2024届湖北省荆州市沙市中学高三下学期第四次模拟考试物理试卷

2023-2024湖北省荆州市沙市中学高考物理第四次模拟考试试卷 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1、如图所示，左侧是半径为 R的四分之一圆弧，右侧是半径为 2R的一段圆弧.二者圆心在一条竖直线上，小球 a、b 通过一轻绳相连，二者恰好等于等高处平衡.已知 不计所有摩擦，则小球 a、b的质量之比为 A. 3:4 B. 3:5 C. 4:5 D. 1:2 2、如图，一演员表演飞刀绝技，由O 点先后抛出完全相同的三把飞刀，分别垂直打在竖直木板上 M、N、P三点.假设不考虑飞刀的转动，并可将其看做质点，已知 O、M、N、P四点距离水平地面高度分别为 h、4h、3h、2h，以下说法正确的是( ) A.三把刀在击中板时动能相同 B.三次飞行时间之比为1： C.三次初速度的竖直分量之比为 3：2：1 D.设三次抛出飞刀的初速度与水平方向夹角分别为 则有 3、如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，受到激发后的氢原子只辐射出三种不同频率的光a、b、c，频率 下列说法正确的是 A.照射氢原子的光子能量为 12.75eV B. 从. 能级跃迁到 能级辐射出的光频率为 va C. 从 能级跃迁到 能级辐射出的光频率为 vc D.光a能使逸出功为10.2eV的某金属发生光电效应 4、如图所示，三根完全相同的通电直导线 a、b、c平行固定，三根导线截面的连线构成一等边三角形，O点为三角形的中心，整个空间有磁感应强度大小为 B、方向平行于等边三角形所在平面且垂直 bc边指向a 的匀强磁场。现在三根导线中通以方向均向里的电流，其中. 已知通电长直导线在某点产生的磁感应强度的大小跟电流成正比，导线b 在O 点产生的磁感应强度大小为 B。则下列说法正确的是( ) A.若O 点的磁感应强度平行 ac边，则 B.若O 点的磁感应强度平行 ab边，则 C.若O 点的磁感应强度垂直 ac边，则 D.若O 点的磁感应强度垂直 ab边，则 5、如图所示，电源 E，导线，导电细软绳 ab、cd，以及导体棒 bc构成闭合回路，导电细软绳 ab、cd的a端和d端固定不动，加上恰当的磁场后，当导体棒保持静止时，闭合回路中 abcd所在平面与过 ad的竖直平面成 已知 ad和bc等长且都在水平面内，导体棒 bc中的电流I=2A，导体棒的长度 导体棒的质量 g取 关于磁场的最小值和方向，说法正确的是( ) 竖直向上 竖直向下 C. 2.5T, 由b指向a D. 2.5T, 由a指向 b 6、如图所示，一光滑半圆形轨道固定在水平地面上，圆心为 O、半径为R，一根轻橡皮筋一端连在可视为质点的小球上。另一端连在距离O点正上方R处的P 点。小球放在与O 点等高的轨道上A点时，轻橡皮筋处于原长。现将小球从A 点由静止释放，小球沿圆轨道向下运动，通过最低点 B 时对圆轨道的压力恰好为零。已知小球的质量为 m，重力加速度为g，则小球从A 点运动到 B 点的过程中下列说法正确的是( ) A.小球通过最低点时，橡皮筋的弹力等于 mg B.橡皮筋弹力做功的功率逐渐变大 C.小球运动过程中，橡皮筋弹力所做的功等于小球动能增加量 D.小球运动过程中，机械能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量 二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7、下列说法正确的是 A.做简谐振动的物体，速度和位移都相同的相邻时间间隔为一个周期 B.当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时才能发生衍射 C.波的周期与波源的振动周期相同，波速与波源的振动速度相同 D.电磁波在与电场和磁场均垂直的方向上传播 E.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关 8、如图所示，两根相互平行，间距为 足够长的金属导轨固定在水平面上，导轨间存在 的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里，导轨上的金属杆 ab、cd 所受滑动摩擦力均为 0.2N，两杆电阻均为 0.1Ω，导轨电阻不计，已知 ab受恒力F的作用，ab和cd 均向右做匀速直线运动，下列说法正确的是 ( ) A.