〖附5套模拟卷〗贵州省毕节地区2021届新高考第四次大联考物理试卷含解析
贵州省毕节地区 2021 届新高考第四次大联考物理试卷
一、单项选择题：本题共 6 小题，每小题 5 分，共 30 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．如图， △OMN 为玻璃等腰三棱镜的横截面。 a、b 两束可见单色光从空气垂直射入棱镜底面 MN ，在
棱镜侧面 OM 、ON 上反射和折射的情况如图所示，由此可知（ ）
A．从玻璃射向空气， a 光的临界角小于 b 光的临界角
B．玻璃对 a 光的折射率小于玻璃对 b 光的折射率
C．在玻璃中， a 光的速度小于 b 光的速度
D．在双缝干涉实验中， a 光干涉条纹宽度小于 b 光干涉条纹宽度
【答案】 B
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．由光路图看出，光线 b 在 NO 面上发生了全反射，而光线 a 在 MO 面上没有发生全反射，而入射角
相同， 则知 b 光的临界角小于 a 光的临界角， 由 1sinC
n
可知， 玻璃对 a 光的折射率小于 b 的折射率小，
故 A 错误， B 正确；
C．玻璃对 a 光的折射率小于 b 的折射率小，由
cv
n 可知，在玻璃中， a 光的速度大于 b 光的速度，故 C
错误；
D．由于玻璃对 a 光的折射率小于 b 的折射率小，则 a 光的频率比 b 光的低， a 光的波长比 b 光的长，由
公式 Lx d 可知， a 光的双缝干涉条纹宽度比 b 光的大，故 D 错误。
故选 B。
2．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
2kB
，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 MN
B．该粒子的速率为 2 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 3kB
【答案】 B
【解析】
【分析】
【详解】
ABC ．由题设条件带电粒子在磁场中运动的周期为
2
kB
，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 2r ，由
2 mv vr
qB kB
则
2v krB
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
32arcsin
3 6
，则时间不等于 3kB
，D 错误．
故选 B。
3．如图所示为静止的原子核在匀强磁场中发生衰变后做匀速圆周运动的轨迹，衰变后两带电粒子 a、b 的
半径之比为 45∶1，两带电粒子 a、 b 的动能之比为 117：2，下列说法正确的是（ ）
A．此衰变为 β衰变 B．大圆为 β粒子的运动轨迹
C．小圆为 α粒子的运动轨迹 D．两带电粒子 a、b 的周期之比为 10∶13
【答案】 D
【解析】
【分析】
【详解】
ABC ．根据动量守恒定律可知两带电粒子动量相等。由两圆外切可知，此为 衰变，由
mvR
Bq
得大圆为
粒子轨迹， ABC 项错误；
D．由
mvR
Bq
得
45
1
a b
b a
R q
R q
根据动量守恒定律以及动量与动能的关系有
2 2a bm E m Eka kb
得
2
117
a
b
m E
m E
kb
ka
根据周期公式
2 mT
qB 可知
10
13
a a b
b b a
T m q
T m q
D 项正确。
故选 D。
4．铅球是田径运动的投掷项目之一，它可以增强体质，特别是对发展躯干和上下肢的力量有显著作用。
如图所示， 某同学斜向上抛出一铅球， 若空气阻力不计， 图中分别是铅球在空中运动过程中的水平位移 x 、
速率 v 、加速度 a 和重力的瞬时功率 P 随时间 t 变化的图象，其中正确的是（ ）
A． B． C．
D．
【答案】 A
【解析】
【详解】
A．铅球做斜上抛运动，可将其分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，水平分位移
与时间成正比，故 A 正确；
B．铅球做斜上抛运动， 竖直方向的速度先减小后增大水平方向的速度不变， 故铅球的速度先减小后增大，
故 B 错误；
C．铅球只受重力作用，故加速度保持不变，故 C 错误；
D．因为速度的竖直分量先减小到零，后反向增大，再根据 yP mgv ，所以重力的功率先减小后增大，
故 D 错误。
故选： A。
5．如图所示，某同学练习定点投篮，其中有两次篮球垂直撞在竖直篮板上，篮球的轨迹分别如图中曲线
1、2 所示。 若两次抛出篮球的速度 v1和 v 2 的水平分量分别为 v1x 和 v 2x，竖直分量分别为 v1y 和 v 2y，不计
