河北省石家庄市重点中学高三第四次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

河北省石家庄市重点中学高三第四次模拟考试新高考物理试卷注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、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、如图所示，一束平行光经玻璃三棱镜折射后分解为a、b两种单色光。则下列说法正确的是（）A．在真空中传播时，a光的速度大B．从玻璃射向空气时，b光发生全发射的临界角小C．经过同一双缝干涉实验装置时，观察到a光的相邻亮条纹间距大D．若b光能使某金属发生光电效应，则a光也一定能发生光电效应2、轨道平面与赤道平面夹角为90°的人造地球卫星被称为极地轨道卫星。它运行时能到达南北极区的上空，需要在全球范围内进行观测和应用的气象卫星、导航卫星等都采用这种轨道。如图所示，若某颗极地轨道卫星从北纬45°的正上方按图示方向首次运行到南纬45°的正上方用时45分钟，则（）A．该卫星发射速度一定小于7.9km/sB．该卫星轨道半径与同步卫星轨道半径之比为1∶4C．该卫星加速度与同步卫星加速度之比为2∶1D．该卫星的机械能一定小于同步卫星的机械能3、如图所示，三条平行等间距的虚线表示电场中的三个等势面，电势分别为10V、20V、30V，实线是一带电粒子（不计重力）在该区域内的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，下列说法正确的是（）A．粒子在三点所受的电场力不相等B．粒子必先过a，再到b，然后到cC．粒子在三点所具有的动能大小关系为Ekb＞Eka＞EkcD．粒子在三点的电势能大小关系为Epc＜Epa＜Epb4、如图所示，一根均匀柔软的细绳质量为m。两端固定在等高的挂钩上，细绳两端的切线与水平方向夹角为θ，重力加速度为g。挂钩对细绳拉力的大小为A． B．C． D．5、如图所示，电路中所有元件完好，当光照射到光电管上时，灵敏电流计G中没有电流通过，可能的原因是（）A．入射光强度较弱 B．光照射时间太短C．入射光的频率较小 D．光电管上金属对应的极限频率较小6、2019年5月17日，在四川省西昌卫星发射基地成功发射了第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）。已知地球的质量为M、半径为R、地球自转周期为T、该卫星的质量为m、引力常量为G，关于这颗卫星下列说法正确的是（）A．距地面高度为 B．动能为C．加速度为 D．入轨后该卫星应该位于西昌的正上方二、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、在星球M上一轻弹簧竖直固定于水平桌面，物体P轻放在弹簧上由静止释放，其加速度a与弹簧压缩量x的关系如图P线所示。另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样过程，其加速度a与弹簧压缩量x的关系如Q线所示，下列说法正确的是（）A．同一物体在M星球表面与在N星球表面重力大小之比为3：1B．物体P、Q的质量之比是6：1C．M星球上物体R由静止开始做加速度为3a0的匀加速直线运动，通过位移x0时的速度为D．图中P、Q下落的最大速度之比为8、一颗子弹以水平速度v0穿入一块在光滑水平面上迎面滑来的木块后各自运动，设子弹与木块间相互作用力恒定，则该过程中子弹及木块的速度时间图象可能正确的是（图中实线为子弹图线，虚线为木块图线）（）A． B． C． D．9、下列说法正确的是A．声波在空气中的传播速度比在水中的传播速度快B．受迫振动中驱动力的频率不一定等于物体的固有频率C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加装一个偏振片是为了增加透射光的强度D．宇航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，地球上的人认为飞船上的时钟变慢E.机械波的波长越长，则该波越容易发生衍射现象10、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）某实验小组要做“探究小车所受外力与加速度关系”的实验，采用的实验装置如图1所示。（1）本实验中_______(填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力，______(填“需要”或“不需要”）钩码的质量远小于小车的质量。（2）该同学在研究小车运动时打出了一条纸带，如图2所示。在纸带上，连续5个点为一个计数点，相邻两个计数点之间的距离依次为x1=1.45cm，x2=2.45cm,x3=3.46cm，x4=4.44cm,x5=5.45cm,x6=6.46cm，打点计时器的频率f=50Hz,则打纸带上第5个计数点时小车的速度为______m/s；整个过程中小车的平均加速度为_______m/s2。(结果均保留2位有效数字）12．（12分）如图（甲）所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d、质量为m的金属小球由A处从静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H（H>>d），光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g．则：（1）如图（乙）所示，用游标卡尺测得小球的直径d=________mm．（2）小球经过光电门B时的速度表达式为__________．（3）多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图象如图（丙）所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式：_______时，可判断小球下落过程中机械能守恒．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）一列简谐横波的波源振动一个周期时波形如甲图所示，乙图为质点Q从该时刻计时的振动图像，P、Q分别是平衡位置为和处的质点。(1)请判断该简谐横波的传播方向和P、Q两点谁先到达波谷，并计算波速；(2)从计时时刻起，当质点Q第三次出现在波峰位置时，请确定处的质点M的振动方向及M在这段时间内的总路程。14．（16分）如图所示，在竖直虚线范围内，左边存在竖直向下的匀强电场，场强大小为，右边存在垂直纸面向里的匀强磁场，两场区的宽度相等。电荷量为、质量为的电子以初速度水平射入左边界后，穿过电、磁场的交界处时速度偏离原方向角。再经过磁场区域后垂直右边界射出。求：（1）电子在电场中运动的时间；（2）磁感应强度的大小。15．（12分）如图，一质量m=0.4kg的滑块（可视为质点）静止于动摩擦因数µ=0.1的水平轨道上的A点。对滑块施加一水平外力，使其向右运动，外力的功率恒为P=10.0W。经过一段时间后撒去外力，滑块继续滑行至B点后水平飞出，恰好在C点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道，轨道的最低点D处装有压力传感器，当滑块到达传感器上方时，传感器的示数为25.6N。已知轨道AB的长度L=2.0m，半径OC和竖直方向的夹角α=37°，圆形轨道的半径R=0.5m。（空气阻力可忽略，g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：（1）滑块运动到C点时速度vc的大小；（2）B、C两点的高度差h及水平距离x?（3）水平外力作用在滑块上的时间t?

