甘肃省2021-2022学年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须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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。1．2019年10月1日，在国庆70周年盛大阅兵式上，大国重器东风-17高超音速战略导弹震撼曝光！有限的资料显示，东风17高超音速导弹最大速度在6~25马赫之间，射程约为2000公里左右，其战斗部为十分前沿的带翼面承波体结构，通过弹体助推至大气层边缘，并以"打水漂"一样的方式进行滑跃飞行，突防能力极强。值得一提的是，这种"助推—滑翔"弹道由我国著名科学家钱学森在上个世纪末40年代首次推出，因此该弹道亦称"钱学森弹道"。已知东风-17质量为m，在一次试射机动变轨过程中，东风-17正在大气层边缘向东水平高速飞行，速度大小为12马赫（1马赫就是一倍音速，设为v），突然蛇形机动变轨，转成水平向东偏下37°角飞行，速度大小为15马赫。此次机动变轨过程中（）A．合力对东风-17做功为81mv2B．合力对东风-17做功为4.5mv2C．合力对东风-17的冲量大小为9mv，方向竖直向下D．合力对东风-17的冲量大小为3mv，方向向东偏下37°2．如图所示，倾角的斜面上有一木箱，木箱与斜面之间的动摩擦因数．现对木箱施加一拉力F，使木箱沿着斜面向上做匀速直线运动．设F的方向与斜面的夹角为，在从0逐渐增大到60°的过程中，木箱的速度保持不变，则（）A．F先减小后增大B．F先增大后减小C．F一直增大D．F一直减小3．若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2∶3，已知该行星质量约为地球的36倍，地球的半径为R。由此可知，该行星的半径约为（）A．3R B．4R C．5R D．6R4．如图所示，某生产厂家为了测定该厂所生产的玩具车的性能，将两个完全相同的玩具车A、B并排放在两平行且水平的轨道上，分别通过挂钩连接另一个与玩具车等质量的货车(无牵引力)，控制两车以相同的速度v0做匀速直线运动。某时刻，通过控制器使两车的挂钩断开，玩具车A保持原来的牵引力不变，玩具车B保持原来的输出功率不变，当玩具车A的速度为2v0时，玩具车B的速度为1.5v0，运动过程中受到的阻力仅与质量成正比，与速度无关，则正确的是（）A．在这段时间内两车的位移之比为6∶5B．玩具车A的功率变为原来的4倍C．两车克服阻力做功的比值为12∶11D．两车牵引力做功的比值为3∶15．如图所示，电荷量相等的两个电荷Q1和Q2，两者连线及中垂线上分别有A点和B点，则下列说法正确的是（）A．若两者是同种电荷，则A点的电势一定高于B点的电势B．若两者是同种电荷，则A点的场强一定大于B点的场强C．若两者是异种电荷，则A点的电势一定高于B点的电势D．若两者是异种电荷，则A点的场强一定大于B点的场强6．下列说法正确的是（）A．某放射性物质的质量越大，其半衰期越大B．β衰变所释放出的电子来自原子的核外电子C．在α、β、这三种射线中，α射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强D．原子处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，跃迁时以光子的形式放出能量二、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，擦亮的锌板与验电器上的金属球相连，验电器上的铝箔原来是不张开的．现让紫外线照射到锌板，观察到验电器的铝箔张开．下列说法正确的是()A．验电器的铝箔带负电B．此实验可以说明光具有粒子性C．若改用X射线照射锌板，则观察到验电器的铝箔会张开D．若改用激光器发出高亮度的红光照射锌板，则观察到验电器的铝箔也有可能会张开E.若增大紫外线的照射强度，则逸出电子的最大初动能变大8．物流中心通过吊箱将物体从一处运送到另一处。简化后模型如图所示，直导轨与圆弧形导轨相连接，为圆弧最高点，整个装置在竖直平面内，吊箱先加速从点运动到点，再匀速通过段。关于吊箱内物体的受力情况，下列描述正确的是（）A．吊箱经过段时，物体对吊箱底板的压力等于物体的重力B．吊箱经过点时，物体处于超重状态，且受到水平向右的摩擦力C．吊箱经过点时，物体处于失重状态，对吊箱底板的压力小于其重力D．吊箱经过点时，物体对吊箱底板的摩擦力水平向左9．如图所示，上、下表面平行的玻璃砖置于空气中，一束复色光斜射到上表面，穿过玻璃后从下表面射出，分成a、b两束单色光。下列说法中正确的是()A．a、b两束单色光相互平行B．a光在玻璃中的传播速度大于b光C．在玻璃中a光全反射的临界角大于b光D．用同一双缝干涉装置进行实验，a光的条纹间距小于b光的条纹间距10．一定质量的理想气体由状态A经状态B变化到状态C的P-V图象如图所示．若已知在A状态时，理想气体的温度为320K，则下列说法正确的是_______(已知)

