸收电子，AC长为d.右侧为偏转电场，两极板长度为，间距为d.电场右侧的x轴上有足够长的荧光屏.现有速率不同的电子在纸面内从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场，电子能打在荧光屏上的最远处为M点，M到下极板右端的距离为，电子电荷量为e，质量为m，不考虑电子间的相互作用以及偏转电场边缘效应，求：（1）电子通过磁场区域的时间t；（2）偏转电场的电压U；（3）电子至少以多大速率从O点射出时才能打到荧光屏上.

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、B【解析】小球A运动过程如右图所示：当小球滑至C点时，弹簧与杆垂直，水平方向弹簧弹力与杆的弹力平衡，小球在竖直方向受重力，则小球的加速度为重力加速度，小球仍向下加速，此时速度不是最大，当合力为零时速度最大，而合力为零的位置应在弹簧与杆垂直位置的下方，故A错误．在图中A、D两位置，弹簧处于原长，小球只受重力，即小球加速度为重力加速度的位置有A、C、D三个，故B正确；弹簧的形变量先增大后减小再增大，其弹性势能先增大后减小再增大，故C错误；小球与弹簧组成的系统只有重力和弹力做功，所以系统的机械能守恒．根据系统机械能守恒定律可知，小球从A到B全过程中增加的弹性势能应等于减少的重力势能mgh，故D错误．所以B正确，ACD错误．2、C【解析】对小球B受力分析，作出平行四边形如图所示：A滑动前，B球受墙壁及A的弹力的合力与重力大小相等，方向相反；如图中实线所示；而将A向右平移后，B受弹力的方向将上移，如虚线所示，但B仍受力平衡，由图可知A对B球的弹力及墙壁对球的弹力均减小，根据牛顿第三定律可知，球B对墙的压力减小，球B对柱状物体A的压力减小，故AB错误；以AB为整体分析，水平方向上受墙壁的弹力和地面的摩擦力而处于平衡状态，弹力减小，故摩擦力减小，故D错误；竖直方向上受重力及地面的支持力，两物体的重力不变，故A对地面的压力不变，故C正确。所以C正确，ABD错误。3、B【解析】

ABD．CD与EF所在的平面是一个等势面，则OE两点间电势差等于OC两点间的电势差，D点和E点电势相同，在等势面上移动电荷，电场力不做功，负点电荷电势能不变，故AD错误，B正确；C．C、D连线上电场强度先增大后减小，点电荷受到的电场力先增大后减小，故C错误。故选B。4、D【解析】

A．由等量异种点电荷的电场分布可知，A、C两点电场强度大小相等，方向不同，故A错误；B．带正电的试探电荷在M、N两点时受到的电场力方向都水平向左，故B错误；C．由于C、N两点离负点电荷距离相等，但C点离正点电荷更近，则C、N两点电势不同，则电势能不同，故C错误；D．由于M、A两点离正点电荷距离相等，但A点离负点电荷更近，则A点电势更低，根据负电荷在电势低处电势能大，则带负电的试探电荷在M点的电势能小于在A点的电势能，故D正确。故选D。5、B【解析】

A．射线是高速电子流，它的穿透能力比射线强，比射线弱，故A项错误；B．原子核的结合能与核子数之比称做比结合能，比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。在核反应中，比结合能小的原子核变成比结合能大的原子核时，会释放核能，故B项正确；C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，电子跃迁到离核较近的轨道上运动，据可得，核外电子的动能增加，故C项错误；D．当紫外线照射到金属锌板表面时能发生光电效应，当改为红光照射时，不能发生光电效应，因为红光的频率小于锌板的极限频率，故D项错误。故选B。6、D【解析】

由和A．该星球的质量为选项A错误；B．由星球的半径R未知，不能求解其表面的重力加速度，选项B错误；C．由表达式可知选项C错误；D．由表达式可知选项D正确。故选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、CD【解析】

A．在t=0时刻环受的摩擦力为，则开始时物体静止；随着场强的减小，电场力减小，则当摩擦力小于重力时，圆环开始下滑，此时满足即E=200N/C即t=1s时刻开始运动；且随着电场力减小，摩擦力减小，加速度变大；当电场强度为零时，加速度最大；当场强反向且增加时，摩擦力随之增加，加速度减小，当E=-200N/C时，加速度减为零，此时速度最大，此时刻为t=5s时刻；而后环继续做减速运动直到停止，选项A错误；BC．环在t=1s时刻开始运动，在t=2s时E=100N/C，此时的加速度为解得a=5m/s2因环以当加速度为5m/s2匀加速下滑1s时的位移为而在t=1s到t=2s的时间内加速度最大值为5m/s2，可知0~2s内环的位移小于2.5m，选项B错误，C正确；D．由以上分析可知，在t=3s时刻环的加速度最大，最大值为g，环从t=1s开始运动，到t=5s时刻速度最大，结合a-t图像的面积可知，最大速度为则环的最大动能选项D正确。故选CD。8、AD【解析】

A．P受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和Q的压力，故A正确；B．两球整体受力平衡，故挡板对P的支持力大小N1=3mgsin=mg故B错误；C．P所受三个弹力的合力与重力mg平衡，则P所受弹力的合力大小为mg，故C错误；D．Q受力如图所示，有F=2mg故N2>Fsin=mg故D正确。故选AD。9、BC【解析】

A．t=1s时，物体开始运动，故此时的拉力等于物体的最大静摩擦力，故有故A错误；B．根据牛顿第二定律有代入得故B正确；C．在v－t图象中，与时间轴所围面积为物体的速度，则有由动量定理可得故C正确；D．在0~4s时间内，F的冲量为则摩擦力冲量为故D错误。故选BC。10、ABD【解析】

AB．由分析，可知物块A沿斜面向上做加速度不断减小的加速运动，当物块速度最大时，加速度为零，此时物块刚要离开挡板，由受力分析得弹簧的弹力为对物块A分析，有故AB正确；C．开始时，弹簧的压缩量为同理，当物块速度最大时，弹簧的伸长量为因此物块向上移动的距离为故C错误；D．由分析得知，当物块的加速度为时，根据牛顿第二定律有解得弹簧的弹力即弹簧处于原长，对物块B分析，则有故物块B对挡板压力为，故D正确。故选ABD。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、8.0系统【解析】

根据位移差公式求解系统的加速度。对整个系统进行分析，根据牛顿第二定律求解M的表达式。根据误差来源分析误差的性质。【详解】(1)[1]根据位移差公式，解得系统运动的加速度为(2)[2]根据牛顿第二定律，对Q和Z有对物体P有联立解得。(3)[3]由题意可知本实验中误差是由于实验原理的选择而造成的，无法通过多测数据来消除，故这是一种系统误差。【点睛】本题主要考查了通过系统牛顿第二定律测质量的方法，能分析出实验误差的原因。明确系统误差和偶然误差的定义。12、1.609B1.881.84A【解析】

(1)[1]螺旋测微器的固定刻度为1.5mm，可动刻度为所以最终读数为1.5mm+0.109mm=1.609mm(2)①[2]根据图上所得的数据，应取图中点到点来验证机械能守恒定律；②[3]从点到点的过程中，重物重力势能的减少量[4]点的瞬时速度等于段的平均速度，则有重物动能的增加量③[5]根据机械能守恒得则有可知的图线是过原点的倾斜直线，故A正确，B、C、D错误；故选A。四、计算题：本题共2小题，共