山东省枣庄市重点中学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．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。粗糙的水平桌面上，三根完全相同的轻质弹簧原长均为a，劲度系数均为k，两端分别与完全相同的物块（可看成质点）相连，形成平行于桌面的静止正三角形，此时该正三角形的外接圆半径是R，弹簧均伸长且在弹性限度内，则每个物块与桌面间的静摩擦力大小是（）A． B．C． D．2．如图所示，在O点处放正点电荷，以水平线上的某点O′为圆心，画一个圆与电场线分别相交于a、b、c、d、e．则下列说法正确的是()A．b、e两点的电场强度相同B．b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差C．a点电势高于c点电势D．负电子在d点的电势能大于在b点的电势能3．如图，某同学将一足球静止摆放在收纳架上。他估测得足球的直径约为20cm，质量约为0.48kg，收纳架两根平行等高的横杆之间的距离d约为12cm。忽略足球的形变以及球与横杆之间的摩擦，重力加速度g取10m/s2，则可估算出一根横杆对足球的弹力约为（）A．2.4N B．3.0N C．4.0N D．4.8N4．跳伞运动员打开伞后经过一段时间，将在空中保持匀速降落，已知运动员和他身上装备的总重量为G1，圆顶形降落伞伞面的重量为G2，有12条相同的拉线（拉线重量不计），均匀分布在伞面边缘上，每根拉线和竖直方向都成30°角。那么每根拉线上的张力大小为（）A． B． C． D．5．如图所示为某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成。发电机中矩形线圈所围的面积为S，匝数为N，电阻不计，它可绕水平轴OO/在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动。矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示输电线的电阻。以线圈平面在中性面为计时起点，下列判断正确的是（）A．若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值为零B．发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为C．当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端的电压不变D．当用户数目增多时，电路中的电流变小，用户得到的电压变小6．如图所示，轻质弹簧下端挂有一质量为的小球（视为质点），静止时弹簧长为，现用一始终与弹簧轴向垂直的外力作用在小球上，使弹簧由竖直位置缓慢变为水平。重力加速度为。则在该过程中（）A．弹簧的弹力先增大后减小B．外力一直增大C．外力对小球做功为D．弹簧弹力对小球做功为二、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，在竖直平面内有一边长为L的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行．一质量为m、带电量为q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速V0进入该正方形区域．当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为（）A．可能等于零B．可能等于C．可能等于mv02+qEL-mgLD．可能等于mv02+qEL+mgL8．如图所示，abcd为固定的水平光滑矩形金属导轨，导轨间距为L左右两端接有定值电阻R1和R2，R1=R2=R，整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向下的匀强磁场中．质量为m的导体棒MN放在导轨上，棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨与棒的电阻．两根相同的轻质弹簧甲和乙一端固定，另一端同时与棒的中点连接．初始时刻，两根弹簧恰好处于原长状态，棒获得水平向左的初速度，第一次运动至最右端的过程中Rl产生的电热为Q，下列说法中正确的是A．初始时刻棒所受安培力的大小为B．棒第一次回到初始位置的时刻，R2的电功率小于C．棒第一次到达最右端的时刻，两根弹簧具有弹性势能的总量为D．从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的电热大于9．两根相距为的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为的金属细杆、与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为，每根杆的电阻均为，导轨电阻不计。整个装置处于磁感应强度大小为，方向竖直向上的匀强磁场中。当杆在平行于水平导轨的拉力作用下以速度沿水平方向的导轨向右匀速运动时，杆正以速度沿竖直方向的导轨向下匀速运动，重力加速度为。则以下说法正确的是（）A．杆所受拉力的大小为B．杆所受拉力的大小为C．杆下落高度为的过程中，整个回路中电流产生的焦耳热为D．杆水平运动位移为的过程中，整个回路中产生的总热量为10．如图所示直角坐标xOy平面，在0≤x≤a区域Ⅰ内有沿x轴正向的匀强电场，电场强度大小为E；在x>a的区域Ⅱ中有垂直于xOy平面的匀强磁场(图中未画出)，一质量为m、电荷量为q的正粒子，从坐标原点由静止开始自由释放，不计粒子重力，能过坐标为(a，b)的P点，则下列说法正确的是()A．磁场方向垂直于xOy平面向里B．粒子通过P点时动能为qEaC．磁感应强度B的大小可能为D．磁感应强度B的大小可能为6三、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）为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图所示的实验装置，带滑轮的长木板水平放置，板上有两个光电门相距为d，滑块通过细线与重物相连，细线拉力大小F等于力传感器的示数。让滑块从光电门1由静止释放，记下滑到光电门2的时间t。改变重物质量，重复以上操作5次，处理数据后得到下表中的5组结果。根据表中数据在坐标纸上画出如图所示的a­F图像，已知重力加速度g=10m/s2，根据图像可求出滑块质量m=______kg，滑块和轨道间的动摩擦因数μ=________。12．（12分）某同学利用如图所示的装置来测量动摩擦因数，同时验证碰撞中的动量守恒。竖直平面内的一斜面下端与水平面之间由光滑小圆弧相连，斜面与水平面材料相同。第一次，将小滑块A从斜面顶端无初速度释放，测出斜面长度为l，斜面顶端与水平地面的距离为h，小滑块在水平桌面上滑行的距离为X1（甲图）；第二次将左侧贴有双面胶的小滑块B放在圆弧轨道的最低点，再将小滑块A从斜面顶端无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，测出整体沿桌面滑动的距离X2（图乙）。已知滑块A和B的材料相同，测出滑块A、B的质量分别为m1、m2，重力加速度为g。(1)通过第一次试验，可得动摩擦因数为μ=___________；（用字母l、h、x1表示）(2)通过这两次试验，只要验证_________，则验证了A和B碰撞过程中动量守恒。（用字母m1、m2、x1、x2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，滑块在恒定外力F＝2mg的作用下从水平轨道上的A点由静止出发，到B点时撤去外力，又沿竖直面内的光滑半圆形轨道运动，且恰好通过轨道最高点C，滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到原出发点A，求AB段与滑块间的动摩擦因数．（取g=10m/s2）14．（16分）如图所示，一块质量为kg，长为m的均质薄木板静止在足够长的水平桌面上，在木板的左端静止摆放着质量为kg的小木块（可视为质点），薄木板和小木块之间的动摩擦因数为，薄木板与地面之间的动摩擦因数为．在时刻，在木板左端施加一水平向左恒定的拉力N，取m/s1．则：（1）拉力刚作用在木板上时，木板的加速度大小是多少？（1）如果一直作用在上，那么经多少时间将离开？（3）若在时间s末撤去，再经过多少时间和第一次速度相同？在此情况下，最终在上留下的痕迹的长度是多少？15．（12分）如图所示，两端开口且导热良好的汽缸竖直固定放置，两厚度不计的轻质活塞A、B由轻杆相连，两活塞的横截面积分别为SA=30cm2，SB=18cm2，活塞间封闭有一定质量的理想气体。开始时，活塞A距离较粗汽缸底端10cm，活塞B距离较细汽缸顶端25cm，整个装置处于静止状态。此时大气压强为p0=1.0×105Pa，汽缸周围温度为27。现对汽缸加热，使汽缸周围温度升高到127，不计一切摩擦。(1)求升高温度后活塞A上升的高度；（结果保留1位小数）(2)保持升高后的温度不变，在活塞A上缓慢放一重物，使活塞A回到升温前的位置，求连接活塞A、B的轻杆对A的作用力大小。

