2021-2022学年山西省怀仁县第八中学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．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，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．某同学按如图1所示连接电路，利用电流传感器研究电容器的放电过程。先使开关S接1，电容器充电完毕后将开关掷向2，可视为理想电流表的电流传感器将电流信息传入计算机，屏幕上显示出电流随时间变化的I-t曲线，如图2所示。定值电阻R已知，且从图中可读出最大放电电流I0，以及图线与坐标轴围成的面积S，但电源电动势、内电阻、电容器的电容均未知，根据题目所给的信息，下列物理量不能求出的是（）A．电容器放出的总电荷量 B．电阻R两端的最大电压C．电容器的电容 D．电源的内电阻2．如图所示，图甲为质点a和b做直线运动的位移一时间图象，图乙为质点c和d做直线运的速度一时间图象，由图可知()A．若t1时刻a、b两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇B．若t1时刻c、d两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇C．t1到t2时间内，b和d两个质点的运动方向发生了改变D．t1到t2时间内，a和d两个质点的速率先减小后增大3．如图所示，在水平匀强电场中，有一带电粒子（不计重力）以一定的初速度从M点运动到N点，则在此过程中，以下说法中正确的是（）A．电场力对该带电粒子一定做正功B．该带电粒子的运动速度一定减小C．M、N点的电势一定有φM＞φND．该带电粒子运动的轨迹一定是直线4．如图所示,小物体P放在水平圆盘上随圆盘一起转动，下列关于小物体所受摩擦力f的叙述正确的是（）A．f的方向总是指向圆心B．圆盘匀速转动时f=0C．在转速一定的条件下，f跟物体到轴O的距离成正比D．在物体与轴O的距离一定的条件下,f跟圆盘转动的角速度成正比5．原子核的比结合能与原子序数的关系图所示，大多数恒星内部温度非常高，可进行轻核聚变，核反应方程为A+B→C。但对于金、铂等重金属产生，目前科学界有一种理论认为，两颗中子星合成过程中会释放巨大的能量，在能量的作用下能够合成金、铂等重金属，其核反应为D+E→F，下列说法正确的是（）A．重核F裂变成D和E的过程中，会产生质量亏损B．较轻的核A和B聚合成C的过程中核子平均质量变大C．较重的核D和E聚合成F的过程中，会释放较大能量D．A和B聚合成C的过程中，C的结合能小于A和B的结合能之和6．如图所示，两平行导轨ab、cd竖直放置在匀强磁场中，匀强磁场方向竖直向上，将一根金属棒PQ放在导轨上使其水平且始终与导轨保持良好接触，现在金属棒PQ中通以变化的电流I，同时释放金属棒PQ使其运动．已知电流I随时间t变化的关系式为I=kt（k为常数，k>0），金属棒与导轨间的动摩擦因数一定．以竖直向下为正方向，则下面关于棒的速度v、加速度a随时间t变化的关系图象中，可能正确的有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，从倾角为45°的足够长斜面顶端垂直于斜面向上抛出一质量为m的物体（可视为质点），物体初速度大小为v，受到水平向右、大小与物体重力相等的水平风力作用，重力加速度为g，不计空气阻力，从抛出开始计时，下列说法正确的是A．物体距斜面的最远距离为B．以抛出点所在水平面为零势能面，物体重力势能的最大值为C．经过时间，物体回到斜面D．物体重力势能最大时，水平风力的瞬时功率为8．如图所示，单匝线圈ABCD边长为L，粗细均匀且每边电阻均为R，在外力作用下以速度v向右匀速全部进入场强为B的匀强磁场，线圈平面垂直于磁场方向，且。以下说法正确的是（）A．当CD边刚进入磁场时，CD两点间电势差为BLvB．若第二次以速度2v匀速全部进入同一磁场，则通过线圈某一横截面电量是第一次的2倍C．若第二次以速度2v匀速全部进入同一磁场，则外力做功的功率为第一次的4倍D．若第二次以速度2v匀速全部进入同一磁场，则线圈中产生的热量是第一次的2倍9．如图是质谱仪的工作原理示意图，带电粒子被加速电场加速后，进入速度选择器。速度选择器内存在相互正交的匀强磁场B和匀强电场E，B1磁场方向垂直于纸面向里，平板S上有可让粒子通过狭缝到达记录粒子位置的胶片。平板S右方有垂直于纸面向外的匀强磁场B2，则下列相关说法中正确的是A．质谱仪是分析同位素的重要工具B．该束带电粒子带负电C．速度选择器的P1极板带负电D．在B2磁场中运动半径越大的粒子，比荷越小10．关于机械波与电磁波，下列说法中正确的是A．机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，是受迫振动B．弹簧振子在四分之一个周期里运动的路程一定等于一个振幅C．有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去D．电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、可见光、红外线、γ射线E.在真空中传播的电磁波频率不同，传播的速度相同三、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）用如图甲所示装置来探究功和动能变化的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条A、B，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与弹簧测力计C相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道D上，轨道放在水平桌面上，P为小桶（内有砂子），滑轮质量、摩擦不计，(1)实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是___________．(2)用游标卡尺测量遮光条的宽度，如图乙所示，则遮光条的宽度d＝_____cm.(3)实验主要步骤如下：①测量木板（含遮光条）的质量M，测量两遮光条间的距离L，按图甲所示正确连接器材；②将木板左端与轨道左端对齐，静止释放木板，木板在细线拉动下运动，记录弹簧测力计示数F及遮光条B、A先后经过光电门的时间为t1、t2，则遮光条B、A通过光电门的过程中木板动能的变化量ΔEk＝________，合外力对木板做功W＝________.（以上两空用字母M、t1、t2、d、L、F表示）③在小桶中增加砂子，重复②的操作，比较W、ΔEk的大小，可得出实验结论．12．（12分）在“验证机械能守恒定律”的实验中：A．B．C．D．(1)纸带将被释放瞬间的四种情景如照片所示，其中操作最规范的是________.(2)实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材．为完成此实验，除了所给的器材，从下图还必须选取的实验器材是_______．(填字母代号)(3)若实验中所用重锤的质量为m，某次实验打出的一条纸带如图所示．在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D和E，量得相邻点间的距离分别为S1、S2、S3、S4，当地的重力加速度为g.本实验所用电源的频率为f.从打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能减小量ΔEp=_____________，重锤动能增加量ΔEk=____________________．在误差允许的范围内，通过比较就可以验证重物下落过程中机械能是否守恒．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）如图所示，质量为2m的滑块A由长为R的水平轨道和半径也为R的四分之一光滑圆弧轨道组成，滑块A的左侧紧靠着另一质量为4m的物块C，质量为m的物块B从圆弧轨道的最高点南静止开始下滑，D为网弧轨道最低点。已知B与水平轨道之间的动摩擦因数μ=0.1，A的水平轨道厚度极小，B从水平轨道上滑下和滑上的能量损失忽略不计，水平地面光滑，重力加速度为g。(1)若A被固定在地面上，求B与C发生碰撞前的速度大小v0；(2)若A的固定被解除，B滑下后与C发生完全弹性碰撞，碰撞后B再次冲上A，求B与A相对静止时与D点的距离L。14．（16分）某精密光学仪器上有一块玻璃砖是由一块长方体的匀质玻璃下部分挖掉一个半径为R的半圆柱形成的，其截面如图所示，CD为半圆柱体的直径，O为圆心，AD长为。一束单色光从AD边的中点E垂直射入玻璃砖，经过折射后从玻璃砖中射出。已知玻璃砖对该单色光的折射率为，光在真空中的传播速度为c。①请画出此光束在玻璃砖中的光路图，并求出该单色光从进入玻璃砖到第一次射出玻璃砖时的折射角；②该单色光从进入玻璃砖到第一次射出玻璃砖所经历的时间。15．（12分）如图所示，一不计电阻的导体圆环，半径为r、圆心在O点，过圆心放置一长度为2r、电阻为2R的均匀辐条，辐条与圆环接触良好。现将此装置的一部分置于磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场中，磁场边界恰好与圆环的直径在同一直线上。现使辐条以角速度ω绕O点顺时针转动，右侧电路通过电刷与辐条中心和圆环的边缘良好接触，R1=R，右侧为水平放置的足够长的光滑平行导轨，间距为2r，导轨之间有垂直导轨平面向里、磁感应强度大小也为B的匀强磁场，质量为m、电阻为R的导体棒ab垂直放置在导轨上且接触良好，不计其他电阻。（1）若S闭合，S1断开时，求理想电表的示数；（2）若S、S1都闭合，求出导体棒ab能够获得的最大速度vm；（3）在导体棒ab加速过程中通过的电荷量q。

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.根据可知图像与两坐标轴围成的面积表示电容器放出的总电荷量，即，故选项A可求；B.电阻两端的最大电压即为电容器刚开始放电的时候，则最大电压，故选项B可求；C.根据可知电容器的电容为，故选项C可求；D.电源的内电阻在右面的充电电路中，根据题意只知道电源的电动势等于电容器充满电两板间的电压，也就是刚开始放电时的电压，即，但内电阻没法求出，故选项D不可求。2、A【解析】

在位移-时间图象中，两图线的交点表示两质点位置相同而相遇，由甲图可知，t1时刻a、b两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇，故A正确；t1到t2时间内，根据v-t图像的面积表示位移知c的位移大于d的位移，若t1时刻c、d两质点第一次相遇，则t2时刻两质点没有相遇。故B错误；两质点中只有b运动方向改变，a、c、d质点的方向未发生改变，故C错误；根据x-t图象的斜率表示速度，知t1到t2时间内，a质点的速度不变。由v-t图象知：d的速率先减小后增大，故D错误。3、C【解析】

AB．粒子的带电性质不知道，所以受到的电场力方向不确定，电场力可能做正功也可能做负功，则粒子的速度可能增加也可能减小，故AB错误；C．沿着电场线的方向电势一定降低，所以φM＞φN，故C正确；D．粒子只受电场力作用，电场力的方向在水平方向，而粒子的运动方向和水平方向有一夹角，所以粒子不会做直线运动，故D错误；故选C.4、C【解析】

如果圆盘在做非匀速圆周运动，摩擦力不指向圆心，摩擦力分解为一个指向圆心的力和沿圆弧切线方向的力，指向圆心力提供向心力改变速度的方向，切向的分力改变速度的大小，所以A项错误；圆盘匀速转动时，物体在做匀速圆周运动，摩擦力提供向心力，摩擦力不为零，所以B项错误；当转速一定时，根据，角速度也是一定，摩擦力提供向心力，摩擦力与半径成正比关系，所以C项正确；在物体与轴O的距离一定的条件下，摩擦力与角速度的平方成正比，所以D项错误．5、A【解析】

AC．重核F裂变成D和E的过程中要释放处能量，会产生质量亏损；相反，较重的核D和E聚合成F的过程中，会吸收较大能量，选项A正确，C错误；BD．较轻的核A和B聚合成C的过程也要释放能量，有质量亏损，则核子平均质量变小，C的结合能大于A和B的结合能之和，选项BD错误；故选A。6、B【解析】

以竖直向下为正方向，根据牛顿第二定律得，金属棒的加速度a=mg-fm，f=μN=μFA=μBIL=μBLkt，联立解得加速度a=g−【点睛】解决本题的关键会根据合力确定加速度的变化，结合加速度方向与速度方向判断物体做加速运动还是减速运动，知道速度时间图线的切线斜率表示加速度．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、BD【解析】

AC．根据题意可知，物体受竖直向下的重力和与重力等大的水平向右的风力，则物体受到的合外力沿着斜面向下，与初速度方向相互垂直，物体做类平抛运动，无法落在斜面上，并且离斜面的距离越来越远，故AC错误；

B．物体在竖直方向上上升的最大高度为则重力势能的最大值为故B正确；

D．物体重力势能最大时，竖直方向的速度为0，所用时间为水平方向的速度为所以水平风力的瞬时功率为故D正确。

故选BD。8、CD【解析】

A．当CD边刚进入磁场时，电动势E=BLv；则CD两点间电势差为选项A错误；B．设正方形边长为L。根据感应电荷量经验公式，得：B、L、R都相等，所以两次通过某一横截面的电荷量相等．故B错误。

C．外力做功的功率等于电功率，即则外力做功的功率为第一次的4倍，选项C正确；D．根据焦耳定律得：线圈产生的热量则得第二次与第一次线圈中产生的热量之比为2：1，故D正确。9、AD【解析】

A．质谱仪是分析同位素的重要工具，故A正确；B．带电粒子在磁场中向下偏转，磁场的方向垂直纸面向外。根据左手定则知，该束粒子带正电，故B错误；C．在平行极板间，根据左手定则知，带电粒子所受的洛伦兹力方向竖直向上，则电场力的方向竖直向下，知电场强度的方向竖直向下，所以速度选择器的极板带正电，选项C错误；D．进入磁场中的粒子速度是一定的，根据得知越大，比荷越小，故D正确。故选：AD。10、ACE【解析】

A．机械波在介质中传播时，介质中后振动的质点总是重复先振动的相邻的质点的振动，是受迫振动，选项A正确；B．弹簧振子只有从平衡位置或者离平衡位置最远处开始振动计时，在四分之一个周期里运动的路程才等于一个振幅，选项B错误；C．有经验的战士可以根据炮弹飞行的尖叫声判断炮弹是接近还是远去，这是根据多普勒效应，选项C正确；D．波长越大的衍射能量越强，则电磁波衍射能力由强到弱的顺序是无线电波、红外线、可见光、γ射线，选项D错误；E．在真空中传播的电磁波频率不同，传播的速度相同，选项E正确；故选ACE.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、平衡摩擦力0.560cm【解析】

（1）为了使绳子拉力充当合力，即细线拉力做的功等于合力对木板做的功应先平衡摩擦力，即实验中轨道应倾斜一定角度，这样做的目的是平衡摩擦力；

（2）游标卡尺的读数先读出主尺的刻度数：5mm，游标尺的刻度第12个刻度与上边的刻度对齐，所以游标读数为：0.05×12=0.60mm，总读数为：5mm+0.60mm=5.60mm=0.560cm

（3）木板通过A时的速度：vA＝；通过B时的速度：vB＝；则木板通过A、B过程中动能的变化量：；合力对木板所做的功：；12、DAEF【解析】

（1）在验证机械能守恒定律的实验中，实验时，应让重物紧靠打点计时器，手拉着纸带的上方，保持纸带竖直，由静止释放．故D正确，ABC错误．

（2）试验中除了铁架台、夹子、导线、纸带等器材．还必须选取的实验器材是电火花打点计时器、刻度尺和重锤，故选AEF；（3）打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能减小量ΔEp=mg(s2+s3)；B点的瞬时速度，D点的瞬时速度；则动能的增加量△Ek＝．四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指