2021年江苏省南通市高考物理考前练习试卷（四模）(含答案详解)

2021年江苏省南通市高考物理考前练习试卷（四模）

一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）

1.下列说法正确的是（）

A.爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了相对论

B.康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量

C.卢瑟福根据a粒子散射实验提出了原子核式结构模型

D./?衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的

2.2018年5月9日首颗高光谱观测星高分五号成功发射，为美丽中国建设-.

再添“慧眼”。高分五号在距离地面705公里的轨道上运行，像是一个.-

“全能运动员”,在国内首次运用高光谱/多光谱对地成像观测、天底口..

观测、掩星观测、海洋耀斑观测、多角度观测、偏振观测等多种探测手

段，是国内探测手段最多的光学遥感卫星。之前高分一号、高分二号、高分三号、高分四号已

经成功发射，其中高分四号是一颗地球同步卫星，它能做到24小时凝视祖国大地，哪里有森林

火灾，哪里有泥石流，哪里地壳发生变化等等，它都能“明察秋毫”，及时预警。下列关于“高

分系列”描述正确的是（）

A.高分四号的运行速度大于高分五号运行速度

B.高分四号的运行周期大于高分五号运行周期

C.高分五号的发射速度要大于11.2/an/s

D.为了便于测控，高分四号相对于地面静止于北京飞控中心的正上方

3.在做“用油膜法估测分子的大小”实验时，先配制好一定浓度的，|匕温：中，”散网

油酸酒精溶液，并得到1滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积为匕往浅

盘里倒入约2cm深的水，然后将琲子粉均匀地撒在水面上。用注\\2_匕亍

射器往水面上滴1滴油酸酒精溶液，油酸立即在水面散开，形成一

块薄膜，薄膜上没有排子粉，可以清晰地看出它的轮廓，如图所示。待薄膜形状稳定后量出它

的面积为S.在这个实验中，下列说法正确的是（）

A.根据d=（就可以粗略地测量酒精分子的直径

B.根据d=（就可以精确地测量油酸分子的直径

C.选择油酸作为被测物质，是因为油酸的物理性质有助于油酸在水面上形成单分子膜

4.关于分子动理论的规律，下列说法正确的是（）

A.已知某种气体的密度为p,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为刈，若认为气体分子为球形,

