2023届河北唐山市乐亭第一中学高考物理四模试卷含解析.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、如图所示，小球 B 静止在光滑水平台右端，小球 A 以一定的初速度 v0与小球 B 发生弹性正撞，碰撞后两小球由台阶水平抛出，B 球第一次落在了水平地面上的 P 点，A 球第一次落到地面上弹起来后第二次也落到了 P 点。若两球与地面碰撞时没有能量损失，碰撞前后速度方向满足光的反射定律，则 A、B 两球的质量之比 m1：m2为（）A21 B31 C32 D53 2、在物理学发展的历程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，以下对几位物理学家所做科学贡献的叙述正确的是（）A牛顿运用理想实验法得出“力不是维持物体运动的原因”B安培总结出了真空中两个静止点电荷之间的作用规律 C爱因斯坦创立相对论，提出了一种崭新的时空观 D法拉第在对理论和实验资料进行严格分析后，总结出了法拉第电磁感应定律 3、如图所示，将一个质量为 m 的半球形物体放在倾角为 37的斜面上，用通过球心且水平向左的力 F 作用在物体上使其静止.已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g，sin370.6,37cos0.8.要使半球体刚好沿斜面上滑，则力 F 的大小是（）Amg B2mg C3mg D4mg 4、如图所示，质量相同的三个小球从足够长的斜面上同一点 O 分别以初速度 v1、v2、v3水平抛出，落在斜面上的位置分别为 A、B、C，已知 OA=AB=BC，空气阻力不计，则（）Av1：v2：v3=1：2：3 B落到斜面时的速度方向不同 C落到斜面时的动能之比为 1：2：3 D落到斜面时的动能增量之比为 1：4：9 5、科幻电影流浪地球讲述了这样的故事：太阳即将毁灭，人类在地球上建造出巨大的推进器，使地球经历了停止自转、加速逃逸、匀速滑行、减速入轨等阶段，最后成为比邻星的一颗行星。假设若干年后，地球流浪成功。设比邻星的质量为太阳质量的14，地球质量在流浪过程中损失了14，地球绕比邻星运行的轨道半径为地球绕太阳运行轨道半径的12，则地球绕比邻星运行与绕太阳运行相比较，下列关系正确的是（）A公转周期之比为:1:1TT日比 B向心加速度之比为:3:4aa 日比 C动能之比为:3:8kkEE日比 D万有引力之比为:3:8FF 日比 6、如图，一根容易形变的弹性轻导线两端固定。导线中通有如图箭头所示的电流 I。当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加如图所示的匀强磁场 B 时，描述导线状态的四个图示中正确的是（）A B C D 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、在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有()A升压变压器的输出电压增大 B降压变压器的输出电压增大 C输电线上损耗的功率增大 D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 8、如图，理想变压器上接有 3 个完全相同的灯泡，其中 1 个灯泡与原线圈串联，另外 2 个灯泡并联后接在副线圈两端。已知交流电源的电压 u18 2sin100t（V），3 个灯泡均正常发光，忽略导线电阻，则变压器（）A副线圈电压的频率为 100Hz B原线圈两端的电压为 12V C原副线圈的电流比为 21 D原副线圈的匝数比为 21 9、如图所示，一磁感强度为 B 的匀强磁场垂直纸面向里，且范围足够大。纸面上 M、N 两点之间的距离为 d，一质量为 m 的带电粒子（不计重力）以水平速度 v0从 M 点垂直进入磁场后会经过 N 点，已知 M、N 两点连线与速度 v0的方向成30角。以下说法正确的是（）A粒子可能带负电 B粒子一定带正电，电荷量为0mvdB C粒子从 M 点运动到 N 点的时间可能是03dv D粒子从 M 点运动到 N 点的时间可能是0133dv 10、如图，一个质量为 m 的刚性圆环套在竖直固定细杆上，圆环的直径略大于细杆的直径，圆环的两边与两个相同的轻质弹簧的一端相连，轻质弹簧的另一端相连在和圆环同一高度的墙壁上的 P、Q 两点处，弹簧的劲度系数为 k，起初圆环处于 O 点，弹簧处于原长状态且原长为 L；将圆环拉至 A 点由静止释放，OA=OB=L，重力加速度为 g，对于圆环从 A 点运动到 B 点的过程中，弹簧处于弹性范围内，下列说法正确的是（）A圆环在 O 点的速度最大 B圆环通过 O 点的加速度等于 g C圆环在 A 点的加速度大小为(22)gkLm D圆环在 B 点的速度为gL 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）某学习小组利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验，其主要实验步骤如下：A用游标卡尺测量挡光条的宽度为 d，用天平测量滑块（含挡光条）的质量为 M，砝码盘及砝码的总质量为 m；B调整气垫导轨水平；C光电门移到 B 处，读出 A 点到 B 点间的距离为 x1，滑块从 A 处由静止释放，读出挡光条通过光电门的挡光时间为t1；D多次改变光电门位置，重复步骤 C，获得多组数据。