上海市曹杨第二中学新高考物理四模试卷及答案解析

上海市曹杨第二中学新高考物理四模试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为1:2，在原线圈电路的a、b端输入电压一定的正弦交变电流，电阻R1、R2消耗的功率相等，则为（）A． B．4C． D．22、2019年9月29日下午在第十三届女排世界杯中，中国女子排球队以十一战全胜的战绩卫冕世界杯冠军，如图所示为运动员朱婷在后排强攻。若运动员朱婷此时正在后排离球网3m处强攻，速度方向水平。设矩形排球场的长为2L，宽为L(实际L为9m)，若排球(排球可视为质点)离开手时正好在3m线(即线)中点P的正上方高h1处，球网高H，对方运动员在近网处拦网，拦网高度为h2，且有h1>h2>H，不计空气阻力。为了使球能落到对方场地且不被对方运动员拦住，则球离开手的速度v的最大范围是(排球压线不算犯规)（）A．B．C．D．3、2019年10月30日在新疆喀什发生4级地震，震源深度为12km。如果该地震中的简谐横波在地壳中匀速传播的速度大小为4km/s，已知波沿x轴正方向传播，某时刻刚好传到x=120m处，如图所示，则下列说法错误的是（）A．从波传到x=120m处开始计时，经过t=0.06s位于x=360m的质点加速度最小B．从波源开始振动到波源迁移到地面需要经过3s时间C．波动图像上M点此时速度方向沿y轴负方向，动能在变大D．此刻波动图像上除M点外与M点位移大小相同的质点有7个4、将长为L的导线弯成六分之一圆弧，固定于垂直于纸面向外、大小为B的匀强磁场中，两端点A、C连线竖直，如图所示．若给导线通以由A到C、大小为I的恒定电流，则导线所受安培力的大小和方向是()A．ILB，水平向左 B．ILB，水平向右C．，水平向右 D．，水平向左5、生活中常见的手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上。如图是一款放置在高铁水平桌面上的手机支架，支架能够吸附手机，小明有一次搭乘高铁时将手机放在该支架上看电影，若手机受到的重力为，手机所在平面与水平面间的夹角为，则下列说法正确的是（）A．当高铁未启动时，支架对手机的作用力大小等于B．当高铁未启动时，支架受到桌面的摩擦力方向与高铁前进方向相反C．高铁匀速行驶时，手机可能受到5个力作用D．高铁减速行驶时，手机可能受到3个力作用6、我国计划于2020年发射火星探测器，如图是探测器到达火星后的变轨示意图，探测器在轨道Ⅰ上的运行速度为，在轨道Ⅱ上P点的运行速度为v2，Q点的运行速度为，在轨道Ⅲ上P点的运行速度为v4，R点的运行速度为v5，则下列关系正确的是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，正三角形abc的三个顶点处分别放置三个等量点电荷，af垂直bc，e点为三角形的中心。若b、c两点处的电荷产生的电场在a点处的合场强大小为E，则（）A．a、c两点处的电荷产生的电场在b点处的合场强大小也为EB．a、b、c三点处的电荷产生的电场在e点处的合场强大小为3EC．e点的电势高于f点的电势D．将负电荷从e点移到f点，电势能减小8、为了测定一个水平向右的匀强电场的场强大小，小明所在的物理兴趣小组做了如下实验：用长为L的绝缘轻质细线，上端固定于O点，下端拴一质量为m、带电荷量为＋q的小球（可视为质点），如图所示，开始时，将线与小球拉成水平，然后释放，小球由静止开始向下摆动，摆到B点时速度恰好为零，然后又从B点向A点摆动，如此往复．小明用测量工具测量与水平方向所成的角度θ，刚好为60°．不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A．在B点时小球受到的合力为0B．电场强度E的大小为C．小球从A运动到B，重力势能减小D．小球在下摆的过程中，小球的机械能和电势能之和先减小后增大9、如图所示，用一轻绳将小球P系于光滑竖直墙壁上的O点，在墙壁和小球P之间夹有一正方体物块Q，P、Q均处于静止状态。现将一铅笔紧贴墙壁压在轻绳上并从O点开始缓慢下移，P、Q始终处于静止状态，则在铅笔缓慢下移的过程中（）A．物块Q受到的静摩擦力将增大 B．小球P受到4个力的作用C．物块Q受到4个力的作用 D．