湖南省衡阳县第五中学高三第四次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

湖南省衡阳县第五中学高三第四次模拟考试新高考物理试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、基于人的指纹具有终身不变性和唯一性的特点，发明了指纹识别技术．目前许多国产手机都有指纹解锁功能，常用的指纹识别传感器是电容式传感器，如图所示．指纹的凸起部分叫“嵴”，凹下部分叫“峪”．传感器上有大量面积相同的小极板，当手指贴在传感器上时，这些小极板和正对的皮肤表面部分形成大量的小电容器，这样在嵴处和峪处形成的电容器的电容大小不同．此时传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，电容值小的电容器放电较快，根据放电快慢的不同，就可以探测到嵴和峪的位置，从而形成指纹图象数据．根据文中信息，下列说法正确的是()A．在峪处形成的电容器电容较大B．在峪处形成的电容器放电较慢C．充电后在嵴处形成的电容器的电荷量大D．潮湿的手指头对指纹识别绝对没有影响2、用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（取）A． B． C． D．3、如图，某同学将一足球静止摆放在收纳架上。他估测得足球的直径约为20cm，质量约为0.48kg，收纳架两根平行等高的横杆之间的距离d约为12cm。忽略足球的形变以及球与横杆之间的摩擦，重力加速度g取10m/s2，则可估算出一根横杆对足球的弹力约为（）A．2.4N B．3.0N C．4.0N D．4.8N4、如图甲所示，AB两绝缘金属环套在同一铁芯上，A环中电流iA随时间t的变化规律如图乙所示，下列说法中正确的是（）A．t1时刻，两环作用力最大B．t2和t3时刻，两环相互吸引C．t2时刻两环相互吸引，t3时刻两环相互排斥D．t3和t4时刻，两环相互吸引5、嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示．假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力．则（）A．嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段桶圆轨道时，应让发动机点火使其加速B．嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度C．嫦娥三号在环月段椭圆轨道上Q点的速度大于月段圆轨道的速度D．若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，则可算出月球的密度6、如图所示，两个小球用长为1m的细线连接，用手拿着球，球竖直悬挂，且A、B两球均静止。现由静止释放球，测得两球落地的时间差为0.2s，不计空气阻力，重力加速度，则球释放时离地面的高度为A．1.25mB．1.80mC．3.60mD．6.25m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、2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”探测器成功在月球背面着陆，标志着我国探月航天工程达到了一个新高度，如图所示为“嫦娥四号”到达月球背面的巡视器。已知地球质量大约是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍。不考虑地球、月球自转的影响，则下列判断中最接近实际的是（）A．地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比为9：4B．地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比为81：16C．地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为9：2D．地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为2：98、下列关于热学现象的说法，正确的是。A．在水中撒入适量花椒粉，加热发现花椒粉在翻滚，说明温度越高，布朗运动越剧烈B．为了把地下的水分引上来，采用磙子将地面压紧，是利用了毛细现象C．将与水面接触的干净玻璃板提离水面，实验时发现拉力大于玻璃板重力，主要原因是玻璃板受大气压力D．密闭容器内的液体经很长时间液面也不会降低，但容器内仍有液体分子飞离液面E.同等温度下，干湿泡湿度计温度差越大，表明该环境相对湿度越小9、如图甲所示，两个点电荷Q1、Q2固定在z轴上，其中Qi位于原点O，a、b是它们连线延长线上的两点。现有一带负电的粒子q以一定的初速度沿z轴从a点开始经b点向远处运动（粒子只受电场力作用），设粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度随坐标x变化的图象如图乙所示，则以下判断正确的是A．ab连线的中点电势最低B．a点的电势比b点的电势高C．x=3L处场强一定为零D．Q2带负电且电荷量小于Q110、科学家通过实验研究发现，放射性元素有92238U有多种可能的衰变途径：92238U先变成83210Bi，83210Bi可以经一次衰变变成81aA．a=211,b=82B．①是α衰变，②是β衰变C．①是β衰变，②是α衰变D．92238U经过7次α衰变5次β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）在某次“描绘小灯泡伏安特性曲线”的实验中，所选用的实验器材有∶A．小灯泡“2.5V0.2A”B．电流表0~0.6A~3A（内阻未知）C．电压表0~3V~15V（内阻未知）D．滑动变阻器“2A20Ω”E.电源（两节旧的干电池）F.开关一个，导线若干(1)当开关闭合时，图中滑动变阻器的滑片应该置于___________（填“左”或“右”）端。(2)实验中，当滑片P向左移动时，电路中的电流表的示数变___________（填“大”或“小”）。(3)本次实验用电池对数据处理有没有影响？___________（填“有”或“没有”）。(4)依据实验结果数据作出的图像可能是图中的___________。A．B．C．D．12．（12分）晓宇为了测量一段长度为L的金属丝的电阻率，进行了如下的实验操作。(1)首先用多用电表中“×10”的欧姆挡对该金属丝进行了粗测，多用电表调零后用红黑表笔连接在金属丝的两端，其示数如图甲所示，则该金属丝的阻值R约为____Ω；(2)接着对该金属丝的电阻进行了精确的测量，其中实验室提供了如下实验器材电流表A1（0~5mA，r1=50Ω）、电流表A2（0~0.6A，r2=0.2Ω）、电压表V(0~6V，ｒv≈1.5kΩ）、滑动变阻器R（额定电流2A，最大阻值为15Ω）、10Ω的定值电阻R1、500Ω的定值电阻R2内阻可忽略不计的电源（E=6V）、开关一个、导线若干、螺旋测微器、刻度尺。①利用螺旋测微器测量待测金属丝的直径，其示数如图乙所示，则金属丝的直径D＝____mm；②请将实验电路画在虚线框中，并注明所选仪器的标号____；③为了求出电阻率，则需测量的物理量有___（并写出相应的符号），该金属丝的电阻率的表达式为ρ=___（用已知量和测量量表示）。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，直角三角形ABC为一棱镜的横截面，∠A=90°，∠B=30°．一束光线平行于底边BC射到AB边上并进入棱镜，然后垂直于AC边射出．（1）求棱镜的折射率；（2）保持AB边上的入射点不变，逐渐减小入射角，直到BC边上恰好有光线射出．求此时AB边上入射角的正弦．14．（16分）如图所示，质量为m1＝1kg的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的AB部分是半径为R＝0.3m的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧．滑道CD部分粗糙，长为L＝0.1m，动摩擦因数μ＝0.10，其他部分均光滑．现让质量为m1＝1kg的物块(可视为质点)自A点由静止释放，取g＝10m/s1．求：(1)物块到达最低点时的速度大小；(1)在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能；(3)物块最终停止的位置．15．（12分）某透明材料做成的梯形棱镜如图甲所示，AB//CD，∠B=∠C=90°，∠D=60°，把该棱镜沿AC连线分割成两个三棱镜，并把三楼镜A’BC向右平移一定的距离，如图乙所示。一光线与AD边夹角=30°，从E点射入棱镜，最终垂直于BC边从F点（图中未画出）射出，E、F在垂直于D的方向上相距为d。求：(1)透明材料的折射率；(2)三棱镜A’BC向右平移的距离。

