2021届江苏省泰州市泰州中学高三下学期5月高考四模物理试题

这是一份2021届江苏省泰州市泰州中学高三下学期5月高考四模物理试题，共15页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、单项选择题:共11题，每题4分，共44分每题只有一个选项最符合题意。
1.下列说法不正确的是（）
A.光的偏振现象，证明光是横波
B.康普顿效应说明光具有波动性
C.光电效应现象说明光具有粒子性
D.电子衍射现象证实了电子的波动性
2.如图所示，下列四幅图是描述物体运动的速度时间关系图像，其中不可能发生的是（）
A.B.
C.D.
3.如图所示，吊床用绳子拴在两棵树上等高位置.某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态.设吊床两端系绳中的拉力为F1、吊床对该人的作用力为F2，则（）
A.坐着比躺着时F1大
B.躺着比坐着时F1大
C.坐着比躺着时F2大
D.躺着比坐着时F2大
4.小明在做用单摆测定重力加速度的实验中，根据实验数据计算出重力加速度明显小于当地重力加速度，他在实验过程可能出现的错误操作是（）
A.记录秒表读数时，没有注意到记录分钟的指针过了半格
B.记录摆动次数n时，单摆实际摆动了m+1次
C.忘记测量小球直径，用摆线长作为单摆长度进行数据处理
D.测量了小球直径，用摆线长加小球直径作为单摆长度进行数据处理
5.2021年2月10日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成为我国第一颗人造火星卫星。若已知“天问一号探测器质量m、飞行速度v、运动周期T，万有引力常量为G，下列说法正确的是（）
A.“天问一号”探测器内物体处于平衡状态
B.可计算出火星质量
C.可计算出火星半径
D.可计算出火星表面重力加速度
6.如图所示，一水平放置两端封口的玻璃管，内部封有水银柱处于静止状态，水银柱左右两边分别封有一定质量的空气，空气可视为理想气体，左侧空气柱长度小于右侧空气柱长度，现在缓慢加热，使环境温度升高至某温度，在这一过程中，下列关于水银柱的位置变化描述正确的是（）
A.向左移动B.向右移动
C.位置不变D.无法判断
7.“西电东送”是将西部丰富的能源转化为电能输送到电力供应紧张的沿海地区，为了减少远距离输电线路中电阻损耗的能量，需要采用高压输电。某发电机输出的交流电经理想变压器升压后向远处输送，最后经理想变压器降压后输送给用户。则下列说法不正确的是（）
A.若减少升压变压器原线圈的匝数，输电线上损失的功率将减小
B.用户获得的交流电频率与发电机输出的交流电频率相同
C.若增加用户用电负载的数量，输电线上损失的功率将增加
D.根据欧姆定律输电电压增加，则输电电流增加
8.美国物理学家密立根利用图甲所示的电路研究金属的過止电压Uc与入射光频率v的关系，描绘出图乙中的图象，由此算出普朗克常量h，电子电荷量的绝对值用e表示，下列说法正确的是（）
A.入射光的频率增大，测遏止电压时，应使滑动变阻器的滑片P向M端移动
B.增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大
C.由Uc-v图象可知，这种金属截止频率为v1
D.由Uc-v图象可得普朗克常量的表达式为
9.如图所示，一定质量的理想气体先由状态a变化到状态b，再由状态b变化到状态a，这样经过一系列中间过程又回到原来状态的过程称为循环过程，在整个循环过程中，下列关于一定质量理想气体的说法中正确的是（）
A.内能变化为零
B.整个循环过程中，外界对理想气体做的功等于理想气体对外做的功
C.整个循环过程中，理想气体吸收吸收的热量等于放出的热量
