梅州市重点中学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注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、如图甲所示，在x≥0的区域有在垂直于xOy平面(纸面)向里的匀强磁场，现用力使一个等边三角形闭合导线(粗细均匀)框，沿x轴向右匀速运动，运动中线框平面与纸面平行，底边BC与y轴平行，从顶点A刚入磁场开始计时，在线框全部进入磁场过程中，其感应电流I（取顺时针方向为正）与时间t的关系图线为图乙中的（）A． B． C． D．2、一个原子核静止在磁感应强度为B的匀强磁场中，当原子核发生衰变后，它放出一个α粒子（），其速度方向与磁场方向垂直。关于α粒子与衰变后的新核在磁场中做的圆周运动，下列说法正确的是（）A．运动半径之比是 B．运动周期之比是C．动能总是大小相等 D．动量总是大小相等，方向相反3、下列四幅图的有关说法中正确的是（）A．图（l）若将电源极性反接，电路中一定没有光电流产生B．图(2)卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核的构成C．图(3)一群氢原子处于n=5的激发态跃迁到n=1的基态最多能辐射6种不同频率的光子D．图(4)原子核D、E结合成F时会有质量亏损，要释放能量4、在2019年武汉举行的第七届世界军人运动会中，21岁的邢雅萍成为本届军运会的“八冠王”。如图是定点跳伞时邢雅萍运动的v-t图像，假设她只在竖直方向运动，从0时刻开始先做自由落体运动，t1时刻速度达到v1时打开降落伞后做减速运动，在t2时刻以速度v2着地。已知邢雅萍（连同装备）的质量为m，则邢雅萍（连同装备）（）A．0~t2内机械能守恒B．0~t2内机械能减少了C．t1时刻距地面的高度大于D．t1~t2内受到的合力越来越小5、百余年前，爱因斯坦的广义相对论率先对黑洞作出预言。2019年4月10日21点整，天文学家召开全球新闻发布会，宣布首次直接拍摄到黑洞的照片。若认为黑洞为一个密度极大的球形天体，质量为，半径为，吸引光绕黑洞做匀速圆周运动。已知光速为，以黑洞中心为起点，到黑洞外圈视界边缘的长度为临界半径，称为史瓦西半径。下面说法正确的是（）A．史瓦西半径为 B．史瓦西半径为C．黑洞密度为 D．黑洞密度为6、某LED灯饰公司为保加利亚首都索非亚的一家名为“cosmos（宇宙）”的餐厅设计了一组立体可动的灯饰装置，装置生动模仿了行星运动的形态，与餐厅主题相呼应。每颗“卫星/行星”都沿预定轨道运动，从而与其他所有“天体”一起创造出引人注目的图案。若这装置系统运转原理等效月亮绕地球运转（模型如图所示）；现有一可视为质点的卫星B距离它的中心行星A表面高h处的圆轨道上运行，已知中心行星半径为R，设其等效表面重力加速度为g，引力常量为G，只考虑中心行星对这颗卫星作用力，不计其他物体对这颗上星的作用力。下列说法正确的是（）A．中心行星A的等效质量B．卫星B绕它的中心行星A运行的周期C．卫星B的速度大小为D．卫星B的等效质量二、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，实线为正电荷与接地的很大平板带电体电场的电场线，虚线为一以点电荷为中心的圆，a、b、c是圆与电场线的交点.下列说法正确的是()A．虚线为该电场的一条等势线 B．a点的强度大于b点的强度C．a点的电势高于b点的电势 D．检验电荷-q在b点的电势能比c点的大8、一列简谐横波在介质中沿x轴传播，在时刻的波形图如图所示，P、Q为介质中的两质点。此时质点P正在向动能减小的方向运动，质点Q横坐标为5cm。时，质点Q第一次回到平衡位置，时，质点P第一次回到平衡位置。下列说法正确的是（）A．波沿x轴负方向传播 B．时，质点P向y轴负方向运动C．波长为12cm D．时，质点P位于波峰9、下列说法正确的是A．铀238发生α衰变成钍234时,α粒子与钍234的质量之和等于铀238的质量．B．铀238发生α衰变成钍234时,α粒子与钍234的结合能之和一定大于铀238的结合能．C．β衰变中释放的β射线是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子流．D．核反应方程14N+He→17O+X中,X是质子且反应过程中系统动量守恒．10、我国高铁技术处于世界领先水平．和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车．假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比．某列车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组()A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反B．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2C．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比D．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1∶2三、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）用图甲所示的实验装置验证、组成的系统的机械能守恒。从高处由静止开始下落，同时向上运动拉动纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带，其中0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个未标出的点，计数点间的距离如图中所示。已知电源的频率为，，，取。完成以下问题。（计算结果保留2位有效数字）(1)在纸带上打下计数点5时的速度_____。(2)在打0~5点过程中系统动能的增加量______，系统势能的减少量_____，由此得出的结论是________________。(3)依据本实验原理作出的图像如图丙所示，则当地的重力加速度______。12．（12分）用图甲所示的元件做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验。小灯泡额定电压约为额定电流约为。完成下列各小题。(1)图甲中已经作出了部分连线，请在此基础上完成电路元件连接_______。(2)在实验进行的某一次测量中，电压表、电流表的示数如图乙所示，则电压为______，电流为________，此时小灯泡的功率为________。(3)下列有四个关于小灯泡伏安特性曲线的图象，其中正确的是________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，在直角坐标系xOy的第一象限内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xOy面向里，第四象限内存在沿y轴正方向的匀强电场，电场强度大小为E，磁场与电场图中均未画出。一质量为m、带电荷量为+q的粒子自y轴的P点沿x轴正方向射入第四象限，经x轴上的Q点进入第一象限。已知P点坐标为（0，-l），Q点坐标为（2l，0），不计粒子重力。(1)求粒子经过Q点时速度的大小和方向；(2)若粒子在第一象限的磁场中运动一段时间后以垂直y轴的方向进入第二象限，求磁感应强度B的大小。14．（16分）如图所示为两个完全相同的半球形玻璃砖的截面,bc//b'c',半径大小为R,其中OO'为两球心的连线,一细光束沿平行于OO'的方向由左侧玻璃砖外表面的a点射入,已知a点到轴线OO'的距离为(i)光束在d点的折射角;(ii)e点到轴线OO15．（12分）在如图所示的xoy平面直角坐标系中，一足够长绝缘薄板正好和x轴的正半轴重合，在全部区域和的条形区域内均分布着方向垂直纸面向里的相同的匀强磁场，且区域磁场上下边界平行。一带正电粒子，从y轴上的（0，a）点以速度v沿与y轴负向成45°角出射。带电粒子与挡板碰撞前后，x方向的分速度不变，y方向的分速度反向、大小不变，且碰撞过程中无电荷量损失。已知粒子质量为m，电荷量为q，磁感应强度的大小，不计粒子的重力。(1)求粒子进入下方磁场后第一次打在绝缘板上的位置；(2)为保证粒子不从的下边界射出，磁场下边界位置纵坐标y需要满足的条件；(3)在满足(2)的情况下，若在绝缘板上的合适位置开一小孔，粒子穿过后能再次回到出发点。写出在板上开这一小孔可能的位置坐标（不需要写出过程）；(4)在满足(3)的情况下，求粒子从（0，a）出射仅一次经过区域的磁场到再次返回出发点经历的时间。

