2021届云南省昆明市第一中学高三(上)第四次复习检测理科综合物理试题

昆明市第一中学2021届高中新课标高三第四次一轮复习检测理科综合

试卷物理部分

一、选择题：本大题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，第14 ~ 18题只有一个选项符合题目要求，第19~21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. 下列说法中正确的是（）

A. 原子核的结合能越大，原子核越稳定

B. 玻尔的氢原子理论能够解释所有原子的光谱

C. 人工放射性同位素的半衰期通常较短，因此其放射性废料难以处理

D. 受到通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场相似的启发，安培提出了分子电流假说

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．比结合能越大，原子核越稳定，故A错误；

B．波尔的氢原子理论只能解释氢原子的光谱，故B错误；

C．人工放射性同位素的半衰期通常较短，因此其放射性废料容易处理，故C选项错误；

D．通电螺旋管外部的磁场与条形磁铁的磁场十分相似，受此启发，安培提出了著名的分子电流假说，故D 选项正确。

故选择D。

2. 如图所示，正六边形abcdef区域内有垂直于纸面向外的匀强磁场。一带电粒子从a点沿ad方向射入磁场，粒子从b点离开磁场，在磁场里的运动时间为1t；如果只改变粒子射入磁场的速度大小，粒子从c点离开磁场，在磁场里的运动时间为2t，不计粒子重力，则1t与2t之比为（）

A. 1：2

B. 2：1

C. 1：3

D. 3：1

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】当粒子从a 点进入磁场，b 点出磁场时，速度偏转角为120?，所以轨迹所对应的圆心角为120?，可得粒子在磁场中的运动时间为

3

T

。当粒子从a 点进，c 点出时，速度偏转角为60?，所以轨迹所对应的圆心角为60?，可得粒子在磁场中的运动时间为6

T 。 因此

12:2:1t t =

故选B 。

3. 地球赤道上的物体A 随地球自转的向心加速度为A a ，月球绕地球运动的向心加速度为B a 。如果地月之间

的距离近似取为地球半径的60倍，月球环绕地球的周期近似取为30天，则A B

a a 为（ ）

A. 9.8

B. 15

C. 30

D. 3600

【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】由于

2

A A 2a R T π??= ???

其中A T 为地球自转周期，R 为地球半径。而

2

B 2B a r T π??= ???

其中B T 为月球环绕地球的周期，r 为地月距离。 由于A B :1:30T T =，:1:60r R =，计算可得

A

B

15a a = 故选B 。

4. 如图所示，两个等量正点电荷分别固定在正方体两个顶点上，A 、B 、C 为正方体的顶点，D 为BC 连线的中点，下列说法中正确的是（ ）

A. D 点处的场强为零

B. A 、B 二点的场强大小相同

C. B 点电势高于A 点的电势

D. D 点电势高于A 点电势 【答案】D 【解析】 【

分析】

【详解】A ．D 点位于两个正点电荷的中垂线上（且不在两个正点电荷连线的中点处），因此D 点处场强不为0，A 选项错误； B ．A 点处的场强

2

2A

kQ

E L

=

B 点处的场强

(

332B kQ

kQ E L

=

=

其中L 为正方体的边长，因此A ，B 两点场强大小不相同，B 选项错误；

C ．一个正的试探电荷从A 点运动到B 点，电场力做正功，因此B 点电势小于A 点电势，C 选项错误；

D ．一个正的试探电荷从D 点运动到A 点，电场力做正功，因此D 点电势高于A 点电势，D 选项正确。

故选D 。

5. 如图所示，内壁光滑的半球形容器固定在水平面上。将一轻弹簧的一端固定在半球形容器底部'O 处，O 为球心。当弹簧另一端与质量为m 的小球A 相连时，小球A 静止于P 点。已知OP 与水平方向的夹角为

