2021-2022学年福建省泉州五中、莆田一中、漳州一中高三第四次模拟考试物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷考生请注意：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．用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（取）A． B． C． D．2．如图所示，边长为L的等边三角形ABC内、外分布着两方向相反的匀强磁场，三角形内磁场方向垂直纸面向里，两磁场的磁感应强度大小均为B．顶点A处有一粒子源，粒子源能沿∠BAC的角平分线发射不同速度的粒子粒子质量均为m、电荷量均为+q，粒子重力不计．则粒子以下列哪一速度值发射时不能通过C点（）A． B． C． D．3．某行星为质量分布均匀的球体，半径为R，质量为M。科研人员研究同一物体在该行星上的重力时，发现物体在“两极”处的重力为“赤道”上某处重力的1.1倍。已知引力常量为G，则该行星自转的角速度为（）A． B． C． D．4．摩天轮是的乐场一种大型转轮状设施，摩天轮边缘悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，下列叙述正确的是A．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B．摩天轮物动一周的过程中，乘客所受合外力的冲量为零C．在最低点，乘客处于失重状态D．摩天轮转动过程中，乘客所受的重力的瞬时功率保持不变5．下列说法正确的是（）A．β射线是聚变反应过程中由原子核外电子电离产生的B．汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，并准确测出了电子的电荷量C．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构D．卢瑟福的原子核式结构模型认为核外电子运行的轨道半径是量子化的6．某探究小组计划以下述思路分析电容器间电场（可看作匀强电场）的特点。如图所示，把电容器的一个极板接地，然后用直流电源给电容器充电，接地极板连接电源正极，充电结束后电容器与电源断开。在两极板之间的P点固定一个负试探电荷，正极板保持不动，将负极板缓慢向右平移一小段距离。在平移过程中，电容C、场强E、P点电势、试探电荷在P点电势能与负极板移动距离x的关系正确的是（）A．B．C．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．如图甲所示，倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平面上，自然伸长的轻质弹簧一端固定在斜面底端的挡板上。一质量为m的小球，从离弹簧上端一定距离的位置静止释放，接触弹簧后继续向下运动，小球运动的v－t图像如图乙所示，其中OA段为直线段，AB段是与OA相切于A点的平滑曲线，BC是平滑曲线，不考虑空气阻力，重力加速度为g。关于小球的运动过程，下列说法正确的是（）A．小球在时刻所受弹簧的弹力等于mgB．小球在时刻的加速度大于C．小球从时刻所在的位置由静止释放后，能回到出发点D．小球从时刻到时刻的过程中，重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量8．如图所示，在光滑的水平面上方有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场区域，磁场宽度均为L。一个边长为L、电阻为R的单匝正方形金属线框，在水平外力作用下沿垂直磁场方向运动，从如图实线位置Ⅰ进入磁场开始到线框运动到分别有一半面积在两个磁场中的位置Ⅱ时，线框的速度始终为v，则下列说法正确的是（）A．在位置Ⅱ时外力F为B．在位置Ⅱ时线框中的总电流为C．此过程中回路产生的电能为D．此过程中通过导线横截面的电荷量为09．如图所示，一理想变压器的原线圈与稳定的正弦交流电源相连，副线圈与定值电阻R0和均匀密绕的滑线变阻器R串联。