内蒙古包头市北方重工集团三中新高考物理四模试卷及答案解析

内蒙古包头市北方重工集团三中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、利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是（）A．地球的半径及地球表面附近的重力加速度（不考虑地球自转的影响）B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离2、在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的气缸质量为M，气缸内有一质量为m的活塞，已知M＞m．活塞密封一部分理想气体．现对气缸施加一个水平向左的拉力F（如图甲），稳定时，气缸的加速度为a1，封闭气体的压强为p1，体积为V1；若用同样大小的力F水平向左推活塞（如图乙），稳定时气缸的加速度为a1，封闭气体的压强为p1，体积为V1．设密封气体的质量和温度均不变，则()A．a1=a1，p1＜p1，V1＞V1B．a1＜a1，p1＞p1，V1＜V1C．a1=a1，p1＜p1，V1＜V1D．a1＞a1，p1＞p1，V1＞V13、银川绿地中心双子塔项目位于银川阅海湾中央商务区中轴位置，高度301m，建成后将成为西北地区最高双子塔。据说，游客乘坐观光电梯大约一分钟就可以到达观光平台。若电梯简化成只受重力与绳索拉力，已知电梯在t＝0时由静止开始上升，a－t图像如图所示。则下列相关说法正确的是（）A．t＝4.5s时，电梯处于失重状态 B．5~55s时间内，绳索拉力最小C．t＝59.5s时，电梯处于超重状态 D．t＝60s时，电梯速度恰好为零4、如图所示，静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44:1，则下列说法不正确的是（）A．α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反B．原来放射性元素的原子核电荷数为90C．反冲核的核电荷数为88D．α粒子和反冲粒子的速度之比为1:885、2019年11月11日出现了难得一见的“水星凌日”现象。水星轨道在地球轨道内侧，某些特殊时刻，地球、水星、太阳会在一条直线上，且水星处于地球和太阳之间，这时从地球上可以看到水星就像一个小黑点一样在太阳表面缓慢移动，天文学称之为“水星凌日”。在地球上每经过年就会看到“水星凌日”现象。通过位于贵州的“中国天眼（目前世界上口径最大的单天线射电望远镜）观测水星与太阳的视角（观察者分别与水星、太阳的连线所夹的角），则的最大值为（）A． B． C． D．6、2017年11月5日，又有两颗北斗导航系统组网卫星通过“一箭双星”发射升空，并成功进入预定轨道，两颗卫星绕地球运动均看作匀速圆周运动。如果两颗卫星的质量均为M，其中的1号卫星轨道距离地面高度为h，2号卫星轨道距离地面高度为h'，且h'>h，把地球看做质量分布均匀的球体，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，引力常量为G下列说法正确的是（）A．l号卫星绕地球运动的线速度B．1号卫星绕地球运动的周期C．1号卫星和2号卫星做匀速圆周运动的向心力大小之比为D．稳定在轨运行时1号卫星的机械能大于2号卫星的机械能二、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、下列有关热现象的说法中，正确的是（）A．温度高的物体内能不一定大B．气体的温度升高，所有分子的运动速率都增大C．物体从单一热源吸收的热量可全部用于做功D．对物体做功不能改变物体的分子势能E.物体的内能跟物体的温度和体积有关8、一栋大楼的电梯运行高度为，测试人员测试电梯的运行情况。某次测试时让电梯从地面直达最高处，电梯运行的速度不超过，加速度大小不超过。电梯中的测试人员的质量为，重力加速度g取。若电梯以最短时间运行，下列说法正确的是（）A．最短时间为 B．最短时间为C．测试人员的脚部承受的最大压力为 D．测试人员的脚部承受的最大压力为9、如图所示为质谱仪的结构原理图带有小孔的两个水平极板、间有垂直极板方向的匀强电场，圆筒内可以产生质子和氚核，它们由静止进入极板间，经极板间的电场加速后进入下方的匀强磁场，在磁场中运动半周后打到底片上。