2024届湖北省荆州市沙市中学高三第四次模拟考试物理试卷含解析

2024届湖北省荆州市沙市中学高三第四次模拟考试物理试卷注意事项：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，左侧是半径为R的四分之一圆弧，右侧是半径为2R的一段圆弧．二者圆心在一条竖直线上，小球a、b通过一轻绳相连，二者恰好等于等高处平衡．已知，不计所有摩擦，则小球a、b的质量之比为A．3:4 B．3:5 C．4:5 D．1:22、如图，一演员表演飞刀绝技，由O点先后抛出完全相同的三把飞刀，分别垂直打在竖直木板上M、N、P三点.假设不考虑飞刀的转动，并可将其看做质点，已知O、M、N、P四点距离水平地面高度分别为h、4h、3h、2h，以下说法正确的是（）A．三把刀在击中板时动能相同B．三次飞行时间之比为C．三次初速度的竖直分量之比为3:2:1D．设三次抛出飞刀的初速度与水平方向夹角分别为θ1、θ2、θ3，则有θ1＞θ2＞θ33、如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，受到激发后的氢原子只辐射出三种不同频率的光a、b、c，频率νa＞νb＞νc，下列说法正确的是A．照射氢原子的光子能量为12.75eVB．从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光频率为νaC．从n=3能级跃迁到n=1能级辐射出的光频率为νcD．光a能使逸出功为10.2eV的某金属发生光电效应4、如图所示，三根完全相同的通电直导线a、b、c平行固定，三根导线截面的连线构成一等边三角形，O点为三角形的中心，整个空间有磁感应强度大小为B、方向平行于等边三角形所在平面且垂直bc边指向a的匀强磁场。现在三根导线中通以方向均向里的电流，其中Ib=Ic=I。已知通电长直导线在某点产生的磁感应强度的大小跟电流成正比，导线b在O点产生的磁感应强度大小为B。则下列说法正确的是（）A．若O点的磁感应强度平行ac边，则Ia=（1＋）IB．若O点的磁感应强度平行ab边，则Ia=（1＋）IC．若O点的磁感应强度垂直ac边，则Ia=（－1）ID．若O点的磁感应强度垂直ab边，则Ia=（－1）I5、如图所示，电源E，导线，导电细软绳ab、cd，以及导体棒bc构成闭合回路，导电细软绳ab、cd的a端和d端固定不动，加上恰当的磁场后，当导体棒保持静止时，闭合回路中abcd所在平面与过ad的竖直平面成30°，已知ad和bc等长且都在水平面内，导体棒bc中的电流I=2A，导体棒的长度L=0.5m，导体棒的质量m=0.5kg，g取10m/s2，关于磁场的最小值和方向，说法正确的是（）A．T，竖直向上 B．T，竖直向下C．2.5T，由b指向a D．2.5T，由a指向b6、如图所示，一光滑半圆形轨道固定在水平地面上，圆心为O、半径为R，一根轻橡皮筋一端连在可视为质点的小球上。另一端连在距离O点正上方R处的P点。小球放在与O点等高的轨道上A点时，轻橡皮筋处于原长。现将小球从A点由静止释放，小球沿圆轨道向下运动，通过最低点B时对圆轨道的压力恰好为零。已知小球的质量为m，重力加速度为g，则小球从A点运动到B点的过程中下列说法正确的是（）A．小球通过最低点时，橡皮筋的弹力等于mgB．橡皮筋弹力做功的功率逐渐变大C．小球运动过程中，橡皮筋弹力所做的功等于小球动能增加量D．小球运动过程中，机械能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量二、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、下列说法正确的是A．做简谐振动的物体，速度和位移都相同的相邻时间间隔为一个周期B．当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时才能发生衍射C．波的周期与波源的振动周期相同，波速与波源的振动速度相同D．电磁波在与电场和磁场均垂直的方向上传播E.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关8、如图所示，两根相互平行，间距为足够长的金属导轨固定在水平面上，导轨间存在的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向里，导轨上的金属杆ab、cd所受滑动摩擦力均为0.2N，两杆电阻均为0.1Ω，导轨电阻不计，已知ab受恒力的作用，ab和cd均向右做匀速直线运动，下列说法正确的是（）A．恒力 B．两杆的速度差大小为C．此时回路中电流大小为2A D．ab杆克服安培力做功功率等于回路中产生焦耳热的功率9、下列说法正确的是（）A．液体中的扩散现象是由分子间作用力造成的B．理想气体吸收热量时，温度和内能都可能保持不变C．当两分子间距从分子力为0（分子间引力与斥力大小相等，且均不为0）处减小时，其分子间的作用力表现为斥力D．液体的饱和汽压不仅与液体的温度有关而且还与液体的表面积有关E.一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行的10、如图所示，正方形ABCD位于竖直平面内，E、F、G、H分别为四条边的中点,且GH连线水平，O为正方形的中心。竖直平面内分布有一匀强电场、电场方向与水平面成45°角。现自O点以初速度水平向左射出一带正电粒子，粒子恰能到达G点。若不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．电场方向一定由O指向DB．粒子从O到G，电势能逐渐减小C．粒子返回至H点时速率也为D．若仅将初速度方向改为竖直向上，粒子一定经过DE间某点三、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）某实验小组用来研究物体加速度与质量的关系，实验装置如图甲所示。其中小车和位移传感器的总质量为，所挂钩码总质量为，小车和定滑轮之间的绳子与轨道平面平行，不计轻绳与滑轮之间的摩擦及空气阻力，重力加速度为。(1)若已平衡摩擦力，在小车做匀加速直线运动过程中，绳子中的拉力大小=__________（用题中所给已知物理量符号来表示）；当小车的总质量和所挂钩码的质量之间满足__________时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于所挂钩码的重力；(2)保持钩码的质量不变，改变小车的质量，某同学根据实验数据画出图线，如图乙所示，可知细线的拉力为__________（保留两位有效数字）。12．（12分）如图甲为某同学测量某一电源的电动势和内电阻的电路图，其中虚线框内为用毫安表改装成双量程电流表的电路。已知毫安表的内阻为10，满偏电流为100mA。电压表量程为3V，R0、R1、R2为定值电阻，其中的R0=2。(1)已知R1=0.4，R2=1.6。若使用a和b两个接线柱，电流表量程为________A；若使用a和c两个接线柱，电流表量程为________A。(2)实验步骤：①按照原理图连接电路；②开关S拨向b，将滑动变阻器R的滑片移动到________端（填“左”或“右”）。闭合开关S1；③多次调节滑动变阻器的滑片，记下相应的毫安表的示数I和电压表的示数U。(3)数据处理：①利用实验测得的数据画成了如图乙所示的图像；②由图像的电源的电动势E=________V，内阻r=________（E和r的结果均保留2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）某汽车轮胎能在的范围内正常工作，正常工作时胎内气体的压强最高不能超过，最低不能低于。在的室温环境下给该轮胎充气，充气结束时，胎内气体的温度升高到。假定轮胎容积不变，分析解答下列问题。(i)夏天的汽车行驶在温度较高的马路上，轮胎容易爆裂。若该胎内气体温度高达，从微观上分析胎内气体压强变化导致爆胎这一现象；(ii)求充气结束时轮胎内气体压强的范围（结果保留两位有效数字）。14．（16分）如图所示，电源电动势，内阻，闭合开关后，标有“、”的灯泡恰能正常发光，电流表为理想电流表，求：(1)电流表的示数是多少安培；(2)电阻等于多少欧姆；(3)电源的输出功率等于多少瓦特。15．（12分）如图所示，长0.32m的不可伸长的轻绳一端固定于O点，另一端拴一质量为0.3kg的小球B静止在水平面上，绳恰好处于伸直状态。一质量为0.2kg的小球A以某一速度沿水平面向右运动，与小球B发生弹性正碰，碰撞后小球B恰好能在竖直平面内完成完整的圆周运动，不计空气阻力，重力加速度取10m/s2，求∶(1)碰撞后小球B的速度大小；(2)碰撞前小球A的速度大小。

