2023届山东省滨州市十二校联考高考物理四模试卷含解析.pdf

2023 学年高考物理模拟试卷 注意事项 1考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回 2答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用 05 毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置 3请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符 4作答选择题，必须用 2B 铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案作答非选择题，必须用 05 毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效 5如需作图，须用 2B 铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗 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、2018 年 12 月 8 日，在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭将嫦娥四号发射；2019 年 1 月 3 日，嫦娥四号成功登陆月球背面，人类首次实现了月球背面软着陆。如图，嫦娥四号在绕月球椭圆轨道上无动力飞向月球，到达近月轨道上 P 点时的速度为 v0，经过短暂“太空刹车”，进入近月轨道绕月球运动。已知月球半径为 R，嫦娥四号的质量为 m，在近月轨道上运行周期为 T，引力常量为 G，不计嫦娥四号的质量变化，下列说法正确的是（）A嫦娥四号在椭圆轨道上运行时的机械能与在近月轨道上运行时的机械能相等 B月球的平均密度=23 GT C嫦娥四号着陆后在月面上受到的重力大小为24 mRT D“太空刹车”过程中火箭发动机对嫦娥四号做的功为2220212mRmvT 2、如图所示，边长为 L 的正六边形 ABCDEF 的 5 条边上分别放置 5 根长度也为 L 的相同绝缘细棒。每根细棒均匀带上正电。现将电荷量为+Q 的点电荷置于 BC 中点，此时正六边形几何中心 O 点的场强为零。若移走+Q 及 AB 边上的细棒，则 O 点强度大小为(k 为静电力常量)(不考虑绝缘棒及+Q 之间的相互影响)A2kQL B243kQL C22 33kQL D24 33kQL 3、雷击，指打雷时电流通过人、畜、树木、建筑物等而造成杀伤或破坏，其中一种雷击是带电的云层与大地上某点之间发生迅猛的放电现象，叫做“直击雷”。若某次发生“直击雷”前瞬间，带电云层到地面的距离为6干米，云层与地面之间的电压为53.0 10千伏，则此时云层与地面间电场（视为匀强电场）的电场强度大小为（）A45.0 10 N/C B55.0 10 N/C C65.0 10 N/C D75.0 10 N/C 4、在下列四幅 u-t 图像中，能正确反映我国居民生活所用交流电的是（）A B C D 5、如图所示为一列沿 x 轴正方向传播的简谐横波在 t=0 时刻的波形图，从此刻起横坐标位于 x6m 处的质点 P 在最短时间内到达波峰历时 0.6s。图中质点 M 的横坐标 x=2.25m。下列说法正确的是（）A该波的波速为 7.5m/s B00.6s 内质点 P 的路程为 4.5m C0.4s 末质点 M 的振动方向沿 y 轴正方向 D00.2s 内质点 M 的路程为 10cm 6、如图所示，静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个 粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得 粒子和反冲核轨道半径之比为 44:1，则下列说法不正确的是（）A 粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反 B原来放射性元素的原子核电荷数为 90 C反冲核的核电荷数为 88 D 粒子和反冲粒子的速度之比为 1:88 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、CD、EF 是两条水平放置的阻值可忽略的平行金属导轨，导轨间距为 L，在水平导轨的左侧存在磁感应强度方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，磁场区域的长度为 d，如图所示导轨的右端接有一电阻 R，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接将一阻值也为 R 的导体棒从弯曲轨道上 h 高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处。