D.在一次循环过程中吸收的热量小于放出的热量
10.右图a中A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通有如图（b）所示的交流电i，下列说法正确的是（）
（A）在t1到t2时间内A、B两线圈相斥
（B）在t2到t3时间内A、B两线圈相斥
（C）t1时刻两线圈间作用力最大
（D）t2时刻两线圈间作用力最大
11.如图所示，电场强度方向在竖直平面内的矩形匀强电场区I、Ⅱ的高和间距均为h，上面为I、下面为Ⅱ，电场强度为E.质量为m的带电小球由静止释放，进入电场I和Ⅱ时的速度相等，空气阻力不计，重力加速度为g，则（）
（A）刚进入电场I时加速度方向竖直向上
（B）穿过电场I的时间大于在两电场之间的运动时间
（C）穿过两电场后小球的电势能增加了3mgh
（D）穿过两电场后小球的电势能增加2mgh
二、非选择题:共5题，共56分其中第13题～第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12.（15分）用如图所示的实验装置来探究加速度与质量、合外力的关系。在探究质量一定，加速度与合外力关系时，小明所在小组用沙和沙桶的重代替小车的拉力，但没有平衡摩擦力，测出多组加速度与对应合外力F的数据，并作出a-F图像，如图所示，图线的斜率为k，图线与横坐标的交点坐标为b，与纵坐标的交点坐标为-c（c>0），打点计时器工作频率为50Hz，重力加速度为g。
（1）在实验过程中，某次打出纸带如图所示，相邻计数点A、B、C、D、E之间还有4个点未画出，该纸带对应的加速度为_____________m/s2（保留两位有效数字）；
（2）根据a-F图像可求得小车质量为_____________；小车与木板间的摩擦力为_____________；小车与木板间的动摩擦因数_____________（选用字母k、b、c、g表示）
（3）对根据这组实验数据得到的a-F图像，甲认为由于图线未过坐标原点，所以不能说明加速度与合外力成正比；乙认为虽然图线未过坐标原点，但能说明加速度与合外力成正比，你认可哪位同学的想法并简要说明理由。
13.（6分）某质点在坐标原点，t=0时刻开始振动，产生的波沿x轴正方向传播，t1=0.14s时刻波的图象如图所示，质点A刚好开始振动。
（1）求波在介质中的传播速度；
（2）求x=4m的质点在0.14s内运动的路程.
14.（8分）电学计算题如图所示，两条水平放置的平行光滑金属导轨面间距为，导轨处于匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直。导轨左侧连接阻值为R的电阻，质量为m的金属棒被固定在导轨上，金属棒通过细线跨过光滑滑轮与质量也为m的C物体相连，金属杆始终与轨道垂直并保持接触良好，电阻不计。金属棒被松开后，经过时间t开始匀速运动，重力加速度为g，在时间t的运动过程中，求:
（1）金属棒末速度的大小v；
（2）若这一过程中通过电阻R的电量为q，金属棒的位移；
（3）这一过程中电阻R中产生的热量Q。
15.（13分）如图所示，桌面上固定一光滑斜面，斜面倾角为30°，质量为m1、m2的物体通过轻质细线跨过光滑滑轮连接，将m1置于斜面释放后，m1沿斜面向上滑动，将m1、m2互换位置后，m2也能沿斜面上滑，求:
（1）m1、m2应满足的条件
（2）若将m1置于斜面底端释放，运动到顶端的时间为t，将m2置于斜面底端释放，运动到顶端的时间为t/2，m1与m2的比值为多少；
（3）若斜面粗糙，m1、m2与斜面的动摩擦因数均为μ，且最大静摩擦力均等于滑动摩擦力，将m1置于斜面释放后，m1仍然能够沿斜面向上滑动，将m1、m2互换位置后，m2也能沿斜面上滑，则动摩擦因数μ应满足什么条件?
