2021届江苏省泰州市高三下学期（四模）物理试题（含答案）

2021届泰州市高三下学期（四）本试卷满分100分，考试时间75分钟一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共计40分．每小题只有一个选项符合题意。1．医学影像诊断设备PET-CT，原理是借助于示踪剂聚集到病变部位来发现疾病。示踪剂常利用同位素片作示踪原子，其半衰期仅有20min。由小型回旋加速器输出的高速质子轰击获得，则下列说法正确的是（） A．用高速质子轰击片，生成的同时释放出α粒子 B．用高速质子轰击片，生成的同时释放出中子 C．1g的片经40min后，剩余的质量为0.2g D．将置于回旋加速器中，其半衰期可能发生变化2．做简谐振动的弹簧振子振动周期为T，当t=T时，振子具有负向最大加速度，下列反映该振子振动情况的图象正确的是（） A． B． C． D．3．某“太空加油站”在地球同步卫星运行轨道所在平面内的圆轨道上绕地球运行，其轨道半径比同步卫星的轨道半径小，关于“太空加油站”，下列说法正确的是（） A．线速度大于同步卫星的线速度 B．角速度小于同步卫星的角速度 C．加速度小于同步卫星的加速度 D．在“太空加油站”工作的宇航员处于超重状态4．如图甲所示，为“探究气体等温变化的规律”实验装置，用橡胶套封住一段空气，从压力表上读出气体的压强，从刻度尺上可读出封闭气柱的长度，图乙为某同学实验测得的压强P与体积关系的图象，下列说法正确的是（）甲乙 A．为保持温度不变，应快速压缩气体 B．为保持装置竖直，应用手握扶针筒 C．图乙中曲线说明实验过程中可能漏气 D．图乙中曲线说明实验过程中气体温度一定升高5．如图所示，甲为演示光电效应的实验装置；图为a、b、c三种光照射下得到的三条电流表与电压表读数之间的关系曲线；丙图为氢原子的能级图。以下说法正确的是（）甲乙丙 A．c光的波动性最明显 B．若b光为绿光，c光可能是紫光 C．单位时间内照射到阴极上的光子数b光比c光多 D．用光子能量为2.81eV的光照射大量处于n=2激发态的氢原子，可以产生6种频率的光6．某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成，发电机中矩形线圈面积为S，匝数为N，电阻不能忽略，线圈绕水平轴OO'在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动，线圈通过滑环与变压器相连，R0为输电线的电阻，下列判断正确的是（） A．在图示位置时通过线圈的磁通量变化率为零 B．从图示位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式e=NBSωsinωt C．仅增加用户时，变压器原线圈两端的电压降低 D．仅将滑动触头P下移动时，变压器原线圈两端的电压降低7．如图所示为五个点电荷产生的电场的电场线分布情况，a、b、c、d是电场中的四个点，曲线cd是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹，则下列说法正确是（） A．该带电粒子带正电 B．带电子在c点的动能小于在d点的动能 C．a点的电势高于b点的电势 D．带电粒子在c点的加速度小于在a点的加速度8．如图所示，不可伸长的轻绳两端分别固定在竖直杆M、N上的A、B两点，开始A、B等高，悬挂衣服的挂钩光滑，绳子长度是两杆距离的两倍，沿杆向上移动绳的右端B，在其匀速上移较小的距离x的过程中，下列说法正确的是（） A．图中α角将变小 B．衣服做加速运动 C．衣服移动距离x D．衣服移动距离x9．用电脑软件模拟两个相同分子在仅受相互间分子力作用下的运动。将两个质量均为m的A、B分子从x轴上的－x0和x0处由静止同时释放，如图甲所示。其中B分子的速度v随位置x的变化关系如图乙所示。取无限远处势能为零，下列说法正确的是（）甲乙 A．A、B两分子间位置相距x1时，分子间作用力为零 B．A、B两分子间位置相距2(x1－x0)时，分子间作用力为零 C．刚释放时A、B系统的分子势能为 D．A、B间分子势能最小值为10．如图所示，在光滑水平面上通过锁定装置固定一小车，小车左边部务分为半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，轨道末端平滑连接一水平粗糙面，粗糙面右端是挡板。有一小物块从圆弧轨道顶端A点静止释放，小物块和小车在粗糙面上的动摩擦因数为μ，小物块与挡板的碰撞无机械能损失。小物块从A点由静止滑下，在运动的全过程中，下列说法正确的是（） A．仅圆弧轨道半径增大，小物块滑到圆弧轨道末端时对轨道的压力也增大 B．若解除锁定，小物块相对小车运动的总路程为 C．若解除锁定，小物块与小车组成的系统动量守恒、机械能不守恒 D．若解除锁定，仅圆弧轨道半径增大，小物块与小车相对地面的水平位移之比也增大二、非选择题：共5题，共60分．其中第12题～第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。11．（15分）实验室有一粗细均匀的电阻丝。

（1）小明用多用电表欧姆挡粗测其电阻值，选择开关拨到“×10”倍率测量时，发现指针偏角过大，应将选择开关拨到___________（选填“×1”或“×100”）挡，重新欧姆调零后，再进行测量示数如图甲所示读数为___________。甲乙丙丁（2）该同学设计如图乙所示的电路测量该电阻丝的电阻率ρ。在刻度尺两端的接线柱a和b之间接入该电阻丝，金属夹P夹在电阻丝上，沿电阻丝移动金属夹，改变接入电路的电阻丝长度。实验提供的器材有：

