2021-2022学年湖北省孝感市孝南区高考物理四模试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷注意事项：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．某城市创卫工人用高压水枪冲洗墙面上的广告，如图所示，若水柱截面为S，水流以速v垂直射到墙面上，之后水速减为零，已知水的密度为p，则水对墙面的冲力为（）A． B．C． D．2．电荷之间的引力会产生势能。取两电荷相距无穷远时的引力势能为零，一个类氢原子核带电荷为+q，核外电子带电量大小为e，其引力势能，式中k为静电力常量，r为电子绕原子核圆周运动的半径（此处我们认为核外只有一个电子做圆周运动）。根据玻尔理论，原子向外辐射光子后，电子的轨道半径从减小到，普朗克常量为h，那么，该原子释放的光子的频率为（）A． B．C． D．3．按照我国整个月球探测活动的计划，在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后，第二步是“落月”工程，已在2013年以前完成。假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近月点B时再次点火进入月球近月轨道绕月球做圆周运动。下列判断不正确的是（）A．飞船在轨道上的运行速率B．飞船在A点处点火变轨时，动能减小C．飞船在轨道绕月球运动一周所需的时间D．飞船从A到B运行的过程中机械能变大4．如图所示，虚线是某静电场的一簇等势线。实线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，A、B、C为轨迹上的三点。下列判断正确的是（）A．轨迹在一条电场线上 B．粒子带负电C．场强EAEC D．粒子的电势能EPAEPC5．利用图像来描述物理过程，探寻物理规律是常用的方法，图是描述某个物理过程的图像，对该物理过程分析正确的是（）A．若该图像为质点运动的速度时间图像，则前2秒内质点的平均速率等于0B．若该图像为质点运动的位移随时间变化的图像，则质点运动过程速度一定改变了方向C．若该图像为一条电场线上各点的电势随坐标变化的图像，则可能是点电荷所形成电场中的一条电场线D．若该图像为闭合线圈内磁场的磁感应强度随时间变化的图像，磁场垂直于线圈平面，则该闭合线圈内一定产生恒定的电动势6．在人类对微观世界进行探索的过程中，许多科学家作岀了不可磨灭的贡献，卢瑟福就是杰出代表之一。关于卢瑟福在物理学上的成就，下列说法正确的是（）A．粒子散射实验的重要发现是电荷的量子化，并且发现了中子B．卢瑟福用粒子轰击氮核发现了质子，核反应方程为C．卢瑟福根据粒子散射实验的结果，提出了原子核的结构模型D．卢瑟福根据粒子散射实验的结果，发现原子核由质子和中子组成二、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．某探究小组利用图甲所示的电路探究一标签模糊的理想变压器的原、副线圈匝数比。R为定值电阻，、为两只标有“5V，2A”的相同小灯泡，在输入端加如图乙所示的交变电压。开关S断开时，灯泡正常发光，测得电阻R两端的电压与灯泡两端电压相等，则下列说法正确的是（）A．理思变压器原副线圈的匝数比为B．理想变压器原副线圈的匝数比为C．定值电阻的阻值为D．闭合开关S后，灯泡变暗8．如图甲所示，两平行金属板A、B放在真空中，间距为d，P点在A、B板间，A板接地，B板的电势φ随时间t的变化情况如图乙所示，t＝0时，在P点由静止释放一质量为m、电荷量为e的电子，当t＝2T时，电子回到P点。电子运动过程中未与极板相碰，不计重力，则下列说法正确的是（）A．φ1∶φ2＝1∶2B．φ1∶φ2＝1∶3C．在0~2T时间内，当t＝T时电子的电势能最小D．在0~2T时间内，电子的动能增大了9．一列横波沿轴传播，某时刻的波形图如图所示，质点的平衡位置与坐标原点相距，此时质点沿轴正方向运动，经过第一次到达最大位移处。由此可知A．这列波沿轴负方向传播B．这列波的波长为C．这列波的传播速度为D．这列波的频率为E.该时刻起内质点走过的路程为10．如图所示，abcd为边长为L的正方形线框，线框在纸面内，电阻为R．