广东省东莞市北京师范大学石竹附属学校新高考物理四模试卷及答案解析

广东省东莞市北京师范大学石竹附属学校新高考物理四模试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、2013年6月20日，女航天员王亚平在“天宫一号”目标飞行器里成功进行了我国首次太空授课．授课中的一个实验展示了失重状态下液滴的表面张力引起的效应．在视频中可观察到漂浮的液滴处于相互垂直的两个椭球之间不断变化的周期性“脉动”中．假设液滴处于完全失重状态，液滴的上述“脉动”可视为液滴形状的周期性微小变化（振动），如图所示．已知液滴振动的频率表达式为，其中k为一个无单位的比例系数，r为液滴半径，ρ为液体密度，σ为液体表面张力系数（其单位为N/m），α、β、γ是相应的待定常数．对于这几个待定常数的大小，下列说法中可能正确的是（）A．，， B．，，C．，， D．，，2、如图所示，aefc和befd是垂直于纸面向里的匀强磁场I、II的边界，磁场I、Ⅱ的磁感应强度分别为B1、B2，且B2=2B1，一质量为m、电荷量为q的带电粒子垂直边界ae从P点射入磁场I，后经f点进入磁场II，并最终从fc边界射出磁场区域．不计粒子重力，该带电粒子在磁场中运动的总时间为（）A． B．C． D．3、下列说法中错误的是（）A．若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应B．卢瑟福通过粒子散射实验，提出原子的核式结构模型C．原子核发生一次β衰变，该原子核外就一定失去一个电子D．质子、中子、粒子的质量分别是m、m2、m3，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是4、伽利略通过斜面理想实验得出了（）A．力是维持物体运动的原因 B．物体的加速度与外力成正比C．物体运动不需要力来维持 D．力是克服物体惯性的原因5、摩天轮是的乐场一种大型转轮状设施，摩天轮边缘悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，下列叙述正确的是A．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B．摩天轮物动一周的过程中，乘客所受合外力的冲量为零C．在最低点，乘客处于失重状态D．摩天轮转动过程中，乘客所受的重力的瞬时功率保持不变6、如图所示，图甲为一简谐横波在t=0.10s时的波形图，P是平衡位置在x=0.5m处的质点，Q是平衡位置在x=2m处的质点；图乙为质点Q的振动图象。下列说法正确的是（）A．这列波沿x轴正方向传播 B．这列波的传播速度为2m/sC．t=0.15s，P的加速度方向与速度方向相同 D．从t=0.10s到t=0.15s，P通过的路程为10cm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、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．8、无限长通电直导线在周围某一点产生的磁场的磁感应强度B的大小与电流成正比，与导线到这一点的距离成反比，即（式中k为常数）。如图所示，两根相距L的无限长直导线MN通有大小相等、方向相反的电流，a点在两根导线连线的中点，b点在a点正上方且距两根直导线的距离均为L，下列说法正确的是（）A．a点和b点的磁感应强度方向相同B．a点和b点的磁感应强度方向相反C．a点和b点的磁感应强度大小之比为D．a点和b点的磁感应强度大小之比为9、已知均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，一个均匀带正电的金属球壳的球心位于x轴上的O点，球壳与x轴相交于A、B两点，球壳半径为r，带电量为Q。现将球壳A处开有半径远小于球半径的小孔，减少的电荷量为q，不影响球壳上电荷的分布。已知球壳外侧两点C、D到A，B两点的距离均为r，则此时（）A．O点的电场强度大小为零 B．C点的电场强度大小为C．C点的电场强度大小为 D．D点的电场强度大小为10、如图所示，两个中心重合的正三角形线框内分别存在着垂直于纸面向里和垂直于纸面向外的匀强磁场，已知内部三角形线框ABC边长为2a，内部磁感应强度大小为B0，且每条边的中点开有一个小孔。