甘肅省蘭州市市區(qū)片2021-2022學(xué)年高三第四次模擬考試物理試卷含解析

2021-2022學(xué)年高考物理模擬試卷注意事項(xiàng)1．考試結(jié)束后，請將本試卷和答題卡一并交回．2．答題前，請務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)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(rèn)真核對監(jiān)考員在答題卡上所粘貼的條形碼上的姓名、準(zhǔn)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(yīng)選項(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1．如圖所示，質(zhì)量為M的小車放在光滑水平面上，小車上用細(xì)線懸吊一質(zhì)量為m的小球，M＞m，用一力F水平向右拉小球，使小球和車一起以加速度a向右運(yùn)動時，細(xì)線與豎直方向成α角，細(xì)線的拉力為T。若用一力F′水平向左拉小車，使小球和車一起以加速度a′向左運(yùn)動時，細(xì)線與豎直方向也成α角，細(xì)線的拉力為T′。則（）A．a(chǎn)′＞a，T′=T B．a(chǎn)′=a，T′=T C．a(chǎn)′＜a，T′＞T D．a(chǎn)?＜a，T′＜T2．如圖所示為氫原子的能級圖，一個處于基態(tài)的氫原子，吸收一個光子受到發(fā)后最多可以輻射三種不同率的光子，則被吸收光子的能量為A．10.2eV B．12.09ev C．12.75eV D．13.06eV3．如圖所示，一輕質(zhì)彈簧左端固定在豎直墻壁上，右端與一質(zhì)量為的滑塊接觸，此時彈簧處于原長?，F(xiàn)施加水平外力緩慢地將滑塊向左壓至某位置靜止，此過程中外力做功為，滑塊克服摩擦力做功為。撤去外力后滑塊向有運(yùn)動，最終和彈簧分離。不計(jì)空氣阻力，滑塊所受摩擦力大小恒定，則（）A．彈簧的最大彈性勢能為B．撤去外力后，滑塊與彈簧分離時的加速度最大C．撤去外力后，滑塊與彈簧分離時的速度最大D．滑塊與彈簧分離時，滑塊的動能為4．下列關(guān)于科學(xué)家對物理學(xué)發(fā)展所做的貢獻(xiàn)正確的是（）A．牛頓三條運(yùn)動定律是研究動力學(xué)問題的基石，牛頓的三條運(yùn)動定律都能通過現(xiàn)代的實(shí)驗(yàn)手段直接驗(yàn)證B．伽利略通過實(shí)驗(yàn)和合理的推理提出質(zhì)量并不是影響落體運(yùn)動快慢的原因C．奧斯特由環(huán)形電流和條形磁鐵磁場的相似性，提出分子電流假說，解釋了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)D．伽利略通過萬有引力定律計(jì)算得出了太陽系中在天王星外還存在著距離太陽更遠(yuǎn)的海王星5．某靜電場中有電場線與x軸重合，x軸上各點(diǎn)電勢φ分布如圖所示，圖線關(guān)于縱軸對稱,則()A．x1處和－x1處場強(qiáng)方向相同 B．x1處和－x2處場強(qiáng)大小相等C．某帶電粒子在x2處和－x2處電勢能相等 D．某帶電粒子在x2處的電勢能大于在－x2處的電勢能6．有趣的“雅各布天梯”實(shí)驗(yàn)裝置如圖中圖甲所示，金屬放電桿穿過絕緣板后與高壓電源相接。通電后，高電壓在金屬桿間將空氣擊穿，形成弧光。弧光沿著“天梯”向上“爬”，直到上移的弧光消失，天梯底部將再次產(chǎn)生弧光放電，如此周而復(fù)始。圖乙是金屬放電桿，其中b、b′是間距最小處。在弧光周而復(fù)始過程中下列說法中正確的是（）A．每次弧光上“爬”的起點(diǎn)位置是a、a′處B．每次弧光上“爬”的起點(diǎn)位置是b、b'處C．弧光消失瞬間，兩桿間b、b'處電壓最大D．弧光消失瞬間，兩桿間c、c'處場強(qiáng)最大二、多項(xiàng)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(xiàng)中，有多個選項(xiàng)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。