恒力 B.两杆的速度差大小为6.25m/s C.此时回路中电流大小为 2A D. ab杆克服安培力做功功率等于回路中产生焦耳热的功率 9、下列说法正确的是 ( ) A.液体中的扩散现象是由分子间作用力造成的 B.理想气体吸收热量时，温度和内能都可能保持不变 C.当两分子间距从分子力为0(分子间引力与斥力大小相等，且均不为 0)处减小时，其分子间的作用力表现为斥力 D.液体的饱和汽压不仅与液体的温度有关而且还与液体的表面积有关 E.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行的 10、如图所示，正方形 ABCD 位于竖直平面内，E、F、G、H分别为四条边的中点，且GH连线水平，O为正方形的中心。竖直平面内分布有一匀强电场、电场方向与水平面成 角。现自O点以初速度 水平向左射出一带正电粒子，粒子恰能到达 G 点。若不计空气阻力，下列说法正确的是 ( ) A.电场方向一定由 O 指向 D B.粒子从O到G，电势能逐渐减小 C.粒子返回至 H点时速率也为 D.若仅将初速度方向改为竖直向上，粒子一定经过 DE间某点 三、实验题：本题共 2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。 11.(6分)某实验小组用DIS来研究物体加速度与质量的关系，实验装置如图甲所示。其中小车和位移传感器的总质量为M，所挂钩码总质量为m，小车和定滑轮之间的绳子与轨道平面平行，不计轻绳与滑轮之间的摩擦及空气阻力，重力加速度为g。 (1)若已平衡摩擦力，在小车做匀加速直线运动过程中，绳子中的拉力大小 (用题中所给已知物理量符号来表示)；当小车的总质量 M 和所挂钩码的质量m 之间满足 时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于所挂钩码的重力； (2)保持钩码的质量不变，改变小车的质量，某同学根据实验数据画出 图线，如图乙所示，可知细线的拉力为 N(保留两位有效数字)。 12.(12分)如图甲为某同学测量某一电源的电动势和内电阻的电路图，其中虚线框内为用毫安表改装成双量程电流表的电路。已知毫安表的内阻为10Ω，满偏电流为100mA。电压表量程为3V，R₀、R₁、R₂为定值电阻，其中的 (1)已知 。若使用a和b两个接线柱，电流表量程为 A；若使用a和c两个接线柱，电流表量程为 A。 (2)实验步骤： ①按照原理图连接电路； ②开关S拨向b，将滑动变阻器 R的滑片移动到 端(填“左”或“右”)。闭合开关S₁； ③多次调节滑动变阻器的滑片，记下相应的毫安表的示数Ⅰ和电压表的示数 U。 (3)数据处理： ①利用实验测得的数据画成了如图乙所示的 U-I图像； ②由图像的电源的电动势. 内阻 (E和r的结果均保留2位有效数字)。 四、计算题：本题共 2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 13.(10分)某汽车轮胎能在 的范围内正常工作，正常工作时胎内气体的压强最高不能超过 3.5atm，最低不能低于1.6atm 。在 的室温环境下给该轮胎充气，充气结束时，胎内气体的温度升高到 假定轮胎容积不变，分析解答下列问题。 (i)夏天的汽车行驶在温度较高的马路上，轮胎容易爆裂。若该胎内气体温度高达 ，从微观上分析胎内气体压强变化导致爆胎这一现象； (ii)求充气结束时轮胎内气体压强的范围(结果保留两位有效数字)。 14.(16分)如图所示，电源电动势 内阻 ，闭合开关S后，标有“8V、12W”的灯泡恰能正常发光，电流表为理想电流表，求： (1)电流表的示数是多少安培； (2)电阻R等于多少欧姆； (3)电源的输出功率等于多少瓦特。 15.(12分)如图所示，长0.32m的不可伸长的轻绳一端固定于 O 点，另一端拴一质量为0.3kg的小球B静止在水平面上，绳恰好处于伸直状态。一质量为 0.2kg 的小球A以某一速度沿水平面向右运动，与小球 B发生弹性正碰，碰撞后小球B恰好能在竖直平面内完成完整的圆周运动，不计空气阻力，重力加速度取 求： (1)碰撞后小球B 的速度大小； (2)碰撞前小球A 的速度大小。 参考答案 一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1、A 【解析】 对a和b两个物体受力分析，受力分析图如下，因一根绳上的拉力相等，故拉力都为 T； 由力的平衡可知a物体的拉力 b物体的拉力 则 联立可解得 A正确. 2、D 【解析】 A.