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．真空中传播时，各种颜色光的光速均相同，A错误；B．根据光路图可知光偏折程度小，所以光折射率小，根据全反射定律可知光发生全反射的临界角大，B错误；C．根据光路图可知光折射率大，所以频率大，波长短，根据可知，经过同一双缝干涉实验装置时，观察到a光的相邻亮条纹间距小，C错误；D．光的频率大于光，根据可知光的光子能量大于光，所以若b光能使某金属发生光电效应，则a光也一定能发生光电效应，D正确。故选D。2、B【解析】

A．根据第一宇宙速度的概念可知，该卫星发射速度一定大于7.9km/s，故A错误；

B．由题意可知，卫星的周期万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得该卫星轨道半径与同步卫星轨道半径之比故B正确；C．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得该卫星加速度与同步卫星加速度之比故C错误；D．由于由于不知该卫星与同步卫星的质量关系，无法比较其机械能大小，故D错误。

故选AB。3、D【解析】

A．因表示电场中三个等势面的三条虚线是平行且等间距的，由此可判断电场是匀强电场，所以带电粒子在电场中各点受到的电场力相等。选项A错误。B．由题中的图可知，电场的方向是向上的，带负电的粒子将受到向下的电场力作用，带负电的粒子无论是依次沿a、b、c运动，还是依次沿c、b、a运动，都会的到如图的轨迹。选项B错误。CD．带负电的粒子在电场中运动时，存在电势能与动能之间的互化，由题意和图可知，在b点时的电势能最大，在c点的电势能最小，可判断在c点的动能最大，在b点的动能最小。选项C错误，D正确。4、A【解析】

先对挂钩一端受力分析可知挂钩对绳子的拉力和绳子对挂钩的拉力相等：对绳子受力分析如右图，正交分解：解得：，A正确，BCD错误。故选A。5、C【解析】

由、和光电效应的产生条件可知，能不能产生光电效应现象和光照强度、光照时间无关，和入射光的频率及光电管上金属对应的极限频率有关，综合分析可知，选项C项正确，ABD错误。故选C。6、A【解析】

A．万有引力提供向心力解得同步卫星的轨道半径则距离地球表面高度为，A正确；B．万有引力提供向心力动能B错误；C．万有引力提供向心力解得加速度为C错误；D．同步卫星在赤道上空，西昌不在赤道，入轨后该卫星不可能位于西昌的正上方，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、AD【解析】

A．分析图象可知，弹簧压缩量为零时，物体只受重力作用，加速度为重力加速度，则物体在M星球表面的重力加速度：，在N星球表面的重力加速度：，则同一物体在M星球表面与在N星球表面重力大小之比为3：1，故A正确；B．分析物体的受力情况，加速度为零时，重力和弹簧弹力平衡，根据平衡条件可得，解得故B错误；C．M星球上，物体R由静止开始做匀加速直线运动，加速度为3a0，通过位移x0，根据速度—位移公式可知速度为，故C错误；D．根据动能定理可知，合外力做功等于动能变化，即根据图象的面积可得，动能之比结合前面的分析则最大速度之比故D正确。故选AD。8、AB【解析】

AB.设子弹运动的方向为正方向，子弹穿过木块后速度方向不变，为正方向，由于穿过木块过程中受到恒定的阻力作用，所以速度减小；对于木块，受到子弹的作用力后，有可能速度方向仍为负方向，也有可能最后速度方向与子弹方向相同，即为正方向，故AB正确；CD.子弹击中木块后，不可能出现二者均反向运动，所以CD错误。故选AB。9、BDE【解析】

A．声波属于机械波，其在水中的传播速度比在空气中的传播速度快，故A错误；B．在受迫振动中，物体振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率不一定相等，故B正确；C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，由于玻璃表面反射光的干扰，影像会不清楚，如果在镜头前加装一个偏振片就可以减弱反射光的强度，故C错误；D．字航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，根据时间的相对性可知，地球上的人观察到飞船上的时间间隔变长，时钟变慢，故D正确；E．障碍物、孔的尺寸越小或者机械波波长越长，越容易发生衍射现象，故E正确。故选BDE。10、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、需要不需要0.49m/s1.0m/【解析】

（1）本实验是通过力传感器测量的细线的拉力，要想将拉力作为小车的合外力，需要平衡摩擦力；由于拉力可以直接读出，所以钩码的质量不需要远远小于小车的质量；

（2）频率f=50Hz，则周期T=0.02s，连续5个点为一个计数点，相邻两个计数点之间的时间间隔t=5T=0.1s；第5个计数点的速度为v5=x4+12、7.25d/t或2gH0t02=d2【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为7mm，游标读数为0.05×5mm=0.25mm，则小球的直径d=7.25mm．(2)[2]根据