1、甘肃省白银市会宁县第四中学2021届高三物理上学期第四次月考试题（含解析）一、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14题只有一项符合题目要求，第58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. 伽利略设计了著名的理想斜面实验。伽利略开创研究方法，是进行科学探究的基本方法，也是认识自然规律的重要途经，该研究方法是（）A. 实验和逻辑推理B. 分析和论证C. 学习和研究D. 观察和实验【答案】A【解析】【分析】【详解】伽利略在进行斜面实验时，通过实验现象结合科学推论来得出结论，故采用的是实验和逻辑推理的方法。故选A。2. 两物
2、体甲和乙在同一直线上运动，它们在00.4s时间内的v-t图像如图所示。若仅在两物体之间存在相互作用，则物体甲与乙的质量之比和图中时间t1分别为（）A. 和0.30sB. 3和0.30sC. 和0.28sD. 3和0.28s【答案】A【解析】【分析】【详解】由图，根据数学三角形相似法得得到t1=0.3s甲的加速度为乙的加速度为其大小为10m/s2，则甲与乙的加速度大小之比为。故选A。【点睛】本题关键根据数学知识求解时间。对于物理图像常常运用数学工具去理解、研究图像的物理意义。3. 如图所示是两个等量异种点电荷，周围有1、2、3、4、5、6各点，其中1、2之间距离与2、3之间距离相等，2、5之间距
3、离与2、6之间距离相等两条虚线互相垂直且平分，那么关于各点电场强度和电势的叙述正确的是（）A. 2点电场强度为零B. 5、6两点电场强度相同C. 4、5两点电势不相同D. 1、3两点电势相同【答案】B【解析】【分析】【详解】A2点的电场强度是中轴线上的最小值，但不为零，A错误；B2、5之间距离与2、6之间距离相等，由场强的矢量合成得5、6两点电场强度相同，故B正确；C两个等量异种点电荷的中垂线是一条等势线，所以2、4、5、6的电势相等，故C错误；D顺着电场线方向电势降低，则知1点的电势低于3点的电势，故D错误；故选B。4. 在图示的宽度范围内，用匀强电场可使以初速度vo垂直射入电场的某种正离子
4、偏转角，若改用垂直纸面向外的匀强磁场，使该离子穿过磁场时偏转角度也为，则电场强度E和磁感应强度B的比值为 A. 1cosB. vocosC. tan1D. vosin【答案】B【解析】设粒子的质量为m，电荷量为q，场区宽度为L，粒子在电场中做类平抛运动，则有： 则： 由得： 粒子在磁场中做匀速圆周运动，轨迹如图所示 由几何知识得： 由解得： 由式解得：，B正确；ACD错误；故选B5. 质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力作用，下落的加速度为，在物体下落h的过程中，下列说法中错误的是（ ）A. 物体的动能增加了B. 物体的机械能减少了C. 物体克服阻力所做的功为D. 物体的重力势能减少了【答
5、案】B【解析】【分析】【详解】A物体的合力做正功为，则物体的动能增量为，所以选项A正确；B物体下落过程中，受到阻力为，物体克服阻力所做的功，机械能减小量等于阻力所做的功，故机械能减少，故BC错误；D物体下落高度，重力做功为，则重力势能减小为，故D错误【点睛】本题应明确重力势能变化是由重力做功引起，而动能变化是由合力做功导致，除重力以外的力做功等于机械能的变化6. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示。则卫星在各轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）A. 卫星在
6、轨道3上的速度大于第一宇宙速度B. 卫星在轨道3上的P点的速度大于在轨道2上经过P点时的速度C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度D. 卫星在轨道2上运动的周期大于在轨道3上运动的周期【答案】BC【解析】【分析】【详解】A近地圆轨道1上做匀速圆周运动的卫星的速度为第一宇宙速度，由万有引力提供向心力可得卫星的线速度大小为由表达式可知卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上速率，即小于第一宇宙速度，故A错误；B从轨道2到轨道3，卫星在P点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力，所以在轨道2上P点的速度小
