江西省九江市修水一中高三第四次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

江西省九江市修水一中高三第四次模拟考试新高考物理试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．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、已知氢原子能级公式为，其中n=1，2，…称为量子数，A为已知常量；要想使氢原子量子数为n的激发态的电子脱离原子核的束缚变为白由电子所需的能量大于由量子数为n的激发态向澈发态跃迁时放出的能量，则n的最小值为（）A．2 B．3 C．4 D．52、用相同频率的光照射两块不同材质的金属板M、N，金属板M能发生光电效应，金属板N不能发生光电效应。则（）A．金属板M的逸出功大于金属板N的逸出功B．若增加光的照射强度，则金属板N有可能发生光电效应C．若增加光的照射强度，则从金属板M中逸出的光电子的最大初动能会增大D．若增加光的照射强度，则单位时间内从金属板M中逸出的光电子数会增加3、如图是在两个不同介质中传播的两列波的波形图．图中的实线分别表示横波甲和横波乙在t时刻的波形图，经过1．5s后，甲、乙的波形分别变成如图中虚线所示．已知两列波的周期均大于1．3s，则下列说法中正确的是A．波甲的速度可能大于波乙的速度 B．波甲的波长可能大于波乙的波长C．波甲的周期一定等于波乙的周期 D．波甲的频率一定小于波乙的频率4、我国计划于2020年发射火星探测器，如图是探测器到达火星后的变轨示意图，探测器在轨道Ⅰ上的运行速度为，在轨道Ⅱ上P点的运行速度为v2，Q点的运行速度为，在轨道Ⅲ上P点的运行速度为v4，R点的运行速度为v5，则下列关系正确的是A． B．C． D．5、一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图甲所示，通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆叫作A点的曲率圆，其半径叫做A点的曲率半径。如图乙所示，行星绕太阳作椭圆运动，太阳在椭圆轨道的一个焦点上，近日点B和远日点C到太阳中心的距离分别为rB和rC，已知太阳质量为M，行星质量为m，万有引力常量为G，行星通过B点处的速率为vB，则椭圆轨道在B点的曲率半径和行星通过C点处的速率分别为（）A．， B．，C．， D．，6、下列关于科学家对物理学发展所做的贡献正确的是（）A．牛顿三条运动定律是研究动力学问题的基石，牛顿的三条运动定律都能通过现代的实验手段直接验证B．伽利略通过实验和合理的推理提出质量并不是影响落体运动快慢的原因C．奥斯特由环形电流和条形磁铁磁场的相似性，提出分子电流假说，解释了磁现象的电本质D．伽利略通过万有引力定律计算得出了太阳系中在天王星外还存在着距离太阳更远的海王星二、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，在一电场强度为E的匀强电场中放一金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，当达到静电平衡状态后，则有（）A．a、b两点的电场强度都为零 B．a点电场强度为零，b点不为零C．a、b点的电势相等 D．a点电势比b点电势高8、在如图所示的电路中，灯泡L的电阻小于电源的内阻r，闭合电键S，将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，下列结论正确的是（）A．灯泡L变亮B．电流表读书变小，电压表读数变大C．电源的输出功率变小D．电容器C上电荷量增多9、如图所示，在边长为L的正方形区域ABCD内存在磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场。质量为m，电荷量为q的带电粒子（不计重力），分别以相同的速率v从A点沿不同方向垂直磁场方向射入磁场，当沿AC方向射入时，垂直于BC边射出磁场。则粒子（）A．带负电B．运动速率C．在磁场中运动的最长时间D．在磁场中运动的最长时间10、如图所示，A球用不可伸长的细线悬挂在天花板上，处于静止状态，B球和A球用橡皮筋连接，B球在A球正下方某一位置，此时橡皮筋处于松弛状态。现由静止释放B球，不计空气阻力，则在B球下落的过程中（细线与橡皮筋均不会断），下列说法正确的是A．细线的张力先不变后增大B．A球受到的合力先不变后增大C．B球的动能与橡皮筋的弹性势能之和不断增大D．B球的重力势能与机械能均不断减小三、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）很多人都认为“力越小速度就越小”，为了检验这个观点是否正确，某兴趣小组的同学设计了这样的实验方案：在水平桌面上放一木块，木块后端与穿过打点计时器的纸带相连，前端通过定滑轮与不可伸长的细线相连接，细线上不等间距地挂了五个钩码，其中第四个钩码与第五个钩码之间的距离最大。起初木块停在靠近打点计时器的位置，第五个钩码到地面的距离小于木块到定滑轮的距离，如图甲所示。接通打点计时器，木块在钩码的牵引下，由静止开始运动，所有钩码落地后，木块会继续运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50Hz。图乙是实验得到的第一个钩码落地后的一段纸带，纸带运动方向如箭头所示。（当地重力加速度大小g取9.8m/s2）(1)根据纸带上提供的数据，可以判断第五个钩码落地时可能出现在纸带中的______段（用D1，D2，…，D15字母区间表示）；第四个钩码落地后至第五个钩码落地前木块在做______运动。(2)根据纸带上提供的数据，还可以计算出第五个钩码落地后木块运动的加速度大小为______m/s2；木块与桌面间的动摩擦因数为=______。（计算结果保留两位有效数字）(3)根据纸带上提供的数据，分析可知“力越小速度就越小”的观点是___的。（填“正确”或“错误”）12．（12分）欧姆表的内部电路可简化为一个电动势为E的电源、一个电流表和一个阻值为r的电阻串联而成(如图甲所示)。小明同学欲测量某多用电表欧姆挡在“×100”挡时的内部电阻和电动势，选用的器材如下：多用电表，电压表(量程0~3V、内阻为3kΩ)，滑动变阻器(最大阻值2kΩ)，导线若干。请完善以下步骤：(1)将多用电表的选择开关调到“×100”挡，再将红、黑表笔短接，进行_____(机械/欧姆)调零；(2)他按照如图乙所示电路进行测量，将多用电表的红、黑表笔与a、b两端相连接，此时电压表右端应为_____接线柱(正/负)；(3)调节滑动变阻器滑片至某位置时，电压表示数如图丙所示，其读数为________V。(4)改变滑动变阻器阻值，记录不同状态下欧姆表的示数R及相应电压表示数U。根据实验数据画出的图线如图丁所示，由图可得电动势E=________V，内部电路电阻r=________kΩ。(结果均保留两位小数)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）图示为某一柱状透明体的截面图，半径为R的圆弧面AB与透明体的侧面AD、BD分别相切于A、B两点，P点在AD上且AP＝R。现有一细束单色光从P点垂直AD面射入透明体，射到圆弧面AB时恰好发生全反射，第一次从F点射出透明体。已知光在真空中的速度大小为c。求：(1)透明体的折射率n以及从F点射出透明体时的折射角r的正弦值；(2)单色光从P点射入到从F点射出透明体所用的时间t。14．（16分）如图所示的坐标系内，直角三角形OPA区域内有一方向垂直于纸面向外的匀强磁场。在x轴上方，三角形磁场区域右侧存在一个与三角形OP边平行的匀强电场，电场强度为E，方向斜向下并与x轴的夹角为30°，已知OP边的长度为L，有一不计重力、质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从静止开始经加速电场加速后，以v0的速度从A点垂直于y轴射入磁场；一段时间后，该粒子在OP边上某点以垂直于OP边方向射入电场，最终速度方向垂直于x轴射出电场。求：(1)加速电压及匀强磁场的磁感应强度大小(2)带电粒子到达x轴时的动能与带电粒子刚进入磁场时动能的比值(3)带电粒子从射入磁场到运动至x轴的时间15．（12分）如图所示，MN板间存在匀强电场，场强E=300N/C，方向竖直向上电场上A、B两点相距10cm，AB连线与电场方向夹角，A点和M板相距2cm，求：（1）求AB两点间的电势差大小；（2）若M板接地（电势为0），A点电势；（3）将点电荷从A移到B，电场力做的功。

