湖南省衡阳市第二十六中学高三第四次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

湖南省衡阳市第二十六中学高三第四次模拟考试新高考物理试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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，梯形小车a处于光滑水平面上，一弹性绳将小车a与竖直墙壁连接（松弛），a倾斜的上表面放有物块b，现给a和b向左的相同速度v0，在之后的运动过程中，a与b始终保持相对静止。则在弹性绳从伸直到长度最大的过程中（）A．b对a的压力一直增大B．b对a的摩檫力一直减小C．b对a的作用力一直减小D．b对a的作用力方向水平向左2、“双星系统”由相距较近的星球组成，每个星球的半径均远小于两者之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在彼此的万有引力作用下，绕某一点做匀速圆周运动。如图所示，某一双星系统中A星球的质量为m1，B星球的质量为m2，它们球心之间的距离为L，引力常量为G，则下列说法正确的是（）A．B星球的轨道半径为B．A星球运行的周期为C．A星球和B星球的线速度大小之比为m1：m2D．若在O点放一个质点，则它受到两星球的引力之和一定为零3、一种比飞机还要快的旅行工具即将诞生，称为“第五类交通方式”，它就是“Hyperloop（超级高铁）”。据英国《每日邮报》2016年7月6日报道：HyperloopOne公司计划，2030年将在欧洲建成世界首架规模完备的“超级高铁”（Hyperloop），连接芬兰首都赫尔辛基和瑞典首都斯德哥尔摩，速度可达每小时700英里（约合1126公里/时）。如果乘坐Hyperloop从赫尔辛基到斯德哥尔摩，600公里的路程需要40分钟，Hyperloop先匀加速，达到最大速度1200km/h后匀速运动，快进站时再匀减速运动，且加速与减速的加速度大小相等，则下列关于Hyperloop的说法正确的是（）A．加速与减速的时间不相等B．加速时间为10分钟C．加速时加速度大小为2m/s2D．如果加速度大小为10m/s2，题中所述运动最短需要32分钟4、某同学用单摆测当地的重力加速度．他测出了摆线长度L和摆动周期T，如图(a)所示．通过改变悬线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以T2为纵轴、L为横轴画出函数关系图像如图(b)所示．由此种方法得到的重力加速度值与测实际摆长得到的重力加速度值相比会（）A．偏大 B．偏小 C．一样 D．都有可能5、甲乙两车在相邻的平行车道同向行驶，做直线运动，v－t图像如图所示，二者最终停在同一斑马线处，则（）A．甲车的加速度小于乙车的加速度B．前3s内甲车始终在乙车后边C．t=0时乙车在甲车前方9.4m处D．t=3s时甲车在乙车前方0.6m处6、如图所示，一定质量的理想气体从状态A变化到状态B，再到状态C，最后变化到状态A，完成循环。下列说法正确的是（）A．状态A到状态B是等温变化 B．状态A时所有分子的速率都比状态C时的小C．状态A到状态B，气体对外界做功为 D．整个循环过程，气体从外界吸收的热量是二、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，将质量为m的小球用橡皮筋悬挂在竖直墙的O点，小球静止在Q点，P为O点正下方一点，OP间的距离等于橡皮筋原长，在P点固定一光滑圆环，橡皮筋穿过圆环。现对小球施加一个外力F，使小球沿以PQ为直径的圆弧缓慢向上运动，不计一切阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．小球在Q向P运动的过程中外力F的方向始终跟橡皮筋垂直B．小球在Q向P运动的过程中外力F的方向始终水平向右C．小球在Q向P运动的过程中外力F逐渐增大D．小球在Q向P运动的过程中外力F先变大后变小8、如图所示，气缸分上、下两部分，下部分的横截面积大于上部分的横截面积，大小活塞分别在上、下气缸内用一根硬杆相连，两活塞可在气缸内一起上下移动，缸内封有一定质量的气体，活塞与缸壁无摩擦且不漏气起初，在小活塞上的烧杯中放有大量沙子能使两活塞相对于气缸向上移动的情况是A．给气缸缓慢加热B．取走烧杯中的沙子C．大气压变小D．让整个装置自由下落9、如图所示，光滑平行金属导轨与水平面间的夹角为θ，导轨电阻不计，下端与阻值为R的电阻相连。匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度大小为B。