甘肃省天水市一中高三第四次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

甘肃省天水市一中高三第四次模拟考试新高考物理试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、AB是固定在空中的光滑水平横杆，一质量为M的物块穿在杆AB上，物块通过细线悬吊着一质量为m的小球．现用沿杆的恒力F拉物块使物块、小球一起（保持相对静止）向右运动，细线与竖直方向夹角为θ，则以下说法正确的是（）A．杆对物块的支持力为MgB．细线上的拉力为C．D．物块和小球的加速度为2、电容器是一种常用的电学元件，在电工、电子技术中有着广泛的应用。以下有关电容式传感器在生活中应用说法正确的是（）甲：电容式触摸屏乙：电容式压力传感器丙：电容式油位传感器丁：电容式加速度传感器A．甲图中，手指作为电容器一电极，如果改用绝缘笔在电容式触摸屏上仍能正常操作B．乙图中，力F增大过程中，电流计中的电流从a流向bC．丙图中，油箱液位上升时，电容变小D．丁图中，当传感器由静止突然向左加速，电容器处于充电状态3、2019年10月30日在新疆喀什发生4级地震，震源深度为12km。如果该地震中的简谐横波在地壳中匀速传播的速度大小为4km/s，已知波沿x轴正方向传播，某时刻刚好传到x=120m处，如图所示，则下列说法错误的是（）A．从波传到x=120m处开始计时，经过t=0.06s位于x=360m的质点加速度最小B．从波源开始振动到波源迁移到地面需要经过3s时间C．波动图像上M点此时速度方向沿y轴负方向，动能在变大D．此刻波动图像上除M点外与M点位移大小相同的质点有7个4、据科学家推算，六亿两千万年前，一天只有21个小时，而现在已经被延长到24小时，假设若干年后，一天会减慢延长到25小时，则若干年后的地球同步卫星与现在的相比，下列说法正确的是（）A．可以经过地球北极上空B．轨道半径将变小C．加速度将变大D．线速度将变小5、如图甲所示是法拉第制作的世界上最早的发电机的实验装置。有一个可绕固定转轴转动的铜盘，铜盘的一部分处在蹄形磁体中实验时用导线连接铜盘的中心C。用导线通过滑片与钢盘的边线D连接且按触良好，如图乙所示，若用外力转动手柄使圆盘转动起来，在CD两端会产生感应电动势（）A．如图甲所示，产生感应电动势的原因是铜盘盘面上无数个以C为圆心的同心圆环中的磁通量发生了变化B．如图甲所示，因为铜盘转动过程中穿过铜盘的磁通量不变，所以没有感应电动势C．如图乙所示，用外力顺时针（从左边看）转动铜盘，电路中会产生感应电流，通过R的电流自下而上D．如图乙所示，用外力顺时针（从左边看）转动铜盘，电路中会产生感应电流，通过R的电流自上而下6、如图甲所示，理想变压器原线圈匝数n=200匝，副线圈匝数n2=100匝，交流电压表和交流电流表均为理想电表，两个电阻R的阻值均为125Ω，图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象，下列说法正确的是（）A．通过电阻的交流电频率为100HzB．电压表的示数为250VC．电流表的示数为0.25AD．每个电阻R两端电压最大值为二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，粗糙的水平地面上有三块材料完全相同的木块A、B、C，质量均为m，B、C之间用轻质细绳连接．现用一水平恒力F作用在C上，三者开始一起做匀加速运动，运动过程中把一块橡皮泥粘在某一块上面，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动．则在粘上橡皮泥并达到稳定后，下列说法正确的是A．无论粘在哪个木块上面，系统加速度都将减小B．若粘在A木块上面，绳的拉力减小，A、B间摩擦力不变C．若粘在B木块上面，绳的拉力增大，A、B间摩擦力增大D．若粘在C木块上面，绳的拉力和A、B间摩擦力都减小8、如图所示，倾斜固定放置的带电平行金属板，两板间距为，分别为上板和下板上的点，点高于点，距离大于，连线与上板夹角为，为锐角，平行板间存在水平向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B。一带电荷量为的粒子从直线上的P点沿直线向点运动，初速度大小为，则下列判断正确的是（）A．带电粒子一定受到重力作用 B．上板一定带正电C．带电粒子可能做匀变速直线运动 D．两板间的电场强度可能大于9、如图所示，abcd为固定的水平光滑矩形金属导轨，导轨间距为L左右两端接有定值电阻R1和R2，R1=R2=R，整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向下的匀强磁场中．质量为m的导体棒MN放在导轨上，棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨与棒的电阻．两根相同的轻质弹簧甲和乙一端固定，另一端同时与棒的中点连接．