广西省贵港市2021届第四次新高考模拟考试物理试卷含解析

广西省贵港市2021届第四次新高考模拟考试物理试卷含解析

广西省贵港市 2021 届第四次新高考模拟考试物理试卷 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．生活中常见的手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整光滑的硬性物体 时，会牢牢吸附在物体上。如图是一款放置在高铁水平桌面上的手机支架，支架能够吸附手机，小明有一 次搭乘高铁时将手机放在该支架上看电影， 若手机受到的重力为 G，手机所在平面与水平面间的夹角为 ， 则下列说法正确的是（ ） A．当高铁未启动时，支架对手机的作用力大小等于 cosG B．当高铁未启动时，支架受到桌面的摩擦力方向与高铁前进方向相反 C．高铁减速行驶时，手机可能受到 3 个力作用 D．高铁匀速行驶时，手机可能受到 5 个力作用 【答案】 C 【解析】 【分析】 【详解】 A．高铁未启动时，手机处于静止状态，受重力和支架对手机的作用力，根据平衡条件可知，支架对手机 的作用力与重力大小相等，方向相反，故 A 错误； B．高铁未启动时， 以手机和支架整体为研究对象， 受重力和桌面的支持力， 不受桌面摩擦力， 故 B 错误； C．高铁匀减速行驶时，手机具有与前进方向相反的加速度，可能只受重力、纳米材料的吸引力和支架的 支持力，共三个力的作用，故 C 正确； D．高铁匀速行驶时，手机受重力、纳米材料的吸引力、支架的支持力和摩擦力，共四个力的作用，故 D 错误； 故选 C。 2．普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流 互感器 ab 一侧线圈的匝数较少，工作时电流为 I ab，cd 一侧线圈的匝数较多，工作时电流为 I cd，为了使 电流表能正常工作，则（ ） A． ab 接 MN 、 cd 接 PQ， I ab＜ I cd B．ab 接 MN 、cd 接 PQ ，I ab＞I cd C． ab 接 PQ、cd 接 MN ， I ab＜ I cd D．ab 接 PQ、cd 接 MN ，I ab＞I cd 【答案】 B 【解析】 高压输电线上的电流较大，测量时需把电流变小，根据 1 2 2 1 I n I n ，MN 应接匝数少的线圈，故 ab 接 MN ， cd 接 PQ，且 I ab>I cd，选项 B 正确． 3．质量为 1kg 的物块 M 水平向右滑上逆时针转动的传送带如图甲所示，物块的 v－t 图像如图乙所示。 在整个运动过程中，以下说法不正确的是（ g=10m/s2）（ ） A．物块与传送带间的动摩擦因数为 μ =0.2 B．整个过程中物块在传送带上留下的划痕长度为 9m C．物块与传送带的相对位移大小为 3m，相对路程为 9m D．运动过程中摩擦生热为 18J 【答案】 C 【解析】 【详解】 A．由图知，物块运动的加速度大小为 2 22 ( 4) m/s 2m/s 3 va t 根据牛顿第二定律得 mg ma 可得 0.2 故 A 正确； B．由图知，传送带的速度为 2m/sv 在 0-3s 内，传送带的位移 1 2 3m 6mx vt 方向向左；根据图象的 “面积 ”表示位移，可得 0-3s 内，物块运动的位移大小为 2 1 14 2 2 1m 3m 2 2 x 方向向右，则整个过程中物块在传送带上留下的划痕长度为 1 2 9mL x x 故 B 正确； C． 0-3s 内，由于物块相对于传送带来说一直向右运动，所以物块与传送带的相对位移大小和相对路程都 为 9m，故 C 错误； D．运动过程中摩擦生热为 1 2( 0.2 1 10 9J 18J)Q mg x xg 故 D 正确； 不正确的故选 C。 4．下列关于核力、原子核的结合能、比结合能的说法正确的是 A．维系原子核稳定的力是核力，核力就是表现为相邻核子间的相互吸引力 B．核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力小 C．比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时会释放核能 D．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能 【答案】 C 【解析】 【分析】 核力与万有引力性质不同．核力只存在于相邻的核子之间；比结合能：原子核结合能对其中所有核子的平 均值，亦即若把原子核全部拆成自由核子，平均对每个核子所要添加的能量．用于表示原子核结合松紧程 度； 结合能： 两个或几个自由状态的粒子结合在一起时释放的能量． 