请回答下列问题：(1)用游标卡尺测量挡光条的宽度时示数如图 2 所示，其读数为_mm；(2)调整气垫导轨下螺丝，直至气垫导轨工作时滑块轻放在导轨上能_，表明导轨水平了；(3)在实验误差允许范围内，机械能守恒定律得到验证，则如图丙图象中能正确反映光电门的挡光时间 t 随滑块的位移大小 x 的变化规律的是_。A B C D 12（12 分）某物理实验小组的同学用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律 （1）为减少阻力对测量结果的影响，实验中应选用_（填“电磁打点”或“电火花”计时器进行打点（2）本实验中需要直接测量的物理量是_，通过计算得到的物理量是_（均填标号）A重锤的质量 B重锤下落的高度 C与下落高度对应的重锤的瞬时速度（3）在实验得到的纸带中，选用如图乙所示的起点 O 与相邻点之间距离约为 2mm 的纸带来验证图中 A、B、C、D、E、F、G 为七个相邻的点，E、F、G 到起点 O 的距离分别为 hn-1、hn、hn+1设打相邻点间的时间间隔为T，如果机械能守恒得到验证，则可根据以上物理量求得当地重力加速度 g=_ 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）如图所示，相距 L=0.5m 的平行导轨 MNS、PQT 处在磁感应强度 B=0.4T 的匀强磁场中，水平导轨处的磁场方向竖直向上，光滑倾斜导轨处的磁场方向垂直于导轨平面斜向下。质量均为 m=0.04kg、电阻均为 R=0.1 的导体棒 ab、cd 均垂直放置于导轨上，并与导轨接触良好，导轨电阻不计。质量为 M=0.20kg 的物体 C，用绝缘细线绕过光滑的定滑轮分别与导体棒 ab、cd 相连接。细线沿导轨中心线且在导轨平面内，细线及滑轮质量不计。已知倾斜导轨与水平面的夹角=37，水平导轨与 ab 棒间的动摩擦因数=0.4。重力加速度 g=10m/s2，水平导轨足够长，导体棒 cd运动过程中始终不离开倾斜导轨。物体 C 由静止释放，当它达到最大速度时下落高度 h=1m，求这一运动过程中：（sin37=0.6,cos37=0.8）（1）物体 C 能达到的最大速度mv是多少？（2）由于摩擦产生的内能与电流产生的内能各为多少？（3）若当棒 ab、cd 达到最大速度的瞬间，连接导体棒 ab、cd 及物体 C 的绝缘细线突然同时断裂，且 ab 棒也刚好进入到水平导轨的更加粗糙部分（ab 棒与水平导轨间的动摩擦因数变为=0.6）。若从绝缘细线断裂到 ab 棒速度减小为零的过程中 ab 棒向右发生的位移 x=0.11m，求这一过程所经历的时间？14（16 分）热气球为了便于调节运动状态，需要携带压舱物，某热气球科学考察结束后正以大小为的速度匀速下降，热气球的总质量为 M，当热气球离地某一高度时，释放质量为14M 的压舱物，结果热气球到达地面时的速度恰好为零，整个过程中空气对热气球作用力不变，忽略空气对压舱物的阻力，重力加速度为 g，求:（1）释放压舱物时气球离地的高度 h;（2）热气球与压舱物到达地面的时间差.15（12 分）如图所示，宽度为3L的区域被平均分为区域、，其中、有匀强磁场，它们的磁感应强度大小相等，方向垂直纸面且相反，长为3L，宽为2L的矩形 abcd 紧邻磁场下方，与磁场边界对齐，O 为 dc 边的中点，P 为 dc 边中垂线上的一点，OP=3L矩形内有匀强电场，电场强度大小为 E，方向由 a 指向 O电荷量为 q、质量为 m、重力不计的带电粒子由 a 点静止释放，经电场加速后进入磁场，运动轨迹刚好与区域的右边界相切 （1）求该粒子经过 O 点时速度大小 v0；（2）求匀强磁场的磁感强度大小 B;（3）若在 aO 之间距 O 点 x 处静止释放该粒子，粒子在磁场区域中共偏转 n 次到达 P 点，求 x 满足的条件及 n 的可能取值 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】由题意知两球水平抛出至第一次落到地面时，B球运动的距离是A球的 3 倍，故它们平抛的初速度 213vv 两球发生弹性碰撞，故 1 01 122m vm vm v 2221 01 122111222mvmvm v 解得 120122mvvmm 121012mmvvmm 解得 12:3:1mm 故选B。