2021届全国高考物理模拟测试卷四（含答案解析）

2021届全国高考物理模拟测试卷四

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一、单选题

1.据悉我国第四代反应堆一钱基熔盐堆能源系统（TMSR）研究已获重要突破.该反应堆

以笆为核燃料，针俘获一个中子后经过若干次B衰变转化成铀；轴的一种典型裂变产物

是领和氟，同时释放巨大能量.下列说法正确的是

A.铉核噂Th有90个中子，142个质子

B.铀核裂变的核反应方程为aU+：n—%Ba+箓Kr+3:n

C.放射性元素衰变的快慢与核内部自身因素无关，由原子所处的化学状态和外部条件

决定

D.重核分裂成中等大小的核，核子的比结合能减小

2.如图为跳水运动员从起跳到落水过程的示意图，运动员从最高点到入水前的运动过

程记为I,运动员入水后到最低点的运动过程记为H,忽略空气阻力，则运动员

A.过程I的动量改变量等于零

B.过程II的动量改变量等于零

C.过程I的动量改变量等于重力的冲量

D.过程II的动量改变量等于重力的冲量

3.2018年，我省加大环保督查力度，打响碧水蓝天保卫战.督查暗访组在某化工厂的

排污管末端安装了如图所示的流量计，测量管由绝缘材料制成，其长为L、直径为D,

左右两端开口，在前后两个内侧面a、c固定有金属板作为电极，匀强磁场方向竖直向

下.污水（含有大量的正负离子）充满管口从左向右流经该测量管时，a、c两端的电压为

U,显示仪器显示污水流量Q（单位时间内排出的污水体积）.则

A.a侧电势比c侧电势低

B.污水中离子浓度越高，显示仪器的示数越大

C.污水流量Q与U成正比，与L、D无关

D.匀强磁场的磁感应强度

4.2018年11月20日，国内首颗商业低轨卫星“嘉定一号”在酒泉卫星发射中心成功升

空，随后卫星进入预定匀速圆周运动的轨道，它也是中国首个全球低轨通信卫星星座”翔

云''的首发星，开启了中国天基物联探测新时代，下列说法正确的是（）

A.该卫星的发射速度小于7.9km/s

B.据了解该卫星在距离地面约400km的近地轨道运行，则可以估算卫星所受的万有引

力

C.该卫星在预定轨道上的周期等于同步卫星的周期

D.该卫星接到地面指令需要变轨至更高轨道，则卫星应向后喷气加速

5.如图所示，一物体以速度vo冲上粗糙的固定斜面，经过2ro时间返回斜面底端，则

物体运动的速度v（以初速度方向为正）随时间r的变化关系可能正确的是（）

二、多选题

试卷第2页，共8页

6.由光滑细管组成的轨道如图所示,其中A8段和BC段都是半径为R的四分之一圆弧，

A、C处切线均沿水平方向，轨道固定在竖直平面内，一质量为，”的小球从距离水平地

面高为H的管口。处由静止释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上，下列说法正

确的是（）

A.小球落到地面时相对于A点的水平位移为RH-2R。

B.小球落到地面时相对于A点的水平位移为2y/2RH-4R2

C.小球能从细管4端水平抛出的条件是H＞2R

D.小球能从细管A端水平抛出的条件是吟R

7.某空间内有高度为“、宽度足够大、方向水平向左的匀强电场，当在该空间内建立

如图所示的坐标系，从x轴上的尸点沿），轴正方向连续射入相同的带电粒子（粒子重力

不计），由于粒子的入射速度v不同，有的粒子将在电场中直接通过），轴，有的将穿出

电场后再通过y轴，设粒子通过y轴时，离坐标原点的距离为〃，从P到y轴所需的时

间为f,则（）

A.由题中条件不能判断出粒子的带电性质

B.对于力讶的粒子，人不同，但时间f相同

C.对于的粒子，人不同，在时间f内，电场力对粒子做的功不相等

D.不同/?对应的粒子进入电场时的速度丫可能相同

8.如图所示，足够长的U形光滑金属导轨平面与水平面成6角（0＜。＜90。），其中与

PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为8的匀强磁场垂直，导轨电阻不计，金

属棒必由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且接触良好，曲棒接入电路

的电阻为R,当流过油棒某一横截面的电荷量为4时，油棒的速度为打则金属棒仍

在这一过程中（)

