2023届湖南省长沙雅礼中学高三第四次模拟考试物理试卷含解析.pdf

2023 年高考物理模拟试卷 注意事项 1考生要认真填写考场号和座位序号。2试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用 2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、AB 是固定在空中的光滑水平横杆，一质量为 M 的物块穿在杆 AB 上，物块通过细线悬吊着一质量为 m 的小球现用沿杆的恒力 F 拉物块使物块、小球一起（保持相对静止）向右运动，细线与竖直方向夹角为，则以下说法正确的是（）A杆对物块的支持力为 Mg B细线上的拉力为sinmg CtanFMm g D物块和小球的加速度为sing 2、伽利略在研究力和运动的关系的时候，用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从斜面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐改变至零，如图所示伽利略设计这个实验的目的是为了说明（）A如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度 B如果没有摩擦，物体运动过程中机械能守恒 C维持物体做匀速直线运动并不需要力 D如果物体不受到力，就不会运动 3、以下仪器能测量基本物理量的是（）A弹簧测力计 B电磁打点计时器 C电压表 D量筒 4、如图甲所示，一个圆形线圈放于一个随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面），以垂直纸面向里为正方向。磁感应强度 B 随时间 t 的变化规律如图乙所示。取图示线圈中电流方向为正方向，用 i 表示线圈中的感应电流，则下列表示电流随时间变化的 4 幅 i-t 图像正确的是（）A B C D 5、如图所示，战斗机离舰执行任务，若战斗机离开甲板时的水平分速度为 40m/s，竖直分速度为 20m/s，已知飞机在水平方向做加速度大小等于22m/s的匀加速直线运动，在竖直方向做加速度大小等于21m/s的匀加速直线运动。则离舰后（）A飞机的运动轨迹为曲线 B10s 内飞机水平方向的分位移是竖直方向的分位移大小的 2 倍 C10s 末飞机的速度方向与水平方向夹角为30 D飞机在 20s 内水平方向的平均速度为 50m/s/6、如图所示，是一个研究向心力与哪些因素有关的 DIS 实验装置示意图，其中质量为 m 的圆柱体放置在未画出的光滑圆盘边缘，绳子一端连接小圆柱体，另一端连接力传感器，使圆柱体做匀速圆周运动。圆周运动的轨道半径为 r，光电传感器测定的是圆柱体的线速度。关于这个实验下列说法不正确的是（）A研究向心力与半径的关系时，保持圆柱体线速度和质量一定，应画Fr图像 B研究向心力与线速度的关系时，保持圆柱体质量和运动半径一定，应画2Fv图像 C研究向心力与质量的关系时，保持圆柱体线速度和运动半径一定，应画Fm图像 D如能保证两个传感器同步记录，圆筒可以不做匀速圆周运动，同样可以完成该实验目的 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、如图所示，小球沿足够长的斜面向上做匀变速直线运动，依次经 a、b、c、d 到达最高点 e.已知 xabxbd6 m，xbc1 m，小球从 a 到 c 和从 c 到 d 所用的时间都是 2 s，设小球经 b、c 时的速度分别为 vb、vc，则()Avc3 m/s Bvb4 m/s C从 d 到 e 所用时间为 2 s Dde4 m 8、如图所示，在坐标系 xoy 平面的第 I 象限内存在垂直纸面向外的匀强磁场 B1，在第 IV 象限内存在垂直纸面向里的另一个匀强磁场 B2，在 x 轴上有一点2 3,0Qa、在y 轴上有一点 P（0,a）。现有一质量为 m，电量为+q 的带电粒子（不计重力），从 P 点处垂直 y 轴以速度 v0射入匀强磁场 B1中，并以与 x 轴正向成60角的方向进入 x 轴下方的匀强磁场 B2中，在 B2中偏转后刚好打在 Q 点。以下判断正确的是（）A磁感应强度01mvBqa B磁感应强度02mvBqa C粒子从 P 点运动到 Q 点所用的时间043atv D粒子从 P 点运动到 Q 点所用的时间042atv 9、关于热力学的一些现象和规律，以下叙述正确的是（）A热量不能自发地从低温物体传到高温物体 B液体的表面张力使液面绷紧，所以液滴呈球形 C高原地区水的沸点较低，是高原地区温度较低的缘故 D一些昆虫可以停在水面上，是由于表面层的水分子比内部的水分子更密集 E.