已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为，则下列说法中正确的是（）A电阻 R 的最大电流为22BLghR B流过电阻 R 的电荷量为2BLLR C整个电路中产生的焦耳热为mghmgd D电阻 R 中产生的焦耳热为12mgh 8、如图所示，一个小型旋转式交流发电机，其矩形线圈的面积为 S，共有 n 匝，总电阻为 r，外电路上接有一个阻值为 R 的定值电阻和一个理想交流电流表 A 线圈以角速度在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO匀速运动，图中线圈平面平行于磁场方向，由此位置开始计时，下列说法正确的是（）A发电机所产生电动势的最大值为nBS B从初始位置开始，在四分之一个周期内通过R的电荷量为BSRr CR 两端电压的有效值22nBS RRr D交流电流表的示数一直在变化 9、如图所示，长木板放置在水平面上，一小物块置于长木板的中央，长木板和物块的质量均为 m，物块与木板间的动摩擦因数为，木板与水平面间动摩擦因数3，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为 g现对物块施加一水平向右的拉力 F，则木板加速度大小 a 可能是（）Aag Ba3g Ca23g Da2Fm3g 10、某种超导磁悬浮列车是利用超导体的抗磁作用使列车车体向上浮起，同时通过周期性地变换磁极方向而获得推进动力。其推进原理可以简化为如图所示的模型：PQ 和 MN 是固定在水平地面上的两根足够长的平直导轨，导轨间分布着竖直（垂直纸面）方向等间距的匀强磁场 B1和 B2。二者方向相反。矩形金属框固定在实验车底部（车箱与金属框绝缘）。其中 ad 边宽度与磁场间隔相等。当磁场 B1和 B2同时以速度 v 沿导轨向右匀速运动时。金属框受到磁场力，并带动实验车沿导轨运动，已知金属框垂直导轨的 ab 边的边长 L、金属框总电阻 R，列车与线框的总质量 m，12BBB，悬浮状态下，实验车运动时受到的阻力恒为其对地速度的 K 倍。则下列说法正确的是（）A列车在运动过程中金属框中的电流方向一直不变 B列车在运动过程中金属框产生的最大电流为2BLvR C列车最后能达到的最大速度为22m2244B L vvKRB L D列车要维持最大速度运动，它每秒钟消耗的磁场能为222m4()B L vvR 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）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个标有“3V 15W，”灯泡两端的电压和通过灯泡的电流现有如下器材：直流电源（电动势 12V，内阻不计）电流表 A1（量程 1A，内阻约 21）电流表 A2（量程 622mA，内阻约 5）电压表 V1（量程 1V，内阻约 1k）电压表 V2（量程 15V，内阻约 222k）滑动变阻器 R1（阻值 212，额定电流 1A）滑动变阻器 R2（阻值 21k，额定电流 122mA）(1)在该实验中，电流表应选择_（填“A1”或“A2”），电压表应选择_（填“V1”或“V2”），滑动变阻器应选择 _（填“R1”或“R2”）(2)某同学用导线 a、b、c、d、e、f、g 和 h 连接成如图甲所示的电路，请在乙图方框中完成实验的电路图_ (1)该同学连接电路后检查所有元器件都完好，电流表和电压表已调零，经检查各部分接触良好但闭合开关后，反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，但电压表和电流表示数不能调为零，则断路的导线为_(4)如图是学习小组在实验中根据测出的数据，在方格纸上作出该小灯泡的伏安特性曲线若将该灯泡与一个 6.2 的定值电阻串联，直接接在题中提供的电源两端，请估算该小灯泡的实际功率 P=_W（保留两位有效数字）（若需作图，可直接画在图中）12（12 分）小宇同学利用如图甲所示的装置验证动能定理，遮光条的宽度 d 为图乙中的游标卡尺（游标有十个分度）所示，其中托盘的质量为 m=10g，每个砝码的质量均为 m=10g，小车和遮光条以及传感器的总质量为 M=100g，忽略绳子与滑轮之间的摩擦。