宁夏六盘山高级中学2017届高三年级第四次模拟物理试卷（解析版）
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共16题，约7450字，有答案解析。
宁夏六盘山高级2017届高三年级第四次模拟物理试卷
1. 关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是
A. 牛顿指出力不是维持物体运动的原因
B. 20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体
C. 英国物理学家库仑利用扭秤实验准确的测得了万有引力常量
D. 英国物理学家密立根发现电子，并指出：阴极射线是高速运转的电子流
【答案】B
【解析】伽利略指出力不是维持物体运动的原因，选项A错误； 20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体，选项B正确；卡文迪许利用扭秤实验准确的测得了万有引力常量，选项C错误；汤姆逊发现电子，并指出阴极射线是高速运转的电子流，选项D错误；故选B.
2. 氢原子能级如图所示，一群原处于n＝4 能级的氢原子回到n ＝1的状态过程中
A. 放出3种频率不同的光子
B. 放出5种频率不同的光子
C. 放出的光子的最大能量为其12.75ev ，最小能量是0.66eV
D. 放出的光能够使逸出功为13.0eV的金属发生光电效应
【答案】C
【解析】一群原处于n＝4 能级的氢原子回到n ＝1的状态过程中放出 种频率不同的光子，选项AB错误；从能级4跃迁到能级1放出的光子能量最大，从能级4跃迁到能级3放出的光子能量最小．根据hγ=Em-En，最大能量为12.75eV，最小能量是0.66eV．故C正确．根据光电效应的条件，只有放出的光子能量大于13.0eV的光子，才能使该金属发生光电效应．故D错误．故选C.
3. 全国自由式滑雪冠军赛于2016年2月24至25日在沈阳白清寨滑雪场举行，如图所示，某一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到斜面雪坡上，若斜面雪坡的倾角为θ，飞出时的速度大小为v0，不计空气阻力，运动员飞出后在空中的姿势保持不变，重力加速度为g，则
A. 如果v0不同，则该运动员落到雪坡时的速度方向也就不同
B. 不论v0多大，该运动员落到雪坡时的速度方向都是相同的
C. 运动员落到雪坡时的速度大小是
D. 运动员在空中经历的时间是
【答案】B
【解析】设在空中飞行时间为t，运动员在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动；运动员竖直位移与水平位移之比： ，则有飞行的时间 ，故D错误；竖直方向的速度大小为：vy=gt=2v0tanθ，运动员落回雪坡时的速度大小： ，故C错误；设运动员落到雪坡时的速度方向与水平方向夹角为α，则 ，由此可知，运动员落到雪坡时的速度方向与初速度方向无关，初速度不同，运动员落到雪坡时的速度方向相同，故A错误，B正确；故选B．
点睛：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，并结合运动学规律来解题．注意不能将速度与水平面的夹角看成位移与水平面的夹角.
4. 太阳系中某行星A运行的轨道半径为R，周期为T，但科学家在观测中发现，其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离，且每隔时间t发生一次最大的偏离。天文学家认为形成这种现象的原因可能是A外侧还存在着一颗未知行星B，它对A的万有引力引起A行星轨道的偏离，假设其运动轨道与A在同一平面内，且与A的绕行方向相同，由此可推测未知行星B绕太阳运行的圆轨道半径为
A. B. C. D.
【答案】A...
【解析】试题分析：由于每隔时间t发生一次最大的偏离，则说明每隔时间t时A、B相遇一次，即ωAt－ωBt=2π，即 ，整理得：1－ =，由开普勒第三定律可知： = ，故联立以上两式，解之得RB= ，故A是正确的。
考点：开普勒第三定律，行星的相遇问题。
5. 如图所示的电路中，电源电动势为E，内电阻为r且小于灯泡L1 的冷态电阻（不发光时的电阻）。开关闭合后两灯泡均发光，现在将滑动变阻器的滑片P稍向下滑动，则
A. 电源的内电压增大
B. 电灯L1 变亮
C. 电流表读数变小
D. 电源的输出功率变小
【答案】CD
【解析】由图可知L2与滑动变阻器并联，再与L1串联．将滑动变阻器R的滑片P稍向下滑动时，接入电路的阻值变大，整个电路总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流I减少，电源的内电压减小，电灯L1变暗；干路电流I减小，L2与滑动变阻器并联电压增大，所以通过L2的电流增大，所以电流表的示数减少，故C正确，AB错误．由于内电阻为r小于灯泡L1的冷态电阻，外电阻变大时与内电阻差距增大，所以电源的输出功率减小，故D正确．故选CD.
