山东省师范大学附属中学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．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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．如图所示为氢原子的能级图，一群氢原子由n=4的激发态向低能级跃迁，则产生波长最长的光子的能量为（）A．12.75eV B．10.2eVC．0.66eV D．2.89eV2．如图，在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为L的正三角形的三个顶点上，a、b带正电，电荷量均为q，c带负电，整个系统置于方向水平的匀强电场中，已知静电力常量为k，若三个小球均处于静止状态，则下列说法中正确的是（）A．a球所受合力斜向左B．c球带电量的大小为2qC．匀强电场的方向垂直于ab边由ab的中点指向c点D．因为不知道c球的电量大小，所以无法求出匀强电场的场强大小3．一辆F1赛车含运动员的总质量约为600kg，在一次F1比赛中赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a和速度的倒数的关系如图所示，则赛车在加速的过程中（）A．速度随时间均匀增大B．加速度随时间均匀增大C．输出功率为240kwD．所受阻力大小为24000N4．一弹簧振子作简谐振动，某一时刻开始计时，经振子具有负方向最大加速度。则下列振动图像中正确反映振子振动情况的是（）A． B．C． D．5．某同学用两种不同的金属做光电效应实验。实验中他逐渐增大入射光的频率，并测出光电子的最大初动能。下面四幅图像中能符合实验结果的是（）A． B．C． D．6．将一物体从地面以速度v0竖直上抛，物体上抛运动过程中所受的空气阻力大小恒定，设物体在地面时的重力势能为零，则物体从抛出到落回原地过程中，如图所示的四个图中不正确的（）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．如图所示为某汽车上的加速度电容传感器的俯视图。金属块左、右侧分别连接电介质、轻质弹簧，弹簧与电容器固定在外框上，金属块可带动电介质相对于外框无摩擦左右移动。电容器与供电电源连接，并串联计算机的信号采集器。下列关于该传感器的说法正确的是（）A．在汽车向右匀速直线运动过程中电路中没有电流B．在汽车向右匀加速直线运动过程中电路中有电流C．在汽车向右做加速度增大的减速运动过程中电介质所处的位置电势升高D．在汽车向右做加速度增大的加速运动过程中，电路中有顺时针方向的电流8．如图所示，光滑圆环固定在竖直面内，一个小球套在环上，用穿过圆环顶端光滑小孔的细线连接，现用水平力F拉细线，使小球缓慢沿圆环向上运动，此过程中圆环对小球的弹力为N，则在运动过程中（）A．F增大 B．F减小C．N不变 D．N增大9．地球表面重力加速度的测量在军事及资源探测中具有重要的战略意义，已知地球质量，地球半径R，引力常量G，以下说法正确的是（）A．若地球自转角速度为，地球赤道处重力加速度的大小为B．若地球自转角速度为，地球两极处重力加速度的大小为C．若忽略地球的自转，以地球表面A点正下方h处的B点为球心，为半径挖一个球形的防空洞，则A处重力加速度变化量的大小为D．若忽略地球的自转，以地球表面A点正下方h处的B点为球心、为半径挖一个球形的防空洞，则A处重力加速度变化量的大小为10．如图所示，A、B两板间电压为600V，A板带正电并接地，A、B两板间距离为12cm，C点离A板4cm，下列说法正确的是()A．E=2000V/m，φC=200VB．E=5000V/m，φC=-200VC．电子在C点具有的电势能为-200eVD．电子在C点具有的电势能为200eV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）某同学通过实验测量玩具上的小直流电动机转动的角速度大小，如图甲所示，将直径约为3cm的圆盘固定在电动机转动轴上，将纸带的一端穿过打点计时器后，固定在圆盘的侧面，圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘的侧面上，打点计时器所接交流电的频率为50Hz.(1)实验时，应先接通________(选填“电动机”或“打点计时器”)电源．(2)实验得到一卷盘绕在圆盘上的纸带，将纸带抽出一小段，测量相邻2个点之间的长度L1，以及此时圆盘的直径d1，再抽出较长的一段纸带后撕掉，然后抽出一小段测量相邻2个点之间的长度L2，以及此时圆盘的直径d2，重复上述步骤，将数据记录在表格中，其中一段纸带如图乙所示，测得打下这些点时，纸带运动的速度大小为________m/s.测得此时圆盘直径为5.60cm，则可求得电动机转动的角速度为________rad/s.(结果均保留两位有效数字)(3)该同学根据测量数据，作出了纸带运动速度(v)与相应圆盘直径(d)的关系图象，如图丙所示．分析图线，可知电动机转动的角速度在实验过程中________(选填“增大”“减小”或“不变”)．12．（12分）用图甲所示的装置测量当地的重力加速度。将金属小球从一定高度由静止释放，在小球自由下落通过的轨迹上的合适位置固定一个光电门，能自动记录小球通过光电门的时间，因小球经过光电门的时间很短，通过的过程近似认为小球的速度不变。实验中测量的物理量有：A．小球的直径d；B．小球运动至光电门处下落的高度h；C．小球挡住光电门的时间t。请依据实验要求，完成下列填空。（前两个小题用测得的物理量的原字母表示）(1)小球经过光电门的速度________；(2)当地的重力加速度为________；(3)用游标卡尺测量金属球的直径如图乙所示，小球的直径为________。若实验中还测得，。则重力加速度________。（计算结果保留1位小数）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）如图甲所示，将一间距为L=1m的足够长U形导轨固定，导轨上端连接一阻值为R=2.0Ω的电阻，整个空间存在垂直于轨道平面向上的匀强磁场，B=0.2T，质量为m=0.01kg、电阻为r=1.0Ω的金属俸ab垂直紧贴在导轨上且不公滑出导轨，导轨与金属棒之间的动摩擦因数μ=0.5，金属棒ab从静止开始下滑，下滑的x-t图像如图乙所示，图像中的OA段为曲线，AB段为直线，导轨电阻不计且金属棒下滑过程中始终与导轨垂直且紧密接触，重力加速度g取10m/s2，sin37=0.6，cos37°=0.8。求：(1)导轨的倾角θ。(2)从开始到t=2.5s过程中金属棒上产生的焦耳热。14．（16分）如图所示，两平行金属导轨置于水平面（纸面）内，导轨间距为l，左端连有一阻值为R的电阻。一根质量为m、电阻也为R的金属杆置于导轨上，金属杆右侧存在一磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场区域。给金属杆一个瞬时冲量使它水平向右运动，它从左边界进入磁场区域的速度为v0，经过时间t，到达磁场区域右边界（图中虚线位置）时速度为。金属杆与导轨始终保持垂直且接触良好，它们之间的动摩擦因数为μ。除左端所连电阻和金属杆电阻外，其他电阻忽略不计。求：(1)金属杆刚进入磁场区域时的加速度大小；(2)金属杆在滑过磁场区域的过程中金属杆上产生的焦耳热。15．（12分）如图所示，质量m的小环串在固定的粗糙竖直长杆上，从离地h高处以一定初速度向上运动，运动过程中与长杆之间存在大小的滑动摩擦力．小环能达到的最大高度为3h，求：(1)小环从h高处出发至第二次经过2h高处过程中，重力做功和摩擦力做功分别为多少？(2)在高中我们定义“由相互作用的物体的相对位置决定的能量”叫势能，如相互吸引的物体和地球，其相对位置关系决定重力势能．对比(1)问中两力做功，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念．(3)以地面为零势能面．从出发至小环落地前，小环的机械能E随路程s的变化关系是什么？