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、C【解析】

电子由激发态脱离原子核的束博变为自由电子所需的能量为氢原子由量子数为的激发态向激发态跃迁时放出的能量为根据题意有解得即的最小值为4，故C正确，A、B、D错误；故选C。2、D【解析】

A．金属板M能发生光电效应，金属板N不能发生光电效应，说明入射光的频率大于金属板M的极限频率而小于金属板N的极限频率，由，知金属板M的逸出功小于金属板N的逸出功，故A错误；B．能否发生光电效应取决于入射光的频率和金属的极限频率的大小关系，而与光的照射强度无关，故B错误；C．根据爱因斯坦光电效应方程可知，在金属板M逸出功一定的情况下，光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，故C错误；D．在能发生光电效应的前提下，若增加光的照射强度，则单位时间内从金属板M中逸出的光电子数增加，故D正确。故选D。3、A【解析】

AC．经过1.5s后，甲、乙的波形分别变成如图中虚线所示，且周期均大于1.3s，则根据，可知，两波的周期分别可能为1s和，则根据波速度，可知，若甲的周期为，而乙的周期为1s，则甲的速度大于乙的速度，故A正确，C错误；B．由图可知，横波甲的波长为4m，乙的波长为6m，故说明甲波的波长比乙波的短，故B错误；D．若甲的周期为1s而乙的周期为，则由可知，甲的频率大于乙的频率，故D错误。故选A。4、C【解析】

