湖北省鄂州市、黄冈市2022年高三第四次模拟考试物理试卷含解析

2021-2022学年高考物理模拟试卷注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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。1．两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一部分在同一水平面内，另一部分垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。下列说法中正确的是（）A．ab杆所受拉力F的大小为 B．cd杆所受摩擦力为零C．回路中的电流强度为 D．μ与v1大小的关系为μ=2．如图所示，光滑的圆环固定在竖直平面内，圆心为O，三个完全相同的小圆环a、b、c穿在大环上，小环c上穿过一根轻质细绳，绳子的两端分别固定着小环a、b，通过不断调整三个小环的位置，最终三小环恰好处于平衡位置，平衡时a、b的距离等于绳子长度的一半.已知小环的质量为m，重力加速度为g，轻绳与c的摩擦不计.则A．a与大环间的弹力大小mgB．绳子的拉力大小为mgC．c受到绳子的拉力大小为3mgD．c与大环间的弹力大小为3mg3．如图所示，一磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，圆心为O，半径为r，MN是直径，一粒子发射装置S置于M端，可从M端向圆平面内任意方向发射速率相等的同种带电粒子，某个粒子从N端离开磁场，在磁场中运动的时间为，其中k为带电粒子的比荷，下列说法正确的是（）A．该粒子的速率为krB，发射方向垂直于MNB．该粒子的速率为krB，发射方向与MN的夹角为45°C．该粒子在磁场中运动的时间最短D．若该粒子沿直径MN方向射入磁场，其运动的时间为4．如图甲所示为用伏安法测量某合金丝电阻的实验电路。实验中分别用最大阻值是5、50、500的三种滑动变阻器做限流电阻。当滑动变阻器的滑片由一端向另一端移动的过程中，根据实验数据，分别作出电流表读数I随（指滑片移动的距离x与滑片在变阻器上可移动的总长度L的比值）变化的关系曲线a、b、c，如图乙所示。则图乙中的图线a对应的滑动变阻器及最适合本实验的滑动变阻器是（）A．最大阻值为5的滑动变阻器∶图线a对应的滑动变阻器B．最大阻值为50的滑动变阻器；图线b对应的滑动变阻器C．最大阻值为500的滑动变阻器；图线b对应的滑动变阻器D．最大阻值为500的滑动变阻器；图线c对应的滑动变阻器5．在直角三角形abc区域内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为B，，，边长。一个粒子源在b点将质量为m，电荷量为q的带负电粒子以大小和方向不同的速度射入磁场，在磁场中运动时间最长的粒子中，速度的最大值是（）A． B． C． D．6．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．如图甲所示，由一根导线绕成的矩形线圈的匝数n＝10匝，质量m＝0.04kg、高h＝0.05m、总电阻R＝0.5Ω、竖直固定在质量为M＝0.06kg的小车上，小车与线圈的水平长度l相同。线圈和小车一起沿光滑水平面运动，并以初速度v0＝2m/s进入垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁感应强度B＝1.0T，运动过程中线圈平面和磁场方向始终垂直。若小车从刚进磁场位置1运动到刚出磁场位置2的过程中速度v随车的位移x变化的图象如图乙所示，则根据以上信息可知（）A．小车的水平长度l＝10cmB．小车的位移x＝15cm时线圈中的电流I＝1.5AC．小车运动到位置3时的速度为1.0m/sD．小车由位置2运动到位置3的过程中，线圈产生的热量Q＝0.0875J8．如图所示，把能在绝缘光滑水平面上做简谐运动的弹簧振子放在水平向右的匀强电场中，小球在O点时，弹簧处于原长，A、B为关于O对称的两个位置，现在使小球带上负电并让小球从B点静止释放，则下列说法不正确的是（）A．小球仍然能在A、B间做简谐运动，O点是其平衡位置B．小球从B运动到A的过程中动能一定先增大后减小C．小球仍然能做简谐运动，但其平衡位置不在O点D．小球不可能再做简谐运动9．图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2V．一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV．下列说法正确的是A．平面c上的电势为零B．该电子可能到达不了平面fC．该电子经过平面d时，其电势能为4eVD．该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍10．如图所示，质量为4m的球A与质量为m的球B用绕过轻质定滑轮的细线相连，球A放在固定的光滑斜面上，斜面倾角α=30°，球B与质量为m的球C通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，球C放在水平地面上。