6. 电荷量相等的两点电荷在空间形成的电场有对称美，如图所示，真空中固定两个等量异种点电荷A、B，AB连线中点为O．在A、B所形成的电场中，以O点为圆心半径为R的圆面垂直AB连线，以O为几何中心的边长为2R的正方形平面垂直圆面且与AB连线共面，两个平面边线交点分别为e、f，则下列说法正确的是
A. 在a、b、c、d、e、f六点中找不到任何两个场强和电势均相同的点
B. 将一电荷由e点沿圆弧egf移到f点电场力始终不做功
C. 将一电荷由a点移到圆面内任意一点时电势能的变化量相同
D. 沿线段eof移动的电荷，它所受的电场力是先减小后增大
【答案】BC
考点：电势及电势能；电场强度
【名师点睛】常见电场的电场线分布及等势面的分布要求我们能熟练掌握，并要注意沿电场线的方向电势是降低的，同时注意等量异号电荷形成电场的对称性．加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题。
7. 如图1所示，变化的磁场中放置一固定的导体圆形闭合线圈，图1中所示的磁感应强度和电流的方向为设定的正方向，已知线圈中感应电流i随时间t变化的图象如图2所示，则在下面可能是磁感应强度B随时间t变化的图象是
A. B.
C. D.
【答案】BD
【解析】A图中：0～0.5s内，磁场方向垂直纸面向外，大小均匀增大，由法拉第电磁感应定律，则磁通量变化率不变，则感应电流大小不变，由楞次定律可知，感应电流方向为正．故A错误．
B图中：0～0.5s内，磁场方向垂直纸面向里，且均匀增大，根据法拉第电磁感应定律，则产生的感应电动势为定值，电流为定值，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针方向，则电流为负值．0.5～1s内，磁场方向垂直纸面向里，且均匀减小，电流为定值，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向，则电流为正值．在1～1.5s内，磁场方向垂直纸面向外，且均匀增大，电流为定值，根据楞次定律，感应电流的方向为顺时针方向，则电流为正值．在1.5～2s内，磁场方向垂直纸面向外，且均匀减小，电流为定值，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针方向，则电流为负值，故B正确．C 图中：0～0.5s内，磁场方向垂直纸面向外，且均匀减小，电流为定值，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针方向，则电流为负值．在0.5～1s内，磁场方向垂直纸面向里，且均匀增大，电流为定值，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针方向，则电流为负值．故C错误．D 图中：在前0.5s内由乙图根据楞次定律可知，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场增强的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场减弱的．而在0.5s-1.5s，若磁场方向垂直向里（正方向）时，必须是磁场减弱的；若磁场方向垂直向外（负方向）时，必须是磁场增加的．故D正确．故选BD．
点睛：解决本题的关键会根据法拉第电磁感应定律判断感应电动势的大小，会根据楞次定律判断感应电流的方向．楞次定律可缩成：增反减同；也可以：来拒去留.
8. 一倾角为足够长的光滑斜面固定在水平面上，其顶端固定一劲度系数为k的轻质弹簧，弹簧的下端系一个质量为m的小球，用一垂直于斜面的挡板P挡住小球，此时弹簧没有发生形变，如图所示，若挡板P以加速度a沿斜面向下匀加速运动，且弹簧与斜面始终保持平行，经过一段时间后，当小球与挡板刚好分离时
A. 弹簧弹力大小 ...
B. 小球运动的速度达到最大
C. 小球获得的动能为
D. 小球运动的时间为
【答案】CD
【解析】试题分析：当m与挡板刚好分离时，由牛顿第二定律有 ，得弹簧的弹力大小为 ，故A错误；当小球的加速度为零时，速度最大，此时物体所受合力为零，即 ，则 ，可知，小球与挡板刚好分离时小球运动的速度不是最大，故B错误；由胡克定律有 ，得 ，由 ，解得 ，在分离之前，小球恒做加速度为a的匀加速直线运动，即小球受到的合力为 ，根据动能定理 ，解得 ，故D正确．
考点：考查了牛顿第二定律，功能关系，动能定理，
【名师点睛】解决本题的关键要明确小球与挡板刚分离时的条件：相互间作用力为零．知道小球的加速度为零时速度才最大．
9. 某同学利用如图（甲）所示的装置探究加速度与合外力的关系．小车质量为M，桶和砂子的总质量为m，通过改变m改变小车所受的合外力大小，小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出．现保持小车质量M不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量m进行多次实验，得到多组a、F值（F为弹簧秤的示数）．
（1）下图为上述实验中打下的一条纸带，A点为小车刚释放时打下的起始点，每两点间还有四个计时点未画出，打点计时器的频率为50Hz，则C点的速度为________m/s，小车的加速度_________m/s2．（保留两位有效数字）
（2）当砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，关于（乙）图的说法，正确的是_______．（选填字母代号）
A．图线逐渐偏向纵轴 B．图线逐渐偏向横轴 C．图线仍保持原方向不变
【答案】 (1). 0.80 (2). 4.0 (3). C
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可得：
（2）由于图象的斜率为 ，所以增大沙和沙桶质量，k不变，仍保持原方向不变，所以C正确．故选C.