7、于轨道3上P点的速度，故B正确；C根据万有引力提供向心力则有可得所以卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点的时的加速度，C正确；D卫星在轨道2上运动的半长轴小于在轨道3上运动的半径，根据开普勒第三定律可得卫星在轨道2上运动的周期小于它在轨道3上运动的周期，故D错误；故选BC。7. 如图所示，平行板电容器与电动势为E的电源连接，上极板A接地，一带负电油滴固定于电容器中的P点，现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离，则（）A. 带电油滴所受电场力变小B. P点的电势将升高C. 带电油滴的电势能增大D. 电容器的电容减小，极板带电量增大【答案】AB【解析】【分析】【详解】
8、A下极板竖直向下移动，d增大，由于电容器两板间电压不变，根据可得，金属板间场强减小，则油滴所受的电场力减小，故A正确；B板间场强E减小，而P点与上极板间的距离不变，则由公式可知，P点与上级板间电势差将减小，而P点的电势低于上级板的电势，则知P点的电势将升高，故B正确；C由于油滴带负电，P点的电势升高，则油滴的电势能将减小，故C错误；D根据电容的定义式可知，由于d增大，则电容C减小，电容器与电源保持相连U不变，根据可知，Q减小，故D错误。故选AB。8. 如图甲所示，在竖直方向的磁场中，水平放置一个单匝金属环形线圈，线圈所围面积为0.1m2，线圈电阻为1，磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙
9、所示，规定竖直向上为磁场的正方形，从上往下看顺时针方向为线圈中感应电流i的正方向，则A. 2.5s时i改变方向B. 0.5si的方向为正方向C. 第3s内i的大小为0.04AD. 第1s内线圈的发热功率最大【答案】BC【解析】2.5s时，B-t线的斜率没变，则感应电流的方向不变，选项A错误；0.5s时，磁通量向上增加，根据楞次定律可知，感应电流方向从上往下看为顺时针方向，即方向为正方向，选项B正确；第3s内：，则i的大小为，选项C正确；第1s内B-t线的斜率小于从2-3s内的斜率，可知第1s内的磁通量变化率小于从2-3s内的磁通量变化率，则第1s内的感应电动势小于从2-3s内的感应电动势，则线
10、圈在2-3s内的发热功率最大，选项D错误；故选BC.点睛：解决本题的关键是掌握法拉第电磁感应定律，会根据楞次定律判断感应电动势的方向；知道B-t线的斜率大小等于磁感应强度的变化率，符号反映感应电流的方向二、非选择题：共62分。第912题为必考题，每个试题考生都必须作答。第1316题为选考题，考生根据要求作答。（一）必考题9. 某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如图的实验装置（1）实验时首先要做的步骤是_，为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶总的重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是_（2）在（1）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量往沙桶中装入适量的细砂，用天平称出
11、此时沙和沙桶的总质量让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小分别为，则本实验最终要验证的数学表达式为_（用表示）【答案】 (1). 平衡摩擦力 (2). 沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量 (3). 【解析】试题分析：实验要测量滑块动能的增加量和合力做的功，用沙和沙桶的总质量表示滑块受到的拉力，对滑块受力分析，受到重力、拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，必须使重力的下滑分量等于摩擦力；同时重物加速下降，处于失重状态，故拉力小于重力，可以根据牛顿第二定律列式求出拉力表达式分析讨论；实验要测量滑块动能的增加量和合力