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】

从n=4能级跃迁到n=3能级释放出的光子能量最小，波长最长，该光子的能量为－0.85eV－（－1.51eV）＝0.66eVC正确，ABD错误。故选C。2、B【解析】

A．a球处于静止状态，所受合外力为0，故A错误；BC．因为带负电的c球受力平衡处于静止状态，根据平衡条件可知电场线方向竖直向上则对a球受力分析，水平方向上ab之间的库仑力和ac之间库仑力在水平方向上的分力平衡解得故B正确，C错误；D．对c球受力分析解得故D错误。故选B。3、C【解析】

汽车恒定功率启动，对汽车受力分析后根据牛顿第二定律列方程，再结合图象进行分析即可.【详解】由图可知，加速度变化，故做变加速直线运动，故A错误；a-函数方程a=-4，汽车加速运动，速度增大，加速度减小，故B错误；对汽车受力分析，受重力、支持力、牵引力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有：F-f=ma其中：F=P/v；联立得：；结合图线，当物体的速度最大时，加速度为零，故结合图象可以知道，a=0时，=0.01，v=100m/s，所以最大速度为100m/s；由图象可知：，解得：f=4m=4×600=2400N；，解得：P=240kW，故C正确，D错误；故选C。【点睛】本题关键对汽车受力分析后，根据牛顿第二定律列出加速度与速度关系的表达式，再结合图象进行分析求解。4、C【解析】

简谐振动的回复力：，故加速度：，经周期振子具有负方向的最大加速度，此时振子有正方向的最大位移；A．A图在周期时振子有负向最大位移，A错误；B．B图在周期时振子位移为零，B错误；C．C图在周期时振子有负向最大位移，C正确；D．D图在周期时振子位移为零，D错误。故选C。5、C【解析】

由光电效应方程可知图像斜率都为普朗克常量h，故得出的两条图线一定为平行线，由于两金属的逸出功不同，则与横轴的交点不同，ABD错误，C正确。故选C。6、B【解析】

A．物体在运动过程中受到重力和空气阻力，则上升过程中由牛顿第二定律得下降过程中由牛顿第二定律得可判断上升过程中速度方向向上，下降过程中速度方向向下，根据动量定义可知上升过程中动量方向向上，下降过程中动量方向向下，故A正确；B．根据公式可知合外力的冲量方向始终向下，故B错误；CD．克服空气阻力做的功为物体运动的路程，上升过程，下落过程总路程，根据功能关系可知，机械能逐渐减小，则有故C、D正确；不正确的故选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、AD【解析】

A．当汽车向右匀速直线运动时，电介质位置不变，根据电容的决定式可知电容器的电容不变，因两板电压不变，根据电容的定义式可知电容器的电荷量不变，因此电路中没有电流，A正确；B．当汽车以恒定加速度运动时，根据牛顿第二定律可知，弹力大小不变，根据电容器的决定式可知电容器的电容不变，因两极的电压不变，根据电容器的定义式可知电容器的电荷量不变，因此电路中没有电流，B错误；C．电容器两端与电源连接，电压等于电源电压不变，两板间距不变，电容器两板之间形成的匀强电场不变，根据匀强电场中电势差与场强的关系可以推断电介质所处位置电势不变，C错误；D．当电路中有顺时针方向的电流时，说明电容器处于充电状态，因电容器两端电压等于电源电压不变，根据可知电容器的电容增大导致电容器所带电荷量增加，根据电容器的决定式可知插入极板间电介质加深，弹簧越拉越长，合力向右增大，汽车向右做加速度增大的加速运动符合上述结果，D正确。故选AD。8、BC【解析】

小球沿圆环缓慢上移可看做匀速运动，对小球进行受力分析，小球受重力G，F，N，三个力。满足受力平衡。作出受力分析图如图所示；

由图可知△OAB∽△GFA，即：小球沿圆环缓慢上移时，半径不变，AB长度减小，故F减小，N不变；

A.F增大，与结论不相符，选项A错误；B.F减小，与结论相符，选项B正确；C.N不变，与结论相符，选项C正确；D.N增大，与结论不相符，选项D错误。9、ABC【解析】

AB．在赤道处得出在两极处得出选项AB正确；CD．若忽略地球的自转，以地球表面A点正下方h处的B点为球心为半径挖一个球形的防空洞，该球形防空洞挖掉的质量A处重力加速度变化是由该球形防空洞引起的选项C正确，D错误。故选ABC。10、BD【解析】

由U=Ed可求得场强E，C点的电势等于C与A板的电势差，由U=Ed求解C点的电势；由Ep=qφC可求得电子在C点具有的电势能．【详解】A、B、AB间有匀强电场，场强为E=Ud=6000.12V/m=5000V/m,AC间的电势差为UAC=Ed1=5000×0.04V=200V，因A带正电且电势为零，C点电势低于C、D、电子在C点具有的电势能EP=φC×(-e)=200eV；故C错误，D正确；故选BD.【点睛】在研究电场中电势时一定要注意各个量的正负，明确各点间电势的高低，注意电势的符号．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、打点计时器1.864不变【解析】

（1）实验时,应先接通打点计时器电源，再接通电动机的电源；（2）根据v=xt求解线速度，根据ω=v【详解】（1）实验时,应先接通打点计时器电源，再接通电动机的电源；（2）纸带运动的速度大小为v=x角速度ω=v（3）根据v=ωr=1212、1.239.4【解析】

(1)[1]小球经过光电门的位移大小为小球直径d，运动时间为t，则速度为(2)[2]小球下落至光电门的过程有解得(3)[3]游标卡尺的主尺读数为，游标尺的第3条刻线与主尺的某刻线对齐，则游标卡尺读数为，则测量值为[4]在式中代入相关数据得四、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、(1)37°；(2)0.