16θ=?，则半球形容器对球的支持力和弹簧的弹力分别为（sin370.6?=） （ ）

A. mg ，mg

B. mg ，1.2mg

C. 1.2mg ，mg

D. 1.2mg ， 1.2mg

【答案】B 【解析】 【分析】

【详解】作出小球的受力分析图，由相似三角形法可得

G F N

OO O P OP

''==

' 其中,' 1.2OP R O P R == 可得支持力

N mg =

弹簧的弹力

1.2F mg =

故选B 。

6. 在如图所示的两平行虚线之间存在着垂直纸面向里、宽度为d 、磁感应强度为B 的匀强磁场，正方形线框abcd 的边长为L ()L d <，质量为m ，电阻为R 。将线框从距离磁场的上边界为h 高处由静止释放后，线框的ab 边刚进人磁场时的速度为0v ，ab 边刚离开磁场时的速度也为0v ，

在线框进入磁场的过程中（ ）

A. a 点的电势低于b 点

B. 感应电流为顺时针方向

C. 线框不一定做减速运动

D. 安培力所做的功为mgd -

【答案】AD 【解析】

【分析】

【详解】A ．在线框进入磁场的过程中，ab 边切割磁感线，ab 边相当于电源，因此a 点电势低于b 点，A 选项正确；

B ．在线框进入磁场的过程中，根据楞次定律，感应电流为逆时针方向，因此B 选项错误；

C ．由于线框完全进入磁场之后，会做加速度为g 的加速运动，而ab 边刚离开磁场的速度与ab 边刚进入磁场的速度相同，因此线框进入磁场的过程中，一定减速，因此C 选项错误；

D ．对ab 边刚进入磁场到ab 边刚离开磁场这一过程进行研究，根据动能定理可得此过程中安培力做功为

mgd -。由于线框全部进入磁场之后，线框不受安培力，因此线框进入磁场的

过程中安培力所做的功为mgd -，因此D 选项正确。

故选AD 。

7. 小明同学骑自行车在平直的公路上从A 地由静止出发运动至B 地停止，经历了匀加速、匀速、匀减速三个过程，设加速和减速过程的加速度大小分别为1a 、2a ，匀速过程的速度大小为v ，则（ ） A. 增大1a ，保持2a 、v 不变，整个运动过程的平均速度变大 B. 增大1a ，保持2a 、v 不变，匀速运动过程的时间将变短

C. 要保持全程的运动时间不变，可以保持1a 不变，减小2a 、v 来实现

D. 要保持全程的运动时间不变，可以保持v 不变，改变1a 、 2a 来实现 【答案】AD 【解析】 【分析】

【详解】A ．在增大1a ，保持2a 、v 不变的情况下，整个运动过程的时间变短，因此平均速度变大，A 选项正确；

B ．在增大1a ，保持2a 、v 不变的情况下，由于匀加速运动阶段的位移变短，而匀减速运动阶段的位移不变，所以匀速时间变长，B 选项错误；

C ．在保持1a 不变，减小2a 、v 的情况下，由于总位移不变，因此运动时间一定变长，C 选项错误；

D ．在保持v ，增大1a ，减小2a 的情况下，运动时间可能保持不变，D 选项正确。 故选AD 。

8. 如图所示，有质量为3m 、m 的小滑块P 、Q ，P 套在固定竖直杆上，Q 放在水平地面上。P 、Q 间通

过铰链用长为L 的刚性轻杆连接，一轻弹簧右端与Q 相连，左端固定在竖直挡板上，弹簧水平，30α=?时，

弹簧处于原长。当30α

=?时，P 由静止释放，下降到最低点时α变为60?，整个运动过程中，P 、Q 始

终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦， 重力加速度为g 。则P 下降过程中（ ）

A. P 、Q 和弹簧组成的系统机械能守恒

B. 当45α=?时，P 、Q 的速度大小相等

C. 弹簧弹性势能的最大值为

3(32)

2

mgL

D. P 下降过程中动能达到最大时，Q 受到地面的支持力等于4mg 【答案】ABD 【解析】 【分析】

【详解】A ．由于该题忽略一切摩擦，所以P 、Q 和弹簧组成的系统机械能守恒，故A 选项正确； B ．当45α=?时，分别将P 、Q 的速度进行分解，由于沿杆速度大小相等，可得P 、Q 的速度大小相等，故B 选项正确；

C ．当60α=?时，P 下降到最低点，此时的弹簧弹性势能最大，根据机械能守恒可得

3322L L E mg ??