初始时刻，两根弹簧恰好处于原长状态，棒获得水平向左的初速度，第一次运动至最右端的过程中Rl产生的电热为Q，下列说法中正确的是A．初始时刻棒所受安培力的大小为B．棒第一次回到初始位置的时刻，R2的电功率小于C．棒第一次到达最右端的时刻，两根弹簧具有弹性势能的总量为D．从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的电热大于10、CD、EF是两条水平放置的阻值可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L，在水平导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的长度为d，如图所示导轨的右端接有一电阻R，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接将一阻值也为R的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为μ，则下列说法中正确的是（）A．电阻R的最大电流为B．流过电阻R的电荷量为C．整个电路中产生的焦耳热为D．电阻R中产生的焦耳热为三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）为了粗略测量电阻，小明同学用量程为5mA的毫安表、电动势为3V的电池、0~999.9Ω)的电阻箱制作了一块简易欧姆表，电路如图所示：（1）为制作欧姆表，__准确测量毫安表的内阻（填“需要”或“不需要”）；（2）进行欧姆调零之后，用该表测量某电阻时，a表笔是__表笔（填“红”或“黑”），此时毫安表读数为2.5mA，则待测电阻阻值为____Ω；（3）如果在毫安表两端并联一个电阻，其余电路均不变，表盘中间刻度对应的电阻值___（填“变大”、“变小”或“不变”）；（4）该欧姆表用久后，电池老化造成电动势减小，内阻增大，但仍能进行欧姆调零，则用其测得的电阻值___真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）。12．（12分）如图所示，用做平抛运动实验的装置验证机能守恒定律。小球从桌面左端以某一初速度开始向右滑动，在桌面右端上方固定一个速度传感，记录小球离开桌面时的速度（记作v）。小球落在地面上，记下落点，小球从桌面右边缘飞出点在地面上的投影点为O，用刻度尺测量落点到O点的距离x。通过改变小球的初速度，重复上述过程，记录对应的速度v和距离x。已知当地的重力加速度为g。若想验证小球在平抛运动过程中机械能守恒，只需验证平抛运动过程的加速度等于重力加速度即可。（1）某同学按如图所示测量高度h和水平距离x，其中存在测量错误的是________（填“h”或“x”），正确的测量方法应是________。（2）若小球在下落过程中的加速度为a，则x与v的关系式为x=________。（3）该同学在坐标纸上画出了纵、横坐标，以为纵坐标，画出的图象为一条过原点的直线，图线的斜率为k，那么该同学选择________为横坐标，根据平抛运动得到的加速度为________。然后与比较，若两者在误差允许范围内相等，就验证了小球在平抛运动过程中机械能守恒。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，直线MN上方有平行于纸面且与MN成45°的有界匀强电场，电场强度大小未知；MN下方为方向垂直于纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度大小为B。现从MN上的O点向磁场中射入一个速度大小为v、方向与MN成45°角的带正电粒子，该粒子在磁场中运动时的轨道半径为R。该粒子从O点出发记为第一次经过直线MN，第五次经过直线MN时恰好又通过O点。不计粒子的重力。（1）画出粒子在磁场和电场中运动轨迹的草图并求出粒子的比荷大小；（2）求出电场强度E的大小和第五次经过直线MN上O点时的速度大小；（3）求该粒子从O点出发到再次回到O点所需的时间t。14．（16分）如图所示，电源电动势，内阻，闭合开关后，标有“、”的灯泡恰能正常发光，电流表为理想电流表，求：(1)电流表的示数是多少安培；(2)电阻等于多少欧姆；(3)电源的输出功率等于多少瓦特。15．（12分）如图所示，质量m的小环串在固定的粗糙竖直长杆上，从离地h高处以一定初速度向上运动，运动过程中与长杆之间存在大小的滑动摩擦力．小环能达到的最大高度为3h，求：(1)小环从h高处出发至第二次经过2h高处过程中，重力做功和摩擦力做功分别为多少？(2)在高中我们定义“由相互作用的物体的相对位置决定的能量”叫势能，如相互吸引的物体和地球，其相对位置关系决定重力势能．对比(1)问中两力做功，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念．(3)以地面为零势能面．从出发至小环落地前，小环的机械能E随路程s的变化关系是什么？

