山西省忻州一中等四校新高考物理四模试卷及答案解析

山西省忻州一中等四校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、如图，绝缘光滑圆环竖直放置，a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球，已知小球c位于圆环最高点，ac连线与竖直方向成60°角，bc连线与竖直方向成30°角，三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是（）A．a、b、c小球带同种电荷 B．a、b小球带异种电荷，b、c小球带同种电荷C．a、b小球电量之比为 D．a、b小球电量之比2、下列说法正确的是（）A．某放射性物质的质量越大，其半衰期越大B．β衰变所释放出的电子来自原子的核外电子C．在α、β、这三种射线中，α射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强D．原子处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，跃迁时以光子的形式放出能量3、航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示,在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小,则合上开关S的瞬间（）A．两个金属环都向左运动B．两个金属环都向右运动C．从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向D．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力4、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2:3，两端共接有六只相同的小灯泡L1、L2、L3、L4、L5和L6（电阻恒定不变），变压器的原线圈接有输出电压U恒定的交流电源，六只小灯泡均发光．下列说法正确的是（）A．L1、L2、L3三只灯泡亮度一定相同B．小灯泡L2一定比L4亮C．交流电源输出电压U是小灯泡L4两端电压的4.5倍D．L1消耗的功率是L2消耗灯泡的2.25倍5、电荷之间的引力会产生势能。取两电荷相距无穷远时的引力势能为零，一个类氢原子核带电荷为+q，核外电子带电量大小为e，其引力势能，式中k为静电力常量，r为电子绕原子核圆周运动的半径（此处我们认为核外只有一个电子做圆周运动）。根据玻尔理论，原子向外辐射光子后，电子的轨道半径从减小到，普朗克常量为h，那么，该原子释放的光子的频率为（）A． B．C． D．6、用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（取）A． B． C． 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，一长为、宽为的矩形导线框，在水平外力作用下从紧靠磁感应强度为的匀强磁场边缘处以速度向右匀速运动，规定水平向左为力的正方向。下列关于水平外力的冲量、导线框两点间的电势差、通过导线框的电量及导线框所受安培力随其运动的位移变化的图像正确的是（）A． B． C． D．8、如图所示，将小砝码置于桌面上的薄纸板上，用水平向右的拉力将纸板迅速抽出，砝码的移动很小，几乎观察不到，这就是大家熟悉的惯性演示实验，若砝码和纸板的质量分别为M和m，各接触面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g（）A．纸板相对砝码运动，纸板所受摩擦力的大小为B．要使纸板相对砝码运动F一定大于C．若砝码与纸板分离时的速度大于，则砝码不会从桌面上掉下D．当时，砝码恰好到达桌面边缘9、如图所示，在粗糙水平面上放置质量分别为m、m、3m、2m的四个木块A、B、C、D，木块A、B用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为μ，木块C、D与水平面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若用水平拉力F拉木块B，使四个木块一起匀速前进，重力加速度为g，则需要满足的条件是（）A．木块A、C间的摩擦力与木块B、D间的摩擦力大小之比为3：2B．木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为C．轻绳拉力FT最大为D．水平拉力F最大为10、两列在同一介质中的简谐横波沿相反方向传播，某时刻两列波相遇，如图所示，其中实线波的频率为2.50Hz，图示时刻平衡位置x＝3m处的质点正在向上振动。则下列说法正确的是（）A．实线波沿x轴正方向传播，虚线波沿x轴负方向传播B．两列波在相遇区域发生干涉现象C．两列波的波速均为25m/sD．从图示时刻起再过0.025s，平衡位置x＝1.875m处的质点将位于y＝30cm处三、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）如图甲(侧视图只画了一个小车)所示的实验装置可以验证“牛顿第二定律”，两个相同的小车放在光滑水平桌面上，右端各系一条细绳，跨过定滑轮各挂一个小盘增减盘中的砝码可改变小车受到的合外力，增减车上的砝码可改变小车的质量。两车左端各系一条细线用一个黑板擦把两细线同时按在固定、粗糙的水平垫片上，使小车静止(如图乙)，抬起黑板擦两车同时运动，在两车尚未碰到滑轮前，迅速按下黑板擦，两车立刻停止，测出两车位移的大小。（1）该实验中，盘和盘中砝码的总质量应___小车的总质量(填“远大于”、“远小于”、“等于”)；（2）图丙为某同学在验证“合外力不变加速度与质量成反比”时的实验记录，已测得小车1的总质量M1=100g，小车2的总质量M2=200g，由图可读出小车1的位移x1=5.00m小车2的位移x2=___cm，可以算出=___(结果保留三位有效数字)；在实验误差允许的范围内，___(填“大于”、“小于”、“等于”)。12．（12分）某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为h＝0.25m、开口向右的小筒中（没有外力作用时弹簧的另一端也位于筒内），如图甲所示，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变所挂钩码的个数来改变l，作出F—l图线如图乙所示．（1）由此图线可得出的结论是____________．（2）弹簧的劲度系数为_______N/m，弹簧的原长l0＝_______m.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，xOy坐标系位于竖直面（纸面）内，第一象限和第三象限存在场强大小相等、方向分别沿x轴负方向和y轴正方向的匀强电场，第三象限内还存在方向垂直于纸面、磁感强度大小为B的匀强磁场（未画出）。现将质量为m、电荷量为q的微粒从P（L，L）点由静止释放，该微粒沿直线PO进入第三象限后做匀速圆周运动，然后从z轴上的Q点（未标出）进入第二象限。重力加速度为g。求：(1)该微粒的电性及通过O点时的速度大小；(2)磁场方向及该微粒在PQ间运动的总时间。14．（16分）如图甲所示，宽、倾角的金属长导轨上端安装有的电阻。在轨道之间存在垂直于轨道平面的磁场，磁感应强度B按图乙所示规律变化。一根质量的金属杆垂直轨道放置，距离电阻，时由静止释放，金属杆最终以速度沿粗糙轨道向下匀速运动。R外其余电阻均不计，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。求：(1)当金属杆匀速运动时电阻R上的电功率为多少？(2)某时刻金属杆下滑速度为，此时的加速度多大？(3)金属杆何时开始运动？15．（12分）某同学设计了一个轨道，竖直放置，让小球在轨道中运动接力，如图所示。倾斜直轨道AB与圆弧轨道BPC在B点相切，AC竖直，C是圆的最高点，另一圆弧轨道DQ的圆心为O，其右侧虚边界与AC相切，F是圆的最低点。已知AB长为l，与水平方向的夹角=37°，OD与竖直方向的夹角也是，圆轨道DQF的半径也为l，质量为m的小球a从A点由静止开始在外力作用下沿轨道加速运动，一段时间后撤去外力，小球运动到C点后水平抛出，从D点无碰撞进人圆弧轨道DQF内侧继续运动，到F点与另一静止的小球b发生弹性碰撞，小球b从F点水平拋出并刚好落在A点。不计空气阻力和轨道的摩擦，已知重力加速度为g，sin=0.6，cos=0.8.求：（1）小球a在C点时的速率；（2）外力对小球a做的功；（3）小球b的质量。

