天津市静海区独流中学2023届高考物理四模试卷含解析.doc

2023年高考物理模拟试卷注意事项：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，固定在竖直平面内的大圆环的半径为。质量为的小环套在大圆环上，且与大圆环接触面光滑。在劲度系数为的轻弹簧作用下，小环恰静止于大圆环上，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则（）A弹簧伸长的长度为B弹簧伸长的长度为C弹簧缩短的长度为D弹簧缩短的长度为2、某静电场中有电场线与x轴重合，x轴上各点电势分布如图所示，图线关于纵轴对称,则()Ax1处和x1处场强方向相同Bx1处和x2处场强大小相等C某带电粒子在x2处和x2处电势能相等D某带电粒子在x2处的电势能大于在x2处的电势能3、在x轴上有两个固定的点电荷Q1、Q2，其中Q1为正电荷，Q2为负电荷。一带正电的粒子仅在电场力作用下从原点O由静止开始沿x轴运动，其动能Ek随位置x的变化关系如图，则能够正确表示Q1、Q2位置的图像是（）ABCD4、北京时间2019年11月5日1时43分，我国成功发射了北斗系统的第49颗卫星。据介绍，北斗系统由中圆地球轨道卫星、地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星三种卫星组成，其中中圆地球轨道卫星距地高度大约24万千米，地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星距地高度都是大约为3.6万千米。这三种卫星的轨道均为圆形。下列相关说法正确的是（）A发射地球静止轨道卫星的速度应大于B倾斜地球同步轨道卫星可以相对静止于某个城市的正上空C根据题中信息和地球半径，可以估算出中圆地球轨道卫星的周期D中圆地球轨道卫星的向心加速度小于倾斜地球同步轨道卫星的向心加速度5、一个物体在外力F的作用下静止在倾角为的光滑固定斜面上，关于F的大小和方向，下列说法正确的是（ ）A若F=mg，则F的方向一定竖直向上B若F=mgtan，则F的方向一定沿水平方向C若F=mgsin，则F的方向一定沿斜面向上D若F=mgcos，则F的方向一定垂直于斜面向上6、分离同位素时，为提高分辨率，通常在质谐仪内的磁场前加一扇形电场扇形电场由彼此平行、带等量异号电荷的两圆弧形金属板形成，其间电场沿半径方向被电离后带相同电荷量的同种元素的同位素离子，从狭缝沿同一方向垂直电场线进入静电分析静电分器，经过两板间静电场后会分成几束，不考虑重力及离子间的相互作用，则A垂直电场线射出的离子速度的值相同B垂直电场线射出的离子动量的值相同C偏向正极板的离子离开电场时的动能比进入电场时的动能大D偏向负极板的离子离开电场时动量的值比进入电场时动量的值大二、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、在光滑的水平面上，一滑块的质量m=2kg，在水平面上受水平方向上恒定的外力F=4N（方向未知）作用下运动，如图所示给出了滑块在水平面上运动的一段轨迹，滑块过PQ两点时速度大小均为v=5m/s。滑块在P点的速度方向与PQ连线夹角=37°，sin37°=0.6，则（）A水平恒力F的方向与PQ连线成53°夹角B滑块从P到Q的时间为3sC滑块从P到Q的过程中速度最小值为4m/sDPQ两点连线的距离为12m8、图示为振幅、频率相同的两列横波相遇时形成的干涉图样，实线与虚线分别表示的是波峰和波谷，图示时刻，M是波峰与波峰的相遇点，已知两列波的振幅均为A，下列说法中正确的是（ ） A图示时刻位于M处的质点正向前移动BP处的质点始终处在平衡位置C从图示时刻开始经过四分之一周期，P处的质点将处于波谷位置D从图示时刻开始经过四分之一周期，M处的质点到达平衡位置E.M处的质点为振动加强点，其振幅为2A9、在匀强磁场中，一矩形金属线圈共100匝，绕垂直于磁场的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图像如图乙所示，则下列说法中正确的是（）A时，线圈在中性面B线圈产生的交变电动势的频率为100HzC若不计线圈电阻，在线圈中接入定值电阻，则该电阻消耗的功率为D线圈磁通量随时间的变化率的最大值为10、如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学探究小球在接触弹簧后向下的运动过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