N

B.下滑的位移为第

C.产生的焦耳热小于如人

D.受到的最大安培力为幽*

R

9.下列说法正确的是—。

A.气体很容易充满整个容器，这是分子间存在斥力的宏观表现

B.“油膜法”估测分子大小实验中，可将纯油酸直接滴入浅盘的水面上

C.温度升高，分子热运动的平均动能一定增大，但并非所有分子的速率都增大

D.摩尔质量为M（kg/mol）,密度夕（kg/n?）的1n?的铜所含原子数为*（阿伏伽德罗

常数为NA）

E.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以

液体表面具有收缩的趋势

10.一列沿x轴负方向传播的简谐横波，在f=0时刻的波形图如图所示，此时坐标为

（10,0）的质点P刚好开始振动，ri-2.0s,坐标为（0,0）的质点刚好第3次到达

A.质点尸的振动频率为1.25Hz

B.n=2.0s时P点的振动方向沿y轴正方向

C.1=0到n=1.0s,P质点向左平移lm

试卷第4页，共8页

D.f2=1.4s时坐标为(-30,0)的质点M首次位于波谷位置

E.质点M振动后，M、Q两质点的最大高度差为40cm

三、实验题

11.利用图甲所示装置探究物体的加速度与所受合外力的关系，小车质量约300g,另

配置质量20g的钩码5个，质量500g的祛码1个.

(1)实验中，平衡摩擦力的具体做法是：(选填“挂上”或“移去”)钩码，长木板右

端用垫块抬高，调至适当高度，接通电源，轻推小车，使纸带上打出的点间距相等.

(2)实验通过添加钩码改变小车的受力.关于小车，下列说法中正确的有.

A.当钩码质量远小于小车总质量时，可认为小车所受合外力与钩码重力大小相等

B.开始实验时，应将祛码放人小车

C.小车内放入祛码后需重新平衡摩擦力

D.实验中不需要测出小车的质量

(3)实验中打出一条纸带，如图乙所示，从某清晰点开始取计数点，分别标为0、1、2、

3、4、5、6,测量点0到点3的距离为小，点0到点6的距离为心，已知相邻计数点间

的时间间隔均为T,则加速度。=.

(4)实验小组由小车受到的拉力尸和对应的加速度«,作出a-F图线，如图丙中实线所

示，下列对实验图线偏离直线的原因分析，正确的是.

A.测量不准确引起的，属于偶然误差B.实验原理方法引起的，属于系统误

差

C,加速度大，空气阻力作用更加明显D.滑轮与轴间有摩擦

12.某研究性学习小组利用如图甲所示的电路测量某电池的电动势E和内阻r,由于该

电池的内阻/•较小，因此在电路中接入了一阻值为2.00。的定值电阻Ro,闭合开关S,

调整电阻箱的阻值R,读出电压表相应的示数U,得到了如下数据(R和U分别表示电

阻箱读数和电压表读数)：

/

&

甲

乙

R/Q40.0020.0012.008.006.005.00

UN1.891.781.661.571.431.35

为了比较准确地得出实验结论，该小组的同学准备用图象来处理实验数据，图象的纵坐

标表示电压表读数U,则图象的横坐标表示的物理量应该是,在图乙中根据给定

的坐标点作图_____，利用作出的图象得到E=V,r=.Q,电动势的测量值

.（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。

四、解答题

13.如图所示，半径R可调的竖直光滑半圆固定轨道PQ与光滑水平地面相切于P点,

半圆轨道的直径与地面垂直。质量为机的小球（可视为质点）在P点受到水平向左

的瞬时冲量/后，从轨道上端点水平飞出，落地点为S。重力加速度大小为g,不计空

气阻力。

（1）求R与小球受到的冲量/的关系；

（2）当R取何值时，落地点S到尸点的距离有最大值？最大值为多少？

Q

14.如图，纸面内有一平面直角坐标系xQy,直角三角形AOB内存在磁感应强度大小

8i=0.25T、方向垂直纸面向外的匀强磁场（图中未画出），B点在y轴上，0=37。,A、B

两点间的距离xi=7cm,直线A0下方存在方向沿纸面与0A垂直斜向上电场强度为Ei

的匀强电场，第一象限存在场强大小E2=^xl06v/m、方向与AO平行斜向下的匀强电

O

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场，一比荷为幺=2xl08c/kg的带电粒子(不计重力)从x轴上的M点由静止开始运动，

