黑龍江省哈爾濱師大附中2021-2022學(xué)年高考物理四模試卷含解析

2021-2022學(xué)年高考物理模擬試卷請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認(rèn)真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。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、如圖甲所示，一個圓形線圈放于一個隨時間變化的勻強磁場內(nèi)，磁場方向垂直線圈所在的平面（紙面），以垂直紙面向里為正方向。磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示。取圖示線圈中電流方向為正方向，用i表示線圈中的感應(yīng)電流，則下列表示電流隨時間變化的4幅i-t圖像正確的是（）A． B． C． D．2、英國知名科學(xué)雜志《自然》發(fā)表文章，展望了2020年可能會對科學(xué)界產(chǎn)生重大影響的事件，其中包括中國的嫦娥五號任務(wù)。若嫦娥五號經(jīng)過若干次軌道調(diào)整后，先在距離月球表面h的高度處繞月球做勻速圓周運動，然后開啟反沖發(fā)動機，嫦娥五號著陸器暫時處于懸停狀態(tài)，最后實現(xiàn)軟著陸，自動完成月球表面樣品采集，并從月球起飛，返回地球。月球的半徑為R且小于地球的半徑，月球表面的重力加速度為g0且小于地球表面的重力加速度，引力常量為G。不考慮月球的自轉(zhuǎn)，則下列說法正確的是（）A．嫦娥五號的發(fā)射速度大于地球的第二宇宙速度B．嫦娥五號探測器繞月球做勻速圓周運動的速度可能大于地球的第一宇宙速度C．由題可知月球的平均密度D．嫦娥五號探測器在繞月球做勻速圓周運動的周期為3、在地球同步軌道上等間距布置三顆地球同步通訊衛(wèi)星，就可以讓地球赤道上任意兩位置間實現(xiàn)無線電通訊，現(xiàn)在地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為地球半徑的1．1倍。假設(shè)將來地球的自轉(zhuǎn)周期變小，但仍要僅用三顆地球同步衛(wèi)星實現(xiàn)上述目的，則地球自轉(zhuǎn)的最小周期約為A．5小時 B．4小時 C．1小時 D．3小時4、如圖是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek，與入射光頻率v的關(guān)系圖象。由圖象可知錯誤的是（）A．該金屬的逸出功等于hv0B．該金屬的逸出功等于EC．入射光的頻率為時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為D．入射光的頻率為2v0時，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E5、在足夠長的光滑絕緣水平臺面上，存在有平行于水平面向右的勻強電場，電場強度為E。水平臺面上放置兩個靜止的小球A和B（均可看作質(zhì)點），兩小球質(zhì)量均為m，帶正電的A球電荷量為Q，B球不帶電，A、B連線與電場線平行。開始時兩球相距L，在電場力作用下，A球開始運動（此時為計時零點，即t0），后與B球發(fā)生正碰，碰撞過程中A、B兩球總動能無損失。若在各次碰撞過程中，A、B兩球間均無電荷量轉(zhuǎn)移，且不考慮兩球碰撞時間及兩球間的萬有引力，則（）A．第一次碰撞結(jié)束瞬間B球的速度大小為B．第一次碰撞到第二次碰撞B小球向右運動了2LC．第二次碰撞結(jié)束瞬間B球的速度大小為D．相鄰兩次碰撞時間間隔總為26、如圖為跳水運動員從起跳到落水過程的示意圖，運動員從最高點到入水前的運動過程記為I，運動員入水后到最低點的運動過程記為II，忽略空氣阻力，則運動員A．過程I的動量改變量等于零B．過程II的動量改變量等于零C．過程I的動量改變量等于重力的沖量D．過程II的動量改變量等于重力的沖量二、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、如圖所示，水平傳送帶以恒定的速度v運動，一質(zhì)量為m的小物塊輕放在傳送帶的左端，經(jīng)過一段時間后，物塊和傳送帶以相同的速度一起運動。已知物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，則()A．物塊加速運動時的加速度為μgB．物塊加速運動的時間為C．整個過程中，傳送帶對物塊做的功為mv2D．整個過程中，摩擦產(chǎn)生的熱量為mv28、如圖所示，游樂場中，從高處A到水面B處有兩條長度相等的光滑軌道．甲、乙兩小孩沿不同軌道同時從A處自由滑向B處，下列說法正確的有A．甲的切向加速度始終比乙的大B．甲、乙在同一高度的速度大小相等C．甲、乙在同一時刻總能到達(dá)同一高度D．甲比乙先到達(dá)B處9、長為l直導(dǎo)線中通有恒定電流I，靜置于絕緣水平桌面上，現(xiàn)在給導(dǎo)線所在空間加勻強磁場，調(diào)整磁場方向使得導(dǎo)線對桌面的壓力最小，并測得此壓力值為N1，保持其他條件不變，僅改變電流的方向，測得導(dǎo)線對桌面的壓力變?yōu)镹2。則通電導(dǎo)線的質(zhì)量和勻強磁場的磁感應(yīng)強度分別為（）A． B．C． D．10、如圖（甲）所示，兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌間距為1.0m，左端連接阻值R=4.0Ω的電阻，勻強磁場磁感應(yīng)強度B=0.5T、方向垂直導(dǎo)軌所在平面向下。質(zhì)量m=0.2kg、長度l=1.0m、電阻r=1.0Ω的金屬桿置于導(dǎo)軌上，向右運動并與導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好，t=0時對桿施加一平行于導(dǎo)軌方向的外力F，桿運動的v－t圖像如圖（乙）所示，其余電阻不計、則（）A．