2021年江苏省泰州中学高考物理四模试卷

2021年江苏省泰州中学高考物理四模试卷

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．（4分）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．（4分）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．（4分）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1、吊床对该人的作用力为F2，则（ ）

A．坐着比躺着时F1大 C．坐着比躺着时F2大

B．躺着比坐着时F1大 D．躺着比坐着时F2大

4．（4分）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n+1次

第1页（共18页）

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．（4分）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，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．（4分）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，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，使环境温度升高至某温度，在这一过程中（ ）

A．向左移动

B．向右移动

C．位置不变

D．无法判断

7．（4分）“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（ ）

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．（4分）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ν的关系，描绘出图乙中的图象，由此算出普朗克常量h，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

第2页（共18页）

B．增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大 C．由Uc﹣ν图象可知，这种金属截止频率为ν1 D．由Uc﹣ν图象可得普朗克常量的表达式为

9．（4分）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，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．（4分）图（b）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（a），则（ ）

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．（4分）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，进入电场I和Ⅱ时的速度相等，空气阻力不计，则（ ）

第3页（共18页）

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1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，测出多组加速度与对应合外力F的数据，并作出a﹣F图像，图线的斜率为k，图线与横坐标的交点坐标为b（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2所示，相邻计数点A、B、C、D、E之间还有4个点未画出 m/s2（保留两位有效数字）；

第4页（共18页）

（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，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）x＝0的质点在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，两导轨间距为l，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，重力加速度为g，在时间t的运动过程中 （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°1、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

第5页（共18页）

动到顶端的时间为t，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，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，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，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y＝的粒子在磁场中运动的时间。

R，试求垂直于磁场上边界射出磁场

第6页（共18页）

2021年江苏省泰州中学高考物理四模试卷

参考答案与试题解析

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．（4分）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

【解答】解：光的偏振现象，证明光是横波，光电效应现象说明光具有粒子性，所以ACD正确。 故选：B。

2．（4分）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．

【解答】解：v﹣t图像反映物体的速度随时间的变化情况，一个时刻不可能出现两种运动，故ABD正确。 本题选不可能发生的， 故选：C。

3．（4分）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1、吊床对该人的作用力为F2，则（ ）

第7页（共18页）

A．坐着比躺着时F1大 C．坐着比躺着时F2大

B．躺着比坐着时F1大 D．躺着比坐着时F2大

【解答】解：A、B、对吊床和人整体受力分析，以及重力

设绳子与竖直方向夹角为θ，则F1＝T1＝T8＝变小，坐着比躺着时 F8 大，故A正确；

C、D、对人受力分析，根据平衡条件，即F2＝G，不变； 故选：A。

4．（4分）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n+1次

，由于人躺下后，故绳子拉力F1

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 【解答】解：A、根据单摆做简谐振动的周期公式

，

，可能是摆长

偏小或者是周期偏大的错误操作造成，没有注意到记录分钟的指针过了半格，这样会使周期变小，故A错误；

B、记录摆动次数n时，这样会使计算出的周期变大； C、忘记测量小球直径，计算出的重力加速度变小； D、测量了小球直径，计算出的重力加速度变大。 故选：C。

第8页（共18页）

5．（4分）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，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

【解答】解：A、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，处于非平衡状态；

B、由飞行速度v，可计算出“天问一号”做圆周运动的轨道半径故B正确； D、根据故选：B。

6．（4分）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，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，使环境温度升高至某温度，在这一过程中（ ）

A．向左移动

B．向右移动

C．位置不变

D．无法判断

，无法计算出火星表面重力加速度。

，根据

，

【解答】解：假设气体体积不变，均做等容变化。

对左边的气体进行分析，设初状态的压强为p0，温度为T0，末状态的压强为p、温度为T、压强变化量为△p。 根据理想气体状态方程可得：

＝＝

解得：△p＝

可以看出，两边气体初状态的压强和温度相同，则增加的压强相同，假设成立。 故C正确、ABD错误。 故选：C。

7．（4分）“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，

第9页（共18页）

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（ ）

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 【解答】解：A、减少升压变压器原线圈的匝数减小；

B、频率由发电机的决定，在远距离输电中，故B正确；

C、若增加用户用电负载的数量，电流增大2R知损失功率增大，故C正确； D、根据P＝IU可知，输电电流减小。 本题选不正确的， 故选：D。

8．（4分）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ν的关系，描绘出图乙中的图象，由此算出普朗克常量h，下列说法正确的是（ ）

＝

可知输电电压增加，损失功率

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﹣ν图象可知，这种金属截止频率为ν1 D．由Uc﹣ν图象可得普朗克常量的表达式为

【解答】解：A、入射光的频率增大，则遏止电压增大，应使滑动变阻器的滑片P向N端移动；

B、根据光电效应方程Ek＝hν﹣W0知，光电子的最大初动能由入射光频率决定，故B

第10页（共18页）

错误；

C、根据Ek＝hν﹣W0＝eUc，解得

，图线的斜率

，则

，入射光频率等于截止频率c，故D正确，C错误。

故选：D。

9．（4分）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，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

【解答】解：A、经过一个循环过程，△T＝0，故A正确；

BCD、图象与V轴围成的面积表示气体做功情况，ab过程对应的面积大于b到a过程对应的面积，气体对外界做功，外界对气体做功；整个循环过程W＜0，所以Q＞5，Q﹣Q放＞0，帮吸收的热量大于放出的热量。 故选：A。