不计质子和氚核的重力及它们间的相互作用。则下列判断正确的是（）A．质子和氚核在极板、间运动的时间之比为B．质子和氚核在磁场中运动的时间之比为C．质子和氚核在磁场中运动的速率之比为D．质子和氚核在磁场中运动的轨迹半径之比为10、如图所示，足够长的光滑导轨倾斜放置，其上端接有电阻R，匀强磁场垂直于导轨所在平面向上，始终垂直导轨的导体棒EF接入电路的有效电阻为r，导轨和导线电阻不计，在导体棒EF沿着导轨下滑的过程中，下列判断正确的是（）A．感应电流在导体棒EF中方向从F到EB．导体棒受到的安培力方向沿斜面向下，大小保持恒定C．导体棒的机械能一直减小D．导体棒克服安培力做的功等于电阻R消耗的电能三、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）有一个量程为、内电阻约为的电压表，现用如图所示的电路测量其内电阻(1)实验中可供选择的滑动变阻器有两种规格，甲的最大阻值为，乙的最大阻值为。应选用________。（选填“甲”或“乙”）(2)实验过程的主要步骤如下，请分析填空。A．断开开关，把滑动变阻器的滑片滑到_________端；（选填“”或“”）B．将电阻箱的阻值调到零；C．闭合开关，移动滑片的位置，使电压表的指针指到D．开关处于闭合状态保持滑片的位置不变，调节电阻箱的阻值使电压表指针指到_______，读出此时电阻箱的阻值，此值即为电压表内电阻的测量值(3)电压表内电阻的测量值和真实值相比，有________。（选填“>”或“<”）12．（12分）某学习小组将一个直流电源和一个很大的定值电阻(约几十千欧)串联组成了一个新电源，如图甲所示。当该电源两端接的电阻较小时(小于300欧姆)，该电源能稳定输出约30μA的恒定电流。该学习小组利用新电源设计了如图乙所示的电路测量一个量程为30μA、内阻约为几百欧姆的灵敏电流计的内阻。主要实验步骤如下：(1)只闭合图乙中的开关K，灵敏电流计指针如图丙中实线所示，该示数为________μA。(2)再闭合图乙中的开关S，调节变阻箱R1，使灵敏电流计的指针指到图丙中虚线位置，此时变阻箱的示数为330欧姆。根据以上数据计算可知，灵敏电流计的内阻为____欧姆，此测量值____(填“大于”、“小于”、“等于”)真实值。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）将消毒碗柜里刚经过高温消毒的一个圆柱型茶杯和杯盖小心取出后，立刻用杯盖盖住茶杯，并放置在水平桌面上，如图。开始时茶杯内部封闭气体的温度t1＝87℃、压强等于外界大气压强p1．放置一段时间后，茶杯内气体的温度等于室内温度t2＝27℃．已知杯盖的质量为m，茶杯橫截面圆形面积为S，杯盖住茶杯后密封良好没有发生漏气。茶杯内部封闭气体可视为理想气体，重力加速度大小为g。（i）求最后茶杯内部封气体的压强和杯盖对茶杯的压力大小；（ii）在茶杯连同杯内气体的温度达到稳定后，用力作用在杯盖上缓慢上提，结果发现茶杯能随杯盖一起向上离开桌面，求茶杯的质量M满足什么条件？14．（16分）如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，两导轨间的距离为L=1m，导轨间连接的定值电阻R=3Ω，导轨上放一质量为m=0.1kg的金属杆ab，金属杆始终与导轨接触良好，杆的电阻r=1Ω，其余电阻不计，整个装置处于磁感应强度为B=1T的匀强磁场中，磁场的方向垂直导轨平面向里．重力加速度g取10m/s2。现让金属杆从AB水平位置由静止释放，忽略空气阻力的影响，求：（1）金属杆的最大速度（2）达到最大速度后，某时刻若金属杆ab到导轨顶端MP的距离为h，为使ab棒中不产生感应电流，从该时刻开始，磁感应强度B应怎样随时间t变化？推导这种情况下B与t的关系式。15．（12分）一客车以v=20m/s的速度行驶，突然发现同车道的正前方x0=60m处有一货车正以v0=8m/s的速度同向匀速前进，于是客车紧急刹车，若客车刹车时做匀减速运动的加速度大小a=2m/s2，则：（1）客车刹车开始后l5s内滑行的距离是多少?（2）客车静止前最后2s内滑行的距离是多少?（3）客车与货车间的最小距离为多少?

