山东省烟台市栖霞市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。1．2016年8月16日，我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”，该卫星的发射将使我国在国际上率先实现高速星地量子通信，初步构建量子通信网络。“墨子号”卫星的质量为m(约640kg)，运行在高度为h(约500km)的极地轨道上，假定该卫星的轨道是圆，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。则关于运行在轨道上的该卫星，下列说法中正确的是（）A．运行的速度大小为 B．运行的向心加速度大小为gC．运行的周期为 D．运行的动能为2．一个物体在外力F的作用下静止在倾角为θ的光滑固定斜面上，关于F的大小和方向，下列说法正确的是（）A．若F=mg，则F的方向一定竖直向上B．若F=mgtanθ，则F的方向一定沿水平方向C．若F=mgsinθ，则F的方向一定沿斜面向上D．若F=mgcosθ，则F的方向一定垂直于斜面向上3．如图所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圆柱体上，小球B用水平轻弹簧拉着系于竖直板上，两小球A、B通过光滑滑轮O用轻质细线相连，两球均处于静止状态，已知B球质量为m，O点在半圆柱体圆心O1的正上方，OA与竖直方向成30°角，OA长度与半圆柱体半径相等，OB与竖直方向成45°角，则下列叙述正确的是A．小球A、B受到的拉力TOA与TOB相等，且TOA＝TOB＝3B．弹簧弹力大小2C．A球质量为6D．光滑半圆柱体对A球支持力的大小为mg4．一束单色光从真空斜射向某种介质的表面，光路如图所示。下列说法中正确的是（）A．此介质的折射率等于1.5B．此介质的折射率等于C．入射角小于45°时可能发生全反射现象D．入射角大于45°时可能发生全反射现象5．如图所示，质量为M的小车的表面由光滑水平面和光滑斜面连接而成，其上放一质量为m的球，球与水平面的接触点为a，与斜面的接触点为b，斜面倾角为θ。当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时，下列说法正确的是（）A．若小车匀速运动，则球对斜面上b点的压力大小为mgcosθB．若小车匀速运动，则球对水平面上a点的压力大小为mgsinθC．若小车向左以加速度gtanθ加速运动，则球对水平面上a点无压力D．若小车向左以加速度gtanθ加速运动，则小车对地面的压力小于（M+m）g6．如图所示，将一个质量为m的半球形物体放在倾角为37°的斜面上，用通过球心且水平向左的力F作用在物体上使其静止.已知物体与斜面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，.要使半球体刚好沿斜面上滑，则力F的大小是（）A．mg B．2mg C．3mg D．4mg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．我国北斗卫星导航系统（BDS）已经开始提供全球服务，具有定位、导航、授时、5G传输等功能。A、B为“北斗”系统中的两颗工作卫星，其中A是高轨道的地球静止同步轨道卫星，B是中轨道卫星。已知地球表面的重力加速度为g，地球的自转周期为T0下列判断正确的是（）A．卫星A可能经过江苏上空 B．卫星B可能经过江苏上空C．周期大小TA=T0TB D．向心加速度大小aA<aB<g8．某机车发动机的额定功率为P=3.6×106W，该机车在水平轨道上行驶时所受的阻力为f=kv（k为常数），已知机车的质量为M=2.0×105kg，机车能达到的最大速度为vm=40m/s，重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是（）A．机车的速度达到最大时所受的阻力大小为9×104NB．常数k=1.0×103kg/sC．当机车以速度v=20m/s匀速行驶时，机车所受的阻力大小为1.6×104ND．当机车以速v=20m/s匀速行驶时，机车发动机的输出功率为9×105W9．如图所示，轻弹簧一端与不可伸长的轻绳OC、DC连接于C（两绳另一端均固定），弹簧另一端连接质量为m的小球。