7．一列簡諧橫波沿x軸傳播，如圖所示為t=0時刻的波形圖，M是平衡位置在x=70m處的一個質(zhì)點(diǎn)，此時M點(diǎn)正沿y軸負(fù)方向運(yùn)動，之后經(jīng)過0.4s第二次經(jīng)過平衡位置，則。A．該波沿x軸正向傳播B．M點(diǎn)振動周期為0.5sC．該波傳播的速度為100m/sD．在t=0.3s時刻，質(zhì)點(diǎn)M的位移為0E.題中波形圖上，與M點(diǎn)振動總是相反的質(zhì)點(diǎn)有2個8．如圖甲所示，A、B兩平行金屬板長為，兩板間加如圖乙所示的方波電壓（圖中所標(biāo)數(shù)據(jù)均為已知量），質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從兩板中線左端O點(diǎn)在t=0時刻以的速度平行金屬板射入兩板間，結(jié)果粒子在上板右端邊緣附近射出，不計(jì)粒子的重力，則A．粒子帶正電B．粒子從板間射出時的速度大小仍等于C．兩金屬板的距離為D．要使粒子仍沿中線射出，粒子從O點(diǎn)射入的時刻為,9．如圖所示，絕緣細(xì)線相連接的A、B兩帶電小球處于在豎直向下的勻強(qiáng)電場中，在外力F作用下沿豎直方向勻速向上運(yùn)動，A、B兩球質(zhì)量均為m，均帶正+q（q＞0）的電荷，場強(qiáng)大小E=，某時刻突然撤去外力F，則下列說法正確的是（）A．F的大小為4mgB．F撤去的瞬間，A球的加速度小于2gC．F撤去的瞬間，B球的加速度等于2gD．F撤去的瞬間，球A、B之間的繩子拉力為零10．在某空間建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系，該空間有垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場和沿某個方向的勻強(qiáng)電場（圖中均未畫出）。一質(zhì)量為m，帶電荷量為的粒子（不計(jì)重力）從坐標(biāo)原點(diǎn)O以初速度v沿x軸正方向射入該空間，粒子恰好能做勻速直線運(yùn)動。下列說法正確的是（）A．勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小為vBB．電場強(qiáng)度方向沿y軸負(fù)方向C．若磁場的方向沿x軸負(fù)方向，粒子也能做勻速直線運(yùn)動D．若只改變磁場的方向，粒子不可能做勻變速直線運(yùn)動三、實(shí)驗(yàn)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）甲、乙、丙三個實(shí)驗(yàn)小組分別采用如圖甲、圖乙、圖丙所示的實(shí)驗(yàn)裝置做實(shí)驗(yàn)。甲小組測小車勻變速運(yùn)動的加速度，乙小組探究小車的加速度與合外力的關(guān)系，丙小組探究小車的速度和合外力做的功的關(guān)系總質(zhì)量用M表示（圖乙中M為小車與力傳感器的總質(zhì)量，圖丙中M為小車和與小車固連的小滑輪的總質(zhì)量），鉤碼總質(zhì)量用m表示，重力加速度為g，試回答下列問題：（1）甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)不需要平衡小車與長木板之間的摩擦力的是________（填“甲”“乙”“丙”或“都不需要”）。（2）甲、乙、丙三組實(shí)驗(yàn)需要滿足的是________（填“甲”“乙”“丙”或“都不需要”）。（3）若三組同學(xué)分別用各自的實(shí)驗(yàn)裝置做探究小車的加速度和合外力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，各組同學(xué)的操作均完全正確，甲、乙、丙三組同學(xué)作出的a-F圖線如圖丁所示（乙組同學(xué)所用F為力傳感器示數(shù)，丙組同學(xué)所用F為彈簧測力計(jì)示數(shù)），則乙組實(shí)驗(yàn)對應(yīng)的圖線是________（填“A”“B”或“C”。）