=- ? ???

弹

故C 选项错误；

D ．当P 速度最大时，P 的加速度为0，在竖直方向上轻杆对P 向上的分力大小为3mg ，则轻杆对Q 的竖直向下的分力也为3mg ，因此Q 对地面的压力为4mg ，根据力的作用是相互的，可得Q 受到地面的支持力等于4mg ，故D 选项正确。 故选ABD 。

第II 卷（非选择题，共174分）

注意事项：

第II 卷须用黑色墨水签字笔在答题卡上书写作答，在试题卷上作答，答案无效。

二、非选择题：包括必考题和选考题两部分。第22题~第32题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33题~第38题为选考题，考生根据要求作答。

9. 如图甲所示，是某同学验证牛顿第二定律的实验装置。其步骤如下：

a 、小桶内盛上适量细沙，用轻绳绕过滑轮连接在小车上，合理调整木板倾角，轻推小车，让小车沿木板匀速下滑；

b 、取下轻绳和小桶，测出小桶和细沙的质量m 及小车质量M ；

c 、取下细绳和小桶后，换一条纸带，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙（中间部分未画出）。O 为打下的第一点。已知打点计时器的打点频率为f ，重力加速度为g ，纸带上BC 两点和CD 两点的测量值分别为1x 和2x 。

(1)关于该实验以下说法正确的

是：___________；

A.该实验需要满足M

m

B.该实验需要调整连接小车的轻绳与木板平行

C.步骤a 中，需要使用打点计时器，通过打点计时器打出的纸带判断小车是否做匀速直线运动 (2)步骤c 中小车所受的合外力为___________；

(3)需要验证的关系式为___________（用所测物理量的符号表示）。

【答案】 (1). BC (2). mg (3). 221()mg M x x f =-

【解析】 【分析】 【详解】(1)[1]

A ．细沙和桶是为求出小车重力沿斜面的分量与摩擦力的差，使其达到平衡态，即

sin cos 0Mg Mg mg θμθ--=

故不需要M m ，故A 选项错误；

B ．调整连接小车的轻绳与木板平行，才能使在斜面上的合力为零，故B 选项正确；

C ．步骤a 中，若打点计时器打出的纸带距离相等，则做匀速直线运动，故C 选项正确。

(2)[2]小车匀速下滑时受到重力、支持力、摩擦力和拉力，合力为零，即

sin cos 0Mg mg T θμθ--=

小车匀速时，绳的拉力

T mg =

撤去拉力后，其余力不变，则合力等于撤去的拉力，即

==F T mg 合

(3)[3]打点计时器的打点频率为f ，则相邻计时点间时间间隔

1T f

=

由匀变速直线运动中连续相等时间里位移差2

1n n x x aT +-= ，可得到

221x x aT -=

解得

()221

212

x x a x x f T

-=

=- 小车受到的合外力

()221F Ma M x x f mg ==-=合

10. 某物理学习小组的同学，为了测量未知电阻x R 的阻值，设计如图甲所示的电路图。图中的电源电动势未知，电源内阻不计，电压表为理想电表，R 为电阻箱。

(1)该课外小组多次改变R 的电阻并测量对应的电压U ，所得数据如下：

/R Ω 166.7 71.4 50.0 33.3 25.0 20.0 /V U

8.3

5.9

4.8

4.2

3.2

2.9

()

21

10R

-? 0.6 1.4 2.0 3.0 4.0 5.0

()

11

V U

- 0.12 0.17 0.21 0.24 0.31 0.34

(2)请将表格中的最后两组数据描在坐标纸上，并作出

11

U R

-图像___________；

(3)由

11

U R

-图像得出电源电动势E =___________，x R =___________ ； （ 结果保留两位有效数字） (4)若考虑电压表内阻对实验的影响，本实验中x R 的测量值___________真实值。（ 选填“>”“<”或“="）

【答案】 (1). (2). 10V （9.0~11V 也可得分） (3). 50Ω

（45~55Ω也可得分） (4). ＜ 【解析】 【分析】 【详解】(2)[1]

11

U R

-图像如下图所示

(3)[2][3]由欧姆定律得

x U E U R R

=+

?