一定质量的理想气体在状态改变过程中，既不吸热也不放热，内能也有可能发生变化 10、如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平面上一质量为 m0.2 kg 的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧在弹性限度内)，其速度 v 和弹簧压缩量 x 之间的函数图象如图乙所示，其中A 为曲线的最高点不计小球和弹簧接触瞬间机械能损失、空气阻力，g 取 10 m/s2，则下列说法正确的是 A小球刚接触弹簧时加速度最大 B该弹簧的劲度系数为 20.0 N/m C从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的机械能守恒 D小球自由落体运动下落的高度 1.25m 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）实验室中有一台铭牌模糊的可拆卸式变压器，如图所示，该变压器可近似看做理想变压器。某同学欲测量它的初级次级线圈匝数：先在闭合铁芯的上端铁轭处紧密缠绕 100 匝漆包细铜线，并将细铜线两端与理想交流电压表构成闭合回路。（1）在次级线圈左右两端的接线柱上输入 12V 低压交流电压，理想交流电压表示数为 60V，则次级线圈的匝数为_匝；在初级线圈左右两端的接线柱上输入 12V 低压交流电压，理想交流电压表示数为 30V，则初级线圈的匝数为_匝。（2）若初级线圈左右两端接线柱接入的交变电压瞬时表达式为 u=311sin100t(V)，则与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为_V。12（12 分）某同学在验证合外力一定，物体的质量与加速度的关系时，采用图甲所示的装置及数字化信息系统获得了小车的加速度 a 与小车质量 M(包括所放砝码及传感器的质量)的对应关系图象，如图乙所示实验中所挂钩码的质量 20g，实验中选用的是不可伸长的轻绳和光滑的轻质定滑轮 (1)实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳与木板平行他这样做的目的是下列哪一个_；(填字母代号)A可使位移传感器测出的小车的加速度更准确 B可以保证小车最终能够做直线运动 C可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车所受的合力(2)由图乙可知，1aM图线不过原点 O，原因是_；(3)该图线的初始段为直线，该段直线的斜率最接近的数值是_ A30 B0.3 C20 D0.2 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）滑板运动是青少年喜爱的一项活动。如图甲所示，滑板运动员以某一初速度从 A 点水平离开 h=0.8m 高的平台，运动员（连同滑板）恰好能无碰撞的从 B 点沿圆弧切线进入竖直光滑圆弧轨道，然后由 C 点滑上涂有特殊材料的水平面，水平面与滑板间的动摩擦因数从 C 点起按图乙规律变化，已知圆弧与水平面相切于 C 点，B、C 为圆弧的两端点。圆弧轨道的半径 R=1m；O 为圆心，圆弧对应的圆心角=53，已知210m/sg，sin370.60，cos370.80，不计空气阻力，运动员（连同滑板）质量 m=50kg，可视为质点，试求：(1)运动员（连同滑板）离开平台时的初速度 v0；(2)运动员（连同滑板）通过圆弧轨道最低点对轨道的压力；(3)运动员（连同滑板）在水平面上滑行的最大距离。14（16 分）如图所示，在 0 xa 的区域 I 内存在垂直于纸面向里的匀强磁场，在 xa 的区域 II 内有垂直于纸面向外的匀强磁场，它们的磁感应强度均为 B0，磁场边界与 x 轴交于 P 点。一质量为 m，电荷量为 q（q0）的粒子沿 x轴从原点 O 水平射入磁场。当粒子射入速度不大于0v时，粒子在磁场中运动的时间都相等，不计重力：（1）求速度 v0的大小；（2）若粒子射入速度的大小为 2v0，求粒子两次经过边界到 P 点距离的比值；（结果可带根号）（3）若调节区域 II 磁场的磁感应强度大小为 B0，使粒子以速度 nv0（n1）从 O 点沿 x 轴射入时，粒子均从 O 点射出磁场，求 n 与 满足的关系。15（12 分）如图所示，哑铃状玻璃容器由两段完全相同的粗管和一段细管连接而成，容器竖直放置。容器粗管的截面积为 S1=2cm2，细管的截面积 S2=1cm2，开始时粗细管内水银长度分别为 h1=h2=2cm。整个细管长为 h=4cm，封闭气体长度为 L=6cm，大气压强取 p0=76cmHg，气体初始温度为 27C。求：(i)若要使水银刚好离开下面的粗管，封闭气体的温度应为多少 K？(ii)若在容器中再倒入同体积的水银，且使容器中封闭气体长度 L 仍为 6cm 不变，封闭气体的温度应为多少 K？