1、020212021 年山东省泰安市高考物理四模试卷年山东省泰安市高考物理四模试卷 1. 关于物理概念的定义所体现的思想方法，下列叙述正确的是( ) A. 交变电流的有效值体现了等效思想 B. 平均速度的概念体现了极限思想 C. 电阻的概念体现了控制变量思想 D. 重心的概念体现了理想模型思想 2. 下列说法正确的是( ) A. 若某种固体在光学上具有各向异性，则该固体可能为多晶体 B. 液体表面张力的成因是表面层分子间的作用力表现为斥力 C. 若液体P 滴在固体Q 上很难擦去，则说明液体P 浸润固体Q D. 只有浸润液体在细管中才能发生毛细现象 3. 如图所示， 中 = 37 ， D 为 AB
2、 边上一点，AD ： = 2：3.两个正点电荷固定在A、B 两点，电荷量大小为q 的试探电荷在C 点受到的电场力方向与AB 垂直，大小为F，37 = 0.6，37 = 0.8. 则 D 点的电场强度大小为( ) A. 13 5 B. 8 C. D. 2 5 5 4. 如图所示，半径为R 的圆形轨道竖直固定在水平桌面上，AB 为其水平直径， C 为最低点，D 为最高点，轨道的ACB 段粗糙、ADB 段光滑。质量为m 的物块(可视为质点)从 A 点以初速度 0 (未知)沿轨道向上运动，运动到 D 点时对 轨道的压力恰好为 0，运动到C 点时对轨道的压力为 5mg 。已知物块与轨道 ACB 段间的动
3、摩擦因数处处相等，重力加速度为g。下列说法正确的是( ) A. 物块的初速度大小为2 B. 物块与轨道ACB 段间的动摩擦因数为 1 4 C. 若将物块从A 点由静止释放，物块运动到C 点的速度大于 D. 若初速度 沿轨道向下，则物块运动到C 点时对轨道的压力小于 5mg 5. 关于波的衍射、干涉，下列说法正确的是( ) A. 超声波定位利用了波的衍射 B. “闻其声不见其人”中的“闻其声”是声波发生明显衍射的结果 C. 两列波叠加时一定可以观察到稳定的干涉图样 D. 两列波发生稳定干涉时，介质中某点的振动可能时而加强时而减弱 第 1 页，共 22 页 6. 如图所示，一种质谱仪由速度选择器和
4、偏转磁场组成。平行金属板M 、N 水平放置，它们带等量异种电荷，M 板带负电、N 板带正电，板间匀强电场的电场强度大小为E ，匀强磁场的磁感应强度大小为 0 .核乳胶片与竖直 方向的夹角 = 37 ，胶片右侧存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强 度大小为B。一束电性相反、带电量大小均为q 的质量不同的两种粒子以相同的速度沿虚线通过平行 金属板， 然后从胶片上的小孔O 进入匀强磁场， 分别打在胶片上的P 点和Q 点。 已知 = 1 ， = 2 ， 2 1 ，不计粒子的重力以及它们之间的相互作用，37 = 0.6， 37 = 0.8下列说法正确的是( ) A. 极板间匀强磁场的方向垂直于纸面向里
5、B. 粒子束的速度大小为 0 C. 打在 P 点的粒子的质量为 0 1 2 D. 打在 P、Q 两点的粒子的质量之差的绝对值为5 0 ( 2 1 ) 8 7. 如图所示，劲度系数为 k 的轻弹簧竖直固定在水平地面上，质量为 m 的小球放在弹簧上端处于静止状态，小球与弹簧未粘连，现用力F 竖直向下缓慢压小球，小球向下移动x 后撤去力F，小球在竖直方向上做简谐运动。已知重力加速度为g，下列说法正确的是( ) A. x 的最大值为 B. 小球位于最低点和最高点时加速度相同 C. 小球每次经过同一位置时的速度相同 D. 弹簧处于原长时，小球的加速度为0 8. 在平直的公路上，甲车在 = 0时刻由静止开
6、始运动，某时刻乙车匀速通过甲车的出发点，如图所示，甲车的 图像是一条抛物线，两车的 图像在 = 4 时相切(乙车的 图像未画出)，两车均可视为质点。下列说法正确的是( ) A. 甲车的速度变化率逐渐增大 B. 甲车的加速度大小为8/ 2 C. 乙车的速度大小为8/ D. = 2 时，乙车通过甲车的出发点 9. 一束光在光导纤维中传播的示意图如图所示，光导纤维对该束光的折射率为n，该段光导纤维的长度 为 L，图中的光线刚好在光导纤维与空气的界面处发生全反射。已知空气对该束光的折射率为1，光在真空中传播的速度为 c，下列说法正确的是( ) 第 2 页，共 22 页 A. 光导纤维的折射率 1 B.
