2022届陕西西安长安区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.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。

2.答题时请按要求用笔。

3,请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。

4.作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。

5.保持卡面清洁，不要折暴、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、木块甲、乙分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在甲、乙之间的轻弹簧被压缩了

2cm,弹簧的劲度系数为400N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用尸=1N的水平拉力作用在木块乙上，如图所示。

力厂作用后木块所受摩擦力情况是（）

回恻但一尸

A.木块甲所受摩擦力大小是12.5N

B.木块甲所受摩擦力大小是11.5N

C.木块乙所受摩擦力大小是9N

D.木块乙所受摩擦力大小是7N

2、有趣的“雅各布天梯”实验装置如图中图甲所示，金属放电杆穿过绝缘板后与高压电源相接。通电后，高电压在金属

杆间将空气击穿，形成弧光。弧光沿着“天梯”向上“爬”，直到上移的弧光消失，天梯底部将再次产生弧光放电，如此

周而复始。图乙是金属放电杆，其中A，是间距最小处。在弧光周而复始过程中下列说法中正确的是（）

A.每次弧光上“爬”的起点位置是。、相处

B.每次弧光上“爬”的起点位置是从小处

C.弧光消失瞬间，两杆间从〃处电压最大

D.弧光消失瞬间，两杆间c、d处场强最大

3、由于空气阻力的影响，炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线，而是“弹道曲线”，如图中实线所示。图中虚线为不考虑空

气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹，O、a、b、c、d为弹道曲线上的五点，其中。点为发射点，Q点为落地点，b点

为轨迹的最高点，公c为运动过程中经过的距地面高度相等的两点。下列说法正确的是（）

y

A.到达〃点时，炮弹的速度为零

B.到达b点时，炮弹的加速度为零

C.炮弹经过4点时的速度大于经过c点时的速度

D.炮弹由。点运动到。点的时间大于由〃点运动到4点的时间

4、如图所示电路中，变压器为理想变压器，电压表和电流表均为理想电表，。、5接在电压有效值不变的交流电源两

端，岛为定值电阻，K为滑动变阻器.现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表Ai的示数增大了

0.2A,电流表A2的示数增大了0.8A,则下列说法中正确的是（）

A.该变压器起升压作用

B.电压表V2示数增大

C.电压表V3示数减小

D.变阻器滑片是沿d-c的方向滑动

5、中国散裂中子源项目由中国科学院和广东省共同建设，选址于广东省东莞市大朗镇，截止到2019年8月23日正式

投入运行1年。散裂中子源就是一个用中子来了解微观世界的工具，如一台“超级显微镜”，可以研究DNA、结晶材料、

聚合物等物质的微观结构。下列关于中子的说法正确的是（）

A.卢瑟福预言了中子的存在，并通过实验发现了中子

B.原子核中的中子与其他核子间无库仑力，但有核力，有助于维系原子核的稳定

C.散裂中子源中产生的强中子束流可以利用电场使之慢化

D.若散裂中子源中的中子束流经慢化后与电子显微镜中的电子流速度相同，此时中子的物质波波长比电子的物质波

波长长

6、2019年4月20日22时41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第四十四颗北斗导航卫

星。它是北斗三号系统首颗倾斜地球同步轨道卫星，经过一系列在轨测试后，该卫星将与此前发射的18颗中圆地球轨

道卫星和1颗地球同步轨道卫星进行组网。已知中圆地球轨道卫星的轨道半径是地球同步轨道卫星的半径的中圆

n

地球轨道卫星轨道半径为地球半径的4倍，地球表面的重力加速度为g,地球的自转周期为丁，则中圆地球轨道卫星

在轨运行的（）

T

A.周期为一

n

B.周期为「7

n~

C.向心加速度大小为条

D.向心加速度大小为与

K

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、已知与长直通电导线距离为r处的磁感应强度大小为8=%,，其中/为导线中的电流，A为常数。在NA8c=120。

r

的等腰三角形的三个顶点处各有一条长直通电导线垂直穿过纸面，导线中通有大小相等的恒定电流/,电流方向如图

所示。其中。点为AC边的中点，。点与8点关于AC边对称。现将另外一根通电导体棒垂直于纸面放在O点时，其

受到的安培力的大小为凡若将该导体棒垂直于纸面放到。点，电流大小和方向与在。点时一致，则此时该导体棒受

到的安培力（）

H

.中.

•"Q''.