点睛：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，能利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力。
10. 下列两只电压表中，有一只电压表的内阻能够较准确地测出。现在提供以下器材：
①电压表 （量程5V，内阻约为 ）
②电压表 （量程3V，内阻约为 ）
③电源E（电动势6V）
④定值电阻 （ ）
⑤滑动变阻器 （最大阻值为 ）
⑥开关一个，导线若干
（1）在所给的两只电压表中，能够较准确地测出内阻的是 ________（选填“V1”或“V2”）
（2）根据你的选择，请在方框内画出实验电路原理图（标注所用器材符号）
（3）实验中要读出的物理量有 __________（写出物理量名称并用相应字母表示）
（4）请用已知量和测量量的对应字母表示能较准确测量的电压表内阻的表达式RV=___________ 。
【答案】 (1). （1）“ ”
（2）如图所示：
(2). 电压 和电压 (3).
【解析】根据提供的器材，滑动变阻器的阻值太小，故应用分压式接法，设计测量电压表的内阻的电路图，如图所示；所以只能准确测量电压表V2的内阻为： ，所以需要测量的物理量为两电压表的示数U1和U2。
11. 俯式冰橇(Skeleton)又叫钢架雪车，是2014年索契冬奥会的比赛项目之一。俯式冰橇的赛道可简化为长度为1200m、起点和终点高度差为120m的斜坡。比赛时，出发信号灯亮起后，质量为M＝70kg的运动员从起点开始，以F＝40N、平行赛道的恒力推动质量m＝40kg的冰橇开始运动，8s末迅速登上冰橇与冰橇一起沿直线运动直到终点。已知冰橇与赛道间的动摩擦因数μ＝0.05，设运动员登上冰橇前后冰橇速度不变，不计空气阻力，求：(g＝10m/s2，取赛道倾角的余弦值为1)
(1)出发8s内冰橇发生的位移；
(2)比赛中运动员的最大速度。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）设出发8s内冰撬的加速度为a1，由牛顿运动定律有
F+mgsinθ-μmgcosθ=ma1；
出发8s内冰撬发生的位移为x1=a1t12；
解得x1=48m
（2）8s末冰撬的速度为 v1=a1t1
8s后冰撬的加速度为a2，由牛顿运动定律有
（m+M）gsinθ-μ（m+M）gcosθ=（m+M）a2；
到达终点时速度最大，设最大速度为v2；v22-v12=2a2（x-x1）
解得v2=36m/s
12. 如图所示，在第一、二象限存在场强均为E的匀强电场，其中第一象限的匀强电场的方向沿x轴正方向，第二象限的电场方向沿x轴负方向，在第三、四象限矩形区域ABCD内存在垂直于纸面向外的匀强磁场，矩形区域的AB边与x轴重合，M点是第一象限中无限靠近y轴的一点，在M点有一质量为m、电荷量为e的质子，以初速度v0沿y轴负方向开始运动，恰好从N点进入磁场，若OM=2ON，不计质子的重力，试求：
（1）N点横坐标d；
（2）若质子经过磁场最后能无限靠近M点，则矩形区域的最小面积是多少；
（3）在（2）的前提下，该质子由M点出发返回到无限靠近M点所需的时间．
【答案】（1） （2） （3）
【解析】试题分析：（1）粒子先做平抛运动，由平抛运动规律可求得N点坐标；
（2）由题意作出粒子可能的运动图象，由几何关系可确定出粒子圆的圆心和半径，则可确一矩形区域的最小面各积；
（3）确定粒子在电场中和磁场中运动的时间，则可求出总时间，注意对称性的应用．
解：（1）粒子从M点到N点做类平抛运动，设运动时间为t1，则有：
d=at12；
2d=v0t1
a=
解得：d= ；
（2）根据运动的对称性作出运动轨迹如图所示
设粒子到达N点时沿x轴正方向分速度为vx，则有vx= =v0；
质子进入磁场时的速度大小v= = ；
质子进入磁场时速度方向与x轴正方向夹角为45°；...
