山西大学附中高三第四次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

山西大学附中高三第四次模拟考试新高考物理试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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、一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能增大为原来的4倍，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的（）A．向心加速度大小之比为14 B．轨道半径之比为41C．周期之比为41 D．角速度大小之比为122、叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为m，相互接触，球与地面间的动摩擦因数均为μ，则：A．上方球与下方3个球间均没有弹力B．下方三个球与水平地面间均没有摩擦力C．水平地面对下方三个球的支持力均为D．水平地面对下方三个球的摩擦力均为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、光滑绝缘水平面内有一电场，其一条电场线沿x轴方向且电势随坐标x变化的关系如图所示，一质量为m,带电荷量为q（q>0）的小球在该电场线上O点以一定速度向x轴正向释放且能过点。小球沿该电场线做直线运动。则（）A．小球在间做匀加速直线运动，在后做加速度减小的加速运动B．小球在处动能最小，电势能最大C．小球在和处加速度相同D．小球在处时的速度是在处时的二倍5、通信卫星一般是相对地面“静止”的同步卫星，三颗同步卫星就可以实现全球通信。设地球的半径为，地面的重力加速度为，地球的自转周期为。则速度为的电磁波从一颗卫星直线传播至相邻的另一颗卫星，传播时间为（）A． B．C． D．6、如图所示，等量异种点电荷连线水平，O为两点电荷连线的中点，点A与B、B与C分别关于O点和水平连线对称。下列说法正确的是（）A．点A与B的电势一定相等B．点A与C的场强一定相同C．将一负电荷沿直线AC从A移至C，电场力不做功D．将一正电荷沿直线AB从A移至B，电荷电势能一直减小二、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、下列说法正确的是（）A．当障碍物或孔的尺寸比波长大或差不多时,才能发生明显的衍射现象B．不鸣笛的汽车向你驶来时听到的频率不等于喇叭发声频率是属于声波的干涉现象C．频率相同的两列波相遇,波谷和波谷相遇处为振动加强点D．增大单摆的摆长,单摆摆动的频率将减小E.弹簧振子的振幅越小,其振动频率将保持不变8、如图所示，足够长的水平光滑金属导轨所在空间中，分布着垂直于导轨平面方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。两导体棒a、b均垂直于导轨静止放置。已知导体棒a质量为2m，导体棒b质量为m；长度均为l，电阻均为r；其余部分电阻不计。现使导体棒a获得瞬时平行于导轨水平向右的初速度。除磁场作用外，两棒沿导轨方向无其他外力作用，在两导体棒运动过程中，下列说法正确的是（）A．任何一段时间内，导体棒b动能增加量跟导体棒a动能减少量的数值总是相等的B．任何一段时间内，导体棒b动量改变量跟导体棒a动量改变量总是大小相等、方向相反C．全过程中，通过导体棒b的电荷量为D．全过程中，两棒共产生的焦耳热为9、根据所学知识分析，下列说法正确的是（）A．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体B．晶体体积增大，其分子势能一定增大C．在完全失重的宇宙飞船中，水的表面存在表面张力D．人们可以利用某些物质在水溶液中形成的薄片状液晶来研究离子的渗透性，进而了解机体对药物的吸收等生理过程10、如图，匀强磁场与平面垂直且仅分布在第一象限，两个完全相同的带电粒子、从轴上的点以相等速率射入磁场，分别经过时间、后从轴上纵坐标为，的两点垂直于轴射出磁场。已知两带电粒子在磁场中做圆周运动的周期为，半径为，粒子射入速度方向与轴正方向的夹角为。、间的相互作用和重力可忽略。下列关系正确的是（）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）为制作电子吊秤，物理小组找到一根拉力敏感电阻丝，拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生微小形变(宏观上可认为形状不变)，它的电阻也随之发生变化，其阻值R随拉力F变化的图象如图(a)所示，小组按图(b)所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势E=3V，内阻r=1Ω；灵敏毫安表量程为10mA，内阻Rg=50Ω；R1是可变电阻器，A、B两接线柱等高且固定。