则该气体分子的直径可以表示为

B.布朗运动是指悬浮在液体里的微小固体颗粒的运动

C.压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体分子间存在斥力的缘故

D.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡,

用来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量是内能

如图所示，一个有界匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，一个

II

矩形闭合导线框abed,沿纸面由位置甲（左）匀速运动到位置乙（右）,II

y—t

甲

则（）

A.导线框进入磁场时，感应电流方向为aTdrc—bfa

B.导线框离开磁场时，感应电流方向为a-d-CTbra

c.导线框离开磁场时，受到的安培力为零

D.导线框进入磁场时，受到的安培力为零

6.一定质量的理想气体经过一系列变化过程，如图所示，下列说法中正确的

是（）

A.a—b过程中，气体体积变小，温度降低

B.b-c过程中，气体温度不变，体积变小

C.era过程中，气体体积变小，压强增大

D.c—a过程中，气体压强增大，体积变小

7.如图所示，是物体做简谐运动的％-t图象，以下说法不正确的是（）

A.物体振幅在-2cm到2cm之间变化

B.1s末物体速度方向沿x轴负方向

C.1.5s时物体的位移最大加速度最大

D.2s末物体的速度最大，动能最大

8.一个电压表由电流表G与电阻R串联而成，如图所示，若在使用中发现此电

压表的读数总比准确值稍小些，采用下列哪种措施可能加以改进（），

A.在R上并联一个比R小得多的电阻

B.在R上并联一个比R大得多的电阻

C.在R上串联一个比R小得多的电阻

D.在R上串联一个比R大得多的电阻

9.如图所示，图中MN是由负点电荷产生的电场中的一条电场线.一4a

带正电粒子q飞入电场后，只在电场力作用下沿图中虚线运动，a、M---------------T---------N

b是该曲线上的两点，则下列说法正确是（）

A.该电场的场源电荷在N端

B.a点的电场强度大于b点的电场强度

C.a点的电势低于b点的电势

D.粒子在a点的电势能大于在b点的电势能

10.如图所示，电梯的顶部挂有一个弹簧秤，秤下端挂了一个重物，电梯匀速直

线运动时，弹簧秤的示数为10N.在某时刻电梯中的人观察到弹簧秤的示数变

为12N,下列说法正确的是（）

A.电梯可能向上加速运动

B.电梯可能向上减速运动

C.电梯可能向下加速运动

D.电梯可能向下匀速运动

二、实验题（本大题共1小题，共15.0分）

11.图示为做“碰撞中的动量守恒”的实验装置。

（1）在做“验证动量守恒定律”的实验中，实验必须要求的条件是。

4.斜槽轨道必须是光滑的

B.斜槽轨道末端的切线是水平的

C.入射球每次都要从同一高度由静止滚下

D入射球与被碰球的直径相同

（2）入射小球的质量应_____（选填“大于”、“等于”或“小于”）被碰小球的质量。

(3)设入射小球的质量为m1，被碰小球的质量为爪2,P为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式

mrOP=(用？Hi、机2及图中字母表示)成立，即表示碰撞中动量守恒。

三、计算题(本大题共4小题，共45.0分)

12.如图所示，一玻璃工件折射率为“，左侧是半径为R的半球体，右侧是长为8R、直径为2R的圆柱

体。一细束光线频率为f,沿半球体半径方向射入工件，最终这束光都能到达圆柱体的右端面,

忽略光在圆柱体端面的反射，已知光在真空中的传播速度为C。求：

(1)光在玻璃工件中的波长；

(2)光在工件中传播所需最长时间。

13.如图所示，光滑、足够长的平行金属导轨MN、PQ的间距为I,所

在平面与水平面成。角，处于磁感应强度为B、方向垂直于导轨平

面向上的匀强磁场中。两导轨的一端接有阻值为R的电阻。质量为

电阻为r的金属棒ab垂直放置于导轨上，且TH由一根轻绳通过

一个定滑轮与质量为M的静止物块相连，物块被释放后，拉动金属棒ab加速运动H距离后，金

属棒以速度v匀速运动。求：(导轨电阻不计)

(1)金属棒ab以速度。匀速运动时两端的电势差(7血；

(2)物块运动”距离过程中电阻R产生的焦耳热QR。

14.如图，半径为r的圆筒水平固定放置，与圆筒轴线0。'等高处有两小孔P、Q,P、Q分布在圆筒

轴线的两侧，沿圆筒轴线方向的距离为3沿圆筒轴线方向加有同向的匀强磁场与匀强电场。一

质量为m、带电荷量为+q的粒子以速度"从P孔垂直圆筒壁射入圆筒内，最后从Q孔射出。粒子

与圆筒壁碰撞时电荷量与动能均无损失，重力不计。求：

(1)满足题中条件的磁感应强度B及粒子在圆筒内的运动时间;

(2)电场强度E的大小。

15.如图所示，坐标系xOy在竖直平面内，长为L的水平轨道4B光滑且绝缘，B点坐标为(0,当L),有

一质量为粗、电荷量为+q的带电小球(可看成质点)被固定在4点.已知在第一象限内分布着互相

垂直的匀强电场和匀强磁场，电场方向竖直向上，场强大小E2=詈，磁场为水平方向(在图中

垂直纸面向外)，磁感应强度大小为B；在第二象限内分布着沿x轴正向的水平匀强电场，场强大

小用=鬻现将带电小球由4点从静止释放,设小球所带的电量不变•试求:

(1)小球运动到B点的速度大小;

(2)小球第一次落地点与。点之间的距离;

(3)小球从开始运动到第一次落地所经历的时间.