自由原子结合为分子时放出的能量叫做化 学结合能，分散的核子组成原子核时放出的能量叫做原子核结合能。 【详解】 A 项：维系原子核稳定的力是核力，核力可以是核子间的相互吸引力，也可以是排斥力，故 A 错误； B 项：核力是强相互作用的一种表现，原子核尺度内，核力比库仑力大的多，故 B 错误； C 项：比结合能小的原子核分解成比结合能大的原子核时会亏损质量，放出核能，故 C 正确； D 项：自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等该原子核的结合能，故 D 错误。 故选： C。 【点睛】 本题考查对核力的理解．核力是自然界四种基本作用力之一，与万有引力性质、特点不同，同时考查了结 合能和比结合能的区别，注意两个概念的联系和应用，同时掌握质量亏损与质能方程。 5．如图所示，倾角 37 的斜面上有一木箱，木箱与斜面之间的动摩擦因数 3 3 ．现对木箱施加一 拉力 F，使木箱沿着斜面向上做匀速直线运动．设 F 的方向与斜面的夹角为 ，在 从 0 逐渐增大到 60° 的过程中，木箱的速度保持不变，则（ ） A． F 先减小后增大 B． F 先增大后减小 C． F 一直增大 D． F 一直减小 【答案】 A 【解析】 【详解】 对物体受力分析如图 木箱沿着斜面向上做匀速直线运动，根据平衡条件，合力为零 在垂直斜面方向，有： sin cosN F mg 在平行斜面方向，有： cos sinF mg f 其中： f N 联立解得： sin cossin cos cos sin 2 3 sin(60 ) 3 mgmg mgF o 当 30＝ 时 F 最小，则在 从 0 逐渐增大到 60°的过程中， F 先减小后增大， A 正确， BCD 错误。 故选 A。 6．一架飞机在高空中由西向东沿水平方向做匀加速直线运动，飞机每隔相同时间自由释放一个物体，共 连续释放了 6 个物体（不计空气阻力） 。下图是从地面某时刻观察到的 6 个空投物体的图像，其中正确的 是 A． B． C． D． 【答案】 A 【解析】 【详解】 因为物体做平抛运动，而飞机做匀加速直线运动，所以做平抛运动的不同物体的初速度越来越大，在竖直 方向上做自由落体运动，所以相等时间间隔内的位移越来越大。 A．该图与结论相符，选项 A 正确； B．该图与结论不相符，选项 B 错误； C．该图与结论不相符，选项 C 错误； D．该图与结论不相符，选项 D 错误； 故选 A。 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． a b、 两个质点在同一直线上运动，它们的速度随时间变化的规律如图所示， 0 ~10s 内 b 质点运动的 距离为 65m ， 10st 时， a b、 两质点速度相等，且此时两质点刚好相遇，则（ ） A． 0t 时刻，两质点相距 25m B． 10st 时，两质点的速度为 8m/s C． 15st 时，两质点相距 18.75m D． 20st 时，两质点再次相遇 【答案】 AB 【解析】 【分析】 【详解】 A．由于速度相等时， a b、 两质点刚好相遇，则 0t 时刻，两质点相距 0 1 (10 5) 10m 25m 2 x 选项 A 正确； B． 0 ~10s 内质点 b 运动的距离为 65m ，设 10st 时质点 b 的速度大小为 v ，则 5 10 65m 2 v 求得 8m/sv ，选项 B 正确； C．由几何关系可知， 15st 时，两质点相距的距离与 5st = 时相距的距离相同，则 0 1 6.25m 4 x x 选项 C 错误； D． 20st 时，两质点相距 0x ，选项 D 错误。 故选 AB 。 8．如图所示，橡皮筋的一端固定在 O 点，另一端拴一个物体， O 点的正下方 A 处有一垂直于纸面的光滑 细杆， OA 为橡皮筋的自然长度。已知橡皮筋的弹力与伸长量成正比，现用水平拉力 F 使物体在粗糙的水 平面上从 B 点沿水平方向匀速向右运动至 C 点，已知运动过程中橡皮筋处于弹性限度内且物体对水平地 面有压力，下列说法正确的是（ ） A．物体所受水平面的摩擦力保持不变 B．物体所受地面的支持力变小 C．水平拉力 F 逐渐增大 D．物体所受的合力逐渐增大 【答案】 AC 【解析】 【详解】 AB ．设开始时 A 离地面的高度为 L ，设某一时刻绳子与竖直方向的夹角为 θ，则绳子的弹力为： LT k cos 其竖直向上分力 Fy=Tcos θ =kL 故物体对地面的压力为 N=mg-kL 所以物体对地面的压力保持不变； 又因为 f= μN，故摩擦力也保持不变，故 A 正确， B 错误； C．