2021届广东省佛山市高考物理四模试卷含答案

这是一份2021届广东省佛山市高考物理四模试卷含答案，共12页。试卷主要包含了选择题．，非选择题，[物理一选修3-3]，[物理一选修3-4]等内容，欢迎下载使用。
1.2021年1月7日23时20分，在西昌卫星发射中心，长征三号乙运载火箭托举“通信技术试验卫星五号〞直冲云霄。随后，卫星被顺利送入预定轨道做匀速圆周运动，发射任务取得圆满成功，为我国2021年宇航发射迎来“开门红〞。以下说法正确的选项是〔 〕
A. 火箭发射瞬间，该卫星对运载火箭的作用力大于自身的重力
B. 火箭发射过程中，喷出的气体对火箭的作用力与火箭对喷出的气体的作用力相同
C. 卫星绕地匀速圆周运动中处于失重状态，所受地球重力为零
D. 由于卫星在高轨道的线速度比低轨道的小，该卫星从低轨道向高轨道变轨过程中需要减速
2.如下列图，平行金属导轨MN、PQ固定在水平面上，两根相同的金属棒a、b相隔一定距离垂直放置在导轨上，且与导轨保持良好接触。一条形磁铁向着回路中心竖直下落，a、b棒在此过程中始终静止不动，以下说法正确的选项是〔 〕
A. a、b棒上无感应电流 B. b受到的安培力方向向右
C. a受到的摩擦力方向向左 D. 条形磁铁N极朝下下落过程中，b受到的安培力方向将与原来的相反
3.一静止的原子核 发生α衰变，变成另一个新的原子核Y，衰变后测得α粒子的速率为v，α粒子的质量为m0 ， 原子核Y的质量为M，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 原子核Y的符号表示为 B. 的比结合能一定大于Y核的比结合能
C. 原子核Y的速率为 D. 原子衰变过程中释放的核能为
4.如下列图，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，以下说法正确的选项是〔 〕
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 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. 假设该粒子沿直径MN方向射入磁场，其运动的时间为
5.如下列图，N匝矩形线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动，线圈面积为S，线圈电阻为R，电流表和电压表均为理想表，滑动变阻器最大值为2R，那么以下说法正确的选项是〔 〕
A. 电压表示数始终为
B. 电流表示数的最大值
C. 线圈最大输出功率为
D. 仅将滑动变阻器滑片向上滑动，电流表示数变大，电压表示数变大
6.真空中一对等量异种电荷A、B，其周围的电场线和等势线分布如下列图。相邻等势线之间电势差相等，G点是两电荷连线的中点，MN是两电荷连线的中垂线，C、D两点关于MN对称，C、D、E、F、G、H均是电场线与等势线的交点。规定距离两电荷无穷远处电势为零，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 中垂线MN的电势为零，G点的电场强度为零 B. C，D两点的电势不相等，电场强度相同
C. G点电势等于H点，电场强度大于H点 D. F点电势高于E点，电场强度大于E点
7.一氘核 自A点以某一初速度垂直进入场强为E的匀强电场，运动过程中经过B点。忽略空气阻力，不计重力，以下说法正确的选项是〔 〕
A. 把氘核换成动能相同的氕核 ，其他条件不变，氕核还能经过B点
B. 把氘核换成动量相同的氕核 ，其他条件不变，氕核还能经过B点
C. 把氘核换成动能相同的氦核 ，其他条件不变，氦核还能经过B点
D. 把氘核换成速度相同的氦核 ，其他条件不变，氦核还能经过B点
8.倾斜传送带在底端与水平面平滑连接，传送带与水平方向夹角为α，如下列图。一物体从水平面以初速度v0冲上传送带，与传送带间的动摩擦因数为tanα，传送带单边长为L，顺时针转动的速率为v，物体可视为质点，质量为m，重力加速度为g。那么物体从底端传送到顶端的过程中〔 〕
A. 动能的变化可能为 B. 因摩擦产生的热量一定为
C. 因摩擦产生的热量可能为 D. 物体的机械能可能增加mgLsinα
二、非选择题：共174分．第22～32题为必考题，每个试题考生都必须作答．第33～38题为选考题，考生根据要求作答．〔一〕必考题：共129分．
9.小明想要粗略验证机械能守恒定律。把小钢球从竖直墙某位置由静止释放，用数码相机的频闪照相功能拍摄照片如下列图。设置的频闪频率为f，当地重力加速度为g。
〔1〕要验证小钢球下落过程中机械能守恒，小明需要测量以下哪些物理量 〔填选项前的字母〕。
〔2〕照片中A位置________〔“是〞或“不是〞〕释放小球的位置。
〔3〕如果表达式________〔用题设条件中给出的物理量表示〕在误差允许的范围内成立，可验证小钢球下落过程中机械能守恒。
10.多用电表欧姆挡可以直接测量电阻。如下列图，虚线框内的电路为欧姆挡的内部电路，a、b为红、黑表笔的插孔。 是表头，满偏电流为Ig ， 内阻为Rg ， R0是调零电阻，R1、R2、R3、R4分别是挡位电阻，对应挡位分别是“×1〞“×10〞“×100〞“×1000〞，K是挡位开关。
