2023届广东省番禺区高三第四次模拟考试物理试卷含解析

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，物体m与斜面体M一起静止在水平面上。若将斜面的倾角θ稍微增大一些，且物体m仍静止在斜面上，则A．斜面体对物体的支持力不变B．斜面体对物体的摩擦力变大C．水平面与斜面体间的摩擦力变大D．水平面与斜面体间的摩擦力变小2、下列说法中错误的是（）A．若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应B．卢瑟福通过粒子散射实验，提出原子的核式结构模型C．原子核发生一次β衰变，该原子核外就一定失去一个电子D．质子、中子、粒子的质量分别是m、m2、m3，质子和中子结合成一个粒子，释放的能量是3、如图所示，B、M、N分别为竖直光滑圆轨道的右端点，最低点和左端点，B点和圆心等高，N点和圆心O的连线与竖直方向的夹角为。现从B点的正上方某处A点由静止释放一个小球，经圆轨道飞出后以水平上的v通过C点，已知圆轨道半径为R，，重力加速度为g，则一下结论正确的是A．C、N的水平距离为R B．C、N的水平距离为2RC．小球在M点对轨道的压力为6mg D．小球在M点对轨道的压力为4mg4、如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法正确的是（）A．这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短B．这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最高C．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11.11eVD．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eV5、如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R。金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下（方向不变），现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止。下列说法正确的是（）A．ab中的感应电流方向由b到aB．电阻R的热功率逐渐变小C．ab所受的安培力逐渐减小D．ab所受的静摩擦力保持不变6、如图所示，一飞行器围绕地球沿半径为的圆轨道1运动，经点时，启动推进器短时间向后喷气使其变轨，轨道2、3是与轨道1相切于点的可能轨道，则飞行器（）A．变轨后将沿轨道3运动B．变轨后相对于变轨前运行周期变大C．变轨前、后在两轨道上运动时经点的速度大小相等D．变轨前经过点的加速度大于变轨后经过点的加速度二、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，y轴上固定有两个电荷量相等的带正电的点电荷，且关于坐标原点对称。某同学利用电场的叠加原理分析在两电荷连线的中垂线（轴）上必定有两个场强最强的点、，该同学在得到老师的肯定后又在此基础上作了下面的推论，你认为其中正确的是（）A．若两个点电荷的位置不变，但电荷量加倍，则轴上场强最大的点仍然在、两位置B．如图(1)，若保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在轴上，则轴上场强最大的点仍然在、两位置C．如图(2)，若在平面内固定一个均匀带正电圆环，圆环的圆心在原点。直径与(1)图两点电荷距离相等，则轴上场强最大的点仍然在、两位置D．如图(3)，若在平面内固定一个均匀带正电薄圆板，圆板的圆心在原点，直径与(1)图两点电荷距离相等，则轴上场强最大的点仍然在、两位置8、如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表A、理想电压表V，副线圈上通过输电线接有一个灯泡L，一个电吹风M，输电线的等效电阻为R，副线圈匝数可以通过调节滑片P改变。S断开时，灯泡L正常发光。以下说法中正确的是（）A．滑片P位置不动，当S闭合时，电压表读数增大B．滑片P位置不动，当S闭合时，电流表读数增大C．当S闭合时，为使灯泡L正常发光，滑片P应向上滑动D．当S闭合时，为使灯泡L正常发光，滑片P应向下滑动9、如图所示，一充电后与电源断开的平行板电容器的两极板水平放置，板长为L，板间距离为d，距板右端L处有一竖直屏M。一带电荷量为q、质量为m的质点以初速度v0沿中线射入两板间，最后垂直打在M上，已知重力加速度为g，下列结论正确的是（）A．两极板间电场强度大小为B．两极板间电压为C．整个过程中质点的重力势能增加D．若仅增大两极板间距，该质点仍能垂直打在M上10、如图所示，直杆与水平面成30°角，一轻质弹簧套在直杆上，下端固定在直杆底端。现将一质量为m的小滑块从杆顶端A点由静止释放，滑块压缩弹簧到达最低点B后返回，脱离弹簧后恰能到达AB的中点。设重力加速度为g，AB=L，则该过程中（）A．滑块和弹簧刚接触时的速度最大 B．滑块克服摩擦做功为C．滑块加速度为零的位置只有一处 D．