有一带电荷量为＋q、质量为m的粒子从AB边中点D垂直AB进入内部磁场。如果要使粒子恰好不与边界碰撞，在磁场中运动一段时间后又能从D点射入内部磁场，下列说法正确的是()A．三角形ABC与A′B′C′之间的磁感应强度大小也为B0B．三角形A′B′C′的边长可以为2aC．粒子的速度大小为D．粒子再次回到D点所需的时间为三、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）某实验小组调试如图1所示的装置准备研究加速度与受力的关系，实验小组悬挂砝码及砝码盘打出纸带并测量小车的加速度：已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，打点计时器所接的交流电的率为。（1）实验步骤如下：①按图1所示，安装好实验装置，其中动滑轮与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直②调节长木板的领角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动，其目的是___③挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度④改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤③，求得小车在不同合力作用下的加速度⑤弹簧测力计的读数为F，则小车所受合外力为___（2）实验过程中，关于砝码及砝码盘的总质量m与小车的质量M的关系，下列说法正确的是__；A．M必须远大于mB．M必须远小于mC．可以不用远大于mD．M必须等于m（3）实验中打出的一条纸带如图2所示，则由该纸带可求得小车的加速度为___。12．（12分）某同学测量一段粗细均匀电阻丝的电阻率，实验操作如下：（1）用螺旋测微器测量该电阻丝的直径，如图甲所示的示数为_________mm。（2）用多用电表“×1"倍率的欧姆挡测量该电阻丝的阻值，如图乙所示的示数为_________Ω。（3）用电流表（内阻约为5Ω）、电压表（内阻约为3kΩ）测量该电阻丝的阻值Rx，为了减小实验误差，并要求在实验中获得较大的电压调节范围，下列电路中符合要求的是_________。A．B．C．D．（4）用第（3）问中C选项的方法接入不同长度的电阻丝l，测得相应的阻值R，并作出了R-l图象，如图丙所示中符合实验结果的图线是_________（选填“a”“b”或“c”），该电阻丝电阻率的测量值_________（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。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，一上端开口、下端封闭的细长玻璃管竖直放置．玻璃管的下部封有长ll=25.0cm的空气柱，中间有一段长为l2=25.0cm的水银柱，上部空气柱的长度l3=40.0cm．已知大气压强为P0=75.0cmHg．现将一活塞（图中未画出）从玻璃管开口处缓缓往下推，使管下部空气柱长度变为=20.0cm．假设活塞下推过程中没有漏气，求活塞下推的距离．14．（16分）如图，在水橇跳台表演中，运动员在摩托艇水平长绳牵引下以16m/s的速度沿水面匀速滑行，其水橇（滑板）与水面的夹角为θ。到达跳台底端时，运动员立即放弃牵引绳，以不变的速率滑上跳台，到达跳台顶端后斜向上飞出。跳台可看成倾角为θ的斜面，斜面长8.0m、顶端高出水面2.0m。已知运动员与水橇的总质量为90kg，水橇与跳台间的动摩擦因数为、与水间的摩擦不计。取g=10m/s2，不考虑空气阻力，求：(1)沿水面匀速滑行时，牵引绳对运动员拉力的大小；(2)到达跳台顶端时，运动员速度的大小。15．（12分）如图所示，一质量m=1.0kg的小球系在竖直平面内长度R=0.50m的轻质不可伸长的细线上，O点距水平地面的高度h=0.95m。让小球从图示水平位置由静止释放，到达最低点的速度v=3.0m/s，此时细线突然断开。取重力加速度g=10m/s2.求：(1)小球落地点与O点的水平距离x。(2)小球在摆动过程中，克服阻力所做的功W；(3)细线断开前瞬间小球对绳子的拉力T。