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、D【解析】

AB．对a，a受到重力、环的支持力以及b、c对a的库仑力，重力的方向在竖直方向上，环的支持力以及b对a的库仑力均沿圆环直径方向，故c对a的库仑力为引力，同理可知，c对b的库仑力也为引力，所以a与c的电性一定相反，与b的电性一定相同。即：a、b小球带同种电荷，b、c小球带异种电荷，故AB错误；CD．对c小球受力分析，将力沿水平方向和竖直方向正交分解后可得又解得：故C错误，D正确。故选D。2、D【解析】

A．半衰期和物体的质量无关，故A错误；B．β衰变的本质是原子核内的中子转变为一个质子和一个电子，所以β衰变中释放出的电子来源于原子核，故B错误；C．在α、β、这三种射线中，α射线的电离能力最强，射线的穿透能力最强，故C错误；D．根据波尔的原子跃迁理论，原子处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，跃迁时以光子的形式放出能量，故D正确。故选D。3、C【解析】

AB．若环放在线圈两边，根据“来拒去留”可得，合上开关S的瞬间，环为阻碍磁通量增大，则环将向两边运动，故AB错误；C．线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，电流由左侧向右看为顺时针，故C正确；D．由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大，则铜环受到的安培力要大于铝环受到的安培力，故D错误。故选C。4、C【解析】

设小灯泡L4两端电压为，则有副线圈的输出电压为，根据电压与匝数成正比，原线圈的输入电压为，L2、L3两只灯泡串联后的总电压为；设通过小灯泡L4电流为，根据电流与匝数成反比，则有原线圈电流为，根据欧姆定律可得通过L2、L3两只灯泡的电流为，根据并联分流可得通过L1灯泡的电流为，小灯泡L1两端电压为，根据串联分压可知交流电源输出电压，根据电功率公式可知，故C正确，A、B、D错误；5、B【解析】

