湖北省宜昌市高中教学协作体新高考物理四模试卷及答案解析

湖北省宜昌市高中教学协作体新高考物理四模试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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（甲）所示，质最m=2kg的小物体放在长直的水平地面上，用水平细线绕在半径R=0.5m的薄圆筒上。t=0时刻，圆筒由静止开始绕竖直中心轴转动，其角速度ω随时间t的变化规律如图（乙）所示，小物体和地面间的动摩擦因数为0.1，重力加速度g=10m/s2。则下列判断正确的是（）A．细线的拉力大小为4NB．细线拉力的瞬时功率满足P=4tC．小物体的速度随时间的变化关系满足v=4tD．在0-4s内，小物体受合力的冲量为4N•g2、如图所示，轻质弹簧下端挂有一质量为的小球（视为质点），静止时弹簧长为，现用一始终与弹簧轴向垂直的外力作用在小球上，使弹簧由竖直位置缓慢变为水平。重力加速度为。则在该过程中（）A．弹簧的弹力先增大后减小B．外力一直增大C．外力对小球做功为D．弹簧弹力对小球做功为3、一宇宙飞船的横截面积s，以v0的恒定速率航行，当进入有宇宙尘埃的区域时，设在该区域，单位体积内有n颗尘埃，每颗尘埃的质量为mA．snmv02B．2snmv4、自空中的A点静止释放一个小球，经过一段时间后与斜面体的B点发生碰撞，碰后速度大小不变，方向变为水平，并经过相等的时间最终落在水平地面的C点，如图所示，水平面上的D点在B点正下方，不计空气阻力，下列说法正确的是A．A、B两点的高度差和B、D两点的高度差之比为1∶3B．A、B两点的高度差和C、D两点的间距之比为1∶3C．A、B两点的高度差和B、D两点的高度差之比为1∶2D．A、B两点的高度差和C、D两点的间距之比为1∶25、1897年英国物理学家约瑟夫·约翰·汤姆生在研究阴极射线时发现了电子，这是人类最早发现的基本粒子。下列有关电子说法正确的是（）A．电子的发现说明原子核是有内部结构的B．β射线也可能是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力C．光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中自由电子D．卢瑟福的原子核式结构模型认为核外电子的轨道半径是量子化的6、关于近代物理学，下列说法正确的是（）A．α射线、β射线和γ射线中，γ射线的电离能力最强B．根据玻尔理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道也在连续地减小C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核的组成D．对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大二、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、某探究小组利用图甲所示的电路探究一标签模糊的理想变压器的原、副线圈匝数比。R为定值电阻，L1、L2为两只标有“5V，2A”的相同小灯泡，S为开关。保持开关S断开，在输入端施加如图乙所示的交变电压后，灯泡L1正常发光，测得电阻R两端的电压为灯泡L1两端电压的2倍。以下说法正确的是（）A．理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1B．理想变压器原、副线圈的匝数比为1：4C．定值电阻的阻值为10ΩD．闭合开关S后，灯泡L1中的电流变小8、如图所示，空间中存在匀强磁场，在磁场中有一个半径为R的圆，圆面与磁场垂直，从圆弧上的P点在纸面内沿各个方向向园内射入质量、电荷量、初速度大小均相同的带同种电荷的粒子，结果沿半径PO方向射入的粒子从边界上Q点射出．已知OQ与OP间的夹角为60°，不计粒子的重力，则下列说法正确的是A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为B．粒子在磁场中做圆周运动的半径为点C．有粒子射出部分的国弧所对圆心角的正弦值为D．有粒子射出部分的圆孤所对圆心角的正弦值为9、如图所示，在同一软铁芯上绕有两个独立的线圈甲与乙，甲线圈连接电池、滑动变阻器、电阻。乙线圈中接有电容器，向左移动滑动变阻器的滑片，使甲线圈中的电流均匀变化。已知线圈内部的磁场与流经线圈的电流成正比，下列说法正确的是（）A．电容器的上极板带正电B．电容器的上极板带负电C．电容器所带的电荷量恒定D．电容器所带的电荷量增大10、如图所示，abcd为边长为L的正方形线框，线框在纸面内，电阻为R．图中虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场．现用外力作用于线框，使线框从图示位置开始沿x轴正方向做初速度为零的匀加速运动，线框运动过程中，ad边始终水平，线框平面始终与磁场垂直，磁场宽度大于L，x轴正方向作为力的正方向，则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线及线框ab边的电压U随时间t的变化图象正确的是A． B．C． D．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）在某次“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，所选用的实验器材有∶A．小灯泡“2.5V0.2A”B．电流表0~0.6A~3A（内阻未知）C．电压表0~3V~15V（内阻未知）D．滑动变阻器“2A20Ω”E.电源（两节旧的干电池）F.开关一个，导线若干(1)当开关闭合时，图中滑动变阻器的滑片应该置于___________（填“左”或“右”）端。(2)实验中，当滑片P向左移动时，电路中的电流表的示数变___________（填“大”或“小”）。(3)本次实验用电池对数据处理有没有影响？___________（填“有”或“没有”）。(4)依据实验结果数据作出的图像可能是图中的___________。A．B．C．D．12．（12分）如图所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“验证牛顿第二定律”的实验。(1)实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，操作方法是把长木板右端用垫木垫高，在不挂重物且计时器打点的情况下，轻推一下小车，让小车拖着纸带在长木板上运动，通过纸带判断小车是否做匀速运动，若实验中发现打点计时器在纸带上打的点如图所示，通过纸带可判断小车并不是做匀速直线运动，可通过以下措施进行改进（____）A．若是纸带甲端与小车相连，则保持长木板在桌面上的位置不变，仅在原垫木的位置更换高度更矮的垫木即可B．若是纸带甲端与小车相连，则保持长木板在桌面上的位置不变，仅把垫木向左平移适当位置即可C．若是纸带乙端与小车相连，则保持长木板在桌面上的位置不变，仅在原垫木的位置更换高度更高的垫木即可D．若纸带乙端与小车相连，则保持长木板在桌面上的位置不变，仅把垫木向右平移适当位置即可(2)采取合理的措施平衡摩擦力后开始进行实验，图是正确进行实验操作后打点计时器所打的纸带的一部分，在纸带上每隔四个点选一个点作为计数点，A、B、C、D和E为纸带上五个计数点。已知打点计时器所用的电源频率为50Hz，则AC间的距离为_____________cm，可得小车的加速度a=___________m/s2（计算结果保留两位有效数字）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）直流电动机的工作原理可以简化为如图所示的情景，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B；平行金属轨道MN、PQ，相距为L，固定在水平面内；电阻为R的金属导体棒ab与平行轨道垂放置，且与轨道接触良好；MP间接有直流电源。闭合开关S，金属导体棒向右运动，通过轻绳竖直提升质量为m的物体，重力加速度为g。忽略一切阻力、导轨的电阻和直流电源的内阻。(1)求物体匀速上升时，通过导体棒ab的电流大小；(2)导体棒ab水平向右运动的过程中，同时会产生感应电动势，这个感应电动势总要削弱电源电动势的作用，我们称之为反电动势。设导体棒ab向上匀速提升重物的功率为P出，电流克服反电动势做功的功率为P反，请证明：P出=P反；(解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明)(3)若通过电源连续调节MP间的电压U，物体匀速上升的速度v也将连续变化，直流电动机所具有这种良好的“电压无极变速”调速性能在许多行业中广泛应用。请写出物体匀速上升的速度v与电压U的函数关系式。14．（16分）静止在水平地面上的两小物块A、B，质量分别为，；两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧的竖直墙壁距离l=1.0m，如图所示，某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为，释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为，重力加速度取，A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。(1)求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；(2)物块A、B中的哪一个先停止？该物块刚停止时A与B之间的距离是多少？(3)A和B能否再次发生碰撞？若不能，说明理由；若能，试计算碰后的速度大小。15．（12分）一半径为R10cm的半圆形玻璃砖放置在竖直平面上，其截面如图所示。图中O为圆心，MN为竖直方向的直径。有一束细光线自O点沿水平方向射入玻璃砖，可以观测到有光线自玻璃砖右侧射出，现将入射光线缓慢平行下移，当入射光线与O点的距离为h6cm时，从玻璃砖右侧射出的光线刚好消失。已知光在真空中的传播速度为c3108m/s，则：(1)此玻璃的折射率为多少；(2)若h5cm，求光在玻璃砖中传播的时间。

