广东省珠海市2021届新高考物理四月模拟试卷含解析

广东省珠海市2021届新高考物理四月模拟试卷含解析

广东省珠海市 2021 届新高考物理四月模拟试卷 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．对于一定质量的理想气体，下列叙述中正确的是（ ） A．当分子间的平均距离变大时，气体压强一定变小 B．当分子热运动变剧烈时，气体压强一定变大 C．当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时，气体压强一定变大 D．当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时，气体压强一定变大 【答案】 C 【解析】 【分析】 【详解】 气体压强在微观上与分子的平均动能和分子密集程度有关。当分子热运动变剧烈且分子平均距离变大时， 气体压强可能变大、可能不变、也可能变小；当分子热运动变剧烈且分子平均距离变小时，气体压强一定 变大。 故选 C。 2．2019 年 1 月 3 日上午 10 点 26 分， “嫦娥四号 ”探测器在月球背面成功软着陆图示为 “嫦娥四号 ”探测器 奔月过程中某阶段的运动示意图， “嫦娥四号 ”探测器沿椭圆轨道Ⅰ运动到近月点 P 处变轨进入圆轨道Ⅱ， 其在圆轨道Ⅱ上做圆周运动的轨道半径为 r 、周期为 T 。已知引力常量为 G ，下列说法正确的是（ ） A． “嫦娥四号 ”探测器在 P 点进行加速后进入圆轨道Ⅱ B． “嫦娥四号 ”探测器在椭圆轨道Ⅰ上运动的周期小于在圆轨道Ⅱ上运动的周期 C． “嫦娥四号 ”探测器在椭圆轨道上经过 P 点时的加速度等于在圆轨道Ⅱ上经过 P 点时的加速度 D． “嫦娥四号 ”探测器在椭圆轨道Ⅰ上运动时的机械能等于在圆轨道Ⅱ上运动时的机械能 【答案】 C 【解析】 【详解】 A．在 P 点减速，提供的向心力等于需要的向心力， “嫦娥四号 ”探测器进入圆轨道Ⅱ，故 A 错误； B．根据开普勒第三定律知 3 2 r k T ，可知椭圆轨道的半长轴大于圆轨道Ⅱ的半径， 所以探测器在椭圆轨道 上运动的周期大于在圆轨道Ⅱ上运动的周期，故 B 错误； C．根据万有引力提供向心力，得 2 MG a r ，可知探测器在椭圆轨道上经过 P 点时的加速度等于在圆轨 道Ⅱ上经过 P 点时的加速度，故 C 正确； D．由以上分析可知探测器在椭圆轨道上经过 P 点时的动能大于在圆轨道Ⅱ上经过 P 点时的动能，故探测 器在椭圆轨道Ⅰ上运动时的机械能大于在圆轨道Ⅱ上运动时的机械能，故 D 错误。 故选： C。 3．已知声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中传播的速度，则当声音由钢轨传到空气中时（ ） A．频率变小，波长变长 B．频率变大，波长变短 C．频率不变，波长变长 D．频率不变，波长变短 【答案】 D 【解析】 【详解】 当声音由钢轨传到空气中时，频率不变，由题意得知波速减小，由波速公式 v=λf可知，波长变短。 A．频率变小，波长变长，与结论不相符，选项 A 错误； B．频率变大，波长变短，与结论不相符，选项 B 错误； C．频率不变，波长变长，与结论不相符，选项 C 错误； D．频率不变，波长变短，与结论相符，选项 D 正确； 4．M 、 N 是某电场中一条电场线上的两点，从 M 点由静止释放一质子，质子仅在电场力的作用下沿电场 线由 M 点运动到 N 点，其电势能随位移变化的关系如图所示，则下列说法正确的是 A． M 点的场强大于 N 点的场强 B． M 、N 之间的电场线可能是一条曲线 C．质子在 M 点的加速度小于在 N 点的加速度 D．电场线方向由 N 点指向 M 点 【答案】 A 【解析】 【详解】 A． Ep 一 x 图像斜率的变化反映了电场力的变化，所以 M 点的场强大于 N 点的场强， A 项符合题意； B．