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、A【解析】

对a和b两个物体受力分析，受力分析图如下，因一根绳上的拉力相等，故拉力都为T；由力的平衡可知a物体的拉力，b物体的拉力，，则联立可解得，A正确．2、D【解析】

A.将飞刀的运动逆过来看成是一种平抛运动，三把刀在击中板时的速度大小即为平抛运动的初速度大小，运动时间为，初速度为，由图看出，三把刀飞行的高度不同，运动时间不同，水平位移大小相等，由平抛运动的初速度大小不等，即打在木板上的速度大小不等，故三把刀在击中板时动能不同;故A错误.B.竖直方向上逆过来看做自由落体运动，运动时间为，则得三次飞行时间之比为;故B错误.C.三次初速度的竖直分量等于平抛运动下落的速度竖直分量，由，可得它们得竖直分速度之比为;故C错误.D.设任一飞刀抛出的初速度与水平方向夹角分别为θ，则，则得θ1＞θ2＞θ3;故D正确.3、D【解析】

根据公式，可知，n=3，因此受到激发后的氢原子处于第n=3能级；A．根据氢原子由n=3跃迁到n=1产生的光子能量与从n=1跃迁到n=3所吸收的光子能量相等可知，照射氢原子的光子能量为：△E31=E3-E1=-1.51-（-13.6）=12.09eV，故A错误；B．频率大小关系为va＞vb＞vc，从n=3跃迁到n=2辐射出的能量最小，即其对应的光频率为vc，故B错误；C．氢原子由n=3跃迁到n=1产生的光的能量最大，辐射出的光频率为va，故C错误；D．氢由n=3跃迁到n=1产生的光的能量12.09eV，依据光电效应方程，所以能使逸出功为10.2eV的金属能发生光电效应，故D正确。4、A【解析】