，作出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是A当x=h+x0时，重力势能与弹性势能之和最小B最低点的坐标为x=h+2x0C小球受到的弹力最大值等于2mgD小球动能的最大值为三、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）用如图所示的实验装置研究平抛运动某同学按如下的操作得到了一组数据：将碰撞传感器水平放置，在轨道多个位置静止释放小球将碰撞传感器竖直放置在离抛出点一定距离处（图中虚线位置），在轨道多个位置静止释放小球，小球都击中碰撞传感器123456初速度v0（m/s）1.0241.2011.1761.1530.9421.060飞行时间t（s）0.2460.2490.2480.1730.2120.189 (1)本实验除了碰撞传感器外，还需用到的传感器是_(2)根据表格可知，碰撞传感器水平放置时，距离小球抛出点的高度约_m；碰撞传感器竖直放置时，距离小球抛出点的水平距离约_m12（12分）为制作电子吊秤，物理小组找到一根拉力敏感电阻丝，拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生微小形变(宏观上可认为形状不变)，它的电阻也随之发生变化，其阻值 R 随拉力F变化的图象如图(a)所示，小组按图(b)所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势E = 3V，内阻r =1；灵敏毫安表量程为10mA ，内阻Rg=50；R1是可变电阻器，A、B两接线柱等高且固定。现将这根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘环，将其两端接在A、B两接线柱上。通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，不计敏感电阻丝重力，具体步骤如下：步骤a：滑环下不吊重物时，闭合开关，调节可变电阻R1，使毫安表指针满偏；步骤b：滑环下吊已知重力的重物G，测出电阻丝与竖直方向的夹角为；步骤c：保持可变电阻R1接入电路电阻不变，读出此时毫安表示数 I；步骤d：换用不同已知重力的重物，挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值；步骤e：将电流表刻度盘改装为重力刻度盘。(1)写出敏感电阻丝上的拉力F与重物重力G的关系式 F=_；(2)若图(a)中R0=100，图象斜率 k = 0.5/N ，测得=60°，毫安表指针半偏，则待测重物重力G= _N；(3)改装后的重力刻度盘，其零刻度线在电流表_(填“零刻度”或“满刻度”)处，刻度线_填“均匀”或“不均匀”）。 (4)若电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变，用这台“吊秤”称重前，进行了步骤 a 操作，则测量结果_（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。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.在距水平地面高h=0.80m的水平桌面一端的边缘放置一个质量m=0.80kg的木块B，桌面的另一端有一块质量M=1.0kg的木块A以初速度v0=4.0m/s开始向着木块B滑动，经过时间t=0.80s与B发生碰撞，碰后两木块都落到地面上，木块B离开桌面后落到地面上的D点设两木块均可以看作质点，它们的碰撞时间极短，且已知D点距桌面边缘的水平距离s=0.60m，木块A与桌面间的动摩擦因数=0.15，重力加速度取g=10m/s1求：(1)木块B离开桌面时的速度大小；(1)两木块碰撞前瞬间，木块A的速度大小；(3)两木块碰撞后瞬间，木块A的速度大小14（16分）我们可以借鉴研究静电场的方法来研究地球周围空间的引力场，如用“引力场强度”、“引力势”的概念描述引力场。已知地球质量为M，半径为R，万有引力常量为G，将地球视为均质球体，且忽略自转。(1)类比电场强度的定义方法，写出地球引力场的“引力场强度E”的定义式，并结合万有引力定律，推导距离地心为r（r>R）处的引力场强度的表达式；(2)设地面处和距离地面高为h处的引力场强度分别为和，如果它们满足，则该空间就可以近似为匀强场，也就是我们常说的重力场。