现将这根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘环，将其两端接在A、B两接线柱上。通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，不计敏感电阻丝重力，具体步骤如下：步骤a：滑环下不吊重物时，闭合开关，调节可变电阻R1，使毫安表指针满偏；步骤b：滑环下吊已知重力的重物G，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ；步骤c：保持可变电阻R1接入电路电阻不变，读出此时毫安表示数I；步骤d：换用不同已知重力的重物，挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值；步骤e：将电流表刻度盘改装为重力刻度盘。(1)写出敏感电阻丝上的拉力F与重物重力G的关系式F=__________；(2)若图(a)中R0=100Ω，图象斜率k=0.5Ω/N，测得θ=60°，毫安表指针半偏，则待测重物重力G=_________N；(3)改装后的重力刻度盘，其零刻度线在电流表________________(填“零刻度”或“满刻度”)处，刻度线_________填“均匀”或“不均匀”）。(4)若电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变，用这台“吊秤”称重前，进行了步骤a操作，则测量结果______________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。12．（12分）某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材“验证力的平行四边形定则”，设计的实验装置如图固定在竖直木板上的量角器直边水平，橡皮筋一端固定在量角器圆心O的正上方A点，另一端系绳套1和绳套2。(1)实验步骤如下：①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点，记下弹簧测力计的示数F；②弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点达到O点，此时绳套1沿0°方向，绳套2沿120°方向，弹簧测力计的示数为F1；③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F1′=________；④比较________________，即可初步验证力的平行四边形定则。(2)将绳套1由0°方向缓慢转动到60°方向，同时绳套2沿120°方向不变，此过程中保持橡皮筋的结点在O点不动，关于绳套1的拉力大小的变化，下列结论正确的是________。A．逐渐增大B．先增大后减小C．逐渐减小D．先减小后增大四、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，一平行玻璃砖的截面是一个矩形，玻璃砖的厚度为d，DC面涂有反光材料。一束极窄的光线从A点以θ=的入射角射入玻璃砖，AB间的距离为，已知A点的折射光线恰好射到D点，CD间的距离为，已知光在真空中的传播速度为c。求：①玻璃砖的折射率；②光线从A点进入玻璃到第一次射出玻璃砖所经历的时间。14．（16分）如图所示，在内壁光滑的细玻璃管中用水银密封一段空气柱（可视为理想气体），当玻璃管竖直放置时，水银柱高，空气柱高。现将玻璃管放在倾角为的粗糙斜面上，管口向上，玻璃管与斜面间的动摩擦因数为。已知外界温度不变，大气压强，水银的密度，重力加速度g取，假设斜面足够长，让玻璃管由静止下滑，当玻璃管与水银柱相对静止时，求玻璃管中空气柱的长度（结果保留三位有效数字）。15．（12分）如图所示，质量m=10kg、横截面积S=50cm2、厚度不计的活塞被气缸光滑内壁上的卡栓（体积不计）托住，将气缸分成体积均为V的A、B两部分，两部分空间内均封闭着一定量的理想气体。初始状态时两部分气体温度均与环境温度相同，其中A中气体压强为pA=2×105Pa，B中气体压强pB=1×105Pa。气缸底端安装有用来加热的电热丝，环境温度保持27不变，重力加速度g取10m/s2，T=t+273K。仅有气缸上表面导热良好，其他部分及活塞绝热，现对B中气体缓慢加热，当B中气体温度升高至多少时，A中气体体积减小为。