三条直导线在O点的磁场方向如图；其中Bc和Bb的合场强水平向右大小为Bbc=B；方向水平向右。A．若O点的磁感应强度平行ac边，则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在垂直于ac方向的合磁场为零，即其中Bc=B=kI，解得Ia=（1＋）I选项A正确；B．若O点的磁感应强度平行ab边，则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在垂直于ab方向的合磁场为零，即其中Bb=B=kI，解得Ia=（-1）I选项B错误；C．若O点的磁感应强度垂直ac边，则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在平行于ac方向的合磁场为零，即表达式无解，则O点的磁感应强度的方向不可能垂直ac边，选项C错误；D．若O点的磁感应强度垂直ab边，则三条通电导线产生的磁场和匀强磁场在平行于ab方向的合磁场为零，即其中Bc=B=kI，解得Ia=（+1）I选项D错误。故选A。5、C【解析】

对导体棒受力分析，受到重力，绳子的拉力和安培力，拉力和安培力的合力竖直向上，根据三角形定则知，安培力方向与拉力方向垂直时，安培力最小，根据左手定则可知，磁场的方向沿ba所在直线，由b指向a，磁感应强度最小，则根据共点力平衡可知mgsin30°=BIL，解得B=2.5T，故C正确，A、B、D错误；故选C。6、D【解析】

小球运动到最低点时，根据牛顿第二定律可得F-mg=m，橡皮筋的弹力F=mg+m，故F大于mg，故A错误；根据P=Fvcosα可知，开始时v=1，则橡皮筋弹力做功的功率P=1．在最低点速度方向与F方向垂直，α=91°，则橡皮筋弹力做功的功率P=1，故橡皮筋弹力做功的功率先变大后变小，故B错误；小球运动过程中，根据动能定理知，重力做功和橡皮筋弹力所做的功之和等于小球动能增加量，故C错误。小球和弹簧组成的系统机械能守恒，知小球运动过程中，机械能的减少量等于橡皮筋弹性势能的增加量，故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、ADE【解析】

A．做简谐振动的物体，两相邻的位移和速度始终完全相同的两状态间的时间间隔为一个周期，故A正确；B．当障碍物的尺寸小于波长或与波长差不多时才能发生明显衍射，故B错误；C．波的周期与波源的振动周期相同，波速是波在介质中的传播速度，在均匀介质中波速是不变的，而波源的振动速度是波源做简谐运动的速度，是时刻变化的，故C错误；D．电磁波在与电场和磁场均垂直的方向上传播，电磁波是横波，故D正确；E．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关，故E正确。故选ADE。8、AB【解析】

A．对金属杆ab、cd整体，由于两杆所受的安培力大小相等，方向相反，所以由平衡条件有故A正确。BC．cd杆做匀速直线运动，则有解得I=2.5A，因两杆均切割磁感线，故均产生感应电动势，且ab产生的感应电动势一定大于cd产生的感应电动势，则有解得速度差为故B正确，C错误。D．ab杆克服安培力做功功率为回路中产生焦耳热的功率为可知ab杆克服安培力做功功率不等于回路中产生焦耳热的功率，故D错误。故选AB。9、BCE【解析】

A．扩散现象是分子无规则热运动的表现，A错误；B．理想气体吸收热量时，若同时对外做功，根据热力学第一定律可知温度和内能可能不变，B正确；C．当两分子间距从分子力为0处减小时，分子引力和分子斥力均增大，由于斥力增大的快，其分子间作用力表现为斥力，C正确；D．液体的饱和汽压与液体的表面积无关，D错误；E．由热力学第二定律可知，一切自发过程总是沿着分子热运动的无序性增大的方向进行的，E正确。故选BCE。10、AD【解析】

A．自O点以初速度水平向左射出一带正电粒子，粒子恰能到达G点，可知粒子沿OG方向做匀减速运动，粒子受到的合外力沿GO方向水平向右，因重力竖直向下，则电场力斜向右上方，即电场方向一定由O指向D，选项A正确；B．粒子从O到G，电场力做负功，则电势能逐渐增加，选项B错误；C．粒子返回至O点时速率为，则到达H点的速度大于v0，选项C错误；D．设正方形边长为2L，粒子速度方向向左时，粒子所受的合外力水平向右，其大小等于mg,加速度为向右的g，因粒子恰能到达G点，则仅将初速度方向改为竖直向上，粒子的加速度水平向右，大小为g，则当粒子水平位移为L时，则：竖直位移则粒子一定经过DE间某点，选项D正确；故选AD。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、0.20【解析】

(1)[1]平衡摩擦力后：解得：；[2]当小车和位移传感器的总质量和所挂钩码的质量之间满足时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于所挂钩码的重力；(2)由牛顿第二定律知：则的图线的斜率是合外力，即绳子拉力，则：。12、0.63.0左3.02.5（2.3~2.7均可）【解析】

(1)[1]若使用a和b两