推导出

111x R U E E R

=+? x R k E =，1b E

=

其中

5k ≈，0.1b ≈

解得

1

10V E b

=

≈ 50x R k E =?≈Ω

(4)[4]若不计电源及电压表内阻影响，则由欧姆定律得

x E U R U R

-=

若考虑电源及电压表内阻对实验的影响，由欧姆定律得

()x U

U U

E U R r R R ??

=++

?+ ???

解得

x U

E U

R r

U U R R -=

-+ U E U E U r U U U R R R ?? ?-- ?-< ?+ ???

故若考虑电压表内阻对实验的影响，本实验中R x 的测量值<真实值。

11. 如图所示，一质量 6 kg m =的物块置于质量 4 kg M =的足够长的木板B 端，它们以共同的初速度

0 10 m/s v =沿光滑水平面向右运动。在木板B 端右侧有一固定挡板S ，木板可从挡板下面顺利通过，物块

与挡板S 碰撞后立即以原速率反向弹回并继续运动。已知物块始终在木板上，物块与木板间的动摩擦因数为0.5μ=，物块与木板间最大静摩擦力等于其滑动摩擦力，g 取210m/s ， 求： (1)物块和木板共速时的速度大小； (2)物块相对木板滑行的时间。

【答案】(1)2m/s ；(2)1.6s 【解析】 【分析】

【详解】(1)物块被S 反弹后，将向左运动，物块和木板系统动量守恒，取向左为正方向，则有

()()00mv M v m M v +-=+

解得

2m/s v =

(2)物块被S 反弹后，初速度为0v ，将在摩擦力的作用下，做减速运动，最终与木板共速， 取向左为正方向

F f mg μ=-=-

25m/s F

a g m

μ=

==- 0

v v t a

-= 解得

1.6s t =

12. 如图所示，竖直面内有一平面直角坐标系xOy ，x 轴沿水平方向，整个空间中存在沿x 轴正方向的匀强电场（ 图中未画出），电场强度大小53N/C E =，在第三象限中存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感

应强度大小0.5T B =。有一带正电的小球，质量6110kg m -=?，电荷量6

210C q -=?，正以速度v 在第三

象限中做匀速直线运动并从O 点进入第一象限，g 取210 m/s ，求： (1)小球做匀速直线运动的速度v 的大小和方向； (2)小球在第一象限运动的过程中，离x 轴的最远距离；

(3)小球在第一象限从O 点到离x 轴的最远距离处，增加的机械能。

【答案】(1) 20m/s ，水平方向的夹角为60?；(2)15m ；(3)47.510J -?

【解析】 【分析】

【详解】(1)小球在第三象限内做匀速直线运动时，受力如图所示

其所受的三个力在同一平面内，合力为零，则有

()

2

2qvB Eq mg =

+（）

带入数据，得

20m/s v =

速度v 的方向与电场E 的方向之间的夹角满足

tan qE mg

θ=

解得

tan 3θ=

则

60θ=?

故速度v 的方向与水平方向的夹角为60?。

(2)小球在第一象限中做曲线运动，将其速度分别进行分解

cos 10m/s x v v θ==

sin 103m/s x v v θ==

当小球在第一象限中，运动到离x 轴最远距离时， 竖直方向速度关系

0y v gt =-

3s t =

竖直方向位移关系

2

2

y gt y v t =- 15m y =

(3)小球在第一象限中运动时 水平方向位移关系

2

2

x at x v t =+ 其中

2qE

a m

=

=

x =

电场力做功

47.510J W qEx -==?

由于电场力做正功，所以机械能的

增加量

47.510J E -?=?