轻绳的拉力减小10、如图所示，两块长方体滑块A和B叠放在倾角为θ的斜面体C上。已知A、B质量分别为m1和m1，A与C的动摩擦因数为μ1，B与A的动摩擦因数为µ1．两滑块AB在斜面体上以相同加速度自由下滑，斜面体C在水平地面上始终保持静止，则下列说法正确的是（）A．斜面C受到地面的静摩擦力方向水平向左B．滑块A与斜面间的动摩擦因数µ1＝tanθC．滑块A受到斜面对其摩擦力的大小为µ1（m1+m1）gcosθD．滑块B所受的摩擦力大小为µ1m1gcosθ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）某同学做测量金属丝的电阻率的实验。（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲，其直径为_________。（2）测量该金属丝的电阻率，可供选择的仪器有：A．电流表A，量程有和两种，内阻均较小；B．电压表V，量程有和两种，内阻均较大；C．电源电动势为，内阻较小。实验中按如图乙所示接好电路，闭合后，把开关拨至a时发现，电压表与电流表的指针偏转都在满偏的处。再把拨至b时发现，电压表指针几乎还在满偏的处，电流表指针则偏转到满偏的处，由此确定正确的位置并进行实验。完成下列问题。所选电压表的量程为_________V，此时电压测量值为_________V。所选电流表的量程为_________，此时电流测量值为_________。12．（12分）为了精密测量一金属丝的电阻率：(1)如图甲所示，先用多用电表“×1Ω”挡粗测其电阻为____________Ω，然后用螺旋测微器测其直径为______________mm．(2)为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：A．电压表V(量程3V，内阻约15kΩ；量程15V，内阻约75kΩ)B．电流表A(量程0.6A，内阻约1Ω；量程3A，内阻约0.2Ω)C．滑动变阻器R1(0～5Ω，1A)D．滑动变阻器R2(0～2000Ω，0.1A)E．1.5V的干电池两节，内阻不计F．电阻箱G．开关S，导线若干为了测多组实验数据，则上述器材中的滑动变阻器应选用___________(选填“R1”或“R2”)．请在虚线框内设计最合理的电路图并完成实物图的连线_______________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，光滑水平面上静止放着长L=2.0m，质量M=3.0kg的木板，一个质量m=1.0kg的小物体(可视为质点)放在离木板右端d=0.40m处，小物体与木板之间的动摩擦因数μ=0.1。现对木板施加F=10.0N水平向右的拉力，使其向右运动。g取10m/s2.求：(1)木板刚开始运动时的加速度大小；(2)从开始拉动木板到小物体脱离木板，拉力做功的大小；(3)为使小物体能脱离木板，此拉力作用时间最短为多少？14．（16分）如图，一容器由横截面积分别为2S和S的两个汽缸连通而成，容器平放在地面上，汽缸内壁光滑．整个容器被通过刚性杆连接的两活塞分隔成三部分，分别充有氢气、空气和氮气．平衡时，氮气的压强和体积分别为p0和V0，氢气的体积为2V0，空气的压强为p．现缓慢地将中部的空气全部抽出，抽气过程中氢气和氮气的温度保持不变，活塞没有到达两汽缸的连接处，求：（1）抽气前氢气的压强；（2）抽气后氢气的压强和体积．15．（12分）如图甲，两个半径足够大的D形金属盒D1、D2正对放置，O1、O2分别为两盒的圆心，盒内区域存在与盒面垂直的匀强磁场。加在两盒之间的电压变化规律如图乙，正反向电压的大小均为Uo，周期为To，两盒之间的电场可视为匀强电场。在t=0时刻，将一个质量为m、电荷量为q（q>0）的粒子由O2处静止释放，粒子在电场力的作用下向右运动，在时刻通过O1.粒子穿过两D形盒边界M、N时运动不受影响，不考虑由于电场变化而产生的磁场的影响，不计粒子重力。(1)求两D形盒边界M、N之间的距离；(2)若D1盒内磁场的磁感应强度，且粒子在D1、D2盒内各运动一次后能到达O1，求D2盒内磁场的磁感应强度；(3)若D2、D2盒内磁场的磁感应强度相同，且粒子在D1、D2盒内各运动一次后在t=2To时刻到达Ol，求磁场的磁感应强度。