小宇做了如下的操作：滑块上不连接细绳，将长木板的右端适当垫高，以平衡摩擦力；取 5 个砝码放在小车上，让小车由静止释放，传感器的示数为 F，记录遮光条经过光电门时的挡光时间为 t；测出遮光条距离光电门的间距为 s，如图丙所示；从小车上取一个砝码放在托盘上，并将小车由同一位置释放，重复，直到将砝码全部放在托盘中；由以上操作分析下列问题：(1)遮光条的宽度 d 为_mm，遮光条到光电门的间距 s 为_m；(2)用以上的字母表示遮光条经过光电门时的速度的表达式为_；(3)在过程中细绳的拉力所做的功为_，所对应动能的变化量为_；（用字母表示）(4)在上述过程中如果将托盘及盘中砝码的总重力计为 F，则 F所做的功为_，所对应系统的动能的变化量为_；（用字母表示）(5)如果以 F为纵轴，t 的_为横轴，该图线为直线，由题中的条件求出图线的斜率 k，其大小为_（结果保留两位有效数字）。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）从安全的角度出发，驾校的教练车都经过改装，尤其是刹车装置。为了测试改装后的教练车刹车性能，教练们进行了如下试验：当车速达到某一值 v0时关闭发动机，让车自由滑行直到停下来。假设车做的是匀减速直线运动，测得车在关闭发动机后的第 1s 内通过的位移为 16m，第 3s 内通过的位移为 1m。回答下面问题。(1)改装后的教练车的加速度 a 的大小及开始做匀减速运动的速度 v0的大小是多少？(2)如果想让教练车用时 t=2s 停下来，那么教练员应额外提供多大的加速度？14（16 分）竖直放置的导热气缸用轻绳悬挂在空中，质量为 M。内部封闭着质量一定的理想气体，气体温度为 T0，塞横截面积为 S，与气缸底部相距为 H0，周围环境温度缓慢上升到 T1，已知此气体的内能表达式为 U=kT，k 为常数，大气压强为 p0，重力加速度为 g，不计活塞与气缸间的摩擦。求：(1)温度为 T1时活塞到缸底的距离H等于多少？(2)此过程吸热 Q 是多少？15（12 分）如图所示，xOy 坐标系中，在 y0 的区域内分布有沿 y 轴正方向的匀强电场，在 0yy0的区域内分布有垂直于 xOy 平面向里的匀强磁场，一质量为 m、电荷量为q 的粒子以初速度 v0由坐标（0，y0）处沿 x 轴正方向射入电场。已知电场强度大小2002mvEqy粒子重力不计。求：(1)粒子第一次到达 x 轴速度的大小和方向；(2)要使粒子不从 yy0边界射出磁场，求磁感应强度应满足的条件；(3)要使粒子从电场进入磁场时能通过点 P（50y0，0）（图中未画出），求磁感应强度的大小。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、B【解析】A嫦娥四号在椭圆轨道上 P 点时要刹车，机械能减小，则嫦娥四号在椭圆轨道上运行时的机械能比在近月轨道上运行时的机械能大，选项 A 错误；B由于 222()MmGmRRT 3=43MR 解得 23=GT 选项 B 正确；C嫦娥四号着陆后在月面上受到的重力大小为 2222(24)mMgmmRGmRRTT 选项 C 错误；D根据动能定理，“太空刹车”过程中火箭发动机对嫦娥四号做的功为 222222200021111212()22222RmRWmvmvmvmmvTT 选项 D 错误。故选 B。2、D【解析】根据对称性，AF 与 CD 上的细棒在 O 点产生的电场强度叠加为零，AB 与 ED 上的细棒在 O 点产生的电场强度叠加为零.BC 中点的点电荷在 O 点产生的电场强度为224(sin60)3kQkQLL，因 EF 上的细棒与 BC 中点的点电荷在 O 点产生的电场强度叠加为零，EF 上的细棒在 O 点产生的电场强度为243kQL，故每根细棒在 O 点产生的电场强度为243kQL，移走+Q 及 AB 边上的细棒，O 点的电场强度为 EF 与 ED 上的细棒在 O 点产生的电场强度叠加，这两个场强夹角为 60，所以叠加后电场强度为2244 32cos3033kQkQLL；故选 D。A2kQL，与结论不相符，选项 A 错误；B243kQL，与结论不相符，选项 B 错误；C22 33kQL，与结论不相符，选项 C 错误；D24 33kQL，与结论相符，选项 D 正确；3、A【解析】根据 U=Ed 得 34533.0 10106 1N/C5.0 10 N/C0UEd 选项 A 正确，BCD 错误。故选 A。4、C【解析】我们日常生活中用的都是交流电，电压是 220V，频率是 50Hz周期为 0.02s；电压的最大值为：2202V=311V，只有 C 正确。