电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）； 电流表A1（量程0～0.6A）；

电流表A2（量程0～100mA）； 电阻箱R（0～99.99Ω）；

开关、导线若干。

实验操作步骤如下：

①用螺旋测微器测出电阻丝的直径D，示数如图丁所示，读数为___________mm；

②根据所提供的实验器材，设计如图乙所示的实验电路；

③调节电阻箱使其接入电路的电阻值最大，将金属夹夹在电阻丝某位置上；

④闭合开关S，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；

⑤改变P的位置，调整___________，使电流表再次满偏；

⑥重复多次，记录每一次的R和L数据。

Ⅰ．电流表应选择___________（选填“A1”或“A2”）；

Ⅱ．用记录的多组R和L的数据，绘出了如图丙所示图线，截距分别为R0和L0，则电阻丝的电阻率表达式ρ=___________（用题中已知量的字母表示）；

Ⅲ．电流表的内阻对本实验结果___________（选填“有”或“无”）影响。12．（8分）单镜头反光相机简称单反相机，它用一块放置在镜头与感光部件之间的透明平面镜把来自镜头的图像投射到对焦屏上。对焦屏上的图像通过五棱镜的反射进入人眼中。图为单反照相机取景器的示意图，ABCDE为五棱镜的一个截面，AB⊥BC。光线垂直AB射入，分别在CD和EA上发生全反射，且两次全反射的入射角相等，最后光线垂直BC射出。求：（计算结果可用三角函数表示，真空中的光速为3×108m/s）（1）两次全反射的入射角；（2）光在五棱镜中运动的速率不超过多少。13．（10分）如图甲所示，两根足够长的光滑平行直导轨固定在水平面上，导轨左侧连接一电容器，一金属棒垂直放在导轨上，且与导轨接触良好。在整个装置中加上垂直于导轨平面的磁场，磁感应强度按图乙所示规律变化。0~t0时间内在导体棒上施加外力使导体棒静止不动，t0时刻撤去外力。已知电容器的电容为C，两导轨间距为L，导体棒到导轨左侧的距离为d，导体棒的质量为m。求：（1）0~t0时间内电容器上板带何种电荷；（2）电容器带电量的最大值；（3）从撤去外力后到导体棒达到最大速度的过程中流过导体棒的电量。甲乙14．（12分）如图甲所示，足够长的斜面与水平面的夹角为30°，质量分别为0.5kg和1kg材料不同的A、B两个小物块，用一根细线相连，A、B之间有一仅与A拴接的被压缩的微型轻弹簧，A、B与弹簧组成的系统可视为质点。某对刻，将A、B从P点由静止释放，运动至Q点时，细线突然断裂，弹簧使A、B瞬间分离，从分离时开始计时，A、B短时间内运动的速度图像如图乙所示，重力加速度取g=m/s2。求：（1）A、B与斜面间的动摩擦因数；（2）细绳未断裂前微型弹簧储存的弹性势能；（3）从A、B分离至再次相遇前的最远距离，系统损失的机械能。甲乙15．（15分）如图甲所示，在xOy平面的x轴上方区域范围内存在着范围足够大的匀强磁场，在空间坐标(x=0，y=)处有一粒子源，在某一时刻向平面内各个方向均匀发射N个（N足够多）质量为m、电荷量为－q、速度为v0的带电粒子。（不计粒子重力及粒子间的相互作用，题中N、a、m、－q、v0均为已知量）（1）若放射源所发出的粒子恰好有不能到达x轴，求磁感应强度为多大；（2）在第（1）问中，x轴上能接收到粒子区域的长度L；（3）如图乙所示，若磁场仅限制在以坐标(a，)的点为圆心，a为半径的圆形区域内，磁感应强度保持不变。在x轴的正半轴a≤x≤2a区间上铺设挡板，粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上并被挡板吸收，求：这部分粒子在先后到达板上的时间内对挡板的平均作用力。甲乙2021届泰州市高三下学期（四）12345678910ADACCCBCDB11．（1）×111（2）0.513(0.512~0.514)电阻箱接入电路中的电阻值（或“R”）Ⅰ．A2Ⅱ．Ⅲ．无12．（1）由几何关系得：4i=90°i=22.5°（2）临界角C≤i=22.5°n=v==c·sinCv≤3×108×sin22.5°m/s13．（1）由楞次定律得：上极板带正电荷（2）电容器两极板的电压U=Ld电容器的带电量Q=CU解得：Q=（3）电容器放电后剩余的电量Q'=CU'U'=B0Lv由动量定理得∑FiΔt=mvF=B0LIiQ－Q'=∑IiΔt即：CB0L(－B0Lv)=mv解得：v=ΔQ=Q－Q'=14．（1）根据图像可知，AB分离后，B沿斜面向下做匀速直线运动，A沿斜面向上做匀减速直线运动，且：aA==5m/s2对A由牛顿第二定律：mAgsin30°+μAmAgcos30°=mAaA解得：μA=0对B由平衡方程得：mBgsin30°=μBmBgcos30°解得：μB=（2）细线断裂瞬间，对AB由动量守恒定律得：(mA+mB)v=mA(－vA)+mBvB由能量守恒定律得：EP=mA+mB－(mA+mB)v2解得：EP=6J（3）当AB的速度相等时，二者相距最远，设运动时间为tvB=－vA+at解得：t=1.2s系统损失的机械能等于此过程B减少的重力势能：ΔE=mBgvBtsin30°=24J15．（1）如图，左右两个圆与边界相切为临界条件，由于有不能到达要x轴，所以∠O1PO2=由几何关系知，磁场中做圆周运动半径为R=a洛伦兹力提