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】

从物理单位的量纲来考虑，则A中单位，故A错误；在B选项中，，故B正确；对C选项，，故C错误；在D选项中，，故D错误。故选B。2、B【解析】

粒子在磁场中运动只受洛伦兹力作用，故粒子做圆周运动，洛伦兹力做向心力，故有则有粒子垂直边界ae从P点射入磁场Ⅰ，后经f点进入磁场Ⅱ，故根据几何关系可得：粒子在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为磁场宽度d；根据轨道半径表达式，由两磁场区域磁感应强度大小关系可得：粒子在磁场Ⅱ中做圆周运动的半径为磁场宽度，那么，根据几何关系可得：粒子从P到f转过的中心角为，粒子在f点沿fd方向进入磁场Ⅱ；然后粒子在磁场Ⅱ中转过，在e点沿ea方向进入磁场Ⅰ；最后，粒子在磁场Ⅰ中转过后从fc边界射出磁场区域；故粒子在两个磁场区域分别转过，根据周期可得：该带电粒子在磁场中运动的总时间为故选B。3、C【解析】

A．根据玻尔理论可知，氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光的能量大于氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光的能量，结合光电效应发生的条件可知，若氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应，故A正确；B．卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子核式结构理论，故B正确；C．衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，故C错误；D．质子、中子、子的质量分别是、、，质子和中子结合成一个粒子的过程中亏损的质量为根据爱因斯坦质能方程可知释放的能量是，故D正确；本题选择错误的，故选C。4、C【解析】

AC.理想斜面实验只能说明力不是维持物体运动的原因，即物体的运动不需要力来维持，故A错误，C正确；B.牛顿第二定律说明力是使物体产生加速度的原因，物体的加速度与外力成正比，故B错误；D.惯性是物体固有的属性，质量是物体惯性大小的量度，惯性与物体的运动状态和受力无关，故D错误。故选C。5、B【解析】A：乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，动能保持不变，重力势能随高度不断变化，乘客的机械能不断变化．故A项错误．B：摩天轮转动一周的过程中，速度变化为零，动量变化为零，据动量定理：乘客所受合外力的冲量为零．故B项正确．C：在最低点，乘客的加速度向上，乘客处于超重状态．故C项错误．D：摩天轮匀速转动过程中，重力与速度的夹角不断变化，乘客所受的重力的瞬时功率不断变化．故D项错误．6、C【解析】

A．分析振动图像，由乙图读出，在t=0.10s时Q点的速度方向沿y轴负方向，根据波动规律结合图甲可知，该波沿x轴负方向的传播，故A错误；B．由甲图读出波长为λ=4m，由乙图读出周期为T=0.2s，则波速为故B错误；C．从t=0.10s到t=0.15s，质点P振动了，根据波动规律可知，t=0.15s时，质点P位于平衡位置上方，速度方向沿y轴负方向振动，则加速度方向沿y轴负方向，两者方向相同，故C正确；D．在t=0.10s时质点P不在平衡位置和最大位移处，所以从t=0.10s到t=0.15s，质点P通过的路程s≠A=10cm故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、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．8、AD【解析】

设通电导线在距离L处产的磁感应强度大小为，两导线MN在b点产生的磁感应强度方向成120°角，磁感应强度的矢量合为，方向垂直MN向下；两导线MN在a点产生的磁感应强度大小均为，磁感应强度的矢量合为，方向垂直MN向下；所以a点和b点的磁感应强度方向相同，大小之比为，故AD正确，BC错误。故选AD。9、BD【解析】

A．根据电场强度的合成可得，O点的电场强度大小故A错误；BC．C点的电场强度大小故B正确，C错误；D．根据电场强度的合成可得，D点的电场强度大小故D正确。故选BD。10、ACD【解析】

A．要想使粒子不与边界碰撞，在磁场中运动一段时间后又能从D点射入内部磁场，则带电粒子在内、外磁场中做圆周运动的轨迹都应为半径为a的圆弧，粒子运动轨迹如图所示，所以三角形ABC与A′B′C′之间的磁感应强度大小也应该为B0，故A正确；B．由几何知识可知，三角形A′B′C′的最短边长为2a＋2a，B错误；C．带电粒子做圆周运动的轨迹半径为r＝a＝速度为C正确；D．分析知粒子再次回到D点时，其运动轨迹对应的圆心角θ＝2×60°＋300°＝420°，故D正确故选ACD。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、平衡摩擦力FC0.15【解析】

（1）②[1]调节长木板的领角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动，其目的是平衡摩擦力；⑤[2]弹簧测力计的读数为F，则小车所受合外力为F；（2）[3]实验过程中，由于有弹簧测力计测得小车的拉力，则小车的质量M可以不用远大于砝码及砝码盘的总质量m，故选C；（3）[4]根据，则，则12、2.819〜2.8217Da等于【解析】

（1）[1]螺旋测微器的转动刻度50格共0.5mm长，精确度为0.01mm，格数要估读到0.1格，则电阻丝的直径为：（2.819~2.821）；（2）[2]欧姆表读电阻，由表盘上的数字乘以倍率得到阻值，可得：（或7）（3）