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】

由几何知识可知弹簧的长度为，则物块受到两个夹角为的弹簧弹力由力的平衡条件知，摩擦力故D正确，ABC错误。故选D。2、B【解析】

b、e两点到点电荷O的距离相等，根据E=kQr2可知两点处的电场强度大小相等，但是方向不同，故电场强度不同，A错误；b、e两点到点电荷O的距离相等，即两点在同一等势面上，电势相等，c、d两点到点电荷O的距离相等，即两点在同一等势面上，电势相等，故b、c两点间电势差等于e、d两点间电势差，B正确；在正电荷产生的电场中，距离点电荷越近，电势越高，故a点的电势低于c点的电势，b点电势低于d点电势，而负电荷在低电势处电势能大，故负电子在d【点睛】本题的关键是掌握点电荷电场规律：①距离正点电荷越近，电势越高，电场强度越大，②在与点电荷等距的点处的电势相等，③负点电荷在低电势处电势能大．3、B【解析】

设每根横杆对足球的弹力方向与竖直方向夹角为α，由几何关系可知对足球竖直方向有解得FN=3N故选B。4、A【解析】

以一根拉线为例，每根拉线拉力向上的分力由共点力的平衡条件可知：12F1=G1解得：；A．，与结论相符，选项A正确；B．，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论不相符，选项D错误；故选A。5、C【解析】

A．当线圈与磁场平行时，感应电流最大，故A错误；B．从中性面开始计时，发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为故B错误；C．当滑动触头P向下移动时，输出电压变小，但变压器原线圈两端的电压将不变，故C正确；D．当用户数目增多时，电路总电阻变小，电路中的电流变大，则输电线上电阻的电压增大，用户得到的电压变小，故D错误。故选C。6、B【解析】

