山東省煙臺市棲霞市2022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考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應(yīng)位置上。2．請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準(zhǔn)考證號。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1．2016年8月16日，我國成功發(fā)射世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號”，該衛(wèi)星的發(fā)射將使我國在國際上率先實(shí)現(xiàn)高速星地量子通信，初步構(gòu)建量子通信網(wǎng)絡(luò)。“墨子號”衛(wèi)星的質(zhì)量為m(約640kg)，運(yùn)行在高度為h(約500km)的極地軌道上，假定該衛(wèi)星的軌道是圓，地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R。則關(guān)于運(yùn)行在軌道上的該衛(wèi)星，下列說法中正確的是（）A．運(yùn)行的速度大小為 B．運(yùn)行的向心加速度大小為gC．運(yùn)行的周期為 D．運(yùn)行的動能為2．一個(gè)物體在外力F的作用下靜止在傾角為θ的光滑固定斜面上，關(guān)于F的大小和方向，下列說法正確的是（）A．若F=mg，則F的方向一定豎直向上B．若F=mgtanθ，則F的方向一定沿水平方向C．若F=mgsinθ，則F的方向一定沿斜面向上D．若F=mgcosθ，則F的方向一定垂直于斜面向上3．如圖所示，小球A置于固定在水平面上的光滑半圓柱體上，小球B用水平輕彈簧拉著系于豎直板上，兩小球A、B通過光滑滑輪O用輕質(zhì)細(xì)線相連，兩球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知B球質(zhì)量為m，O點(diǎn)在半圓柱體圓心O1的正上方，OA與豎直方向成30°角，OA長度與半圓柱體半徑相等，OB與豎直方向成45°角，則下列敘述正確的是A．小球A、B受到的拉力TOA與TOB相等，且TOA＝TOB＝3B．彈簧彈力大小2C．A球質(zhì)量為6D．光滑半圓柱體對A球支持力的大小為mg4．一束單色光從真空斜射向某種介質(zhì)的表面，光路如圖所示。下列說法中正確的是（）A．此介質(zhì)的折射率等于1.5B．此介質(zhì)的折射率等于C．入射角小于45°時(shí)可能發(fā)生全反射現(xiàn)象D．入射角大于45°時(shí)可能發(fā)生全反射現(xiàn)象5．如圖所示，質(zhì)量為M的小車的表面由光滑水平面和光滑斜面連接而成，其上放一質(zhì)量為m的球，球與水平面的接觸點(diǎn)為a，與斜面的接觸點(diǎn)為b，斜面傾角為θ。當(dāng)小車和球一起在水平桌面上做直線運(yùn)動時(shí)，下列說法正確的是（）A．若小車勻速運(yùn)動，則球?qū)π泵嫔蟗點(diǎn)的壓力大小為mgcosθB．若小車勻速運(yùn)動，則球?qū)λ矫嫔蟖點(diǎn)的壓力大小為mgsinθC．若小車向左以加速度gtanθ加速運(yùn)動，則球?qū)λ矫嫔蟖點(diǎn)無壓力D．若小車向左以加速度gtanθ加速運(yùn)動，則小車對地面的壓力小于（M+m）g6．如圖所示，將一個(gè)質(zhì)量為m的半球形物體放在傾角為37°的斜面上，用通過球心且水平向左的力F作用在物體上使其靜止.已知物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g，.要使半球體剛好沿斜面上滑，則力F的大小是（）A．mg B．2mg C．3mg D．4mg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(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)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．我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）已經(jīng)開始提供全球服務(wù)，具有定位、導(dǎo)航、授時(shí)、5G傳輸?shù)裙δ?。A、B為“北斗”系統(tǒng)中的兩顆工作衛(wèi)星，其中A是高軌道的地球靜止同步軌道衛(wèi)星，B是中軌道衛(wèi)星。已知地球表面的重力加速度為g，地球的自轉(zhuǎn)周期為T0下列判斷正確的是（）A．衛(wèi)星A可能經(jīng)過江蘇上空 B．衛(wèi)星B可能經(jīng)過江蘇上空C．周期大小TA=T0TB D．向心加速度大小aA<aB<g8．某機(jī)車發(fā)動機(jī)的額定功率為P=3.6×106W，該機(jī)車在水平軌道上行駛時(shí)所受的阻力為f=kv（k為常數(shù)），已知機(jī)車的質(zhì)量為M=2.0×105kg，機(jī)車能達(dá)到的最大速度為vm=40m/s，重力加速度g=10m/s2。則下列說法正確的是（）A．機(jī)車的速度達(dá)到最大時(shí)所受的阻力大小為9×104NB．常數(shù)k=1.0×103kg/sC．當(dāng)機(jī)車以速度v=20m/s勻速行駛時(shí)，機(jī)車所受的阻力大小為1.6×104ND．當(dāng)機(jī)車以速v=20m/s勻速行駛時(shí)，機(jī)車發(fā)動機(jī)的輸出功率為9×105W9．如圖所示，輕彈簧一端與不可伸長的輕繩OC、DC連接于C（兩繩另一端均固定），彈簧另一端連接質(zhì)量為m的小球。地面上豎直固定一半徑為R、內(nèi)壁光滑的開縫圓弧管道AB，A點(diǎn)位于O點(diǎn)正下方且與C點(diǎn)等高，管道圓心與C點(diǎn)重合?