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、C【解析】

对小球和物块组成的整体，分析受力如图1所示，根据牛顿第二定律得：水平方向：，竖直方向：．故A错误；以小球为研究对象，分析受力情况如图2所示，由牛顿第二定律得：；,故B错误；对整体在水平方向：，故选项C正确，选项D错误．【点睛】以小球和物块整体为研究对象，分析受力，根据牛顿第二定律研究横杆对M的摩擦力、弹力与加速度的关系．对小球研究，根据牛顿第二定律，采用合成法研究细线与竖直方向的夹角、细线的拉力与加速度的关系．2、D【解析】

A．甲图中，绝缘笔与工作面不能形成一个电容器，所以不能在电容屏上进行触控操作。故A错误。B．乙图中，力F增大过程中，电容器极板间距减小，电容变大，电容器充电，电流计中的电流从b流向a，选项B错误；C．丙图中，油箱液位上升时，正对面积变大，电容变大，选项C错误；D．丁图中，当传感器由静止突然向左加速，电介质插入电容器，电容变大，电容器处于充电状态，选项D正确。故选D。3、B【解析】

A．根据图像可知，波长为60m，波速为4km/s，所以可得周期为0.015s，0.06s的时间刚好是整数个周期，可知横波刚传到360m处，此处质点开始从平衡位置向-y方向运动，加速度最小，A正确，不符题意；B．波在传播的时候，波源没有迁移，B错误，符合题意；C．波的传播方向是向右，所以根据同侧法可知，波动图像上M点此时速度方向沿y轴负方向，动能在变大，C正确，不符题意；D．过M点作水平线，然后作关于x轴的对称线，可知与波动图像有7个交点，所以此刻波动图像上除M点外与M点位移大小相同的质点有7个，D正确，不符题意。本题选错误的，故选B。4、D【解析】

AB．由万有引力提供向心力得解得当周期变大时，轨道半径将变大，但依然与地球同步，故轨道平面必与赤道共面，故A、B错误；C．由万有引力提供向心力得可得轨道半径变大，则加速度减小，故C错误；D．由万有引力提供向心力得可得轨道半径变大，则线速度将变小，故D正确；故选D。5、C【解析】

AB．外力摇手柄使得铜盘转动产生感应电动势的原因是铜盘盘面上无数个沿半径方向的铜棒在切割磁感线而产生的，故AB错误；CD．若用外力顺时针(从左边看)转动铜盘时，根据右手定则可得感应电流方向为C到D(电源内部)，D端是感应电动势的正极，所以通过R的电流自下而上，故C正确，D错误。故选C。6、C【解析】

A．由图乙知T=

0.02s，则=50Hz，变压器不改变交流电的频率，所以输出交流电的频率仍为50Hz，A错误；B．由可知，电压表的示数125VB错误；C．由于电压表0.5A又，则电流表的示数0.25AC正确；D．每个电阻R两端电压最大值为UmR=0.5×125×=VD错误。故选C.二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、AD【解析】A、因无相对滑动，所以，无论橡皮泥粘到哪块上，根据牛顿第二定律都有：，a都将减小．A正确；

