2021-2022學年甘肅省天水市清水縣第四中學高三第四次模擬考試物理試卷含解析

2021-2022學年高考物理模擬試卷注意事項1．考試結束后，請將本試卷和答題卡一并交回．2．答題前，請務必將自己的姓名、準考證號用0．5毫米黑色墨水的簽字筆填寫在試卷及答題卡的規(guī)定位置．3．請認真核對監(jiān)考員在答題卡上所粘貼的條形碼上的姓名、準考證號與本人是否相符．4．作答選擇題，必須用2B鉛筆將答題卡上對應選項的方框涂滿、涂黑；如需改動，請用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案．作答非選擇題，必須用05毫米黑色墨水的簽字筆在答題卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律無效．5．如需作圖，須用2B鉛筆繪、寫清楚，線條、符號等須加黑、加粗．一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1．氫原子的能級如圖，大量氫原子處于n=4能級上。當氫原子從n=4能級躍遷到n=3能級時，輻射光的波長為1884nm，已知可見光光子的能量在1.61eV～3.10eV范圍內，下列判斷正確的是（）A．氫原子從n=4能級躍遷到n=3能級，輻射的光子是可見光光子B．從高能級向低能級躍遷時，氫原子要吸收能量C．氫原子從n=3能級躍遷到n=1能級時，輻射光的波長大于1884nmD．用氫原子從n=2能級躍遷到n=1能級輻射的光照射W逸=6.34eV的鉑，能發(fā)生光電效應2．在物理學研究過程中科學家們創(chuàng)造出了許多物理學研究方法，如理想實驗法、控制變量法、極限法、理想模型法、微元法等。以下關于所用物理學研究方法的敘述不正確的是()A．牛頓采用微元法提出了萬有引力定律，并計算出了太陽和地球之間的引力B．根據速度定義式v＝，當Δt非常小時，就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該定義采用了極限法C．將插有細長玻璃管的玻璃瓶內裝滿水，用力捏玻璃瓶，通過細管內液面高度的變化，來反映玻璃瓶發(fā)生了形變，該實驗采用了放大的思想D．在推導勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看成勻速直線運動，然后把各小段的位移相加，這里采用了微元法3．在豎直平衡（截面）內固定三根平行的長直導線a、b、c，通有大小相等、方向如圖所示的電流．若在三根導線所在空間內加一勻強磁場后，導線a所受安培力的合力恰好為零，則所加磁場的方向可能是（）A．垂直導線向左B．垂直導線向右C．垂直紙面向里D．垂直紙面向外4．如圖，半徑為R的半球形容器固定在水平轉臺上，轉臺繞過容器球心O的豎直軸線以角速度ω勻速轉動。質量相等的小物塊A、B隨容器轉動且相對器壁靜止。A、B和球心O點連線與豎直方向的夾角分別為α、β，α>β，則下列說法正確的是（）A．A的向心力小于B的向心力B．容器對A的支持力一定小于容器對B的支持力C．若ω緩慢增大，則A、B受到的摩擦力一定都增大D．若A不受摩擦力，則B受沿容器壁向下的摩擦力5．a、b兩個物體在同一時間、從同一地點開始，沿同一條直線運動，v-t圖象如圖所示，a、b兩物體運動圖線均為正弦(余弦)曲線的一部分。在0～6s時間內，關于兩物體的運動，下列說法正確的是（）A．b物體的加速度先增加后減小B．a物體的位移大于b物體的位移C．2s末a物體的加速度大于b物體的加速度D．3s末a、b兩物體之間的距離最大6．根據愛因斯坦的“光子說”可知（）A．“光子說”本質就是牛頓的“微粒說”B．只有光子數很多時，光才具有粒子性C．一束單色光的能量可以連續(xù)變化D．光的波長越長，光子的能量越小二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7．2019年1月3日10時26分，“嫦娥四號”探測器成功在月球背面著陸，標志著我國探月航天工程達到了一個新高度，如圖所示為“嫦娥四號”到達月球背面的巡視器。已知地球質量大約是月球質量的81倍，地球半徑大約是月球半徑的4倍。不考慮地球、月球自轉的影響，則下列判斷中最接近實際的是（）A．地球表面重力加速度與月球表面重力加速度之比為9：4B．地球表面重力加速度與月球表面重力加速度之比為81：16C．地球的第一宇宙速度與月球的第一宇宙速度之比為9：2D．地球的第一宇宙速度與月球的第一宇宙速度之比為2：98．沿軸正向傳播的簡諧橫波在時刻的波形如圖所示，此時波傳播到處的質點B，質點A恰好位于波谷位置。C、D兩個質點的平衡位置分別位于和處。當時，質點A恰好第一次（從計時后算起）處于波峰位置。則下列表述正確的是________________。A．該波的波速為B．時，質點C在平衡位置處且向下運動C．時，質點D的位移為D．