一质量为m、长为L、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，从ab位置以初速度v沿导轨向上运动，刚好能滑行到与ab相距为s的a′b′位置，然后再返回到ab。该运动过程中导体棒始终与导轨保持良好接触，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．向上滑行过程中导体棒做匀减速直线运动B．上滑过程中电阻R产生的热量为C．向下滑行过程中通过电阻R的电荷量为D．电阻R在导体榛向上滑行过程中产生的热量小于向下滑行过程中产生的热量10、某同学在实验室中研究远距离输电的相关规律，由于输电线太长，他将每100米导线卷成一卷，共有8卷代替输电线路（忽略输电线的自感作用）．第一次试验采用如图甲所示的电路图，将输电线与学生电源和用电器直接相连，测得输电线上损失的功率为，损失的电压为；第二次试验采用如图乙所示的电路图，其中理想变压器与学生电源相连，其原副线圈的匝数比，理想变压器与用电器相连，测得输电线上损失的功率为，损失的电压为，两次实验中学生电源的输出电压与电功率均相同，下列正确的是A． B．C． D．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）（1）用游标卡尺测量小球的直径如图甲、乙所示．测量方法正确的是_____（选填“甲”或“乙”）．（2）用螺旋测微器测量金属丝的直径，此示数为_______mm．（3）在“用打点计时器测速度”的实验中，交流电源频率为50Hz，打出一段纸带如图所示．纸带经过2号计数点时，测得的瞬时速度v=____m/s．12．（12分）用如图所示的装置来验证机械能守恒定律，A为装有挡光片的钩码，挡光片宽度为b，轻绳跨过光滑轻质定滑轮与A和重物B相连，A的质量是B的质量的3倍，A、B静止时挡光片上端到光电门的距离为h(h>>b)。由静止释放B后，挡光片经过光电门的挡光时间为t，重力加速度为g.(1)实验中，将挡光片通过光电门的平均速度当作A下落h时的瞬时速度，该速度表达式为____________(用题中所给字母表示)。(2)为减小挡光片通过光电门的平均速度与A下落h时的瞬时速度间存在的误差，下列做法中可行的是____________(填选项序号字母)。A．将B改换成密度小而体积大的重物B．减小挡光片的挡光宽度bC．增大挡光片的挡光宽度bD．减小挡光片上端到光电门的距离h(3)在A下落h的过程中，验证A和B的系统机械能守恒定律成立的表达式为______________________(用题中所给字母表示)。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，用质量为m，横截面积为S的活塞在气缸内封闭一定质量的理想气体，不计活塞厚度及活塞和气缸之间的摩擦。开始时活塞距气缸底的高度为h且气缸足够高，气体温度为T0，外界大气压强为P0，重力加速度为g，其中求∶（i）封闭气体的压强；（ii）在活塞上面放置一个物体，物体的质量也为m，再次平衡后，发现活塞距气缸底的高度为h，则此时气体。的温度为多少。14．（16分）2018年8月美国航空航天科学家梅利莎宣布开发一种仪器去寻找外星球上单细胞微生物在的证据，力求在其他星球上寻找生命存在的迹象。如图所示，若宇航员在某星球上着陆后，以某一初速度斜面顶端水平抛出一小球，小球最终落在斜面上，测得小球从抛出点到落在斜面上点的距离是在地球上做完全相同的实验时距离的k倍。已知星球的第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，星球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，求：（1）星球表面处的重力加速度；（2）在星球表面一质量为飞船要有多大的动能才可以最终脱离该星球的吸引。15．（12分）如图所示，水平虚线ab和cd在同一竖直平面内，间距为L，中间存在着方向向右与虚线平行的匀强电场，虚线cd的下侧存在一圆形磁场区域，磁场方向垂直纸面向外，圆形磁场与虚线cd相切于M点。一质量为m、带电量为+q的粒子由电场上边界的S点以速度v0垂直电场方向进人电场，经过一段时间粒子从M点离开电场进人磁场，粒子在磁场中的速度大小为2v0，经偏转后，粒子由虚线cd上的N点垂直于虚线返回匀强电场且刚好再次回到S点。粒子重力忽略不计，求：（1）SM两点间的距离；（2）圆形磁场的半径r以及磁感应强度B的大小；（3）带电粒子在整个运动过程中的总时间。