AB．小球受外力、重力和弹簧弹力三个力构成一个三角形，当外力与弹簧弹力垂直时最小，由三角形定则可判断，弹簧弹力一直减小，外力一直增大，故A不符合题意，B符合题意；CD．由上分析可知外力F和弹簧的弹力都是变力，所以无法直接求出外力和弹力所做的功，只能根据能量守恒求出外力与弹簧弹力的合力对小球做的功等于，故CD不符合题意。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】

要考虑电场方向的可能性，可能平行于AB向左或向右，也可能平行于AC向上或向下．分析重力和电场力做功情况，然后根据动能定理求解．【详解】令正方形的四个顶点分别为ABCD，如图所示

若电场方向平行于AC：

①电场力向上，且大于重力，小球向上偏转，电场力做功为qEL，重力做功为-mg，根据动能定理得：Ek−mv1＝qEL−mgL，即Ek＝mv1+qEL−mgL

②电场力向上，且等于重力，小球不偏转，做匀速直线运动，则Ek=mv1．

若电场方向平行于AC，电场力向下，小球向下偏转，电场力做功为qEL，重力做功为mgL，根据动能定理得：Ek−mv1＝qEL+mgL，即Ek＝mv1+qEL+mgL．

由上分析可知，电场方向平行于AC，粒子离开电场时的动能不可能为2．

若电场方向平行于AB：

若电场力向右，水平方向和竖直方向上都加速，粒子离开电场时的动能大于2．若电场力向右，小球从D点离开电场时，有Ek−mv1＝qEL+mgL则得Ek＝mv1+qEL+mgL

若电场力向左，水平方向减速，竖直方向上加速，粒子离开电场时的动能也大于2．故粒子离开电场时的动能都不可能为2．故BCD正确，A错误．故选BCD．【点睛】解决本题的关键分析电场力可能的方向，判断电场力与重力做功情况，再根据动能定理求解动能．8、BD【解析】

A.由F=BIL及I==，得安培力大小为FA=BIL=，故A错误；B.由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，由动能定理得：当棒再次回到初始位置时，速度小于v0，棒产生的感应电动势小于BLv0，则R2的电功率小于，故B正确；C.由能量守恒得知，当棒第一次达到最右端时，物体的机械能全部转化为整个回路中的焦耳热和甲乙弹簧的弹性势能，两个电阻相同并联，故产生的热量相同，则电路中产生总热量为2Q，所以两根弹簧具有的弹性势能为，故C错误；D.由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，棒第一次达到最左端的过程中，棒平均速度最大，安培力平均值最大．从初始时刻到第一次运动至最右端的过程中电路中产生总热量为2Q，则从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路中产生的焦耳热应大于×2Q，故D正确．9、BD【解析】

AB．ab杆切割磁感线时产生沿abdc方向的感应电流，大小为①cd杆中的感应电流方向为d→c，cd杆受到的安培力方向水平向右，大小为F安=BIL②cd杆向下匀速运动，有mg=μF安③解①②③式得，ab杆匀速运动的速度为④导体ab受到水平向左的安培力，由受力平衡得F=F安+μmg⑤由③⑤解得选项A错误，B正确．

C．设cd杆以v2速度向下运动h过程中，ab杆匀速运动了s距离，则．整个回路中产生的焦耳热等于克服安培力所做的功Q=F安s得选项C错误；D．ab杆水平运动位移为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为ab杆摩擦生热cd杆摩擦生热则总热量选项D正确；故选BD.10、ABD【解析】

根据题意可得，粒子能够通过（a，b）的P点，轨迹可能的情况如图所示，A．根据左手定则可得，磁场方向垂直于xOy平面向里，A正确；B．洛伦兹力不做功，整个过程中只有电场力做功，根据动能定理可得，粒子通过P点时动能为故B正确；CD．粒子在磁场中运动的速度大小为v，则解得粒子在磁场中运动的半径为其中n=1、2、3…，根据可得磁感应强度不可能为，当n=3时，，故C错误，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、0.25（0.24～0.26均正确）0.20（0.19～0.21均正确）【解析】

[1][2]根据F﹣μmg＝ma得a＝﹣μg所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块质量的倒数，由图形得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k＝4，所以滑块质量m＝0.25kg由图形得，当F＝0.5N时，滑块就要开始滑动，所以滑块与轨道间的最大静摩擦力等于0.5N，而最大静摩擦力等于滑动摩擦力，即μmg＝0.5N解得μ＝0.2012、【解析】

(1)[1]．对小滑块下滑到停止过程，据动能定理得解得(2)[2]．对小滑块A滑到斜面最低点的速度为v1，在水平桌面上时，据牛顿第二定律得μm1g=m1a解得a=μg据速度位移关系公式得设A与B碰撞后速度为v2，同理得根据A、B碰撞过程动量守恒得m1v1=(m1+m2)v2联立解得四、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、【解析】设圆周的半径为R，则在C点：mg＝m①……2分