〔1〕红黑表笔短接进行欧姆调零时，先选定挡位，调节滑片P，使得表头到达满偏电流。设滑片P下方电阻为R'，满偏电流Ig与流经电源的电流I的关系是________〔用题设条件中的物理量表示〕。
〔2〕表头指针在表盘正中央时，所测电阻的阻值等于欧姆表的总内阻的值，又叫做中值电阻。在挡位开关由低挡位调到高一级挡位进行欧姆调零时，调零电阻R0的滑片P应向________〔填“上〞或“下〞〕滑动，调零后，滑片P下方的电阻R'为原来挡位的________倍。
〔3〕把挡位开关调到“×100〞，调零完毕，测量某电阻的阻值时，发现指针偏转角度较大。要更准确测量该电阻的阻值，请写出接下来的操作过程________。
〔4〕要用欧姆挡测量某二极管的反向电阻，红表笔应接二极管的________极。
11.平行金属导轨竖直固定放置，顶端接一阻值为R的电阻，平行边界MN和PQ相距x，内有磁感应强度为B的匀强磁场，一质量为m的导体棒从边界处MN由静止释放，到边界PQ时，加速度恰好为零，平行金属导轨宽为L，重力加速度为g，导体棒始终与导轨保持良好接触，不计导体棒和导轨电阻。求：
〔1〕导体棒到边界PQ时速度的大小；
〔2〕导体棒穿过磁场的过程中通过电阻的电荷量；
〔3〕导体棒穿过磁场所用的时间。
12.某同学设计了一个轨道，竖直放置，让小球在轨道中运动接力，如下列图。倾斜直轨道AB与圆弧轨道BPC在B点相切，AC竖直，C是圆的最高点，另一圆弧轨道DQ的圆心为O，其右侧虚边界与AC相切，F是圆的最低点。AB长为l，与水平方向的夹角α＝37°，OD与竖直方向的夹角也是α，圆轨道DQF的半径也为l，质量为m的小球a从A点由静止开始在外力作用下沿轨道加速运动，一段时间后撤去外力，小球运动到C点后水平抛出，从D点无碰撞进入圆弧轨道DQF内侧继续运动，到F点与另一静止的小球b发生弹性碰撞，小球b从F点水平拋出并刚好落在A点。不计空气阻力和轨道的摩擦，重力加速度为g，sinα＝0.6，csα＝0.8．求：
〔1〕小球a在C点时的速率；
〔2〕外力对小球a做的功；
〔3〕小球b的质量。
三、[物理一选修3-3]
13.以下关于热力学定律的说法正确的选项是〔 〕
A. 如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，这两个系统的温度一定相等
B. 外界对某系统做正功，该系统的内能一定增加
C. 可以找到一种材料做成墙壁，冬天供暖时吸收热量温度升高，然后向房间自动释放热量供暖，然后再把热量吸收回去，形成循环供暖，只需要短时间供热后即可停止外界供热
D. 低温系统可以向高温系统传递热量
E. 无论科技如何进步与开展，绝对零度都不可以到达
14.导热性能良好的两个相同容器A、B由细软管C连通，灌注一定量的某液体后将A的上端封闭，如图甲所示，A中气柱长度为h，温度为T0 ． 保持A固定不动，缓慢竖直向下移动B，停止移动时位置如图乙所示，此时A、B容器中液面高度差为 ，甲、乙两图中软管底部相距为 ．保持两容器位置不变，缓慢加热气体A，使得两容器中液面再次持平，如图丙所示。液体密度为ρ，重力加速度为g，求：
①大气压强p0；
②丙图A容器中气体温度T。
四、[物理一选修3-4]
15.平静的水池外表有两个振源A、B，固有振动周期均为T．某时刻A开始向下振动，相隔半周期B开始向下振动，二者振动的振幅相同，某时刻在水面上形成如下列图的水波图。其中O是振源连线的中点，OH为中垂线，交叉点G、H的中点为D，C点位于波峰和波谷的正中间，实线代表波峰，虚线代表波谷。以下说法中正确的选项是〔 〕
A. 如果在E点有一个小的漂浮物，经半个周期将向左漂到F点
B. 两列波叠加后，O点的振动始终减弱
C. 图中G、H两点振幅为零，D点的振幅也为零
D. 当B引起的波传到E点后，E点的振动始终处于加强状态
E. C点此时振动的速度为零
16.某透明材料做成的梯形棱镜如图甲所示，AB∥CD，∠B＝∠C＝90°，∠D＝60°．把该棱镜沿AC连线分割成两个三棱镜，并把三棱镜A′BC向右平移一定的距离，如图乙所示。一光线与AD边夹角α＝30°，从E点射入棱镜，最终垂直于BC边从F点〔图中未画出〕射出，E、F在垂直于D的方向上相距为d。求：
①透明材料的折射率；
②三棱镜A′BC向右平移的距离。
答案解析局部
一、选择题．
1.【解析】【解答】解：A、由牛顿第二定律知，火箭发射瞬间，卫星和火箭一起加速上升，卫星具有向上的加速度，故火箭对卫星的作用力大于卫星的重力，据牛顿第三定律知，卫星对火箭的作用力大于自身重力，A符合题意；
B、火箭发射过程中，喷出的气体对火箭的作用力与火箭对喷出气体的作用力大小相等，方向相反，B不符合题意；
C、卫星绕地球圆周运动过程中处于失重状态，所受地球重力提供卫星圆周运动向心力，不为零，C不符合题意；
D、卫星从低轨道向高轨道变轨时，需要加速做离心运动增加轨道半径，不是减速，D不符合题意。
故答案为：A