7、 光导纤维的折射率 ) 分别照射光电管的阴极 K ， 两种色光均能使光 电管发生光电效应。在单刀双掷开关S 空置、置于 1、置于 2 三种情 境下移动滑片 P 的位置，观察计算机上图像的变化，当单刀双掷开关S 置于 2 且 = 时， = 0下列说法正确的是( ) A. 单色光a 和 b 照射光电管时，光电效应几乎是瞬时发生的 B. 单刀双掷开关S 空置时，电流I不随时间变化且为 0 C. 单刀双掷开关S 置于 1 时，滑片P 向右移动过程中电流I可能不断增大 D. 单刀双掷开关 S 置于 2，单色光 b 照射时 较大 11. 宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，在它们之间的万有引力作用下，
8、绕一个共同的圆心做周 期相等的圆周运动。如图所示，三颗质量均为 m 的星球构成三星系统 I，三颗质量均为 km 的星球构成三星系统，它们分别位于两个等边三角形的顶点上，若三星系统中等边三角形的边长是三星系统 I中等边三角形边长的q 倍。下列说法正确的是( ) A. 三星系统中一个星球受到的合力是三星系统I中一个星球受到合力的 2 倍 2 B. 三星系统中一个星球的加速度是三星系统I中一个星球加速度的 倍 C. 三星系统中一个星球的角速度是三星系统I中一个星球角速度的 倍 D. 三星系统中一个星球的线速度是三星系统I中一个星球线速度的 倍 第 3 页，共 22 页 12. 如图所示，两根电阻不计
9、、倾角为 = 37且足够长的光滑平行金属导轨倾斜放置，导轨间距为 = 0.4 ，顶端连接电阻为 = 2 的定值电阻。虚线上方(含虚线处)的区域存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为 = 1.25 。质量为 = 0.1 、电阻为 = 1 的导体棒 P 在虚线上方某处； 1 电阻为 2 = 2 的导体棒 Q 固定在虚线处。将导体棒P 由静止释放，经过 时间 = 3 导体棒 P 到达虚线处，P 在到达虚线之前已达到最大速度，P 、Q 与导轨始终接触良好。重力加速度 g 取10/ 2 ，37 = 0.6，37 = 0.8. 下列说法正确的是( ) A. 导体棒P 到达虚线前的动量变化率越来越大 B.
