2021届黑龙江省哈尔滨市黑龙江实验中学高三（下）第四次模拟考试理综物理试题（解析版）

黑龙江省实验中学2021届高三下学期第四次模拟考试

理综物理

二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的由个选项中，第14~17题只有一项符合要求，第18~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

1. 下列叙述正确的是（　　）

A. 重心、合力和交变电流的有效值等概念的建立都体现了等效替代的思想

B. 库仑提出了用电场线描述电场的方法

C. 伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证

D. 用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如场强，电容，加速度都是采用比值法定义的

【1题答案】

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】A．重心是重力的等效作用点、合力与分力是等效替代关系、交变电流的有效值是利用直流电和交流电在相等时间产生的热量相等建立的，故A正确；

B．法拉第提出了用电场线描述电场的方法，故B错误；

C．伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并用实验和推论的方法进行认证，故C错误；

D．场强和电容，加速度都是采用比值法定义的，而是加速度的决定式，故D错误。

故选A。

2. 图为春节期间路灯上悬挂的灯笼，三个相同的灯笼由轻绳连接起来挂在灯柱上，O为结点，轻绳OA、OB、OC长度相等，无风时三根绳拉力分别为FA、FB、FC 。其中OB、OC两绳的夹角为60°， 灯笼总质量为3m，重力加速度为g。下列表述正确的是（　　）

A. FB与FC相同

B. FB一定小于mg

C. FB与FC合力大小等于3mg

D. FA与FC大小相等

【2题答案】

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】三个灯笼受到重力与OA的拉力，所以OA的拉力

三根绳子等长，可知OB与OC的拉力是相等额；对O点进行受力分析如图：

可知

所以

A．FB与FC大小相同，方向不同，故A错误；

B．，FB大于mg，B错误；

C．FB与FC合力大小等于FA等于3mg，C正确；

D．，，FA与FC大小不相等，D错误；

故选：C。

3. 空间存在一沿x轴方向的静电场，电势φ随x变化的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. x2点两侧电场强度方向相反，从O沿x轴正方向，场强先减小后增大

B. 沿x轴正方向，从O到无穷远电势先降低后升高

C. x1位置场强最小，大小为0

D. 将带正电粒子由之间的位置静止释放（不包括点x1）仅受电场力作用，粒子先向右加速，后向右减速，最终速度为零

【3题答案】

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】AB．由图象可知沿x轴正方向，从0到无穷远电势先降低后升高，因为沿电场线电势降低，可知x2点两侧电场强度方向相反；由φ-x图象的斜率等于场强可知场强先减小后增大再反向减小，故A错误，B正确；

C．由φ-x图象的斜率等于场强可知无穷远处电场强度最小为零，故C错误；

D．0～x2之间电场强度方向不变，将带正电粒子由0～x1之间的位置静止释放（不包括点x1）仅受电场力作用，粒子先加速运动，经过了x2位置后电场反向，粒子做减速运动，因开始释放的位置电势能大于零，则最终粒子的速度不为零，故D错误；

故选B。

4. 矩形线框abcd固定放在匀强磁场中，磁场方向与线圈平面垂直，磁感应强度B随时间t变化的图像如图甲所示。设t＝0时刻，磁感应强度的方向垂直纸面向里，图乙中i表示线圈中感应电流（规定电流沿顺时针方向为正），F表示线框ab边所受的安培力（规定ab边所受的安培力方向向左为正），则下列图像中可能正确的是（　　）

A.  B.

C  D.

【4题答案】

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】AB．在0-2s内，磁感应强度均匀变化，线框的磁通量均匀变化，产生恒定电流；磁场方向先向里后向外，磁通量先减小后增大，由楞次定律可知，感应电流方向为顺时针方向，电流为负值；根据法拉第电磁感应定律得

感应电流

此段时间内一定，则可知感应电流也一定，同理得知，在2s - 4s内，感应电流方向为逆时针方向，电流为正值，所以感应电流也一定，故A正确B错误；

CD．在0-2s内，线框边所受的安培力的大小为

一定，F与B成正比，而由楞次定律判断可知，安培力方向先向左后向右，即先为正值后为负值.同理得知，在2s-4s内，F与B成正比，安培力方向先向左后右，即先为正值后为负值，与0-2s内情况相同，故C正确，D错误。