故选 C。5、A【解析】A由图象知波长=6m，根据波动与振动方向间的关系知，质点 P 在 t=0 时刻沿 y 轴负方向振动，经过34T 第一次到达波峰，即 30.6s4T，解得：0.8sT，由vT得波速 67.5m/s0.8vT，A 正确；B由图象知振幅 A=10cm，00.6s 内质点 P 的路程 L=3A=30cm，B 错误；Ct=0 时刻质点 M 沿 y 轴正方向振动，经过 0.4s 即2T，质点 M 在 x 轴的下方且沿 y 轴负方向振动，C 错误；D00.2s 内质点 M 先沿 y 轴正方向运动到达波峰后沿 y 轴负方向运动，因质点在靠近波峰位置时速度较小，故其路程小于 A 即 10cm，D 错误。故选 A。6、D【解析】微粒之间相互作用的过程中遵守动量守恒定律，由于初始总动量为零，则末动量也为零，即 粒子和反冲核的动量大小相等，方向相反；由于释放的 粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内，且在洛伦兹力作用下做圆周运动；由2mvBqvR得：mvRBq，若原来放射性元素的核电荷数为 Q，则对 粒子：112PRBe，对反冲核：22(2)PRBQe，由于12PP，根据12:44:1RR，解得90Q，反冲核的核电荷数为90288，它们的速度大小与质量成反比，由于不知道质量关系，无法确定速度大小关系，故 A、B、C 正确，D 错误；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、ABC【解析】金属棒在弯曲轨道下滑时，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律或动能定理可以求出金属棒到达水平面时的速度，由EBLv求出感应电动势，然后求出感应电流；由 qrF 可以求出流过电阻 R 的电荷量；克服安培力做功转化为焦耳热，由动能定理（或能量守恒定律）可以求出克服安培力做功，得到导体棒产生的焦耳热。【详解】A金属棒下滑过程中，由机械能守恒定律得 212mghmv 所以金属棒到达水平面时的速度 2vgh 金属棒到达水平面后进入磁场受到向左的安培力做减速运动，则导体棒刚到达水平面时的速度最大，所以最大感应电动势为EBLv，最大的感应电流为 222BLghEIRR 故 A 正确；B流过电阻 R 的电荷量为 2BLdqrRR 故 B 正确；C金属棒在整个运动过程中，由动能定理得 00BmghWmgd 则克服安培力做功 BWmghmgd 所以整个电路中产生的焦耳热为 BQWmghmgd 故 C 正确；D克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒产生的焦耳热为 R11()22QQmghmgd 故 D 错误。故选 ABC。【点睛】解决该题需要明确知道导体棒的运动过程，能根据运动过程分析出最大感应电动势的位置，熟记电磁感应现象中电荷量的求解公式。8、AC【解析】A在初始位置线圈产生的电动势最大，且 122mEnBabbcnBS 故 A 正确；B从初始位置开始，在四分之一个周期内通过 R 的电荷量为 nnBSqRrRr 故 B 错误；C电动势的有效值为 m2222EEnBS 电阻 R 两端电压的有效值为 22EnBS RURRrRr 故 C 正确；D交流电流表测的是有效值，其示数不会变化，故 D 错误。故选：AC。9、BD【解析】当物块与木板一起向右加速，没有发生相对滑动，以物块和木板整体为研究对象进行受力分析，有：23Fmm gma 解得：123Fagm 当物块和木板间发生相对滑动，以木板为研究对象有：23mgmgma 解得：13ag 故 BD 正确，AC 错误。10、BC【解析】A当磁场向右运动过程中，穿过闭合线框中的磁场有时垂直于纸面向外的磁场增大，有时垂直于纸面向内的磁场增大，根据楞次定律可知列车在运动过程中金属框中的电流方向一直改变，A 错误；B金属框中ab和cd导体棒切割磁感线，最大的感应电动势为 m2EBLvBLvBLv 根据闭合电路欧姆定律可知 mm2EBLvIRR B 正确；C列车速度最大为mv，此时切割磁感线的速率为mvv，金属框中ab和cd导体棒切割磁感线，此时产生的感应电动势为 m2()EBL vv 通过线框的电流为 m2()BL vvEIRR 列车所受合外力为 0 时，速度最大，即所受安培力等于阻力 m2BILfKv 解得 22m2244B L vvKRB L C 正确；D列车要维持最大速度运动，每秒消耗的磁场能为 22222mmm4()B L vvEI Rtfv tKvR磁 D 错误。