电荷仅在电场力作用下沿电场线运动，电场线一定是直线， B 项不符合题意； C．因为 M 点场强大于 N 点场强，所以质子在 M 点受到的电场力大于 N 点受到的电场力，质子在 M 点 的加速度大于在 N 点的加速度，故 C 项不符合题意； D．由 M 到 N 质子的电势能减小，所以 M 点电势高于 N 点电势，所以电场线方向由 M 指向 N， D 项不 符合题意 . 5．医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度 .电磁血流计由一对电极 a 和 b 以 及一对磁极 N 和 S 构成，磁极间的磁场是均匀的 .使用时，两电极 a、b 均与血管壁接触，两触点的连线、 磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示 .由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极 a、 b 之间会有微小电势差 .在达到平衡时， 血管内部的电场可看做是匀强电场， 血液中的离子所受的电场力和 磁场力的合力为零．在某次监测中，两触点间的距离为 3.00mm ，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势 差为 160 pV ，磁感应强度的大小 0.040T.则血流的速度的近似值和电极 a、b 的正负为 A． 1.3m/s，a 负、 b 正 B． 2.7m/s，a 正、 b 负 C． 1.3m/s，a 正、 b 负 D． 2.7m/s，a 负、 b 正 【答案】 C 【解析】 血液中正负离子流动时，根据左手定则，正离子受到向上的洛伦兹力，负离子受到向下的洛伦兹力，所以 正离子向上偏，负离子向下偏，则 a 带正电， b 带负电．最终血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力 为零，则有： UBqv q d ，代入数据解得： v=1.3m/s ，故 C 正确， ABD 错误． 6．下列说法正确的是 A．加速度为正值，物体一定做加速直线运动 B．百米比赛时，运动员的冲刺速度越大成绩越好 C．做直线运动的物体，加速度为零时，速度不一定为零，速度为零时，加速度一定为零 D．相对于某参考系静止的物体，对地速度不一定为零 【答案】 D 【解析】 【详解】 A. 加速度为正向，速度不一定是正向，不一定做加速直线运动，故 A 错误； B.百米比赛时，运动员的冲刺速度大成绩不一定好，但平均速度越大，成绩 - -定越好，选项 B 错误； C.做直线运动的物体，加速度为零时，速度不 -一定为零，速度为零时，加速度也不一一定 A 为零，选项 C 错误 D.相对于参考系静止的物体，其相对地面的速度不一 -定为零，选项 D 正确。 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，卫星 a 没有发射停放在地球的赤道上随地球自转；卫星 b 发射成功在地球赤道上空贴着地 表做匀速圆周运动；两卫星的质量相等。认为重力近似等于万有引力。下列说法正确的是（ ） A． a 做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期 B． b 做匀速圆周运动的向心加速度等于重力加速度 g C． a、b 做匀速圆周运动所需的向心力大小相等 D． a、b 做匀速圆周运动的线速度大小相等，都等于第一宇宙速度 【答案】 AB 【解析】 【分析】 【详解】 A． a 在赤道上随地球自转而做圆周运动，所以 a 做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期， A 正 确； B．对卫星 b 重力近似等于万有引力，万有引力全部用来充当公转的向心力 2 MmG mg R 所以向心加速度等于重力加速度 g，B 正确； C．