【分析】利用加速度方向可以判别卫星对火箭的作用力大小；利用相互作用力可以判别方向不同；利用假的方向可以判别处于失重但是重力不等于0；利用离心运动可以判别变轨时速度的变化。
2.【解析】【解答】解：A、当一条形磁铁从高处下落接近回路时，穿过回路的磁通量增加，会产生感应电流，A不符合题意；
B、C、根据楞次定律感应电流的磁场总是阻碍磁通量的变化，可知回路的面积减小一点，使穿过回路的磁场减小一点，起到阻碍原磁通量增加的作用，所以a、b将互相靠拢，a受到的安培力方向向右，那么摩擦力方向向左，b受到的安培力方向向左，B不符合题意，C符合题意；
D、根据楞次定律可知，不管是条形磁铁的哪一个极向下运动，b受到的安培力方向都向左，D不符合题意。
故答案为：C

【分析】利用楞次定律可以判别感应电流的方向及安培力的方向；利用平衡可以判别摩擦力的方向；利用左手定那么可以判别安培力的方向。
3.【解析】【解答】解：A、根据质量数守恒和电荷数守恒得：Y的质量数为a﹣4，电荷数为n﹣2，即 ，A不符合题意；
B、 的比结合能小于Y的比结合能，B不符合题意；
C、根据动量守恒定律得 m0v＝Mv′，解得： ，C符合题意；
D、原子衰变过程中释放的核能转化为新原子核和α粒子的动能之和，所以释放的核能一定大于 ，D不符合题意；
故答案为：C

【分析】利用质量数和电荷数守恒可以判别Y的质量数和电荷数大小；利用衰变释放能量可以比较比结合能的大小；利用动量守恒定律可以求出速度的大小；利用能量守恒可以判别释放出来的能量大小。
4.【解析】【解答】解：ABC、根据题设条件可知，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运动四分之一个周期，那么粒子的运动轨迹对应的圆心角为90°，
所以入射方向和MN成45°，
根据数学知识可知，粒子做圆周运动的圆心在圆周上，粒子的运动轨迹如下列图
，
根据几何知识可知，粒子做圆周运动的半径为 ，
因为 ，所以 ，
由于此轨迹对应的弦是最长的，那么运动时间是最长的，AC不符合题意，B符合题意；
D、假设粒子沿直径MN方向射入磁场，运动轨迹如下列图
，
根据几何知识有 ，所以圆心角α≠60°，
那么粒子的运动时间t ，D不符合题意。
故答案为：B。