10、 导体棒P 到达虚线时的速度大小为4.8/ C. 导体棒P 的释放点与虚线间的距离为105 8 D. 从导体棒P 开始运动到到达虚线时导体棒Q 上产生的焦耳热为81 48 13. 某物理兴趣小组想通过实验探究一段新材料制成的圆柱形导体的电阻率随电流的变化规律，他们进行 了如下操作： (1)用螺旋测微器测量金属丝的直径，如图甲所示，则导体的直径 = mm 。 (2) 设计如图乙所示的电路图，图中的不当之处为 。 (3) 改正电路图并正确连接实验电路，闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片，得到多组实验数据，电 压表U 和电流表I的示数如表所示。 1 2 3 4 5 6 7 电流/ 0.0000.225
11、0.3200.3850.4300.4650.490 电压/ 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 (4) 在图丙所示的坐标纸中作出通过导体的电流I随电压 U 的变化曲线 。(5)由作出的 曲线可知导体的电阻率随电流的增大而 。 14. 某物理兴趣小组利用如图甲所示的装置验证系统机械能守恒定律，他们的操作步骤如下： 把打点计时器、定滑轮固定在铁架台上； 跨过定滑轮的轻质细线a 端连接一个物体，b 端悬挂钩码； 第 4 页，共 22 页 把固定在物体上的纸带穿过打点计时器的限位孔，在b 端增加悬挂钩码的个数，接通电源，松开纸带； 实验过程中打出一条纸带如图乙所示，经
12、测量可知，图乙中相邻两点之间的距离近似相等，此时b 端悬挂钩码的总质量为 1 ； 继续增加悬挂钩码的个数，重复步骤 ，打出一条纸带如图丙所示，此时钩码的总质量为 2 ； 重复实验。 (1) 物体的质量为 。 (2) 所用交变电源的频率为 f，相邻两个计数点间还有 4 个点未画出，在纸带上打下计数点“C ”时 物体的速度 = (用题中所给物理量符号表示)。 (3) 已知当地重力加速度为 g，从打计数点“A”到打计数点“D ”的过程中，物体、钩码组成的系统 减少的重力势能 = ，系统增加的动能 = 。(用题中所给物理量符号表示) 15. 如图甲所示，导热性良好的汽缸固定在左端带有铰链的木板上，在汽
13、缸内通过厚度可忽略的、可以在 汽缸内无摩擦滑动的、横截面面积为S 的活塞密封了一定质量的理想气体。现在竖直面内缓慢转动木板，可得到气体的压强p 与外界大气压强 0 的比值随木板与水平面之间的夹角 的变化关系如图乙所 示。 当 = 60 时活塞距汽缸底面的高度为 h， 环境温度为 0 ， 理想气体的内能与温度的关系为 = ， 比例系数 k 已知。37 = 0.6，37 = 0.8，重力加速度为 g。(结果用 S、 0 、h、 0 、k、g 表示) (1)求活塞的质量 m 。 (2)当 = 37 时固定木板，环境温度缓慢降至0.8 0 ，求在此过程中气体向外界放出的热量Q 。 第 5 页，共 22
14、 页 16. 一物体做匀变速直线运动的位移时间图像如图所示，请根据图中所给信息求解以下问题： (1)求物体的加速度大小。 (2)若物体在 = 2.0 时加速度突然反向，大小变为9/ 2，继续做匀变速直线运动，则再经过多长时间物体刚好返回到 = 0时所处的位置？ 第 6 页，共 22 页 17. 如图所示， 质量 = 0.8 、长度 = 2.4 的沙车静止在光滑的水平地面上， 钢球发球机每隔 = 1 将一个质量为 = 0.2 的钢球水平射出，发球机的出球孔与沙车的左端在同一竖直线上，出球孔与沙 车上表面的高度差 = 0.8 ，第一个钢球恰好落在沙车的右端。不计钢球与沙车的作用时间，钢球落入沙车后
