江苏省南京市燕子矶中学高三第四次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

江苏省南京市燕子矶中学高三第四次模拟考试新高考物理试卷注意事项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、近年来，人类发射了多枚火星探测器，火星进行科学探究，为将来人类登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础。假设火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，若测得该探测器运动的周期为，则可以算得火星的平均密度，式中是一个常量，该常量的表达式为（已知引力常量为）A． B． C． D．2、一种比飞机还要快的旅行工具即将诞生，称为“第五类交通方式”，它就是“Hyperloop（超级高铁）”。据英国《每日邮报》2016年7月6日报道：HyperloopOne公司计划，2030年将在欧洲建成世界首架规模完备的“超级高铁”（Hyperloop），连接芬兰首都赫尔辛基和瑞典首都斯德哥尔摩，速度可达每小时700英里（约合1126公里/时）。如果乘坐Hyperloop从赫尔辛基到斯德哥尔摩，600公里的路程需要40分钟，Hyperloop先匀加速，达到最大速度1200km/h后匀速运动，快进站时再匀减速运动，且加速与减速的加速度大小相等，则下列关于Hyperloop的说法正确的是（）A．加速与减速的时间不相等B．加速时间为10分钟C．加速时加速度大小为2m/s2D．如果加速度大小为10m/s2，题中所述运动最短需要32分钟3、AC、CD为两个倾斜角度不同的固定光滑斜面，其中，水平距离均为BC，两个完全相同且可视为质点的物块分别从A点和D点由静止开始下滑，不计一切阻力，则（）A．沿AC下滑的物块到底端用时较少B．沿AC下滑的物块重力的冲量较大C．沿AC下滑的物块到底端时重力功率较小D．沿AC下滑的物块到底端时动能较小4、一个物体在外力F的作用下静止在倾角为θ的光滑固定斜面上，关于F的大小和方向，下列说法正确的是（）A．若F=mg，则F的方向一定竖直向上B．若F=mgtanθ，则F的方向一定沿水平方向C．若F=mgsinθ，则F的方向一定沿斜面向上D．若F=mgcosθ，则F的方向一定垂直于斜面向上5、如图所示，两条光滑金属导轨平行固定在斜面上，导轨所在区域存在垂直于斜面向上的匀强磁场，导轨上端连接一电阻。时，一导体棒由静止开始沿导轨下滑，下滑过程中导体棒与导轨接触良好，且方向始终与斜面底边平行。下列有关下滑过程导体棒的位移、速度、流过电阻的电流、导体棒受到的安培力随时间变化的关系图中，可能正确的是（）A． B．C． D．6、在如图所示的变压器电路中，a、b端输入有效值为U的正弦式交变电压，原线圈电路中接有一个阻值为R0的定值电阻，副线圈电路中接有电阻箱R，变压器原副线圈的匝数比为1：3.若要使变压器的输出功率最大，则电阻箱的阻值为（）A．9R0 B． C．3R0 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、如图所示，质量为M的长木板A静止在光滑的水平面上，有一质量为m的小滑块B以初速度v0从左侧滑上木板，且恰能滑离木板，滑块与木板间动摩擦因数为μ．下列说法中正确的是A．若只增大v0，则滑块滑离木板过程中系统产生的热量增加B．若只增大M，则滑块滑离木板过程中木板所受到的冲量减少C．若只减小m，则滑块滑离木板时木板获得的速度减少D．若只减小μ，则滑块滑离木板过程中滑块对地的位移减小8、2018年3月30日01时56分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第三十、三十一颗北斗导航卫星。这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星，是我国北斗三号第七、八颗组网卫星。北斗导航卫星的轨道有三种：地球静止轨道（高度35809km）、倾斜地球同步轨道（高度35809km）、中圆地球轨道（高度21607km），如图所示。已知地球半径为6370km，下列说法正确的是（）A．倾斜同步轨道卫星的加速度与地球静止轨道的加速度大小相等B．中圆地球轨道卫星受到的万有引力一定比静止轨道卫星受到的万有引力大C．倾斜同步轨道卫星每天在固定的时间经过同一地区的正上方D．倾斜同步轨道卫星的机械能一定大于中圆地球轨道卫星的机械能9、一列横波沿x轴传播，在某时刻x轴上相距s=4m的两质点A、B（波由A传向B）均处于平衡位置，且A、B间只有一个波峰，经过时间t=1s，质点B第一次到达波峰，则该波的传播速度可能为（）A．