开始时控制住球A，使整个系统处于静止状态，细线刚好拉直但无张力，滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行，然后由静止释放球A，不计细线与滑轮之间的摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．释放球A瞬间，球B的加速度大小为B．释放球A后，球C恰好离开地面时，球A沿斜面下滑的速度达到最大C．球A沿斜面下滑的最大速度为2gD．球C恰好离开地面时弹簧的伸长量与开始时弹簧的压缩量相等，所以A、B两小球组成的系统机械能守恒三、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）某同学在“验证力的平行四边形定则”的实验中，利用以下器材：两个轻弹簧A和B、白纸、方木板、橡皮筋、图钉、细线、钩码、刻度尺、铅笔。实验步骤如下：（1）用刻度尺测得弹簧A的原长为6.00cm，弹簧B的原长为8.00cm；（2）如图甲，分别将弹簧A、B悬挂起来，在弹簧的下端挂上质量为m=100g的钩码，钩码静止时，测得弹簧A长度为6.98cm，弹簧B长度为9.96cm。取重力加速度g=9.8m/s2，忽略弹簧自重的影响，两弹簧的劲度系数分别为kA=_________N/m，kB=_________N/m；（3）如图乙，将木板水平固定，再用图钉把白纸固定在木板上，将橡皮筋一端固定在M点，另一端系两根细线，弹簧A、B一端分别系在这两根细线上，互成一定角度同时水平拉弹簧A、B，把橡皮筋结点拉到纸面上某一位置，用铅笔描下结点位置记为O。测得此时弹簧A的长度为8.10cm，弹簧B的长度为11..80cm，并在每条细线的某一位置用铅笔记下点P1和P2；（4）如图丙，取下弹簧A，只通过弹簧B水平拉细线，仍将橡皮筋结点拉到O点，测得此时弹簧B的长度为13.90cm，并用铅笔在此时细线的某一位置记下点P，此时弹簧B的弹力大小为F′=________N（计算结果保留3位有效数字）；（5）根据步骤（3）所测数据计算弹簧A的拉力FA、弹簧B的拉力FB，在图丁中按照给定的标度作出FA、FB的图示______，根据平行四边形定则作出它们的合力F的图示，测出F的大小为_________N。（结果保留3位有效数字）（6）再在图丁中按照给定的标度作出F′的图示____，比较F与F′的大小及方向的偏差，均在实验所允许的误差范围之内，则该实验验证了力的平行四边形定则。12．（12分）某同学制作了一个可用电流表直接显示拉力大小的拉力器，原理如图。R1是一根长20cm、阻值20Ω的均匀电阻丝，劲度系数为1.0×103N/m的轻弹簧左端固定，右端连接金属滑片P和拉环，拉环不受拉力时，滑片P恰好处于a端。闭合S，在弹簧弹性限度内，对拉环施加水平拉力，使滑片P滑到b端，调节阻箱电R使电流表恰好满偏。已知电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，电流表的量程为0~0.6A，内阻不计，P与R1接触良好且不计摩擦。（1）电阻箱R0接入电路的阻值为_______Ω；（2）电流表的刻度标示为拉力值时，拉力刻度值的分布是________（填“均匀”或“不均匀”）的；（3）电流表刻度值为0.50A处拉力的示数为______N；（4）要通过线性图象直观反映电流表示数I与拉力F的关系，可作_______图象；A．I-FB．C．D．（5）若电流表的内阻不可忽略，则（4）问中正确选择的图象斜率______（填“变大”“变小”或“不变"）。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，光滑水平面上静止放置质量M=2kg的足够长木板C；离板右端x=0.72m处静止放置质量mA=1kg的小物块A，A与C间的动摩擦因数μ=0.4；在木板右端静止放置质量mB=1kg的小物块B，B与C间的摩擦忽略不计，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A、B均可视为质点，g取10m/s2，现在木板上加一水平向右的力F，到A与B发生弹性碰撞时撤去力F。问：(1)A与B碰撞之前，B的加速度大小？(2)在A与B碰撞之前，若维持A与C相对静止，则F最大为多大？(3)若F=3N，则长木板C最终的对地速度是多大？14．（16分）如图所示的矩形玻璃砖，下底面镀银，厚为d，一束单色光沿OC方向射到玻璃砖上表面，折射后经下底面反射后再经上表面射出。已知OC与玻璃砖上表面成角，玻璃砖对该单色光的折射率为，光在真空中的传播速度为c。求：(1)光在玻璃砖中传播的时间；(2)光射出玻璃砖上表面的折射角。15．（12分）在光滑绝缘水平面上，存在着有界匀强磁场，边界为PO、MN，磁感应强度大小为B0，方向垂直水平南向下，磁场的宽度为，俯视图如图所示。在磁场的上方固定半径的四分之一光滑绝缘圆弧细杆，杆两端恰好落在磁场边缘的A、B两点。现有带孔的小球a、b（视为质点）被强力绝緣装置固定穿在杆上同一点A，球a质量为2m、电量为－q；球b质量为m、电量为q；某瞬时绝缘裝置解锁，a、b被弹开，装置释放出3E0的能量全部转为球a和球b的动能，a、b沿环的切线方向运动。求：（解锁前后小球质量、电量、电性均不变，不计带电小球间的相互作用）(1)解锁后两球速度的大小va、vb分别为多少；(2)球a在磁场中运动的时间；(3)若MN另一侧有平行于水平面的匀强电场，球a进人电场后做直线运动，球b进入电场后与a相遇；求电场强度E的大小和方向。

