广东省广州市彭加木纪念中学高三第四次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

广东省广州市彭加木纪念中学高三第四次模拟考试新高考物理试卷考生须知：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、如图所示为氢原子的能级图，用光子能量为的单色光照射大量处于基态的氢原子，激发后的氢原子可以辐射出几种不同频率的光，则下列说法正确的是（）A．氢原子最多辐射两种频率的光B．氢原子最多辐射四种频率的光C．从能级跃迁到能级的氢原子辐射的光波长最短D．从能级跃迁到能级的氢原子辐射的光波长最短2、一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：如图甲所示，用不可伸长的长为L的轻绳拴一质量为m的小球，轻绳上端固定在O点，在最低点给小球一初速度，使其绕O点在竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力大小F随时间t的变化规律如图乙所示。引力常量G及图中F0均为已知量，忽略各种阻力。下列说法正确的是（）A．该星球表面的重力加速度为 B．小球过最高点的速度为C．该星球的第一宇宙速度为 D．该星球的密度为3、甲、乙两物体同时同地沿同一直线运动的速度一时间图象如图所示，下列说法正确的是（）A．时刻两物体的加速度方向相同B．时刻两物体的速度方向相同C．甲物体的加速度逐渐减小D．时刻两物体相遇4、下雨天，大量雨滴落在地面上会形成对地面的平均压强。某次下雨时用仪器测得地面附近雨滴的速度约为10m/s。查阅当地气象资料知该次降雨连续30min降雨量为10mm。又知水的密度为。假设雨滴撞击地面的时间为0.1s，且撞击地面后不反弹。则此压强为（）A．0.06Pa B．0.05Pa C．0.6Pa D．0.5Pa5、如图所示，两光滑圆形导轨固定在水平面内，圆心均为点，半径分别为，，两导轨通过导线与阻值的电阻相连，一长为的导体棒与两圆形导轨接触良好，导体棒一端以点为圆心，以角速度顺时针匀速转动，两圆形导轨所在区域存在方向竖直向下、磁感应强度大小的匀强磁场，不计导轨及导体棒的电阻，下列说法正确的是（）A．通过电阻的电流方向为由到B．通过电阻的电流为2AC．导体棒转动时产生的感应电动势为4VD．当减小而其他条件不变时，通过电阻的电流减小6、如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F的作用，F平行于斜面向上．若要物块在斜面上保持静止，F的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为F1和F2（F2＞0）.由此可求出A．物块的质量 B．斜面的倾角C．物块与斜面间的最大静摩擦力 D．物块对斜面的正压力二、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，倾角为α的光滑导轨上接入一定值电阻，Ⅰ和Ⅱ是边长都为L的两正方形磁场区域，其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向上，区域Ⅰ中磁场的磁感应强度为B1，恒定不变，区域Ⅱ中磁感应强度随时间B2=kt（k>0）变化，一质量为m、电阻为r的金属杆穿过区域Ⅰ垂直地跨放在两导轨上，并恰能保持静止，不计导轨电阻，则下列说法正确的是（）A．通过金属杆的电流大小为mgB．通过金属杆的电流方向是从a到bC．定值电阻的阻值为kD．定值电阻的阻值为k8、物流中心通过吊箱将物体从一处运送到另一处。简化后模型如图所示，直导轨与圆弧形导轨相连接，为圆弧最高点，整个装置在竖直平面内，吊箱先加速从点运动到点，再匀速通过段。关于吊箱内物体的受力情况，下列描述正确的是（）A．吊箱经过段时，物体对吊箱底板的压力等于物体的重力B．吊箱经过点时，物体处于超重状态，且受到水平向右的摩擦力C．吊箱经过点时，物体处于失重状态，对吊箱底板的压力小于其重力D．