12．（12分）為了測某電源的電動勢和內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：電阻箱R，定值電阻R0、兩個電流表A1、A2，電鍵K1，單刀雙擲開關(guān)K2，待測電源，導(dǎo)線若干．實(shí)驗(yàn)小組成員設(shè)計(jì)如圖甲所示的電路圖．(1)閉合電鍵K1，斷開單刀雙擲開關(guān)K2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R1，讀出電流表A2的示數(shù)I0；然后將單刀雙擲開關(guān)K2接通1，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值為R2，使電流表A2的示數(shù)仍為I0，則電流表A1的內(nèi)阻為_____．(2)將單刀雙擲開關(guān)K2接通2，多次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，記錄每次調(diào)節(jié)后的電阻箱的阻值R及電流表A1的示數(shù)I，該同學(xué)打算用圖像處理數(shù)據(jù)，以電阻箱電阻R為縱軸，為了直觀得到電流I與R的圖像關(guān)系，則橫軸x應(yīng)?。╛________）A．IB．I2C．D．(3)根據(jù)(2)選取的x軸，作出R-x圖像如圖乙所示，則電源的電動勢E=_____，內(nèi)阻r=______．（用R1，R2，R0，及圖像中的a、b表示）四、計(jì)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）一內(nèi)橫截面積為S的玻璃管下端有一個球形小容器，管內(nèi)有一段長度為2cm的水銀柱。容器內(nèi)密封一定質(zhì)量的理想氣體。初始時，環(huán)境溫度為27，管內(nèi)（除球形小容器）氣柱的長度為L?，F(xiàn)再向管內(nèi)緩慢注入水銀，當(dāng)水銀柱長度為4cm時，管內(nèi)（除球形小容器）氣柱的長度為0.8L。整個裝置導(dǎo)熱良好，已知大氣壓強(qiáng)p0=76cmHg。（i）求球形小容器的容積；（ii）若將該容器水銀柱以下部分浸沒在恒溫的水中，穩(wěn)定后，管內(nèi)（除球形小容器）氣柱的長度為0.41L，求水的溫度為多少攝氏度。14．（16分）一列簡諧橫波沿軸正向傳播，時的波動圖像如圖，此時P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動位移相同。介質(zhì)中P質(zhì)點(diǎn)由圖像位置回到平衡位置的最短時間為，Q質(zhì)點(diǎn)由圖像位置回到平衡位置的最短時間為。求：(i)時刻P質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的位移(ii)此簡諧橫波傳播速度的大小15．（12分）在地面上方足夠高的地方，存在一個高度d＝0.5m的“相互作用區(qū)域”(下圖中畫有虛線的部分)．一個小圓環(huán)A套在一根均勻直桿B上，A和B的質(zhì)量均為m，若它們之間發(fā)生相對滑動時，會產(chǎn)生Ff＝0.5mg的摩擦力。開始時A處于B的最下端，B豎直放置，A距“相互作用區(qū)域”的高度h＝0.8m，讓A和B一起從靜止開始下落，只要A處于“相互作用區(qū)域”就會受到豎直向上、大小F＝3mg的恒力作用，而“相互作用區(qū)域”對處于其中的桿B不產(chǎn)生作用力。桿B在下落過程中始終保持豎直，且桿的長度能夠保證圓環(huán)A與桿不會分離。不計(jì)空氣阻力，取g＝10m/s2.求：(1)桿B的最下端剛進(jìn)人“相互作用區(qū)域”時的速度大?。?2)圓環(huán)A通過“相互作用區(qū)域”所用的時間；(3)為保證圓環(huán)A在空中運(yùn)動過程中始終與桿不會分離，桿的最小長度。

