忻州市第一中学新高考物理四模试卷及答案解析

忻州市第一中学新高考物理四模试卷注意事项：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、2019年12月7日10时55分，我国在太原卫星发射中心用“快舟一号”甲运载火箭，成功将“吉林一号”高分02B卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，绕地球做匀速圆周运动。已知地球质量为M、引力常最为G，卫星与地心的连线在时间t（小于其运动周期）内扫过的面积为S，则卫星绕地球运动的轨道半径为（）A． B． C． D．2、一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为。假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为的物体，物体静止时，弹簧测力计的示数为F。已知引力常量为G，则这颗行星的质量为（）A． B． C． D．3、欧姆在探索通过导体的电流和电压、电阻关系时由于无电源和电流表，他就利用金属在冷水和热水中产生电动势代替电源，用小磁针的偏转检测电流，具体做法是：在地磁场作用下处于水平静止的小磁针上方，平行于小磁针水平放置一直导线，当该导线中通有电流时，小磁针会发生偏转；当通过该导线的电流为I时，小磁针偏转了30°，则当他发现小磁针偏转了60°时，通过该直导线的电流为（已知直导线在某点产生的磁场与通过直导线的电流成正比）（）A．2I B．3I C． D．4、英国知名科学杂志《自然》发表文章，展望了2020年可能会对科学界产生重大影响的事件，其中包括中国的嫦娥五号任务。若嫦娥五号经过若干次轨道调整后，先在距离月球表面h的高度处绕月球做匀速圆周运动，然后开启反冲发动机，嫦娥五号着陆器暂时处于悬停状态，最后实现软着陆，自动完成月球表面样品采集，并从月球起飞，返回地球。月球的半径为R且小于地球的半径，月球表面的重力加速度为g0且小于地球表面的重力加速度，引力常量为G。不考虑月球的自转，则下列说法正确的是（）A．嫦娥五号的发射速度大于地球的第二宇宙速度B．嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度可能大于地球的第一宇宙速度C．由题可知月球的平均密度D．嫦娥五号探测器在绕月球做匀速圆周运动的周期为5、如图所示，小球B静止在光滑水平台右端，小球A以一定的初速度v0与小球B发生弹性正撞，碰撞后两小球由台阶水平抛出，B球第一次落在了水平地面上的P点，A球第一次落到地面上弹起来后第二次也落到了P点。若两球与地面碰撞时没有能量损失，碰撞前后速度方向满足光的反射定律，则A、B两球的质量之比m1：m2为（）A．2∶1 B．3∶1 C．3∶2 D．5∶36、如图所示，倾斜直杆的左端固定在地面上，与水平面成60°角，杆上穿有质量为m的小球a和质量为2m的小球b，a，b小球通过一条细绳跨过两个定滑轮相连接。当a、b静止时O1a段绳竖直，O2b段绳与杆的夹角为30°。若忽略小球A．绳对a的拉力大小为mg B．绳对a的拉力大小为2mgC．a与杆之间可能没有弹力 D．a与杆之间一定没有摩擦力二、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、一简谐横波沿x轴正方向传播，在t=时刻，该波的波形图如图(a)所示，P、Q是介质中的两个质点。图(b)表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是A．质点Q的振动图像与图(b)相同B．在t=0时刻，质点P的速率比质点Q的大C．在t=0时刻，质点P的加速度的大小比质点Q的大D．平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示8、根据现行有效国际民航组织《危险物品安全航空运输技术细则》和《中国民用航空危险品运输管理规定》，严禁携带额定能量超过160Wh的充电宝；严禁携带未标明额定能量同时也未能通过标注的其他参数，计算得出额定能量的充电宝。如图为国产某品牌一款充电宝的铭牌。则（）A．该充电宝的输入电压为交流5VB．该充电宝的输出电压为直流5.1VC．该充电宝可以给手机充电最短时间大约10hD．乘客可以携带该充电宝登机9、如图所示，固定在同一水平面内的两平行长直金属导轨，间距为1m，其左端用导线接有两个阻值为4Ω的电阻，整个装置处在竖直向上、大小为2T的匀强磁场中。一质量为2kg的导体杆MN垂直于导轨放置，已知杆接入电路的电阻为2Ω，杆与导轨之间的动摩擦因数为0.5。对杆施加水平向右、大小为20N的拉力，杆从静止开始沿导轨运动，杆与导轨始终保持良好接触，导轨电阻不计，重力加速度g=10m/s2。则A．M点的电势高于N点B．杆运动的最大速度是10m/sC．杆上产生的焦耳热与两电阻产生焦耳热的和相等D．当杆达到最大速度时，MN两点间的电势差大小为20V10、如图所示，为一弹性轻绳，一端固定于点，一端连接质量为的小球，小球穿在竖直的杆上。轻杆一端固定在墙上，一端为定滑轮。若绳自然长度等于，初始时在一条水平线上，小球从点由静止释放滑到点时速度恰好为零。已知、两点间距离为，为的中点，小球在点时弹性绳的拉力为，小球与杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内。下列说法正确的是（）A．小球在点时速度最大B．若在点给小球一个向上的速度，小球恰好能回到点，则C．小球在阶段损失的机械能等于小球在阶段损失的机械能D．若点没有固定，杆在绳的作用下以为轴转动，在绳与点分离之前，的线速度等于小球的速度沿绳方向分量三、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）如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律.（1）已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是______（填字母代号）.A．直流电源、天平及砝码B．直流电源、毫米刻度尺C．交流电源、天平及砝码D．交流电源、毫米刻度尺（2）实验中需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h.某同学对实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是__________（填字母代号）.A．用刻度尺测出物体下落的高度h，由打点间隔数算出下落的时间t，通过v=gt算出瞬时速度vB．用刻度尺测出物体下落的高度h，并通过计算出瞬时速度vC．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算得出高度hD．用刻度尺测出物体下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v（3）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是_________（填字母代号）.A．该误差属于偶然误差B．该误差属于系统误差C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差12．（12分）某实验小组做“验证力合成的平行四边形定则”实验，涉及以下问题，请分析解答。(1)实验的部分步骤如下：①将橡皮筋的一端固定在点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连一个弹簧测力计②如图所示，沿相互垂直的两个方向分别拉两个弹簧测力计，使橡皮筋的绳套端被拉到某一点，由弹簧测力计的示数记录两个拉力、的大小，此时_________，______③再用一个弹簧测力计将橡皮筋的绳套端拉至点，读出拉力大小并确定其方向④在如图所示的方格纸上以每格为标度，作出拉力、⑤应用平行四边形定则作出、的合力的图示，并按每格的标度读出合力的大小⑥若在误差允许的范围内，与满足__________，则验证了力合成的平行四边形定则(2)实验中，下列器材中必须要用的是__________(3)下列实验操作正确的是________。A．拉动橡皮筋时，弹簧测力计要与木板平面平行B．每次拉伸橡皮筋时，两个弹簧测力计间的夹角越大越好C．描点确定拉力方向时，两点间的距离应尽可能大一些四、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）现有由同一种材料制成的一个透明工艺品，其切面形状图如图所示。其中，顶部为矩形形状，高，边长，底部为等边三角形。现让一束单色光线从部分边的中点表面处沿竖直方向射入，光线进入后发现折射光线恰好与部分的平行且经过，最后从部分的边上某点处射出，光在真空中的传播速度为。求：（1）光在工艺品中传播的速度；（2）光在工艺品中传播的时间。14．（16分）如图所示，半径为R的扇形AOB为透明柱状介质的横截面，圆心角∠AOB=60°。一束平行于角平分线OM的单色光由OA射入介质，折射光线平行于OB且恰好射向M（不考虑反射光线，已知光在真空中的传播速度为c）。①求从AMB面的出射光线与进入介质的入射光线的偏向角；②光在介质中的传播时间。15．（12分）如图所示，平面直角坐标系第一象限中，两个边长均为L的正方形与一个边长为L的等腰直角三角形相邻排列，三个区域的底边在x轴上，正方形区域I和三角形区域Ⅲ存在大小相等，方向沿y轴负向的匀强电场。质量为m、电量为q的带正电粒子由正方形区域I的顶点A以初速度v0沿x轴正向射入区域I，离开电场后打在区域Ⅱ底边的中点P。若在正方形区域Ⅱ内施加垂直坐标平面向里的匀强磁场，粒子将由区域Ⅱ右边界中点Q离开磁场，进入区域Ⅲ中的电场。不计重力，求：(1)正方形区域I中电场强度E的大小；(2)正方形区域Ⅱ中磁场磁感应强度的大小；(3)粒子离开三角形区域的位置到x轴的距离。

