辽宁省鞍山市2021届新高考物理仿真第四次备考试题含解析

辽宁省鞍山市2021届新高考物理仿真第四次备考试题
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．用传感器研究质量为2kg的物体由静止开始做直线运动的规律时，在计算机上得到0~6s内物体的加速度随时间变化的关系如图所示。

下列说法正确的是（）
A．0~2s内物体做匀加速直线运动
B．0~2s内物体速度增加了4m/s
C．2~4s内合外力冲量的大小为8Ns
D．4~6s内合外力对物体做正功
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
A．0~2s内物体的加速度变大，做变加速直线运动，故A错误；
B．图像下面的面积表示速度的变化量，0~2s内物体速度增加了1
222m/s
2
⨯⨯=，故B错误；
C．2~4s内合外力冲量的大小
222N s=8N s
I mat
==⨯⨯⋅⋅
故C正确；
D．由图可知，4~6s内速度变化量为零，即速度不变，由动能定理可知，合外力对物体做功为零，故D错误。

故选C。

2．如图所示，N匝矩形导线框以角速度ω绕对称轴OO'匀速转动，线框面积为S，线框电阻、电感均不计，在OO'左侧有磁感应强度为B的匀强磁场，外电路接有电阻R，理想电流表A，则：（）
A ．从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为sin e N
B S t ωω=
B ．交流电流表的示数24I NBS R
ω= C ．R 两端电压的有效值2U NBS ω
=
D ．一个周期内R 的发热量()2NBS Q R πω=
【答案】B
【解析】
【详解】 A.、由图可知线圈只有一半在磁场中，产生的电动势的最大值为：22m S NBS E NB
ωω==，从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为：12
e NBS sin t ωω=，故选项A 错误； B 、交流电流表的示数为：242m
NBS I R
R ω==，故选项B 正确； C 、R 两端电压的有效值：24U IR NBS ω==
，故选项C 错误； D 、一个周期内的发热量：222
2
22(24NBS N B S Q I RT R R ωππωω==•⨯=，故选项D 错误． 3．关于核能，下述正确的是
A ．它是可再生能源
B ．它只能通过重核裂变获得
C ．它是原子核结构发生变化时放出的能量
D ．重核裂变的反应速度无法控制
【答案】C
【解析】
【详解】
A ．核能是新能源，但不是再生能源，A 错误；
B．轻核的聚变也能产生核能，比如氢弹，B错误；
C．它是原子核结构发生变化时，产生新核，出现质量亏损，从而放出的能量，C正确；
D．轻核的聚变的反应速度无法控制，而重核裂变的反应速度可以控制，D错误；
故选C。

4．用光子能量为5.0eV的一束光照射阴极P，如图，当电键K断开时。

发现电流表读数不为零。

合上电键，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于1.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于1.60V时，电流表读数为零，由此可知阴极材料的逸出功为（）
A．1.6eV B．2.2eV C．3.0eV D．3.4eV
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】
设用光子能量为5.0eV的光照射时，光电子的最大初动能为E km，当反向电压达到U=1.60V以后，电流表读数为零说明具有最大初动能的光电子也达不到阳极，因此
E km=eU=1.60eV
根据光电效应方程有E km=hv-W0，阴极材料的逸出功为
W0=hv-E km=3.40eV.
故选D。

5．在轨道上稳定运行的空间站中，有如图所示的装置，半径分别为r和R（R＞r）的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上，轨道之间有一条水平轨道CD相通，宇航员让一小球以一定的速度先滑上甲轨道，通过粗糙的CD段，又滑上乙轨道，最后离开两圆轨道，那么下列说法正确的是（）
A．小球在CD间由于摩擦力而做减速运动
B．小球经过甲轨道最高点时比经过乙轨道最高点时速度大
C．如果减少小球的初速度，小球有可能不能到达乙轨道的最高点
D ．小球经过甲轨道最高点时对轨道的压力大于经过乙轨道最高点时对轨道的压力
【答案】D
【解析】
在空间站中，所有物体都处于完全失重状态，任何物体间都没有相互作用力，小球在CD 运动时所受弹力为零，摩擦力为零，A 错；由于处于完全失重状态，小 球运动到两个最高点时没有外力做功，机械能守恒，运动到最高点速度大小相同，B 错；C 错；小球做圆周运动的向心力由弹力提供，有
，D
对；
6．2019年诺贝尔物理学奖授予了三位天文学家，以表彰他们对于人类对宇宙演化方面的了解所作的贡献。

其中两位学者的贡献是首次发现地外行星，其主要原理是恒星和其行星在引力作用下构成一个“双星系统”，恒星在周期性运动时，可通过观察其光谱的周期性变化知道其运动周期，从而证实其附近存在行星。

若观测到的某恒星运动周期为T ，并测得该恒星与行星的距离为L ，已知万有引力常量为G ，则由这些物理量可以求得（ ）
A ．行星的质量
B ．恒星的质量
C ．恒星与行星的质量之和
D ．恒星与行星圆周运动的半径之比 【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】
恒星与行星组成双星，设恒星的质量为M ，行星的质量为m 。

