山東省師范大學(xué)附屬中學(xué)2022年高三第四次模擬考試物理試卷含解析

2021-2022學(xué)年高考物理模擬試卷注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上。2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑，如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號(hào)。回答非選擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無(wú)效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1．如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，一群氫原子由n=4的激發(fā)態(tài)向低能級(jí)躍遷，則產(chǎn)生波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光子的能量為（）A．12.75eV B．10.2eVC．0.66eV D．2.89eV2．如圖，在光滑絕緣水平面上，三個(gè)帶電小球a、b和c分別位于邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，a、b帶正電，電荷量均為q，c帶負(fù)電，整個(gè)系統(tǒng)置于方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，已知靜電力常量為k，若三個(gè)小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說(shuō)法中正確的是（）A．a(chǎn)球所受合力斜向左B．c球帶電量的大小為2qC．勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向垂直于ab邊由ab的中點(diǎn)指向c點(diǎn)D．因?yàn)椴恢纁球的電量大小，所以無(wú)法求出勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小3．一輛F1賽車含運(yùn)動(dòng)員的總質(zhì)量約為600kg，在一次F1比賽中賽車在平直賽道上以恒定功率加速，受到的阻力不變，其加速度a和速度的倒數(shù)的關(guān)系如圖所示，則賽車在加速的過(guò)程中（）A．速度隨時(shí)間均勻增大B．加速度隨時(shí)間均勻增大C．輸出功率為240kwD．所受阻力大小為24000N4．一彈簧振子作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，某一時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，經(jīng)振子具有負(fù)方向最大加速度。則下列振動(dòng)圖像中正確反映振子振動(dòng)情況的是（）A． B．C． D．5．某同學(xué)用兩種不同的金屬做光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中他逐漸增大入射光的頻率，并測(cè)出光電子的最大初動(dòng)能。下面四幅圖像中能符合實(shí)驗(yàn)結(jié)果的是（）A． B．C． D．6．將一物體從地面以速度v0豎直上拋，物體上拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的空氣阻力大小恒定，設(shè)物體在地面時(shí)的重力勢(shì)能為零，則物體從拋出到落回原地過(guò)程中，如圖所示的四個(gè)圖中不正確的（）A． B． C． D．二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7．如圖所示為某汽車上的加速度電容傳感器的俯視圖。金屬塊左、右側(cè)分別連接電介質(zhì)、輕質(zhì)彈簧，彈簧與電容器固定在外框上，金屬塊可帶動(dòng)電介質(zhì)相對(duì)于外框無(wú)摩擦左右移動(dòng)。電容器與供電電源連接，并串聯(lián)計(jì)算機(jī)的信號(hào)采集器。下列關(guān)于該傳感器的說(shuō)法正確的是（）A．在汽車向右勻速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電路中沒(méi)有電流B．在汽車向右勻加速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電路中有電流C．在汽車向右做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電介質(zhì)所處的位置電勢(shì)升高D．在汽車向右做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電路中有順時(shí)針?lè)较虻碾娏?．如圖所示，光滑圓環(huán)固定在豎直面內(nèi)，一個(gè)小球套在環(huán)上，用穿過(guò)圓環(huán)頂端光滑小孔的細(xì)線連接，現(xiàn)用水平力F拉細(xì)線，使小球緩慢沿圓環(huán)向上運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程中圓環(huán)對(duì)小球的彈力為N，則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中（）A．F增大 B．F減小C．N不變 D．N增大9．地球表面重力加速度的測(cè)量在軍事及資源探測(cè)中具有重要的戰(zhàn)略意義，已知地球質(zhì)量，地球半徑R，引力常量G，以下說(shuō)法正確的是（）A．若地球自轉(zhuǎn)角速度為，地球赤道處重力加速度的大小為B．若地球自轉(zhuǎn)角速度為，地球兩極處重力加速度的大小為C．若忽略地球的自轉(zhuǎn)，以地球表面A點(diǎn)正下方h處的B點(diǎn)為球心，為半徑挖一個(gè)球形的防空洞，則A處重力加速度變化量的大小為D．若忽略地球的自轉(zhuǎn)，以地球表面A點(diǎn)正下方h處的B點(diǎn)為球心、為半徑挖一個(gè)球形的防空洞，則A處重力加速度變化量的大小為10．如圖所示，A、B兩板間電壓為600V，A板帶正電并接地，A、B兩板間距離為12cm，C點(diǎn)離A板4cm，下列說(shuō)法正確的是()A．E=2000V/m，φC=200VB．E=5000V/m，φC=-200VC．電子在C點(diǎn)具有的電勢(shì)能為-200eVD．電子在C點(diǎn)具有的電勢(shì)能為200eV三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過(guò)程。11．（6分）某同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量玩具上的小直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小，如圖甲所示，將直徑約為3cm的圓盤固定在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，將紙帶的一端穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器后，固定在圓盤的側(cè)面，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，紙帶可以卷在圓盤的側(cè)面上，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電的頻率為50Hz.