地面上竖直固定一半径为R、内壁光滑的开缝圆弧管道AB，A点位于O点正下方且与C点等高，管道圆心与C点重合。现将小球置于管道内A点由静止释放，已知轻绳DC水平，当小球沿圆弧管道运动到B点时恰好对管道壁无弹力，管道与弹簧间的摩擦不计，重力加速度为g。则小球从A运动到B的过程中（）A．弹簧一直处于伸长状态B．小球的机械能不守恒C．小球在B点的动能为mgRD．轻绳OC的拉力不断增大10．如图（a），静止在水平地面上的物体，受到水平拉力F的作用，F与时间t的变化关系如图（b）所示．设物块与地面间的最大静摩擦力Ffm的大小与滑动摩擦力大小相等，则t1～t3时间内（）A．t2时刻物体的加速度最大B．t2时刻摩擦力的功率最大C．t3时刻物体的动能最大D．t3时刻物体开始反向运动三、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）为测得某圆柱形金属导体的电阻率，某同学设计了如下实验。(1)用螺旋测微器测它的直径，如图甲所示，为___________mm，用游标卡尺测它的长度，如图乙所示，为___________cm。(2)用伏安法测得该金属导体的伏安特性曲线如图丙所示，则该金属导体材料的电阻率与________有关，并且电阻率随该物理量的增大而___________（填“增大”或“减小”）。(3)若把该金属导体与一阻值为4.0Ω的定值电阻串联后接在电源电动势为3.0V、内阻为1.0Ω的电源两端，该金属导体的热功率为___________W。（保留两位有效数字）12．（12分）教材列出的木一木动摩擦因数为0.30，实验小组采用如图甲所示的装置测量木块与木板间的动摩擦因数。实验中，木块在重锤的拉动下，沿水平长木板做匀加速运动。（1）实验所用重锤质量150g左右，下列供选择的木块质量最合适的是____；A．20gB．260gC．500gD．600g（2）关于实验操作和注意事项，下列说法正确的有____；A．实验中先释放木块，后接通电源B．调整定滑轮高度，使细线与板面平行C．必须满足细线对木块拉力与重锤重力大小近似相等D．木块释放位置到滑轮距离正常应在0.6m左右（3）实验得到的一根纸带如图乙所示，从某个清晰的点开始，每5个打点取一个计数点，依次标出0、l、2、3、4、5、6，测得点O与点3、点6间的距离分别为19.90cm、54.20cm，计时器打点周期为0.02s，则木块加速度a=____m/s2(保留两位有效数字)；（4）实验测得μ=0.33，大于教材列表中的标值，请写出两个可能的原因：____，_____。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）PQ为一接收屏，一半径为R=0.1m半球形透明物的直径MN恰好与接收屏垂直，如图所示，一细光束由透明物的右侧平行于接收屏射向透明物的球心。现让细光束以球心为圆心顺时针转过30°时，经观测接收屏上出现两个亮点，且两亮点之间的距离用L表示；细光束转过的角度为45°时，接收屏上刚好出现一个亮点。求：(1)该透明物的折射率为多大？(2)由以上叙述求L应为多长？14．（16分）热气球为了便于调节运动状态，需要携带压舱物，某热气球科学考察结束后正以大小为的速度匀速下降，热气球的总质量为M，当热气球离地某一高度时，释放质量为M的压舱物，结果热气球到达地面时的速度恰好为零，整个过程中空气对热气球作用力不变，忽略空气对压舱物的阻力，重力加速度为g，求:（1）释放压舱物时气球离地的高度h;（2）热气球与压舱物到达地面的时间差.15．（12分）如图所示，倾斜轨道AB的倾角为37°，CD、EF轨道水平，AB与CD通过光滑圆弧管道BC连接，CD右端与竖直光滑圆周轨道相连．小球可以从D进入该轨道，沿轨道内侧运动，从E滑出该轨道进入EF水平轨道．小球由静止从A点释放，已知AB长为5R，CD长为R，重力加速度为g，小球与斜轨AB及水平轨道CD、EF的动摩擦因数均为0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，圆弧管道BC入口B与出口C的高度差为l.8R．求：(在运算中，根号中的数值无需算出)(1)小球滑到斜面底端C时速度的大小．(2)小球刚到C时对轨道的作用力．(3)要使小球在运动过程中不脱离轨道，竖直圆周轨道的半径R/应该满足什么条件？