1m/s B．1.5m/s C．3m/s D．5m/s10、如图所示质量均为m的物体AB通过轻质弹簧连接；物体A、C通过轻绳连接在光滑的轻质定滑轮两侧，用手托着质量为M的物体C使A静止在弹簧上，物体B静止在地面上，绳伸直恰无弹力。忽略空气阻力，放手后物体C下落，直至物体B对地面恰好无压力。若将C换成大小为Mg的竖直向下的拉力作用，也直至物体B对地面恰好无压力。两种情况下，此时A的动能分别表示为、，A的重力势能分别表示为、，弹簧的弹性势能分别表示为、，细绳对A所做的功分别表示为、，重力加速度为g，则下列说法中正确的是（）A．若，则 B．若，则C．若，则 D．若，则三、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）在研究“一定质量的气体在体积不变时压强与温度关系”的实验中（如图甲），与压强传感器相连的试管内装有密闭的空气和温度传感器的热敏元件。将试管放在大烧杯的凉水中，逐次加入热水并搅拌，记录得到试管内空气不同的压强和温度值，图乙为二组同学通过记录的压强和摄氏温度数据绘制的P﹣t图象，初始封闭气体体积相同。（1）两组同学得到的图线交点对应的摄氏温度为__，两图线斜率不同可能的原因是__；（2）通过图乙归纳出一定质量的气体体积不变时压强与摄氏温度的函数关系是__，该规律符合__定律。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）在电磁感应现象中，感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种。产生感应电动势的那部分导体就相当于“电源”，在“电源”内部非静电力做功将其它形式的能转化为电能。(1)利用图甲所示的电路可以产生动生电动势。设匀强磁场的磁感应强度为B，金属棒ab的长度为L，在外力作用下以速度v水平向右匀速运动。此时金属棒中电子所受洛仑兹力f沿棒方向的分力f1即为“电源”内部的非静电力。设电子的电荷量为e，求电子从棒的一端运动到另一端的过程中f1做的功。(2)均匀变化的磁场会在空间激发感生电场，该电场为涡旋电场，其电场线是一系列同心圆，单个圆上的电场强度大小处处相等，如图乙所示。在某均匀变化的磁场中，将一个半径为r的金属圆环置于相同半径的电场线位置处。从圆环的两端点a、b引出两根导线，与阻值为R的电阻和内阻不计的电流表串接起来，如图丙所示。金属圆环的电阻为R0，圆环两端点a、b间的距离可忽略不计，除金属圆环外其他部分均在磁场外。此时金属圆环中的自由电子受到的感生电场力F即为非静电力。若电路中电流表显示的示数为I，电子的电荷量为e，求∶a.金属环中感应电动势E感大小；b.金属圆环中自由电子受到的感生电场力F的大小。(3)直流电动机的工作原理可以简化为如图丁所示的情景。在竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，两根光滑平行金属轨道MN、PQ固定在水平面内，相距为L，电阻不计。电阻为R的金属杆ab垂直于MN、PQ放在轨道上，与轨道接触良好。轨道端点MP间接有内阻不计、电动势为E的直流电源。杆ab的中点O用水平绳系一个静置在地面上、质量为m的物块，最初细绳处于伸直状态（细绳足够长）。闭合电键S后，杆ab拉着物块由静止开始做加速运动。由于杆ab切割磁感线，因而产生感应电动势E'，且E'同电路中的电流方向相反，称为反电动势，这时电路中的总电动势等于直流电源电动势E和反电动势E'之差。a.请分析杆ab在加速的过程中所受安培力F如何变化，并求杆的最终速度vm；b.当电路中的电流为I时，请证明电源的电能转化为机械能的功率为。14．（16分）如图所示，在光滑水平面上A点固定一个底端有小孔的竖直光滑圆弧轨道，圆轨道与水平面在A点相切。小球甲用长为L的轻绳悬挂于O点，O点位于水平面上B点正上方L处。现将小球甲拉至C位置，绳与竖直方向夹角θ=60°，由静止释放，运动到最低点B时与另一静止的小球乙（可视为质点）发生完全弹性碰撞，碰后小球乙无碰撞地经过小孔进入圆弧轨道，当小球乙进入圆轨道后立即关闭小孔。已知小球乙的质量是甲质量的3倍，重力加速度为g。（1）求甲、乙碰后瞬间小球乙的速度大小；（2）若小球乙恰好能在圆轨道做完整的圆周运动，求圆轨道的半径。15．（12分）图示为一由直角三角形和矩形组成的玻璃砖截面图。，，为的中点，。与平行的细束单色光从点入射，折射后恰好到达点。已知光在真空中速度大小为。求：(1)玻璃的折射率；(2)光从射入玻璃砖到第一次射出所用的时间。