两卫星受到地球的万有引力相等。卫星 a 万有引力的一部分充当自转的向心力，即 2 MmG F mg R 向 赤 卫星 b 万有引力全部用来充当公转的向心力，因此 a、b 做匀速圆周运动所需的向心力大小不相等， C 错 误； D． a 做匀速圆周运动的周期等于地球同步卫星的周期，根据 2 rv T 可知 av v同 万有引力提供向心力 2 2 Mm vG m r r 解得线速度表达式 GMv r 因为 br R r同 所以 b 卫星的速度等于第一宇宙速度 b av v v同 D 错误。 故选 AB 。 8．一列简谐波以 1m/s 的速度沿 x 轴正方向传播。 t=0 时，该波传到坐标原点 O， O 点处质点的振动方程 为 y=10sin10 πt（cm）。P、Q 是 x 轴上的两点，其坐标 xP=5cm 、xQ=10cm ，如图所示。下列说法正确的 是 。 A．该横波的波长为 0.2m B． P 处质点的振动周期为 0.1s C． t=0.1s 时， P 处质点第一次到达波峰 D． Q 处质点开始振动时， P 处质点向 -y 方向振动且速度最大 E.当 O 处质点通过的路程为 1m 时， Q 处质点通过的路程为 0.8m 【答案】 ACE 【解析】 【分析】 【详解】 B． O 点处质点振动方程为 10sin10 (cm)y t 可知，波的振幅 10cmA ，起振方向为 y 轴正向，波动 周期 2 0.2sT P 点振动周期与 O 点振动周期相同，为 0.2s，故 B 错误； A．波长 1 0.2m 0.2mvT 故 A 正确； C．振动从 O 点传到 P 点所需时间为 25 10 m 0.05s 1m/s P OP xt v 故 P 处质点振动时间 0.1s 0.05s 0.05s 4P OP Tt t t 由于 P 处质点起振方向沿 y 轴向上，故经 4 T 达到波峰，故 C 正确； D．由题意知， P、Q 之间的距离为 5cm 4PQ Q Px x x 结合起振方向可知， Q 处质点开始振动时， P 处质点位移波峰，此时速度为零，故 D 错误； E．当 O 处质点通过的路程为 1m 时，有 1m 10 2 4 2A A A 故经历的时间为 2 2 Tt T 因为 10cm 2Qx 所以振动形式从 O 点传到 Q 点所需时间为 2 T ，所以 Q 处质点振动时间为 2T ， Q 处质点通过的路程 2 4 2 4 10cm 80cm 0.8mQs A 故 E 正确。 故选 ACE 。 9．如图所示，质量相等的两物体 a、b，用不可伸长的轻绳跨接在光滑轻质定滑轮两侧，用外力压住 b， 使 b 静止在水平粗糙桌面上， a 悬挂于空中。撤去压力， b 在桌面上运动， a 下落，在此过程中（ ） A．重力对 b 的冲量为零 B． a 增加的动量大小小于 b 增加的动量大小 C． a 机械能的减少量大于 b 机械能的增加量 D． a 重力势能的减少量等于 a、b 两物体总动能的增加量 【答案】 BC 【解析】 【分析】 【详解】 A．根据 I=mgt 可知，重力作用时间不为零，则重力对 b 的冲量不为零，选项 A 错误； B．设细线与水平方向夹角为 θ，则 ab 两物体的速度满足的关系是 cosa bv v ，则 cosa bmv mv ， 即 a 增加的动量大小小于 b 增加的动量大小，选项 B 正确； CD ．由能量关系可知， a 机械能的减少量等于 b 机械能的增加量与 b 与桌面摩擦产生的内能之和，则 a 机械能的减少量大于 b 机械能的增加量； a 重力势能的减少量等于 a、b 两物体总动能的增加量与 b 与桌 面摩擦产生的内能之和，选项 D 错误。 故选 BC 。 10．质量为 m 的物块放在水平桌面上，物块与水平桌面间的动摩擦因数为 3 3 ，现给物块 - 个斜向上的拉 力 F 使物块匀速向右运动，则拉力 F 的值可能为 A． 1 4 mg B． 1 3 mg C． 