A．气体在B状态时的温度为720KB．气体分子在状态A分子平均动能大于状态C理想气体分子平均动能C．气体从状态A到状态C的过程中气体对外做功D．气体从状态A到状态C的过程中气体温度先降低后升高E.气体从状态A到状态C的过程中气体吸收热量为900J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）某同学设计了一个如图所示的实验装置验证动量守恒定律。小球A底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条，用悬线悬挂在O点，光电门固定在O点正下方铁架台的托杆上，小球B放在竖直支撑杆上，杆下方悬挂一重锤，小球A（包含遮光条）和B的质量用天平测出分别为、，拉起小球A一定角度后释放，两小球碰撞前瞬间，遮光条刚好通过光电门，碰后小球B做平抛运动而落地，小球A反弹右摆一定角度，计时器的两次示数分别为、，测量O点到球心的距离为L，小球B离地面的高度为h，小球B平抛的水平位移为x。(1)关于实验过程中的注意事项，下列说法正确的是________。A．要使小球A和小球B发生对心碰撞B．小球A的质量要大于小球B的质量C．应使小球A由静止释放(2)某次测量实验中，该同学测量数据如下：，，，，，，重力加速度g取，则小球A与小球B碰撞前后悬线的拉力之比为________，若小球A（包含遮光条）与小球B的质量之比为________，则动量守恒定律得到验证，根据数据可以得知小球A和小球B发生的碰撞是碰撞________（“弹性”或“非弹性”）。12．（12分）用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。(1)下列实验条件必须满足的有_____________。A．小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放B．斜槽轨道要尽量光滑些C．斜槽轨道末端必须保持水平D．本实验必需的器材还有刻度尺和停表(2)为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的_____________（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点；在确定y轴时_____________（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重锤线平行。(3)伽利略曾硏究过平抛运动，他推断∶从同一炮台水平发射的炮弹，如果不受空气阻力，不论它们能射多远，只要下落高度相同，在空中飞行的时间都一样。这实际上是因为平抛物体_____________。A．在水平方向上做匀速直线运动B．在竖直方向上做自由落体运动C．在下落过程中机械能守恒四、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）电荷周围存在电场，电场虽然看不见，但是它却是客观存在的，可以通过实验对它进行观察和研究。如图所示，是一个均匀带电球，把一个系在丝线上的带电量为、质量为的试探小球先后依次挂在图中三个不同位置，调整丝线长度，使小球静止时的三个位置与带电球的球心处于同一水平线上，三处的丝线与竖直方向的夹角分别为，且。已知重力加速度为。(1)对带电小球静止于位置时的受力进行分析，画出受力示意图，并求小球所受电场力的大小；(2)根据电场强度的定义，推导带电球产生的电场在位置处的场强大小的表达式，并据此比较三个位置的电场强度的大小关系。14．（16分）如图所示是一个水平横截面为圆形的平底玻璃缸，玻璃缸深度为，缸底面圆心处有一单色点光源，缸中装有某种液体，深度为，点为液面的圆心，垂直于水平面。用面积为的黑纸片覆盖在液面上，则液面上方恰好无光线射出。若在上述黑纸片上，以为圆心剪出一个面积为的圆孔，把余下的黑纸环仍放置在液面上原来的位置，使所有出射光线都从缸口射出，则缸口的最小面积为多少？15．（12分）如图所示，临界角C为45°的液面上有一点光源S发出一束光垂直入射到水平放置于液体中且距液面为d的平面镜M上，当平面镜M绕垂直于纸面的轴O以角速度ω做逆时针匀速转动时，观察者发现液面上有一光斑掠过，则观察者们观察到的光斑在液面上掠过的最大速度为多少？

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】

AB．根据动能定理得故AB错误。

CD．根据动量定理得方向竖直向下，故C正确，D错误。

故选C。2、A【解析】

对物体受力分析如图木箱沿着斜面向上做匀速直线运动，根据平衡条件，合力为零在垂直斜面方向，有：在平行斜面方向，有：其中：联立解得：当时F最小，则在从0逐渐增大到60°的过程中，F先减小后增大，A正确，BCD错误。故选A。3、B【解析】

平抛运动在水平方向上为匀速直线运动，x=vot在竖直方向上做自由落体运动，即所以两种情况下，抛出的速率相同，高度相同，所以根据公式可得故解得R行=4R故选B。4、C【解析】

B．设玩具车、货车质量都为m，动摩擦因数为μ，那么两车的挂钩断开与货车分离，玩具车的速度为v0，牵引力F=2μmg，加速度为a=μg，电机输出功率P=Fv0=2μmgv0变为原来的2倍，则B错误；

A．玩具车A保持原来的牵引力不变前进，那么加速度不变，那么当玩具车A的速度为2v0时，位移功率PA′=F•2v0=2PA克服摩擦力做的功牵引力做的功：WFA=FsA=3mv02；玩具车B保持原来的输出功率不变前进，当玩具车A的速度为2v0时，玩具车B的速度为1.5v0，由动能定理可得：所以位移所以sA：sB=12：11；则A错误