参考答案及解析

1.答案：C

解析：解：4、爱因斯坦提出了光子假说，建立了光电效应方程，故A错误；

8、康普顿效应表明光子既具有能量，也具有动量，故8错误；

C、卢瑟福根据a粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故C正确；

。、0衰变所释放的电子是原子核内1个中子转化为1个质子和1个电子，释放出一个电子，不是核外

的电子电离形成的，故。错误。

故选：Co

爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程；康普顿效应表明光子有能量，也有动量；

卢瑟福通过分析a粒子散射实验结果，建立了原子的核式结构模型；夕衰变所释放的电子是原子核内

1个中子转化为1个质子和1个电子，释放出一个电子。

本题考查光电效应方程、康普顿效应的意义及a粒子散射实验等等知识，理解0衰变本质是解答的关

键。

2.答案：B

解析：解：同步卫星的高度大于高分五号卫星，则其轨道半径大于高分五号的轨道半径

万有引力提供向心力：G=m~=^na)2r==ma

解得“=栏①7=V=2兀居②"=栏③a=等④

A、由u=杵可知半径大的线速度小，则A错误

B、由7=①=2〃叵可知半径大的周期大，则8正确

v7GM

C、卫星的发射速度要在第一宇宙速度与第二宇宙速度之间，则C错误

。、高分四号为同步卫星，则其只能在赤道上空，不会位于北京的上方，则。错误

故选：Bo

同步卫星的高度大于高分五号卫星，则其轨道半径大于高分五号的轨道半径，由万有引力提供向心

力，根据万有引力定律和牛顿第二定律列式比较线速度、周期、向心加速度的大小动能等的表达式，

由此可以判断各个选项。

根据万有引力提供向心力，列出等式表示出所要比较的物理量。了解同步卫星的含义，即同步卫星

的周期必须与地球自转周期相同。

3.答案：C

解析：解：AB,根据d=?就可以粗略地测量油酸分子的直径，并不是酒精分子的直径，也不能精

确测量的，故AB错误；

C、依据实验原理，要形成单分子膜，因此油酸的物理性质有助于油酸在水面上形成单分子膜，故C

正确；

故选：C。

根据算出油酸薄膜的面积，油分子直径的数量级为10-1°加，油膜为单分子的油膜，由此可求出油酸

体积。

本题考查“用单分子油膜估测分子大小”实验的实验原理和数据处理，属于简单基础题目。

4.答案:B

解析：解：4、已知某种气体的密度为p,摩尔质量为M,则该气体的摩尔体积%=念，把分子看

成立方体模型，则有％=d3,解得该气体分子之间的平均距离d=忌，故A错误；

8、布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒，受到液体分子的频繁碰撞而产生的运动，故B正确；

C、气体压缩可以忽略分子间作用力，压缩气体时气体会表现出抗拒压缩的力是由于气体压强的原因，

故C错误；

D.如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定处于热平衡，用

来表征它们所具有的“共同热学性质”的物理量叫做温度，不是内能，故。错误；

故选：B。

正确理解布朗运动的实质、特点；分子热运动的特点以及气体压强的微观意义；理解热力学的定律，

从而即可一一求解。

本题考查了分子动理论的有关知识，对于这些知识平时要注意加强理解记忆，同时注意气体分子的

模型，及布朗运动的实质，最后会区分分子斥力与气体压强的不同。

5.答案：A

解析：解：4、线框进入磁场时，穿过线框的磁通量增大，磁场方向垂直于纸面向外，根据楞次定律

可知感应电流的磁场方向磁场方向垂直于纸面向里，由安培定则知感应电流方向为：a-d-CT

bta.故A正确；

8、.导线框离开磁场时，磁通量减小，磁场方向垂直于纸面向外，根据楞次定律可知感应电流的磁场

方向磁场方向垂直于纸面向外，由安培定则知感应电流方向为：a—bTCTd—a.故B错误;