请估算地球重力场可视为匀强场的高度h（取地球半径R=6400km）；(3)某同学查阅资料知道:地球引力场的“引力势”的表达式为（以无穷远处引力势为0）。请你设定物理情景，简要叙述推导该表达式的主要步骤。15（12分）如图所示，质量m的小环串在固定的粗糙竖直长杆上，从离地h高处以一定初速度向上运动，运动过程中与长杆之间存在大小的滑动摩擦力小环能达到的最大高度为3h，求：(1)小环从h高处出发至第二次经过2h高处过程中，重力做功和摩擦力做功分别为多少？(2)在高中我们定义“由相互作用的物体的相对位置决定的能量”叫势能，如相互吸引的物体和地球，其相对位置关系决定重力势能对比(1)问中两力做功，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念(3)以地面为零势能面从出发至小环落地前，小环的机械能E随路程s的变化关系是什么？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】如图所示静止小环受重力，由假设法分析知，弹簧有向内的拉力，为伸长状态，大圆环的支持力沿半径向外。在力三角形中，由正弦定理得由胡克定律得联立可得故A正确，BCD错误。2、C【解析】ABx图象的斜率大小等于电场强度，x1处和-x1处场强大小相等，方向相反，x1处和-x2处场强大小不相等，故AB错误；CD在x2处和-x2处电势相等，根据Ep=q知某带电粒子在x2处和-x2处电势能相等，故C正确，D错误。 故选C。3、A【解析】由动能定理可知可知图像的斜率等于电场力，由图像可知，在0x0之间存在一个场强为0的点（设为M点），且在OM之间运动时电场力做正功，在M与x0之间运动时电场力做负功；由此刻判断0x0区间肯定在两点荷的同一侧，且正电荷Q1距离O点较近，故选项A正确，BCD错误；故选A。4、C【解析】A11.2m/s是发射挣脱地球引力控制的航天器的最小速度，而地球静止轨道卫星仍然是围绕地球做匀速圆周运动，所以地球静止轨道卫星的发射速度定小于地球的第二宇宙速度11.2km/s，故A错误；B倾斜地球同步轨道卫星只是绕地球做匀速圆周运动的周期为24小时，不可以相对静止于某个城市的正上空，故B错误；C已知地球静止轨道卫星离地高度和地球半径，可得出地球静止轨道卫星的运动半径，其运动周期天，已知中圆地球轨道卫星距地面的高度和地球半径，可得出中圆地球轨道卫星的轨道半径，根据开普勒第三定律有代入可以得出中圆地球轨卫星的周期，故C正确；D由于中圆地球轨道卫星距离地面高度小于倾斜地球同步轨道卫星距离地面高度，即中圆地球轨道卫星的运动半径较小，根据万有引力提供向心力有可知，中圆地球轨道卫星的向心加速度大于倾斜地球同步轨道卫星的向心加速度，D错误。故选C。5、C【解析】A由甲图可知，若F=mg，则F的方向可能竖直向上，也可能与竖直方向成2角斜向下，选项A错误； B由乙图可知，若F=mgtan，则F的方向可能沿水平方向，也可能与斜面成角斜向上，选项B错误；C由甲图可知，若F=mgsin，则F的方向是唯一的，一定沿斜面向上，选项C正确；D由图丙可知，若F=mgcos，则若以mgcos为半径做圆，交过G且平行于N的直线于两个点，则说明F的解不是唯一的，且F的方向一定不是垂直于斜面向上，选项D错误；故选C。6、D【解析】垂直电场线射出的离子，在电场中做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有，解得，同位素的质量不同，所以垂直电场线射出的离子动能的值相同，速度不同，动量不同，AB错误；偏向正极板的离子离开电场时克服电场力做功，动能比进入电场时的小，C错误；偏向负极板的离子离开电场时，过程中电场力做正功，速度增大，动量增大，故比进入电场时动量的值大，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、BCD【解析】A设水平恒力F的方向与PQ连线夹角为，滑块过P、Q两点时的速度大小相等，根据动能定理得FxPQcos=Ek=0得=90°，即水平恒力F与PQ连线垂直且指向轨迹的凹侧，故A错误；B把P点的速度分解在沿水平力F和垂直水平力F两个方向上，沿水平力F方向上滑块先做匀减速后做匀加速直线运动，有当F方向速度为零时，时间为 根据对称性，滑块从P到Q的时间为t'=2t=3s故B正确；C当F方向速度为零时，只有垂直F方向的速度v'=vcos37°=4m/s此时速度方向与F垂直，速度最小，故C正确；D垂直F的方向上物块做匀速直线运动，有xPQ=v't'=12m故D正确。故选BCD。