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、A【解析】

卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可知根据几何关系可知，卫星与地心连线在时间内扫过的面积联立解得卫星绕地球的轨道半径故A正确，B、C、D错误；故选A。2、C【解析】

因在行星表面质量为的物体静止时，弹簧测力计的示数为，则可知行星表面的重力加速度又对卫星：联立解得：故选C。3、B【解析】

小磁针的指向是地磁场和电流磁场的合磁场方向，设地磁场磁感应强度为B地，电流磁场磁感应强度为B电=kI，由题意知二者方向相互垂直，小磁针在磁场中静止时所指的方向表示该点的合磁场方向，则有kI=B地tan30°，kI'=B地tan60°，所以I'=3I.A.2I，与结论不相符，选项A错误；B.3I，与结论相符，选项B正确；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论不相符，选项D错误；4、C【解析】

A．发射速度大于第二宇宙速度就能脱离太阳束缚，飞到太阳系外进入银河系，而嫦娥五号还是在地月系内运动，故其发射速度大于地球的第一宇宙速度而小于第二宇宙速度，故A错误；B．根据万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力，有可得星球的第一宇宙速度为因，，则月球的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度，而嫦娥五号的运行速度小于月球的第一宇宙速度，故嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度一定小于地球的第一宇宙速度，故B错误；C．对月表的物体，有联立解得故C正确；D．对嫦娥五号做匀速圆周运动，有联立可得嫦娥五号的周期为故D错误。故选C。5、B【解析】