D點開始振動的時間為0.6sE.質點D第一次位于波谷位置時，質點B恰好也位于波谷位置9．我國計劃在2030年之前實現飛船載人登月計劃，假設你有幸成為登上月球的第一位中國人，如果告知萬有引力常量，你可以完成以下哪項工作（）A．測出一個石塊在月球表面上方自由下落的高度和時間，求出月球表面上該石塊的重量B．測出一個石塊在月球表面上方做平拋運動的高度和時間，求出月球的質量C．從月球表面上撿取100塊石頭，測量它們的質量和體積，求出月球的平均密度D．測出飛船貼近月球表而繞月球做勻速圓周運動的周期求出月球的平均密度10．如圖所示，正方形abcd區(qū)域內存在垂直紙面向里的勻強磁場，甲、乙兩帶電粒子從a點沿與ab成30°角的方向垂直射入磁場．甲粒子垂直于bc邊離開磁場，乙粒子從ad邊的中點離開磁場．已知甲、乙兩a帶電粒子的電荷量之比為1:2，質量之比為1:2，不計粒子重力．以下判斷正確的是A．甲粒子帶負電，乙粒子帶正電B．甲粒子的動能是乙粒子動能的16倍C．甲粒子所受洛倫茲力是乙粒子所受洛倫茲力的2倍D．甲粒子在磁場中的運動時間是乙粒子在磁場中運動時間的倍三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）小宇同學利用圖示器材探究電路規(guī)律：（1）斷開開關S，旋轉選擇開關，使其尖端對準歐姆檔，此時讀數為20Ω，此時測得的是____________的阻值；（2）將旋轉開關指向直流電流檔，閉合開關S，將滑片從最左端緩慢移動到最右端，發(fā)現該過程中讀數最大為320mA，則移動過程中讀數變化情況是（___）A．逐漸增大B．逐漸減小C．先減小后增大D．先增大后減?。?）將旋轉開關指向直流電壓檔，閉合開關S后移動滑動頭，發(fā)現該過程中電表讀數最大為1.2V，結合前兩問條件可知，該電源電動勢為________V．（結果保留兩位小數）12．（12分）某同學利用圖甲所示裝置探究“加速度與力、物體質量的關系”。圖中裝有砝碼的小車放在長木板上，左端拴有一不可伸長的細繩，跨過固定在木板邊緣的定滑輪與一砝碼盤相連。在砝碼盤的牽引下，小車在長木板上做勻加速直線運動，圖乙是該同學做實驗時打點計時器打出的一條點跡清晰的紙帶，已知紙帶上每相鄰兩個計數點間還有一個點沒有畫出，相鄰兩計數點之間的距離分別是、、、、、，打點計時器所接交流電的周期為，小車及車中砝碼的總質量為，砝碼盤和盤中砝碼的總質量為，當地重力加速度為。(1)根據紙帶上的數據可得小車運動的加速度表達式為________（要求結果盡可能準確）。(2)該同學探究在合力不變的情況下，加速度與物體質量的關系。下列說法正確的是________。A．平衡摩擦力時，要把空砝碼盤用細繩通過定滑輪系在小車上，紙帶通過打點計時器與小車連接，再把木板不帶滑輪的一端用小墊塊墊起，移動小墊塊，直到小車恰好能勻速滑動為止B．平衡摩擦后，還要調節(jié)定滑輪的高度，使滑輪與小車間的細繩保持水平C．若用表示小車受到的拉力，則為了減小誤差，本實驗要求D．每次改變小車上砝碼的質量時，都要重新平衡摩擦力(3)該同學探究在和的總質量不變情況下，加速度與合力的關系時，他平衡摩擦力后，每次都將小車中的砝碼取出一個放在砝碼盤中，并通過打點計時器打出的紙帶求出加速度。得到多組數據后，繪出如圖丙所示的圖像，發(fā)現圖像是一條過坐標原點的傾斜直線。圖像中直線的斜率為________（用本實驗中相關物理量的符號表示）。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，直角邊AC長度為d的直角棱鏡ABC置于桌面上，D為斜邊BC的中點，桌面上的S點發(fā)射一條光線經D點折射后，垂直于AB邊射出．已知SC＝CD，光線通過棱鏡的時間，c為真空中光速，不考慮反射光線．求：(i)棱鏡的折射率n；(ii)入射光線與界面BC間的夾角．14．（16分）如圖所示，在平面直角坐標系xOy的第四象限有垂直于紙面向里的勻強磁場。磁感應強度大小，一質量，電荷量的粒子（重力不計），從點沿紙面以方向與軸負方向夾角，大小不同的速度射入磁場，已知，：(1)若粒子垂直x軸飛出，求粒子在磁場中飛行時間；(2)若粒子不能進入x軸上方，求粒子速度大小滿足的條件。15．（12分）如圖所示，在豎直向下的恒定勻強磁場B=2T中有一光滑絕緣的四分之一圓軌道，一質量m=3kg的金屬導體MN長度為L=0.5m，垂直于軌道橫截面水平放置，在導體中通入電流I，使導體在安培力的作用下以恒定的速率v=1m/s從A點運動到C點，g=10m/s2求：(1)電流方向；(2)當金屬導體所在位置的軌道半徑與豎直方向的夾角為θ=時，求電流的大小；(3)當金屬導體所在位置的軌道半徑與豎直方向的夾角為θ=時，求安培力的瞬時功率P。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、D【解析】