12、做的功，求出合力的功和动能的增加量即可（1）本实验中需要使得小车受到的拉力近似等于沙桶和沙的重力，所以首先做的是要平衡摩擦力；对整体分析可知，对小车受力分析可知，联立解得，只有当时，即沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量；（2）重力做功，小车增加的动能为，需要验证10. 某实验小组的同学想通过实验测定一根合金棒的电阻率，他们用螺旋测微器测量这根合金棒直径时的刻度位置如图甲所示，用米尺测出其长度l=120.00cm，合金棒的电阻大约20，他们用伏安法测出合金棒的电阻R，然后根据电阻定律计算出该材料的电阻率，为此取来两节新的干电池（内阻可忽略）、电键、若干导线及下列器材：A电压表（量程3V，内阻约为1
13、k）B电流表（量程150mA，内阻约为4）C电流表（量程0.6A，内阻0.05）D滑动变阻器（阻值030）F滑动变阻器（阻值010k）（1）从图甲中读出这根合金棒的直径d=_mm；（2）要求较为准确地测出其阻值，电流表应选_，滑动变阻器应选_（填序号）；（3）某同学从节能考虑设计电路，将图乙中实物图连接好一部分，请你将剩余部分连接起来；（4）正确实验并求得电阻R=24，由以上数据确定该合金的电阻率=_（保留两位有效数字）【答案】 (1). 0.6980.700 (2). B (3). D 限流外接 (4). 【解析】（1）从图甲中读出这根合金棒的直径d=0.5mm+0.01mm20.0=0.7
14、00mm；（2）两节干电池电动势为3V，则电路中可能出现的最大电流为，可知要较为准确地测出其阻值，电流表应选B，滑动变阻器应接成限流电路，则应选阻值相当的D；（3）因电压表的内阻远大于待测电阻阻值，故要用电流表外接电路，电路连线如图；（4）正确实验并求得电阻R=24，根据，且解得，带入数据解得该合金的电阻率=7.710-6m点睛：本题考查了螺旋测微器读数、实验器材选择、连接实物电路图、求电阻率；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数，螺旋测微器需要估读；确定滑动变阻器与电流表的接法是正确连接实物电路图的前提与关键11. 如图所示为一滑梯的实物图，滑梯的斜面段长度L = 5.0
15、m，高度h = 3.0 m，为保证小朋友的安全，在水平面铺设安全地垫。水平段与斜面段平滑连接，小朋友在连接处速度大小不变。某小朋友从滑梯顶端由静止开始滑下，经斜面底端后水平滑行一段距离，停在水平地垫上。已知小朋友质量为m = 20 kg，小朋友在斜面上受到的平均阻力f1 = 88 N，在水平段受到的平均阻力f2 = 100 N。不计空气阻力，取重力加速度g = 10m/s2。求：（1）小朋友在斜面滑下的过程中克服摩擦力做的功；（2）小朋友滑到斜面底端时的速度v的大小；（3）为使小朋友不滑出水平地垫，地垫的长度x至少多长。【答案】（1）440 J；（2）4 m/s；（3）1.6 m【解析】【分析
16、】【详解】（1）小朋友在斜面滑下的过程中克服摩擦力做的功为（2）小朋友在斜面上运动的过程，由动能定理得代入数据解得（3）小朋友在水平地垫上运动的过程，由动能定理得代入数据解得12. 如图所示，一个质量为m，电荷量+q的带电微粒（重力忽略不计），从静止开始经U1电压加速后，水平进入两平行金属板间的偏转电场中，金属板长L，两板间距d，微粒射出偏转电场时的偏转角=30，并接着进入一个方向垂直纸面向里的匀强磁场区域。求：(1)两金属板间的电压U2的大小；(2)若该匀强磁场的宽度为D，为使带电微粒不会由磁场右边射出，该匀强磁场的磁感应强度B至少多大。【答案】(1)；(2)【解析】【分析】【详解】(1)带
17、电微粒经加速电场加速后速率为v1，根据动能定理有U1q=mv12粒子经U2电压偏转，有解得(2)带电微粒进入磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，微粒恰好不从磁场右边射出时运动轨迹与右边边界相切，设做匀速圆周运动的轨道半径为R，由几何关系知R+Rsin30=D由牛顿运动定律及运动学规律又解得【名师点睛】本题属于带电粒子在组合场中的运动，在电场中做类平抛运动时通常将运动分解为平行于电场方向与垂直于电场两个方向或借助于动能定理解决问题。（二）选考题：共45分。请考生从2道物理题任选一题作答。【物理选修3-3】13. 以下说法中错误的是（ ）A. 系统在吸收热量时内能一定增加B. 悬浮在空气中做布