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．对卫星，根据牛顿第二定律，有：解得：在地面，重力等于万有引力，故：联立解得：故A错误；

B．向心加速度由万有引力产生，由于在h高处，卫星的万有引力小于其在地面的重力，根据牛顿第二定律故B错误；C．对卫星，根据牛顿第二定律有：在地面，重力等于万有引力故：联立解得：故C错误；

D．由选项A的分析知，故卫星的动能故D正确；故选D。2、C【解析】

A．由甲图可知，若F=mg，则F的方向可能竖直向上，也可能与竖直方向成2θ角斜向下，选项A错误；B．由乙图可知，若F=mgtanθ，则F的方向可能沿水平方向，也可能与斜面成θ角斜向上，选项B错误；C．由甲图可知，若F=mgsinθ，则F的方向是唯一的，一定沿斜面向上，选项C正确；D．由图丙可知，若F=mgcosθ，则若以mgcosθ为半径做圆，交过G且平行于N的直线于两个点，则说明F的解不是唯一的，且F的方向一定不是垂直于斜面向上，选项D错误；故选C。3、C【解析】

A、B、隔离对B分析，根据共点力平衡得：

水平方向有：TOBsin45°=F

竖直方向有：TOBcos45°=mg，则TOB=2mg，弹簧弹力根据定滑轮的特性知：TOA与TOB相等；故A，B错误.C、D、对A分析，如图所示：由几何关系可知拉力TOA和支持力N与水平方向的夹角相等，夹角为60°，则N和T相等，有：2TOAsin60°=mAg，解得：mA=6故选C.【点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解．本题采用隔离法研究比较简便．4、B【解析】

AB．折射率选项A错误，B正确；CD．全发射必须从光密介质射入光疏介质,真空射向介质不可能发生全反射，选项CD错误。故选B。5、C【解析】

AB．小车和球一起匀速运动时，小球受到竖直向下的重力和水平面对小球竖直向上的支持力，二力平衡，所以小球对b点无压力，根据牛顿第三定律可知小球对a点的压力大小为mg，AB错误；C．若小车向左以加速度gtanθ加速运动，假设小球对a点无压力，根据牛顿第二定律解得假设成立，所以小球对a点无压力，C正确；D．对小车和球构成的系统整体受力分析可知，系统在竖直方向上加速度为0，竖直方向受到重力和支持力，二者等大反向，根据牛顿第三定律可知小车对地面的压力等于（M+m）g，D错误。故选C。6、B【解析】

分析半球形物体的受力，如图所示物体刚好沿斜面上滑时，由平衡条件得：，联立两式解得A．mg，与分析不符，故A错误；B．2mg，与分析相符，故B正确；C．3mg，与分析不符，故C错误；D．4mg，与分析不符，故D错误；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、BCD【解析】

A．A是高轨道的地球静止同步轨道卫星，静止在赤道上空，不可能经过苏州上空，故A错误；B．B是中轨道卫星不是静止同步轨道卫星，所以卫星B可能经过江苏上空，故B正确；C．根据可得半径越大，周期越大，所以TA=T0TB，故C正确；D．根据万有引力提供向心力半径越大，向心加速度越小，所以向心加速度大小aA<aB<g，故D正确。故选BCD。8、AD【解析】

A．机车的速度达到最大时所受的阻力故A项正确；B．据阻力为f=kv可得故B项错误；CD．机车以速度20m/s匀速行驶时，则有机车以速度20m/s匀速行驶时，机车发动机的输出功率故C项错误，D项正确。9、ACD【解析】

AB．当小球沿圆弧管道运动到B点时恰好对管道壁无弹力，则小球在B点由弹簧的拉力和重力提供向心力，即弹簧处于伸长状态，从A到B的过程弹簧的形变量没有变，故小球的机械能不变，选项A正确，B错误；C．从A到B的过程弹簧的形变量没有变，小球在B点的动能等于小球在A点的重力势能为mgR，选项C正确；D．设OC与OA的夹角为θ，CA与水平夹角为α，C点受力平衡，则竖直方向上有解得从A到B的过程中，θ和弹簧的弹力FAC不变，α不断增大，故OC的拉力不断增大，D正确。故选ACD。10、AC【解析】