參考答案一、單項(xiàng)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(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、A【解析】

對情況一的整體受力分析，受重力、支持力和拉力：①再對小球分析：②③聯(lián)立①②③解得：，；再對情況二的小球受力分析，據(jù)牛頓第二定律，有：④解得，由于M＞m，所以；細(xì)線的拉力：⑤A正確，BCD錯誤。故選A。2、C【解析】

一個氫原子處于激發(fā)態(tài)最多可以輻射三種不同頻率的光子，則該氫原子處于n=4激發(fā)態(tài)，該氫原子處于基態(tài)時吸收的光子能量為：hv=（-0.85eV）-（-13.6eV）=12.75eV．ABD.由計(jì)算可得被吸收光子的能量為12.75eV，ABD錯誤；C.由計(jì)算可得被吸收光子的能量為12.75eV，C正確．3、D【解析】

A．由功能關(guān)系可知，撤去F時，彈簧的彈性勢能為W1－W2，選項(xiàng)A錯誤；B．滑塊與彈簧分離時彈簧處于原長狀態(tài)。撤去外力后，滑塊受到的合力先為，由于彈簧的彈力N越來越小，故合力越來越小，后來滑塊受到的合力為，由于彈簧的彈力N越來越小，故合力越來越大。由以上分析可知，合力最大的兩個時刻為剛撤去F時與滑塊與彈簧分離時，由于彈簧最大彈力和摩擦力大小未知，所以無法判斷哪個時刻合力更大，所以滑塊與彈簧分離時的加速度不一定最大。選項(xiàng)B錯誤；C．滑塊與彈簧分離后時，彈力為零，但是有摩擦力，則此時滑塊的加速度不為零，故速度不是最大，選項(xiàng)C錯誤；D．因?yàn)檎麄€過程中克服摩擦力做功為2W2，則根據(jù)動能定理，滑塊與彈簧分離時的動能為W1－2W2，選項(xiàng)D正確。故選D。4、B【解析】

A．牛頓三條運(yùn)動定律是研究動力學(xué)問題的基石，牛頓第一定律不能通過實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證，而牛頓第二定律和牛頓第三定律都能通過現(xiàn)代的實(shí)驗(yàn)手段直接驗(yàn)證，A錯誤；B．伽利略通過實(shí)驗(yàn)和合理的推理提出物體下落的快慢與物體的輕重沒有關(guān)系，即質(zhì)量并不影響落體運(yùn)動快慢，B正確；C．安培由環(huán)形電流和條形磁鐵磁場的相似性，提出分子電流假說，解釋了磁現(xiàn)象的電本質(zhì)，C錯誤；D．英國青年數(shù)學(xué)家亞當(dāng)斯與法國數(shù)學(xué)家勒威耶分別獨(dú)立地通過萬有引力定律計(jì)算得出了太陽系中在天王星外還存在著距離太陽更遠(yuǎn)的海王星，D錯誤。故選B。5、C【解析】

AB．φ—x圖象的斜率大小等于電場強(qiáng)度，x1處和-x1處場強(qiáng)大小相等，方向相反，x1處和-x2處場強(qiáng)大小不相等，故AB錯誤；CD．在x2處和-x2處電勢相等，根據(jù)Ep=qφ知某帶電粒子在x2處和-x2處電勢能相等，故C正確，D錯誤。

故選C。6、B【解析】

兩根金屬放電桿與高壓電源相接，在電極最近處場強(qiáng)最大，空氣首先被擊穿，每次弧光上“爬”的起點(diǎn)位置是b、b'處，在c、c'處距離最遠(yuǎn)，場強(qiáng)最小，則最終弧光在c、c'處消失?；」庀查g，兩金屬桿之間沒有電場了。故選B。二、多項(xiàng)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(xiàng)中，有多個選項(xiàng)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、ACE【解析】

A．由于時刻，M點(diǎn)正沿軸負(fù)方向運(yùn)動，根據(jù)同側(cè)法可知波沿軸正方向運(yùn)動，A正確；BC．經(jīng)過，M點(diǎn)第二次經(jīng)過平衡位置，根據(jù)波形平移法，處質(zhì)點(diǎn)的振動形式傳遞至處，所以傳播距離為，波速：周期：B錯誤，C正確；D．經(jīng)過，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到關(guān)于平衡位置對稱的位置，因此M質(zhì)點(diǎn)的位移肯定不為0，D錯誤；E．與M質(zhì)點(diǎn)距離為半波長奇數(shù)倍的質(zhì)點(diǎn)，振動與M點(diǎn)總是相反，因此題中波形圖上，與M點(diǎn)振動總是相反的質(zhì)點(diǎn)有兩個，分別為40m和100m處的質(zhì)點(diǎn)，E正確。故選ACE。8、BC【解析】