8、BDE【解析】A图示时刻位于M处的质点只在平衡位置附件上下振动，并不随波迁移，故A错误；BCP处的质点图示时刻处于波峰和波谷相遇，二者运动的步调始终相反，合位移为0，始终处于平衡位置，故B正确，C错误；D从图示时刻开始经过四分之一周期，M处的质点到达平衡位置，位移为0，故D正确；E. M处的质点为振动加强点，其振幅为2A，故E正确。故选BDE。9、ACD【解析】At=0.01s时，感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，线圈在中性面位置，故A正确。B由图可知周期为0.02s，则频率为f=50Hz，故B错误。C线圈产生的交变电动势有效值为电阻消耗的功率故C正确。Dt=0.005s电动势最大为311V，则磁通量随时间的变化率为故D正确。故选ACD。10、AD【解析】由图象结合小球的运动过程为:先自由落体运动，当与弹簧相接触后，再做加速度减小的加速运动，然后做加速度增大的减速运动，直到小球速度为零。A当x=h+x0时，弹力等于重力，加速度为零，小球速度最大，动能最大，由于系统机械能守恒，所以重力势能与弹性势能之和最小，A正确；B在最低点小球速度为零，从刚释放小球到小球运动到最低点，小球动能变化量为零，重力做的功和弹力做的功的绝对值相等，即到最低点图中实线与x轴围成的面积应该与mg那条虚线与x轴围成的面积相同，所以最低点应该在h+2x0小球的后边，B错误；C由B知道最低点位置大于，所以弹力大于2mg， C错误；D当x=h+x0时，弹力等于重力，加速度为零，小球速度最大，动能最大，由动能定理可得，故D正确。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、光电门 0.3 0.2 【解析】(1)1根据图，并结合实验的原理可知，除了碰撞传感器外，还需用到光电门传感器；(2)23由表格数据可知，前3个，时间基本相等；而后3个，初速度与时间的乘积是基本相等的；时间基本相等的，碰撞传感器水平放置，根据自由落体运动位移公式，那么距离小球抛出点的高度初速度与时间的乘积是基本相等的，碰撞传感器竖直放置，那么距离小球抛出点的水平距离12、 600N 满刻度 不均匀 不变 【解析】(1) 由受力情况及平行四边形定则可知，解得：；(2) 实验步骤中可知，当没有挂重物时，电流为满偏电流，即：，由欧姆定律得： ，电流是半偏的，代入数据解得：G=600N；(3) 由实验步骤可知，当拉力为F时，电流为I，因此根据闭合电路的欧姆定律得：，由图乙可知，拉力与电阻的关系式：，解得： 电流值I与压力G不成正比，刻度盘不均匀；该秤的重力越小，电阻越小，则电流表示数越大，故重力的零刻度应在靠近电流表满刻度处；(4) 根据操作过程a可知，当内阻增大，仍会使得电流表满偏，则电阻R1会变小，即r+R1之和仍旧会不变，也就是说测量结果也不变。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) (1) (3) 【解析】(1)木块离开桌面后均做平抛运动，设木块B离开桌面时的速度大小为，在空中飞行的时间为t根据平抛运动规律有：，解得：(1)木块A在桌面上受到滑动摩擦力作用做匀减速运动，根据牛顿第二定律，木块A的加速度：设两木块碰撞前A的速度大小为v，根据运动学公式，得(3)设两木块碰撞后木块A的速度大小为，根据动量守恒定律有：解得：.14、 (1)引力场强度定义式，推导见解析；(2)h=64976m；(3)推导见解析.【解析】(1)引力场强度定义式联立得(2)根据题意解得h=64976m(3)定义式引力势，式中为某位置的引力势能把某物体从无穷远移动到某点引力做的功即则当质量为m的物体自无穷远处移动到距离地球r处时，引力做功为通过计算得所以15、 (1)mgh；mgh(2)不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”(3)E=4mgh【解析】(1)重力做功为WG=mgh摩擦力做功Wf=fs=3h=mgh(2)重力做功与路径无关，仅与初末位置有关势能的变化与初末位置有关两者都与位置有关，所以重力有对应的重力势能摩擦力做功与路径有关，所以不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”。(3)小环能达到的最大高度为3h，则：解得：若以地面为零势能面，小环初始势能为mgh，初始动能为3mgh，则初始机械能为4mgh；从出发到落地前，通过路程s，克服摩擦力所做的功为；则机械能变化的表达式为：E=4mgh