B、若粘在A木块上面，以C为研究对象，受F、摩擦力μmg、绳子拉力T，，则得：，a减小，F、μmg不变，所以，T增大，对A：，a减小，即减小，B错误；

C、若粘在B木块上面，a减小，以A为研究对象，m不变，由知，A所受摩擦力减小，以C为研究对象，，T增大，故C错误；

D、若粘在C木块上面，a减小，对A有：，可知A的摩擦力减小，以AB为整体，有，得：，则T减小，D正确；故选AD．8、AB【解析】

C．带电粒子在复合场中一定受洛伦兹力而做直线运动，一定为匀速运动，选项C错误；A．带电粒子沿做匀速直线运动，根据左手定则可知洛伦兹力垂直方向向上，而电场力方向垂直平行板向下，此二力不在一条直线上，可知一定受重力，选项A正确；B．带电粒子只受三个力，应用矢量三角形定则可知洛伦兹力垂直向上，则粒子带正电，选项B正确；D．为锐角，可知和两个力成锐角，此二力合力大于，又重力和电场力的合力大小等于，即，即，选项D错误。故选AB。9、BD【解析】

A.由F=BIL及I==，得安培力大小为FA=BIL=，故A错误；B.由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，由动能定理得：当棒再次回到初始位置时，速度小于v0，棒产生的感应电动势小于BLv0，则R2的电功率小于，故B正确；C.由能量守恒得知，当棒第一次达到最右端时，物体的机械能全部转化为整个回路中的焦耳热和甲乙弹簧的弹性势能，两个电阻相同并联，故产生的热量相同，则电路中产生总热量为2Q，所以两根弹簧具有的弹性势能为，故C错误；D.由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，棒第一次达到最左端的过程中，棒平均速度最大，安培力平均值最大．从初始时刻到第一次运动至最右端的过程中电路中产生总热量为2Q，则从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路中产生的焦耳热应大于×2Q，故D正确．10、ABC【解析】

金属棒在弯曲轨道下滑时，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律或动能定理可以求出金属棒到达水平面时的速度，由求出感应电动势，然后求出感应电流；由可以求出流过电阻R的电荷量；克服安培力做功转化为焦耳热，由动能定理（或能量守恒定律）可以求出克服安培力做功，得到导体棒产生的焦耳热。【详解】A．金属棒下滑过程中，由机械能守恒定律得所以金属棒到达水平面时的速度金属棒到达水平面后进入磁场受到向左的安培力做减速运动，则导体棒刚到达水平面时的速度最大，所以最大感应电动势为，最大的感应电流为故A正确；B．流过电阻R的电荷量为故B正确；C．金属棒在整个运动过程中，由动能定理得则克服安培力做功所以整个电路中产生的焦耳热为故C正确；D．克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒产生的焦耳热为故D错误。故选ABC。【点睛】解决该题需要明确知道导体棒的运动过程，能根据运动过程分析出最大感应电动势的位置，熟记电磁感应现象中电荷量的求解公式。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、不需要红600变小大于【解析】

（1）[1]欧姆表的工作原理而即则不用确定出Rg的值；根据工作原理可求得相应电流对应的电阻值。（2）[2]右表笔接欧姆档的内部电源的正极，根据所有测量都满足红进黑出向右偏的规律，可知右表笔b为黑表笔，左表笔a为红表笔；[3]毫安表读数2.5mA是表头满偏电流5mA的一半，有可知此时的待测电阻值刚好等于欧姆表内阻，有Ω=600Ω（3）[4]在毫安表两端并联一个电阻后，有其欧姆内阻为，阻值变小，即中值刻度值变小。（4）[5]电池电动势减小了，则欧姆调零后，欧姆表的内阻故欧姆表的内阻减小了，由于欧姆表的中值电阻等于欧姆表的内阻，故实际测量时，当读数为600Ω，实际电阻是小于600Ω的，故测量值大于实际电阻值。12、h从桌面到地面的距离v【解析