A．由于粒子射入兩板間的速度，因此粒子穿過兩板的時間為，粒子從t=0時刻射入兩板間，結(jié)果粒子在上板右端附近射出，說明粒子射入兩板間后，在豎直方向開始受到的電場力向上，由于開始時為正，上板帶正電，表明粒子帶負(fù)電，選項(xiàng)A錯誤；B．從t=0時刻開始，在一個周期內(nèi)，粒子在垂直于金屬板方向上先做初速度為零的勻加速運(yùn)動后做勻減速運(yùn)動到速度為零，因此粒子從板間射出時速度大小仍等于，選項(xiàng)B正確；C．兩板間的電場強(qiáng)度，粒子的加速度則求得選項(xiàng)C正確；D．要使粒子仍沿中線射出，則粒子從O點(diǎn)射入的時刻，n=0，1，2……，選項(xiàng)D錯誤；故選BC.9、ACD【解析】

A．對整體進(jìn)行分析：F=2mg+2Eq且E=解得F=4mg故A正確；BC．F撤去的瞬間，對整體進(jìn)行分析2mg+2Eq=2maAB且E=解得aAB=2g故B錯，C正確；D．F撤去的瞬間，由于aAB=2g，可知球A、B之間的繩子拉力為零，故D正確。故選ACD。10、AD【解析】

AB．粒子恰好能沿x軸正向做勻速直線運(yùn)動，可知受電場力和洛倫茲力平衡，因洛倫茲力沿y軸負(fù)向，可知電場力沿y軸正向，且qE=qvB則E=Bv且方向沿y軸正方向，選項(xiàng)A正確，B錯誤；C．若磁場的方向沿x軸負(fù)方向，則粒子不受洛倫茲力作用，粒子只在沿y軸正方向的電場力作用下不可能做勻速直線運(yùn)動，選項(xiàng)C錯誤；D．若只改變磁場的方向，則洛倫茲力與電場力不再平衡，則粒子將做變速曲線運(yùn)動，不可能做勻變速直線運(yùn)動，選項(xiàng)D正確；故選AD.三、實(shí)驗(yàn)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、甲都不需要B【解析】

（1）[1]．甲小組測小車勻變速運(yùn)動的加速度，不需要平衡摩擦力；乙和丙實(shí)驗(yàn)小組都需要平衡摩擦力；故選甲；（2）[2]．甲小組測小車勻變速運(yùn)動的加速度，不需要滿足M?m；乙和丙小組繩子的拉力可以由力傳感器和彈簧測力計(jì)直接得到，所以兩組不需要滿足M?m；即三個小組都不需要滿足M?m；（3）[3]．甲組用重物的重力代替繩子的拉力，要滿足M?m，隨著m的增大，不滿足M?m時，圖象出現(xiàn)彎曲，所以甲組對應(yīng)的是C；根據(jù)裝置可知，乙圖中小車受到的拉力等于傳感器的讀數(shù)，丙圖中受到的拉力等于彈簧測力計(jì)讀數(shù)的2倍，當(dāng)F相等時，丙組的加速度大，所以乙組對應(yīng)B，丙組對應(yīng)A；12、R2-R1CE=r=a-R0-（R2-R1）【解析】

(1)由題意可知，電路電流保持不變，由閉合電路歐姆定律可知，電路總電阻不變，則電流表A1內(nèi)阻等于兩種情況下電阻箱阻值之差，即．(2)單刀雙擲開關(guān)K2接通2時，據(jù)歐姆定律可得：，整理得：，為得到直線圖線，應(yīng)作圖象．故C項(xiàng)正確，ABD三項(xiàng)錯誤．(3)由圖象結(jié)合得：圖象斜率、圖象縱截距，解得：電源的電動勢、電源的內(nèi)阻．四、計(jì)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、（i）7