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】

根据电容的决定式分析d改变时电容的变化以及电荷量的多少；根据电荷量的多少分析放电时间长短．【详解】A．根据电容的计算公式可得，极板与指纹峪(凹下部分)距离d大，构成的电容器电容小，故A错误；BC．传感器给所有的电容器充电后达到某一电压值，然后电容器放电，所以所有的电容器电压一定，根据可知，极板与指纹沟(凹的部分，d大，电容小)构成的电容器充上的电荷较少，所以在峪处形成的电容器放电过程中放电时间短，放电快；反之，在嵴处形成的电容器电容大，电荷量大，放电时间长，故C正确，B错误；D．湿的手与传感器之间有水填充，改变了原来匹配成平行板电容器的电容，所以会影响指纹解锁，故D错误．2、A【解析】

本题考查力的合成与分解的运用；共点力平衡的条件及其应用．【详解】一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大，因而当绳子拉力达到F=10N的时候，绳子间的张角最大，为120°，此时两个挂钉间的距离最大；画框受到重力和绳子的拉力，三个力为共点力，受力如图．绳子与竖直方向的夹角为：θ=60°，绳子长为：L0=1m，则有：mg=2Fcosθ，两个挂钉的间距离：L＝，解得：L=m3、B【解析】

设每根横杆对足球的弹力方向与竖直方向夹角为α，由几何关系可知对足球竖直方向有解得FN=3N故选B。4、B【解析】t1时刻感应电流为零，故两环作用力为零，则选项A错误；t2时刻A环中电流在减小，则B环中产生与A环中同向的电流，故相互吸引，t3时刻同理也应相互吸引，故选项B正确，C错误；t4时刻A中电流为零，两环无相互作用，选项D错误．5、C【解析】