(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通________(選填“電動(dòng)機(jī)”或“打點(diǎn)計(jì)時(shí)器”)電源．(2)實(shí)驗(yàn)得到一卷盤繞在圓盤上的紙帶，將紙帶抽出一小段，測(cè)量相鄰2個(gè)點(diǎn)之間的長(zhǎng)度L1，以及此時(shí)圓盤的直徑d1，再抽出較長(zhǎng)的一段紙帶后撕掉，然后抽出一小段測(cè)量相鄰2個(gè)點(diǎn)之間的長(zhǎng)度L2，以及此時(shí)圓盤的直徑d2，重復(fù)上述步驟，將數(shù)據(jù)記錄在表格中，其中一段紙帶如圖乙所示，測(cè)得打下這些點(diǎn)時(shí)，紙帶運(yùn)動(dòng)的速度大小為________m/s.測(cè)得此時(shí)圓盤直徑為5.60cm，則可求得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為________rad/s.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(3)該同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，作出了紙帶運(yùn)動(dòng)速度(v)與相應(yīng)圓盤直徑(d)的關(guān)系圖象，如圖丙所示．分析圖線，可知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中________(選填“增大”“減小”或“不變”)．12．（12分）用圖甲所示的裝置測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?。將金屬小球從一定高度由靜止釋放，在小球自由下落通過(guò)的軌跡上的合適位置固定一個(gè)光電門，能自動(dòng)記錄小球通過(guò)光電門的時(shí)間，因小球經(jīng)過(guò)光電門的時(shí)間很短，通過(guò)的過(guò)程近似認(rèn)為小球的速度不變。實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的物理量有：A．小球的直徑d；B．小球運(yùn)動(dòng)至光電門處下落的高度h；C．小球擋住光電門的時(shí)間t。請(qǐng)依據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，完成下列填空。（前兩個(gè)小題用測(cè)得的物理量的原字母表示）(1)小球經(jīng)過(guò)光電門的速度________；(2)當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹開_______；(3)用游標(biāo)卡尺測(cè)量金屬球的直徑如圖乙所示，小球的直徑為________。若實(shí)驗(yàn)中還測(cè)得，。則重力加速度________。（計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù)）四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖甲所示，將一間距為L(zhǎng)=1m的足夠長(zhǎng)U形導(dǎo)軌固定，導(dǎo)軌上端連接一阻值為R=2.0Ω的電阻，整個(gè)空間存在垂直于軌道平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，B=0.2T，質(zhì)量為m=0.01kg、電阻為r=1.0Ω的金屬俸ab垂直緊貼在導(dǎo)軌上且不公滑出導(dǎo)軌，導(dǎo)軌與金屬棒之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，金屬棒ab從靜止開始下滑，下滑的x-t圖像如圖乙所示，圖像中的OA段為曲線，AB段為直線，導(dǎo)軌電阻不計(jì)且金屬棒下滑過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且緊密接觸，重力加速度g取10m/s2，sin37=0.6，cos37°=0.8。求：(1)導(dǎo)軌的傾角θ。(2)從開始到t=2.5s過(guò)程中金屬棒上產(chǎn)生的焦耳熱。14．（16分）如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌置于水平面（紙面）內(nèi)，導(dǎo)軌間距為l，左端連有一阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m、電阻也為R的金屬桿置于導(dǎo)軌上，金屬桿右側(cè)存在一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。給金屬桿一個(gè)瞬時(shí)沖量使它水平向右運(yùn)動(dòng)，它從左邊界進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域的速度為v0，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，到達(dá)磁場(chǎng)區(qū)域右邊界（圖中虛線位置）時(shí)速度為。金屬桿與導(dǎo)軌始終保持垂直且接觸良好，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。除左端所連電阻和金屬桿電阻外，其他電阻忽略不計(jì)。求：(1)金屬桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)的加速度大??；(2)金屬桿在滑過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱。15．（12分）如圖所示，質(zhì)量m的小環(huán)串在固定的粗糙豎直長(zhǎng)桿上，從離地h高處以一定初速度向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與長(zhǎng)桿之間存在大小的滑動(dòng)摩擦力．小環(huán)能達(dá)到的最大高度為3h，求：(1)小環(huán)從h高處出發(fā)至第二次經(jīng)過(guò)2h高處過(guò)程中，重力做功和摩擦力做功分別為多少？(2)在高中我們定義“由相互作用的物體的相對(duì)位置決定的能量”叫勢(shì)能，如相互吸引的物體和地球，其相對(duì)位置關(guān)系決定重力勢(shì)能．對(duì)比(1)問(wèn)中兩力做功，說(shuō)明為什么不存在與摩擦力對(duì)應(yīng)的“摩擦力勢(shì)能”的概念．(3)以地面為零勢(shì)能面．從出發(fā)至小環(huán)落地前，小環(huán)的機(jī)械能E隨路程s的變化關(guān)系是什么？