以恒星为研究对象，行星对它的引力提供了向心力，假设恒星的轨道半径为r 1，动力学方程为 2
122GMm M r L T π⎛⎫= ⎪⎝⎭
得到行星的质量 22124L r m GT
π= 以行星为研究对象，恒星对它的引力提供了向心力，假设行星的轨道半径为r 2，动力学方程为 2
222GMm m r L T π⎛⎫= ⎪⎝⎭
得到恒星的质量 2222
4L r M GT π= 则有
23
24L M m GT
π+= 故ABD 错误，C 正确。

故选C 。

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．下列说法正确的是（ ）
A ．随着分子间距离的增大，分子势能一定先减小后增大
B ．把细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔，它的尖端就会变钝，这跟表面张力有关
C ．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点
D ．对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸收热量
E.热力学第二定律使人们认识到，一切与热现象有关的宏观自然过程都是有方向性的
【答案】BDE
【解析】
【详解】
A ．随着分子距离的增大，若分子力从斥力变为引力，分子力先做正功，后做负功，则分子势能先减小后增大，若分子力一直表现为引力，随着分子间距离的增大，分子力一直做负功，分子势能一直增大，故A 错误；
B ．细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔，它的尖端就会变钝，这跟表面张力有关，故B 正确；
C ．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故C 错误；
D ．对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，根据理想气体状态方程
pV C T
= 可知气体的温度升高，则内能增大，由于气体对外做功，则它一定从外界吸收热量，故D 正确； E ．自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故E 正确。

故选BDE 。

8．下列说法正确的是（ ）
A ．布朗运动只能在液体里发生，且温度越高，布朗运动越激烈
B ．分子间距离增大，分子间作用力对外表现可能为斥力
C ．分子动能与分子势能的和叫作这个分子的内能
D ．滴进水中的墨水微粒能做扩散运动，说明分子间有空隙
E.外界对某理想气体做功62.010J ⨯，气体对外放热61.010J ⨯，则气体温度升高
【答案】BDE
【解析】
【详解】
A ．布朗运动是悬浮在液体或气体中固体小颗粒的无规则运动；布朗运动可以在液体里发生，也可以在气体里发生，且温度越高，布朗运动越激烈，故A 错误。

B.在分子间距离r <r 0范围内，即使距离增大，分子间作用力表现为斥力，故B 正确；
C.所有分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能，单个分子的内能没有意义，故C 错误；
D.滴进水中的墨水微粒能做扩散运动，说明分子间有空隙，故D 正确；
E.外界对某理想气体做功W=2.0×105J ，气体对外放热Q=-1.0×105J ，根据热力学第一定律，则气体的内能变化
n E=W+Q=2.0×105J-1.0×105J=1.0×105J
所以气体的内能增大，温度升高，故E 正确。

故选BDE 。

9．已知均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。

如图所示，一个均匀带正电的金属球壳的球心位于x 轴上的O 点，球壳与x 轴相交于A 、B 两点，球壳半径为r ，带电量为Q 。

现将球壳A 处开有半径远小于球半径的小孔，减少的电荷量为q ，不影响球壳上电荷的分布。

已知球壳外侧两点C 、D 到A ，B 两点的距离均为r ，则此时（ ）
A ．O 点的电场强度大小为零
B ．
C 点的电场强度大小为
2(4)4k Q q r - C ．C 点的电场强度大小为
2()4k Q q r - D ．D 点的电场强度大小为2(94)36k Q q r - 【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】 A ．根据电场强度的合成可得，O 点的电场强度大小
2=O kq E r
故A 错误；
BC ．C 点的电场强度大小
222
(4)44C kQ kq k Q q E r r r -=-= 故B 正确，C 错误；
D ．根据电场强度的合成可得，D 点的电场强度大小 222(94)4936D kQ kq k Q q
E r r r -=-= 故D 正确。

故选BD 。

10．回旋加速器的工作原理如图所示，置于高真空中的D 形金属盒半径为R 。

两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过狭缝的时间忽略不计，磁感应强度为B 的匀强磁场与盒面垂直。

A 处粒子源产生质量为m 、电荷量为+q 的粒子，在加速器中被加速，加速电压为U 。

下列说法正确的是（ ）
A ．交变电场的周期为m Bq
π B ．粒子射出加速器的速度大小与电压U 成正比
C ．粒子在磁场中运动的时间为2
2BR U π
D ．粒子第112mU B q
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】 A ．为了能够使粒子通过狭缝时持续的加速，交变电流的周期和粒子在磁场中运动周期相同，即 2m T qB
π= A 错误；
B ．粒子最终从加速器飞出时
2
v qvB m R
= 解得
qBR v m
= 粒子飞出回旋加速器时的速度大小和U 无关，B 错误；
C ．粒子在电场中加速的次数为n ，根据动能定理
212
nqU mv = 粒子在磁场中运动的时间
222
22111122222BR U
q B R m t n T m qU m qB ππ=⋅=⋅⋅⋅⋅⋅= C 正确；
D ．粒子第一次经过电场加速
2112
qU mv = 进入磁场，洛伦兹力提供向心力
2111
v qv B m R = 解得
11mv R qB === D 正确。