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】

因为电阻R1、R2消耗的功率相等，所以有又因为联立解得故BCD错误，A正确。故选A。2、D【解析】

为了使球能落到对方场地且不被对方运动员拦住，根据得：平抛运动的最大位移：则平抛运动的最大速度：根据得：则平抛运动的最小速度：球离开手的速度的最大范围是：故A、B、C错误，D正确；故选D。3、B【解析】

A．根据图像可知，波长为60m，波速为4km/s，所以可得周期为0.015s，0.06s的时间刚好是整数个周期，可知横波刚传到360m处，此处质点开始从平衡位置向-y方向运动，加速度最小，A正确，不符题意；B．波在传播的时候，波源没有迁移，B错误，符合题意；C．波的传播方向是向右，所以根据同侧法可知，波动图像上M点此时速度方向沿y轴负方向，动能在变大，C正确，不符题意；D．过M点作水平线，然后作关于x轴的对称线，可知与波动图像有7个交点，所以此刻波动图像上除M点外与M点位移大小相同的质点有7个，D正确，不符题意。本题选错误的，故选B。4、D【解析】

弧长为L，圆心角为60°，则弦长：，导线受到的安培力：F=BI•AC=，由左手定则可知，导线受到的安培力方向：水平向左；故D，ABC错误．5、D【解析】

A．高铁未启动时，手机处于静止状态，受重力和支架对手机的作用力，根据平衡条件可知，支架对手机的作用力与重力大小相等、方向相反，A错误；B．高铁未启动时，以手机和支架整体为研究对象，受重力和桌面的支持力二力平衡，不受桌面摩擦力，B错误；C．高铁匀速行驶时，手机受重力、纳米材料的吸引力、支架的支持力和摩擦力，共4个力作用，C错误；D．高铁减速行驶时，手机具有与高铁前进方向相反的加速度，可能只受重力、纳米材料的吸引力和支架的支持力共3个力作用，D正确。故选D。6、C【解析】

A．在轨道Ⅰ上P点的速度小于轨道Ⅱ上P点的速度，选项A错误；B．在轨道Ⅰ上的速度大于经过Q点的圆轨道上的速度，即大于轨道Ⅱ上Q点的速度，选项B错误；C．探测器在轨道Ⅰ上运行，若经过P点时瞬时加速，就变成椭圆轨道，而且在P点加速时获得的速度越大，椭圆轨道的远火星点就越远，轨道Ⅲ的远火星点R比轨道Ⅱ上的远火星点Q更远，因此，选项C正确；D．设P点到火星中心的距离为r，Q点到火星中心的距离为r1，R点到火星中心的距离为r2，由开普勒第二定律有：，，，则，选项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】

A．设点电荷的电量为q，三角形的边长为L，已知b、c两点处的电荷产生的电场在a点处的合场强大小为E，b、c两点处的电荷在a点处产生的场强大小相等，夹角为，故b、c两点处的电荷在a点处产生的场强大小都是E，故有同理可得a、c两点处的电荷产生的电场在b点处的合场强大小也为E，故A正确；B．a、b、c三点处的电荷在e点产生的场强大小都是由平行四边形定则可知e点处的电场强度大小为故B错误；C．相对b、c两点处的电荷来说，af是一根等势线，因此比较e、f两点的电势只需考虑a点处电荷产生的电场，由此可得e点的电势高于f点的电势，故C正确；D．负电荷在电势高点电能低，故将负电荷从e点移到f点，电势能将增加，故D错误。故选AC。8、BC【解析】试题分析：小球在B点受重力竖直向下，电场力水平向右，故合力一定不为零，故A错误；小球由A到B的过程中，由动能定理可得：mgLsinθ-EqL（1-cos60°）=0，则电场强度的大小为，选项B正确；小球从A运动到B，重力做正功，W=mgh=mgLsinθ，故重力势能减小mgLsinθ=，故C正确；小球在下摆过程中，除重力做功外，还有电场力做功，故机械能不守恒，但机械能和电势能总能力之和不变，故D错误．故选BC．考点：动能定理；能量守恒定律9、BC【解析】