故选AC。

5. 下列说法中正确的是（　　）

A. 法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象，此现象说明原子核具有复杂的内部结构

B. 法国物理学家德布罗实验证实了实物粒子的波动性

C. 在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子，因此光子散射后波长变长

D. 原子核内的某一核子与其他核子间都有核力作用

【5题答案】

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】A．法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象，此现象说明原子核具有复杂的内部结构，A正确；

B．法国物理学家德布罗提出了实物粒子具有的波动性，与它们对应的波叫物质波，也叫德布罗意波，B错误；

C．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分动量转移给电子

动量变小，因此光子散射后波长变长，C正确；

D．原子核内的某一核子近与邻近的其他核子间都有核力作用，D错误；

故选AC。

6. 光滑水平轨道MN与半径为R的竖直光滑半圆轨道相切于N点，质量为m的小球B静止于水平轨道上P点，小球半径远小于R。与B完全相同的小球A以速度v0向右运动，A、B碰后粘连在一起，两球在圆弧轨道内运动时不会脱离轨道。已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）

A. 若两物体恰能到达与圆心等高的位置，则小球A的速度v0＝2

B. 只要v0≥2 ，两球在圆弧轨道内运动时不会脱离轨道

C. 若两物体恰能到达最高点，则小球A的速度v0＝

D. 若两物体到达最高点又落至水平轨道上的Q点（Q点未画出），Q和N的水平距离可能为2.5R

【6题答案】

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】ABC．A、B碰撞后的速度为v1，恰好运动到圆弧最高点时的速度为v2，对A、B，碰撞过程中动量守恒，选取向右为正方向，由动量守恒定律得

当v0较小时，A、B最高只能运动到与圆心等高的地方，对A、B，从碰后到与圆心等高的地方，由动能定理有

联立得

当v0较大时，A、B能够做完整的圆周运动。讨论A、B恰好做完整圆周运动时的情形，对A、B，从碰后运动到圆周最高点的过程中，由动能定理

在最高点时，由牛顿第二定律得

联立得

综上所述，当 或 两小球在圆弧轨道内运动时不会脱离圆弧轨道，BC错误A正确；

D．在最高点时，由牛顿第二定律得

解得

则落点到N的最小水平距离

解得

Q和N的水平距离可能为2.5R，D正确。

故选AD。

7. P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动。图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2周围的a与r2的反比关系，它们左端点横坐标相同。则下列说法正确的是（　　）

A. P1的星球半径比P2的大

B. P1的平均密度比P2的小

C. P1的“第一宇宙速度”比P2的大

D. s1的公转周期比s2的小

【7题答案】

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】A．由牛顿第二定律可得

整理得

图线左端点横坐标相同，即P1的星球半径R与P2的相同，A错误；

B．由A的分析可得行星质量为

由于P1的近地卫星向心加速度较大，故P1的质量较大，密度较大，B错误；

C．由向心力公式可得

解得第一宇宙速度为

由于P1的质量较大，故第一宇宙速度较大，C正确；

D．卫星绕行星运动满足

解得卫星的公转周期为

由题意可知两卫星的轨道半径r相同，由于P1的质量较大，s1的公转周期比s2的小，D正确。

故选CD。

8. 如图所示，滑块A、B的质量均为m，A套在倾斜固定的直杆上，倾斜杆与水平面成45°角，B套在水平固定的直杆上，两杆分离不接触，两直杆间的距离忽略不计，两直杆足够长，A、B通过铰链用长度为L的刚性轻杆（初始时轻杆与水平面成30°角）连接，A、B从静止释放，B开始沿水平杆向右运动，不计一切摩擦，滑块A、B视为质点，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. A、B及轻杆组成的系统机械能守恒

B. 当A到达B所在的水平面时，A的速度为

C. B到达最右端时，A的速度大于

D. B的最大速度为

【8题答案】

【答案】AC

【解析】

【分析】

【详解】A．不计一切摩擦，在运动的过程中，A、B及轻杆组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒，A正确；

B．从开始到A到达与B同一水平面的过程，由系统的机械能守恒得

其中

解得A的速度为

B错误；

C．B滑块到达最右端时，速度为零，此时轻杆与斜杆垂直，由系统的机械能守恒得

解得A的速度为

C正确；

D．当轻杆与水平杆垂直时B的速度最大，此时A的速度为零，由系统的机械能守恒得

解得B的最大速度为

D错误；

故选AC。

三、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题为选做题，考生根据要求作答。

9. 某学习小组利用如图所示的实验装置探究合外力与速度的关系．一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，用轻绳绕过定滑轮及动滑轮将滑块与弹簧测力计相连．实验中改变动滑轮下悬挂的钩码个数，进行多次测量，记录弹簧测力计的示数F，并利用速度传感器测出从同一位置P由静止开始释放的滑块经过速度传感器时的速度大小v，用天平测出滑块的质量m，用刻度尺测出P与速度传感器间的距离S，当地的重力加速度大小为g，滑轮的质量都很小．