4..........0C

I

i

*I

D

A.方向与在。点受到的安培力方向相同

B.方向与在。点受到的安培力方向垂直

C.大小为卜

D.大小为2户

8、关于热力学的一些现象和规律，以下叙述正确的是（）

A.热量不能自发地从低温物体传到高温物体

B.液体的表面张力使液面绷紧，所以液滴呈球形

C.高原地区水的沸点较低，是高原地区温度较低的缘故

D.一些昆虫可以停在水面上，是由于表面层的水分子比内部的水分子更密集

E.一定质量的理想气体在状态改变过程中，既不吸热也不放热，内能也有可能发生变化

9、如图所示，正三角形的三个顶点。、b.c处，各有一条垂直于纸面的长直导线。c处导线的电流大小相等，

方向垂直纸面向外，〃处导线电流是“、。处导线电流的2倍，方向垂直纸面向里。已知长直导线在其周围某点产生

磁场的磁感应强度与电流成正比、与该点到导线的距离成反比。关于b、c处导线所受的安培力，下列表述正确的是

()

告匕

//、、

，，、、

//、\

-----------Sc

A.方向相反B.方向夹角为60。

2

C.大小的比值为一点D.大小的比值为2

10、如图所示为回旋加速器的原理图，两个D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，两D形盒间接入一高频交流电

源，用回旋加速器给A、B两个不同粒子分别加速，A粒子的电荷量为内、质量为，小，加速后获得的最大动能为纥一

最大速度为B粒子的电荷量为伏、质量为机2,加速后获得的最大动能为线2,最大速度为乙，已知两次加速过程

中所接入的高频交流电源频率相等，所加的匀强磁场也相同，则下列关系一定正确的是

高频交流电源

A.1=%,呵=?B.V,=%

幺=生°含薄

%m2

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）某同学利用图甲电路测量自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀

门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右侧活塞固定，左侧活塞可自由移动,

实验器材还有：

电源（电动势约为2V,内阻不可忽略）

两个完全相同的电流表Ai、人2（量程为311^,内阻不计）

电阻箱R（最大阻值9999。）

定值电阻Ro（可供选择的阻值有100Q、1k。、10k。）

开关S,导线若干，刻度尺.

实验步骤如下：

A.测得圆柱形玻璃管内径d=20mm

B.向玻璃管内注自来水，并用刻度尺测量水柱长度L

C.连接好电路，闭合开关S,调整电阻箱阻值，读出电流表A1、A2示数分别记为h、I2,记录电阻箱的阻值R

D.改变玻璃管内水柱长度，多次重复实验步骤B、C,记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R

E.断开S,整理好器材

(1)为了较好的完成该实验，定值电阻Ro应选________.

⑵玻璃管内水柱的电阻R*的表达式Rx=(用Ro、R、h、I2表示)

(3)若在上述步骤C中每次调整电阻箱阻值，使电流表Ai、A2示数均相等，利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻

箱阻值R的数据，绘制出如图乙所示的R-L关系图像，则自来水的电阻率p=6m(保留两位有效数字)，

在用本实验方法测电阻率实验中，若电流表内阻不能忽略，则自来水电阻率测量值与上述测量值相比将(选填

“偏大”“不变”或“偏小”)

12.(12分)某同学用如图甲所示装置做验证机械能守恒定律的实验。所用打点计时器为电火花打点计时器。

(1)实验室除了提供图甲中的器材，还备有下列器材可供选择:

A.220V交流电源B.天平C.秒表D.导线E.墨粉纸盘。其中不必要的器材

是(填对应的字母)，缺少的器材是。

(2)对于实验要点，下列说法正确的是o

A.应选用体积较小且质量较小的重锤

B.安装器材时必须保证打点计时器竖直，以便减少限位孔与纸带间的摩擦

C.重锤下落过程中，应用手提着纸带，保持纸带始终竖直

D.根据打出的纸带，用AmgT2求出重力加速度再验证机械能守恒

(3)该同学选取了一条纸带，取点迹清晰的一段如图乙所示，将打出的计时点分别标号为1、2、3、4、5、6,计时点1、

3,2、5和4、6之间的距离分别为xi,必，巳知当地的重力加速度为g,使用的交流电频率为/,则从打计时点2

到打计时点5的过程中，为了验证机械能守恒定律，需检验的表达式为。

(4)由于阻力的作用，使测得的重锤重力势能的减小量总是大于重锤动能的增加量。若重锤的质量为山，根据(3)中纸带

所测数据可求得该实验中存在的平均阻力大小尸=(结果用机、g、XI、X2、X3)表示)。

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，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距L=lm,导轨平面与水平面