2、C【解析】A、伽利略运用理想实验法得出“力不是维持物体运动的原因”,故 A 错误;B、库仑总结出了真空中两个静止点电荷之间的作用规律,故 B 错误;C、爱因斯坦创立相对论,提出了一种崭新的时空观,所以 C 选项是正确的;D、法拉第发现了电磁感应现象,揭示了磁现象和电现象之间的联系;是韦德与库柏在对理论和实验资料进行严格分析后,总结出了法拉第电磁感应定律,故 D 错误;综上所述本题答案是：C 3、B【解析】分析半球形物体的受力，如图所示 物体刚好沿斜面上滑时，由平衡条件得：cos37sin37FmgN，sin37cos37FmgN 联立两式解得 2Fmg A mg，与分析不符，故 A 错误；B 2mg，与分析相符，故 B 正确；C3 mg，与分析不符，故 C 错误；D4 mg，与分析不符，故 D 错误；故选：B。4、C【解析】A、设物体的初速度为 v0，斜面的倾角为，斜面落点到 O 点的长度为 L 则小球落在斜面上时，有，得,则有,、g 一定，则得到；由于 OA=AB=BC，则 OA：OB：OC=1：2：3，由上式得；故 A 错误。B、设小球落到斜面上时速度与水平方向的夹角为，则有，与初速度无关，则知落到斜面时的速度方向相同；故 B 错误。C、小球落在斜面上速度平方为，落到斜面时的动能为，所以落到斜面时的动能之比为 1：2：3，故 C 正确D、根据动能定理得，飞行过程中动能增量，得飞行过程中动能增量之比为 1:2:3;故 D 错误故选 C.【点睛】三个小球做平抛运动，运用运动的分解法，得出斜面的长度与初速度、运动时间的关系，本题中斜面的倾角反映了位移与水平方向的夹角，关键确定两个方向的位移关系得出时间表达式 5、C【解析】A万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得 2224MmGmrrT 解得 32rTGM 故:2:2TT日比 故 A 错误；B万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得 2MmGmar 解得 2GMar 故:1:1aa 日比 故 B 错误；C万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得 22GMmvmrr 动能 2122kGMmEmvr 代入数据计算解得动能之比为:3:8kkEE日比 故 C 正确；D万有引力 2GMmFr 代入数据计算解得:3:4FF 日比 故 D 错误。故选C。6、B【解析】考查安培力。【详解】A图示电流与磁场平行，导线不受力的作用，故 A 错误；B由左手定则判得，安培力的方向水平向右，故 B 正确；C由左手定则判得，安培力的方向垂直直面向里，故 C 错误；D由左手定则判得，安培力的方向水平向右，故 D 错误。故选 B。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【解析】试题分析：由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，故 A 错误 B、由于发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，又升压变压器的输出电压 U2不变，根据 P=UI 可输电线上的电流 I线增大，导线上的电压损失变大，则降压变压器的初级电压减小，则降压变压器的输出电压减小，故 B错误 根据 P损=I线2R，又输电线上的电流增大，电阻不变，所以输电线上的功率损失增大，故 C 正确 根据2()PPRU损，则有：2 PPRPU损；发电厂的输出电压不变，输电线上的电阻不变，所以输电线上损耗的功率占总功率的比例随着发电厂输出功率的增大而增大故 D 正确故选 CD 考点：远距离输电 8、BD【解析】A根据交流电源的电压 u18 2sin100t（V），可知角速度为：100rad/s，则频率为：2f 50Hz A 错误；CD设每只灯的额定电流为 I，额定电压为 U，因并联在副线圈两端的两只小灯泡正常发光，所以副线圈中的总电流为 2I，原副线圈电流之比为 1：2，根据原副线圈中电流之比与匝数成反比 得原、副线圈的匝数之比为：122121nInI 故 C 错误，D 正确；B根据电压与匝数成正比：1122UnUn 得原线圈两端电压为：11222nUUUn 根据闭合电路欧姆定律得交流电源电压为：23UUUU 该交流电的最大值为18 2V，则有效值为 18V，所以 3U=18V 则灯泡的额定电压为 6V，原线圈两端得电压等于 2U=12V，B 正确；故选 BD。9、BCD【解析】A由左手定则可知，粒子带正电，选项 A 错误；B由几何关系可知，r=d，由 2vqvBmr 可知电荷量为 0mvqdB 选项 B 正确；CD粒子运动的周期 02 dTv 第一次到达 N 点的时间为 10163dtTv 粒子第三次经过 N 点的时间为 510004132=33dddtTtvvv 选项 CD 正确。故选 BCD。10、BC【解析】A圆环受力平衡时速度最大，应在 O 点下方，故 A 错误。