湖北省天门市天门外国语2022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注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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．如图所示，A、B、C是三级台阶的端点位置，每一级台阶的水平宽度是相同的，其竖直高度分别为h1、h2、h3，将三个相同的小球分别从A、B、C三点以相同的速度v0水平抛出，最终都能到达A的下一级台阶的端点P处，不计空气阻力。关于从A、B、C三点抛出的小球，下列说法正确的是（）A．在空中运动时间之比为tA∶tB∶tC=1∶3∶5B．竖直高度之比为h1∶h2∶h3=1∶2∶3C．在空中运动过程中，动量变化率之比为=1∶1∶1D．到达P点时，重力做功的功率之比PA：PB：PC=1：4：92．某时刻水平抛出的小球，在时的速度方向与水平方向的夹角，，其速度方向与水平方向的夹角。忽略空气阻力，重力加速度，则小球初速度的大小为（）A． B． C． D．3．某静电场中x轴上各点电势分布图如图所示。一带电粒子在坐标原点O处由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴正方向运动。下列说法正确的是A．粒子一定带负电B．粒子在x1处受到的电场力最大C．粒子从原点运动到x1过程中，电势能增大D．粒子能够运动到x2处4．如图甲所示，用传感器和计算机可以方便地描出平抛运动物体的轨迹。它的设计原理如图乙所示。物体A在做平抛运功，它能够在竖直平面内向各个方向同时发射超声波脉冲和红外线脉冲，在它运动的平面内安放着超声波-红外接收装置，B盒装有B1、B2两个超声波-红外接收器，并与计算机相连，B1、B2各自测出收到超声脉冲和红外脉冲的时间差，并由此算出它们各自与物体A的距离，下列说法正确的是（）A．该实验中应用了波的干涉规律B．该实验中应用了波的反射规律C．该实验中应用了波的直线传播规律D．该实验中所用超声波信号和红外线脉冲信号均属于无线电波5．如图所示，质量为m的滑块从斜面底端以平行于斜面的初速度v0冲上固定斜面，沿斜面上升的最大高度为h.已知斜面倾角为α，斜面与滑块间的动摩擦因数为μ，且μ<tanα，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取斜面底端为零势能面，则能表示滑块在斜面上运动的机械能E、动能Ek、势能Ep与上升高度h之间关系的图象是()A．B．C．D．6．如图所示，一根轻弹簧竖直直立在水平地面上，下端固定，在弹簧的正上方有一个物块。物块从高处自由下落到弹簧上端O，将弹簧压缩，当弹簧被压缩了x0时，物块的速度变为零。从物块与弹簧接触开始，物块的加速度的大小随下降的位移x变化的图象可能是（）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．荷兰某研究所推出了2023年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划．登陆火星需经历如图所示的变轨过程，已知引力常量为G，则下列说法正确的是A．飞船在轨道上运动时，运行的周期TⅢ>TⅡ>TⅠB．飞船在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能C．飞船在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P点朝速度反方向喷气D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知飞船在轨道Ⅰ上运动的角速度，可以推知火星的密度8．4月20日深夜，“长征三号乙”运载火箭成功发射第44颗“北斗”导航卫星。这是“北斗”导航卫星在2019年的首次发射，“北斗”卫星导航系统今年继续高密度全球组网。若某颗卫星入轨后绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为，运动周期为。已知地球半径为，引力常量为，下列说法正确的是（）A．卫星的线速度大小 B．地球的质量C．地球的平均密度 D．地球表面重力加速度大小9．质量均匀分布的导电正方形线框abcd总质量为m，边长为l，每边的电阻均为r0。线框置于xoy光滑水平面上，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。如图，现将ab通过柔软轻质导线接到电压为U的电源两端（电源内阻不计，导线足够长），下列说法正确的是A．若磁场方向竖直向下，则线框的加速度大小为B．若磁场方向沿x轴正方向，则线框保持静止C．若磁场方向沿y轴正方向，发现线框以cd边为轴转动，则D．若磁场方向沿y轴正方向，线框以cd边为轴转动且cd边未离开水平面，则线框转动过程中的最大动能为10．如图甲所示，在光滑水平面上，轻质弹簧一端固定，物体以速度向右运动压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量为，现让弹簧一端连接另一质量为的物体（如图乙所示），物体以的速度向右压缩弹簧，测得弹簧的最大压缩量仍为，则()A．物体的质量为B．物体的质量为C．弹簧压缩最大时的弹性势能为D．弹簧压缩最大时的弹性势能为三、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）在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”实验中，实验装置如图甲所示。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度。数据记录如下表所示：（弹力始终未超过弹性限度，取）记录数据组123456钩码总质量0306090120150弹簧总长6.007.118.209.3110.4011.52（1）在图乙坐标系中作出弹簧弹力大小与弹簧总长度之间的函数关系的图线_______。（2）由图线求得该弹簧的劲度系数__________。（保留两位有效数字）12．（12分）学习牛顿第二定律后，某同学为验证“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量成反比”的结论设计了如图所示的实验装置.装置中用不可伸长的轻绳一端连接甲车、另一端与乙车相连，轻绳跨过不计质量的光滑滑轮，且在动滑轮下端挂一重物测量知甲、乙两车（含发射器）的质量分别记为、，所挂重物的质量记为。(1)为达到本实验目的，________平衡两车的阻力（填“需要”或“不需要”），________满足钩码的质量远小于任一小车的质量（填“需要”或“不需要”）；(2)安装调整实验器材后，同时静止释放两小车并用位移传感器记录乙两车在相同时间内，相对于其起始位置的位移分别为、，在误差允许的范围内，若等式________近似成立，则可认为“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量成反比”（用题中字母表示）。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，质量均为m的木块A、B，静止于光滑水平面上。A上固定一竖直轻杆，轻杆上端的O点系一长为L的细线，细线另一端系一质量也为m的球C，现将球C拉起使细线水平伸直，并由静止释放。当球C第一次到达最低点时，木块A与B发生弹性碰撞。求：(1)球C静止释放时A、B木块间的距离；(2)球C向左运动的最大高度；(3)当球C第二次经过最低点时，木块A的速度。14．（16分）质点的势函数V（r）即单位质量的质点在空间位置r处所具有的势能。今有一质量为m的质点，在一维直线势场的作用下，在直线x上运动，A为大于零的常数。已知质点的能量为E，求质点运动周期。15．（12分）如图所示，质量均为m的物块A、B放在水平圆盘上，它们到转轴的距离分别为r、2r，圆盘做匀速圆周运动。当转动的角速度为ω时，其中一个物块刚好要滑动，不计圆盘和中心轴的质量，不计物块的大小，两物块与圆盘间的动摩擦因数相同，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：(1)物块与圆盘间的动摩擦因数为多少；(2)用细线将A、B两物块连接，细线刚好拉直，圆盘由静止开始逐渐增大转动的角速度，当两物块刚好要滑动时，外力对转轴做的功为多少。