吊箱经过点时，物体对吊箱底板的摩擦力水平向左9、一质量为的电动汽车在平直公路上以恒定的功率加速行驶，当速度大小为时，其加速度大小为（），设汽车所受阻力恒为（），重力加速度为，下列说法正确的是（）A．汽车的功率为 B．汽车的功率为C．汽车行驶的最大速率为 D．汽车行驶的最大速率为10、如图所示，比荷为的粒子从静止开始，经加速电场U加速后进入辐向的电场E进行第一次筛选，在辐向电场中粒子做半径为R的匀速圆周运动，经过无场区从小孔处垂直边界进入垂直纸面向外的匀强磁场B中进行第二次筛选，在与距离为小孔垂直边界射出并被收集。已知静电分析器和磁分析器界面均为四分之一圆弧，以下叙述正确的是（）A．静电分析器中的电势高于的电势B．被收集的带电粒子一定带正电C．电场强度E与磁感应强度B的比值关系为D．若增大U，为保证B不变，则被收集粒子的比原来大三、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）为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计）(1)下列实验步骤正确的是________A．用天平测出砂和砂桶的质量B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带E.实验中不需要砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有两个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______。（结果保留两位有效数字）(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为，则小车的质量为______。A．B．C．D．12．（12分）某同学测量玻璃砖的折射率，准备了下列器材：激光笔、直尺、刻度尺、一面镀有反射膜的平行玻璃砖.如图所示，直尺与玻璃砖平行放置，激光笔发出的一束激光从直尺上O点射向玻璃砖表面，在直尺上观察到A、B两个光点，读出OA间的距离为20.00cm，AB间的距离为6.00cm，测得图中直尺到玻璃砖上表面距离d1＝10.00cm，玻璃砖厚度d2＝4.00cm.玻璃的折射率n＝________，光在玻璃中传播速度v＝________m/s(光在真空中传播速度c＝3.0×108m/s，结果均保留两位有效数字).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）质量为的小车置于光滑的水平面上，车上固定着一根竖直轻杆，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂在杆的上端。按住小车并拉直轻绳使其水平，然后同时放开小车和小球，小球下落后与轻杆发生弹性碰撞。(1)求碰撞前瞬间小球和小车的速度大小；(2)若碰撞的作用时间为，求碰撞过程中小球对轻杆的平均冲击力的大小。14．（16分）如图所示，质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m=1kg的小球通过长L=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度="4"m/s，g取10．（1）若锁定滑块，试求小球通过最高点P时对轻杆的作用力大小和方向．（2）若解除对滑块的锁定，试求小球通过最高点时的速度大小．(3)在满足（2）的条件下，试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离．15．（12分）如图为过山车的简化模型，AB是一段光滑的半径为R的四分之一圆弧轨道，B点处接一个半径为r的竖直光滑圆轨道，滑块从圆轨道滑下后进入一段长度为L的粗糙水平直轨道BD，最后滑上半径为R，圆心角θ=60°的光滑圆弧轨道DE。现将质量为m的滑块从A点由静止释放，求∶(1)若R=3r，求滑块第一次到达竖直圆轨道最高点时对轨道的压力大小；(2)若要求滑块能滑上DE圆弧轨道但不会从E点冲出轨道，并最终停在平直轨道上，平直轨道BD的动摩擦因数μ需满足的条件。