当拉力小于最大静摩擦力时，物体静止不动，静摩擦力与拉力二力平衡，当拉力大于最大静摩擦力时，物体开始加速，当拉力重新小于最大静摩擦力时，物体由于惯性继续减速运动．【详解】A、在0﹣t1时间内水平拉力小于最大静摩擦力，t2时刻物体受到的拉力最大；故物体的加速度最大，故A正确；BCD、物体运动后摩擦力大小不变，当速度最大时摩擦力的功率最大；而在t1到t3时刻，合力向前，物体一直加速前进，t3时刻后合力反向，要做减速运动，所以t3时刻A的速度最大，动能最大．摩擦力的功率最大；故BD错误，C正确故选AC【点睛】根据受力情况分析物体运动情况，t1时刻前，合力为零，物体静止不动，t1到t3时刻，合力向前，物体加速前进，t3之后合力向后，物体减速运动．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、0.6002.060温度增大0.45【解析】

(1)[1]．螺旋测微器的读数由固定刻度和可动刻度两部分组成，直径为d=0.5mm+10.0×0.01mm=0.600mm[2]．游标卡尺的读数由固定刻度和游标尺上的读数两部分组成，长度为L=20mm+12×0.05mm=20.60mm=2.060cm(2)[3][4]．由曲线可看出温度升高电阻增大，电阻率增大；

(3)[5]．电源与4.0Ω的定值电阻串联组成等效电源，有U=E-I（R+r）=3.0-（4.0+1.0）I=3-5I在灯泡伏安特性曲线中作出电源的U-I图象，两图象的交点坐标值为：U=1.5V，I=0.3A

灯泡功率为P=UI=1.5V×0.3A=0.45W12、BBD1.6木块、木板表面粗糙程度有差异细线与滑轮摩擦或纸带与计时器摩擦【解析】

（1）[1]由题知，重锤的质量m=150g左右，动摩擦因数0.30，设木块的质量为M，为使木块在重锤的拉动下沿水平长木板做匀加速运动，对整体，根据牛顿第二定律有解得根据长木板做匀加速运动，即a>0，可得解得g当木块的质量M越小时，滑动摩擦力越小，整体的加速度越大，在纸带上打的点越少，则在计算加速度时误差较大，综上分析可知，木块质量最合适的是260g，故B符合题意，ACD不符合题意；故选B。（2）[2]A．实验时应先接通电源，再释放纸带，故A错误；B．为保证木块所受的拉力为细线的拉力，则应调整定滑轮的高度使细线与木板平行，故B正确；C．根据实验原理可知不必满足细线对木块拉力与重锤重力大小近似相等，故C错误；D．假设木板光滑，对整体受力分析，根据牛顿第二定律有将（1）问中的m=150g，M=260g代入上式，可得加速度m/s2为减少误差，计算方便，一般在纸带上是每隔5个点取一个计数点，即时间间隔，通常是取5至6个计数点，则总时间为0.5s到0.6s，取最开始的计数点是从初速度为0开始的，根据位移时间公式有取t=0.5s计算可得取t=0.6s计算可得故为提高纸带利用效率，减少实验误差，木块释放位置到滑轮距离正常应在0.6m左右，故D正确。故选BD。（3）[3]由题知，每隔5个点取一个计数点，则时间间隔，根据可得加速度为由题知，，代入数据解得（4）[4]实验测得μ=0.33，大于教材列表中的标值，根据实验原理分析，可能存在的原因有：木块、木板表面粗糙程度有差异；细线与滑轮摩擦或纸带与计时器摩擦。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)27.3cm【解析】

(1)据题知，当转过角度刚好为45°时发生了全反射。临界角为C=45°，则折射率(2)光路如图所示由解得r=45°根据反射定律知i′=30°，两个光斑S1、S2之间的距