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、C【解析】

從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)釋放出的光子能量最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，該光子的能量為－0.85eV－（－1.51eV）＝0.66eVC正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。2、B【解析】

A．a(chǎn)球處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受合外力為0，故A錯(cuò)誤；BC．因?yàn)閹ж?fù)電的c球受力平衡處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)平衡條件可知電場(chǎng)線方向豎直向上則對(duì)a球受力分析，水平方向上ab之間的庫(kù)侖力和ac之間庫(kù)侖力在水平方向上的分力平衡解得故B正確，C錯(cuò)誤；D．對(duì)c球受力分析解得故D錯(cuò)誤。故選B。3、C【解析】

汽車恒定功率啟動(dòng)，對(duì)汽車受力分析后根據(jù)牛頓第二定律列方程，再結(jié)合圖象進(jìn)行分析即可.【詳解】由圖可知，加速度變化，故做變加速直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；a-函數(shù)方程a=-4，汽車加速運(yùn)動(dòng)，速度增大，加速度減小，故B錯(cuò)誤；對(duì)汽車受力分析，受重力、支持力、牽引力和摩擦力，根據(jù)牛頓第二定律，有：F-f=ma其中：F=P/v；聯(lián)立得：；結(jié)合圖線，當(dāng)物體的速度最大時(shí)，加速度為零，故結(jié)合圖象可以知道，a=0時(shí)，=0.01，v=100m/s，所以最大速度為100m/s；由圖象可知：，解得：f=4m=4×600=2400N；，解得：P=240kW，故C正確，D錯(cuò)誤；故選C?！军c(diǎn)睛】本題關(guān)鍵對(duì)汽車受力分析后，根據(jù)牛頓第二定律列出加速度與速度關(guān)系的表達(dá)式，再結(jié)合圖象進(jìn)行分析求解。4、C【解析】

簡(jiǎn)諧振動(dòng)的回復(fù)力：，故加速度：，經(jīng)周期振子具有負(fù)方向的最大加速度，此時(shí)振子有正方向的最大位移；A．A圖在周期時(shí)振子有負(fù)向最大位移，A錯(cuò)誤；B．B圖在周期時(shí)振子位移為零，B錯(cuò)誤；C．C圖在周期時(shí)振子有負(fù)向最大位移，C正確；D．D圖在周期時(shí)振子位移為零，D錯(cuò)誤。故選C。5、C【解析】

由光電效應(yīng)方程可知圖像斜率都為普朗克常量h，故得出的兩條圖線一定為平行線，由于兩金屬的逸出功不同，則與橫軸的交點(diǎn)不同，ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。6、B【解析】

A．物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到重力和空氣阻力，則上升過(guò)程中由牛頓第二定律得下降過(guò)程中由牛頓第二定律得可判斷上升過(guò)程中速度方向向上，下降過(guò)程中速度方向向下，根據(jù)動(dòng)量定義可知上升過(guò)程中動(dòng)量方向向上，下降過(guò)程中動(dòng)量方向向下，故A正確；B．根據(jù)公式可知合外力的沖量方向始終向下，故B錯(cuò)誤；CD．克服空氣阻力做的功為物體運(yùn)動(dòng)的路程，上升過(guò)程，下落過(guò)程總路程，根據(jù)功能關(guān)系可知，機(jī)械能逐漸減小，則有故C、D正確；不正確的故選B。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、AD【解析】