1 2 mg D． m g 【答案】 CD 【解析】 【详解】 物块受到重力 mg、支持 FN 、摩擦力 f 和拉力 F 四个力作用，先把支持 NF 、摩擦力 f 合成，由于 N 1tan 3F f 得到 60 。再把 F 与拉力 F 合成，合力等于 mg，当 F 与 F 垂直时， F 最小，最小值 min 1cos 2 F mg mg A.A 项与 上述分析结论不相符，故 A 错误； B.B 项与 上述分析结论不相符，故 B 错误； C.C 项与 上述分析结论相符，故 C 正确； D.D 项与 上述分析结论相符，故 D 正确。 11．关于物体的内能，下列说法正确的是 ______ A．物体吸收热量，内能可能减少 B． 10g100℃水的内能等于 10g100℃水蒸气的内能 C．物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和叫作物体的内能 D．电阻通电时发热，其内能是通过 “热传递 ”方式增加的 E.气体向真空的自由膨胀是不可逆的 【答案】 ACE 【解析】 【详解】 A．如果物体对外做的功大于吸收的热量，物体内能减少， A 正确； B．10g100℃的水变成 10g100℃水蒸气的过程中，分子间距离变大，要克服分子间的引力做功，分子势能 增大，所以 10g100℃水的内能小于 10g100℃水蒸气的内能， B 错误； C．物体中所有分子的热运动的动能与分子势能的总和叫作物体的内能， C 正确； D．通电的电阻丝发热，是通过电流做功的方式增加内能， D 错误； E．根据熵和熵增加的原理可知，气体向真空的自由膨胀是不可逆的， E 正确。 故选 ACE 。 12．下列说法正确的是 。 A．物体的摄氏温度变化了 1℃，其热力学温度变化了 1K B．气体放出热量时，其分子的平均动能一定减小 C．气体之所以能充满整个空间，是因为气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱 D．如果气体分子间的相互作用力小到可以忽略不计，则气体的内能只与温度有关 E.密闭有空气的薄塑料瓶因降温而变扁，此过程中瓶内空气（不计分子势能）向外界释放热量，而外界对 其做功 【答案】 ACE 【解析】 【分析】 【详解】 A．由热力学温度与摄氏温度的关系： T=t+273 ，可知摄氏温度变化 1℃，热力学温度变化 1K ，故 A 正确； B．气体放出热量时，若外界对气体做功，则气体的温度也可能升高，其分子的平均动能增加，选项 B 错 误； C．无论是气体，液体还是固体，其分子间都存在间距，但气体的间距最大，由于分子间存在较大的间距， 气体分子间相互作用的引力和斥力十分微弱，气体分子可以在空间自由运动，所以气体能充满整个空间， C 正确； D．气体的内能除分子势能、分子平均动能有关外，还与气体的质量有关。对于气体分子间作用力可以忽 略时，气体的内能只由温度和质量决定。分子越多，总的能量越大，所以 D 错误； E．不计分子势能时，气体温度降低，则内能减小，向外界释放热量；薄塑料瓶变扁，气体体积减小，外 界对其做功，故 E 正确。 故选 ACE 。 三、实验题 :共 2 小题，每题 8 分，共 16 分 13．利用打点计时器（用频率为 50Hz 的交流电）研究 “匀变速直线运动的规律 ”。如图所示为实验中打点 计时器打出的一条点迹清晰的纸带， O 是打点计时器打下的第一个点， 相邻两个计数点之间还有四个点没 有画出 （ 1）相邻两计数点之间的时间间隔为 ________s （ 2）实验时要在接通打点计时器电源之 ________（填 “前”或 “后 ”）释放纸带 （ 3）将各计数点至 O 点的距离依次记为 1h 、 2h 、 3h 、 4h 、⋯，测得 1 0.40cmh ， 2 1.60cmh ， 3 3.60cmh ， 4 6.40cmh 。