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．基态的氢原子吸收的能量后会刚好跃迁到能级，大量氢原子跃迁到的能级后最多辐射种频率的光子，所以AB均错误；CD．由公式以及，知能级间的能量差越大，辐射出的光子的频率越大，波长就越短，从到能级间的能量差最大，辐射的光波长最短，C错误，D正确。故选D。2、D【解析】

AB．由乙图知，小球做圆周运动在最低点拉力为7F0，在最高点拉力为F0，设最高点速度为，最低点速度为，在最高点在最低点由机械能守恒定律得解得，故AB错误。C．在星球表面该星球的第一宇宙速度故C错误；D．星球质量密度故D正确。故选D。3、B【解析】

A．由图象可知，斜率表示加速度，则时刻两物体的加速度方向相反，选项A错误；B．v-t图象中速度在时间轴的同一侧表示速度方向相同，则时刻两物体的速度方向相同，选项B正确；C．由斜率表示物体的加速度可知，甲物体的切线斜率越来越大，即加速度逐渐增大，选项C错误；D．v-t图象所围面积表示位移，相遇表示位移相等，由图象可得，时刻两物体不相遇，选项D错误。故选B。4、A【解析】

取地面上一个面积为S的截面，该面积内单位时间降雨的体积为则单位时间降雨的质量为撞击地面时，雨滴速度均由v减为0，在内完成这一速度变化的雨水的质量为。设雨滴受地面的平均作用力为F，由动量定理得又有解以上各式得所以A正确，BCD错误。故选A。5、C【解析】

A．由右手定则可知，通过电阻的电流方向为到，故A错误；B．两圆环间导体棒在时间内扫过的面积由法拉第电磁感应定律可知，两圆环间导体棒切割磁感线产生的感应电动势通过电阻的电流故B错误；C．导体棒转动时产生的感应电动势故C正确；D．当减小而其它条件不变时，两圆环间导体棒切割磁感线产生的感应电动势变大，通过电阻的电流增大，故D错误。故选C。6、C【解析】根据题意，设物块受到的最大静摩擦力为f，对物块受力分析（如图所示），若F>mgsinθ，则物体有沿斜面向上运动的趋势，f的方向应沿斜面向下阻碍物体相对运动趋势，有----①；若F<mgsinθ，则物体有沿斜面向下的运动趋势，f的方向沿斜面向上阻碍物体相对运动趋势，有----②；由最大静摩擦力等于滑动摩擦力可知---③，由①②可求得f的值，而物块的质量m、斜面的倾角无法求出，故物块对斜面的正压力（）也无法求出．综上所述，正确答案为C．【考点定位】静摩擦力及力的平衡二、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.对金属杆，根据平衡条件，结合安培力公式有mgsinα=B1IL，解得I=mgB.由楞次定律可知，通过金属杆的电流方向是从b到a，选项B错误；C.由法拉第电磁感应定律有E=ΔϕΔt=ΔBL8、BC【解析】

A．由于吊箱在段做加速运动，吊箱和物体的加速度方向沿导轨向上，底板对物体的支持力大于物体的重力，故物体对底板的压力大于物体的重力，故A错误；B．吊箱经过点时，底板对物体有向右的摩擦力，由于整体具有斜向右上方的加速度，故物体处于超重状态且底板对物体有水平向右的静摩擦力，故B正确；C．经过点时吊箱和物体做圆周运动，整体所受合力向下并提供向心力物体处于失重状态，物体对底板的压力小于其重力，故C正确；D．由于经过点时的向心加速度竖直向下，物体对底板没有摩擦力，故D错误。故选：BC。9、BC【解析】

AB．车的额定功率为P，汽车的速度为v时，根据牛顿第二定律得得故A错误，B正确。CD．汽车匀速运动时牵引力等于阻力，速率最大，故有故C正确，D错误。故选BC。10、BD【解析】

AB.粒子在磁场内做匀速圆周运动，磁场区域的磁感应强度垂直纸面向外，由左手定则可以判断出粒子一定带正电。在辐向电场中，电场力提供粒子做匀速圆周运动的向心力，可以判断出的电势高于的电势。故A错误，B正确；C.粒子经加速电场加速在电场中做匀速圆周运动在磁场中做匀速圆周运动经计算可知故C错误；D.联立C项各式可得：为保证B不变，增大时，则增大，故D正确。故选：BD。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、BDE1.3C【解析】

(1)[1]．AE．本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故A错误，E正确；

B．该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，应拿走砂桶，将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；

C．打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，故C错误；

D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带，获取多组实验数据，故D正确；

故选BDE。

(2)[2]．由于两计数点间还有两个点没有画出，故T=0.06s，由△x=aT2可得(3)[3]．由牛顿第二定律得2F=ma则a-F图象的斜率小车质量为故选C；12、1.22.5×108m/s.【解析】

第一空、作出光路图如图所示，根据几何知识可得入射角i＝45°，设折射角为r，则tanr＝，故折射率n＝第二空、光在玻璃介质中的传播速度＝2.5×108m/s.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)