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、B【解析】

AB.根据万有引力充当向心力==mr=ma，卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v=，其动能Ek=，由题知变轨后动能增大为原来的4倍，则变轨后轨道半径r2=r1，变轨前后卫星的轨道半径之比r1r2=41；向心加速度a=，变轨前后卫星的向心加速度之比a1a2=116，故A错误，B正确；C.卫星运动的周期，变轨前后卫星的周期之比==，故C错误；D.卫星运动的角速度，变轨前后卫星的角速度之比==，故D错误．2、C【解析】对上方球分析可知，小球受重力和下方球的支持力而处于平衡状态，所以上方球一定与下方球有力的作用，故A错误；下方球由于受上方球斜向下的弹力作用，所以下方球有运动的趋势，故下方球受摩擦力作用，故B错误；对四个球的整体分析，整体受重力和地面的支持力而处于平衡，所以三个小球受支持力大小为4mg，每个小球受支持力为mg，故C正确；三个下方小球受到的是静摩擦力，故不能根据滑动摩擦力公式进行计算，故D错误．故选C．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、B【解析】

A．沿电场线方向电势降低，带正电的小球从到逆着电场线运动，做减速运动，从之后做加速运动，A错误；B．小球运动过程中仅有电场力做功，电势能和动能相互转化，根据电势能可知带正电的小球在处电势能最大，动能最小，B正确；C．图像斜率的物理意义为场强，即小球在和处图像斜率不同，所以场强大小不同，根据牛顿第二定律结合A选项分析可知小球在和处加速度大小、方向均不同，C错误；D．小球的初动能不为零，在和位置的速度比例关系无法求解，D错误。故选B。5、C【解析】

卫星绕地球运行，万有引力提供向心力，则有可得综合“黄金代换”有如图所示由几何关系知联立整理得根据运动规律，电磁波传播有可得故C正确，A、B、D错误；故选C。6、D【解析】

A．由等量异种电荷的电场分布可知，A点电势高于C点，C点电势等于B点电势，可知点A的电势高于B点电势，选项A错误；B．由对称性可知，点A与C的场强大小相同，但是方向不同，选项B错误；C．将一负电荷沿直线AC从A移至C，电场力做负功，选项C错误；D．将一正电荷沿直线AB从A移至B，电场力做正功，则电荷电势能一直减小，选项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、CDE【解析】当障碍物或孔的尺寸比光的波长小很多或相差不大时，光可以发生明显的衍射现象，A错误；不鸣笛的汽车向你驶来时听到的频率不等于喇叭发声频率是属于声波的多普勒效应，B错误；频率相同的两列波的波谷和波谷相遇处的质点振动是加强点，C正确；根据，可知当摆长增大时，单摆的周期增大，频率减小，D正确；根据简谐运动的周期由振动系统本身决定，与振幅无关，频率与周期的关系为，即频率与振幅也无关，E正确；选CDE.8、BCD【解析】

AB．根据题意可知，两棒组成回路，电流相同，故所受安培力合力为零，动量守恒，故任何一段时间内，导体棒b动量改变量跟导体棒a动量改变量总是大小相等、方向相反，根据能量守恒可知，a动能减少量的数值等于b动能增加量与产热之和，故A错误B正确；CD．最终共速速度对b棒解得根据能量守恒，两棒共产生的焦耳热为故CD正确。故选BCD。9、CD【解析】

A．多晶体和非晶体各个方向的物理性质都相同，金属属于多晶体，A错误；B．晶体体积增大，若分子力表现为引力，分子势能增大，若分子力表现为斥力，分子势能减小，B错误；C．水的表面张力的有无与重力无关，所以在宇宙飞船中，水的表面依然存在表面张力，C正确；D．在现代科技中科学家利用某些物质在水溶液中形成的薄片状液品来研究高子的渗透性，D正确。故选CD。10、CD【解析】

A．由题意可知两粒子在磁场中运动轨迹所对应的圆心角之和为，因为粒子b的轨迹所对应的圆心角为，所以粒子a运动轨迹所对应的圆心角为，则故A错误；BCD．粒子a、b运动时间之和为，即由几何知识可知，故、故B错误，CD正确。故选CD。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、G2【解析】

(1)由受力情况及平行四边形定则可知，G=2Fcosθ，解得：(2)实验步骤中可知，当没有挂重物时，电流为满偏电流，即：E=Igr+R1(3)由实验步骤可知，当拉力为F时，电流为I，因此根据闭合电路的欧姆定律得：E=Ir+Rg+R(4)根据操作过程a可知，当内阻增大，仍会使得