请计算打点计时器打下 C 点时纸带的速度大小为 ___ m / s ；纸带的加速度大小为 ________ 2m / s （结果均保留两位有效数字） 【答案】 0.1 后 0.24 0.80 【解析】 【详解】 （ 1） [1] 频率为 50Hz 的交流电，相邻两个计数点之间还有四个点没有画出，所以相邻两计数点之间的时 间间隔为 0.1s 。 （ 2） [2] 实验时，需先接通电源，后释放纸带。 （ 3） [3] 打点计时器打下 C 点时纸带的速度大小 4 2 0.24m / s 2c h hv T [4] 纸带的加速度大小 4 2 2 2(2 ) h h ha T 代入数据得 2 0.80m / sa 14．某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行验证动量守恒定律及平台上 A 点左侧与滑块 a 之间的动摩 擦因数的实验．在足够大的水平平台上的 A 点放置一个光电门，水平平台上 A 点右侧摩擦很小，可忽略 不计，左侧为粗糙水平面，当地重力加速度大小为 g．采用的实验步骤如下： A．在小滑块 a 上固定一个宽度为 d 的窄挡光片； B．用天平分别测出小滑块 a（含挡光片）和小球 b 的质量 m a、m b： C．在 a 和 b 间用细线连接，中间夹一被压缩了的轻短弹簧，静止放置在平台上： D．烧断细线后， a、b 瞬间被弹开，向相反方向运动： E．记录滑块 a 通过光电门时挡光片的遮光时间 △ t： F．滑块 a 最终停在 C 点（图中未画出） ，用刻度尺测出 AC 之间的距离 Sa G ．小球 b 从平台边缘飞出后，落在水平地面的 B 点，用刻度尺测出平台距水平地面的高度 h 及平台边缘 铅垂线与 B 点之间的水平距离 sb； H ．改变弹簧压缩量，进行多次测量． （ 1）用螺旋测微器测量挡光片的宽度，如图乙所示，则挡光片的宽度为 ________mm ； （ 2）该实验要验证 “动量守恒定律 ”，则只需验证两物体 a、b 弹开后的动量大小相等，即 a 的动量大小 ____________等于 b 的动量大小 ___________；（用上述实验所涉及物理量的字母表示） （ 3）改变弹簧压缩量，多次测量后，该实验小组得到小滑块 a 的 Sa 与 关系图象如图丙所示，图象的 斜率为 k ，则平台上 A 点左侧与滑块 a 之间的动摩擦因数大小为 ____________．（用上述实验数据字母表 示） 【答案】 【解析】 （ 1）螺旋测微器的读数为： 2.5mm+0.050mm=2.550mm ． （ 2）烧断细线后， a 向左运动，经过光电门，根据速度公式可知， a 经过光电门的速度为： ，故 a 的动量为： ，b 离开平台后做平抛运动， 根据平抛运动规律可得： 及 联 立解得： ，故 b 的动量为： ． （ 3）对物体 a 由光电门向左运动过程分析，则有： ，经过光电门的速度： ，由牛顿第 二定律可得： ，联立可得： ，则由图象可知： ． 四、解答题：本题共 3 题，每题 8 分，共 24 分 15．如图所示，横截面积均为 S，内壁光滑的导热气缸 A、B．A 水平、 B 竖直放置， A 内气柱的长为 2L ， D 为 B 中可自由移动的轻活塞，轻活塞质量不计． A 、B 之间由一段容积可忽略的细管相连， A 气缸中细 管口处有一单向小阀门 C，A 中气体不能进入 B 中， 当 B 中气体压强大于 A 中气体压强时， 阀门 C 开启， B 内气体进入 A 中．大气压为 P0，初始时气体温度均为 27℃，A 中气体压强为 1.5P0，B 中活塞 D 离气缸 底部的距离为 3L ．现向 D 上缓慢添加沙子，最后沙子的质量为 0P Sm g ．求： (i) 活塞 D 稳定后 B 中剩余气体与原有气体的质量之比； (ii) 同时对两气缸加热，使活塞 D 再回到初始位置，则此时气缸 B 内的温度为多少 ? 