18、朗运动的PM2.5微粒，气温越高，运动越剧烈C. 封闭容器中的理想气体，若温度不变，体积减半，则单位时间内气体分子在容器壁单位面积上碰撞的次数加倍，气体的压强加倍D. 用力拉铁棒两端，铁棒没有断，说明此时分子间只存在引力而不存在斥力【答案】AD【解析】【分析】【详解】A根据热力学第一定律系统在吸收热量时，同时对外做功，则内能不一定增加，故A错误；B当温度越高时，分子运动越激烈，导致布朗运动的颗粒也激烈，故B正确；C由当温度不变，体积减半，则气体压强p加倍，即单位时间内气体分子在容器壁单位面积上碰撞的次数加倍，故C正确；D铁棒没有断，此时分子间同时存在引力与斥力，说明分子力体现为引力，故D错误；
19、故选AD。14. 一定质量理想气体经历如图所示AB、BC、CA三个变化过程，TA=300K，气体从CA的过程中做功为100J，同时吸热250J，已知气体的内能与温度成正比求：（1）气体处于C状态时温度TC；（2）气体处于C状态时内能EC【答案】（1）TC=150K；（2）EC=150J【解析】【分析】【详解】(1)对AC的过程是等压过程，对气体的状态参量进行分析有状态A:PA=P，VA=2V，TA=300K状态C:PC=P，VC=V，TC=?根据盖吕萨克定律得：VA/TA=VC/TC解得：TC=TAVC/VA=150K(2)由气体的内能与温度成正比tA=300K，tC=150K可知EA=2EC
20、又C到A过程，气体的体积增大，气体对外界做功，即有W=100J吸热250J，则有Q=250J满足EC100J+250J=EA联立求得EC=150J，EA=300J【物理选修3-4】15. 一个透明均匀玻璃圆柱的横截面如图所示，一束由a、b两种单色光组成的复色光从A点射入，分成两束分别从B、C射出，则下列说法正确的是( )A. a光的折射率小于b光的折射率B. 在玻璃中，a光的传播速度小于b光的传播速度C. a、b两种单色光分别从B、C射出时折射角相等D. a、b两种单色光分别通过同一个双缝干涉装置，b光的干涉条纹间距较大【答案】AC【解析】【分析】根据光线在A点的入射角和折射角的关系，即可分析
21、折射率的大小关系；由分析光在玻璃中传播速度的大小；根据光路的可逆性分析折射角的关系；根据折射率的大小，分析波长的大小，根据双缝干涉条纹的间距与波长成正比，分析干涉条纹间距的关系【详解】由图知：在A点两光的入射角相等，a光的折射角大于b光的折射角，由折射率公式可知a光的折射率小于b光的折射率，由分析可知在玻璃中，a光的传播速度大于b光的传播速度，故A正确，B错误由几何知识知两光束在B、C两点的入射角分别等于在A点的折射角，根据光路可逆性原理可知在B、C的折射角等于在A点的入射角，所以从B、C射出时折射角相等，故C正确a光的折射率小于b光的折射率，则a光的波长大于b光的波长，因为双缝干涉条纹的间距
22、与波长成正比，所以a、b两种单色光分别通过同一个双缝干涉装置获得的干涉条纹间距a的较大，故D错误故选AC【点睛】本题也可用假设法，由折射率不同，从而假设a是紫光，b是红光，则可根据红光与紫光的特性来确定出正确答案关键要掌握折射率公式、知道波长、频率、光速等等物理量与折射率的关系16. 在某介质中波源A、B处在同一水平线上，它们相距，时二者开始上下振动，A只振动了半个周期，B连续振动，所形成的波的传播速度都为，它们的振动图象分别如图甲、乙所示，求：两波源之间连线上距A点1m处的质点在到内所经过的路程；在到时间内从A发出的半个波在前进的过程中所遇到的波峰的个数【答案】（1）（2）6个波峰【解析】试
23、题分析：（1）距A点1米处的质点在先经过左边的A波路程为：B波22秒传播的距离为：，B波的波长为：B波已经传播过距A点1米处的质点，经过此点1.5个波长，故此点又振动的路程为：；距A点1米处的质点，在t=0到t=22s内所经过的路程：（2）16s内两列波相对运动的长度为：，A波宽度为：，B波波长为：，则，可知A波经过了6个波峰考点：横波的图象；波长频率和波速的关系【名师点睛】先求出距A点1米处的质点在先经过左边的A波路程，再求出B波22秒传播的距离，从而求出B波在距A点1米处的质点振动路程，两者之和即为总路程波在t时间内传播的距离为，根据几何关系求得16 s内两列波相对运动的长度，结合两波的长度，求解