16.（14分）如图所示，在竖直平面xOy内，x轴上方，以坐标原点O为圆心、半径为R的半圆与坐标轴分别交于a、b、c点.abc的同心半圆弧a′b′c′与坐标轴交于a′、b′、c′，圆心O与圆弧a′b′c′之间分布着的辐射状电场，电场方向沿半径背离圆心向外，圆心O与圆弧a′b′c′电势差为U.x轴上方半圆abc外区域存在着上边界为y=2R的垂直纸面向里的足够大匀强磁场，磁感应强度为B.半圆abc内无磁场.正电粒子的粒子源在O点，粒子从坐标原点O被辐射状的电场由静止加速后进入磁场.从b点进入磁场的粒子恰好不能从磁场上边界射出磁场.不计粒子的重力以及粒子之间的相互作用，不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界abc后的运动.试求：
（1）带电粒子的比荷；
（2）上边界y=2R上有带电粒子射出磁场部分的长度；
（3）现在只改变磁场高度，磁场上边界变为，试求垂直于磁场上边界射出磁场的粒子在磁场中运动的时间。
四模参考答案
一、单项选择题:共11题，每题4分，共44分每题只有一个选项最符合题意。
1.【答案】B
【解析】光的偏振现象，证明光是横波，廉普顿效应说明x射线具有粒子性，光电效应现象说明光具有粒子性，电子衍射现象证实了电子的波动性，所以ACD正确，B错误。
故选B。
2.【答案】C
【解析】时间不可倒流，所以C是不可能发生的。
故选C。
3.【答案】A
【解析】设绳子与水平方向的夹角为θ，若人坐在吊床上、躺在吊床上绳子与水平方向的夹角均为θ，如图左所示，因为AC+BC>AB，吊床及绳总长不等，所以假设不成立。人坐在吊床上、躺在吊床上绳子与水平方向的夹角不相等，应该坐着比躺着夹角θ小一些，在竖直方向上由平衡条件有G=2F1sinθ，所以F1=G/2sinθ，所以坐着时拉力大，故选项A正确，选项B错误.两种情况吊床对该人的作用力F2大小等于人的重力，所以选项C、D错误。
故选A。
4.【答案】C
【解析】根据单摆做简谐振动的周期公式，重力加速度明显偏小，可能是摆长偏小或者是周期偏大的错误操作造成。记录秒表读数时，没有注意到记录分钟的指针过了半格，时间少读了30秒，这样会使周期变大，A不可能。记录摆动次数n时，单摆实际摆动了n+1次，这样会使计算出的周期变大，所以B不可能。忘记测量小球直径，用摆线长作为单摆长度进行数据处理，计算出的重力加速度变小，C可能。测量了小球直径，用摆线长加小球直径作为单摆长度进行数据处理，计算出的重力加速度变大，不可能。
故选C。
5.【答案】B
【解析】火星与“天问一号”之间的万有引力提供“天问一号”做圆周运动的向心力，“天问一号”处于非平衡状态，A错误；由飞行速度v、运动周期T，可计算出“天问一号”做圆周运动的轨道半径，但这不是火星的半径，根据可求出火星质量M，B正确，C错误；可计算出距离火星球心R处的重力加速度，无法计算出火星表面重力加速度，所以D错误。
故选B。
6.【答案】C
【解析】假设气体体积不变，均做等容变化。由于原来左右两边气体温度相同、压强相等，所以其P-T图是重合的，如右图所示，则当环境温度升高至某温度过程中，气体压强增加同样的数值，故压强仍然相等，所以水银柱位置不变，C正确。故选C。
7.【答案】D
【解析】减少升压变压器原线圈的匝数，输电电压增加，根据P=IU输电电流减小，损失功率减小，故A正确；远距离输电频率不变，B正确；若增加用户用电负载的数量，总电阻减小，电流增大，由P=I2R知损失功率增大，故C正确；根据P=IU输电电压增加，输电电流减小，故D错误。
故选D。
8.【答案】D
【解析】入射光的频率增大，光电子的最大初动能增大，则過止电压增大，测遏止电压时，应使滑动变阻器的滑片P向N端移动，故A错误:根据光电效应方程Ek=hy-W0知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，故B错误；根据Ek=hy-W0=eUc，解得，图线的斜率，则，当遏止电压为零时，v=vc，D正确。