水平拉力 F=f+Tsin θ =f+kLtan θ 随着 θ的增大，拉力 F 逐渐增大，故 C 正确； D．物体始终处于平衡状态，其合外力始终为零，故 D 错误。 故选 AC 。 9．投掷标枪是运动会的比赛项目。运动员将标枪持在离地面 1.6m高的位置，之后有三个阶段：①运动员 与标枪 --起由静止加速至速度为 8m / s；②以 8m / s 的速度为基础，运动员经 0.8s的时间将标枪举高至 2.0m处，并以 26m / s的速度将标枪掷出；③标枪离手后向斜上方向运动至离地面 18m 的最高点后再向 斜下方运动至地面。若标枪的质量为 0.8kg ，离手后的运动的最大水平距离为 60m。取地面为零势能参 考面， g 取 2 10m / s 。下列说法中正确的是（ ） A．第①阶段中，运动员对标枪做功 25.6J B．第①②③阶段中，标枪获得的最大动能为 51.2J C．第①②③阶段中，标枪的最大机械能为 286.4J D．第②阶段中，运动员对标枪做功的平均功率为 310W 【答案】 ACD 【解析】 【详解】 A．第①阶段中，标枪在水平面加速运动，动能增加量为 2 2 k 1 1 1 0.8 8 J 25.6J 2 2 E mv 由动能定理得运动员对标枪做功为 25.6J，故 A 正确； B．第①②③阶段中，标枪出手时速度最大，其动能也最大，有 2 2 k 1 1 0.8 26 J 270.4J 2 2 E mv 故 B 错误； C．第①②③阶段中，标枪出手前机械能一直增大，出手时机械能最大，有 p k k(0.8 10 2.0)J 286.4JE E E 故 C 正确； D．第②阶段中，标枪机械能增加量为 p k [0.8 10 (2.0 1.6)]J (270.4J 25.6J) 248JE EV V 则运动员对标枪做功的平均功率为 p k 248J 310W 0.8s E E P t V V 故 D 正确。 故选 ACD 。 10．下列说法正确的是 A．声波在空气中的传播速度比在水中的传播速度快 B．受迫振动中驱动力的频率不一定等于物体的固有频率 C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加装一个偏振片是为了增加透射光的强度 D．宇航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，地球上的人认为飞船上的时钟变慢 E.机械波的波长越长，则该波越容易发生衍射现象 【答案】 BDE 【解析】 【详解】 A．声波属于机械波，其在水中的传播速度比在空气中的传播速度快，故 A 错误； B．在受迫振动中，物体振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率不一定相等，故 B 正确； C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，由于玻璃表面反射光的干扰，影像会不清楚，如果在镜头前加装一个偏振 片就可以减弱反射光的强度，故 C 错误； D．字航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，根据时间的相对性可知，地球上的人观察到飞船上的时 间间隔变长，时钟变慢，故 D 正确； E．障碍物、孔的尺寸越小或者机械波波长越长，越容易发生衍射现象，故 E 正确。 故选 BDE 。 11．如图所示，绝缘底座上固定一电荷量为 +q 的小球 A，在其上方 l 处固定着一个光滑的定滑轮 O，绝缘 轻质弹性绳一端系在 O 点正上方 2 l 处的 D 点， 另一端与质量为 m 的带电小球 B 连接。 小球 B 平衡时 OB 长为 l，且与竖直方向夹角为 60°。由于小球 B 缓慢漏电，一段时间后，当滑轮下方的弹性绳与竖直方向 夹角为 30°时，小球 B 恰好在 AB 连线的中点 C 位置平衡。已知弹性绳的伸长始终处于弹性限度内，静电 力常量为 k，重力加速度为 g，下列说法正确的是（ ） A．小球 B 带负电 B．弹性绳原长为 2 l C．小球 B 在 C 位置时所带电荷量为 2 8 mgl kq D．小球 B 在初始平衡位置时所带电荷量为 2 2 mgl kq 【答案】 BC 【解析】 【详解】 A．由同种电荷相互排斥可知，小球 B 带正电，故 A 错误； D．根据受力分析和平衡条件，可得 2 qQmg k l 解得小球 B 在初始位置时所带电荷量为 2mglQ kq ，故 D 错误； C．小球 B 在 C 位置时，由相似三角形原理可得 2 0.5 0.5 qQk l mg l l 解得 2 8 mglQ kq ，故 C 正确； B．