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】导线框从左进入磁场，磁通量向里增加，根据楞次定律可知，感应磁场向外，根据安培定则可知，感应电流方向为逆时针，即负方向；设导线框沿x轴方向运动的速度为v，经时间t运动的位移为，根据几何关系可知，导线框的有效长度为，感应电流，即电流I与t成正比，故选B.2、A【解析】

A．衰变方程为衰变瞬间动量守恒，所以洛伦兹力提供向心力，根据解得半径所以α粒子与衰变后的新核的半径之比为A正确；B．原子核在磁场中圆周运动的周期为所以α粒子与衰变后的新核的周期之比为B错误；C．二者动量大小始终相等，根据动量和动能的关系可知α粒子与衰变后的新核的质量不同，动能不同，C错误；D．α粒子与衰变后的新核的动量大小始终相同，在衰变瞬间，二者方向相反，随后在磁场中做匀速圆周运动，动量方向不同，D错误。故选A。3、D【解析】

A．图（l）若将电源极性反接，即为反向电压，只要反向电压比遏止电压小，电路中就有光电流产生，故A错误；B．图(2)卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，故B错误；C．图(3)一群氢原子处于n=5的激发态跃迁到n=1的基态最多能辐射出种不同频率的光子，故C错误；D．原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要释放能量，故D正确。故选D。4、D【解析】

A．0~t1时间内，邢雅萍做自由落体，机械能守恒，t1~t2由于降落伞的作用，受到空气阻力的作用，空气阻力做负功，故0~t2内机械能不守恒，故A错误；B．机械能损失发生在t1~t2的时间段内，设t1时刻物体距离地面高度为h，则有解得阻力做负功，故机械能的减小量为故B错误；C．图象与时间轴围成面积表示位移大小，如图若物体做匀减速直线运动，则有时间里平均速度由图可知运动员时间里位移小于红线表示的匀减速运动的位移，故两段时间里，邢雅萍的平均速度小于，故t1时刻距地面的高度小于；故C错误；D．图象的斜率表示加速度，由图像可知，在时间内运动员做加速度不断减小的减速运动，故D正确。故选D。5、B【解析】