将飞刀的运动逆过来看成是一种平抛运动，三把刀在击中板时的速度大小即为平抛运动的初速度大小，运动时间为 初速度为 由图看出，三把刀飞行的高度不同，运动时间不同，水平位移大小相等，由平抛运动的初速度大小不等，即打在木板上的速度大小不等，故三把刀在击中板时动能不同 ；故A 错误. B.竖直方向上逆过来看做自由落体运动，运动时间为 则得三次飞行时间之比为 故 B 错误. C.三次初速度的竖直分量等于平抛运动下落的速度竖直分量，由 可得它们得竖直分速度之比为 故C 错误. D.设任一飞刀抛出的初速度与水平方向夹角分别为 θ，则则得 故D 正确. 3、D 【解析】 根据公式 可知，n=3，因此受到激发后的氢原子处于第 n=3能级； A.根据氢原子由n=3跃迁到n=1产生的光子能量与从 n=1跃迁到n=3所吸收的光子能量相等可知，照射氢原子的光子能量为： ,故A 错误; B.频率大小关系为 ，从n=3跃迁到 n=2辐射出的能量最小，即其对应的光频率为 vc，故B错误； C.氢原子由n=3跃迁到n=1产生的光的能量最大，辐射出的光频率为 va，故C错误； D.氢由 n=3跃迁到 n=1产生的光的能量 12.09eV，依据光电效应方程，所以能使逸出功为 10.2eV的金属能发生光电效应，故D 正确。 4、A 【解析】 三条直导线在 O 点的磁场方向如图；其中 Bc和. 的合场强水平向右大小为 方向水平向右。 A.若O 点的磁感应强度平行 ac边，则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在垂直于 ac方向的合磁场为零，即 其中 解得 选项 A正确； B.若O点的磁感应强度平行 ab边，则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在垂直于 ab方向的合磁场为零，即 其中 解得 选项 B错误； C.若O点的磁感应强度垂直 ac边，则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在平行于 ac方向的合磁场为零，即 表达式无解，则O 点的磁感应强度的方向不可能垂直 ac边，选项C 错误； D.若O 点的磁感应强度垂直 ab边，则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在平行于 ab方向的合磁场为零，即 其中 解得 选项 D错误。 故选 A。 5、C 【解析】 对导体棒受力分析，受到重力，绳子的拉力和安培力，拉力和安培力的合力竖直向上，根据三角形定则知，安培力方向与拉力方向垂直时，安培力最小， 根据左手定则可知，磁场的方向沿 ba所在直线，由b指向a，磁感应强度最小，则根据共点力平衡可知 解得 故C 正确, A、B、D 错误; 故选 C。 6、D 【解析】 小球运动到最低点时，根据牛顿第二定律可得 橡皮筋的弹力 故F 大于 mg,故A 错误;根据 P=Fxcosα可知，开始时 v=1，则橡皮筋弹力做功的功率 P=1.在最低点速度方向与 F方向垂直，α=91°，则橡皮筋弹力做功的功率 P=1，故橡皮筋弹力做功的功率先变大后变小，故B错误；小球运动过程中，根据动能定理知，重力做功和橡皮筋弹力所做的功之和等于小球动能增加量，故C 错误。小球和弹簧组成的系统机械能守恒，知小球运动过程中，机械能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量，故D 正确。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 7、ADE 【解析】 A.做简谐振动的物体，两相邻的位移和速度始终完全相同的两状态间的时间间隔为一个周期，故A 正确； B.当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时才能发生明显衍射，故B 错误； C.波的周期与波源的振动周期相同，波速是波在介质中的传播速度，在均匀介质中波速是不变的，而波源的振动速度是波源做简谐运动的速度，是时刻变化的，故C 错误； D.电磁波在与电场和磁场均垂直的方向上传播，电磁波是横波，故D 正确； E.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关，故E 正确。 故选 ADE。 8、AB 【解析】 A.对金属杆 ab、cd整体，由于两杆所受的安培力大小相等，方向相反，所以由平衡条件有F=2f=2×0.2=0.4N 故A 正确。 