当小球 B 在 C 位置时，设绳子原长为 x，由受力分析和相似三角形原理可知，当小球 B 在初始平衡位 置时有 3 2BF mg k l x绳 绳 当小球 B 在 C 位置时有 3 1 3 2 2C mgF k l x绳 绳 联立方程组可得弹性绳原长 2 lx ，故 B 正确。 故选 BC 。 12．夏天，从湖底形成的一个气泡，在缓慢上升到湖面的过程中没有破裂。若越接近水面，湖内水的温度 越高，大气压强没有变化，将气泡内看做理想气体。则上升过程中，以下说法正确的是 _______________。 A．气泡内气体对外界做功 B．气泡内气体分子平均动能增大 C．气泡内气体温度升高导致放热 D．气泡内气体的压强可能不变 E.气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的撞击力减小。 【答案】 ABE 【解析】 【分析】 【详解】 AD ．气泡内气体压强 p=p 0+ρ gh，气泡升高过程中，其压强减小，温度升高，根据理想气体状态方程 pV C T ＝ ，体积一定增大，故气泡内气体对外界做功，故 A 正确， D 错误。 B．温度是分子平均动能的标志，温度升高，泡内气体分子平均动能增大，故 B 正确。 C．温度升高，气泡内气体内能增大，即 △U＞0，体积增大，即 W ＜0，根据热力学第一定律 △ U=W+Q ， 可得 Q＞0，故气泡内的气体吸热，故 C 错误。 E．根据气体压强定义及其微观意义，气泡内气体压强减小，气泡内分子单位时间内对气泡壁单位面积的 撞击力减小，故 E 正确。 故选 ABE 。 三、实验题 :共 2 小题，每题 8 分，共 16 分 13．现测定长金属丝的电阻率． ①某次用螺旋测微器测量金属丝直径的结果如图所示，其读数是 ______ mm ． ②利用下列器材设计一个电路，尽量准确地测量一段金属丝的电阻．这段金属丝的电阻 xR ，约为 100 ， 画出实验电路图，并标明器材代号． 电源 E （电动势 10 V ，内阻约为 10 ） 电流表 1A （量程 0 ~ 250 mA ，内阻 1 5R ） 电流表 2A （量程 0 ~ 300 mA ，内阻约为 5 ） 滑动变阻器 R （最大阻值 10 ，额定电流 2 A ） 开关 S及导线若干 ③某同学设计方案正确，测量得到电流表 1A 的读数为 1I ，电流表 2A 的读数为 2I ，则这段金属丝电阻的 计算式 xR ______．从设计原理看，其测量值与真实值相比 ______（填 “偏大 ”、“偏小 ”或 “相等 ”）． 【答案】 0.200 （ 0.196 ~ 0.204 均可） 1 1 2 1 I R I I 相等 【解析】 【详解】 根据螺旋测微器的读数法则可知读数为 0.01 20 0.000 0.200mm 因该实验没有电压表，电流表 A1 的内阻已知，故用 A1 表当电压表使用，为了调节范围大，应用分压式 滑动变阻器的接法，则点如图如图 由电路图可知流过的电流为 2 1I I ，电阻两端的电压为 1 1I R ，因此电阻 1 1 2 1 x I RR I I 该实验的电流为真实电流，电压也为真实电压，因此测得值和真实值相等 14．如图所示为某同学测量电源的电动势和内阻的电路图．其中包括电源 E，开关 S1 和 S2，电阻箱 R， 电流表 A，保护电阻 R x．该同学进行了如下实验步骤： (1)将电阻箱的阻值调到合适的数值，闭合 S1、S2，读出电流表示数为 I，电阻箱读数为 9.5 Ω，断开 S2， 调节电阻箱的阻值， 使电流表示数仍为 I，此时电阻箱读数为 4.5 Ω．则保护电阻的阻值 R x＝________ Ω．（结 果保留两位有效数字） (2)S 2断开， S1 闭合，调节 R，得到多组 R 和 I 的数值，并画出 1 R I 图象，如图所示，由图象可得，电源 电动势 E＝________V ，内阻 r ＝________Ω ．（结果保留两位有效数字） (3)本实验中，内阻的测量值 ________（填 “大于 ”或 “小于 ”）真实值，原因是 _____________． 【答案】 5.0 3.0 2.2 大于 电流表也有内阻 【解析】 【详解】 (1)[1] 由题意可知，闭合 S1 和 S2 时只有电阻箱接入电路，闭合 S1、断开 S2 时，电阻箱与 R 串联接入电路， 两种情况下电路电流相等，由欧姆定律可知，两种情况下电路总电阻相等，所以 保护电阻的阻值 Rx＝9.5 Ω-4.5 Ω＝5.0 Ω (2)[2][3] 根据闭合电路的欧姆定律可得， E＝I(R+R x+r) ，整理可得 1 1 xR rR I E E 可见图线的斜率 1k E 图线的纵截距 xR rb E 结合图象中的数据可得 E＝ 3.0V，r ＝2.2 Ω． (3)[4][5] 本实验中，内阻的测量值大于真实值，原因是电流表也有内阻，测量值等于电源内阻和电流表内 阻之和． 