山西省重點中學(xué)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．如圖所示，總阻值為R的正方形線框的左半側(cè)處在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向與線框平面垂直，線框的對稱軸MN恰與磁場邊緣平齊。若第一次將線框從磁場中以恒定速度v1向右勻速拉出，第二次以線速度v2讓線框繞軸MN勻速轉(zhuǎn)過90°，下列說法正確的是（）A．第一次操作過程中線框產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向沿逆時針方向B．兩次操作過程中經(jīng)過線框橫截面的電量之比為2∶1C．若兩次操作過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱相等，則v1：v2=π：2D．若兩次操作過程中線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢相等，則v1：v2=2：π2．如圖所示，“嫦娥三號”的環(huán)月軌道可近似看成是圓軌道，觀察“嫦娥三號”在環(huán)月軌道上的運動，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過時間通過的弧長為，該弧長對應(yīng)的圓心角為弧度。已知萬有引力常量為，則月球的質(zhì)量為（）A． B． C． D．3．下列說法正確的是（）A．愛因斯坦在1900年首次把能量子的概念引入物理學(xué)B．單色光照射金屬表面發(fā)生光電效應(yīng)時，入射光越強，單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多C．一個氫原子從量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時最多可輻射3種不同頻率的光子D．玻爾的原子理論能夠解釋氦原子的光譜4．某同學(xué)釆用如圖所示的裝置來研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。某單色光照射光電管的陰極K時，會發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，閉合開關(guān)S，在陽極A和陰極K之間加反向電壓，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片逐漸增大電壓，直至電流計中電流恰為零，此時電壓表顯示的電壓值U稱為反向截止電壓?，F(xiàn)分別用頻率為v1和v2的單色光照射陰極，測量到的反向截止電壓分別為U1和U2設(shè)電子質(zhì)量為m，電荷量為e，則下列關(guān)系式中不正確的是A．頻率為的單色光照射陰極K時光電子的最大初速度B．陰極K金屬的極限頻率C．普朗克常量D．陰極K金屬的逸出功5．2020年3月9日19時55分，我國在西昌衛(wèi)基發(fā)射中心，成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第五十四顆導(dǎo)航衛(wèi)星，北斗三號CEO-2是一顆地球同步軌道衛(wèi)星，以下關(guān)于這顆衛(wèi)星判斷正確的是（）A．地球同步軌道衛(wèi)星的運行周期為定值B．地球同步軌道衛(wèi)星所受引力保持不變C．地球同步軌道衛(wèi)星繞地運行中處干平衡狀態(tài)D．地球同步軌道衛(wèi)星的在軌運行速度等于第一宇宙速度6．在2018年亞運會女子跳遠決賽中，中國選手許小令獲得銅牌。在某一跳中，她（可看作質(zhì)點）水平距離可達6.50m，高達1.625m。設(shè)她離開地面時的速度方向與水平面的夾角為α，若不計空氣阻力，則正切值tanα的倒數(shù)等于（）A．0.5 B．1 C．4 D．8二、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．質(zhì)量為m的小球由輕繩a和b分別系于一輕質(zhì)細桿的A點和B點，如右圖所示，繩a與水平方向成θ角，繩b在水平方向且長為l，當(dāng)輕桿繞軸AB以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則下列說法正確的是()A．a(chǎn)繩的張力不可能為零B．a(chǎn)繩的張力隨角速度的增大而增大C．當(dāng)角速度，b繩將出現(xiàn)彈力D．若b繩突然被剪斷，則a繩的彈力一定發(fā)生變化8．如圖甲所示的電路中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，電表均為理想電表，為阻值隨溫度升高而變小的熱敏電阻，為定值電阻，若發(fā)電機向原線圈輸入如圖乙所示的正弦交變電流。下列說法中正確的是（）A．輸入變壓器原線圈的交變電流的電壓表達式為B．時，該發(fā)電機的線圈平面位于中性面C．溫度升高時，電流表的示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變小，變壓器的輸入功率變大D．溫度升高時，電流表的示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變大，變壓器的輸入功率變大9．如圖所示，一艘輪船正在以4m/s的速度沿垂直于河岸方向勻速渡河，河中各處水流速度都相同，其大小為v1=3m/s，行駛中，輪船發(fā)動機的牽引力與船頭朝向的方向相同。某時刻發(fā)動機突然熄火，輪船牽引力隨之消失，但輪船受到水大小不變的阻力作用而使輪船相對于水的速度逐漸減小，但船頭方向始終未發(fā)生變化。