【分析】利用周期的表达式结合运动的时间可以判别运动的轨迹，利用运动的轨迹可以求出轨道半径，结合牛顿第二定律可以求出速率的大小及速度的方向；利用弦长可以判别运动的时间；利用圆心角的大小可以判别运动的时间。
5.【解析】【解答】解：A、根据正弦式交变电流的产生规律可知，感应电动势的最大值：Em＝NBSω，有效值：E＝ ，电压表测量的是路端电压，不是电动势，A不符合题意；
B、根据闭合电路欧姆定律可知，I＝ ＝ ，B不符合题意；
C、当外电阻等于内阻时，线圈的输出功率最大，Pm＝ ＝ ，C符合题意；
D、仅将滑动变阻器滑片向上滑动，电阻增大，根据闭合电路欧姆定律可知，电流减小，那么电流表示数变小，内电压减小，那么路端电压增大，电压表示数变大，D不符合题意。
故答案为：C

【分析】利用电动势的表达式可以求出电动势的大小，进而判别电压表的读数大小；利用欧姆定律可以求出电流的最大值；利用功率的表达式可以求出最大的功率；负载电阻变大时电流变小，路端电压变大。
6.【解析】【解答】解：AC、根据题设条件和电场线、等势线分布可以知道，中垂线所有点的电势为零，电场强度是G点最大，向上和向下的电场强度逐渐减小，A不符合题意，C符合题意；
B、沿电场线方向电势降低，C、D两点电势不等，场强大小相等，方向不同，B不符合题意；
D、根据电场线疏密程度可知，F点的场强大于E点， ， ，即F点电势高于E点，D符合题意；
故答案为：CD

【分析】利用电场线的分布可以判别电势的高度及比较场强的大小。
7.【解析】【解答】解：根据题意可知，带电粒子进入电场中做类平抛运动，从A到B，沿着初速度方向有x＝v0t，
垂直于初速度方向有y＝ ，
那么 ，
A、把氘核换成动能相同的氕核 ，由于氘核和氕核的动能、电荷量都相同，所以水平方向发生的位移为x时竖直方向的位移也为y，氕核还能经过B点，A符合题意；
B、但当把氘核换成动量相同的氕核，由于氘核和氕核的动量、电荷量都相同，但质量不同，所以氕核不能经过B点，B不符合题意；
C、把氘核换成动能相同的氦核 ，氘核和氦核动能相同，但电荷量不相等，所以氦核不能经过B点，C不符合题意；
D、把氘核换成速度相同的氦核 ，氘核和氦核的速度相同，比荷也相等，所以氦核能经过B点，D符合题意。
故答案为：AD

【分析】利用类平抛运动的位移公式结合比荷的大小及质量的大小可以判别粒子的运动轨迹。
8.【解析】【解答】解：A、物体的运动分两种情况，第一种情况是v0≥v
物体滑上传送带后先减速后匀速，最终速度为v，由动能定理可知 ，A符合题意；
B、当v0≥v时，在上滑过程中，物块上滑时的加速度a＝ ＝2gsinα
减速到和传送带具有相同速度所需时间为t，那么 ＝ ，两者发生的相对位移 ， 相对运动过程中摩擦力生热，Q＝μmgcsα•△x＝ ，增加的机械能
当v0＜v时，物体滑上传送带后一直做匀速直线运动，摩擦生热Q＝
增加的机械能为△Ek＝mgLsinα，B不符合题意，CD符合题意；
故答案为：ACD

【分析】利用速度的比较可以判别物体的加速度情况，进而判别物体的运动情况；结合动能定理可以判别动能的变化；利用位移公式可以求出摩擦力产生的热量及机械能的变化量。
二、非选择题：共174分．第22～32题为必考题，每个试题考生都必须作答．第33～38题为选考题，考生根据要求作答．〔一〕必考题：共129分．
9.【解析】【解答】解：〔1〕此题粗略验证机械能守恒，对于小球直径没有必要测量，表达式左右两边都有质量，所以质量也没有必要测量，只需要测量墙砖的厚度，从而求得某点的瞬时速度，及下落的高度，进而即判定减少的重力势能与增加的动能之间的关系，即可粗略验证机械能是否守恒。〔2〕从图片上可以看出，AB：BC：CD：DE＝1：2：3：4，假设A点释放点，那么其速度为零，那么它们之间应满足1：3：5：7，所以A点不是释放小球的位置，〔3〕由匀变速直线运动规律：△x＝aT2 ， 可知，及周期和频率关系：T＝ ，可解得：g＝df2。
故答案为：〔1〕A；〔2〕不是；〔3〕g＝df2。