AB．逃逸速度此为脱离中心天体吸引的临界速度，代入光速可知临界半径为A错误，B正确；CD．若光绕黑洞表面做匀速圆周运动，轨道半径等于黑洞半径，由可知密度为CD错误。故选B。6、B【解析】

A.卫星绕中心行星做圆周运动，万有引力提供圆周运动的向心力得据此分析可得，故A错误；B.根据万有引力提供圆周运动的向心力得，r=R+h解得，故B正确；C.根据万有引力提供圆周运动的向心力得，r=R+h解得，故C错误；D.卫星B是中心行星A的环绕卫星，质量不可求，故D错误。故选B。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．虚线上各点的电场线与虚线不都是垂直的，则虚线不是该电场的一条等势线，选项A错误；B．因b点的电场线较a点密集，则a点的强度小于b点的强度，选项B错误；C．正电荷到a点间平均场强比正电荷到b点的平均场强小，则正电荷与a点间电势差小于正电荷与b点间电势差，可知a点的电势高于b点的电势，选项C正确；D．通过画出过b点的等势线可知，b点的电势低于c点，则检验电荷-q在b点的电势能比c点的大，选项D正确。8、BC【解析】

A．当时，质点P正在向动能减小的方向运动，即P点向y轴正方向运动，根据上下坡法，机械波向x轴正方向传播，A错误；B．当时，质点Q第一次回到平衡位置，则有，当经过，质点P由y轴上方位置第一次回到平衡位置，应该向y轴负方向运动，B正确；C．当时，质点Q第一次回到平衡位置，则有，由于时质点P第一次回到平衡位置，设波速为v，在时间内，波传播的距离为也可表示为而解得C正确；D．波峰与P点水平距离为传播时间为，D错误。故选BC。9、BD【解析】

A、铀238、钍234发生衰变时质量都要亏损，释放的核能转化为动能，故A错误；B、几个粒子从自由状态结合成为一个复合粒子时所放出的能量叫结合能，结合能数值越大，分子就越稳定，所以铀238发生α衰变成钍234时,α粒子与钍234的结合能之和一定大于铀238的结合能，故B正确；C、β射线的本质是原子核内部一个中子变成一个质子和电子产生的，故C错误；D、设X的质量数为m，电荷数为n，则有：4+14=17+m，2+7=8+n，解得：m=1，n=1，所以X表示质子，故D正确；【点睛】发生衰变时质量都要亏损，释放的核能转化为动能，几个粒子从自由状态结合成为一个复合粒子时所放出的能量叫结合能，结合能数值越大，分子就越稳定，β射线的本质是原子核内部一个中子变成一个质子和电子产生的．10、BD【解析】

启动时乘客的加速度的方向与车厢运动的方向是相同的，所以启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相同，故A错误；设每一节车厢的质量是m，阻力为，做加速运动时，对6、7、8车厢进行受力分析得：，对7、8车厢进行受力分析得：，联立可得：，故B正确；设进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离为s，则：，又，可得：，可知进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度的平方成正比，故C错误；设每节动车的功率为P，当只有两节动力车时，最大速率为v，则：，改为4节动车带4节拖车的动车组时，最大速度为，则：，所以，故D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、2.40.580.60在误差允许的范围内，组成的系统机械能守恒9.7【解析】

(1)[1]第4点与第6点间的平均速度等于第5点的瞬时速度，有打下计数点5时的速度。(2)[2]系统动能的增加量打0~5点过程中系统动能的增加量。[3]系统势能的减少量系统势能的减少量。[4]可见与大小近似相等，则在误差允许的范围内，组成的系统机械能守恒。(3)[5]系运动过程中机械能守恒，则有解得则图像的斜率则当地的重力加速度。12、1.50.180.27B【解析】

(1)[1]小灯泡额定电压约为、额定电流约为，则电压表选用量程，电流表选用量程。小灯泡电阻约为电流表量程的内阻一般为，电压表量程的内阻一般为几千欧。相比较而言，小灯泡电阻为“小电阻”，故应用电流表外接法。小灯泡两端电压应从0开始，则滑动变阻器应为分压接法。元件连接如图所示。(2)[2][3][4]经估读后，电压表示数为，电流表示数为。此时小灯泡功率为(3)[5]温度升高，小灯泡电阻变大。