BC. cd杆做匀速直线运动 ，则有 f =BIL 解得I=2.5A，因两杆均切割磁感线，故均产生感应电动势，且ab产生的感应电动势一定大于 cd产生的感应电动势，则有 BLΔv=Ⅰ·2r 解得速度差为 故B 正确，C错误。 D. ab杆克服安培力做功功率为 回路中产生焦耳热的功率为 可知 ab杆克服安培力做功功率不等于回路中产生焦耳热的功率，故 D错误。 故选AB。 9、BCE 【解析】 A.扩散现象是分子无规则热运动的表现，A错误； B.理想气体吸收热量时，若同时对外做功，根据热力学第一定律可知温度和内能可能不变， B正确； C.当两分子间距从分子力为0处减小时，分子引力和分子斥力均增大，由于斥力增大的快，其分子间作用力表现为斥力，C正确； D.液体的饱和汽压与液体的表面积无关，D错误； E.由热力学第二定律可知，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行的， E正确。 故选 BCE。 10、AD 【解析】 A.自O点以初速度v₀水平向左射出一带正电粒子，粒子恰能到达 G点，可知粒子沿 OG方向做匀减速运动，粒子受到的合外力沿 GO方向水平向右，因重力竖直向下，则电场力斜向右上方，即电场方向一定由O指向D，选项A正确； B.粒子从O到G，电场力做负功，则电势能逐渐增加，选项 B错误； C.粒子返回至 O点时速率为v₀，则到达 H点的速度大于 v₀，选项C错误； D.设正方形边长为2L，粒子速度方向向左时，粒子所受的合外力水平向右，其大小等于 mg，加速度为向右的g，因粒子恰能到达 G 点，则 仅将初速度方向改为竖直向上，粒子的加速度水平向右，大小为 g，则当粒子水平位移为L时，则： 竖直位移 则粒子一定经过 DE 间某点，选项 D 正确； 故选AD。 三、实验题：本题共 2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。 11、 MM+m M >>m 0.20 【解析】 (1)[1]平衡摩擦力后: 解得： [2]当小车和位移传感器的总质量 M 和所挂钩码的质量m之间满足 时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于所挂钩码的重力； (2)由牛顿第二定律知： 则 的图线的斜率是合外力，即绳子拉力 F，则： 12、0.6 3.0 左 3.0 2.5 (2.3~2.7均可) 【解析】 (1)[1]若使用a和b 两个接线柱，根据并联电路分流规律 解得量程为 [2]若使用a和c两个接线柱，根据并联电路分流规律 解得 (2)②[3]为了保护电路，初始时刻滑动变阻器的阻值应最大，所以将滑片滑到最左端。 (3)②[4]若使用a和b两个接线柱，电流表量程扩大 倍，根据闭合电路欧姆定律可知 变形得 图像的纵截距即为电动势大小，即 [5]图像斜率的大小 则电源内阻为 四、计算题：本题共 2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。 13、 (i)汽车行驶时，轮胎内部气体体积近似不变，则气体分子密集程度不变。温度升高，气体分子平均动能变大，导致分子碰撞冲击力变大，且单位时间单位面积的碰撞频率变大，则气体压强变大，过大的压强可使轮胎爆裂； (ii)2.0 atm~3.1atm 【解析】 (i)汽车行驶时，轮胎内部气体体积近似不变，则气体分子密集程度不变。温度升高，气体分子平均动能变大，导致分子碰撞冲击力变大，且单位时间单位面积的碰撞频率变大，则气体压强变大，过大的压强可使轮胎爆裂； (ii)如图所示: 设充气后 时压强为 行驶过程温度为 时对应较大压强3.5atm。气体等容变化，由查理定律得 解得 设充气后 时压强为p₂，行驶过程温度为 时对应较小压强1.6atm 。由查理定律得 解得 则充气结束时的压强范围为2.0 atm~3.1atm。 14、 (1)2A; (2)16Ω; (3) 16W 【解析】 (1)由题意知，并联部分电压为 内电压应为 总电流即电流表的示数为 (2)流过灯泡的电流 则流过电阻的电流 则电阻 (3)电源的输出功率 15、(1) 4m/s; (2) 5m/s 【解析】 (1)小球 B通过最高点时，由牛顿第二定律得 对小球 B 从最低点到最高点由动能定理得 解得 (2)小球A 与小球 B发生弹性正碰，由动量守恒定律得 由能量守恒定律得 解得 学科网（北京）股份有限公司 $$