图中虚线区域内有垂直纸面向里的匀强磁场．现用外力作用于线框，使线框从图示位置开始沿x轴正方向做初速度为零的匀加速运动，线框运动过程中，ad边始终水平，线框平面始终与磁场垂直，磁场宽度大于L，x轴正方向作为力的正方向，则磁场对线框的作用力F随时间t的变化图线及线框ab边的电压U随时间t的变化图象正确的是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）在“测定金属的电阻率”实验中：（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图甲所示，其示数为____cm；用刻度尺测得金属丝的长度如图乙所示，其示数为_____cm；用欧姆表粗略测量该金属丝的电阻，选择“×1”欧姆挡测量，示数如图丙所示，其示数为_____Ω。（2）用伏安法进一步精确测金属丝的电阻R，实验所用器材如下：a.电流表A(量程为0.2A，内阻为1Ω)b.电压表V(量程为9V，内阻约3kΩ)c.定值电阻R0(阻值为2Ω)d.滑动变阻器R(最大阻值为10Ω，额定电流为2A)e.电池组(电动势为9V，内阻不计)f.开关、导线若干①某小组同学利用以上器材设计电路，部分电路图如图丁所示，请把电路图补充完整_____。(要保证滑动变阻器的滑片任意移动时，电表均不被烧坏)②某次实验中，电压表的示数为4.5V，电流表的示数为0.1A，则金属丝电阻的值为________Ω；根据该测量值求得金属丝的电阻率为________Ω·m。(计算结果均保留三位有效数字)12．（12分）某实验小组在探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，实验装置如图甲所示。(1)下列说法正确的是________。A．弹簀被拉伸时，不能超出它的弹性限度B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，应保证弹簧位于水平位置且处于平衡状态C．用直尺测得弹簧的长度即为弹篑的伸长量D．用几个不同的弹簧，分别测出几组拉力与伸长量，得出拉力与伸长量之比一定相等(2)某同学由实验测得某弹簧的弹力F与长度L的关系如图乙所示，则弹簧的原长为L0=______________cm，劲度系数k=____________N/m；(3)该同学将该弹簧制成一把弹簧测力计，当弹簧测力计的示数如图丙所示时，该弹簧的长度x=_______cm。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，内表面光滑绝缘的半径为的圆形轨道处于竖直平面内，有竖直向下的匀强电场，场强大小为有一质量为、带负电的小球，电荷量大小为，小球在圆轨道内壁做圆周运动，当运动到最低点A时，小球与轨道压力恰好为零，g取，求：小球在A点处的速度大小；小球运动到最高点B时对轨道的压力．14．（16分）如图所示，在纸面内建立直角坐标系xOy，以第Ⅲ象限内的直线OM（与负x轴成45°角）和正y轴为界，在x<0的区域建立匀强电场，方向水平向左，场强大小E=2V/m；以直线OM和正x轴为界，在y<0的区域建立垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.1T．一不计重力的带负电粒子从坐标原点O沿y轴负方向以v0=2×103m/s的初速度射入磁场．己知粒子的比荷为q/m=5×104C/kg，求：（1）粒子经过1/4圆弧第一次经过磁场边界时的位置坐标？（2）粒子在磁场区域运动的总时间？（3）粒子最终将从电场区域D点离开电，则D点离O点的距离是多少？15．（12分）如图，质量为6m、长为L的薄木板AB放在光滑的平台上，木板B端与台面右边缘齐平．B端上放有质量为3m且可视为质点的滑块C，C与木板之间的动摩擦因数为μ＝，质量为m的小球用长为L的细绳悬挂在平台右边缘正上方的O点，细绳竖直时小球恰好与C接触．现将小球向右拉至细绳水平并由静止释放，小球运动到最低点时细绳恰好断裂，小球与C碰撞后反弹速率为碰前的一半．(1)求细绳能够承受的最大拉力；(2)若要使小球落在释放点的正下方P点，平台高度应为多大；(3)通过计算判断C能否从木板上掉下来．