成0=30。角，下端连接一定值电阻K=2C,匀强磁场8=0.4T垂直于导轨平面向上。质量/n=0.2kg、电阻尸1。的金属

棒ab,其长度与导轨宽度相等。现给金属棒ab施加一个平行于导轨平面向上的外力F,使金属棒ab从静止开始沿轨

道向上做加速度大小为a=3m/s2的匀加速直线运动。运动过程中金属棒油始终与导轨接触良好，重力加速度取

g=10m/s2o求：

⑴当电阻R消耗的电功率尸=L28W时，金属棒ab的速度v的大小；

⑵当金属棒ab由静止开始运动了x=1.5m时，所施加外力F的大小。

14.(16分)如图所示，弯成四分之三圆弧的细杆竖直固定在天花板上的N点，细杆上的PQ两点与圆心。在同一水

平线上，圆弧半径为0.8m。质量为0.1kg的有孔小球A(可视为质点)穿在圆弧细杆上，小球A通过轻质细绳与质量

也为0.1kg小球B相连，细绳绕过固定在。处的轻质小定滑轮。将小球A由圆弧细杆上某处由静止释放，则小球A沿

圆弧杆下滑，同时带动小球B运动，当小球A下滑到O点时其速度为4m/s,此时细绳与水平方向的夹角为37。，已知

重力加速度g=10m/s2,sin370=0.6,cos37°=0.8,cosl6°=0.1.问：

(1)小球A下滑到。点时，若细绳的张力T=x(N),则圆弧杆对小球A的弹力是多大？

(2)小球A下滑到力点时，小球3的速度是多大？方向向哪？

(3)如果最初释放小球A的某处恰好是尸点，请通过计算判断圆弧杆段是否光滑。

15.(12分)如图所示，柴油打桩机的重锤质量，〃=L0xl()3kg,重锤在桩之上〃=2.0m高度处由静止开始自由落下,

与质量为M=3.0x1()3kg的桩碰撞。碰撞同时，碰撞处的柴油燃烧产生猛烈爆炸，在极短的时间内使锤和桩上下分

离。之后，锤向上反弹上升〃的高度，桩在泥土中向下移动/=0.20m的距离。忽略空气阻力，重力加速度g取10m/s2。

(1)求重锤下落至刚接触桩时的速度大小；

(2)若桩向下运动过程受泥土的阻力大小恒定，求此力的大小。

泥土…•

二:“

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】

AB.由于弹簧被压缩了Ar=2cm,故弹簧的弹力

F=ZAx=400N/mx0.02m=8N

对于甲来说弹簧对它的力是向左的，大小为8N,而甲静止，则甲最大的静摩擦力为：

/(P=50NX0.25=12.5N>F

则甲静止，则甲受到的摩擦力与F等大方向

/甲=F=8N

故甲受到的摩擦力为8N,方向水平向右，选项AB均错误；

CD.对乙，其最大静摩擦力

/z,=60Nx0.25=15N

它受向右的8N的弹力，还有向右的1N的拉力，故两力的合力大小为9N,方向水平向右，也小于其最大静摩擦力，

乙也处于静止状态，受力平衡，故它受到的摩擦力等于弹簧对它的弹力和拉力的合力9N,方向水平向左，选项C正

确，D错误。

故选C。

2、B

【解析】

两根金属放电杆与高压电源相接，在电极最近处场强最大，空气首先被击穿，每次弧光上“爬”的起点位置是从〃处,

在C、d处距离最远，场强最小，则最终弧光在C、C，处消失。弧光消失瞬间，两金属杆之间没有电场了。

故选B。

3、C

【解析】

A.炮弹在最高点竖直方向上的速度为零，水平方向上的速度不为零，故炮弹在最高点速度不为零，A错误；

B.在最高点受空气阻力（水平方向上的阻力与水平速度方向相反），重力作用，二力合力不为零，故加速度不为零，

B错误；

C.由于空气阻力恒做负功，所以根据动能定理可知经过"点时的速度大于经过c点时的速度，C正确；

D.从。到入的过程中，在竖直方向上，受到重力和阻力在竖直向下的分力，即

mg+<=ma

解得

_mg+f'

a\~

m

在从b到d的过程中，在竖直方向，受到向下的重力和阻力在竖直向上的分力，即

mg-f2=机"