【答案】 (i) 2 3 (ii) 2 900KT 【解析】 试题分析： （i）对活塞受力分析， 得出 A 中原有气体末态的压强， 分析 A 中原有气体变化前后的状态参量， 由玻意耳定律得 A 末态的体积，同理对 B 中原来气体进行分析，由由玻意耳定律得 B 末态的体积，气体 密度不变，质量与体积成正比，则质量之比即体积之比； （2）加热后对 B 中的气体进行分析，发生等压变 化，由盖吕萨克定律即可求解． （ i）当活塞 C 打开时， A、B 成为一个整体，气体的压强 2 0 mgP P S 对 A 中原有气体，当压强增大到 02P 时，其体积被压缩为 AL S 由玻意耳定律得： 0 01.5 ?2 2 ? AP LS P L S 解得： 1.5AL L B 中气体进入气缸 A 中所占体积为 0.5LS 对原来 B 中气体，由玻意耳定律得： 0 0·3 2 ?0.5 BP LS P LS L S 解得： BL L B 中剩余气体与原有气体的质量比为 2 0.5 3 B B L S LS L S （ ii）对气缸加热，阀门 C 关闭，此时被封闭在 B 中的气体温度为 1 273 27 300T K K K ，体积为 BL S LS D 活塞回到初始位置，气体体积变为 3LS ，设最终温度为 2T 由盖吕萨克定律得： 1 2 3BL S LS T T 解得： 2 900T K 【点睛】解题的关键就是对 A、B 中气体在不同时刻的状态参量分析，并且知道气体发生什么变化，根据 相应的气体实验定律分析求解． 16．一固定的倾角为 37 的斜面，斜面长 9m，如图所示，斜面上一物体在大小为 11N 沿斜面向上的拉力 F 作用下，沿斜面向上加速运动，加速度大小为 1m/s2；如果将沿斜面向上的拉力改为 1N，物体加速向下 运动，加速度大小仍为 1m/s2，取重力加速度 g=10m/s 2， sin 37 =0.6，cos37 =0.8，求： (1)物体质量 m 及物体与斜面间的动摩擦因数 μ； (2)若将物体从斜面顶端由静止释放，物体运动到斜面底端的时间 t。 【答案】 (1) 1kgm ， 0.5 ；(2)3s 【解析】 【分析】 【详解】 (1)当 F1=11N 时，物体加速向上运动，有 1 sin 37F mg f ma 当 F 2=1N 时，物体加速向下运动 2sin 37mg F f ma 在斜面上运动，垂直斜面方向 N cos37F mg 且 Nf F 解得 0.5 ，m=1kg 。 (2)由静止释放物体，物体加速下滑，加速度为 a1 1sin 37mg f ma 2 1 1 2 a t l 解得 t=3s。 17．如图所示的 U 形玻璃管，左管开口，右管管口封闭，管中一段水银在右管中封闭了一段气柱，气柱高 度为 20 cm，左右两管中水银面的高度差为 10 cm，左管水银柱的横截面积为 1 cm2，右管中水银柱的横截 面积为 2 cm 2。已知环境温度为 27 C ，大气压强为 75 cmHg ，左管足够长，右管中水银柱高度大于 5 cm 。 （ i）若在左管中缓慢倒入水银，使右管中气柱体积减少 1 6 ，求需要倒入水银的体积； （ ii）若给右管中气柱缓慢加热，使左管中水银液面与右管顶端相平，求气柱需要升高的温度。 【答案】 （i） 327cm ，（ii ） 141K 。 【解析】 【详解】 （ i）开始时，封闭气体的压强为： 1 0 10cmHg 85cmHgp p 假设倒入水银后，右管中气体压强为 2p ，则理想气体发生等温变化，根据玻意尔定律： 1 1 2 2 1 2 5 6 p h S p h S 解得： 2 102cmHgp 左右管中液面的高度差为： (102 75)cm 27cmh 倒入水银的体积： 2 2 320 2017 cm 1cm cm 2cm 27cm 6 6 V ； （ ii）若给右管中气柱缓慢加热，使左管中水银液面与右管管口相平，假设气柱升高温度为 T ，此时左 管液面上升 10cm ，右管中液面下降 5cm，则右管中气体压强： 3 0 25cmHg 100cmHgp p 根据理想气体状态方程： 3 3 21 1 2 1 1 p h Sp h S T T T 解得： 141KT 。