A．Q处于静止状态，竖直墙壁光滑，由平衡条件可知，Q受到的静摩擦力等于Q的重力大小，不变，故A错误；B．小球P受重力、Q对P的弹力、Q对P的摩擦力和轻绳的拉力的作用，故B正确；C．物块Q受重力、压力、支持力和静摩擦作用，故C正确；D．P、Q作为一个整体分析，其受三个力的作用，并处于平衡状态，轻绳的拉力铅笔缓慢下移的过程中增大，轻绳的拉力增大，故D错误。故选BC。10、AC【解析】

A．把AB看成一个整体，AB对C的压力在水平方向的分力为Nx＝（m1+m1）gcosθ∙sinθ方向水平向右，AB对C的摩擦力在水平方向的分力为fx＝fcosθ，方向水平向左。因为AB一起加速下滑，所以（m1+m1）gsinθ＞f，则Nx＞fx，所以斜面C有向右的运动趋势，则斜面C受到地面的静摩擦力方向水平向左。故A正确；B．因为AB一起加速下滑，所以μ1（m1+m1）gcosθ＜（m1+m1）gsinθ则μ1＜tanθ，故B错误；C．把AB看成一个整体，滑块A与斜面之间的摩擦力为f＝μ1（m1+m1）gcosθ故C正确；D．滑块AB一起加速下滑，其加速度为a＝gsinθ﹣μ1gcosθB与A之间的摩擦力是静摩擦，则AB之间的摩擦力为f′＝m1a＝mg（sinθ﹣μ1cosθ）故D错误。故选AC.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、0.4700~32.40~107.5【解析】

（1）[1]．螺旋测微器的固定刻度为0，经估读后旋转刻度在47格处，测量值为0.470mm。（结果为值读数字真读，值读至0.001mm，测量值为0.470mm）（2）[2][3][4][5]．由仪器参数确定器材。电源电动势为4.5V，若电压表选用量程其指针偏转过小，应选用量程。由电路规律分析原理。电压表读数几乎不变，电流表读数变化明显，说明阻值较大，与电压表电阻相接近，一般为几千欧而电源电动势只有，由欧姆定律计算知电流只有几毫安，故电流表选用量程。阻值较大，则应使电流表内接，即拨至b。此时电压表为满偏的，则读数为电流表为满偏的，则读数为．12、(1)8.02.096(2)R1(3)如图甲、乙所示【解析】

欧姆表指针示数与倍率的乘积是欧姆表示数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器；为准确测量电阻阻值，应测多组实验数据，滑动变阻器可以采用分压接法，根据待测电阻与电表内阻间的关系确定电流表的接法，作出实验电路图，然后根据电路图连接实物电路图；【详解】解：(1)由图示多用电表可知，待测电阻阻值是8×1Ω=8Ω；由图示螺旋测微器可知，的固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为0.01×9.6mm=0.096mm，其读数为：2mm+9.6×0.01mm=2.096mm；(2)滑动变阻器R2(0～2000Ω，0.1A)的阻值比待测金属丝阻值8Ω大得太多，为保证电路安全，方便实验操作，滑动变阻器应选R1，最大阻值5Ω；为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，由于被测电阻阻值较小，则电流表应采用外接法，实验电路图如图所示根据实验电路图连接实物电路图，如图所示四、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、（1）3m/s2，（2）24J，（3）0.8s。【解析】

(1)对木板，根据牛顿第二定律有：解得：a=3m/s2；(2)对小物体，根据牛顿第二定