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、C【解析】对小球和物块组成的整体，分析受力如图 1 所示，根据牛顿第二定律得：水平方向：，竖直方向：故 A 错误；以小球为研究对象，分析受力情况如图 2 所示，由牛顿第二定律得：；,故 B 错误；对整体在水平方向：，故选项 C 正确，选项 D 错误【点睛】以小球和物块整体为研究对象，分析受力，根据牛顿第二定律研究横杆对 M 的摩擦力、弹力与加速度的关系对小球研究，根据牛顿第二定律，采用合成法研究细线与竖直方向的夹角、细线的拉力与加速度的关系 2、C【解析】本题考查了伽利略斜面实验的物理意义，伽利略通过“理想斜面实验”推翻了力是维持运动的原因的错误观点【详解】伽利略的理想斜面实验证明了：运动不需力来维持，物体不受外力作用时，总保持原来的匀速直线运动状态或静止状态，故 ABD 错误，C 正确故选 C【点睛】伽利略“理想斜面实验”在物理上有着重要意义，伽利略第一个把实验引入物理，标志着物理学的真正开始.3、B【解析】A.弹簧测力计测量的是力，不是基本物理量，故 A 错误；B.电磁打点计时器测量的是时间，是基本物理量，故 B 正确；C.电压表测量的是电压，不是基本物理量，故C 错误；D.量筒测量的是体积，不是基本物理量，故 D 错误。故选 B。4、B【解析】AB由楞次定律判定感应电流方向。01s、45s 两时间段内电流方向与题意正方向相反，12s、23s 两时间段内电流方向与题意正方向相同。所以 B 正确，A 错误；CD由电磁感应定律和欧姆定律得感应电流 ESBiRt RRt 则 i 的大小与Bt的大小成正比。结合题图乙知，34s 时间内 0Bt 无感应电流。其他时间段内Bt的大小相等，则感应电流大小恒定，即各段电流大小相等。所以 CD 错误。故选 B。5、B【解析】A飞机起飞后的合速度与合加速度方向一致，所以飞机运动轨迹为直线，A 错误；B10s 内水平方向位移 201500m2xxxv ta t 竖直方向位移 201250m2yyyv ta t B 正确；C飞机飞行方向与水平方向夹角的正切tan0.5，C 错误；D飞机在 20s 内水平方向的位移 2140 202 201200m2x 则平均速度为 60m/sxxvt D 错误。故选 B。6、A【解析】A根据向心力公式结合牛顿第二定律有 2Frvm 可知研究向心力与半径的关系时，保持圆柱体线速度和质量一定，应画1Fr图像，二者呈线性关系，便于研究，A错误；B研究向心力与线速度的关系时，保持圆柱体质量和运动半径一定，应画2Fv图像，B 正确；C研究向心力与质量的关系时，保持圆柱体线速度和运动半径一定，应画Fm图像，C 正确；D如能保证两个传感器同步记录，圆筒可以不做匀速圆周运动，光电传感器测量圆柱通过瞬间的线速度，力传感器测量此时瞬间的向心力（绳子拉力）大小，同样可以完成该实验目的，D 正确。本题选择不正确的，故选 A。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、AD【解析】物体在 a点时的速度大小为 v0，加速度为 a，则从 a到 c有 xac=v0t1+12at12；即 7=2v0+2a；物体从 a到 d有 xad=v0t2+12at22，即3=v0+2a；故a=-12m/s2，故v0=4m/s；根据速度公式vt=v0+at可得vc=4-122=3m/s，故A正确 从a到b有vb2-va2=2axab，解得 vb=10m/s，故 B 错误根据速度公式vt=v0+at 可得 vd=v0+at2=4-124m/s=2m/s则从 d 到 e 有-vd2=2axde；则44122dexm故 D 正确vt=v0+at 可得从 d 到 e 的时间2412ddevtssa 故 C 错误故选 AD【点睛】本题对运动学公式要求较高，要求学生对所有的运动学公式不仅要熟悉而且要熟练，要灵活，基本方法就是平时多练并且尽可能尝试一题多解.8、BC【解析】AB粒子运动轨迹如图所示，由几何知识可知 11cos60rra 解得 12ra 在 B2磁场中根据几何知识有 212 sin602 3sin60rar 解得 2ra 粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得 200vqv Bmr 将半径代入解得 0012,2mvmvBBqaqa 故 A 错误，B 正确；CD粒子做圆周运动的周期为02=rTv，粒子的运动时间为 1212+63TTttt 解得 043atv 故 C 正确，D 错误。故选 BC。9、ABE【解析】A根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，需要外界干预，故 A 正确；BD液体表面张力是由于表面层的水分子比液体内部的水分子更稀疏，分子间表现出引力，使液面绷紧，液滴呈球形，故 B 正确，D 错误；C高原地区水的沸点较低，这是因为高原地区大气压较低的缘故，故 C 错误；E根据热力学第一定律，一定质量的理想气体在状态改变过程中，既不吸热也不放热，通过做功内能也有可能发生变化，故 E 正确。