15、立即与沙车达到共速， 重力加速度 g 取10/ 2 ， 空气阻力可忽略不计， 钢球可看作质点。 求： (1)第一个钢球落到沙车上后沙车获得的速度。 (2)落到沙车上的钢球的个数以及这些钢球落入沙车的过程中，钢球与沙车组成的系统损失的机械能。 18. 如图所示，在平面直角坐标xOy 的第 1 象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，第象限存在平行于 x 轴的匀强电场，第象限存在垂直纸面向里的磁感应强度大小为 0 的匀强磁场。质量为m 、电荷量为 + 的粒子从(3, ) 点由静止释放，经(, ) 点进入第象限，此后经( 3, 0)点进入第 1 象 限。不计粒子的重力。 (1) 求第象限内匀强电场的电场强
16、度大小E (2) 若粒子未进入第象限，则第象限内匀强磁场的磁感应强度B 的大小应满足的条件。 (3)若第象限内匀强磁场的磁感应强度 = 4 0 ，在 x 轴上过 N 点有一垂直于 x 轴的挡板，粒子恰好能垂直打在挡板上，求N 点的横坐标 及粒子在第象限和第象限运动的总时间 t 。 第 7 页，共 22 页 第 8 页，共 22 页 答案和解析 1 . 【答案】A 【解析】解：A、交变电流的有效值是指电流的热效应等效，体现了等效替代思想，故A 正确； B、平均速度体现了等效替代的思想，故B 错误； C 、电阻的定义式为比值法，故C 错误； D 、重心的概念体现了等效替代思想，故D 错误。故选：A
17、。 理想化模型是抓主要因素，忽略次要因素得到的重心、合力以及交流电的有效值等均体现了等效替代的 思想，电阻的概念都采用比值法定义 在高中物理学习中，我们会遇到多种不同的物理分析方法，这些方法对我们理解物理有很大的帮助；故在 理解概念和规律的基础上，更要注意科学方法的积累与学习 2 . 【答案】C 【解析】解：A、单晶体在光学上具有各向异性，多晶体在光学上具有各向同性，故A 错误； B、液体表面张力是表面层分子间的作用力表现为吸引力，故B 错误； C 、若液体P 滴在固体Q 上很难擦去，根据浸润的定义，说明液体P 浸润固体Q ，故C 正确； D 、不论液体是否浸润细管壁都能产生毛细现象，毛细管插
18、入浸润液体中，管内液面上升，高于管外液面； 毛细管插入不浸润液体中，管内液面下降，低于管外液面；故D 错误。 故选：C 。 多晶体具有各向同性； 液体表面张力是表面层分子间的作用力表现为吸引力； 液体浸润固体，液体很难擦去； 不论液体是否浸润细管壁都能产生毛细现象。 本题考查晶体的光学性质、液体表面张力、浸润现象以及毛细现象，要求学生对相应物理概念正确理解。 3 . 【答案】B 第 9 页，共 22 页 【解析】解：设 AB 两点电荷量分别为 、 则试探电荷 C 受到 A、B 两点电荷的电场力分别为 = 、 = 2 2 如图假设C 带负电，则其受力如图合力为F，垂直于AB ，由 几何关系： =
19、 4 3 、 = 5 3 、 = 4 3 联立解得， ： = 4：3、 = 3 2 5 因为 + = = 5 4 所以，AD ： = 2：3 所以 = 1 2 、 = 3 4 = = = 12 3 = = = 4 则 AB 在 D 点产生的场强分别为 2 1 2 5 ， 4 4 2 9 2 5 16 所以 = = 8 5 故 B 正确，ACD 错误。故选：B。 根据试探电荷在C 点的受力特点，找到两个源电荷的等量关系。再根据点电荷场强公式及D 点到A 和 B 点的距离关系，从而求出D 点的电场强度。 本题考查点电荷的场强公式，库仑定律、电场的叠加原理等内容，要根据题设的已知条件，表示出AB 两
20、个源电荷和距离的关系，再由点电荷的场强公式及几何关系求电场的叠加即可。 4 . 【答案】C 【解析】解：A、从 A 运动到 D 点时对轨道的压力恰好为 0，则有 = 2 ，解得 = 从 A 到 D 由动能定理 = 1 2 1 2 2 2 0 解得 = 3 ，故 A 错误； 0 B、运动到 C 点时对轨道的压力为 5mg ，由向心力公式得5 = 2 由动能定理可得2 = 1 2 1 2 2 2 联立可得克服摩擦力做功为 = 1 2 由 B 到 C 压力增大，所以摩擦力是变力，无法求动摩擦因数，故B 错误； C 、若将物块从 A 点由静止释放，物块运动到 C 点的过程，克服摩擦力做功小于 B 选项