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】

AB．整体受到的弹性绳的拉力越来越大，则加速度越来越大，即整体做加速度越来越大的减速运动，则b也做加速度越来越大的减速运动，对b受力分析，由牛顿第二定律可知，则随着加速度a的增加，a对b的支持力N一直增大；即则随着加速度a的增加，a对b的摩擦力f可能先减小后增大，根据牛顿第三定律，b对a的压力一直增大，b对a的摩擦力可能先减小后增大，A正确，B错误；

CD．b受到a的作用力和重力，由于b的加速度水平线向右越来越大，根据牛顿第二定律，a对b的作用力一直增大，a对b的作用力方向斜向右上方，根据牛顿第三定律，b对a的作用力一直增大，方向斜向左下方，CD错误。故选A。2、B【解析】

由于两星球的周期相同，则它们的角速度也相同，设两星球运行的角速度为，根据牛顿第二定律，对A星球有：对B星球有得又得故A错误；B．根据解得周期，故B正确；C．A星球和B星球的线速度大小之比故C错误；D．O点处的质点受到B星球的万有引力受到A星球的万有引力故质点受到两星球的引力之和不为零，故D错误。故选B。3、B【解析】

A．加速与减速的加速度大小相等，加速和减速过程中速度变化量的大小相同，根据：可知加速和减速所用时间相同，A错误；BC．加速的时间为，匀速的时间为，减速的时间为，由题意得：联立方程解得：匀加速和匀减速用时：匀速运动的时间：加速和减速过程中的加速度：B正确，C错误；D．同理将上述方程中的加速度变为，加速和减速的时间均为：加速和减速距离均为匀速运动用时：总时间为：D错误。故选B。4、C【解析】

根据单摆的周期公式：得：，T2与L图象的斜率，横轴截距等于球的半径r．故根据以上推导，如果L是实际摆长，图线将通过原点，而斜率仍不变，重力加速度不变，故对g的计算没有影响，一样，故ABD错误，C正确．故选C．5、D【解析】

A．根据v－t图的斜率大小表示加速度大小，斜率绝对值越大加速度越大，则知甲车的加速度大于乙车的加速度，故A错误；BCD．设甲运动的总时间为t，根据几何关系可得解得在0－3.6s内，甲的位移0－4s内，乙的位移因二者最终停在同一斑马线处，所以，t=0时乙车在甲车前方0－3s内，甲、乙位移之差因t=0时乙车在甲车前方8.4m处，所以t=3s时甲车在乙车前方0.6m处，由此可知，前3s内甲车先在乙车后边，后在乙车的前边，故BC错误，D正确。故选D。6、D【解析】

A．从状态A到状态B，体积和压强都增大，根据理想气体状态方程温度一定升高，A错误。B．从状态C到状态A，压强不变，体积减小，根据理想气体状态方程温度一定降低，分子平均速率减小，但平均速率是统计规律，对于具体某一个分子并不适应，故不能说状态A时所有分子的速率都比状态C时的小，B错误。C．从状态A到状态B，压强的平均值气体对外界做功为大小C错误；D．从状态B到状态C为等容变化，气体不做功，即；从状态C到状态A为等压变化，体积减小，外界对其他做功对于整个循环过程，内能不变，，根据热力学第一定律得代入数据解得D正确。故选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、AC【解析】