故选 ABE。10、BD【解析】AB由小球的速度图象知，开始小球的速度增大，说明小球的重力大于弹簧对它的弹力，当 x 为 0.1 m 时，小球的速度最大，然后减小，说明当 x 为 0.1 m 时，小球的重力等于弹簧对它的弹力所以可得：kxmg 解得：k0.2 100.1N/m20 N/m 弹簧的最大缩短量为 x最大0.61 m，所以 F最大20 N/m0.61 m12.2 N 弹力最大时的加速度 a-Fmgm最大12.20.2 100.251 m/s2 小球刚接触弹簧时加速度为 10 m/s2，所以压缩到最短时加速度最大，故 A 错误，B 正确；C小球和弹簧组成的系统机械能守恒，单独的小球机械能不守恒，故 C 错误；D根据自由落体运动算得小球自由落体运动下落的高度 22051.25m22 10vhg D 正确 故选 BD。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、200 400 110 【解析】(1)12由理想变压器的电压与匝数关系 1122UnUn 可知次级线圈的匝数为 22121002060UnnU匝 初级线圈的匝数 11121004030UnnU匝(2)3因交流电压表的示数为电压有效值该变压器初级、次级线圈的匝数比为 2：1，由 1122UnUn 可知与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为 110V.12、（1）C （2）平衡摩擦力使长木板的倾角过大；（3）D 【解析】（1）实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的轻绳与木板平行他这样做的目的是可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车所受的合力，故选 C.（2）由 F+F1=Ma 解得11FaFMM 由图乙可知，1aM图线不过原点 O，在 a 轴上有正截距，可知存在与 F 相同方向的力，可知原因是平衡摩擦力使长木板的倾角过大；（3）根据1aFM可知1aM图线斜率等于 F，则最接近的数值是 F=mg=0.0210N=0.2N.故选 D.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、(1)3m/s；(2)2150N，竖直向下；(3)3.55m【解析】(1)运动员从 A 平抛至 B 的过程中，在竖直方向有 22yvgh 在 B 点有 0tanyvv 由得 03m/sv (2)运动员在圆弧轨道做圆周运动到 C 处时，牛顿第二定律可得：2CNvFmgmR 运动员从 A 到 C 的过程，由机械能守恒得：220111 cos5322Cmg hRmvmv 联立解得 2150NF N 由牛顿第三定律得：对轨道的压力为 2150NNFF N 方向竖直向下；(3)运动员经过 C 点以后，由图可知：10.5x m，0.5 211122Cmvmgx 设最远距离为 x，则1xx，由动能定理可得：2111122mvmgxmg xx 由代值解得 x=3.55m 14、（1）0qBam；（2）233 32；（3）211nn【解析】（1）粒子在磁场中运动时间相同，故转过的圆心角相同，因此粒子速度等于0时，在区域内恰好划过半个圆，由 2000q Bmr 其中ra可得，00qB am（2）粒子速度变为02，则其作圆周运动半径为12ra，粒子的轨迹如图所示 由几何关系可得130O，230O AB，故 1113cos3012APrrr 113 32 cos3012PBrAPr 故粒子两次经过边界到 P 点距离的比值为 233 32APBP（3）设粒子在区域半径为1R，区域半径为2R，则 20001nqn BmR 20002nqn BmR 粒子要回到 O 点，则在区域的圆心必须位于 x 轴，其轨迹如图 故 1sinRa 121cosRRR 联立解得 211nn 15、（i）405K；（ii）315K【解析】(i)开始时 101280pphhcmHg 11VLS，1(27327)K300KT 水银全部离开下面的粗管时，设水银进入上面粗管中的高度为3h，则 1122231hSh ShSh S 解得 31h m 此时管中气体的压强为 20381pphhcmHg 管中气体体积为 211VLh S 由理想气体状态方程1 12212pVp VTT，得 2405T K(i)再倒入同体积的水银，气体的长度仍为 6cm 不变，则此过程为等容变化，管里气体的压强为 3012284pphhcmHg 则由3113ppTT解得 3315T K