t=0時刻，外力F水平向右，大小為0.7NB．3s內(nèi)，流過R的電荷量為3.6CC．從t=0開始，金屬桿運動距離為5m時電阻R兩端的電壓為1.6VD．在0~3.0s內(nèi)，外力F大小隨時間t變化的關(guān)系式是F=0.1+0.1t（N）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）小妮同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置驗證系統(tǒng)機械能守恒。A、B是兩個質(zhì)量均為m的相同小球，O為穿過輕桿的固定轉(zhuǎn)軸，C為固定在支架上的光電門，初始時桿處于水平狀態(tài)，重力加速度為g。實驗步驟如下∶(1)用游標(biāo)卡尺測得小球B的直徑d如圖乙所示，則d=______mm；(2)用毫米刻度尺測得AO長為l，BO長為2l；(3)由靜止釋放兩小球，當(dāng)小球B通過光電門時，測得光線被小球擋住的時間為t，則在桿由水平轉(zhuǎn)至豎直的過程中兩小球組成的系統(tǒng)增加的動能Ek=___，減少的重力勢能Ep=____（用m、g、l、d、t表示）。(4)若在誤差允許的范圍內(nèi)Ek=Ep，則小球A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒。12．（12分）某實驗小組利用電流傳感器（可視為理想電流表）和定值電阻以及電阻箱、待測電池等器材，設(shè)計了如圖甲所示的電路測定電池電動勢和內(nèi)阻。電流的值通過數(shù)據(jù)采集器輸入到計算機，數(shù)據(jù)采集器和計算機對原電路的影響可忽略。他們連接好電路，閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)無論如何調(diào)節(jié)電阻箱，計算機中顯示電流均為零，由此判斷電路可能出現(xiàn)了故障。經(jīng)小組討論后，嘗試用多用電表的歐姆檔來檢測電路。已知保護電阻，電流傳感器量程為。操作步驟如下：①將多用電表擋位調(diào)到電阻“×1”擋，再將紅、黑表筆短接，進行歐姆調(diào)零；②斷開甲圖電路開關(guān)S，將多用電表兩表筆分別接在上，多用電表的指針不偏轉(zhuǎn)；③斷開甲圖電路開關(guān)S，將多用電表兩表筆分別接在上，多用電表的示數(shù)如圖乙所示；④斷開甲圖電路開關(guān)S，將多用電表兩表筆分別接在上，多用電表的指針不偏轉(zhuǎn)；⑤斷開甲圖電路開關(guān)S，將多用電表兩表筆分別接在上，計算機中顯示電流不為零?；卮鹣铝袉栴}：（1）操作步驟③中，多用電表內(nèi)阻_____________；（2）操作步驟⑤中，多用電表紅表筆應(yīng)接_______________（選“”或“”點）;（3）電路的故障可能是__________________;A．保護電阻短路B．保護電阻斷路C．電阻箱短路D．電阻箱斷路（4）排除電路故障后，該小組按照圖甲的電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻。改變電阻箱的阻值，得到多組實驗數(shù)據(jù)。根據(jù)數(shù)據(jù)作出圖像，如圖所示，則電源電動勢_____________V，內(nèi)阻__________（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。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）在如圖所示的坐標(biāo)系中，僅第三象限的磁場垂直坐標(biāo)系所在平面向外，其余象限的磁場方向均垂直坐標(biāo)系所在平面向里，四個象限中的磁感應(yīng)強度大小均為B。其中M、N兩點為x軸負(fù)半軸和y軸負(fù)半軸上的點，坐標(biāo)分別、，一帶負(fù)電的粒子由M點沿MN連線方向射入，忽略粒子的重力。求：(1)如果負(fù)粒子由M點射入后剛好能經(jīng)過坐標(biāo)原點第一次離開邊界線，負(fù)粒子在第三象限磁場中的路程為多少？(2)如果負(fù)粒子由M點射入后能經(jīng)O點到達(dá)N，負(fù)粒子的路程為多少？14．（16分）如圖所示，在豎直放置，內(nèi)壁光滑，截面積不等的絕熱氣缸里，活塞A的截面積SA=10cm2，質(zhì)量不計的活塞B的截面積SB=20cm2，兩活塞用輕細(xì)繩連接，在缸內(nèi)氣溫t1=227℃，壓強p1=1.1×105Pa時，兩活塞保持靜止，此時兩活塞離氣缸接縫處距離都是L=10cm，大氣壓強p0=1.0×105Pa保持不變，取，試求：①A活塞的質(zhì)量；②現(xiàn)改變缸內(nèi)氣溫，當(dāng)活塞A、B間輕細(xì)繩拉力為零時，汽缸內(nèi)氣體的溫度t2；③繼續(xù)將缸內(nèi)溫度由t2緩慢下降到t3=-23℃過程中，計算A移動的距離．15．（12分）如圖所示，在傾角=的足夠長斜面上放置一長木板，長木板質(zhì)量M=3.0kg，其上表面光滑，下表面粗糙，木板的下端有一個凸起的擋板，木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，擋板到斜面底端的距離為7m。將質(zhì)量為m=1.0kg的小物塊放置在木板上，從距離擋板L=1.6m處由靜止開始釋放。物塊下滑后與擋板相撞，撞擊時間極短，物塊與擋板的碰撞為彈性正碰，碰后木板開始下滑，且當(dāng)木板沿斜面下滑至速度為零時，物塊與木板恰好發(fā)生第二次相撞。取重力加速度g=10m/s2。求：(1)物塊與木板第一次相撞后瞬間木板的速率；(2)長木板與斜面之間的動摩擦因數(shù)μ；(3)物塊與擋板在斜面上最多發(fā)生幾次碰撞。