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】

A．根据水平初速度相同，A、B、C水平位移之比为1:2:3，所以它们在空中运动的时间之比为1:2:3，A错误。B．根据，竖直高度之比为，B错误。C．根据动量定理可知，动量的变化率为物体受到的合外力即重力，重力相同，则动量的变化率相等，故C正确。D．到达P点时，由知，竖直方向速度之比为1:2:3，重力做功的功率所以重力做功的功率之比为故D错误。故选C。2、C【解析】

将小球在时和时的速度分解，如图所示：则有，又因为解得选项C项正确，ABD错误。故选C。3、A【解析】

由题中“一带电粒子在坐标原点O处由静止释放”可知本题考查带电粒子在非匀强电场中的运动，根据图像和电势变化可分析本题。【详解】A．由于从坐标原点沿x轴正方向电势先升高后降低，因此电场方向先向左后向右，由于带电粒子在坐标原点静止释放，沿x轴正方向运动，由此可知粒子带负电，故A正确；B．由图可知，图像斜率即为电场强度，在x1处斜率为零，因此电场强度最小，电场力也最小，故B错误；C．从开始运动到x1处，电场力做正功，电势能减小，故C错误；D．由于粒子只在电场力的作用下运动，当运动到与开始时电势相等的位置，粒子速度为零，不能到达x2处，故D错误。4、C【解析】