弹簧最大弹性势能为三、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）某实验小组做“探究加速度和力、质量的关系”实验。(1)用如图甲所示的装置做实验，图中带滑轮的长木板放置于水平桌面上，拉力传感器可直接显示细线所受拉力的大小。实验时，下列操作必要且正确的是__________。A．将长木板右端适当垫高，使小车前端的滑轮不挂砂桶时，小车能自由匀速滑动B．为了减小误差，实验中要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量C．实验时，拉小车前端滑轮的细线必须保持水平D．实验时，使小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录拉力传感器的示数(2)在正确、规范的操作下，打出一条如图乙所示的纸带，每相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，纸带上的数字为相邻两个计数点间的距离，打点计时器电源的频率为。则打计数点3时，小车的速度大小__________；小车做匀加速直线运动的加速度大小__________。（结果均保留三位有效数字）(3)带滑轮的长木板水平放置，保持小车质量不变，改变砂桶里砂的质量测出每次拉力传感器的示数和小车对应的加速度，作图象。下列图线正确的是_____。A．B．C．D．12．（12分）在“探究物体质量一定时，加速度与力的关系实验”中，小明同学做了如图甲所示的实验改进，在调节桌面水平后，添加了力传感器来测细线中的拉力。已知当地的重力加速度取。(1)关于该实验的操作，下列说法正确的是_______。A．必须用天平测出沙和沙桶的质量B．一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量C．应当先释放小车，再接通电源D．需要改变沙和沙桶的总质量，打出多条纸带(2)由多次实验得到小车的加速度a与力传感器显示数F的关系如图乙所示，则小车与轨道间的滑动摩擦力________N。(3)小明同学不断增加沙子质量重复实验，发现小车的加速度最后会趋近于某一数值，从理论上分析可知，该数值应为________m/s2。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，绝热气缸被一导热薄活塞分隔成A、B两部分，活塞左侧用一轻绳固定在气缸左壁。已知A部分气体的压强为2×105Pa，B部分气体的压强为1×105Pa，A、B'体积之比为1：3，气缸内气体温度为27℃，活1塞横截面积为50cm²，气缸内表面光滑，A、B中气体均为理想气体。（i）求轻绳的拉力大小F；（ii）若轻绳突然断掉，求再次平衡时A、B两部分气体的体积之比。14．（16分）“801所”设计的磁聚焦式霍尔推进器可作为太空飞船的发动机，其原理如下：系统捕获宇宙中大量存在的等离子体(由电量相同的正、负离子组成)经系统处理后，从下方以恒定速率v1向上射入有磁感应强度为B1、垂直纸面向里的匀强磁场区域Ⅰ内．当栅极MN、PQ间形成稳定的电场后，自动关闭区域Ⅰ系统(关闭粒子进入通道、撤去磁场B1)．区域Ⅱ内有磁感应强度大小为B2、垂直纸面向外的匀强磁场，磁场右边界是直径为D、与上下极板相切的半圆(圆与下板相切于极板中央A)．放在A处的放射源能够向各个方向均匀发射速度大小相等的氙原子核，氙原子核经过该区域后形成宽度为D的平行氙粒子束，经过栅极MN、PQ之间的电场加速后从PQ喷出，在加速氙原子核的过程中探测器获得反向推力(不计氙原子核、等离子体的重力，不计粒子之间相互作用于相对论效应)．已知极板长RM=2D，栅极MN和PQ间距为d，氙原子核的质量为m、电荷量为q，求：(1)氙原子核在A处的速度大小v2；(2)氙原子核从PQ喷出时的速度大小v3；(3)因区域Ⅱ内磁场发生器故障，导致区域Ⅱ中磁感应强度减半并分布在整个区域Ⅱ中，求能进入区域Ⅰ的氙原子核占A处发射粒子总数的百分比．15．（12分）一球形人造卫星，其最大横截面积为A、质量为m，在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动．由于受到稀薄空气阻力的作用，导致卫星运行的轨道半径逐渐变小．卫星在绕地球运转很多圈之后，其轨道的高度下降了△H，由于△H<<R，所以可以将卫星绕地球运动的每一圈均视为匀速圆周运动．设地球可看成质量为M的均匀球体，万有引力常量为G．取无穷远处为零势能点，当卫星的运行轨道半径为r时，卫星与地球组成的系统具有的势能可表示为．（1）求人造卫星在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动的周期；（2）某同学为估算稀薄空气对卫星的阻力大小，做出了如下假设：卫星运行轨道范围内稀薄空气的密度为ρ，且为恒量；稀薄空气可看成是由彼此不发生相互作用的颗粒组成的，所有的颗粒原来都静止，它们与人造卫星在很短时间内发生碰撞后都具有与卫星相同的速度，在与这些颗粒碰撞的前后，卫星的速度可认为保持不变．在满足上述假设的条件下，请推导：①估算空气颗粒对卫星在半径为R轨道上运行时，所受阻力F大小的表达式；②估算人造卫星由半径为R的轨道降低到半径为R-△H的轨道的过程中，卫星绕地球运动圈数n的表达式．