，F(xiàn)將小球置于管道內(nèi)A點(diǎn)由靜止釋放，已知輕繩DC水平，當(dāng)小球沿圓弧管道運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)恰好對管道壁無彈力，管道與彈簧間的摩擦不計(jì)，重力加速度為g。則小球從A運(yùn)動到B的過程中（）A．彈簧一直處于伸長狀態(tài)B．小球的機(jī)械能不守恒C．小球在B點(diǎn)的動能為mgRD．輕繩OC的拉力不斷增大10．如圖（a），靜止在水平地面上的物體，受到水平拉力F的作用，F(xiàn)與時(shí)間t的變化關(guān)系如圖（b）所示．設(shè)物塊與地面間的最大靜摩擦力Ffm的大小與滑動摩擦力大小相等，則t1～t3時(shí)間內(nèi)（）A．t2時(shí)刻物體的加速度最大B．t2時(shí)刻摩擦力的功率最大C．t3時(shí)刻物體的動能最大D．t3時(shí)刻物體開始反向運(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）為測得某圓柱形金屬導(dǎo)體的電阻率，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)。(1)用螺旋測微器測它的直徑，如圖甲所示，為___________mm，用游標(biāo)卡尺測它的長度，如圖乙所示，為___________cm。(2)用伏安法測得該金屬導(dǎo)體的伏安特性曲線如圖丙所示，則該金屬導(dǎo)體材料的電阻率與________有關(guān)，并且電阻率隨該物理量的增大而___________（填“增大”或“減小”）。(3)若把該金屬導(dǎo)體與一阻值為4.0Ω的定值電阻串聯(lián)后接在電源電動勢為3.0V、內(nèi)阻為1.0Ω的電源兩端，該金屬導(dǎo)體的熱功率為___________W。（保留兩位有效數(shù)字）12．（12分）教材列出的木一木動摩擦因數(shù)為0.30，實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置測量木塊與木板間的動摩擦因數(shù)。實(shí)驗(yàn)中，木塊在重錘的拉動下，沿水平長木板做勻加速運(yùn)動。（1）實(shí)驗(yàn)所用重錘質(zhì)量150g左右，下列供選擇的木塊質(zhì)量最合適的是____；A．20gB．260gC．500gD．600g（2）關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作和注意事項(xiàng)，下列說法正確的有____；A．實(shí)驗(yàn)中先釋放木塊，后接通電源B．調(diào)整定滑輪高度，使細(xì)線與板面平行C．必須滿足細(xì)線對木塊拉力與重錘重力大小近似相等D．木塊釋放位置到滑輪距離正常應(yīng)在0.6m左右（3）實(shí)驗(yàn)得到的一根紙帶如圖乙所示，從某個(gè)清晰的點(diǎn)開始，每5個(gè)打點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，依次標(biāo)出0、l、2、3、4、5、6，測得點(diǎn)O與點(diǎn)3、點(diǎn)6間的距離分別為19.90cm、54.20cm，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為0.02s，則木塊加速度a=____m/s2(保留兩位有效數(shù)字)；（4）實(shí)驗(yàn)測得μ=0.33，大于教材列表中的標(biāo)值，請寫出兩個(gè)可能的原因：____，_____。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）PQ為一接收屏，一半徑為R=0.1m半球形透明物的直徑MN恰好與接收屏垂直，如圖所示，一細(xì)光束由透明物的右側(cè)平行于接收屏射向透明物的球心?，F(xiàn)讓細(xì)光束以球心為圓心順時(shí)針轉(zhuǎn)過30°時(shí)，經(jīng)觀測接收屏上出現(xiàn)兩個(gè)亮點(diǎn)，且兩亮點(diǎn)之間的距離用L表示；細(xì)光束轉(zhuǎn)過的角度為45°時(shí)，接收屏上剛好出現(xiàn)一個(gè)亮點(diǎn)。求：(1)該透明物的折射率為多大？(2)由以上敘述求L應(yīng)為多長？14．（16分）熱氣球?yàn)榱吮阌谡{(diào)節(jié)運(yùn)動狀態(tài)，需要攜帶壓艙物，某熱氣球科學(xué)考察結(jié)束后正以大小為的速度勻速下降，熱氣球的總質(zhì)量為M，當(dāng)熱氣球離地某一高度時(shí)，釋放質(zhì)量為M的壓艙物，結(jié)果熱氣球到達(dá)地面時(shí)的速度恰好為零，整個(gè)過程中空氣對熱氣球作用力不變，忽略空氣對壓艙物的阻力，重力加速度為g，求:（1）釋放壓艙物時(shí)氣球離地的高度h;（2）熱氣球與壓艙物到達(dá)地面的時(shí)間差.15．（12分）如圖所示，傾斜軌道AB的傾角為37°，CD、EF軌道水平，AB與CD通過光滑圓弧管道BC連接，CD右端與豎直光滑圓周軌道相連．小球可以從D進(jìn)入該軌道，沿軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動，從E滑出該軌道進(jìn)入EF水平軌道．小球由靜止從A點(diǎn)釋放，已知AB長為5R，CD長為R，重力加速度為g，小球與斜軌AB及水平軌道CD、EF的動摩擦因數(shù)均為0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，圓弧管道BC入口B與出口C的高度差為l.8R．求：(在運(yùn)算中，根號中的數(shù)值無需算出)(1)小球滑到斜面底端C時(shí)速度的大?。?2)小球剛到C時(shí)對軌道的作用力．(3)要使小球在運(yùn)動過程中不脫離軌道，豎直圓周軌道的半徑R/應(yīng)該滿足什么條件？