若不考虑温度对R0、R阻值的影响。在将滑动头P自a匀速滑到b的过程中（）A．原线圈输入功率变大 B．原线圈两端电压变大C．R两端的电压变小 D．R0消耗的电功率变小10．我国成功研制了世界最高水平的“”石墨烯超级电容器。超级电容器充电时，电极表面将吸引周围电解质溶液中的异性离子，使这些离子附着于电极表面上形成相距小于、相互绝缘的等量异种电荷层，石墨烯电极结构使得该异种电荷层的面积成万倍增加。下列有关说法正确的是（）A．该电容器充满电后的带电荷量为B．该电容器最多能储存的电能C．超级电容器电容大的原因是其有效正对面积大、板间距离小D．当该电容器放电至两端电压为时，其电容变为三、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）某学习小组在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，除导线和开关外，可供选择的实验器材如下：A．小灯泡L，规格2.5V，1.0WB．电流表A1，量程0.6A，内阻约为1.5ΩC．电流表A2，量程3A，内阻约为0.5ΩD．电压表V1，量程3V，内阻约为3kΩE．电压表V2，量程15V，内阻约为9kΩF．滑动变阻器R1，阻值范围0~1000ΩG．滑动变阻器R2，阻值范围0~5ΩH．学生电源4V，内阻不计(1)为了调节方便，测量尽量准确，电流表应选用______、电压表应选用______、实验电路应选用如下电路中的______（一律填选项序号）。A．B．C．D．(2)实验测得该灯泡的伏安特性曲线如图所示，由此可知，当灯泡两端电压为2.0V时，小灯泡的灯丝电阻是_______Ω（保留两位有效数字）。12．（12分）某同学想利用两节干电池测定一段粗细均匀的电阻丝电阻率ρ，设计了如图甲所示的电路。ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝，R0是阻值为2Ω的保护电阻，导电夹子P与电阻丝接触始终良好（接触电阻忽略不计）。(1)该同学连接成如图甲所示实验电路．请指出图中器材连接存在的问题_________________；(2)实验时闭合开关，调节P的位置，将aP长度x和对应的电压U、电流I的数据记录如下表：x/m0.600.500.400.300.200.10U/V2.182.102.001.941.721.48I/A0.280.310.330.380.430.49/Ω7.796.776.065.104.003.02①请你根据表中数据在图乙上描点连线作和x关系图线；（____）②根据测得的直径可以算得电阻丝的横截面积S=1.2×l0-7m2，利用图乙图线，可求得电阻丝的电阻率ρ为_______Ω·m；根据图乙中的图线可求出电流表内阻为___Ω；（保留两位有效数字）③理论上用此电路测得的金属丝电阻率与其真实值相比____（选填“偏大”“偏小”或“相同”）。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，一根内壁光滑的直角三角形玻璃管处于竖直平面内，，让两个小球（可视为质点）分别从顶点A由静止开始出发，一小球沿AC滑下，到达C所用的时间为t1，另一小球自由下落经B到达C，所用的时间为t2，在转弯的B处有个极小的光滑圆弧，可确保小球转弯时无机械能损失，且转弯时间可以忽略不计，sin37º=0.6，求：的值。14．（16分）如图，O1O2为经过球形透明体的直线，平行光束沿O1O2方向照射到透明体上。已知透明体的半径为R，真空中的光速为c。(1)不考虑光在球内的反射，若光通过透明体的最长时间为t，求透明体材料的折射率；(2)若透明体材料的折射率为，求以45°的入射角射到A点的光，通过透明体后与O1O2的交点到球心O的距离。15．（12分）如图所示，在光滑绝缘的水平面上有两个质量均为m的滑块A、B，带电量分别为+q、+Q，滑块A以某一初速度v从远处沿AB连线向静止的B运动，A、B不会相碰。求：运动过程中，A、B组成的系统动能的最小值Ek。