A．氫原子從n=4能級躍遷到n=3能級，輻射的光子的能量為此能量比可見光光子的能量小，不可能是可見光光子，故A錯誤；B．從高能級向低能級躍遷時，氫原子一定向外放出能量，故B錯誤；C．氫原子從n=4能級躍遷到n=3能級輻射的光子能量小于從n=3能級躍遷到n=1能級輻射的光子能量，根據可知從n=3能級躍遷到n=1能級輻射的光子波長小于1884nm，故C錯誤；D．氫原子從n=2能級躍遷到n=1能級輻射的光子的能量值故用該光照射的鉑，能發(fā)生光電效應，故D正確。故選D。2、A【解析】

A．牛頓采用理想模型法提出了萬有引力定律，沒有計算出太陽和地球之間的引力，故A符合題意；B．根據速度定義式v＝，當Δt非常小時，就可以表示物體在t時刻的瞬時速度，該定義采用了極限法，故B不符合題意C．將插有細長玻璃管的玻璃瓶內裝滿水，用力捏玻璃瓶，通過細管內液面高度的變化，來反映玻璃瓶發(fā)生了形變，該實驗采用了放大的思想，故C不符合題意；D．在推導勻變速直線運動位移公式時，把整個運動過程劃分成很多小段，每一小段近似看成勻速直線運動，然后把各小段的位移相加，這里采用了微元法，故D不符合題意。故選A。3、D【解析】

根據安培定則可知，導線b在a處的磁場向里，導線c在a處的磁場向外，因b離a較近，可知bc在a處的合磁場垂直紙面向里；因導線a所受安培力的合力恰好為零，可知a處所加磁場的方向為垂直紙面向外；A．垂直導線向左，與結論不相符，選項A錯誤；B．垂直導線向右，與結論不相符，選項B錯誤；C．垂直紙面向里，與結論不相符，選項C錯誤；D．垂直紙面向外，與結論相符，選項D正確；4、D【解析】

A．根據向心力公式知，質量和角速度相等，A、B和球心O點連線與豎直方向的夾角分別為、，，所以A的向心力大于B的向心力，故A錯誤；B．根據徑向力知，若物塊受到的摩擦力恰好為零，靠重力和支持力的合力提供向心力，則由受力情況根據牛頓第二定律得解得若角速度大于，則會有沿切線向下的摩擦力，若小于，則會有沿切線向上的摩擦力，故容器對A的支持力不一定小于容器對B的支持力，故B錯誤；C．若緩慢增大，則A、B受到的摩擦力方向會發(fā)生變化，故摩擦力數值不一定都增大，故C錯誤；D．因A受的靜摩擦力為零，則B有沿容器壁向上滑動的趨勢，即B受沿容器壁向下的摩擦力，故D正確。故選D。5、C【解析】

A．b的斜率先減小后增大，固b的加速度先減小后增大；A錯誤。B．由圖可知曲線a在0~6秒內與時間軸所圍上下面積之和小于曲線b與時間軸所圍上下面積之和，固曲線a位移小于曲線b位移；B錯誤。C．2s末曲線a的斜率大于曲線b的斜率，故兩秒末曲線a的加速度大于曲線b的加速度；C正確。D．6s末曲線ab所圍面積之差最大，故6s末ab兩物體之間距離最大；D錯誤。故選C。【點睛】v-t圖像基本知識點。如斜率代表加速度，斜率的絕對值代表加速度大小，斜率的正負代表加速度方向，與時間軸所圍面積代表位移。6、D【解析】