空气阻力，下列关系正确的是（ ）
A． v1x
v 2y B．v1x>v 2x， v1yv 2x，v1y>v 2y
【答案】 A
【解析】
【分析】
【详解】
将篮球的运动反向处理，即为平抛运动，由图可知，第二次运动过程中的高度较小，所以运动时间较短，
水平射程相等，但第二次用的时间较短，故第二次水平分速度较大，即
1 2x xv v
在竖直方向上做自由落体运动，由公式 2 2yv gh可知，第二次运动过程中的高度较小，所以第二次竖直
分速度较小，即
1 2y yv v
故选 A。
6．某行星为质量分布均匀的球体，半径为 R，质量为 M 。科研人员研究同一物体在该行星上的重力时，
发现物体在 “两极 ”处的重力为 “赤道 ”上某处重力的 1.1 倍。已知引力常量为 G，则该行星自转的角速度为
（ ）
A． 310
GM
R
B． 311
GM
R
C． 3
1.1GM
R
D． GM
R
【答案】 B
【解析】
【分析】
【详解】
由万有引力定律和重力的定义可知
12 =1.1MmG mg mg
R
由牛顿第二定律可得
2
12
MmG mg mR
R
联立解得
3=
11
GM
R
故选 B。
二、多项选择题：本题共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目
要求．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，有上下放置的两个宽度均为 0.5mL 的水平金属导轨，左端连接阻值均为 2 Ω的电阻 1r 、
2r ，右端与竖直放置的两个相同的半圆形金属轨道连接在一起，半圆形轨道半径为 0.1mR 。整个装置
处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为 2TB 。初始时金属棒放置在上面的水平导轨上，金属棒的
长刚好为 L，质量 1kgm ，电阻不计。某时刻金属棒获得了水平向右的速度 0 2m/sv ，之后恰好水平
抛出。已知金属棒与导轨接触良好，重力加速度 210m/sg ，不计所有摩擦和导轨的电阻，则下列说法
正确的是（ ）
A．金属棒抛出时的速率为 1m/s
B．整个过程中，流过电阻 1r 的电荷量为 1C
C．最初金属棒距离水平导轨右端 1m
D．整个过程中，电阻 2r 上产生的焦耳热为 1.5J
【答案】 AC
【解析】
【详解】
A．金属棒从半圆形金属轨道的顶点恰好水平抛出，则有
2vmg m
R
1m/sv gR
选项 A 正确；
BC．对导体棒在水平导轨上运动应用动量定理得
0BIL t mv mv
得
0BqL mv mv
解得回路中产生的电荷量为
1Cq
据
1 2
1 2
1CB Lxq r rR
r r
总
解得导体棒向右移动的距离为
1mx
流过 1r 的电荷量
0.5C
2
qq
选项 B 错误， C 正确；
D．根据能量守恒得回路中产生的总热量
2 2
0
1 1
2 2
Q mv mv
解得
1.5JQ
电阻 2r 上产生的热量
2 0.75J
2
QQ
选项 D 错误。
故选 AC 。
8．如图为竖直放置的上粗下细的玻璃管，水银柱将气体分隔成 A、 B 两部分，初始温度相同，使 A、B
升高相同温度达到稳定后，体积变化量为 A BV V、 ，压强变化量为 A Bp p、 ，对液面压力的变化量
为 A BF F、 ，则（ ）
A．水银柱向下移动了一段距离
B． A BV V
C． A Bp p
D． A BF FD > D
【答案】 CD
【解析】
【详解】
AC ．首先假设液柱不动，则 A 、B 两部分气体发生等容变化，由查理定律，对气体 A：
'
'A A Ap p p
T T T
得
A A
Tp p
T
①
对气体 B：
'
'B B Bp p p
T T T
得
B B
Tp p
T ②
又设初始状态时两液面的高度差为 h（水银柱的长度为 h），初始状态满足
A Bp h p ③
联立①②③得
B Ap p
水银柱向上移动了一段距离，故 A 错误 C 正确；
B．由于气体的总体积不变，因此 A BV V ，故 B 错误；
D．因为 B Ap p ，且液面上升，上表面面积变大，所以
A BF FD > D
故 D 正确。
故选 CD 。
9．如图甲所示，质量为 m、电阻为 r 的金属棒 ab 垂直放置在光滑水平导轨上，导轨由两根足够长、间距
为 d 的平行金属杆组成，其电阻不计，在导轨左端接有阻值 R 的电阻，金属棒与导轨接触良好，整个装
置位于磁感应强度为 B 的匀强磁场中。从某时刻开始，导体棒在水平外力 F 的作用下向右运动 (导体棒始
终与导轨垂直 )，水平外力随着金属棒位移变化的规律如图乙所示，当金属棒向右运动位移 x 时金属棒恰
好匀速运动。则下列说法正确的是（ ）
A．导体棒 ab 匀速运动的速度为 0
2 2
( )F R rv