下列判斷正確的是（）A．發(fā)動機未熄火時，輪船相對于靜水行駛的速度大小5m/sB．發(fā)動機從熄火到相對于靜水靜止的過程中，輪船相對于地面做勻變速直線運動C．發(fā)動機從熄火到相對于靜水靜止的過程中，輪船相對于靜水做勻變速直線運動D．發(fā)動機熄火后，輪船相對于河岸速度的最小值3m/s10．如圖所示，燈泡A、B完全相同，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比n1：n2=5：1，指示燈L的額定功率是燈泡A的，當(dāng)輸入端接上的交流電壓后，三個燈泡均正常發(fā)光，兩個電流表均為理想電流表，且A2的示數(shù)為0.4A，則（）A．電流表A1的示數(shù)為0.08AB．燈泡A的額定電壓為22VC．燈泡L的額定功率為0.8WD．原線圈的輸入功率為8.8W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）硅光電池是一種將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件，某硅光電池的伏安特性曲線如圖（甲）所示。某同學(xué)利用圖（乙）所示的電路研究電池的性質(zhì)，定值電阻R2的阻值為200Ω，滑動變阻器R1的最大阻值也為200Ω，V為理想電壓表。（1）請根據(jù)圖（乙）所示的電路圖，將圖（丙）中的的實物圖補充完整____________。（2）閉合電鍵S1，斷開電鍵S2，將滑動變阻器R1的滑動片移到最右端，電池的發(fā)熱功率為_______________W。（3）閉合電鍵S1和電鍵S2，將滑動變阻器R1的滑動片從最左端移到最右端，電池的內(nèi)阻變化范圍為_________________。12．（12分）某實驗小組的同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置驗證了動能定理，實驗時該小組的同學(xué)將小車由光電門1的左側(cè)靜止釋放，通過細繩在砝碼的牽引下開始運動，先后經(jīng)過光電門1、2，并通過計算機記錄了擋光時間。經(jīng)測量可知小車和擋光片的總質(zhì)量為M，砝碼盤及砝碼的總質(zhì)量為m。根據(jù)所學(xué)的知識回答下列問題：(1)摩擦力的影響會對該實驗帶來一定的誤差，為了平衡摩擦力，實驗時應(yīng)________（填“取下”或“掛上”）砝碼盤，并適當(dāng)?shù)貕|高長木板的________（填“左”或“右”）端；(2)在(1)的前提下，為了使細繩的拉力大小近似等于砝碼盤及盤中砝碼的總重力，應(yīng)使小車和擋光片的總質(zhì)量為M________（填“遠大于”“大于”“等于”“小于”或“遠小于”）砝碼盤及盤中砝碼的總質(zhì)量；(3)實驗小組的同學(xué)用游標(biāo)卡尺對擋光片的寬度進行了測量，讀數(shù)如圖乙所示，則擋光片的寬度d=________cm；(4)計算機記錄小車通過光電門1、2的時間分別為、，且兩光電門之間的距離為L，重力加速度用g表示，則驗證動能定理的關(guān)系式應(yīng)為________（用以上相關(guān)物理量的字母表示）。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）某學(xué)習(xí)小組設(shè)計了圖甲所示的“粒子回旋變速裝置”。兩塊相距為d的平行金屬極板M、N，板M位于x軸上，板N在它的正下方。兩板間加上圖乙所示的交變電壓，其電壓值為，周期，板M上方和板N下方有磁感應(yīng)強度大小均為B、方向相反的勻強磁場。粒子探測器位于y軸處，僅能探測到垂直于y軸射入的帶電粒子。有一沿軸可移動的粒子發(fā)射器，可垂直于x軸向上射出質(zhì)量為m、電荷量為的粒子，且粒子動能可調(diào)節(jié)時刻，發(fā)射器在（x，0）位置發(fā)射一帶電粒子。忽略粒子的重力和其他阻力，粒子在電場中運動的時間不計。(1)若粒子只經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)并在處被探測到，求發(fā)射器的位置和粒子的初動能；(2)若粒子兩次進出電場區(qū)域后被探測到，且有。求粒子發(fā)射器的位置坐標(biāo)x與被探測到的位置坐標(biāo)y之間的關(guān)系。14．（16分）如圖，間距為L的光滑金屬導(dǎo)軌，半徑為r的圓弧部分豎直放置、直的部分固定于水平地面，MNQP范圍內(nèi)有磁感應(yīng)強度大小為B、方向豎直向下的勻強磁場．金屬棒ab和cd垂直導(dǎo)軌放置且接觸良好，cd靜止在磁場中，ab從圓弧導(dǎo)軌的頂端由靜止釋放，進入磁場后與cd在運動中始終不接觸．已知兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為m、電阻均為R．金屬導(dǎo)軌電阻不計，重力加速度為g．求（1）ab棒到達圓弧底端時對軌道壓力的大?。海?）當(dāng)ab棒速度為時，cd棒加速度的大?。ù藭r兩棒均未離開磁場）（3）若cd棒以離開磁場，已知從cd棒開始運動到其離開磁場一段時間后，通過cd棒的電荷量為q．求此過程系統(tǒng)產(chǎn)生的焦耳熱是多少．（此過程ab棒始終在磁場中運動）15．（12分）如圖所示，高L、上端開口的氣缸與大氣聯(lián)通，大氣壓P1．氣缸內(nèi)部有一個光滑活塞，初始時活塞靜止，距離氣缸底部．活塞下部氣體的壓強為2P1、熱力學(xué)溫度T．(1)若將活塞下方氣體的熱力學(xué)溫度升高到2T，活塞離開氣缸底部多少距離？(2)若保持溫度為T不變，在上端開口處緩慢抽氣，則活塞可上升的最大高度為多少？