A．“光子說”提出光子即有波長又有動量，是波動說和粒子說的統一，不同于牛頓的“微粒說”，A錯誤；B．當光子數很少時，顯示粒子性；大量光子顯示波動性，B錯誤；C．愛因斯坦的“光子說”提出在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個光子，每個光子的能量為，故光的能量是不連續(xù)的，C錯誤；D．光的波長越大，根據，頻率越小，故能量越小，D正確．故選D.二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BC【解析】

AB．根據天體表面物體的重力等于萬有引力，有mg=G可得g=G所以地球表面重力加速度與月球表面重力加速度之比為g故A錯誤，B正確；CD．當質量為m的物體在環(huán)繞天體表面飛行時的速度即為天體第一宇宙速度，根據萬有引力提供向心力有G可得第一宇宙速度v=所以地球的第一宇宙速度與月球的第一宇宙速度之比為v故C正確，D錯誤。故選BC。8、ACD【解析】

A．由圖可知波長，當時質點第一次在波峰，則周期為則波速故A正確；B．可知波傳到所用時間為之后點開始向上振動，做2次全振動后到平衡位置處且向上運動，故B錯誤；CD．點開始振動的時間為之后點開始向上振動，再經過到達波谷，位移為-2cm，故CD正確；E．B、D間相距，其振動情況總是相反，則當質點第一次位于波谷位置時，質點恰好位于波峰位置，故E錯誤。故選ACD。9、AD【解析】

A．根據得則月球表面上該石塊的重量G=mg=m故A正確；B．一個石塊在月球表面上方做平拋運動的高度和時間，同樣有豎直方向得又根據任意一星球表面物體重力等于萬有引力G=mg得因不知道月球半徑，則求不出月球的質量，故B錯誤；C．從月球表面上撿取100塊石頭，測量它們的質量和體積，只能大體測出月球上石頭的密度，但月球密度不一定與月球上石頭的密度相同，故C錯誤；D．由萬有引力提供向心力得：得：又M=ρπR3，聯立解得：故D正確。故選AD。10、CD【解析】

根據粒子運動軌跡，應用左手定則可以判斷出粒子的電性；粒子在磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，根據題意求出粒子軌道半徑關系，然后應用牛頓第二定律求出粒子的速度然后分析答題；根據粒子做圓周運動的周期公式與粒子轉過的圓心角求出粒子的運動時間．【詳解】由甲粒子垂直于bc邊離開磁場可知，甲粒子向上偏轉，所以甲粒子帶正電，由粒子從ad邊的中點離開磁場可知，乙粒子向下偏轉，所以乙粒子帶負電，故A錯誤；由幾何關系可知，R甲=2L，乙粒子在磁場中偏轉的弦切角為60°，弦長為，所以：=2R乙sin60°，解得：R乙=L，由牛頓第二定律得：qvB=m，動能：EK=mv2=，所以甲粒子的動能是乙粒子動能的24倍，故B錯誤；由牛頓第二定律得：qvB=m，解得：，洛倫茲力：f=qvB=，即，故C正確；由幾何關系可知，甲粒子的圓心角為300，由B分析可得，乙粒子的圓心角為120°，粒子在磁場中的運動時間：t=T，粒子做圓周運動的周期：可知，甲粒子在磁場中的運動時間是乙粒子在磁場中運動時間的1/4倍，故D正確．.【點睛】題考查帶電粒子在勻強磁場中的運動，要掌握住半徑公式、周期公式，畫出粒子的運動軌跡后，利用洛倫茲力提供向心力，結合幾何關系進行求解；運用粒子在磁場中轉過的圓心角，結合周期公式，求解粒子在磁場中運動的時間．三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、滑動變阻器A1.48【解析】（1）當斷開電鍵S，旋轉選擇開關，使其尖端對準歐姆檔，由圖可知，此時歐姆檔測量滑動變阻器總電阻．（2）將旋轉開關指向直流電流檔，閉合電鍵S，將滑片從最左端緩慢移動到最右端的過程中，變阻器滑片兩側的電阻并聯，總電阻先增大后減小，則總電流先減小后增大．滑片從最右端移至中點的過程中，變阻器并聯電阻增大，并聯電壓增大，而滑片右側電阻減小，所以直流電流檔的讀數增大．滑片從中點移至最右端的過程中，電路的總電流增大，通過變阻器左側電阻的電流減小，所以直流電流檔的讀數增大，故A正確．（3）將旋轉開關指向直流電流檔，閉合電鍵S時，讀數最大時，由閉合電路歐姆定律得：E=Imax（R1+r）=0.32（R1+r）將旋轉開關指向直流電壓檔，讀數最大時，由閉合電路歐姆定律得：聯立以上可解得：.12