(1)实验中钩码质量_____ (填“需要”或“不需要”)远小于滑块的质量．

(2)根据实验数据作出v2-F图象，下列图象中最符合实际情况的是_______．

(3)据实验已测得数据及v2-F图象，______(填“能”或“不能”)测出滑块与长木板间的动摩擦因数．

【9题答案】

【答案】    ①. 不需要    ②. B    ③. 能

【解析】

【详解】(1)实验中钩码的质量不需要远小于滑块的质量，因为滑块所受的拉力可由弹簧测力计直接测出．

(2)由Fs−μmgs=−0可得v2=F−2μgs,当m、s、μ一定时,v2与F为线性关系，且v=0时F>0，B正确．故选B

(3)由v2−F图象读出横轴截距b,则b=μmg,得μ=b/mg.

故答案为(1)不需要;(2)B;(3)能．

10. 将--根“220V  1000W”的电炉丝拉直后（导体长度不变）等分成六段分给六个小组，用以测量该材料的电阻率。部分实验过程如下：

(1)在测量其直径时某小组用游标卡尺如图1，读数为_____________mm；另一小组用螺旋测微器如图2，读数为_____________mm。

(2)各组均用伏安法测量分得电阻丝的电阻，所用器材的规格为：电流表A（量程0.6A，内阻约0.1）、电压表V（量程3V，内阻约1500）、滑动变阻器R（0~5）、电源E（电动势3V，内阻0.5）。为了尽可能减小误差，应选用电路图_____________。

A． B. C. D.

(3)把六个小组测得的电阻值全部相加，总和比小，原因可能是_____________（回答一条即可）。

【10题答案】

【答案】    ①. 0.65    ②. 0.650    ③. D    ④. “测量时的温度低于电阻丝正常工作时的温度，其电阻小于正常工作时的电阻”或“各组实验中电阻丝接入电路的长度之和小于原来电阻丝的总长度”

【解析】

【分析】

【详解】(1)[1][2]游标卡尺精确度为0.05，游标尺0刻线前的整毫米数为0，游标尺的第13条刻线与主尺的某一刻线对齐，故读数为；螺旋测微器读数为。

(2)[3]电炉丝正常工作时的电阻为

=

分成六段后每段电阻约8，且测量中温度远低于正常工作时的温度，故阻值要更小。因此采用电流表外接法，滑动变阻器采用分压器接法，故选D。

(3)[4]测量时的温度远低于正常工作时的温度，材料的电阻率随温度的升高而增大，故测量值小于电炉丝正常工作时的阻值。这是主要原因，另外各小组将电阻丝接入电路时，两端会漏掉部分长度，致使总长度变小，电阻之和小与完整时的电阻。

11. 某个冰上推木箱游戏规则是：选手们从起点开始用力推木箱一段时间后，放手让木箱向前滑动，若木箱最后停在桌上有效区域内，视为成功；若木箱最后未停在桌上有效区域外就视为失败。其简化模型如图所示，AC是长度为L1＝8 m的水平冰面，选手们可将木箱放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推木箱，BC为有效区域。已知BC长度L2＝2 m，木箱的质量m＝50 kg，木箱与冰面间的动摩擦因数μ＝0.1。某选手作用在木箱上的水平推力F＝200 N，木箱沿AC做直线运动，若木箱可视为质点，g取10 m/s2。那么该选手要想游戏获得成功，试求：

（1）推力作用在木箱上时的加速度大小；

（2）推力作用在木箱上的时间满足的条件。（结果用根式表示即可）

【11题答案】

【答案】（1）3 m/s2；（2）1 s≤t≤s

【解析】

【分析】

【详解】（1）

解得

（2）

解得

设推力作用在木箱上的时间为t

撤去力F后木箱继续滑行的距离为

解得

12. 如图所示，abcd是竖直平面内一边长为L的正方形区域，区域边界以及区域内有竖直向上的匀强电场，场强为E，在△abc边界以及内侧还存在垂直正方形平面、水平向里的匀强磁场，磁感强度为B；一个带电小球以某速度从a点沿着ab方向进入该正方形区域，做匀速圆周运动并恰好从c点离开，已知重力加速度为g。求：