ABC．物体A向B盒同时发射一个红外线脉冲和一个超声波脉冲，B盒收到红外线脉冲时开始计时，收到超声波脉冲时停止计时，根据超声波在空气中的传播速度v（红外线传播时间极短，可忽略），可计算出A和B之间的距离，故该实验利用了超声波频率高，易于定向传播，即直线传播原理，AB错误C正确；D．超声波是一种机械波，而电磁波谱按照波长从大到小的顺序依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，故红外线脉冲不是无线电波，D错误。故选C。5、D【解析】本题考查动能、势能、机械能有关知识，势能Ep="mgh"势能与高度成正比，上升到最大高度H时，势能最大，A错；由能量守恒，机械损失，克服摩擦力做功，转化为内能，上升过程E＝E0-mgcosh/sin="E0-"mgh/tan,下行时，E=mgH-mg(H-h)/tan,势能E与高度h为线性关系，B错；上行时，动能EK=EK0-(mgsin+mgcos)h/cos下行时EK=(mgsin-mgcos)（H-h）/cos动能EK高度h是线性关系，C错，D正确6、D【解析】

物块接触弹簧后，在开始阶段，物块的重力大于弹簧的弹力，合力向下，加速度向下，根据牛顿第二定律得：mg-kx=ma得到a与x是线性关系，当x增大时，a减小；

当弹力等于重力时，物块的合力为零，加速度a=0；

当弹力大于重力后，物块的合力向上，加速度向上，根据牛顿第二定律得kx-mg=ma得到a与x是线性关系，当x增大时，a增大；若物块接触弹簧时无初速度，根据简谐运动的对称性，可知物块运动到最低点时加速度大小等于g，方向竖直向上，当小球以一定的初速度压缩弹簧后，物块到达最低点时，弹簧的压缩增大，加速度增大，大于g；A．该图与结论不相符，选项A错误；B．该图与结论不相符，选项B错误；C．该图与结论不相符，选项C错误；D．该图与结论相符，选项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、AD【解析】

A．根据开普勒第三定律，可知，飞船在轨道上运动时，运行的周期TⅢ＞TⅡ＞TⅠ。故A正确。

BC．飞船在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P点朝速度方向喷气，从而使飞船减速到达轨道Ⅰ，则在轨道Ⅰ上机械能小于在轨道Ⅱ的机械能。故BC错误。D．据万有引力提供圆周运动向心力，火星的密度为：。联立解得火星的密度：故D正确。8、AC【解析】

A．根据线速度的定义可知卫星的线速度大小为选项A正确；B．由，得地球的质量为选项B错误；C．根据密度公式可知地球的密度选项C正确；D．根据万有引力提供向心力有地球表面万有引力近似等于重力有联立解得地球表面的重力加速度大小选项D错误。故选AC。9、ACD【解析】

A．根据左手定则，安培力的方向沿+y轴方向

根据F=BIl，线框所受的安培力的合力为：线框的加速度大小为：故A正确；B．若磁场方向沿x轴正方向，ad边受到的安培力竖直向下，cd边受到的安培力竖直向上，故线框不可能处于静止，故B错误；C．若磁场方向沿y轴正方向，发现线框以cd边为轴转动，则，根据动能定理可得解得：故C正确；

D．在转动过程中，由于ab边的安培力大于线框的重力，故在安培力作用下，线框的动能一直增大，故有：故D正确；故选ACD。10、AC【解析】

对图甲，设物体A的质量为M，由机械能守恒定律可得，弹簧压缩x时弹性势能EP=M；对图乙，物体A以2的速度向右压缩弹簧，A、B组成的系统动量守恒，弹簧达到最大压缩量仍为x时，A、B二者达到相等的速度v由动量守恒定律有：M=(M+m)v由能量守恒有：EP=M-(M+m)联立两式可得：M=3m，EP=M=m，故B、D错误，A、C正确．故选A、C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、28【解析】

(1)[1]按照表中所给数据在坐标系中描点并用一条直线连接即可，要注意让尽可能多的点连在线上，不通过直线的点大致均匀地分布在直线两侧，偏差过大的点是测量错误，应该舍去。(2)[2]根据表达式，得图线的斜率表示弹簧的劲度系数，故12、需要不需要【解析】

(1)[1][2]．为达到本实验目的，需要平衡两车的阻力，这样才能使得小车所受细线的拉力等于小车的合外力；因两边细绳的拉力相等即可，则不需要满足钩码的质量远小于任一小车的质量；(2)[3]．两边小车所受的拉力