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、物体m静止不动，受力平衡．可对物体受力分析，正交分解重力G得：斜面体对物体的支持力N=mgcosθ斜面体对物体的摩擦力f=mgsinθ比较可知θ稍微增大一些，N变小，f变大，故A错误、B正确．C、对于水平面对斜面的力，最好采用整体法，对m和M整体进行受力分析：整体受重力和水平面的支持力，因为整体处于静止也就是平衡状态，所以地面对斜面体的摩擦力始终为零，水平面对斜面体间的支持力不变．故C错误、D错误．故选：B．2、C【解析】

A．根据玻尔理论可知，氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光的能量大于氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光的能量，结合光电效应发生的条件可知，若氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应，故A正确；B．卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子核式结构理论，故B正确；C．衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，故C错误；D．质子、中子、子的质量分别是、、，质子和中子结合成一个粒子的过程中亏损的质量为根据爱因斯坦质能方程可知释放的能量是，故D正确；本题选择错误的，故选C。3、C【解析】

AB．小球从N到C的过程可看作逆过来的平抛，则解得：故A、B项错误。CD．小球从M到N的过程应用动能定理可得：对小球在M点时受力分析，由牛顿第二定律可得：解得：根据牛顿第三定律可得：小球在M点对轨道的压力为6mg。故C项正确，D项错误。故选C。4、D【解析】

这群氢原子能发出三种频率不同的光，根据玻尔理论△E=Em-En（m＞n）得知，从n=3跃迁到n=1所发出的光能量最大，由E=hγ=hc/λ得知，频率最高，波长最短．故AB错误；从n=3跃迁到n=1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为13.6-1.51eV=12.09eV，根据光电效应方程得Ekm=hv-W0=12.09-2.49eV=9.60eV．故C错误，D正确．故选D．5、C【解析】

A．磁感应强度均匀减小，磁通量减小，根据楞次定律得，ab中的感应电流方向由a到b，故A错误；B．由于磁感应强度均匀减小，根据法拉第电磁感应定律可知，感应电动势恒定，则感应电流不变，由公式可知，电阻R的热功率不变，故B错误；C．根据安培力公式F=BIL知，电流I不变，B均匀减小，则安培力减小，故C正确；D．导体棒受安培力和静摩擦力处于平衡，则安培力减小，则静摩擦力减小，故D错误。故选C。6、B【解析】

根据题意，飞行器经过点时，推进器向后喷气，飞行器线速度将增大，做离心运动，则轨道半径变大，变轨后将沿轨道2运动，由开普勒第三定律可知，运行周期变大，变轨前、后在两轨道上运动经点时，地球对飞行器的万有引力相等，故加速度相等，故B正确，ACD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、ABC【解析】

A．可以将每个点电荷（2q）看作放在同一位置的两个相同的点电荷（q），既然上下两个点电荷（q）的电场在x轴上场强最大的点仍然在A、A＇两位置，两组点电荷叠加起来的合电场在x轴上场强最大的点当然还是在A、A＇两位置，选项A正确；B．由对称性可知，保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在轴上，则轴上场强最大的点仍然在、两位置，选项B正确；C．由AB可知，在yOz平面内将两点电荷绕O点旋转到任意位置，或者将两点电荷电荷量任意增加同等倍数，在x轴上场强最大的点都在A、A＇两位置，那么把带电圆环等分成一些小段，则关于O点对称的任意两小段的合电场在x轴上场强最大的点仍然还在A、A＇两位置，所有这些小段对称叠加的结果，合电场在x轴上场强最大的点当然还在A、A＇两位置，选项C正确；D．如同C选项，将薄圆板相对O点对称的分割成一些小块，除了最外一圈上关于O点对称的小段间距还是和原来一样外，靠内的对称小块间距都小于原来的值，这些对称小块的合电场在x轴上场强最大的点就不再在A、A＇两位置，则整个圆板的合电场在x轴上场强最大的点当然也就不再在A、A＇两位置，选项D错误。故选ABC。8、BC【解析】