故选D。
9.【答案】A
【解析】A.经过一个循环过程，温度回到原来的状态，△T=0，内能变化为零，A正确；由图可知外界对理想气体做的功小于理想气体对外做的功；整个循环过程W<0，△U=0，所以Q>0，Q吸-Q放>0；选项BCD错误。
故选A。
10.【答案】B
【解析】如图所示，在t1到t2时间内A线圈中电流减小，电流的变化率变大，则穿过B线圈的磁通量减小，B线圈中感应电流方向与A线圈相同，且是增大的，A、B两线圈相吸引；同理在t2到t3时间内A、B两线圈相斥；t1时刻A线圈中电流最大，变化率最小为零，B线圈中磁通量变化为零，所以此时B线圈中感应电流为零，A错误，B正确；t2时刻A线圈中电流为零，但其变化率最大，B线圈中磁通量变化最大，所以t1、t2时刻A、B两线圈之间作用力均为零，C、D错误。
故选B。
11.【答案】A
【解析】因为小球在匀强电场区I、Ⅱ之间的运动是匀加速运动，其末速度与其进入匀强电场区I的初速度相等，由于匀强电场区I与I、Ⅱ之间的间距均为h，且在匀强电场区I一定做匀变速运动，所以带电小球在匀强电场区I做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度，电场力为重力的2倍，运动过程与在I、Ⅱ之间的运动具有对称性，穿过电场I的时间等于在两电场之间的运动时间，所以A正确，B错误；由于电场力为重力的2倍，所以经过两个当场区域，电势能增加2×2mgh=4mgh。
故选A
二、非选择题:
12.（15分）【答案】（1）0.60
（2）1/k，b，c/g
（3）乙 见解析
【解析】
（1）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，
得:
（2）F合=ma，a=（F-f）/m=F/m-f/m=F/m-μg，在a-F图象中，图象的斜率表示物体质量的倒数，由图象可知其斜率为k=1/m，横坐标截距大小为摩擦力f=b，纵坐标截距绝对值为μg
（3）实验过程没有平衡摩擦力，但摩擦力大小一定，用沙和沙桶的重代替小车的拉力，得到的a-F图像，虽然图线未过坐标原点，但F也不是小车受到的合外力，所以图线未过坐标原点不能说明加速度与合外力不成正比，小车受到的合外力是F-f，因此将图像中纵坐标向右平移至图线与横坐标的交点，如图所示，则横坐标F′是小车受到的合外力，此时图线经过坐标原点，说明加速度与合外力成正比。
13.【解析】（1）传播速度v=x/t，代入数据得v=50m/s
（2）=0.08s，波传到x=4m的质点处所需时间为T=0.08s，则在0.14s=（1+3/4）T内，x=4m的质点振动了3/4个周期，所以该质点运动的路程s=3A=15cm
14.【解析】（1）mg=FA
（2）
（3）根据能量守恒EP=Q+EK
15.【解析】（1）
（2）
4a1=a2
（3）
16.【解析】（1）由b点进入磁场的粒子做匀速圆周运动，粒子运动轨迹如图甲所示，
洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得:
，
粒子在电场中加速，由动能定理得:
，
解得:
（2）带电粒子从磁场边界射出y轴，右侧的最大距离为x1，粒子运动轨迹如图乙所示，
由几何知识得:
y轴左侧最大距离x2=R，
带电粒子从磁场上边界射出的长度:
（3）带电粒子垂直磁场上边界射出，如图丙所示，可知∠2=45°
由于sin∠1=，则∠1=60°
因∠2=45°，故∠3=75°∠3=75°，∠4=15°
粒子在磁场中做圆周运动的周期:
，
带电粒子在磁场中做圆周运动的时间:
或带电粒子在磁场中做圆周运动的时间: