山东省潍坊实验中学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．下列说法中正确的是（）A．布朗运动是指液体分子的无规则运动B．物体对外做功，其内能一定减小C．两分子间距离减小，分子间的引力和斥力都增大D．用打气筒往自行车轮胎内打气时需要用力，说明气体分子间存在斥力2．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正方向运动，其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示，其中0～x2段是关于直线x=x1对称的曲线，x2～x3段是直线，则下列说法正确的是A．x1处电场强度最小，但不为零B．粒子在0～x2段做匀变速运动，x2～x3段做匀速直线运动C．若x1、x3处电势为ϕ1、ϕ3，则ϕ1<ϕ3D．x2～x3段的电场强度大小方向均不变3．如图，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根质量为m、竖直悬挂的条形磁铁，细绳对磁铁的拉力为F。若线圈下落过程中，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合，则下列图中能正确描述拉力F随时间t变化的图像是（）A． B．C． D．4．某行星外围有一圈厚度为d的光带，简化为如图甲所示模型，R为该行星除光带以外的半径．现不知光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，当光带上的点绕行星中心的运动速度v，与它到行星中心的距离r，满足下列哪个选项表示的图像关系时，才能确定该光带是卫星群A． B．C． D．5．如图甲所示，固定光滑斜面上有质量为的物体，在大小为12N，方向平行于斜面的拉力F的作用下做匀速直线运动，从位置处拉力F逐渐减小，力F随位移x的变化规律如图乙所示，当时拉力减为零，物体速度刚好为零，取，下列说法正确的是（）A．斜面倾角为B．整个上滑的过程中，物体的机械能增加27JC．物体匀速运动时的速度大小为3m/sD．物体在减速阶段所受合外力的冲量为6．如图所示，虚线表示某电场的等势面，等势面的电势图中已标出。一带电粒子仅在电场力作用下由点运动到点，粒子的运动轨迹如图中实线所示。设粒子在点时的速度大小为、电势能为，在点时的速度大小为、电势能为。则下列结论正确的是（）A．粒子带正电，，B．粒子带负电，，C．粒子带正电，，D．粒子带负电，，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．下列说法中正确的是（）A．分子运动的平均速率可能为零，瞬时速度不可能为零B．液体与大气相接触时，表面层内分子所受其他分子的作用表现为相互吸引C．空气的相对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示D．有些非晶体在一定条件下可以转化为晶体E.随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，分子势能不一定减小8．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9．在一电梯的地板上有一压力传感器，其上放一物块，如图甲所示，当电梯运行时，传感器示数大小随时间变化的关系图象如图乙所示，根据图象分析得出的结论中正确的是()A．从时刻t1到t2，物块处于失重状态B．从时刻t3到t4，物块处于失重状态C．电梯可能开始停在低楼层，先加速向上，接着匀速向上，再减速向上，最后停在高楼层D．电梯可能开始停在高楼层，先加速向下，接着匀速向下，再减速向下，最后停在低楼层10．如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学探究小球在接触弹簧后向下的运动过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，作出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是A．当x=h+x0时，重力势能与弹性势能之和最小 B．最低点的坐标为x=h+2x0C．小球受到的弹力最大值等于2mg D．小球动能的最大值为三、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）为了探究质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计）(1)下列实验步骤正确的是________A．用天平测出砂和砂桶的质量B．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带E.实验中不需要砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有两个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为______。（结果保留两位有效数字）(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为，则小车的质量为______。A．B．C．D．12．（12分）如图（甲）所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d、质量为m的金属小球由A处从静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H（H>>d），光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g．则：（1）如图（乙）所示，用游标卡尺测得小球的直径d=________mm．（2）小球经过光电门B时的速度表达式为__________．（3）多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图象如图（丙）所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足以下表达式：_______时，可判断小球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）“801所”设计的磁聚焦式霍尔推进器可作为太空飞船的发动机，其原理如下：系统捕获宇宙中大量存在的等离子体(由电量相同的正、负离子组成)经系统处理后，从下方以恒定速率v1向上射入有磁感应强度为B1、垂直纸面向里的匀强磁场区域Ⅰ内．当栅极MN、PQ间形成稳定的电场后，自动关闭区域Ⅰ系统(关闭粒子进入通道、撤去磁场B1)．区域Ⅱ内有磁感应强度大小为B2、垂直纸面向外的匀强磁场，磁场右边界是直径为D、与上下极板相切的半圆(圆与下板相切于极板中央A)．放在A处的放射源能够向各个方向均匀发射速度大小相等的氙原子核，氙原子核经过该区域后形成宽度为D的平行氙粒子束，经过栅极MN、PQ之间的电场加速后从PQ喷出，在加速氙原子核的过程中探测器获得反向推力(不计氙原子核、等离子体的重力，不计粒子之间相互作用于相对论效应)．已知极板长RM=2D，栅极MN和PQ间距为d，氙原子核的质量为m、电荷量为q，求：(1)氙原子核在A处的速度大小v2；(2)氙原子核从PQ喷出时的速度大小v3；(3)因区域Ⅱ内磁场发生器故障，导致区域Ⅱ中磁感应强度减半并分布在整个区域Ⅱ中，求能进入区域Ⅰ的氙原子核占A处发射粒子总数的百分比．14．（16分）图甲为光滑金属导轨制成的斜面，导轨的间距为，左侧斜面的倾角，右侧斜面的中间用阻值为的电阻连接。在左侧斜面区域存在垂直斜面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为，右侧斜面轨道及其右侧区域中存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为。在斜面的顶端e、f两点分别用等长的轻质柔软细导线连接导体棒ab，另一导体棒cd置于左侧斜面轨道上，与导轨垂直且接触良好，ab棒和cd棒的质量均为，ab棒的电阻为，cd棒的电阻为。已知t=0时刻起，cd棒在沿斜面向下的拉力作用下开始向下运动(cd棒始终在左侧斜面上运动)，而ab棒在水平拉力F作用下始终处于静止状态，F随时间变化的关系如图乙所示，ab棒静止时细导线与竖直方向的夹角。其中导轨的电阻不计，图中的虚线为绝缘材料制成的固定支架。(1)请通过计算分析cd棒的运动情况；(2)若t=0时刻起，求2s内cd受到拉力的冲量；(3)3s内电阻R上产生的焦耳热为2.88J，则此过程中拉力对cd棒做的功为多少?15．（12分）如图所示，在xoy平面内，虚线OP与x轴的夹角为30°。OP与y轴之间存在沿着y轴负方向的匀强电场，场强大小为E。OP与x轴之间存在垂直于xoy平面向外的匀强磁场。现有一带电的粒子，从y轴上的M点以初速度v0、沿着平行于x轴的方向射入电场，并从边界OP上某点Q（图中未画出）垂直于OP离开电场，恰好没有从x轴离开第一象限。已知粒子的质量为m、电荷量为q（q>0），粒子的重力可忽略。求：(1)磁感应强度的大小；(2)粒子在第一象限运动的时间；(3)粒子从y轴上离开电场的位置到O点的距离。

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．布朗运动是固体颗粒的运动，间接反映了液体分子的无规则运动，故A错误；B．改变内能的方式有做功和热传递，只知道物体对外做功，而不知道热传递的情况，无法确定其内能变化，故B错误；C．分子间的引力和斥力都随分子间距离的增大而减小，随分子间距离的减小而增大，但总是斥力变化得较快，故C正确；D．用打气筒往自行车轮胎内打气时需要用力，是因为气体压强增大的缘故，并不能说明气体分子间存在斥力，而且气体分子间的分子力几乎可以忽略不计，故D错误。故选C。2、D【解析】EP-x图像的斜率表示粒子所受电场力F，根据F=qE可知x1处电场强度最小且为零，故A错误；B、粒子在0～x2段切线的斜率发生变化，所以加速度也在变化，做变速运动，x2～x3段斜率不变，所以做匀变速直线运动，故B错误；C、带负电的粒子从x1到x3的过程中电势能增加，说明电势降低，若x1、x3处电势为ϕ1、ϕ3，则ϕ1>ϕ3,故C错误；D、x2～x3段斜率不变，所以这段电场强度大小方向均不变，故D正确；故选D点睛：EP-x图像的斜率表示粒子所受电场力F，根据F=qE判断各点场强的方向和大小，以及加速度的变化情况。至于电势的高低，可以利用结论“负电荷逆着电场线方向移动电势能降低，沿着电场线方向移动电势能升高”来判断。3、B【解析】

铜环闭合，铜环在下落过程中，穿过铜环的磁通量不断变化，铜环中产生感应电流；由楞次定律可知，当铜环在磁铁上方时，感应电流阻碍铜环靠近磁铁，给铜环一个向上的安培力，则铜环对磁铁的力向下，细绳对磁铁拉力大于重力；当铜环位于磁铁下方时，铜环要远离磁铁，感应电流阻碍铜环的远离，对铜环施加一个向上的安培力，则铜环对磁铁的力向下，细绳对磁铁拉力大于重力；当铜环处于磁铁中央时，磁通量最大，没有感应电流，铀环对磁铁没有力的作用，细绳对磁铁拉力等于重力。A.靠近和远离时拉力都小于重力，与上述结论不符，故A错误；B.靠近和远离时拉力都大于重力，与上述结论相符，故B正确；C.靠近时拉力大于重力，远离时拉力小于重力，与上述结论不符，故C错误；D.靠近时拉力小于重力，远离时拉力大于重力，与上述结论不符，故D错误。4、D【解析】

若光带是卫星群，则应该满足，即，即图像应该是过原点的直线，故选D.5、C【解析】

A．物体做匀速直线运动时，受力平衡，则代入数值得选项A错误；C．图像与坐标轴所围的面积表示拉力做的功重力做的功由动能定理解得选项C正确；B．机械能的增加量等于拉力做的功57J，B错误；D．根据动量定理可得选项D错误。故选C。6、A【解析】

由题图中所标出的等势面的电势值，知该电场可能是正点电荷形成的电场，电场强度的方向由电势高的地方指向电势低的地方。根据曲线运动的规律，带电粒子受到的电场力指向曲线的内侧，即带电粒子受到的电场力与电场强度方向相同，则带电粒子带正电；带正电粒子从运动到点，电场力做负功，电势能增大，动能减少，故A项正确，BCD错误；故选A。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、BDE【解析】

A．分子做永不停息的做无规则运动，其平均速率不可能为零，而瞬时速度可能为零，故A错误；B．表面张力的微观解释为液体表面层的分子间距较大，表现为引力，故B正确；C．空气绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示，故C错误；D．晶体具有规则的几何形状，有一定的熔点，物理性质表现为各向异性，非晶体则没有规则的几何形状，没有一定的熔点，物理性质表现为各向同性，二者在一定的条件下可以相互转化，例如，天然水晶是晶体，而熔化以后再凝结的水晶（即石英玻璃）就是非晶体，故D正确；E．随着分子间距增大，分子间引力和斥力均减小，当分子距离小于r0时，分子力为斥力，距离增大时分子斥力做正功，分子势能减小；当分子距离大于r0时，分子力为引力，距离增大时分子引力做负功，分子势能增大，故E正确。故选BDE。8、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。9、BC【解析】

由F－t图象可以看出，0～t1F＝mg物块可能处于静止状态或匀速运动状态，t1～t2F>mg电梯具有向上的加速度，物块处于超重状态，可能加速向上或减速向下运动，t2～t3F＝mg物块可能静止或匀速运动，t3～t4F<mg电梯具有向下的加速度，物块处于失重状态，可能加速向下或减速向上运动，综上分析可知，故BC正确。故选BC。10、AD【解析】

由图象结合小球的运动过程为:先自由落体运动，当与弹簧相接触后，再做加速度减小的加速运动，然后做加速度增大的减速运动，直到小球速度为零。A．当x=h+x0时，弹力等于重力，加速度为零，小球速度最大，动能最大，由于系统机械能守恒，所以重力势能与弹性势能之和最小，A正确；B．在最低点小球速度为零，从刚释放小球到小球运动到最低点，小球动能变化量为零，重力做的功和弹力做的功的绝对值相等，即到最低点图中实线与x轴围成的面积应该与mg那条虚线与x轴围成的面积相同，所以最低点应该在h+2x0小球的后边，B错误；C．由B知道最低点位置大于，所以弹力大于2mg，C错误；D．当x=h+x0时，弹力等于重力，加速度为零，小球速度最大，动能最大，由动能定理可得，故D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、BDE1.3C【解析】

(1)[1]．AE．本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故A错误，E正确；

B．该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，应拿走砂桶，将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；

C．打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，故C错误；

D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带，获取多组实验数据，故D正确；

故选BDE。

(2)[2]．由于两计数点间还有两个点没有画出，故T=0.06s，由△x=aT2可得(3)[3]．由牛顿第二定律得2F=ma则a-F图象的斜率小车质量为故选C；12、7.25d/t或2gH0t02=d2【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为7mm，游标读数为0.05×5mm=0.25mm，则小球的直径d=7.25mm．(2)[2]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，小球在B处的瞬时速度；(3)[3]小球下落过程中重力势能的减小量为mgH0，动能的增加量若机械能守恒，有：即四、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）（2）（3）【解析】

（1）离子在磁场中做匀速圆周运动时：根据题意，在A处发射速度相等，方向不同的氙原子核后，形成宽度为D的平行氙原子核束，即则：（2）等离子体由下方进入区域I后，在洛伦兹力的作用下偏转，当粒子受到的电场力等于洛伦兹力时，形成稳定的匀强电场，设等离子体的电荷量为，则即氙原子核经过区域I加速后，离开PQ的速度大小为，根据动能定理可知：其中电压联立可得（3）根据题意，当区域Ⅱ中的磁场变为之后，根据可知，①根据示意图可知，沿着AF方向射入的氙原子