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、D【解析】

AC．根据图象可知，圆筒做匀加速转动，角速度随时间变化的关系式为圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同，根据得物体运动的加速度根据牛顿第二定律得解得细线的拉力大小为AC错误；B．细线拉力的瞬时功率故B错误；D．物体的合力大小为在0-4s内，小物体受合力的冲量为故D正确。故选D。2、B【解析】

AB．小球受外力、重力和弹簧弹力三个力构成一个三角形，当外力与弹簧弹力垂直时最小，由三角形定则可判断，弹簧弹力一直减小，外力一直增大，故A不符合题意，B符合题意；CD．由上分析可知外力F和弹簧的弹力都是变力，所以无法直接求出外力和弹力所做的功，只能根据能量守恒求出外力与弹簧弹力的合力对小球做的功等于，故CD不符合题意。故选B。3、C【解析】

根据题意求出时间t内黏附在卫星上的尘埃质量，然后应用动量定理求出推力大小，利用P=Fv求得功率；【详解】时间t内黏附在卫星上的尘埃质量：M=v0tsnm，

对黏附的尘埃，由动量定理得：Ft=Mv0【点睛】本题考查了动量定理的应用，根据题意求出黏附在卫星上的尘埃质量，然后应用动量定理可以求出卫星的推力大小，利用P=Fv求得功率。4、D【解析】