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．由右手定則可知，第一次操作過程中感應(yīng)電流的方向為順時針方向，選項A錯誤；B．由公式可知兩次操作過程中經(jīng)過線框橫截面的電量相同，選項B錯誤；C．設(shè)線框的邊長為L，若兩次操作過程中線框產(chǎn)生的焦耳熱相等，第一次將線框從磁場中以恒定速度v1向右勻速拉出第二次以線速度v2讓線框轉(zhuǎn)過90°Q1=Q2所以選項C錯誤；D．若兩次操作過程中線框產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動勢相等，第一次將線框從磁場中以恒定速度v1向右勻速拉出第二次以線速度v2讓線框轉(zhuǎn)過90°得D選項正確。故選D。2、B【解析】

衛(wèi)星的線速度為角速度為可得衛(wèi)星的運行半徑為由萬有引力定律及牛頓第二定律得故月球的質(zhì)量故B正確，ACD錯誤。故選B。3、B【解析】

A．普朗克在1900年把能量子引入物理學(xué)，破除了“能量連續(xù)變化”的傳統(tǒng)觀念，故A錯誤；B．單色光照射金屬表面發(fā)生光電效應(yīng)時，入射光越強，則入射光子的數(shù)目越多，所以單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多，故B正確；C．根據(jù)玻爾理論，一個氫原子從量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時最多可輻射2種不同頻率的光子，故C錯誤；D．玻爾第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域，提出了定態(tài)和躍遷的概念，很好地解釋了氫光譜，但不能夠解釋氦原子的光譜，故D錯誤。故選B。4、C【解析】

A.光電子在電場中做減速運動，根據(jù)動能定理得：則得光電子的最大初速度：故A不符題意；BCD.根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程得：聯(lián)立可得普朗克常量為：代入可得金屬的逸出功：陰極金屬的極限頻率為：故C符合題意，B、D不符題意。5、A【解析】

A．同步衛(wèi)星相對地球是靜止的，即運行周期等于地球自轉(zhuǎn)周期，為定值，A正確；BC．地球同步軌道衛(wèi)星所受引力充當(dāng)圓周運動的向心力，時時刻刻指向圓心，為變力，其合力不為零，故不是出于平衡狀態(tài)，BC錯誤；D．第一宇宙速度是最小發(fā)射速度，最大環(huán)繞速度，即為在地球表面環(huán)繞的衛(wèi)星的速度，而同步衛(wèi)星軌道半徑大于地球半徑，根據(jù)可知，軌道半徑越大，線速度越小，所以同步衛(wèi)星運行速度小于第一宇宙速度，D錯誤。故選A。6、B【解析】

從起點A到最高點B可看作平拋運動的逆過程，如圖所示：許小令做平拋運動位移方向與水平方向夾角的正切值為tanβ=0.5，速度方向與水平方向夾角的正切值為tanα=2tanβ=1，則正切值tanα的倒數(shù)等于1，故B正確，ACD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】