10．（4分）图（b）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（a），则（ ）

吸

A．在t1到t2时间内A、B两线圈相斥

第11页（共18页）

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

【解答】解：A、在t1到t2时间内，若设逆时针（从左向右看）方向为正，所以根据右手螺旋定则可判定穿过线圈B方向向右的磁通量大小减小，线圈B的电流方向逆时针方向、B中电流方向相同，故A错误；

B、在t4到t3时间内，若设逆时针方向（从左向右看）为正，所以根据右手螺旋定则可判定穿过线圈B方向向左的磁通量大小增大，线圈B的电流方向逆时针方向、B中电流方向相反，A，故B正确；

C、由题意可知1时刻，线圈A中的电流最大，所以线圈B感应电流也是最小，故C错误；

D、在t8时刻，线圈A中的电流最小，所以线圈B感应电流也是最大、B间的相互作用力最小； 故选：B。

11．（4分）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，进入电场I和Ⅱ时的速度相等，空气阻力不计，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

【解答】解：AB、因为小球在匀强电场区I，其末速度与其进入匀强电场区I的初速度相等、Ⅱ之间的间距均为h，所以带电小球在匀强电场区I做匀减速运动，电场力为重力的2倍、Ⅱ之间的运动具有对称性，故A正确；

CD、由于电场力为重力的2倍，电势能增加8×2mgh＝4mgh。

第12页（共18页）

故选：A。

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1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，测出多组加速度与对应合外力F的数据，并作出a﹣F图像，图线的斜率为k，图线与横坐标的交点坐标为b（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2所示，相邻计数点A、B、C、D、E之间还有4个点未画出 0.60 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 车与木板间的动摩擦因数

；小车与木板间的摩擦力为 ；小

（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，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。

【解答】解：（1）相邻计数点A、B、C、D、E之间还有4个点未画出； 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

第13页（共18页）

：

（2）F合＝ma，a＝＝，在a﹣F图象中，由图象可知其斜率为k＝；横轴截距

大小为摩擦力f＝b，故μ＝

（3）实验过程没有平衡摩擦力，但摩擦力大小一定，得到的a﹣F图像，但F也不是小车受到的合外力，小车受到的合外力是F﹣f，如图所示，此时图线经过坐标原点。 故答案为：（1）0.60；（2）；b；，实验过程没有平衡摩擦力，用沙和沙桶的重代替小车的拉力，虽然图线未过坐标原点，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，因此将图像中纵坐标向右平移至图线与横坐标的交点，则横坐标F′是小车受到的合外力，说明加速度与合外力成正比。

13．（6分）x＝0的质点在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．

【解答】解：①由题知，振动在t＝0.14s时间内传播的距离为x＝7m v＝代入数据得：v＝50m/s

②在8.14s内，x＝4m的质点只振动了，该质点运动的过程：s＝3A＝15cm

第14页（共18页）

答：

①波在介质中的传播速度为50m/s；

②x＝4m的质点在3.14s内运动的路程为15cm．

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，两导轨间距为l，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，重力加速度为g，在时间t的运动过程中 （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。

【解答】解：（1）当金属棒和物体C匀速运动时有：mg＝FA 金属棒切割产生的感应电动势：E＝Blv 感应电流：

而安培力：FA＝BIl 联立解得：

（2）从开始到匀速的这段时间，平均感应电动势：平均感应电流：而电荷量：q＝联立解得：

（3）根据能量守恒定律得：EP＝Q+EK 即：mgx＝Q

代入数据解得：

答：（1）金属棒末速度的大小v为；

第15页（共18页）

（2）若这一过程中通过电阻R的电量为q，金属棒的位移为；

（3）这一过程中电阻R中产生的热量Q为。

15．（13分）如图所示，桌面上固定一光滑斜面，斜面倾角为30°1、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，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？

【解答】解：（1）由题意可知，m1沿斜面向上滑动，则有m2g＞m3gsinθ 则m1＜2m6，

将m1、m2互换位置后，m4也能沿斜面上滑，则m1g＞m2gsinθ，得

；

（2）由题意有

、

，所以

得4a3＝a2，由牛顿第二定律可得m2g﹣m3gsinθ＝（m1+m2）a2，m1g﹣m2gsinθ＝（m5+m2）a2，

（3）由题意，将m1置于斜面释放后，m1仍然能够沿斜面向上滑动，将m6、m2互换位置后，m2也能沿斜面上滑，则有m4g＞m1gsinθ+μm1gcosθ、m6g＞m2gsinθ+μm2gcosθ

第16页（共18页）

即

答：（1）m1、m8应满足的条件为（2）m1与m2的比值为7：2； （3）动摩擦因数μ应满足

，整理后可解得

；

16．（14分）如图所示，在竖直平面xOy内，x轴上方，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，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，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y＝的粒子在磁场中运动的时间。

R，试求垂直于磁场上边界射出磁场

【解答】解：（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：qvB＝m粒子在电场中加速，由动能定理得：qU＝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：[（

+1）R]2＝

，

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：x＝x1+x5＝（1+（3）带电粒子垂直磁场磁场上边界射出，如图丙所示，

）R；

第17页（共18页）

由于sin∠1＝＝，则∠7＝60°，

因∠2＝45°，故∠3＝75°， 粒子在磁场中做圆周运动的周期：T＝带电粒子在磁场中做圆周运动的时间：t1＝带电粒子在磁场中做圆周运动的时间：t2＝答：（1）带电粒子的比荷为

；

）R； 、或

。

＝

，

T＝

；

，

（2）上边界y＝2R上有带电粒子射出磁场部分的长度为（1+（3）垂直于磁场上边界射出磁场的粒子在磁场中运动的时间为

第18页（共18页）