13. 以下说法正确的有（ ）

A. 物体体积增大时，其分子势能- -定增大

B. 只要物体温度升高，其分子平均动能就一定变大

C. 布朗运动能够说明分子永不停息地做无规则运动

D. 液体表面层分子比内部分子稀疏，因此液体表面有收缩的趋势

E. 给自行车打气越来越困难，主要是因为气体分子间斥力越来越大 【答案】BCD 【解析】 【分析】

【详解】A ．物体体积增大，即物体分子间平均距离增加，分子势能不一定增加，当分子间距离小于0r 时，分子间表现斥力，分子距离增加，分子力做正功，分子势能减小，故A 选项错误；

B ．温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子平均动能一定也越大，故B 选项正确；

C ．布朗运动虽不是分子的运动，但反应了液体（或气体）分子运动的情况，是分子无规则运动的间接证明，故C 选项正确；

D ．因液体表面层内分子分布比内部稀疏，分子间距大，分子间作用力表现为引力，故液体表面有收缩趋势，故D 选项正确；

E ．气体间分子间距较大，此时分子间作用力已接近为零，故自行车打气越来越困难主要是因为胎内气体压强增大而非分子间相互排斥的原因，故E 选项错误。 故选BCD 。

14. 如图所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，用弹簧连接一个截面积为40 cm 2的活塞将一定质量的气体封闭在汽缸内。在汽缸内距缸底60 cm 处有卡环，活塞只能向。上滑动。开始时活塞搁在卡环上，且弹簧处于原长，缸内气体的压强等于大气压强为P 0=1.0×

105 Pa ，温度为300 K 。现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330 K ，活塞恰好离开卡环，当温度为480 K 时，活塞上升了20 cm 。已知g 取10 m/s 2，求： (1)活塞的质量； (2)弹簧的劲度系数k 。

【答案】(1)4kg ；(2)200N/m 【解析】 【分析】

【详解】(1)缓慢加热气缸内的气体，使温度从300K 加热到330K 的过程中，为等容过程

01

01

p p T T = 其中0300K T =，1330K T = 解得

51 1.110Pa p =?

此时，活塞恰好离开卡环，可得

10mg

p p S

=+

4kg m =

(2)当温度为480K 时，活塞上升了20cm ，对气缸内气体进行研究

0022

02

p V p V T T = 其中

50 1.010Pa p =?

4

3

3

3

040100.6m 2.410m V --=??=?

4333240100.8m 3.210m V --=??=?

0300K T =，2480K T =

计算可得

52 1.210Pa p =?

对活塞进行受力分析可得

02p S mg F p S ++=

计算得到

40N F =

因此劲度系数

200N/m F

k x

=

=? 15. 以下说法正确的有（ ） A. 麦克斯韦预言了电磁波的存在 B. 光的偏振现象说明光是横波

C. 机械波的频率越高，在介质中的传播速度越大

D. 在太阳光照射下，水面上的油膜出现彩色花纹是因为光的反射

E. 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象 【答案】ABE 【解析】 【分析】

【详解】A ．麦克斯韦预言了电磁波的存在，故A 正确；

B ．只有横波才有偏振现象，故光的偏振现象说明光是横波，故B 正确；

C ．机械波的波速由介质本身性质决定，与频率和波长无关，故C 错误；

D ．在太阳光照射下，水面上的油膜出现彩色花纹是光的薄膜干涉现象，故D 错误；

E ．用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象，故E 正确。

16. 如图所示，一个半径为R 的透明半球体，O 为球心，放置在水平面上。有一束横截面足够大的光東竖直射向半球体。求：

(1)能透过半球体的光束的横截面积1S ； (2)透过半球体的光東在桌面上形成的面积2S 。

【答案】(1)2

2

R π；(2)2(322)R π-

【解析】 【分析】

【详解】(1)对一个过半球体直径的竖直截面进行研究，光路图如图所示

其中光线a 在曲面处恰好发生全反射

12sin =

2

n

α=

可得

2sin 2

OB R R α==

因此能透过半球体的光束的横截面积

2

2

12

R S r ππ==

(2)光线a 透过曲面之后的光路图如图所示

D 点为光线与桌面的交点，由几何知识可知，OD 为CO

E ∠的角平分线。

由正切的二倍角公式可得

22tan tan

4

1tan π

ββ

=

-

解得

tan 21β=

由此

tan (21)DE R R β=?=

2

2221)(32)S R R ππ??==-??