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】

A．根据地球表面物体重力等于万有引力可得：所以地球质量故A能计算出地球质量，A项正确；B．由万有引力做向心力可得：故可根据v，T求得R，进而求得地球质量，故B可计算，B项正确；CD．根据万有引力做向心力可得：故可根据T，r求得中心天体的质量M，而运动天体的质量m无法求解，故C可求解出中心天体地球的质量，D无法求解环绕天体地球的质量；故C项正确，D项错误；本题选择不可能的，故选D。2、A【解析】

两种情况下对整体受力分析由，因此对活塞进行受力分析，第一种情况对第二种情况因此可得密封气体得质量和温度不变，因此可得，因此A正确3、D【解析】

A．利用a－t图像可判断：t＝4.5s时，电梯有向上的加速度，电梯处于超重状态，则选项A错误；BC．0~5s时间内，电梯处于超重状态，拉力>重力；5~55s时间内，电梯处于匀速上升过程，拉力＝重力；55~60s时间内，电梯处于失重状态，拉力<重力；综上所述，选项B、C错误；D．因a－t图线与t轴所围的“面积”代表速度改变量，而图中横轴上方的“面积”与横轴下方的“面积”相等，则电梯的速度在t＝60s时为零，选项D正确。故选D。4、D【解析】

微粒之间相互作用的过程中遵守动量守恒定律，由于初始总动量为零，则末动量也为零，即α粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反；由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内，且在洛伦兹力作用下做圆周运动；由得：，若原来放射性元素的核电荷数为Q，则对α粒子：，对反冲核：，由于，根据，解得，反冲核的核电荷数为，它们的速度大小与质量成反比，由于不知道质量关系，无法确定速度大小关系，故A、B、C正确，D错误；5、A【解析】

由于水星每隔N年就会处于地球、太阳之间，且三者共线，那就意味着每经过N年水星会比地球多转一圈，则且年，解得年由得所以视角最大的时候应该是水星与地球连线与水星轨道相切的时候，此时故选A。6、A【解析】

A．设地球质量m，根据公式和解得故A正确；B．根据公式和解得：故B错误；C．根据所以故C错误；D．由于，卫星从低轨道向高轨道要点火加速，化学能转化为机械能，所以稳定在轨运行时1号卫星的机械能小于2号卫星的机械能，故D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、ACE【解析】

A．物体温度高，其分子平均动能一定大。但分子数不确定，总动能不确定。且分子间势能也不确定，则物体内能不确定，A正确；B．气体温度升高，其分子运动平均速率增大。其中多数分子速率变大，也有少数分子速率变小，B错误；C．在引起外界变化时，物体可以从单一热源吸收热量全部用于做功，C正确；D．对物体做功，物体内能增加。可表现为分子势能增加，或分子动能增加，或二者均增加，D错误；E．物体的内能是所有分子动能和分子势能之和，分子动能与温度有关，分子势能与体积等有关，则内能跟物体的温度和体积有关，E正确。故选ACE。8、AD【解析】

电梯运行时间最短，则电梯运动的过程如下：以最大加速度a做初速度为0的加速运动至最大速度v，再以速度v匀速运动，最后以最大加速度a做减速运动至静止。加速和减速过程有对称性。AB．匀加速过程与匀减速过程，均有通过的位移匀速过程有又有总时间为故A正确，B错误；CD．在加速上升过程测试人员脚部承受的压力最大，有则故C错误，D正确。故选AD。9、AD【解析】

由题意可知质子和氚核的质量之比为1：3；电量之比为1：1；A．粒子在电场中做初速度为零的匀加速动，电场力提供加速度，则有可得故质子和氚核在极板间运动的时间之比故A正确；B．带电粒子在磁场中做圆周运动的周期质子和氚核在磁场中均运动半个周期，则质子和氚核在磁场中运动的时间之比故B错误；C．根据动能定理有得故C错误；D．由公式得质子和氚核在磁场中运动的轨迹半径之比故D正确。故选AD。10、AC【解析】根据右手定则知，感应电流的方向为F到E，故A正确．下滑过程中，根据左手定则知，安培力的方向沿斜面向上，由于导体棒下滑的过程中速度增大，则感应电动势增大，电流增大，安培力增大，故B错误．导体棒向下运动的过程中，除重力做功外，安培力做负功，则导体棒的机械能一直减小，故C正确．根据功能关系知，克服安培力做功等于整个回路产生的电能，故D错误．故选AC．点睛：解决这类导体棒切割磁感线产生感应电流问题的关键时分析导体棒受力，进一步确定其运动性质，并明确判断过程中的能量转化及功能关系如安培力做负功量度了电能的产生，克服安培力做什么功，就有多少电能产生．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、乙1.5>【解析】

(1)[1]滑动变阻器在电路中为分压使用，为保证测量电路供电电压不受滑片位置的影响，减小实验误差，滑动变阻器的最大电阻应远小于测量电路的电阻，故应选择的，即应选用乙；(2)[2]在闭合前，滑动变阻器滑片应移到某一端使电压表示数为0，即滑片应移到端；[3]当电阻箱阻值为0时，电压表满偏为；接入电阻箱后认为电路测量部分的总电压不变，仍为；当电压表读数为时，电阻箱两端电压也为，则电压表内电阻与电阻箱阻值相等；(3)[4]电阻箱与电压表串联后，测量电路的电阻增加，则测量电路两端的总电压稍大于，则电阻箱两端的电压稍大于，则电阻箱的阻值大于电压表的阻值，即有测真12、25.0220小于【解析】

(1)[1]灵敏电流计的分度值为1mA，灵敏电流计指针如图丙中实线所示，该示数为25.0mA；(2)[2]灵敏电流计的指针指到图丙中虚线