m

垂直。4从P点第一次进入磁场中，均恰好不从AB、08边射出磁场，粒子第一次离开

磁场时立即仅将磁感应强度大小调为&=0.375T,疝37。=0.6,求：

(1)粒子在磁场中运动的速率V；

(2)04下方匀强电场的电场强度大小Ei以及粒子从M点开始运动到刚好进入y轴右侧

电场所用的时间f;

(3)粒子离开第一象限过x轴时位置的横坐标。

15.如图所示，一长L=37cm的导热细玻璃管A8水平放置，8端密闭，A端开口.在

玻璃管内用一段长Li=25cm的水银柱密闭一段长Z,2=10cm的理想气体.已知大气压强

po=75cmHg,气体初始温度为ri=27℃,热力学温度与摄氏温度间的关系为T=f+273K.

(i)若将玻璃管绕A端沿逆时针方向缓慢旋转，当玻璃管与水平面的夹角。为多少时

水银柱的下端刚好到达A端？

(ii)当玻璃管转到与水平面成a角时，用一薄玻璃片将A端盖住以防止管中水银流出

并对管中气体加热.当加热到温度为介时由静止释放玻璃管并同时快速抽去玻璃片，让

玻璃管做自由落体运动，下落过程中玻璃管不发生翻转，发现在玻璃管下落过程中管中

的水银柱相对于玻璃管的位置不变，求团(玻璃管下落过程中管中气体温度不变)

16.如图所示为半径为R的半圆柱形玻璃砖的横截面，0为该横截面的圆心.光线P。

沿着与”成3。。角的方向射入玻璃％入射点。到圆心。的距离为和，光线恰好

从玻璃砖的中点E射出，已知光在真空中的传播速度为c.

(i)求玻璃砖的折射率；

(ii)现使光线PQ向左平移，求移动多大距离时恰不能使光线从圆弧面射出。(不考虑

经半圆柱内表面反射后射出的光)。

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参考答案

1.B

【分析】

根据质量亏损，结合爱因斯坦质能方程求出释放的能量.铀核裂变放出的能量很高，反应前

后质量数守恒，有质量亏损.

【详解】

A项：牡核岩即有90个质子，142个中子，故A错误；

B项：根据反应前后质量数守恒，电荷数守恒可知，故B正确；

C项：根据半衰期的特点可知，放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原

子所处的化学状态和外部条件没有关系，故C错误；

D项：较重的核分裂成中等质量大小的核或较轻的核合并成中等质量大小的核的过程中会释

放一定的能量，所以核子的比结合能都会增加，故D错误.

故选B.

【点睛】

解决本题的关键知道核反应前后质量数守恒，在重核裂变的过程中有质量亏损，向外放出能

量.

2.C

【分析】

分析两个过程中运动员速度的变化、受力情况等，由此确定动量的变化是否为零.

【详解】

AC.过程I中动量改变量等于重力的冲量，即为mgt,不为零，故A错误，C正确；

B.运动员进入水前的速度不为零，末速度为零，过程II的动量改变量不等于零，故B错误；

D.过程H的动量改变量等于合外力的冲量，不等于重力的冲量，故D错误.

3.D

【详解】

A、污水中正负离子从左向右移动，受到洛伦兹力，根据左手定则，正离子向后表面偏，负

离子向前表面偏，所以后表面a侧电势比前表面c侧电势高，故A错误；

BCD、最终正负离子会受到电场力、洛伦兹力处于平衡，有qE=qvB,即，=用，而污水

流量。=辿2=2•包1=回"，可知Q与U、D成正比，与L无关；显示仪器的示数

40844B

答案第1页，共11页

。=嘤，所以显示仪器的示数与离子浓度无关；匀强磁场的磁感应强度8=翳，故D

TTD4Q

正确，B、C错误；

故选D.