CD．克服摩擦力做的功：所以WfA：WfB=12：11；牵引力做的功：所以WFA：WFB=3：2故C正确，D错误；

故选C。5、D【解析】设两个点电荷和连线的中点为O．若两电荷是同种电荷，且都是正电荷，则A点的电势高于O点电势，O点电势高于B点电势，则A点的电势高于B点的电势．若两个点电荷都带负电，则A点的电势低于B点的电势，A错误．若两者是同种电荷，B点处电场线分布情况不能确定，所以不能确定两点场强的大小，B错误．若两者是异种电荷，且为正电荷，则A点的电势高于B点的电势．若为负电荷，则A点的电势低于B点的电势，C错误．若两者是异种电荷，A处电场线比B处电场线密，则A点的场强一定大于B点的场强，D正确．选D．【点睛】若两电荷是同种电荷，根据电场的对称性分析电场强度的关系，电场线越密，场强越大．若两电荷是异种电荷，根据顺着电场线方向降低，分析电势的高低；在两电荷的连线上，O点场强最小，在连线的中垂线上O点的场强最大．6、D【解析】

A．半衰期和物体的质量无关，故A错误；B．β衰变的本质是原子核内的中子转变为一个质子和一个电子，所以β衰变中释放出的电子来源于原子核，故B错误；C．在α、β、这三种射线中，α射线的电离能力最强，射线的穿透能力最强，故C错误；D．根据波尔的原子跃迁理论，原子处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，跃迁时以光子的形式放出能量，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．紫外线照射锌板发生光电效应现象，电子从锌板上飞出，锌板带正电，铝箔张角变大，说明其原来带正电，故A错误；B．光电效应说明光具有粒子性，故B正确；C．若改用X光(其频率高于紫外线的频率)照射锌板时，依据光电效应发生条件，一定能使锌板发生光电效应，故其夹角一定会变得更大，故C正确；D．若改用激光器发出高亮度的红光(其频率低于紫外线的频率)照射锌板，依据光电效应发生条件，则观察到验电器的铝箔可能不会张开，故D错误；E．由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，由入射光的频率有关，故E错误。故选BC。8、BC【解析】

A．由于吊箱在段做加速运动，吊箱和物体的加速度方向沿导轨向上，底板对物体的支持力大于物体的重力，故物体对底板的压力大于物体的重力，故A错误；B．吊箱经过点时，底板对物体有向右的摩擦力，由于整体具有斜向右上方的加速度，故物体处于超重状态且底板对物体有水平向右的静摩擦力，故B正确；C．经过点时吊箱和物体做圆周运动，整体所受合力向下并提供向心力物体处于失重状态，物体对底板的压力小于其重力，故C正确；D．由于经过点时的向心加速度竖直向下，物体对底板没有摩擦力，故D错误。故选：BC。9、AD【解析】

A．据题意，通过平行玻璃砖的光，出射光线与入射光线平行，故选项A正确；B．单色光a偏折程度较大，则a光的折射率较大，据v＝可知，在介质中a光的传播速度较小，故选项B错误；C．据sinC＝可知，a光发生全反射的临界角较小，故选项C错误；D．a光折射率较大，a光的波长较小，又据Δx＝λ可知，a光进行双缝干涉实验时条纹间距较小，故选项D正确。10、ACE【解析】

A：由图象得：、、、，据理想气体状态方程，代入数据得：．故A项正确．B：由图象得：、、、，则，所以．温度是分子平均动能的标志，所以状态A与状态C理想气体分子平均动能相等．故B项错误．C：从状态A到状态C的过程，气体体积增大，气体对外做功．故C项正确．D：据AB两项分析知，，所以从状态A到状态C的过程中气体温度不是先降低后升高．故D项错误．E：，A、C两个状态理想气体内能相等，A到C过程；图象与轴围成面积表示功，所以A到C过程，外界对气体做的功；据热力学第一定律得：，解得：，所以状态A到状态C的过程中气体吸收热量为900J．故E项正确．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、A弹性【解析】

(1)由实验原理确定操作细节；(2)根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球通过最低点的速度，从而得出动能的增加量，根据小球下降的高度求出重力势能的减小量，判断是否相等。【详解】(1)[1]A．两个小于必发生对心碰撞，故选项A正确；B．碰撞后入射球反弹，则要求入射球的质量小于被碰球的质量，故选项B错误；C．由于碰撞前后A的速度由光电门测出，A释放不一定从静止开始，故选项C错误；故选A；(2)[2]碰撞前后入射球A的速度由光电门测出：，；被碰球B碰撞后的速度为：；根据牛顿第二定律,碰撞前有：，所以；同理碰撞后有：，所以，则：；[3]若碰撞前后动量守恒则有：，从而求得：；[4]碰撞后的动能，而碰撞后的动能，由于，所以机械能守恒，故是弹性碰撞。【点睛】考查验证动量守恒定律实验原理。12、AC球心需要B【解