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、B【解析】

AB．由楞次定律判定感應(yīng)電流方向。0~1s、4~5s兩時間段內(nèi)電流方向與題意正方向相反，1~2s、2～3s兩時間段內(nèi)電流方向與題意正方向相同。所以B正確，A錯誤；CD．由電磁感應(yīng)定律和歐姆定律得感應(yīng)電流則i的大小與的大小成正比。結(jié)合題圖乙知，3~4s時間內(nèi)無感應(yīng)電流。其他時間段內(nèi)的大小相等，則感應(yīng)電流大小恒定，即各段電流大小相等。所以CD錯誤。故選B。2、C【解析】

A．發(fā)射速度大于第二宇宙速度就能脫離太陽束縛，飛到太陽系外進入銀河系，而嫦娥五號還是在地月系內(nèi)運動，故其發(fā)射速度大于地球的第一宇宙速度而小于第二宇宙速度，故A錯誤；B．根據(jù)萬有引力提供衛(wèi)星做勻速圓周運動的向心力，有可得星球的第一宇宙速度為因，，則月球的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度，而嫦娥五號的運行速度小于月球的第一宇宙速度，故嫦娥五號探測器繞月球做勻速圓周運動的速度一定小于地球的第一宇宙速度，故B錯誤；C．對月表的物體，有聯(lián)立解得故C正確；D．對嫦娥五號做勻速圓周運動，有聯(lián)立可得嫦娥五號的周期為故D錯誤。故選C。3、B【解析】

設(shè)地球的半徑為R，則地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為r=1.1R，已知地球的自轉(zhuǎn)周期T=24h，地球同步衛(wèi)星的轉(zhuǎn)動周期與地球的自轉(zhuǎn)周期一致，若地球的自轉(zhuǎn)周期變小，則同步衛(wèi)星的轉(zhuǎn)動周期變小。由公式可知，做圓周運動的半徑越小，則運動周期越小。由于需要三顆衛(wèi)星使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊，所以由幾何關(guān)系可知三顆同步衛(wèi)星的連線構(gòu)成等邊三角形并且三邊與地球相切，如圖。由幾何關(guān)系可知地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為r′=2R由開普勒第三定律得故B正確，ACD錯誤。故選B。4、C【解析】

ABD．根據(jù)光電效應(yīng)方程有Ekm=hν－W0其中W0為金屬的逸出功，其中W0=hν0所以有Ekm=hν－h(huán)ν0由此結(jié)合圖象可知，該金屬的逸出功為E或者W0=hν0，當(dāng)入射光的頻率為2ν0時，代入方程可知產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E，故ABD正確；C．入射光的頻率時，小于極限頻率，不能發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯誤。此題選擇錯誤的，故選C。5、A【解析】