4.D

【详解】

A.在地面发射一颗卫星的最小速度为7.9km/s,所以A错误；

B.该卫星做匀速圆周运动，因此

G-=F

由于不知道卫星的质量，因此无法估算卫星的万有引力，B错误；

C.由万有引力提供向心力

_Mm(2万丫

G——=mr\——

,IT)

可知半径越大，周期越长，由于该卫星为低轨卫星，所以周期小于同步卫星的周期，C错误；

D.为了实现向更高轨道的变轨，卫星首先应该向后喷气实现速度变大，从而做离心运动,

因此D正确；

故选D。

5.C

【详解】

AB.由于斜面粗糙，上滑时，根据牛顿第二定律

mgsin0+/.nngcos0=mat

而下滑时，根据牛顿第二定律

mgsin。一/.imgcos6=ma、

上滑时加速度比下滑时大，即上滑时图象的斜率大于下滑时图象的斜率，A.B错误；

CD.上滑与下滑的位移大小相同，即上滑与下滑图象与时间轴围成的面积大小相等，C正

确，D错误。

故选Co

6.BC

【详解】

AB.小球从。运动到A过程中，只有重力做功，根据机械能守恒定律得

答案第2页，共11页

—mv\+2mgR=mgH

解得

以=12gH_4gR

小球从4点抛出后做平抛运动，运动时间

则小球落到地面时相对于A点的水平位移

2

x=vAt=2-j2RH-4R

故A错误，B正确；

CD.细管可以提供支持力，所以小球到达A点时的速度大于零即可，即

vA=yl2gH-4gR>0

解得

H>2R

所以小球能从细管A端水平抛出的条件是

H>2R

故C正确，D错误。

故选BC。

7.BC

【详解】

A.粒子受到的电场力向左，可知粒子带正电，A错误；

B.对于力3/的粒子，一直在电场中运动，然后通过y轴，水平方向的加速度相同，水平方

向的位移相同，则运动时间相同，B正确；

C.对于上”的粒子，先在电场中向左偏转，然后从电场上边界离开电场，做直线运动到达

y轴上，/?不同时，从电场上边界射出的位置不同，在电场中沿电场线方向的位移不同，则

电场力对粒子做的功不相等，C正确；

D.对于后d的粒子，水平分位移x相等，由可知，运动时间r相等，而竖直分位移

九=叫则〃越大的粒子，进入电场时的速率v也越大；对于力>”的粒子，穿过电场时竖直

答案第3页，共11页

分位移），相等，/?越大，则沿着电场力方向偏转的位移X越小，由可知，在电场中

的运动时间由越短，由y=wo,可知，进入电场时速度v越大，D错误。

故选BC。

8.BC

【详解】

A.金属棒必开始做加速度逐渐减小的变加速运动，不是匀变速直线运动，所以金属棒的

平均速度大于gv,故A错误；

B.由

△①BLx

q==

RR

可知，金属棒下滑的位移

BL

故B正确；

C.产生的焦耳热

Q=『Rl=qlR

而这里的电流/比金属棒的速度为V时的电流/'=华小，所以这一过程中产生的焦耳热小

A

于qBLv,故C正确；

D.金属棒受到的最大安培力

.c,BLvB2I：V

F.J.=BIL=BL------=--------

及RR

故D错误：

故选BC。

9.CDE

【分析】

本题考查热学相关的知识。

【详解】

A.气体总是很容易充满整个容器，这是分子热运动的宏观表现，故A错误：

B.为形成单分子油膜，应将油酸酒精溶液滴入浅盘的水面上，故B错误；

C.温度是分子平均动能的标志，温度升高分子的平均动能增大，分子热运动加剧，但个别

分子的速率可能还会减小，故C正确；

答案第4页，共11页

MoN

D.一个铜原子的体积为二厂，lm3铜所含有的原子数为好，故D正确；

PNAM

E.由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，液面分子间表现为引力，所以液

体表面具有收缩的趋势，故E正确。

故选CDE。

10.ADE

【分析】

本题考查波形图的应用。

【详解】

A.因波向负方向传播，则P点的起振方向向上，故从尸点传到。点需要17,P点到达波峰