B d
B．从金属棒开始运动到恰好匀速运动，电阻 R 上通过的电量为 2( )
Bdx
R r
C．从金属棒开始运动到恰好匀速运动，电阻 R 上产生的焦耳热
2 2
0
04 4
( ) 1
2 2R
mF R rQ F x
B d
D．从金属棒开始运动到恰好匀速运动，金属棒克服安培力做功
2 2
0
0 4 4
1 ( )
2 2克
mF R rW F x
B d
【答案】 AD
【解析】
【详解】
A．金属棒在外力 F 的作用下从开始运动到恰好匀速运动，在位移为 x 时做匀速直线运动，根据平衡条件
有
0F F BId安
根据闭合电路欧姆定律有
EI
R r
根据法拉第电磁感应定律有
E Bdv
联立解得 0
2 2
F R r
v
B d
，故 A 正确；
B．此过程中金属棒 R 上通过的电量
q I t
根据闭合电路欧姆定律有
EI
R r
根据法拉第电磁感应定律有
E
t
联立解得 q
R r
又
Bdx
解得 Bdxq
R r
，故 B 错误；
CD ．对金属棒，根据动能定理可得
21
2
mWW v外 克
由乙图可知，外力做功为
0
1
2
W F x外
联立解得
22
0
0 4 4
1
2 2
mF R r
W F x
B d克
而回路中产生的总热量
22
0
0 4 4
1
2 2
mF R rF
B
Q W x
d克
根据回路中的热量关系有
R rQ Q Q
所以电阻 R 上产生的焦耳热
22
0
0 4 4
1
2 2R
mFR RQ R rQ
R r r
F x
B dR
故 C 错误， D 正确。
故选 AD 。
10．如图所示，在粗糙水平面上放置质量分别为 m、m、3m、2m 的四个木块 A、B、C、D，木块 A、B
用一不可伸长的轻绳相连，木块间的动摩擦因数均为 μ，木块 C、D 与水平面间的动摩擦因数相同，最大
静摩擦力等于滑动摩擦力。若用水平拉力 F 拉木块 B，使四个木块一起匀速前进，重力加速度为 g，则需
要满足的条件是（ ）
A．木块 A 、C 间的摩擦力与木块 B、D 间的摩擦力大小之比为 3：2
B．木块 C、D 与水平面间的动摩擦因数最大为
4
C．轻绳拉力 FT 最大为 mg
D．水平拉力 F 最大为
7
3
mg
【答案】 BC
【解析】
【详解】
A．设左侧 A 与 C 之间的摩擦力大小为 Ff1 ，右侧 B 与 D 之间摩擦力大小为 Ff2 设木块 C、D 与水平面间
的动摩擦因数最大为 μ'，木块 C、D 均做匀速运动，与地面间的动摩擦因数相同，则
Ff1 =4μ 'mg，F f2=3μ 'mg
得
Ff1 与 Ff2 之比为 4： 3，故 A 错误；
B．对 A、C 整体分析知，轻绳上的拉力大小
FT =4μ 'mg
A 刚要滑动时，静摩擦力达到最大值
FT =μ mg
联立两式得木块 C、D 与水平面间的动摩擦因数最大为
4
，故 B 正确；
CD ．对 B、D 整体分析，水平拉力 F 最大不能超过最大静摩擦力的大小，所以
7(7 )
4
mgF mg
(4 )TF mg mg
故 C 正确， D 错误。
故选 BC 。
11．下列各种说法中正确的是 ________
A．热量不可能从低温物体传到高温物体
B．布朗运动是由于液体分子无规则运动引起的
C．当气体分子热运动的剧烈程度减弱时，气体分子的平均动能减小
D．已知阿伏伽德罗常数为 NA ，氧气的摩尔质量为 M 、密度为 ρ，则每个氧气分子的质量为 0
A
Mm
N ，
每个氧气分子的体积为 0 = MV
E.有两个相距较远的分子甲和乙，设乙分子固定不动，现让甲分子以一定的初速度向乙运动且两分子始终
在同一直线上，当甲分子到达 r=r 0 处时，甲、乙分子系统的分子势能最小
【答案】 BCE
【解析】
【分析】
【详解】
A．热量不可能自发地从低温物体传到高温物体， 若引起其他的变化， 热量可以从低温物体传向高温物体，
如空调，故 A 错误；
B．布朗运动是由于液体分子的无规则运动而不断撞击悬浮颗粒，从而引起悬浮颗粒的无规则运动，这个
无规则运动称为布朗运动，故 B 正确；
C．温度是分子平均动能的标志，气体分子热运动的剧烈程度减弱时，说明气体的温度降低，那么气体分
子的平均动能减小，故 C 正确；
D．已知阿伏伽德罗常数为 NA ，氧气的摩尔质量为 M ，则每个氧气分子的质量为
0
A
Mm
N
且气体的摩尔体积为
MV
由于气体分子间的间隔较大，故可算出则每个氧气分子所占空间的体积为
0
A A
VV
N N
M
并不能算出每个氧气分子的体积，故 D 错误；
E．分子甲从远处趋近固定不动的分子乙，一直到分子甲受到分子乙的作用力为零，这个过程中分子力表
现为引力，一直做正功，分子的动能一直增大，则系统分子势能减小，当两分子之间的距离 r
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