A．碰前球A的加速度碰前A的速度為碰前B的速度為由于碰撞過程中A、B兩球總動能無損失，動量也守恒，有則碰撞后A、B的速度分別為，即交換速度，故A正確；B．碰后B球向前勻速運動，A向前做勻加速運動，以后面球為參考系，前面球速度設(shè)為v，到再次相遇，時間和位移相等，根據(jù)可知，則位移為由彈性碰撞可知，第二次碰撞結(jié)束瞬間B球的速度大小為碰前A球的速度，即為故BC錯誤；D．由彈性碰撞可知，每次碰撞前后，兩球的速度差為即每次都是后面球的速度增加2后追上前面球，而加速度是固定的，則每次相鄰兩次碰撞時間間隔總為故D錯誤。故選A。6、C【解析】

分析兩個過程中運動員速度的變化、受力情況等，由此確定動量的變化是否為零。【詳解】AC．過程I中動量改變量等于重力的沖量，即為mgt，不為零，故A錯誤，C正確；B．運動員進入水前的速度不為零，末速度為零，過程II的動量改變量不等于零，故B錯誤；D．過程II的動量改變量等于合外力的沖量，不等于重力的沖量，故D錯誤。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、AC【解析】

A．物塊加速運動時，由牛頓第二定律得μmg=ma可得a=μg故A正確；B．物塊加速運動的時間為t=故B錯誤；C．整個過程中，根據(jù)動能定理得傳送帶對物塊做的功為W=mv2-0=mv2故C正確；D．物塊加速運的動時間內(nèi)傳送帶的位移為x帶=vt物塊的位移為x物=物塊與傳送帶間相對位移大小為△x=x帶-x物=整個過程中摩擦產(chǎn)生的熱量為Q=μmg△x=mv2故D錯誤。故選AC。8、BD【解析】

試題分析：由受力分析及牛頓第二定律可知，甲的切向加速度先比乙的大，后比乙的小，故A錯誤；由機械能守恒定律可知，各點的機械能保持不變，高度（重力勢能）相等處的動能也相等，故B錯誤；由甲乙的速度時間圖像可知C錯誤D正確考點：牛頓第二定律；機械能守恒定律9、BC【解析】

對導(dǎo)線受力分析，可知導(dǎo)線受重力、支持力和安培力作用，當(dāng)安培力方向豎直向上時，支持力最小，則導(dǎo)線對桌面的壓力最小，根據(jù)平衡條件有當(dāng)僅改變電流方向時，安培力方向向下，根據(jù)平衡有聯(lián)立解得，故BC正確，AD錯誤。故選BC。10、CD【解析】

A．根據(jù)v－t圖象可以知道金屬桿做勻減速直線運動，加速度為當(dāng)t=0時刻，設(shè)向右為正方向，根據(jù)牛頓第二定律有根據(jù)閉合電路歐姆定律和法拉第電磁感應(yīng)定律有聯(lián)立以上各式代入數(shù)據(jù)可得，負(fù)號表示方向水平向左，故A錯誤；B．根據(jù)聯(lián)立可得又因為v－t圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示通過的位移，所以有故代入數(shù)據(jù)可解得q=0.9C故B錯誤；C．設(shè)桿運動了5m時速度為v1，則有此時金屬桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢回路中產(chǎn)生的電流電阻R兩端的電壓聯(lián)立以上幾式結(jié)合A選項分析可得，故C正確；D．由A選項分析可知t=0時刻外力F的方向與v0反向，由牛頓第二定律有設(shè)在t時刻金屬桿的速度為v，桿的電動勢為E，回路電流為I，則有聯(lián)立以上幾式可得N負(fù)號表示方向水平向左，即大小關(guān)系為N故D正確。故選CD。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、12.40mgl【解析】

(1)[1]游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為12mm，游標(biāo)讀數(shù)為則游標(biāo)卡尺的最終讀數(shù)為(3)[2]小球B通過光電門的瞬時速度A、B轉(zhuǎn)動的半徑之比為1：2，A、B的角速度相等，根據(jù)知A、B的速度之比為1：2，所以A的瞬時速度系統(tǒng)動能增加量[3]系統(tǒng)重力勢能的減小量12、15.0cD1.53.0【解析】

（1）[1]．操作步驟③中，多用電表內(nèi)阻等于中值電阻，大小為15.0Ω；（2）[2]．因c端是電流傳感器的負(fù)極，則操作步驟⑤中，多用電表紅表筆應(yīng)接點；（3）[3]．根據(jù)實驗步驟的分析可知，電路的故障可能是電阻箱R斷路，故選D；（4）[4][5]．根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：E=I(R+R0+r)即：由圖像可知：則r=3.0Ω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、(1)；(2)πa或2πa【解析】

(1)電子在勻強磁場中做勻速圓周運動