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】

设t时间内有V体积的水打在钢板上，则这些水的质量为：m=ρV=ρSvt以这部分水为研究对象，它受到钢板的作用力为F，以水运动的方向为正方向，由动量定理有：Ft=0-mv，即：F=-=-ρSv1，负号表示水受到的作用力的方向与水运动的方向相反；由牛顿第三定律可知，水对钢板的冲击力大小也为ρSv1．

A.，与结论不相符，选项A错误；B.，与结论相符，选项B正确；C.，与结论不相符，选项C错误；D.，与结论不相符，选项D错误。2、B【解析】

电子在r轨道上圆周运动时，静电引力提供向心力所以电子的动能为所以原子和电子的总能为再由能量关系得即故选B。3、D【解析】

A．万有引力提供向心力解得在月球表面解得联立解得故A正确，不符合题意；B．飞船在点变轨后由圆轨道变为椭圆轨道，做向心运动，要求万有引力大于飞船所需向心力，所以飞船应该减速，动能减小，故B正确，不符合题意；C．万有引力提供向心力结合解得故C正确，不符合题意；D．在椭圆轨道上，飞船由点运动至点，只有万有引力做功，机械能守恒，故D错误，符合题意。故选D。4、C【解析】

A．因为电场线与等势线垂直，所以轨迹不可能在一条电场线上，故A错误；B．电场线的方向大体上由C到A，粒子受到的力的方向大概指向左上方，与电场线方向大体相同，所以粒子应该带正电，故B错误；C．AB之间的距离小于BC之间的距离，AB与BC之间的电势差相等，根据公式可知，场强EAEC，故C正确；D．因为粒子带正电，A处的电势要比C处的电势低，根据公式，所以粒子的电势能EPA＜EPC，故D错误。故选C。5、D【解析】

A．若该图像为质点运动的速度时间图像，则前2秒内质点的位移等于零，质点的平均速度等于0，但是平均速率不为零，选项A错误；B．若该图像为质点运动的位移随时间变化的图像，斜率对应速度的大小和方向，则方向恒定，选项B错误；C．若该图像为一条电场线上各点的电势随坐标变化的图像，这个图像说明只能是匀强电场，不能和点电荷的电场对应，所以C错误；D．若该图像为闭合线圈内磁场的磁感应强度随时间变化的图像，则磁感应强度的变化率恒定，则该闭合线圈内一定产生恒定的电动势，选项D正确；故选D。6、B【解析】

AC．卢瑟福根据粒子散射实验的结果，提出了原子的核式结构模型，中子是查德威克发现的，故AC错误；B．卢瑟福用粒子轰击氮核，发现了质子，核反应方程为，故B正确；D．粒子散射实验不能说明原子核内存在中子和质子，故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、BCD【解析】

AB．由图乙可知，输入电压的有效值为20V，断开S，灯泡L1正常发光，故灯泡两端的电压为5V，灯泡中的电流为2A，即副线圈输出电压为5V，又因电阻R两端的电压为5V，故变压器原线圈的输入电压为15V，原、副线圈的匝数比故A错误，B正确；

C．由理想变压器输入功率等于输出功率可知，原、副线圈中的电流之比解得电阻R中的电流为A，由欧姆定律可知故C正确：

D．开关S闭合后，电路的总电阻减小，设副线圈输出电压保持不变，故副线圈输出电流增大，根据变流比可知，原线圈输入电流增大，电阻R两端电压增加，则变压器原线圈输入电压减小，故副线圈输出电压减小，灯泡L1两端电压降低，灯泡L1变暗，故D正确。

故选BCD。8、BD【解析】

AB．电子在0~T时间内向上加速运动，设加速度为a1，在T~2T时间内先向上减速到零后向下加速回到原出发点，设加速度为a2，则解得由于则φ1∶φ2＝1∶3选项A错误，B正确；C．依据电场力做正功最多，电势能最小，而0～T内电子做匀加速运动，T～2T之内先做匀减速直线运动，后反向匀加速直线运动，因φ2=3φ1，t1时刻电子的动能而粒子在t2时刻的速度故电子在2T时的动能所以在2T时刻电势能最小，故C错误；