设圆的半径为R，则OP为橡皮筋的原长，设劲度系数为k，开始时小球二力平衡有当移动到橡皮筋与竖直方向成角时，受力分析：弹力大小为所以有且方向跟橡皮筋垂直，移动过程中一直增大，一直增大，一直增大，AC正确，BD错误。故选AC。8、BD【解析】

以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知(P0-P)(S-s)=G，明确原来气体压强小于大气压强；题目设计的变化如加热、取走沙子、大气压减小、装置自由下落后，我们根据理想气体状态方程判断出气体的体积增大还是减小，就可以知道活塞上升还是下降了．【详解】A．设缸内气体压强P，外界大气压为P0，大活塞面积S，小活塞面积s，活塞和钢球的总重力为G，以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知：(P0-P)(S-s)=G…①给气缸缓慢加热，气体温度升高，由盖吕萨克定律知气体体积要增大，从气缸结构上看活塞应向下移动，故A错误．B．取走烧杯中的沙子后，整体的重力小了，由①式知容器内气体压强必须增大，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸要向上移动，故B正确．C．大气压变小时，由①式知道缸内气体压强要减小，由玻意耳定律知气体体积要增大，所以气缸要向下移动，故C错误．D．让整个装置自由下落，缸内气体压强增大(原来小于大气压强)，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸向上移动，故D正确．故选BD．【点睛】本题的关键是利用活塞受力平衡的条件和理想气体状态方程判断封闭气体的体积如何变化，是一道比较困难的易错题．9、BC【解析】

向上滑行过程中导体棒受到重力、安培力，根据牛顿第二定律分析加速度的变化情况；上滑过程中根据功能关系结合焦耳定律求解电阻R产生的热量；根据电荷量的计算公式求解向下滑行过程中通过电阻R的电荷量；根据分析电阻R在导体棒向上滑行过程中产生的热量与向下滑行过程中产生的热量的大小。【详解】A．向上滑行过程中导体棒受到重力、安培力，根据右手定则可得棒中的电流方向，根据左手定则可得安培力方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律可得：其中：解得：由于速度减小，则加速度减小，棒不做匀减速直线运动，故A错误；B．设上滑过程中克服安培力做的功为W，根据功能关系可得：克服安培力做的功等于产生的焦耳热，则：上滑过程中电阻R产生的热量为：故B正确；C．向下滑行过程中通过电阻R的电荷量为：故C正确；D．由于上滑过程中和下滑过程中导体棒通过的位移相等，即导体棒扫过的面积S相等，根据安培力做功计算公式可得：由于上滑过程中的平均速度大于，下滑过程中的平均速度，所以上滑过程中平均电流大于下滑过程中的平均电流，则电阻R在导体棒向上滑行过程中产生的热量大于向下滑行过程中产生的热量，故D错误。故选BC。10、BC【解析】

设学生电源提供的电压为U，输出功率为P，输电线的总电阻为r，则第一次实验中的电流为，故，；第二次试验中，根据变压器电流反比线圈匝数可知，输电线中的电流为，故，，所以，，BC正确．【点睛】对于远距离输电这一块：（1）输电电流I：输电电压为U，输电功率为P，则输电电流；（2）电压损失：，输电线始端电压U与输电线末端电压的差值；（3）功率损失：远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的功率①，②，③．三、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、甲6.7000.36【解析】

(1)让球直径卡在两外测量爪之间，测量方法正确的是甲．(2)螺旋测微器示数(3)根据匀变速直线运动的推论可得纸带经过2号计数点时瞬时速度为：。12、B【解析】

（1）[1]．A经过光电门时的速度：；（2）[2]．A、运动过程中重物B要受到空气阻力作用，为减小实验误差，应将B

改换成密度大而体积小的重物，故A错误；BC、挡光片的宽度越小，挡光片经过光电门时的平均速度越接近其瞬时速度，为减小实验误差，应减小挡