【分析】〔1〕利用机械能守恒定律可以判别质量不需要测量；小球之间也不需要测量；
〔2〕利用邻差公式可以判别A是否释放小球的位置；
〔3〕利用周期和频率的关系式结合邻差公式可以导出验证机械能守恒的表达式。
10.【解析】【解答】解：〔1〕表头电阻和R0的上局部串联，与R′并联，根据电流关系有I＝ ，
那么Ig＝ ；〔2〕高一级挡位内电阻是原级别的10倍，因为Ig＝ ＝ ，
所以内电阻变为原来的10倍，那么R′变为原来的10倍，滑片应该向上调节；〔3〕测量某电阻的阻值时，发现指针偏转角度较大，说明待测电阻的阻值小，应该先将挡位开关调到“×10〞挡位，再进行欧姆调零；〔4〕测量二极管的反向电阻时，应该让电流从二极管的负极进入，正极流出，由于电流从欧姆表的红表笔流入，黑表笔流出，所以红笔接二极管的正极。
故答案为：〔1〕 〔2〕上 10 〔3〕先将挡位开关调到“×10〞挡位，再进行欧姆调零 〔4〕正

【分析】〔1〕利用并联电路的特点可以求出电流的关系；
〔2〕利用闭合电路的欧姆定律结合内阻的变化可以判别滑片的位置及下方电阻的倍数变化；
〔3〕利用偏转角太大说明电阻太小要换小挡位；
〔4〕利用红进黑出可以判别红笔接二极管的正极。
11.【解析】【分析】〔1〕利用法拉第电磁感应定律结合安培力表达式和平衡方程可以求出速度的大小；
〔2〕利用欧姆定律结合电流的定义式可以求出电荷量的大小；
〔3〕利用动量定理可以求出运动的时间。
12.【解析】【分析】〔1〕利用平抛运动的速度公式和位移公式可以求出速率的大小；
〔2〕利用动能定理可以求出外力做功的大小；
〔3〕利用动能定理结合动量守恒定律及平抛运动的规律可以求出小球的质量。
三、[物理一选修3-3]
13.【解析】【解答】解：A、如果两个系统均与第三个系统处于热平衡状态，这两个系统的温度一定相等，A符合题意；
B、根据△U＝W+Q可知，外界做正功即W＞0，有可能同时放热即Q＜0，那么内能的变化不确定，B不符合题意；
C、根据热力学第二定律，题中所述的问题是不可能实现的，C不符合题意；
D、低温系统向高温系统传递热量是可以实现的，前提是要引起其他变化，D符合题意；
E、绝对零度不可以到达，E符合题意
故答案为：ADE

【分析】物体的内能由做功和热传递共同决定；利用热力学第二定律可以判别现象能否实现；绝对零度不可以到达。
14.【解析】【分析】〔1〕利用气体的等温变化可以求出大气压强的大小；
〔2〕利用几何关系结合等压变化可以求出气体的温度。
四、[物理一选修3-4]
15.【解析】【解答】解：A、在波的传播过程中，介质中的质点只在平衡位置附近振动，不会随波迁多，A不符合题意；
BC、O点在振源的中点，波的传播路程差为零，由于两振源反相，故O点以及中垂线上所有质点的振动均为叠加减弱，BC符合题意；
D、由图可以看出，B引起的振动传到E点时与A引起的振动相位相反，为叠加减弱位置，D不符合题意；
E、B引起的振动此时在C点使得质点具有向上的速度，而A刚好传到C点，具有向下的速度，叠加后速度为零，E符合题意。
故答案为：BCE

【分析】质点不会随波移动；利用波路程差可以判别振动的加强和减弱；利用波的叠加可以判别质点的速度大小。
16.【解析】【分析】〔1〕利用折射定律结合入射角和折射角大小可以求出折射率的大小；
〔2〕利用几何关系可以求出平移的距离大小。