21、中克服摩擦力做功， 则有 = 1 2 0 1 2 1 第 10 页，共 22 页 即 1，故 A 正确，B 错误； CD 、光线在界面处发生全反射的临界角C 的正弦值为： = 1 光在光导纤维中的传播速度为： = v 在沿光导纤维方向的分量为： = = 2 光在光导纤维中传播的时间为： = = 1 2 ，故C 正确，D 错误。 故选：AC 。 光在芯层与包层的界面恰好发生全反射时入射角等于临界角C ，根据几何知识得到光在左端面的折射角 ， 即可由折射定律求得光在左端面的入射角 ；当光射到芯层与包层分界面的入射角等于临界角C 时，光传 第 13 页，共 22 页 输的时间最长，由 = 求解光在内
22、芯的传播速度，由几何关系求出光传播的路程，即可求得时间。 本题考查对“光纤通信”原理的理解，利用全反射的条件求出入射角和折射角正弦，由数学知识求出光在 光纤中通过的路程与L 的关系，再所用的时间。关键要掌握全反射的条件和临界角公式。 1 0 . 【答案】AC 【解析】解：A 、单色光 a、b 均能与光电管发生光电效应，而光速为3 10 8 / ，故单色光 a 和 b 照射光电管时，光电效应几乎是瞬时发生的，故A 正确； B、单刀双掷开关S 空置时，形成了闭合回路，光电管会产生电流，故B 错误； C 、单刀双掷开关S 置于 1 时，滑片P 向右移动过程中，光电管两端的正向电压增大，单位时间内从阴
23、极到达阳极的光电子数可能增大即光电流可能增大，故C 正确； D 、单刀双掷开关S 置于 2 时，由于 ，根据光电方程 = 0 、 = ，故单色光a 照射时 较大，故D 错误。故选：AC 。 根据光电效应的规律分析。 分析电路结构，光电管两端加正向电压时，考虑饱和光电流。光电管两端加反向电压时，考虑遏止电压。 根据光电效应方程分析。 该题考查了光电效应的相关问题，涉及到爱因斯坦光电效应方程的应用，考查知识点针对性强，重点突出， 考查了学生掌握知识与应用知识的能力。 1 1 . 【答案】AD 【解析】解：A、设三星系统I的边长为L，则三星系统的边长为qL，所以，系统中一个星球受到的 合力与系统I中
24、一个星球受到的合力的倍数关系为 = 2() 2 30 () 2 = 2 ，故A 正确； 2 2 2 30 BCD 、根据合力提供向心力可得： 对三星系统中一个星球有：3 2 = = 2 2 = 2 3 3 3 3 三星系统中一个星球有：3 2 2 2 2 = = 2 = 2 3 3 3 3 第 14 页，共 22 页 23 3 系统中一个星球的加速度与系统I中一个星球的加速度的倍数关系为 = 3 2 2 = 3 2 2 系统中一个星球的角速度与系统I中一个星球的角速度的倍数关系为 = 3 2 2 = 3 2 系统中一个星球的线速度与系统I中一个星球的线速度的倍数关系为 = D 正确。故选：AD
25、 。 2 2 3 2 3 3 3 = ， 故 BC 错误， 三星系统中一个星球受到的合力是另外两个星球对它的引力的合力，根据万有引力定律和平行四边形定则 求一个星球受到的合力，根据合力提供向心力求星球的加速度、角速度和线速度。 解决该题时，首先要理解模型所提供的情景，然后根据合力提供向心力列方程，才能正确解答题。 1 2 . 【答案】B 【解析】解：A、导体棒 P 由静止释放，做加速运动，向上的安培力越来越大，所以向下运动的加速度越来越小，即合力越来越小，根据动量定理 = 可得： = ，所以动量变化率越来越小，导体棒P 合 合 在到达虚线之前已达到最大速度，即最后做匀速运动，故合外力为零，则动