C、导线框离开磁场时，由左手定则可知，受到的安培力方向水平向左，故C错误；

。、导线框进入磁场时，由左手定则可知，受到的安培力方向水平向左，故。错误；

故选：Ac

线框进入时cd边切割磁感线，出来时ab边切割磁感线，根据楞次定律或右手定则可以判断出感应电

流方向，由左手定则判断安培力方向。

本题运用楞次定律判断电流的方向，也可以由右手定则进地判断，体会二者间的关系。对于安培力

的方向，也可以根据楞次定律直接判断。

6.答案：A

解析：解：A、a-b过程中，气体压强不变，温度降低，根据盖・吕萨克定律:=C得知，体积应减

小，故A正确；

B、b-c过程中气体的温度保持不变，即气体发生等温变化；根据玻意耳定律pV=C得知，由于压

强减小，故体积增大，故B错误；

CD、c—a过程中，由图可知，p与7成正比，过坐标原点，则气体发生等容变化，体积不变，故

错误；

故选：Ao

a—b过程中，气体压强不变，温度降低，根据盖•吕萨克定律分析体积的变化；b-c过程中气体的

温度保持不变，即气体发生等温变化，根据玻意耳定律分析体积的变化；era过程中气体的体积保

持不变，温度升高，压强增大。

从p-7上找出各物理量之间的关系，分析气体的变化过程，根据气态方程进行分析，是我们解决此

类问题的突破口。

7.答案：A

解析：解：4、简谐运动的振幅是不变的，由图知振幅4=2cm,故4不正确.

B、1s末图线切线的斜率为负值，说明物体速度沿x轴负方向，故8正确.

C、1.5s时物体的位移为负向最大，根据简谐运动的特点，此刻加速度为正向最大，故C正确.

。、2s末物体的位移为零，经过平衡位置，速度和动能都最大，故。正确.

本题选不正确的，故选：A.

位移时间图象的斜率等于速度，根据斜率的正负判断速度的方向：根据位移分析物体的位置，即可

判断速度、加速度和动能的大小.

本题考查对振动图象的认识.

8.答案：B

解析：解：电压表由表头G和电阻R串联而成，发现此电压表的读数比准确值稍微小一些，说明加上

相同电压时，流过表头的电流偏小；要使电流适当大些，故需要略微减少电阻R的值，可以与电阻R

并联电阻实现，但电压表的读数比准确值稍微小一些，故并联电阻要比R大得多，故AC。错误，B

正确；

故选：B.

此电压表的读数比准确值稍微小一些，故加上相同电压时，要使电流适当大些，故需要略微减少电

阻R的值.

知道电压表的改装原理、应用串并联电路特点即可即可正确解题；改装后电压表示数偏小，需要减

小串联电阻阻值，改装后电压表示数偏大，需要增大串联电阻阻值.

9.答案:D

解析：解：4、正粒子受到的电场力向左，故负电荷产生的场强由W指向M,场源电荷在M点，故4

错误；

BC、根据负电荷周围电场分布特点可知：a点的电场强度小于b点的电场强度，a点的电势高于b点的

电势，故8c错误；

D、粒子从a运动到b的过程中，电场力做正功，电势能减小，粒子在a点的电势能大于在b点的电势

能，故。正确。

故选：Do

解答本题的突破口是根据粒子的运动轨迹确定其所受电场力方向，从而确定电场线MN的方向以及负

点电荷的位置，然后根据负点电荷周围电场分布情况，进一步解答.

依据带电粒子的运动轨迹确定其所受电场力方向是解决带电粒子在电场中运动问题的突破口，然后

可进一步根据电场线、电场力做功等情况确定电势、电势能的高低变化情况.

10.答案：A

解析：解：电梯匀速直线运动时，弹簧秤的示数为10N,知重物的重力：

G=mg=10N

当弹簧秤的示数变为12N时，对重物，由牛顿第二定律有：F-mg=ma

解得：a=2m/s2,方向竖直向上，速度可能向上，也可能向下，则电梯可能向上做加速运动，也

可能向下做减速运动。故A正确，BCD错误；

故选：Ao

对重物受力分析，根据牛顿第二定律得出重物的加速度大小和方向，从而得出电梯的加速度大小和

方向，从而判断出电梯的运动规律.

解决本题的关键是要知道重物和电梯具有相同的加速度，根据牛顿第二定律进行分析，通过加速度

判断电梯的运动情况.