A．在轨道Ⅰ上P点的速度小于轨道Ⅱ上P点的速度，选项A错误；B．在轨道Ⅰ上的速度大于经过Q点的圆轨道上的速度，即大于轨道Ⅱ上Q点的速度，选项B错误；C．探测器在轨道Ⅰ上运行，若经过P点时瞬时加速，就变成椭圆轨道，而且在P点加速时获得的速度越大，椭圆轨道的远火星点就越远，轨道Ⅲ的远火星点R比轨道Ⅱ上的远火星点Q更远，因此，选项C正确；D．设P点到火星中心的距离为r，Q点到火星中心的距离为r1，R点到火星中心的距离为r2，由开普勒第二定律有：，，，则，选项D错误.故选C.5、C【解析】

由题意可知，一般曲线某点的相切圆的半径叫做该点的曲率半径，已知行星通过B点处的速率为vB，在太阳的引力下，该点的向心加速度为设行星在这个圆上做圆周运动，同一点在不同轨道的向心加速度相同，则在圆轨道上B点的加速度为则B点的曲率半径为根据开普勒第二定律，对于同一颗行星，在相同时间在扫过的面积相等，则即行星通过C点处的速率为所以C正确，ABD错误。故选C。6、B【解析】

A．牛顿三条运动定律是研究动力学问题的基石，牛顿第一定律不能通过实验直接验证，而牛顿第二定律和牛顿第三定律都能通过现代的实验手段直接验证，A错误；B．伽利略通过实验和合理的推理提出物体下落的快慢与物体的轻重没有关系，即质量并不影响落体运动快慢，B正确；C．安培由环形电流和条形磁铁磁场的相似性，提出分子电流假说，解释了磁现象的电本质，C错误；D．英国青年数学家亚当斯与法国数学家勒威耶分别独立地通过万有引力定律计算得出了太阳系中在天王星外还存在着距离太阳更远的海王星，D错误。故选B。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】

AB．金属空心导体放在匀强电场中，出现静电感应现象，最终处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零，所以a、b两点的电场强度都为零，A正确，B错误；CD．处于静电平衡的导体上，以及导体的内部的电势处处相等，即为等势体，则a点电势等于b点电势，C正确，D错误；

故选AC。8、BD【解析】

AB．将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，滑动变阻器的电阻变大，根据串反并同，灯泡L中电流减小，电流表读数变小，电压表读数变大，灯泡L变暗，选项A错误，B正确；C．当外电路的总电阻等于电源的内阻时，电源的输出功率最大。虽然灯泡L的电阻小于电源的内阻r，但外电路的总电阻与电源的内阻大小不确定，故电源的输出功率变化情况不确定，故选项C错误；D．将滑动变阻器滑片P向左移动一段距离后，电容器C上电压增大，电容器C上电荷量增多，选项D正确。故选BD。9、BC【解析】

A．由左手定则可知粒子带正电，选项A错误；B．根据粒子的运动轨迹可知由可得选项B正确；CD．从C点射出的粒子在磁场中运动的时间最长，圆弧所对的圆心角为60°，则最长时间为选项C正确，D错误。故选BC。10、AC【解析】

A．细线的张力先等于A球的重力，当橡皮筋的弹力不断增大后，细线的张力不断增大。故A正确。B．A球始终静止，合力始终为零。故B错误。C．B球的动能与橡皮筋的弹性势能及B球的重力势能之和为一定值，B球的重力势能不断减小，则B球的动能与橡皮筋的弹性势能之和不断增大。故C正确。D．B球高度一直减小，B球的重力势能不断减小；橡皮筋伸直前，B球做自由落体运动，机械能守恒，橡皮筋被拉长后，B球的一部分机械能转化为橡皮筋的弹性势能，B球的机械能减小，所以B机械能先不变后减小。故D错误。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、匀速直线5.00.51错误【解析】

(1)[1][2]．第五个钩码落地后木块将做减速运动，点迹间距逐渐减小，则可以判断第五个钩码落地时可能出现在纸带中的；由此也可判断第四个钩码落地后至第五个钩码落地前的一段时间内，纸带上点迹均匀，木块在做匀速直线运动。(2)[3][4]．由纸带可看出，第五个钩码落地后根据可得木块运动的加速度大小为由可得μ=0.51(3)[5]．根据纸带上提供的数据，分析可知“力越小速度就越小”的观点是错误的。12、欧姆正0.95(0.94~0.96)1.45(1.41~1.47)1.57(1.52-1.59)【解析】

（1）[1]选择合适的档位进行欧姆调零，使指针指向欧姆表的零刻度位置；（2）[2]黑表笔和欧姆档内部的电源正极相连，电压表右端和黑表笔相