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(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、D【解析】

A．對衛(wèi)星，根據(jù)牛頓第二定律，有：解得：在地面，重力等于萬有引力，故：聯(lián)立解得：故A錯誤；

B．向心加速度由萬有引力產(chǎn)生，由于在h高處，衛(wèi)星的萬有引力小于其在地面的重力，根據(jù)牛頓第二定律故B錯誤；C．對衛(wèi)星，根據(jù)牛頓第二定律有：在地面，重力等于萬有引力故：聯(lián)立解得：故C錯誤；

D．由選項(xiàng)A的分析知，故衛(wèi)星的動能故D正確；故選D。2、C【解析】

A．由甲圖可知，若F=mg，則F的方向可能豎直向上，也可能與豎直方向成2θ角斜向下，選項(xiàng)A錯誤；B．由乙圖可知，若F=mgtanθ，則F的方向可能沿水平方向，也可能與斜面成θ角斜向上，選項(xiàng)B錯誤；C．由甲圖可知，若F=mgsinθ，則F的方向是唯一的，一定沿斜面向上，選項(xiàng)C正確；D．由圖丙可知，若F=mgcosθ，則若以mgcosθ為半徑做圓，交過G且平行于N的直線于兩個(gè)點(diǎn)，則說明F的解不是唯一的，且F的方向一定不是垂直于斜面向上，選項(xiàng)D錯誤；故選C。3、C【解析】