26、量变化率为零，故A 错误； B 、导体棒P 匀速运动时受力平衡，根据平衡条件可得： = ， 其中： = = ， = 1 + 2 ， 联立并代入数据解得： = 4.8/ ，故 B 正确； C 、导体棒运动过程中穿过导体棒P 的电荷量为： = = = ， 总 总 总 总 总 + 2 取向下为正方向，对金属棒根据动量定理可得： = 0 解得： = 10.56 105 8 = 13.125 ，故C 错误； D 、由能量守恒可知： = + 1总 2 2 ，导体棒 Q 上产生的焦耳热为： = 1 4 总 解得： = 1.296 ，所以最终有 2 个钢球落在沙车上， 钢球和沙车组成的系统损失的机械能为： =
27、 2 + 2 1 2 1 (2 + ) 2 2 0 2 2 代入数据解得： = 8 答：(1)第一个钢球落到沙车上后沙车获得的速度大小是1.2/ ，方向水平向右。 第 19 页，共 22 页 10(2)落到沙车上的钢球的个数以及这些钢球落入沙车的过程中，钢球与沙车组成的系统损失的机械能是8J。 【解析】(1)钢球做平抛运动，应用平抛运动规律求出钢球做平抛运动的初速度，钢球落入沙车上过程系统 在水平方向动量守恒，应用动量守恒定律可以求出第一个钢球落入沙车后沙车的获得的速度。 (2)应用动量守恒定律与运动学公式求出最多有多少个钢球落入沙车，然后应用能量守恒定律求出钢球与沙 车组成的系统损失的机械能
28、。 分析清楚钢球与沙车的运动过程是解题的前提，应用运动学公式与动量守恒定律可以解题。 1 8 . 【答案】解：(1)粒子在第象限做匀加速直线运动，由动能定理得 3 = 1 2 2 作出粒子在第象限的运动轨迹如图 1 所示 由几何关系得( 1 ) 2 + (3) 2 = 2 由洛伦兹力提供向心力得 0 = 1 解得 = 2 2 3 图 1 (2)设 = ，由几何关系得 = 1 1 1 ，所以 = 30 若粒子未进入第象限，则粒子的运动轨迹半径最大时，轨迹恰好与y 轴相切，作出粒子的运动轨迹如图 2 所示 由几何关系得 + 3 2 2 由洛伦兹力提供向心力得 = 2 2 解得 (1 + 23) 3
29、 0 第 20 页，共 22 页 20 图 2 (3)粒子在第象限的运动半径为 = 2 1 当 = 4 0 时，粒子在第象限的运动半径为 3 = 1 = 1 4 2 粒子只能在第象限垂直打在挡板上，粒子做周期性运动，作出粒子的运动轨迹如图3 所示由几何关系得 = (2 1 30 2 3 30)( = 1,2，3，) 解得 = 3 3 ( 2 = 1,2，3，) 粒子在第象限运动的周期为 1 = 粒子在第象限运动的周期为 2 = 2 1 = 2 0 2 3 = 2 0 粒子在第象限和第象限运动的总时间为 = ( 1 + 2 2 )( = 1,2，3，) 3 3 解 得 = ( = 1,2，3，)
30、 0 图 3 答：(1)第象限内匀强电场的电场强度大小为2 2 3 (2)若粒子未进入第象限，则第象限内匀强磁场的磁感应强度B 的大小应满足的条件 (1 + 2 3) 。 3 0 (3)若第象限内匀强磁场的磁感应强度 = 4 0 ，在 x 轴上过 N 点有一垂直于 x 轴的挡板，粒子恰好能垂 直打在挡板上， N 点的横坐标是3 3 ( = 1, 2， 3， )， 粒子在第象限和第象限运动的总时间为 ( = 2 0 1,2，3，) 第 21 页，共 22 页 【解析】(1)粒子在第象限做匀加速直线运动根据动能定理列式，进入第象限做圆周运动，根据洛伦兹 力提供向心力可求得电场。 (2) 粒子未进入第象限，则粒子的运动轨迹半径最大时，轨迹恰好与y 轴相切，同理求得磁场范围。 (3) 作出周期性运动图像，找出圆形角求得总时间。 本题要分析清楚小球的运动规律，然后分别对各个过程运用平抛运动的分位移和分速度公式、平衡条件、 牛顿第二定律等规律列式求解，关键要画出轨迹，把握圆周运动的临界条件。 第 22 页，共 22 页