嫦娥三号在环月段圆轨道上P点减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入进入环月段椭圆轨道．故A错误；嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点向Q点运动中，距离月球越来越近，月球对其引力做正功，故速度增大，即嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度小于Q点的速度．故B错误；根据，且月段椭圆轨道平均半径小于月段圆轨道的半径，可得嫦娥三号在环月段椭圆轨道的平均速度大于月段圆轨道的速度，又Q点是月段椭圆轨道最大速度，所以嫦娥三号在环月段椭圆轨道上Q点的速度大于月段圆轨道的速度．故C正确；要算出月球的密度需要知道嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期、月球半径和引力常量．故D错误；6、B【解析】

设释放时A球离地高度为h，则，求得，。A.1.25m与上述计算结果不相符，故A错误；B.1.80m与上述计算结果相符，故B正确；C.3.60m与上述计算结果不相符，故C错误；D.6.25m与上述计算结果不相符，故D错误。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、BC【解析】

AB．根据天体表面物体的重力等于万有引力，有mg=G可得g=G所以地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比为g故A错误，B正确；CD．当质量为m的物体在环绕天体表面飞行时的速度即为天体第一宇宙速度，根据万有引力提供向心力有G可得第一宇宙速度v=所以地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为v故C正确，D错误。故选BC。8、BDE【解析】

A．在加热时发现花椒粉在翻滚，该运动是由水的翻滚引起的，不是布朗运动，故A错误；B．为了把地下的水分引上来，采用磙子将地面压紧，是利用了毛细现象，故B正确；C．将与水面接触的干净玻璃板提离水面，实验时发现拉力大于玻璃板重力，主要原因是因为玻璃板受到水分子的分子引力，故C错误；D．密闭容器内的液体经很长时间液面也不会降低，但容器内仍有液体分子飞离液面，只是飞离液面的分子数与进入液面的分子数相等，故D正确；E．干泡温度计和湿泡温度计组成，由于蒸发吸热，湿泡所示的温度小于干泡所示的温度。干湿泡温度计温差的大小与空气湿度有关，温度相差越大，表明该环境相对湿度越小，空气越干燥。故E正确。故选BDE。9、CD【解析】

A.带电粒子在电场中只受电场力作用，电势能和动能之和不变，由图可知，在a、b连线的中点3L处，动能最大，电势能最小，因为粒子带负电荷，所以a、b连线的中点3L处电势最高，故A错误；B.根据A选项分析可知，a点动能比b点小，电势能比b点大，所以a点的电势比b点低，故B错误；C.在3L点前做加速运动，3L点后做减速运动，可见3L点的加速度为0，则x=3L处场强为零，故C正确；D.由于在x=3L点前做加速运动，所以Q2带负电，3L点的加速度为0，则有，故Q2带正电且电荷量小于Q1，故D正确。故选：CD10、BD【解析】

ABC．由题意可知83210Bi经过①变化为81a83故a=210-4=20683210Bi经过②变化为b21083故b=83+1=84故A错误，C错误，B正确；D．92238U经过7次α衰变，则质量数少28，电荷数少14，在经过5次238-28=210电荷数为92-14+5=83变成了83210故选BD。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、左小没有C【解析】

（1）[1]开关闭合时，应该使电表中的电流最小，故应该将滑动变阻器的滑片置于左端；（2）[2]滑片P左移，并联部分电阻变小，故并联部分电压减小，故电流表示数变小；（3）[3]因为电压是用电压表测出，故与电源参数无关，所以没有影响；（4）[4]小灯泡电阻随电流增大（或温度升高）而增大，故选C。12、220Ω4.699（4.697~4.700均可）电压表的示数U、电流表的示数I【解析】

(1)[1]金属丝的阻值约为：Rx=22×10Ω=220Ω；(2)①[2]根据螺旋测微器的读数规则可知，该金属丝的直径为：4.5mm+19.9×0.01mm=4.699mm；②[3]由(1)可知，该金属丝的电阻值约为220Ω，电源的电动势为6V，则流过金属丝的电流约为：由于电流表A2的量程比较大，因此需将电流表A1改装成量程为30mA的电流表，则电流表应选用A1，又由电流表的改装原理可知：解得：R=10Ω因此定值电阻应选择R1，由于改装后的电流表内阻已知，因此应选电流表的内接，由于滑动变阻器的总阻值小于金属丝的电阻值，因此滑动变阻器应用作分压接法，则所设计的电路图如图所示：③[4][5]电压表的示数U、电流表的示数I；流过金属丝的电流为其电压为：由欧姆定律可知该金属丝的电阻值为：又由电阻定律得：截面积为：解得：。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