4

需要;7,则

4

t.=-T+-T+2T=2s

'44

解得：

T=0.8s

则频率

/=-=—=L25Hz

T0.8

故A正确；

B.由A项可知，"=2；T,则P点振动3丁后向y轴负方向运动，故B错误；

C.质点不随波迁移，故C错误；

D.由题可知：今=瞿=1]7,波传到（一30,0）的质点M需要一个周期，则再经过17此

时M点处于波谷，故D正确；

E.质点M振动情况与尸点相同，只需比较M、P两质点的最大高度差即可，则最大高度差

为40cm,故E正确。

故选ADEo

11.移去ABD篇抖B

【详解】

（1）平衡摩擦力时，移去钩码，长木板右端用垫块抬高，调至适当高度，接通电源，轻推

小车，使纸带上打出的点间距相等.

答案第5页，共11页

（2）当钩码的质量远小于小车的质量时，可以认为小车所受的合力等于钩码的重力，故A

正确；开始实验时，应将祛码放入小车，使得钩码质量远小于小车质量，故B正确：小车

内放入祛码后，不需要重新平衡摩擦力，故C错误；实验研究加速度与力的关系，需保持

小车的总质量不变，所以不需要测出小车的质量，故D正确.

（3）根据逐差法（出-4）-4="（37）2得，加速度a=玖.

（4）a-F图线中图线上端偏离直线的原因是不能满足钩码的质量远小于小车的质量，该误

差属于系统误差，是由实验原理方法引起的.

12.电流/

【详解】

川在测电源电动势与内阻的实验中，应用图象法处理实验数据时，纵轴表示路端电压，横

轴表示电路电流，根据实验所测量的量，横轴应该是电压U与电阻R的比值乡（或电流/）。

A

⑵根据表中的实验数据，在坐标系中描出对应的点，然后根据坐标系中的点作直线，作出

电源的路端电压与电流关系U-/图象如图所示；

⑶图象与电压轴的交点的纵坐标表示电源的电动势，由图象可知，电源电动势为£=2.00Vo

⑷图象的斜率的绝对值等于电源内阻与保护电阻阻值之和，则

E-U

k=r+Ro=---=2.50Q

电源的内阻为

答案第6页，共11页

r=k-Ro=2.5OQ-2.00Q=0.50Q

[5]在该接法中，由于电压表的分流而导致干路电流示数偏小，但电压是准确的，所以电动

势的测量值小于真实值。

I2I2I2

13.(l)RSb；(2)R=k，

5mg8mg2mg

【详解】

(1)设小球受到冲量/后从P点进入轨道时的速度大小为％,由动量定理得

I=mv(i

设小球在。点的速度大小为V,小球从尸到Q,由机械能守恒定律有

„mv2

-^.=2mgR+—

小球能从。点水平抛出，则有

解得

(2)小球从Q点水平抛出后，做平抛运动有

x=vt

2R=；g/

解得

栏=3*-4R)

当

I2

---4R=4R

"g

即

R=----T—<-----Z—

877rg5/?rg

时，X最大；将

I1

---4R=4R

"g

代入x的表达式，可得落地点5到轨道下端P点的最大距离

答案第7页，共11页

,rm=4R=-4-

2m~g

9128307114

14.(1)2x106/s；(2)—xlO6N/C,~T+135xlO8s；(3)ycm

m128

【详解】

(1)粒子从P点进入磁场做匀速圆周运动的轨迹恰好与AB、0B均相切，设轨迹半径为八,

则

v2

qvB(=m—

4

解得八=4cm,v=2xl()6m/s

(2)由几何关系得

OP=r.+—^―

sin。

tan。

102

解得

设粒子从M点运动到P点的过程中加速度大小为G

由运动学公式有

2

v=2atMP

根据牛顿第二定律有

qEt—ma]

解得

答案第8页，共11页

og

a,=—xl04m/s2,£=—X106N/C

1641128

粒子第二次在磁场中的运动轨迹半径设为相，则

Q

解得弓'em

由于

Q为粒子第一次出磁场时在0A的位置，则轨迹圆心在0点，粒子恰好垂直y轴离开

粒子从M点开始运动到刚好进入y轴右侧电场时所用