故选 BC。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、A2 V1 R1 h 2.17W（2.15W2.18W）【解析】(1)1灯泡额定电流 I=P/U=1.5/1A=2.5A，电流表选 A2(量程 622mA，内阻约 5)；2灯泡额定电压为 1V，如果选择 15V 量程则误差太大，故电压表只能选 V1(量程 1V，内阻约 1k)；1描述小灯泡的伏安特性曲线，要求电流从零开始变化，需采用分压电路为保证电路安全，方便实验操作，滑动变阻器应选：R1(阻值 212，额定电流 1A)；(2)4由实物电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法根据实物电路图作出电路图，如图所示:5小灯泡的亮度可以发生变化，但电压表、电流表无法调为零，说明分压电路变成限流电路，导线 h 断路；(4)6电动势为 1V 的电源与 6.2 的定值电阻串联组成等效电源，在灯泡伏安特性曲线中作出等效电源的 UI 图象，如图所示:两图象的交点坐标值为：U=1.2V，I=2.1A，灯泡功率为：P=UI=1.2V2.1A2.16W.12、12.0 1.44 dt Fs 22(5)2Mm dt Fs 22(6)2Mm dt 倒数的二次方 7.91068.1106 【解析】(1)1该游标卡尺的读数为 12mm+00.1mm=12.0mm 2刻度尺要估读，读数为 s=1.44m。(2)3当时间间隔比较小时，平均速度约等于某一位置或某一时刻的瞬时速度，故由平均速度公式可得，经过光电门位置的速度 dvt(3)45传感器的示数为细绳的拉力，则其做功为 Fs，所对应动能的变化量为 2221(5)(5)22kMm dEMm vt(4)67F所做的功为 Fs，所对应动能的变化量为 2221(6)(6)22kMm dEMm vt(5)89由动能定理 22(6)2Mm dF st 整理得 22(6)12Mm dFst 图像为直线的条件是横坐标为 t 倒数的二次方，该图线的斜率为 2(6)2Mm dks 代入数据得 k=8.0106 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)8m/s2，20m/s；(2)2m/s2【解析】(1)设车恰好在第 3s 末停下，在第 3s 内通过的位移为 x，将匀减速运动看成反向的匀加速运动，由位移公式，根据题意 21(1s)2xa 221116m(3s)(2s)22aa 联立方程解得 3.2m1mx 可知第 3s 内教练车运动的时间小于 1s。设教练车在第 3s 内运动的时间为 t，则由 211m2a t 221116m(2s)(1s)22atat 解得 0.5st 28m/sa 再由 0(2s)va t 得 020m/sv (2)如果想让教练车用时 t=2s 停下来，则 2010m/svat 教练员应额外提供的加速度为 2m s2/aaa 14、(1)0 10H TT；(2)0100100p SMgTTHK TTT【解析】(1)周围环境温度缓慢上升过程为等压过程 001H SH STT 解得活塞到缸底的距离 0 10H THT (2)气体对外界做功为 00()()Wp SMgHH 根据题意有 10UKTKT 根据热力学第一定律有 UWQ 解得 1000)()()QK TTp SMgHH 代入H可得 0100100p SMgTTHQK TTT 15、（1）02v，45；（2）0021 mvBqy；（3）见解析。【解析】(1)粒子在电场中做类平抛运动，则有 0 x vt，2012yat qEma，yvat 解得 02xy，0yvv 进入磁场时的速度 22002yvvvv 速度与 x 轴夹角的正切值 0tan1yvv 得 45(2)若粒子刚好不从0yy边界射出磁场，则有 2vqvBmr 由几何关系知 021+2ry 解得 0021 mvBqy 故要使粒子不从0yy边界射出磁场，应满足磁感应强度 0021 mvBqy(3)粒子相邻两次从电场进入磁场时，沿 x 轴前进的距离 022 42 xxryr 其中初始位置为02,0y，由mvrqB得 0024mvBqyx 又因为粒子不能射出边界 0yy 所以 02+12ry 即 0022ry 所以有 0062 24yxy 粒子通过 P 点，回旋次数 00502yynx 则 00004848462 2yynyy 即 1215.1n n 为整数，只能取13n、14n 和15n，13n 时 00132mvBqy 14n 时 0072mvBqy 15n 时 0052mvBqy