D．电子在2T时刻回到P点，此时速度为（负号表示方向向下）电子的动能为根据能量守恒定律，电势能的减小量等于动能的增加量，故D正确。

故选BD。9、BCE【解析】

A．题图中质点正由平衡位置向正向最大位移处运动，根据“上下坡法”可知，波沿轴正方向传播，故A错误；B．由波形图可知解得故B正确；CD．由题知，质点经第一次到达最大位移处，则有解得故频率根据故C正确，D错误；E．因故质点走过的路程为，故E正确。故选BCE。10、AD【解析】

线圈做初速度为零的匀加速直线运动，速度v=at，进磁场和出磁场受到的安培力，则A正确，B错误；进磁场时，ab两端的电压；在磁场中运动时，；出磁场时，ab两端的电压，则选项C错误，D正确；故选AD.【点睛】对于图象问题，关键是能够根据已知的公式、定律等推导出横坐标和纵坐标的关系式，分析斜率的变化，然后作出正确的判断．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、0.221030.5030.029.3【解析】

(1)[1]螺旋测微器的示数为[2]刻度尺示数为[3]欧姆表选择“×1”欧姆挡测量，示数为(2)[4]当电压表满偏时，通过的电流约为0.3A，可利用与电流表并联分流，因电流表内阻已知，故电流表采用内接法。[5]通过的电流为两端的电压故[6]由知金属丝的电阻率12、AB105016【解析】

(1)[1]A．弹簧被拉伸时，不能超出它的弹性限度，否则弹簧会损坏，故A正确；B．用悬挂钩码的方法给弹簧施加拉力，要保证弹簧位于水平位置，使钩码的重力等于弹簧的弹力，待钩码静止时再读数，故B正确；C．弹簧的长度不等于弹簧的伸长量，伸长量等于弹簧的长度减去原长，故C错误；D．拉力与伸长量之比是劲度系数，由弹簧决定，同一弹簧的劲度系数是不变的，不同弹簧的劲度系数可能不同，故D错误。故选AB。(2)[2]由F－L图像和胡克定律分析知，图像的斜率为弹簧的劲度系数，当F=0时，横轴的截距为弹簧的原长，据图所知，横轴截距为10cm，即弹簧的原长为10cm；[3]图像的斜率k==50N/m(3)[4]弹簧测力计示数F=3.0N，弹簧的伸长量为弹簧长度x==16cm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、；【解析】

（1）重力：G=mg=0.12kg×10N/kg=1.2N电场力：F=qE=1.6×10﹣6C×3×106V/m=4.8N在A点，有：qE﹣mg=m代入数据解得：v1=6m/s（2）设球在B点的速度大小为v2，从A到B，由动能定理有：（qE﹣mg）×（2R）=mv22﹣mv12在B点，设轨道对小球弹力为FN，则有：FN+mg﹣qE=mv22由牛顿第三定律有：FN′=FN代入数据解得：FN′=21.6N【点睛】本题关键是明确小球的受力情况和运动情况，结合动能定理和向心力公式列式分析，可以将重力和电场力合成为“等效重力”，然后就能够结合竖直平面内的圆周运动模型进行分析．14、（1）粒子经过圆弧第一次经过磁场边界时的位置坐标为（﹣0.4m，﹣0.4m）；（2）粒子在磁场区域运动的总时间1.26×10﹣3s；（3）粒子最终将从电场区域D点离开电场，则D点离O点的距离是7.2m．【解析】试题分析：（1）粒子做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，求出运动的半径，从而即可求解；（2）根据圆周运动的周期公式，可求出在磁场中总时间；（3）粒子做类平抛运动，将其运动分解，运用运动学公式与牛顿第二定律，即可求解．解：（1）微粒带负电，从O点射入磁场，沿顺时针方向做圆周运动，轨迹如图．第一次经过磁场边界上的