（1）判断小球的电性并确定小球的比荷；

（2）圆周运动的半径和从a点进入到从c点离开这段时间内小球的平均速度的大小和方向；

（3）若仅调整小球从a点进入的速度大小，其他条件不变，小球最终从b点离开磁场，请定性画出该带电小球从a点到b点的运动轨迹（不必计算）；如果小球从a点进入的速度大小为v，求从a点到b点的总时间（用L、v、g表示）。

【12题答案】

【答案】（1）正电，；（2）L，，方向a指向c；（3）见解析，

【解析】

【详解】(1)小球做匀速圆周运动，则重力与电场平衡，则小球带正电，由

可得

(2)小球从a点进入到从c点离开，则由几何关系知

小球的位移大小为

因为

运动时间为

则平均速度

方向由a指向c；

(3)如图所示

在磁场中的时间为

在电场中的时间为

在重力场中的时间为

则

（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做，则每科按所做的第一题计分。

13. 把熔化的蜂蜡薄薄地涂在两种材料所做的薄片上，用一根缝衣针烧热后用针尖接触蜂蜡层的背面，熔化区域的形状如甲、乙两图所示，___________图中（填“甲”或“乙”）的薄片一定是晶体；春天，人们会感觉到周围环境比秋天潮湿，是因为空气的_______ （选填“相对”或“绝对”）湿度较大；慢慢向玻璃杯里注水，由于液面的表面张力作用，即使水面稍高出杯口，水仍不会溢出。液体的表面张力使液面具有______（选填“收缩”或“扩张”）的趋势；______是公认的第一个提出能量守恒思想的人。

【13题答案】

【答案】    ①. 乙    ②. 相对    ③. 收缩    ④. 迈尔

【解析】

【分析】

【详解】[1]甲图传热各向同性，乙图传热各向异性，因此图乙的薄片一定是单晶体。

[2]人们对空气的湿度感觉不是直接与空气的绝对湿度有关，而是与相对湿度有关，所以人们感觉到周围环境潮湿，是因为空气的相对湿度较大。

[3] 由于液面的表面张力作用，即使水面稍高出杯口，水仍不会溢出，是液体的表面张力使液面具有收缩的趋势。

[4]迈尔是公认的第一个提出能量守恒思想的人。

14. 如图所示，某水银气压计的玻璃管顶端高出水银槽液面1m，因上部混入少量空气使读数不准，当气温为27°C时、标准气压计测得此时大气压强为75cmHg时，该气压计读数为70cmHg，求：

（1）此时管内空气的压强是多少cmHg；

（2）在相同气温下，若大气压强发生变化，用该气压计测量变化后的大气压强，测得读数为68cmHg，则实际气压应为多少？（结果保留小数点后一位）

【14题答案】

【答案】①5cmHg；②72.7cmHg

【解析】

【分析】

【详解】（1）管内空气的压强

（2）

，，

由玻意耳定律可知

代入数据得

15. 一列频率为40Hz的简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形如图所示，此时M点恰好开始振动．已知波源的平衡位置在O点，则下列判断正确的是(              )

A. 该波波长为3m

B. 该波的传播速度为80m/s

C. t=0时刻，平衡位置在x=1.8m的质点向下振动

D. M点的振动方程为y=0.05sin80πtm

E. N点起振后总是和O点同时到达波峰

【15题答案】

【答案】BCD

【解析】

【详解】A．由图像可知，该波波长为2m，选项A错误；

B．该波的传播速度为，选项B正确；

C．由波形图可知，t=0时刻，平衡位置在x=1.8m的质点向下振动，选项C正确；

D．因，则M点的振动方程为y=0.05sin80πt(m)，选项D正确；

E．N点和O点相距19m=9λ，则当O点在波峰时N点到达波谷，选项E错误．

16. 一束白光自O点以30°的入射角射入厚度为h的玻璃砖，经反射后，从A点、B点有两束光射出，已知OA=a．OB=b，光在真空中的传播速度为c．

①自A、B点射出的两束光是否平行?求两束光对玻璃的折射率之比．

②求自A点射出的光在玻璃中的传播时间．

【16题答案】

【答案】①②

【解析】

【详解】①由折射和反射光路可知，两束光平行；

自A点射出的光折射率：nA=

nA=

nB=

②光在玻璃中的传播速度：vA=

时间：tA=

得：tA=