故选CD 。

11．下列说法正确的是（ ）
A ．能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性
B ．无论科学技术怎样发展，热量都不可能从低温物体传到高温物体
C ．晶体在熔化过程中要吸收热量，但温度保持不变，内能也保持不变
D ．对于一定量的气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸热
E.悬浮在液体中的颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈
【答案】ADE
【解析】
【详解】
A ．根据热力学第二定律可知，宏观自然过程自发进行是有其方向性，能量耗散就是从能量的角度反映了这种方向性，故A 正确。

B ．热量可以从低温物体传到高温物体，比如空调制冷，故B 错误。

C ．晶体在熔化过程中要吸收热量，温度不变，内能增大，故C 错误。

D ．对于一定质量的气体，如果压强不变，体积增大，根据理想气体状态方程可知，温度升高，内能增大，根据热力学第-定律可知，气体对外做功，它-定从外界吸热，故D 正确。

E ．布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的，颗粒越小，温度越高，布朗运动越剧烈，故E 正确。

故选ADE 。

12．一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t=0时波形图如图中实线所示，此时波刚好传到c 点，t=0.6s 时波恰好传到e 点，波形如图中虚线所示，a 、b 、c 、d 、e 是介质中的质点，下列说法正确的是________。

A ．当t=0.5s 时质点b 和质点c 的位移相等
B ．该机械波的传播速度为5m/s
C ．质点c 在0~0.6s 时间内沿x 轴正方向移动了3m
D ．质点d 在0~0.6s 时间内通过的路程为20cm
E.质点d 开始运动时方向沿y 轴负方向
【答案】ABD
【解析】
【详解】
AB ．根据题意知，该波的传播速度为
96m /s 5m /s 0.6
ce x v t -=== 周期为
40.8s 5
T s v λ
=== t=0时刻c 质点经过平衡位置向上运动，经0.4s 后b 质点到达负向最大位移处，c 质点到达平衡位置向下运动，之后再经过0.1s ，也就是
8T ， b 向上运动8的位移与c 质点向下运动的位移大小相等，故t=0.5s 时质点b 和c 的位移相等，故AB 正确。

C ．质点c 只在y 轴方向上振动，并不沿x 轴正方向移动。

故C 错误。

D ．质点d 在0~0.6s 内振动了0.4s ，即半个周期，所以质点d 在0~0.6s 时间内通过的路程是2倍的振幅，为20cm 。

故D 正确。

E ．根据波形平移法知，质点d 开始运动时方向沿y 轴正方向，故E 错误。

故选ABD 。

三、实验题:共2小题，每题8分，共16分
13．某同学做测量金属丝的电阻率的实验。

（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，示数如图甲，其直径为_________mm 。

（2）测量该金属丝的电阻率，可供选择的仪器有：
A ．电流表A ，量程有0~10mA 和0~0.6A 两种，内阻均较小；
B ．电压表V ，量程有0~3V 和0~15V 两种，内阻均较大；
C ．电源电动势为4.5V ，内阻较小。

实验中按如图乙所示接好电路，闭合1S 后，把开关2S 拨至a 时发现，电压表与电流表的指针偏转都在满偏的45处。

再把2S 拨至b 时发现，电压表指针几乎还在满偏的45处，电流表指针则偏转到满偏的34处，由此确定正确的位置并进行实验。

完成下列问题。

所选电压表的量程为_________V ，此时电压测量值为_________V 。

所选电流表的量程为_________mA ，此时电流测量值为_________mA 。

【答案】0.470 0~3 2.4 0~10 7.5
【解析】
【详解】
（1）[1]．螺旋测微器的固定刻度为0，经估读后旋转刻度在47格处，测量值为0.470mm 。

（结果为值读数字真读，值读至0.001mm ，测量值为0.470mm ）
（2）[2][3][4][5]．由仪器参数确定器材。

电源电动势为4.5V ，若电压表选用0~15V 量程其指针偏转过小，应选用0~3V 量程。

由电路规律分析原理。

电压表读数几乎不变，电流表读数变化明显，说明x R 阻值较大，与电压表电阻相接近，一般为几千欧而电源电动势只有4.5V ，由欧姆定律计算知电流只有几毫安，故电流表选用0~10mA 量程。

x R 阻值较大，则应使电流表内接，即2S 拨至b 。

此时电压表为满偏的45
，则读数为 43V 2.4V 5
U =⨯= 电流表为满偏的34
，则读数为 310mA 7.5mA 4
I =⨯=． 14．现有一电池,电动势E 约为5V ,内阻r 约为50Ω,允许通过的最大电流为50mA ．为测定该电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲所示的电路进行实验．图中R 为电阻箱,阻值范围为0~999.9Ω,R ．为定值电阻 V 为理想电压表．。