由题意知两球水平抛出至第一次落到地面时，球运动的距离是球的3倍，故它们平抛的初速度两球发生弹性碰撞，故解得解得故选B。6、B【解析】

AB．以b球为研究对象，球b受绳子的拉力、重力和杆的支持力而平衡，如图所示以沿杆和垂直于杆正交分解可得F即绳子的拉力为F=2mg，因为绳子对b的拉力与绳子对a的拉力大小相等，故A错误，B正确；CD．对球a分析可知，球a受到绳子竖直向上的拉力为2mg，竖直向下的重力为mg，两力不能平衡，根据摩擦力和弹力的关系可知a与杆之间一定有弹力和摩擦力存在，故C错误，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.简谐机械波沿x轴正方向传播，在时刻，质点Q的振动方向向上，而在振动图象上在时刻质点的振动方向向下，所以图(b)不是质点Q的振动图象，故A错误；B.在t=0时刻，质点P位于波谷，速度为零，质点Q位于平衡位置，则质点P的速率比质点Q的小，故B错误；C.在t=0时刻，质点P的位移比质点Q的大，由公式，则质点P的加速度的大小比质点Q的大，故C正确；D.在时刻，平衡位置在坐标原点的质点振动方向向下，与振动图象相符，所以平衡位置在坐标原点的质点的振动图象如图(b)所示，故D正确。8、BD【解析】

A．由图可知，该充电宝的输入电压为直流5V，故A错误；B．由图可知，该充电宝的输出电压为直流5.1V，故B正确；C．由图可知，该充电宝的输出电流为2.1A，则该充电宝可以给手机充电最短时间故C错误；D．由图可知，该充电宝额定能量为37.44Wh，则乘客可以携带该充电宝登机，故D正确。故选BD。9、BC【解析】

A、根据右手定则可知，MN产生的感应定律的方向为，则N相当于电源在正极，故M点的电势低于N点，故选项A错误；B、当杆的合力为零时，其速度达到最大值，即：由于代入数据整理可以得到最大速度，故选项B正确；C、由于杆上电阻与两电阻并联阻值相等，而且并联的电流与通过杆MN的电流始终相等，则根据焦耳定律可知，杆上产生的焦耳热与两电阻产生焦耳热的和相等，故选项C正确；D、根据法拉第电磁感应定律可知，当速度最大时，其MN感应电动势为：根据闭合电路欧姆定律可知，此时电路中总电流为：则此时MN两点间的电势差大小为：，故D错误。10、AD【解析】

A．设当小球运动到某点时，弹性绳的伸长量是，小球受到如图所示的四个力作用：其中将正交分解，则的竖直分量据牛顿第二定律得解得即小球的加速度先随下降的距离增大而减小到零，再随下降的距离增大而反向增大，据运动的对称性（竖直方向可以看作单程的弹簧振子模型）可知，小球运动到的中点时，加速度为零，速度最大，A正确；B．对小球从运动到的过程，应用动能定理得若在点给小球一个向上的速度，小球恰能从点回到点，应用动能定理得联立解得，B错误；C．除重力之外的合力做功等于小球机械能的变化，小球在段所受绳子拉力竖直分量较小，则小球在段时摩擦力和弹力做的负功比小球在段时摩擦力和弹力做的负功少，小球在阶段损失的机械能小于小球在阶段损失的机械能，C错误；D．绳与点分离之前点做圆周运动，线速度（始终垂直于杆）大小等于小球的速度沿绳方向的分量，D正确。故选AD。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、DDBD【解析】

（1）打点计时器需接交流电源．机械能守恒中前后都有质量，所以不要天平和砝码．计算速度需要测相邻计数的距离，需要刻度尺，故选D．

（2）在验证机械能守恒时不能用有关g值来计算速度，利用、，在计算高度时直接测量距离，在计算速度时利用中点时刻的速度等于平均速度求解，故ABC错误；D正确（3）由于系统内不可避免的存在阻碍运动的力，比如空气阻力，纸带与限位孔之间的摩擦力等系统误差导致重力势能的减小量与动能的增加量不相等，可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差，故BD正确12、大小相等，方向相同CAC【解析】

(1)[1][2]②弹簧测力计的分度值为，估读至，则示数分别为，[3]⑥若在误差允许的范围内，与合满足大小相等，方向相同，则验证了力合成的平行四边形定则；(2)[4]实验还需要用毫米刻度尺画直线、并进行长度的测量，所以C正确，A、B错误；故选C；(3)[5]A．实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边形定则，为了减小实验误差，弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应与木板平行，这样各力的图示能够正确体现相应力的大小，故A正确；B．为减小作图过程中产生的误差，两个弹簧测力计拉力间的夹角不能太小，也不能太大，故B错误；C．描点确定拉力方向时，两点之间的距离应尽可能大一些，以减小实验的误差，故C正确；故选AC。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、（1）（2）【解析】

（1）光路图如图所示。根据题图