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、A【解析】

本题考查力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．【详解】一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大，因而当绳子拉力达到F=10N的时候，绳子间的张角最大，为120°，此时两个挂钉间的距离最大；画框受到重力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图．绳子与竖直方向的夹角为：θ=60°，绳子长为：L0=1m，则有：mg=2Fcosθ，两个挂钉的间距离：L＝，解得：L=m2、C【解析】

粒子带正电，且经过C点，其可能的轨迹如图所示：

所有圆弧所对圆心角均为60°，所以粒子运行半径：r=（n=1，2，3，…），粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：qvB=m，解得：（n=1，2，3，…），则的粒子不能到达C点，故ABD不合题意，C符合题意。故选C。【点睛】粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，根据题意作出粒子的运动轨迹是解题的关键，应用数学知识求出粒子的可能轨道半径，应用牛顿第二定律求出粒子的速度即可解题．3、B【解析】

由万有引力定律和重力的定义可知由牛顿第二定律可得联立解得故选B。4、B【解析】A：乘客随座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，动能保持不变，重力势能随高度不断变化，乘客的机械能不断变化．故A项错误．B：摩天轮转动一周的过程中，速度变化为零，动量变化为零，据动量定理：乘客所受合外力的冲量为零．故B项正确．C：在最低点，乘客的加速度向上，乘客处于超重状态．故C项错误．D：摩天轮匀速转动过程中，重力与速度的夹角不断变化，乘客所受的重力的瞬时功率不断变化．故D项错误．5、C【解析】

A．β射线是核衰变过程中由原子核释放出来的。故A错误；B．汤姆孙在研究阴极射线时发现电子，美国物理学家密立根精确地测出电子的电荷量，故B错误；C．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，故C正确；D．玻尔的原子核式结构模型认为核外电子运行的轨道半径是量子化的，故D错误。故选：C。6、D【解析】

设原两极板的距离为，负极板右移x时，两极板的距离为两极板间的距离减小；A．两极板间距减小为时，由知则C增大，但C与x的关系不是一次函数，其图像不是直线，故A错误；B．由，则有则E与x无关，其图像为平行于x轴的直线，故B错误；C．正极板接地其电势为0，且为最高值。P点与正极板距离不变，设为l，其电势为得则与x无关，其图像为平行于x轴的直线，且为负值，故C错误；D．负试探电荷电势能为则与x无关，其图像为平行于x轴的直线，且为正值，故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、BC【解析】

A．小球在时刻速度达到最大，此时弹簧的弹力等于重力沿斜面的分力，则有弹故A错误；B．在乙图中，关于点对称的点可知此时弹簧的弹力为，由对称性得由对称轴到对称点的弹簧的弹力再变化，故到达点时弹簧的弹力大于，所以弹力大于，根据牛顿第二定律可知弹解得故B正确；C．整个过程中，弹簧和小球组成的系统，机械能守恒，故从点释放，小球能到达原来的释放点，故C正确；D．小球从时刻到时刻的过程中，系统机械能守恒，则有重力势能的减小量与动能的减小量等于弹簧弹性势能的增加量，所以重力势能的减小量小于弹簧弹性势能的增加量，故D错误。故选BC。8、AD【解析】

AB．在位置Ⅱ时，根据右手定则可知线框左右边同时切割磁感线产生的电流同向，所以总电流为根据左手定则可知线框左右两边所受安培力的方向均向左，为联立可得故A正确，B错误；C．金属线框从开始到位移为L过程中，只有一边切割磁感线，故电流为产生的电能为从位移为L到过程中，线框两边切割磁感线，电流为I，产生的电能为所以整个过程产生的电能为故C错误；D．此过程穿过线框的磁通量变化为0，根据可得故D正确。故选AD。9、AC【解析】

AB．原线圈与稳定的正弦交流电源相连，则原线圈两端电压不变，由于匝数比不变，则副线圈两端电压不变，将滑动头P自a匀速滑到b的过程中，滑动变阻器接入电路中的电阻变小，副线圈中电流变大，由公式可知，副线圈功率增大，则原线圈输入功率变大，故A正确，B错误；C．由于副线圈中电流变大，则R0两端电压变大，副线圈两端电压不变，则R两端电压变小，故C正确；D．将副线圈与R0看成电源，由于不知道滑动变阻器的最大阻值与R0的关系，则无法确定R0消耗的电功率的变化情况，故D错误。故选AC。10、AC【解析】

A．根据超级电容器“”，结合可知该电容器充满电后的带电荷量C=36000C故A正确；B．电容器是一种储能元件，该电容器充满电最多能储存的电能为J=54000J故B错误；C．借助平行板电容器的决定式分析可知，超级电容器电容大的原因是其有效正对面积大，板间距离小，故C正确；D．电容器的电容只与电容器本身结构有关，与电容器带电荷量和两极板间电压无关，故D错误。故选AC。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、BDC5.1(或5.2或5.3)【解析】

(1)[1][2]小灯泡L的额定电压为2.5V，故电压表选D(3V)，额定电流为故电流表选B(0.6A)；[3]小灯泡的电阻为由于故采用电流表外接法，要求小灯泡两端的电压从零开始，所以滑动变阻器采用分压式接法，故实验电路应选C。(2)[4]由图像可知，当灯泡两端电压为2.0V