四、解答题：本题共 3 题，每题 8 分，共 24 分 15．如图所示，处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行光滑金属导轨相距 L=1m ，导轨平面与水 平面成 θ=30°角，下端连接一定值电阻 R=2 Ω，匀强磁场 B=0.4T 垂直于导轨平面向上。质量 m=0.2kg 、 电阻 r=1 Ω的金属棒 ab，其长度与导轨宽度相等。 现给金属棒 ab 施加一个平行于导轨平面向上的外力 F， 使金属棒 ab 从静止开始沿轨道向上做加速度大小为 a=3m/s2 的匀加速直线运动。 运动过程中金属棒 ab 始 终与导轨接触良好，重力加速度取 g=10m/s 2。求： (1)当电阻 R 消耗的电功率 P=1.28W 时，金属棒 ab 的速度 v 的大小； (2)当金属棒 ab 由静止开始运动了 x=1.5m 时，所施加外力 F 的大小。 【答案】 (1)6m/s； (2)1.76N 【解析】 【分析】 【详解】 (1)根据题意可得 2P I R 0.8PI R A 由闭合电路欧姆定律可得 E=I （R+r ）=2. 4V 再由法拉弟电磁感应定律可得 E=BLv 1 联立解得 1 6Ev BL m/s (2)根据题意，金属棒 ab 在上升过程中，切割磁感线可得 E=BLv 2 F 安 =BIL E=I （R+r ） 由金属棒 ab 在上升过程中，做匀加速直线运动，由运动学规律可得 2 2 2v ax 对金属棒 ab 进行受力分析，根据牛顿第二定律可得 sinF mg F ma安 联立解得 F=1. 76N 16．如图所示，滑块在恒定外力 F＝2mg 的作用下从水平轨道上的 A 点由静止出发，到 B 点时撤去外力， 又沿竖直面内的光滑半圆形轨道运动， 且恰好通过轨道最高点 C，滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到原出 发点 A，求 AB 段与滑块间的动摩擦因数． （取 g=10m/s2） 【答案】 0.75 【解析】 设圆周的半径为 R，则在 C 点： mg＝m ① ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 分 离开 C 点，滑块做平抛运动，则 2R＝gt2／2 ② ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 分 V Ct＝ sAB ③ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 分 由 B 到 C 过程，由机械能守恒定律得： mv C 2/2+2mgR ＝mv B2/2 ④ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 分 由 A 到 B 运动过程，由动能定理得： ⑤ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 分 由①②③④⑤式联立得到： ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 分 本题考查的是曲线运动综合知识，恰好通过轨道最高点 C，说明在 C 点重力完全充当向心力，离开 C 点 后，滑块做平抛运动，在整个运动过程中 AB 段外力 F 和摩擦力做功，在 BC 段只有重力做功． 17．一玻璃立方体中心有一点状光源．今在立方体的部分表面镀上不透明薄膜，以致从光源发出的光线只 经过一次折射不能透出立方体． 已知该玻璃的折射率为 2 ，求镀膜的面积与立方体表面积之比的最小值． 【答案】 4 【解析】 试题分析：通过光线在镀膜部分发生全反射，根据临界情况，通过几何关系求出镀膜面积与立方体表面积 之比的最小值． 如图，考虑从玻璃立方体中心 O 点发出的一条光线，假设它斜射到玻璃立方体上表面发生折，根据折射 定律有： sin sinn ，式中， n 是玻璃的折射率，入射角等于 ， 是折射角，现假设 A 点是上表面 面积最小的不透明薄膜边缘上的一点．由题意，在 A 点刚好发生全反射，故 2A ．设线段 OA 在立方 体上表面的投影长为 R，由几何关系有 2 2 sin ( ) 2 A A A R aR ．式中 a 为玻璃立方体的边长，联立解得 22 1 A aR n ．则 2A aR ，由题意，上表面所镀的面积最小的不透明薄膜应是半径为 R A 的圆．所求的 镀膜面积 S'与玻璃立方体的表面积 S 之比为 2 2 6 6 4 ARs s a ．