解得

〃一〃?g」力

m

故4>出，根据逆向思维，两个阶段的运动可看做为从力点向。点和从〃点向d点运动的类平抛运动，竖直位移相同,

加速度越大，时间越小，所以炮弹由。点运动到万点的时间小于由万点运动到d点的时间，故D错误；

4、C

【解析】

A.由公式

A_n2

12n\

得

"i=M=_4

n2A/,0.2

则

该变压器起降压作用，故A错误；

B.由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，则电压表Vi示数不变，由理相变压器原公式

可知，电压表V2示数不变，故B错误；

C.电压表V3的示数

力=力-1氏

由于5不变，/2增大，则S减小，故C正确；

D.由

&+R

且S不变，力增大，K应减小，则滑片应沿cfQ方向滑动，故D错误。

故选C。

5、B

【解析】

A.卢瑟福预言了中子的存在，查德威克通过实验发现了中子，故A错误；

B.中子不带电，则原子核中的中子与其他核子间无库伦力，但有核力，有助于维系原子核的稳定，故B正确；

C.中子不带电，则散裂中子源中产生的强中子束不可以利用电场使之慢化，故C错误；

D.根据德布罗意波波长表达式

hh

A.——=----

pmv

若散裂中子源中的中子束流经慢化后的速度与电子显微镜中的电子流速度相同，因中子的质量大于电子的质量，则中

子的动量大于电子的动量，则此时中子的物质波波长比电子的物质波波长短，故D错误。

故选B。

6、C

【解析】

AB.中圆地球轨道卫星和同步卫星均绕地球做匀速圆周运动，已知中圆地球轨道卫星的轨道半径是地球同步轨道卫星

的半径的工，地球的自转周期为T,根据开普勒第三定律可知:

n

7272

，中圆［同步

解得

_T

罩圆=前

故AB错误;

CD.物体在地球表面受到的重力等于万有引力，有

Mm

G——mg

R2

中圆轨道卫星有

GMm

7W=ma

解得

1

故C正确，D错误。

故选C。

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、AC

【解析】

AB.由磁场叠加以及安培定则可知，AC两处的直导线在。点产生的磁场叠加结果为零，则。点的磁场是B点的直导

线在O点产生的，其方向为水平向左；同理可知。点的合磁场方向也是水平向左，则导体棒在。点和。点所受安培

力的方向相同（如图），选项A正确，B错误；

CD.由以上分析可知，。点的磁感应强度为

n,I2kl

为七二7

-I

2

D点的磁感应强度为

,,,I.I,12kl

Bn=K—+k—cos60+&-cos60=----

DIIII

则导体棒在0。两点受安培力相等，选项C正确，D错误。

故选ACo

8、ABE

【解析】

A.根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，需要外界干预，故A正确；

BI).液体表面张力是由于表面层的水分子比液体内部的水分子更稀疏，分子间表现出引力，使液面绷紧，液滴呈球形,

故B正确，D错误；

C.高原地区水的沸点较低，这是因为高原地区大气压较低的缘故，故C错误；

E.根据热力学第一定律，一定质量的理想气体在状态改变过程中，既不吸热也不放热，通过做功内能也有可能发生

变化，故E正确。

故选ABE.

9、AD

【解析】

AB.结合题意，应用安培定则分析匕、c处磁场，应用平行四边形定则合成。、c处磁场，应用左手定则判断。处

安培力，如图所示，结合几何关系知人、c处导线所受安培力方向均在平行纸面方向，方向相反，故A正确，B错误;

F安

B/\

CD.设导线长度为L,导线“在。处的磁感应强度大小为B,结合几何关系知人处磁感应强度有

BQ#>B

〃导线受安培力为

F女=B^(2I)L=2也BIL

c处磁感应强度有

=周

c导线受安培力为

理=B',JL=y/3BIL

联立解得大小的比值为

故C错误，D正确；

故选AD»

10、BC

【解析】

T2兀m

AC.由于两个粒子在同一加速器中都能被加速，则两个粒子在磁场中做圆周运动的周期相等，由T=—可知，两

qB

粒子的比荷一定相等，即更=也，选项A错误，选项C正确；

%加2

B.粒子最终获得的速度□=迎，由于两粒子的比荷相等，因此最终获得的速度大小相等，选项B正确;

m

D.粒子最后获得的最大动能

k22m

由于粒子的比荷相等，因此

线2%

选项D错误

故选BC.

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。

4（R+%）

11,1000。16,不变

A

【解析】

E3

=10000;

（1）定值电阻所在支路最小电阻约为Ri总=7—=电阻箱R（最大阻值为9999。），为测多组实

，lmaxU.UUJ

验数据，定值电阻Ro应选1KQ；

电阻箱与Ro,A2串联，再与水柱、Al并联，所以有/2（R+&）=/火,，玻璃管内水柱电阻Rx的表达式&=乩

1\

L_L_4L_I,（R+用）4I

（2）由电阻定律可以知道，=°1=07[=°力="^7—，则有%，根据题意可知，电流表

1

乃（万）Ttd1}

A”A2示数均相等，则有—由图可得Z=Z=4xl1二L?xl03=5x104

2

兀d~7id10x10-2

,兀d2k3.14X0.022X5X104，/八

电阻率p=——=-------------------=16Q/7/

（3）电流表内阻不能忽略，则有R=挈;乙+弓-』一反,电阻率为2=班子保持不变.

12、BC刻度尺Bgx2=4-（/—X；）〃矿2/,,

它幅（当f

【解析】

（1）[1][2]本实验的实验目的是验证

,1，

mgh=­mv~

的正确性，因此可以不测量物体的质量，即可不用天平。打点计时器应接220V的交流电源，打点计时器用来记录物

体的运动时间，秒表不必要，不必要的器材为B