电子在r轨道上圆周运动时，静电引力提供向心力所以电子的动能为所以原子和电子的总能为再由能量关系得即故选B。6、A【解析】

本题考查力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．【详解】一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大，因而当绳子拉力达到F=10N的时候，绳子间的张角最大，为120°，此时两个挂钉间的距离最大；画框受到重力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图．绳子与竖直方向的夹角为：θ=60°，绳子长为：L0=1m，则有：mg=2Fcosθ，两个挂钉的间距离：L＝，解得：L=m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、AB【解析】

D．进入磁场的过程中，安培力B、l、v不变，则F不变；完全进入磁场，感应电流为零，安培力为零，选项D错误；A．因为导线框匀速运动，水平外力和安培力F大小相等，进入磁场过程中，水平外力的冲量所以I-x关系图象为正比例函数，完全进入后外力为零，冲量为零，选项A正确；B．进入磁场的过程中，有完全进入磁场的过程中，ab边的电势差选项B正确；C．进入磁场的过程中所以q-x关系图象为正比例函数，完全进入后电流为零，q不变但不为零，选项C错误。故选AB。8、BC【解析】

A．砝码和桌面对纸板的摩擦力分别为纸板所受摩擦力的大小为故A错误；B．纸板相对砝码运动时，有二者发生相对运动需要满足代入已知条件解得故B正确；C．若砝码与纸析分离时的速度小于，砝码匀加速运动的位移小于匀减速运动的位移小于则位移小于d，砝码不会从桌面上掉下来，故C正确；D．当时，纸带的加速度根据解得砝码从开始运动到脱离纸板时匀加速运动的位移可知砝码脱离纸板时恰好到达桌面边缘，因此时砝码具有速度，则砝码会从桌面上掉下来，故D错误。故选BC。9、BC【解析】

A．设左侧A与C之间的摩擦力大小为Ff1，右侧B与D之间摩擦力大小为Ff2设木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为μ'，木块C、D均做匀速运动，与地面间的动摩擦因数相同，则Ff1=4μ'mg，Ff2=3μ'mg得Ff1与Ff2之比为4：3，故A错误；B．对A、C整体分析知，轻绳上的拉力大小FT=4μ'mgA刚要滑动时，静摩擦力达到最大值FT=μmg联立两式得木块C、D与水平面间的动摩擦因数最大为，故B正确；CD．对B、D整体分析，水平拉力F最大不能超过最大静摩擦力的大小，所以故C正确，D错误。故选BC。10、AD【解析】

A．图示时刻平衡位置x=3m处的质点正在向上振动，根据波动规律可知，实线波沿x轴正方向传播，则虚线波沿x轴负方向传播，故A正确；B．介质决定波速，两列波传播速度大小相同，由图可知，实线波的波长λ1=6m，虚线波的波长λ2=9m，由v=λf可知，实线波和虚线波的频率之比为f1：f2=λ2：λ1=3：2由于f1不等于f2，故两列波在相遇区域不会发生稳定的干涉现象，故B错误；C．实线波的频率为2.50Hz，波长λ1=6m，则波速故C错误；D．实线波波峰传到平衡位置x＝1.875m处的质点所用时间为虚线波波峰传到平衡位置x＝1.875m处的质点所用时间为说明从图示时刻起再过0.025s，平衡位置x＝1.875m处的质点处于波峰位置，由波的叠加可知，平衡位置x＝1.875m处的质点将位于y＝30cm，故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、远小于2.42～2.472.02～2.07等于【解析】

(1)因为实验的研究对象是整个系统，系统受到的合外力就等于mg，所以不需要满足悬挂的沙桶总质量一定要远远小于小车（包括盛沙的盒及盒内的砂）的总质量；(2)由图可知，小车2的位移为2.43m，由匀加速直线运的位移公式可知，，即由于时间相等，所以，由牛顿第二定律可知：，所以两小车的加速度之比等于质量的反比．12、在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比1000.15【解析】

试题分析：（1）[1]根据图象结合数学知识可知：在弹性限度内，弹力与弹簧的伸长量成正比；（2）[2][3]根据胡克定律F与的关系式为：，从图象中可得直线的斜率为2N/cm，截距为20N，故弹簧的劲度系数为，由，于是：考点：考查了胡可定律【名师点睛】找到各个物理量之间的关系，然后根据胡克定律列方程，是解答本题的突破口，这要求学生有较强的数学推导能力．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)微粒运动轨迹如答图1，其在第一象限沿PO连线做匀加速直线运动到达O点故微粒带正电；二力的合力方向由P指向O，有：由动能定理有解得(2)由左手定则知，该磁场的方向垂直于纸面向外；在第一象限内，由运动学规律有：得在第三象限内，由牛顿第二定律有：由几何关系，微粒做圆周运动对应