11.答案：BCD大于7711。"+m2。可

解析：解：(1)48、斜槽不一定光滑，但末端一定要水平，这样才能保证碰撞前后小球做平抛运动，

故力错误，B正确;

C、为了使小球每次到槽口的速度相等，则要让入射小球在斜槽的同一位置由静止释放，故C正确；

。、只有两球的直径相等才能是对心碰撞，故。正确。

故选：BCD

(2)只有入射球的质量被告碰小球的质量，才不致于使入射小球反弹而影响碰撞后动量的确定。

(3)由题意，碰撞前入射球的速度/=与，碰撞后入射球的速度%，=竽被碰球的速度0'=半，

若碰撞前后动量守恒：m1%=巾1/'+m2v2',联立化简得到：mAOP=m1OM+m2ON-

故答案为：(l)BCD；(2)大于；(3)jniOM+ni2ON

(1)(2)根据实验的注意事项解答即可；

(3)碰撞前后小球都做竖直位移相同的平抛运动，碰撞前后的速度可以用水平位移代替；从而由动量

守恒倒推出要验证的表达式。

验证动量守恒定律中，学会在相同高度下，水平射程来间接测出速度的方法，掌握两球平抛的水平

射程和水平速度之间的关系，是解决本题的关键。

12.答案：解：(1)光在玻璃工件中的速度"二:①

由波长4=/②

由①②式解得：光在玻璃工件中的波长4=/

(2)设光线在圆柱体中发生全反射时的入射角为a,传播到右端面的路程为s,则

sina=?③

光在工件中传播所需时间t=中④

即t=(旦+1)”，当a为最小值时，t有最大值，此时

smac

sina=-n(5)

由③④⑤式得=贮皿

答：

(1)光在玻璃工件中的波长是

(2)光在工件中传播所需最长时间是一理。

C

解析：(1)根据光速公式。=5、波速公式9="以及光的频率与介质无关，来求光在玻璃工件中的

波长；

(2)使光在工件中传播所需时间最长，必须使光在工件中通过的路程最长，光在工件侧壁发生全反射,

根据几何关系和临界角公式sinC=Z求光在工件中最长的光程，由u=：求光在工件中传播速度，从

nn

而求得最长的传播时间。

解答本题的关键是充分利用已知条件和题目中隐含的条件，运用数学知识解出光路和角度的大小关

系，再利用折射定律和速度公式可求出答案。

13.答案：解：(1)金属棒ab以速度-匀速运动时，产生的感应电动势大小为：E=Blv

由闭合电路欧姆定律得：/=/-

金属棒ab两端的电压大小为：U=IR

解得：U二鬻

由右手定则可得金属棒ab中的电流方向由a到b,

可知4匕为负值，故有：Uab=

(2)物块运动H距离过程中，设整个回路产生的焦耳热为Q,由能量守恒定律得：

11

MgH—mgHsinO+-mv9z+7+Q

由焦耳定律得：

Q=/2(R+r)

QR=l2Rt

解得：QR=［(M—ms讥—+")/］言；

答：(1)金属棒ab以速度u匀速运动时两端的电势差为-篝：

(2)物块运动H距离过程中电阻R产生的焦耳热为［(M-心讥。)gHm+河川］3*

解析：(1)根据法拉第电磁感应定律求解产生的感应电动势大小，由闭合电路欧姆定律求解金属棒ab

两端的电势差t/她；

(2)由能量守恒定律结合焦耳定律求解电阻R产生的焦耳热QR。

对于电磁感应问题研究思路常常有两条：一条从力的角度，根据牛顿第二定律或平衡条件列出方程;

另一条是能量，分析涉及电磁感应现象中的能量转化问题，根据动能定理、功能关系等列方程求解。

14.答案：解：(1)设粒子绕了(k+勺圈，撞了n次，有？=空詈

根据牛顿第二定律有

由几何关系有R=rtan^

联立解得8=举呜制

由于6＜九，有k=0,1,2,3…71取正整数

।八n-2k

由。=兀一O=Q兀

aa2mnma

n

t=(n+l)^=(n+l)-.—=(+D词

得2k)fan需

(2)沿轴方向，粒子做匀加速直线运动，有L=：苧2

2mLv222k7T+7i

可得E

qn2r2(n-2k}22(n+l)

答:

(1)满足题中条件的磁感应强度B是券cot|黑，粒子在圆筒内的运动时间是(n-2k)?tan券含;

2mLv2

(2)电场强度E的大小是

qn2r2(n-2k}2

解析：(1)采用运动的分解法研究：粒子在竖直平面内做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，由

牛顿第二定律和几何知识结合求得8.根据粒子转过的圈数，结合周期求运动时间。

(2)沿轴的方向粒子做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律和位移时间公式求E