B圆环通过 O 点时，水平方向合力为零，竖直方向只受重力，故加速度等于 g，故 B 正确。C圆环在下滑过程中与细杆之间无压力，因此圆环不受摩擦力，在 A 点对圆环进行受力分析如图，根据几何关系，在 A 点弹簧伸长量为2L-L=（2-1）L，根据牛顿第二定律，有 221cos45mgkLma（）解得 (22)kLagm 故 C 正确。D圆环从 A 到 B 过程，根据功能关系，知圆环减少的重力势能转化为动能，有 2122BmgLmv 解得 2BvgL 故 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、3.40 静止 D 【解析】（1）1因游标尺是 20 分度的，则游标卡尺的精确度为 0.05mm，则其读数 3mm8 0.05mm=3.40mmd （2）2调整气垫导轨下螺丝，直至气垫导轨工作时滑块轻放在导轨上能静止，表明导轨水平。（3）3动能的增量 2211()2KdEMmt 重力势能的减小量 PEmgx 机械能守恒需要验证动能的增量等于重力势能的减小量，则 2211()2dMmmgxt 则有 22112()mgxtMm d ABC 错误 D 正确。故选 D。12、电火花；B；C；2112()8nnnhhT h；【解析】（1）打点计时器有电磁打点计时器和电火花计时器，其中电火花计时器实验误差较小电火花打点记时器是利用照明电打出的火花而打出点，由于作用快，不会产生托痕，可使实验更精确，误差更小（2）重锤的质量可测可不测，因为动能的增加量和重力势能的减小量式子中都有质量，可以约去需要测量的物理量是 B：重锤下落的高度，通过计算得到的物理量是 C：与下落高度对应的重锤的瞬时速度（3）根据匀变速直线运动直线运动过程中中间时刻速度推论可得112nnFhhvT，根据机械能守恒定律可得2211112()1()228nnnnnnhhhhmmghgTT h 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）2m/s （2）0.16J 1.04J （3）0.15s【解析】（1）设 C 达到最大速度为mv，由法拉第电磁感应定律可得回路的感应电动势为：E=2BLvm 由欧姆定律可得回路中的电流强度为：2EIR 金属导体棒 ab、cd 受到的安培力为：FBIL 线中张力为 T2，导体棒 ab、cd 及物体 C 的受力如图，由平衡条件可得：1sin37oTmgF，21TTFf，2TMg 联立解得2mmvs （2）运动过程中由于摩擦产生的内能：E1=mgh=0.16J 由能的转化和守恒定律可得：2121(2)sin372omMghmM vmghEE 联立 将1hm，代入可得这一过程由电流产生的内能：21.04EJ（3）经分析，在 ab 棒向右减速运动的过程中，其加速度大小与 cd 棒沿斜面向上运动的加速度大小始终相等，速率也始终相等。设某时刻它们的速率为 v，则：E=2BLV 由欧姆定律可得回路中的电流强度为：2EIR 金属导体棒 ab、cd 受到的安培力为：FBIL 对 ab 棒运用动量定理：22mB L v tmgtmvR 又0.11v txm 计算可得 t=0.15s 14、（1）232vg（2）2vg【解析】(1)由题意知 F浮=Mg 释放压舱物后：1144浮FMMgMMa 即热气球向下做匀减运动的加速度大小为：13ag 由于热气球到地面时的速度刚好为零，则 22322vvhag(2)设压舱物落地所用时间为 t1，根据运动学公式有：21112hvtgt 解得：1vtg 设热气球匀减速到地面所用时间为 t2，则212hvt 解得：23vtg 因此两者到达地面所用时间差为：212vttg 15、（1）2qELm（2）32mEqL（3）23126xLn,其中 n=2、3、4、5、6、7、8【解析】试题分析：（1）由题意可知 aO=L,粒子在 aO 加速过程中有 由动能定理：2012qELmv 解得粒子经过 O 点时速度大小：02qELvm （2）粒子在磁场区域中的运动轨迹如图，设粒子轨迹圆半径为 R0，由几何关系可得：0003cos603RRL 由洛伦兹力提供向心力得：2000vqv BmR 联立以上解得：32mEBqL（3）若粒子在磁场中一共经历 n 次偏转到达 P，设粒子轨迹圆半径为 R,由几何关系可得：0032tan30cos30=36LnRL 依题意得:00RR 联立解得：9n97，且 n 取正整数 设粒子在磁场中的运动速率为 v，则有：2vqvBmR 在电场中的加速过程，由动能定理：212qExmv 联立解得：23126xLn,其中 n=2、3、4、5、6、7、8 考点：带电粒子在匀强电场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动【名师点睛】本题主要考查了带电粒子在匀强电场中的运动、带电粒子在匀强磁场中的运动电场对粒子做正功，由动能定理求出粒子经过 O 点时速度大小；作出粒子运动轨迹，找到圆心、找出半径与磁场宽度的关系即可解题