A．當(dāng)汽車向右勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電介質(zhì)位置不變，根據(jù)電容的決定式可知電容器的電容不變，因兩板電壓不變，根據(jù)電容的定義式可知電容器的電荷量不變，因此電路中沒(méi)有電流，A正確；B．當(dāng)汽車以恒定加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可知，彈力大小不變，根據(jù)電容器的決定式可知電容器的電容不變，因兩極的電壓不變，根據(jù)電容器的定義式可知電容器的電荷量不變，因此電路中沒(méi)有電流，B錯(cuò)誤；C．電容器兩端與電源連接，電壓等于電源電壓不變，兩板間距不變，電容器兩板之間形成的勻強(qiáng)電場(chǎng)不變，根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系可以推斷電介質(zhì)所處位置電勢(shì)不變，C錯(cuò)誤；D．當(dāng)電路中有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鲿r(shí)，說(shuō)明電容器處于充電狀態(tài)，因電容器兩端電壓等于電源電壓不變，根據(jù)可知電容器的電容增大導(dǎo)致電容器所帶電荷量增加，根據(jù)電容器的決定式可知插入極板間電介質(zhì)加深，彈簧越拉越長(zhǎng)，合力向右增大，汽車向右做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)符合上述結(jié)果，D正確。故選AD。8、BC【解析】

小球沿圓環(huán)緩慢上移可看做勻速運(yùn)動(dòng)，對(duì)小球進(jìn)行受力分析，小球受重力G，F(xiàn)，N，三個(gè)力。滿足受力平衡。作出受力分析圖如圖所示；

由圖可知△OAB∽△GFA，即：小球沿圓環(huán)緩慢上移時(shí)，半徑不變，AB長(zhǎng)度減小，故F減小，N不變；

A.F增大，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.F減小，與結(jié)論相符，選項(xiàng)B正確；C.N不變，與結(jié)論相符，選項(xiàng)C正確；D.N增大，與結(jié)論不相符，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9、ABC【解析】

AB．在赤道處得出在兩極處得出選項(xiàng)AB正確；CD．若忽略地球的自轉(zhuǎn)，以地球表面A點(diǎn)正下方h處的B點(diǎn)為球心為半徑挖一個(gè)球形的防空洞，該球形防空洞挖掉的質(zhì)量A處重力加速度變化是由該球形防空洞引起的選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。故選ABC。10、BD【解析】

由U=Ed可求得場(chǎng)強(qiáng)E，C點(diǎn)的電勢(shì)等于C與A板的電勢(shì)差，由U=Ed求解C點(diǎn)的電勢(shì)；由Ep=qφC可求得電子在C點(diǎn)具有的電勢(shì)能．【詳解】A、B、AB間有勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E=Ud=6000.12V/m=5000V/m,AC間的電勢(shì)差為UAC=Ed1=5000×0.04V=200V，因A帶正電且電勢(shì)為零，C點(diǎn)電勢(shì)低于C、D、電子在C點(diǎn)具有的電勢(shì)能EP=φC×(-e)=200eV；故C錯(cuò)誤，D正確；故選BD.【點(diǎn)睛】在研究電場(chǎng)中電勢(shì)時(shí)一定要注意各個(gè)量的正負(fù)，明確各點(diǎn)間電勢(shì)的高低，注意電勢(shì)的符號(hào)．三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過(guò)程。11、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器1.864不變【解析】

（1）實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，再接通電動(dòng)機(jī)的電源；（2）根據(jù)v=xt求解線速度，根據(jù)ω=v【詳解】（1）實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，再接通電動(dòng)機(jī)的電源；（2）紙帶運(yùn)動(dòng)的速度大小為v=x角速度ω=v（3）根據(jù)v=ωr=1212、1.239.4【解析】

(1)[1]小球經(jīng)過(guò)光電門的位移大小為小球直徑d，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，則速度為(2)[2]小球下落至光電門的過(guò)程有解得(3)[3]游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為，游標(biāo)尺的第3條刻線與主尺的某刻線對(duì)齊，則游標(biāo)卡尺讀數(shù)為，則測(cè)量值為[4]在式中代入相關(guān)數(shù)據(jù)得四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟。13、(1)37°；(2)0.