AC、AB段小球自由下落，BC段小球做平抛运动，两段时间相同，根据，可知A、B两点间距离与B、D两点间距离相等，A、B两点的高度差和B、D两点的高度差之比为1∶1，故AC错误；

BD、设A、B两点的高度差为h，根据速度位移公式可得BC段平抛初速度，持续的时间，所以CD两点间距离，所以AB两点的高度差和CD两点的间距之比为1∶2，故B错误，D正确；

故选D．5、C【解析】

A．电子的发现说明了原子是有内部结构的，无法说明原子核有内部结构。原子是由原子核和核外电子组成的。故A错误。B．β-射线是核内中子衰变为质子时放出的电子形成的，与核外电子无关。故B错误。C．根据光电效应现象的定义可知光电效应实验中，逸出的光电子来源于金属中的自由电子。故C正确。D．玻尔理论认为电子轨道半径是量子化的，卢瑟福的原子核式结构模型认为在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，故D错误。故选C。6、D【解析】

A．α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透本领比较强，而电离能力最强是α射线，故A错误；B．玻尔理论认为原子的能量是量子化的，轨道半径也是量子化的，故氢原子在辐射光子的同时，轨道不是连续地减小，故B错误；C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出原子核式结构学说，故C错误；D．根据光电效应方程知，超过极限频率的入射频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大，故D正确。故选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、CD【解析】

AB．由电压图像可知，输入电压的最大值为V，则有效值为20V灯泡正常发光，故灯泡两端的电压为5V，即副线圈两端的电压V，由题知电阻R两端的电压为10V，故变压器原线圈的电压=10V原副线圈的匝数比故AB错误；C．灯泡L1正常发光，即副线圈的电流A，根据理想变压器输入功率等于输出功率可知，原副线圈中的电流之比解得电阻R中的电流为1A，由欧姆定律可知Ω=10Ω故C正确；D．开关S闭合后，电路的总电阻减小，而输入端电压保持不变，故副线圈中的电流增大，则原线圈中电流增大，电阻R两端电压升高，变压器原线圈电压降低，故副线圈输出电压降低，灯泡两端电压降低，电流减小，故D正确。故选CD。8、BD【解析】

AB.设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r，由几何关系可知：r=Rtan30°=A，错误B正确；CD.粒子做圆周运动的直径为：d=2r=R设有粒子射出部分的圆弧所对圆心角为，由几何关系可知：sin=则：C错误，D正确．9、BC【解析】

AB．电池电路的电流如图所示，在铁芯中产生向下的磁场。向左移动滑片，滑动变阻器有效电阻减小，由欧姆定律知电路电流增大。由题意知电流均匀增大，则该磁场均匀增强。应用楞次定律知乙线圈的感应电流如图所示，则电容器的上极板带负电，故A错误，B正确；CD．穿过乙线圈的磁通量均匀增加，由电磁感应定律知该值恒定。由电路规律知电容器的板间电压，则电容器两极板间电压恒定，则电容器所带电荷量恒定，故C正确，D错误。故选BC。10、AD【解析】

线圈做初速度为零的匀加速直线运动，速度v=at，进磁场和出磁场受到的安培力，则A正确，B错误；进磁场时，ab两端的电压；在磁场中运动时，；出磁场时，ab两端的电压，则选项C错误，D正确；故选AD.【点睛】对于图象问题，关键是能够根据已知的公式、定律等推导出横坐标和纵坐标的关系式，分析斜率的变化，然后作出正确的判断．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、左小没有C【解析】

（1）[1]开关闭合时，应该使电表中的电流最小，故应该将滑动变阻器的滑片置于左端；（2）[2]滑片P左移，并联部分电阻变小，故并联部分电压减小，故电流表示数变小；（3）[3]因为电压是用电压表测出，故与电源参数无关，所以没有影响；（4）[4]小灯泡电阻随电流增大（或温度升高）而增大，故选C。12、AC1.23（1.21~1.25）0.24（0.23~0.25）【解析】

(1)[1]AB．若是纸带甲端与小车相连，由图乙可知，小车做加速运动，说明平衡摩擦过度，则应保持长木板在桌面上的位置不变，仅在原垫木的位置更换高度更矮的垫木即可，故A正确，B错误；CD．若是纸带乙端与小车相连，由图乙可知，小车做减速运动，说明平衡摩擦不够，则应保持长木板在桌面上的位置不变，仅在原垫木的位置更换高度更高的垫木即可，故C正确，D错误。故选AC；(2)[2]由图可知，AC距离为由于读数误差，1.21cm~1.25cm，均正确；[3]由图可知，AB距离为BC距离为CD距离为DE距离为由逐差法可知加速度为由于误差0.23m/s2~0.25m/s2均正确。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）见解析；（3）【解析】

(1)物体匀速上升，由平衡条件有mg=BIL解得(2)设金属导体棒匀速运动速度大小为v，电流为I，则：导体棒ab匀速向上提升重物输出的机械功率为P出=mgv，电流克服金属导体棒反电动势做功的功率为P反=BILv又mg