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、D【解析】

A．导体ab切割磁感线时产生沿ab方向，产生感应电动势，导体cd向下匀速运动，未切割磁感线，不产生感应电动势，故整个电路的电动势为导体ab产生的，大小为：①感应电流为：②导体ab受到水平向左的安培力，由受力平衡得：③解得：④AC错误；B．导体棒cd匀速运动，在竖直方向受到摩擦力和重力平衡，有：⑤即导体棒cd摩擦力不为零，B错误；D．联立②⑤式解得，D正确。故选D。2、C【解析】AB、三个小圆环能静止在光滑的圆环上，由几何知识知：abc恰好能组成一个等边三角形，对a受力分析如图所示：在水平方向上：在竖直方向上：解得：；故AB错；c受到绳子拉力的大小为：，故C正确以c为对象受力分析得：在竖直方向上：解得：故D错误；综上所述本题答案是;C3、B【解析】

ABC．由题设条件带电粒子在磁场中运动的周期为，根据粒子在磁场中运动的时间可知，带电粒子从M到N运动了四分之一周期，由几何知识作图知道该粒子运动轨迹的圆心在边界圆上，半径为，由则发射方向与MN的夹角为45°，此轨迹对应弧长最长，运动时间最长，选项AC错误，B正确；D．根据前面的数据再画出沿MN方向的粒子运动轨迹，经计算轨迹圆弧对应的圆心角为，则时间不等于，D错误．故选B。4、C【解析】

从图乙中可以看出a曲线在滑片移动很小距离，就产生了很大的电流变化，说明该滑动变阻器阻值远大于被测量电阻阻值，所以a图对应500Ω滑动变阻器，c图线电流几乎不随着距离x变化，说明该滑动变阻器是小电阻，所以对应是5Ω的图像，本实验采用的是伏安法测量电阻，为了减小实验误差，应该要保证被测电阻中的电流变化范围适当大一些，所以选择图中b所对应的滑动变阻器，故ABD错误，C正确。故选C。5、A【解析】