A．滑片P位置不动，当S闭合时，电阻变小，原线圈电压及匝数比不变，副线圈电压不变，电压表读数不变，故A错误；B．滑片P位置不动，当S闭合时，副线圈电压不变，电阻变小，输出功率变大，输入功率变大，根据P1=U1I1，知电流表读数变大，故B正确；CD．因为副线圈电压不变，电阻变小，则副线圈电流变大，所以等效电阻R两端的电压增大，并联部分的电压减小，为了使灯泡L正常发光，必须增大电压，滑片P应向上滑动，故C正确，D错误。故选BC。9、BD【解析】

AB．据题分析可知，小球在平行金属板间轨迹应向上偏转，做类平抛运动，飞出电场后，小球的轨迹向下偏转，才能最后垂直打在M屏上，前后过程质点的运动轨迹有对称性，如图可见两次偏转的加速度大小相等，根据牛顿第二定律得：qE-mg=mg得到：由U=Ed可知板间电压为：故A错误，B正确；C．小球在电场中向上偏转的距离为：y＝at2而a＝＝g，t＝解得：y＝故小球打在屏上的位置与P点的距离为：S＝2y＝重力势能的增加量为：EP＝mgs＝故C错误。D．仅增大两板间的距离，因两板上电量不变，根据E＝＝而C＝，解得：E＝可知，板间场强不变，小球在电场中受力情况不变，则运动情况不变，故仍垂直打在屏上，故D正确。故选BD。10、BD【解析】

A．滑块向下运动受到的合力为零时，速度最大，即这时，速度最大，故A错误；B．根据动能定理有解得故B错正确；C．滑块加速度为零即合力为零，向下滑动时向上滑动时所以C错误；D．弹簧被压缩到最短时弹性势能最大，根据能量守恒解得弹簧最大弹性势能为故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、AD1.132.50B【解析】

(1)[1]A．为使小车的合外力等于小车受到的拉力，必须平衡摩擦力，故A正确；B．小车受到的拉力等于拉力传感器的两倍，不需要用细线的拉力近似等于砂和砂桶的重力，实验中不需要保证砂和砂桶的质量远小于小车的质量，故B错误；C．细线必须与木板保持平行，因为平衡了摩擦力，木板不水平，所以细线也不水平，故C错误；D．为充分利用纸带，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录传感器的示数，故D正确。故选AD。(2)[2]打点计时器电源的频率为，相邻两个计数点之间还有四个计时点没有画出来，则相邻计数点间时间间隔根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于这段的平均速度可得代入数据可得[3]根据逐差法有代入数据可得(3)[4]木板水平放置时，没有平衡小车受到的摩擦力，则有整理得则图象为不过原点的斜线，故B正确，ACD错误。故选B。12、D1.05m/s2【解析】

(1)[1]AB．对小车的拉力是通过力传感器得到的，故无需测量沙和沙桶的质量，也不需要满足沙和沙桶的总质量远小于小车的质量，故AB错误；C．使用打点计时器，应先接通电源，在释放小车，故C错误；D．探究物体质量一定时加速度与力的关系，要改变沙和沙桶的总质量，打出多条纸带，故D正确。故选D。(2)[2]根据牛顿第二定律可知图象时解得(3)[3]沙和沙桶的位移为x1，小车的位移为x2，在相同时间t内两者之间有定滑轮相连，所以位移之间的关系为则加速度关系为即小车的加速度是砂和砂桶加速度的。设绳子的拉力为T，根据牛顿第二定律得化简可得不断增加沙子质量时，m趋于无穷大，即可判断小车的加速度为四、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）500N；（ii）【解析】

（i）对活塞受力分析，由平衡条件可知①得②故轻绳的拉力大小为500N。（ii）再次平衡时A、B两总分气体的压强相等，设为，设气缸总体积为，气体温度为，对A中气体③对B中气体④解得⑤体积之比为。14、（1）（2）（3）【解析】

（1）离子在磁场中做匀速圆周运动时：根据题意，在A处发射速度相等，方向不同的氙原子核后，形成宽度为D的平行