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、C【解析】

由万有引力定律，知得又而火星探测器绕火星做“近地”圆周运动，有，解得故题中的常量故选C。2、B【解析】

A．加速与减速的加速度大小相等，加速和减速过程中速度变化量的大小相同，根据：可知加速和减速所用时间相同，A错误；BC．加速的时间为，匀速的时间为，减速的时间为，由题意得：联立方程解得：匀加速和匀减速用时：匀速运动的时间：加速和减速过程中的加速度：B正确，C错误；D．同理将上述方程中的加速度变为，加速和减速的时间均为：加速和减速距离均为匀速运动用时：总时间为：D错误。故选B。3、A【解析】

A．由于两者水平距离相同，均可用水平距离表示出运动时间，设水平距离为x，斜面倾角为，则：得：则倾角越大用时越少，A正确；B．重力冲量：沿轨道AC下滑的物块到底端用时较小，重力的冲量较小，B错误；CD．由动能定理：可知沿轨道AC下滑的物块重力做功大，所以到底端时速度大，动能较大；沿轨道AC下滑的物块到底端时速度大，倾斜角度θ大，由重力瞬时功率功率：可知其重力瞬时功率较大，C错误，D错误。故选A。4、C【解析】

A．由甲图可知，若F=mg，则F的方向可能竖直向上，也可能与竖直方向成2θ角斜向下，选项A错误；B．由乙图可知，若F=mgtanθ，则F的方向可能沿水平方向，也可能与斜面成θ角斜向上，选项B错误；C．由甲图可知，若F=mgsinθ，则F的方向是唯一的，一定沿斜面向上，选项C正确；D．由图丙可知，若F=mgcosθ，则若以mgcosθ为半径做圆，交过G且平行于N的直线于两个点，则说明F的解不是唯一的，且F的方向一定不是垂直于斜面向上，选项D错误；故选C。5、C【解析】

AB．根据牛顿第二定律可得可得随着速度的增大，加速度逐渐减小，图象的斜率减小，当加速度为零时导体棒做匀速运动，图象的斜率表示速度，斜率不变，速度不变，而导体棒向下运动的速度越来越大，最后匀速，故图象斜率不可能不变，故AB错误；C．导体棒下滑过程中产生的感应电动势感应电流由于下滑过程中的安培力逐渐增大，所以加速度a逐渐减小，故图象的斜率减小，最后匀速运动时电流不变，C正确；D、根据安培力的计算公式可得由于加速度a逐渐减小，故图象的斜率减小，D错误。故选：C。6、A【解析】

理想变压器原线圈接有电阻，可运用等效电阻法把副线圈的电阻箱搬到原线圈上，则得而等效的全电路要使外电阻R效的功率最大，需要满足可变电阻的功率能取最大值，解得故A正确，BCD错误。故选A。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、BCD【解析】

A．滑块滑离木板过程中系统产生的热量等于滑动摩擦力与相对位移的乘积因为相对位移没变，所以产生热量不变，故A错误；B．由极限法，当M很大时，长木板运动的位移xM会很小，滑块的位移等于xM+L很小，对滑块根据动能定理：可知滑块滑离木板时的速度v1很大，把长木板和小滑块看成一个系统，满足动量守恒可知长木板的动量变化比较小，所以若只增大M，则滑块滑离木板过程中木板所受到的冲量减少，故B正确；C．采用极限法：当m很小时，摩擦力也很小，m的动量变化很小，把长木板和小滑块看成一个系统，满足动量守恒，那么长木板的动量变化也很小，故C正确；D．当μ很小时，摩擦力也很小，长木板运动的位移xM会很小，滑块的位移等于xM+L也会很小，故D正确．故选BCD．8、AC【解析】

A．由公式可知，由于倾斜同步轨道与地球静止轨道的半径相同，则加速度大小相等，故A正确；B．中圆地球轨道卫星与静止轨道卫星的质量关系未知，故无法比较万有引力大小，故B错误；C．倾斜同步轨道卫星的轨道半径与静止轨道同步卫星的轨道半径相等，故公转周期相等，说明倾斜同步轨道卫星每天在固定的时间经过同一地区的正上方，故C正确；D．倾斜同步轨道卫星与中圆地球轨道卫星的质量关系未知，故无法比较它们的机械能，故D错误。故选AC。9、AC【解析】

根据题意画出A、B间只有一个波峰的所有波形如图所示。由于波的传播方向由A到B，可分为下列四种情形：

a图中，λ=8m；经过时间t=1s，质点B第一次到达波峰，可知T=4s，则波速b图中，λ=4m；经过时间t=1s，质点B第一次到达波峰，可知，则波速c图中，λ=4m；经过时间t=1s，质点B第一次到达波峰，可知，则波速d图中，；经过时间t=1s，质点B第一次到达波峰，可知，则波速故AC正确，BD错误。故选AC。10、AD【解析】

A．开始时弹簧被压缩当物块B恰对地面无压力时，弹簧的弹力等于mg，此时弹簧伸长则两种情况下弹簧的形变量相同，弹簧的弹性势能不变；由能量关系，第一种情况：第二种情况：若M=m，则v=v′，即，选项A正确；B．两种情况下弹簧长度均变化，即A上升的高度相同，重力势能变化量相同，选项B错误；C．两种情况下弹簧伸长量相同，则弹性势能相同，选项C错误；D．由A的分析可知，若M>m，则v<v′，第一种情况下绳子对A做功：第二种情况下绳子对A做功：则选项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、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、﹣273℃两组初始气体压强不同，两组气体初始温度不同p=P0（1+）查理【解析】

（1）两组同学得到的图线交点对应的摄氏温度为绝对零度，其值为﹣273；（2）结合图象，设温度为零摄氏度时的压强为P0，则有=k被封闭气体的压强与摄氏温度之间的关系有=k解得：p=P0（1+）由上式可知，两图线斜率不同的原因是，两组初始气体压强不同，或两组气体初始温度不同在实验过程中，一定质量的气体体积不变，符合查理定律的变化规律。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