由左手定则和题意知，沿ba方向射出的粒子在三角形磁场区域内转半周，运动时间最长，半径最大的则恰与ac相切，轨迹如图所示由几何关系由洛仑兹力提供向心力从而求得最大速度故BCD错误，A正确。故选A。6、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；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、AC【解析】

A.从位置1到位置2，开始进入磁场，安培力向左，小车减速，全进入磁场后，回路磁通量不再变化，没有感应电流，不受安培力开始匀速，所以根据图像可以看出小车长10cm，A正确B.小车的位移x＝15cm时，处于匀速阶段，磁通量不变，回路电流为零，B错误C.小车进入磁场过程中：，出磁场过程中：，而进出磁场过程中电量：，进出磁场过程中磁通量变化相同，所以电量相同，所以，解得：，C正确D.从位置2运动到位置3的过程中，根据能量守恒：，解得：，D错误8、ABD【解析】

A.当弹簧弹力等于电场力时为平衡位置，此时弹簧被压缩，平衡位置不再是O点，选项A错误；CD.由于电场力是恒力，不随弹簧的长度发生变化。而弹簧的弹力随弹簧的形变量发生变化，由受力特点可知，小球在电场力和弹力作用下依然做简谐运动，选项C正确，D错误；B.由于B点的弹簧弹力大小与电场力大小关系未知，所以无法判断B点两力关系，所以小球从B运动到A的过程中，动能不一定先增大后减小，选项B错误。本题选不正确的，故选ABD。9、AB【解析】A、虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV，动能减小了6eV，电势能增加了6eV，因此等势面间的电势差为2V，因平面b上的电势为2V，由于电子的电势能增加，等势面由a到f是降低的，因此平面c上的电势为零，故A正确．B、由上分析可知，当电子由a向f方向运动，则电子到达平面f的动能为2eV，由于题目中没有说明电子如何运动，因此也可能电子在匀强电场中做抛体运动，则可能不会到达平面f，故B正确．C、在平面b上电势为2V，则电子的电势能为-2eV，动能为8eV，电势能与动能之和为6eV，当电子经过平面d时，动能为4eV，其电势能为2eV，故C错误．D、电子经过平面b时的动能是平面d的动能2倍，电子经过平面b时的速率是经过d时的倍，故D错误．故选AB．【点睛】考查电场力做功与电势能变化的关系，掌握电势能与动能之和不变，理解电势为零处的电势能为零是解题的关键．10、BC【解析】

A．开始时对球B分析，根据平衡条件可得释放球A瞬间，对球A和球B分析，根据牛顿第二定律可得解得故A错误；B．释放球A后，球C恰好离开地面时，对球C分析，根据平衡条件可得对球A和球B分析，根据牛顿第二定律可得解得所以球C恰好离开地面时，球A沿斜面下滑的速度达到最大，故B正确；C．对球A和球B及轻质弹簧分析，根据能量守恒可得解得球A沿斜面下滑的最大速度为故C正确；D．由可知球C恰好离开地面时弹簧的伸长量与开始时弹簧的压缩量相等，A、B两小球组成的系统在运动过程中，轻质弹簧先对其做正功后对其做负功，所以A、B两小球组成的系统机械能不守恒，故D错误；故选BC。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、100502.95作FA、FB的图示（FA=2.10N、FB=1.90N）2.80～2.95【解析】

（2）[1][2]．根据胡克定律，两弹簧的劲度系数分别为，；（4）[3]．弹簧B的弹力大小为（5）[4][5]．由胡克定律可得：画出两个力的合力如图，由图可知合力F≈2.90N；（6）[6]．做出力图如图；12、9不均匀180C不变【解析】

（1）[1]由闭合电路欧姆定律可知解得R0=9Ω（3）[2]由闭合电路欧姆定律可知设弹簧形变量为x，则F=kx可知F和I非线性关系，则用电流表的刻度标示为拉力值时，拉力刻度值的分布是不均匀的；（3）[3]电流表刻度值为0.50A时，根据闭合电路欧姆定律可知可得R1=2Ω则由