根据几何关系，质子在磁场中做圆周运动的半径为R= d，AB边的最小长度2R=2 d；BC边的最小长度为R+d= +d；
矩形区域的最小面积为S= ；
（3）质子在磁场中运动的圆心角为 ，运动时间t2=
T= =
根据对称性，质子在第二象限运动时间与在第一象限运动时间相等，质子在第一象限运动时间t1= =
质子由M点出发返回M点所需的时间为：T=2t1+t2=
答：（1）N点横坐标d= ；（2）矩形区域的最小面积为S= ；（3）质子由M点出发返回M点所需的时间为：T=2t1+t2=
【点评】本题考查带电粒子在电场和磁场中的运动，在磁场中运动时关键在于“找圆心，求半径”，并能准确利用几何关系；而在电场中要注意平抛运动知识的迁移应用．
（二）选考题:
13. 下列说法中不正确的是
A. 当两分子间的距离为“r0”时，分子间就没有相互作用
B. 布朗运动反映了液体分子的无规则热运动
C. 物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例随温度升高而减小
D. 由于液体表面分子间距离小于液体内部分子间的距离故液体表面存在表面张力
E. 晶体的物理性质不都是各向异性的
【答案】ACD
【解析】当两分子间的距离为“r0”时，引力等于斥力，分子间总的作用力为零，但有相互作用，所以A错误；布朗运动反映了液体分子在不停地做无规则的热运动，B正确；物体内热运动速率大的分子数占总分子数比例随温度升高而增多，所以C错误；由于液体表面分子间距离大于液体内部分子间的距离，故液体表面存在表面张力，故D错误；晶体的物理性质不都是各向异性的，E正确。不正确的选择ACD。
14. 如图，有一个在水平面上固定放置的气缸，由a、b、c三个粗细不同的同轴绝热圆筒组成，a、b、c的横截面积分别为2S、S和3S。已知大气压强为p0。两绝热活塞A和B用一根长为4l的不可伸长的细线相连，两活塞之间密封有温度为T0的空气，开始时，两活塞静止在图示位置。现对气体加热，使其温度缓慢上升，两活塞缓慢移动，忽略两活塞与圆筒之间的摩擦。求：
（Ⅰ）加热前被封闭气体的压强和细线中的拉力；
（Ⅱ）气体温度上升到多少时，其中一活塞恰好移至其所在圆筒与b圆筒连接处；
（Ⅲ）气体温度上到4T0/3时，封闭气体的压强。
【答案】（Ⅰ） （Ⅱ） （Ⅲ）
【解析】试题分析：（1）设加热前被封闭气体的压强为p1，细线的拉力为FT，则由力平衡条件可得，
对活塞A：
对活塞B：
解得，
（2）此时气体的体积为 ...
对气体加热后，两活塞将向右缓慢移动，活塞A恰好移至其所在圆筒与b圆筒连接处的过程中气体的压强p1保持不变，提提增大，直至活塞A移动l为止。
此时气体的体积为 ，设此时温度为T2，由盖•吕萨克定律可得
解得：
（3）活塞A被挡住后，继续对气体加热，气体做等容变化，由查理定律得，
由题意得，
代入数据得，
考点：盖•吕萨克定律；查理定律
【名师点睛】本题重点在于对被封闭气体状态变化的讨论，依据给定的情形，气体会做两种变化：1、等压变化．2、等容变化．能讨论出来这两点是本题的关键。
15. 以下关于物理学知识的相关叙述，其中正确的是
A. 交警通过发射超声波测量车速是利用了波的干涉原理
B. 发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性LC电路
C. 狭义相对论认为，在惯性参照系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关
D. 用标准平面检查光学平面的平整程度是利用光的偏振现象
E. 在“用单摆测重力加速度”的实验中，测量n次全振动的总时间时，计时的起始位置应选在小球运动到最低点时为宜。
【答案】BCE
【解析】交警通过发射超声波测量车速是利用了波的多普勒效应原理，选项A错误； 发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性LC电路，选项B正确； 狭义相对论认为，在惯性参照系中，光速与光源、观察者间的相对运动无关，选项C正确；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，选项D错误；在“用单摆测重力加速度”的实验中，测量n次全振动的总时间时，计时的起始位置应选在小球运动到最低点时为宜，选项E正确；故选BCE.
16. 在O点有一机械振动振源从t=0开始振动，沿+x方向传播形成机械波。己知在t1=0.5s传到图中的M点，则：
（i）此波的周期T是多少?
（ii）从t=0开始计时，再经过多长时间后N点将第一次过平衡位置且向-y方向运动？
【答案】（i） （ii）3.0s
【解析】（i）波速为
由图可知，此机械波的波长为λ=2m
（ii）波从O点传到N点所用时间为：
由图可知，t2=0.5s时N点处于平衡位置且向+y方向运动，再经过 ，N点将第一次过平衡位置且向-y方向运动；
所以从t=0开始计时，再经过3.0s后N点将第一次过平衡位置且向-y方向运动。
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