A、B、隔離對B分析，根據(jù)共點(diǎn)力平衡得：

水平方向有：TOBsin45°=F

豎直方向有：TOBcos45°=mg，則TOB=2mg，彈簧彈力根據(jù)定滑輪的特性知：TOA與TOB相等；故A，B錯誤.C、D、對A分析，如圖所示：由幾何關(guān)系可知拉力TOA和支持力N與水平方向的夾角相等，夾角為60°，則N和T相等，有：2TOAsin60°=mAg，解得：mA=6故選C.【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析，運(yùn)用共點(diǎn)力平衡進(jìn)行求解．本題采用隔離法研究比較簡便．4、B【解析】

AB．折射率選項(xiàng)A錯誤，B正確；CD．全發(fā)射必須從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì),真空射向介質(zhì)不可能發(fā)生全反射，選項(xiàng)CD錯誤。故選B。5、C【解析】

AB．小車和球一起勻速運(yùn)動時(shí)，小球受到豎直向下的重力和水平面對小球豎直向上的支持力，二力平衡，所以小球?qū)點(diǎn)無壓力，根據(jù)牛頓第三定律可知小球?qū)點(diǎn)的壓力大小為mg，AB錯誤；C．若小車向左以加速度gtanθ加速運(yùn)動，假設(shè)小球?qū)點(diǎn)無壓力，根據(jù)牛頓第二定律解得假設(shè)成立，所以小球?qū)點(diǎn)無壓力，C正確；D．對小車和球構(gòu)成的系統(tǒng)整體受力分析可知，系統(tǒng)在豎直方向上加速度為0，豎直方向受到重力和支持力，二者等大反向，根據(jù)牛頓第三定律可知小車對地面的壓力等于（M+m）g，D錯誤。故選C。6、B【解析】

分析半球形物體的受力，如圖所示物體剛好沿斜面上滑時(shí)，由平衡條件得：，聯(lián)立兩式解得A．mg，與分析不符，故A錯誤；B．2mg，與分析相符，故B正確；C．3mg，與分析不符，故C錯誤；D．4mg，與分析不符，故D錯誤；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(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)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、BCD【解析】

A．A是高軌道的地球靜止同步軌道衛(wèi)星，靜止在赤道上空，不可能經(jīng)過蘇州上空，故A錯誤；B．B是中軌道衛(wèi)星不是靜止同步軌道衛(wèi)星，所以衛(wèi)星B可能經(jīng)過江蘇上空，故B正確；C．根據(jù)可得半徑越大，周期越大，所以TA=T0TB，故C正確；D．根據(jù)萬有引力提供向心力半徑越大，向心加速度越小，所以向心加速度大小aA<aB<g，故D正確。故選BCD。8、AD【解析】

A．機(jī)車的速度達(dá)到最大時(shí)所受的阻力故A項(xiàng)正確；B．據(jù)阻力為f=kv可得故B項(xiàng)錯誤；CD．機(jī)車以速度20m/s勻速行駛時(shí)，則有機(jī)車以速度20m/s勻速行駛時(shí)，機(jī)車發(fā)動機(jī)的輸出功率故C項(xiàng)錯誤，D項(xiàng)正確。9、ACD【解析】

AB．當(dāng)小球沿圓弧管道運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)恰好對管道壁無彈力，則小球在B點(diǎn)由彈簧的拉力和重力提供向心力，即彈簧處于伸長狀態(tài)，從A到B的過程彈簧的形變量沒有變，故小球的機(jī)械能不變，選項(xiàng)A正確，B錯誤；C．從A到B的過程彈簧的形變量沒有變，小球在B點(diǎn)的動能等于小球在A點(diǎn)的重力勢能為mgR，選項(xiàng)C正確；D．設(shè)OC與OA的夾角為θ，CA與水平夾角為α，C點(diǎn)受力平衡，則豎直方向上有解得從A到B的過程中，θ和彈簧的彈力FAC不變，α不斷增大，故OC的拉力不斷增大，D正確。故選ACD。10、AC【解析】