小球做勻速圓周運動，在豎直方向上的合力為零，水平方向上的合力提供向心力，所以a繩在豎直方向上的分力與重力相等，可知a繩的張力不可能為零，故A正確；根據(jù)豎直方向上平衡得，F(xiàn)asinθ=mg，解得，可知a繩的拉力不變，故B錯誤；當(dāng)b繩拉力為零時，有：，解得，可知當(dāng)角速度時，b繩出現(xiàn)彈力，故C正確；由于b繩可能沒有彈力，故b繩突然被剪斷，a繩的彈力可能不變，故D錯誤。8、BC【解析】

A．由交變電流的圖像可讀出電壓的最大值為，周期為0.02s，則角速度為所以輸入變壓器原線圈的交變電流的電壓表達式為故A錯誤；B．當(dāng)時，電壓的瞬時值為0，所以該發(fā)電機的線圈平面位于中性面，故B正確；CD．溫度升高時，其阻值變小，副線圈中的電流變大則原線圈中電流也變大，由可知變壓器的輸入功率變大，電壓表讀數(shù)減小，故C正確，D錯誤。故選BC。9、AC【解析】

A．發(fā)動機未熄火時，輪船實際運動速度與水流速度方向垂直，如圖所示：故此時船相對于靜水的速度的大小為設(shè)v與的夾角為，則A正確；B．發(fā)動機從熄火到相對于靜水靜止的過程中，相對于地面初速度為圖中的v，而因受阻力作用，其加速度沿圖中的反方向，所以輪船相對于地面做類斜上拋運動，即做勻變速曲線運動，B錯誤；C．發(fā)動機從熄火到相對于靜水靜止的過程中，相對于靜水初速度為圖中的，而因受阻力作用，其加速度沿圖中的反方向，所以輪船相對于靜水做勻變速直線運動，C正確；D．熄火前，船的牽引力沿的方向，水的阻力與的方向相反，熄火后，牽引力消失，在阻力作用下，逐漸減小，但其方向不變，當(dāng)與的矢量和與垂直時輪船的合速度最小，如圖所示，則D錯誤。故選AC。10、AC【解析】

A．副線圈的總電流即A2的示數(shù)為I2＝0.4A，由理想變壓器兩端的電流比等于匝數(shù)的反比，可得即電流表A1的示數(shù)為0.08A，故A正確；BC．變壓器的輸入電壓的有效值為U=110V，根據(jù)全電路的能量守恒定律有而指示燈L的額定功率是燈泡A的，即聯(lián)立解得，由電功率可得故B錯誤，C正確；D．對原線圈電路由，可得原線圈的輸入功率故D錯誤。故選AC。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、1.197×10-3W（允許誤差±0.2W）55.56Ω≤r≤60Ω（允許誤差±2Ω）【解析】

（1）[1]根據(jù)原理圖可得出對應(yīng)的實物圖如圖所示：；（2）[2]閉合電鍵，斷開電鍵，將滑動變阻器的滑動片移到最右端時，兩電阻串聯(lián)，總電阻為；在圖甲中作出電阻的伏安特性曲線，兩圖線的交點表示工作點：則可知，電源的輸出電壓為，電流為；則其功率：；（3）[3]滑片由最左端移到最右端時，外電阻由增大到；則分別作出對應(yīng)的伏安特性曲線，如上圖所示；則可知，當(dāng)在最左端時，路端電壓為，電流為；當(dāng)達到最右端時，路端電壓為，電流為；則由閉合電路歐姆定律可知，內(nèi)阻最小值為：最大值為：故內(nèi)阻的范圍為：。12、取下左遠大于0.555【解析】

(1)[1][2]本實驗為了使細繩拉力為小車的合力，即拉力的功等于合力對小車所做的功，實驗前取下砝碼盤，并將長木板左端略微抬高，平衡小車的摩擦力。(2)[3]只有當(dāng)M遠大于m時，砝碼盤和盤中砝碼的重力才等于繩子的拉力，即滿足M遠大于m時可以用砝碼盤和盤中砝碼的重力做的功代替小車合力做的功。(3)[4]由游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知，主尺示數(shù)為5mm，游標(biāo)尺示數(shù)為11×0.05mm=0.55mm則擋光片的寬度d=5mm+0.55mm=5.55mm即為0.555cm。(4)[5]由實驗原理可知，小車的合外力做功近似等于砝碼盤和盤中砝碼受到的重力做功，即W=mgL小車通過光電門1時的速度小車通過光電門2時的速度小車通過兩光電門的過程中動能的變化量驗證動能定理的關(guān)系式應(yīng)為四、計算題：本題共2小題