當(dāng)拉力小于最大靜摩擦力時(shí)，物體靜止不動，靜摩擦力與拉力二力平衡，當(dāng)拉力大于最大靜摩擦力時(shí)，物體開始加速，當(dāng)拉力重新小于最大靜摩擦力時(shí)，物體由于慣性繼續(xù)減速運(yùn)動．【詳解】A、在0﹣t1時(shí)間內(nèi)水平拉力小于最大靜摩擦力，t2時(shí)刻物體受到的拉力最大；故物體的加速度最大，故A正確；BCD、物體運(yùn)動后摩擦力大小不變，當(dāng)速度最大時(shí)摩擦力的功率最大；而在t1到t3時(shí)刻，合力向前，物體一直加速前進(jìn)，t3時(shí)刻后合力反向，要做減速運(yùn)動，所以t3時(shí)刻A的速度最大，動能最大．摩擦力的功率最大；故BD錯誤，C正確故選AC【點(diǎn)睛】根據(jù)受力情況分析物體運(yùn)動情況，t1時(shí)刻前，合力為零，物體靜止不動，t1到t3時(shí)刻，合力向前，物體加速前進(jìn)，t3之后合力向后，物體減速運(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、0.6002.060溫度增大0.45【解析】

(1)[1]．螺旋測微器的讀數(shù)由固定刻度和可動刻度兩部分組成，直徑為d=0.5mm+10.0×0.01mm=0.600mm[2]．游標(biāo)卡尺的讀數(shù)由固定刻度和游標(biāo)尺上的讀數(shù)兩部分組成，長度為L=20mm+12×0.05mm=20.60mm=2.060cm(2)[3][4]．由曲線可看出溫度升高電阻增大，電阻率增大；

(3)[5]．電源與4.0Ω的定值電阻串聯(lián)組成等效電源，有U=E-I（R+r）=3.0-（4.0+1.0）I=3-5I在燈泡伏安特性曲線中作出電源的U-I圖象，兩圖象的交點(diǎn)坐標(biāo)值為：U=1.5V，I=0.3A

燈泡功率為P=UI=1.5V×0.3A=0.45W12、BBD1.6木塊、木板表面粗糙程度有差異細(xì)線與滑輪摩擦或紙帶與計(jì)時(shí)器摩擦【解析】

（1）[1]由題知，重錘的質(zhì)量m=150g左右，動摩擦因數(shù)0.30，設(shè)木塊的質(zhì)量為M，為使木塊在重錘的拉動下沿水平長木板做勻加速運(yùn)動，對整體，根據(jù)牛頓第二定律有解得根據(jù)長木板做勻加速運(yùn)動，即a>0，可得解得g當(dāng)木塊的質(zhì)量M越小時(shí)，滑動摩擦力越小，整體的加速度越大，在紙帶上打的點(diǎn)越少，則在計(jì)算加速度時(shí)誤差較大，綜上分析可知，木塊質(zhì)量最合適的是260g，故B符合題意，ACD不符合題意；故選B。（2）[2]A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，故A錯誤；B．為保證木塊所受的拉力為細(xì)線的拉力，則應(yīng)調(diào)整定滑輪的高度使細(xì)線與木板平行，故B正確；C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知不必滿足細(xì)線對木塊拉力與重錘重力大小近似相等，故C錯誤；D．假設(shè)木板光滑，對整體受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有將（1）問中的m=150g，M=260g代入上式，可得加速度m/s2為減少誤差，計(jì)算方便，一般在紙帶上是每隔5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，即時(shí)間間隔，通常是取5至6個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則總時(shí)間為0.5s到0.6s，取最開始的計(jì)數(shù)點(diǎn)是從初速度為0開始的，根據(jù)位移時(shí)間公式有取t=0.5s計(jì)算可得取t=0.6s計(jì)算可得故為提高紙帶利用效率，減少實(shí)驗(yàn)誤差，木塊釋放位置到滑輪距離正常應(yīng)在0.6m左右，故D正確。故選BD。（3）[3]由題知，每隔5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則時(shí)間間隔，根據(jù)可得加速度為由題知，，代入數(shù)據(jù)解得（4）[4]實(shí)驗(yàn)測得μ=0.33，大于教材列表中的標(biāo)值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析，可能存在的原因有：木塊、木板表面粗糙程度有差異；細(xì)線與滑輪摩擦或紙帶與計(jì)時(shí)器摩擦。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、(1)；(2)27.3cm【解析】

(1)據(jù)題知，當(dāng)轉(zhuǎn)過角度剛好為45°時(shí)發(fā)生了全反射。臨界角為C=45°，則折射率(2)光路如圖所示由解得r=45°根據(jù)反射定律知i′=30°，兩個(gè)光斑S1、S2之間的距