山西省忻州市第二中学高三第四次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

山西省忻州市第二中学高三第四次模拟考试新高考物理试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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，空间P点离地面足够高，从P点以很小的速度向右水平抛出一个小球，小球能打在竖直的墙壁上，若不断增大小球从P点向右水平抛出的初速度，则小球打在竖直墙壁上的速度大小A．一定不断增大B．一定不断减小C．可能先增大后减小D．可能先减小后增大2、如图所示,长为L的轻直棒一端可绕固定轴O转动,另一端固定一质量为m的小球,小球搁在水平升降台上,升降平台以速度v匀速上升,下列说法正确的是(

)A．小球做匀速圆周运动B．当棒与竖直方向的夹角为时,小球的速度为C．棒的角速度逐渐增大D．当棒与竖直方向的夹角为时,棒的角速度为3、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．1:24、北斗卫星导航系统（BDS）是我国自行研制的全球卫星导航系统。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则（）A．卫星a的角速度小于c的角速度B．卫星a的加速度大于c的加速度C．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D．卫星b的周期小于c的周期5、如图所示，某同学对着墙壁练习打乒乓球，某次球与墙壁上A点碰撞后水平弹离，恰好垂直落在球拍上的B点，已知球拍与水平方向夹角θ=60°，AB两点高度差h=1m，忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2，则球刚要落到球拍上时速度大小为（）A．m/s B．m/s C．m/s D．m/s6、如图所示，在屏MN的上方有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里。P为屏上的一小孔，PC与MN垂直。一群质量为m、带电荷量为－q（q>0）的粒子（不计重力），以相同的速率v，从P处沿垂直于磁场的方向射入磁场区域。粒子入射方向在与磁场B垂直的平面内，且散开在与PC夹角为θ的范围内。则在屏MN上被粒子打中的区域的长度为（）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、如图所示，在竖直平面内，倾斜长杆上套一小物块，跨过轻质定滑轮的细线一端与物块连接，另一端与固定在水平面上的竖直轻弹簧连接。使物块位于A点时，细线自然拉直且垂直于长杆弹簧处于原长。现将物块由A点静止释放，物块沿杆运动的最低点为B，C是AB的中点，弹簧始终在弹性限度内，不计一切阻力，则（）A．物块和弹簧系统机械能守恒B．物块在B点时加速度方向由B指向AC．A到C过程物块所受合力做的功大于C到B过程物块克服合力做的功D．物块下滑过程中，弹簧的弹性势能在A到C过程的增量小于C到B过程的增量8、在双缝干涉实验中，用绿色激光照射在双缝上，在缝后的屏幕上显示出干涉图样.若要增大干涉图样中两相邻亮条纹的间距，可选用的方法是（）A．改用红色激光B．改用蓝色激光C．减小双缝间距D．将屏幕向远离双缝的位置移动E.将光源向远离双缝的位置移动9、物流中心通过吊箱将物体从一处运送到另一处。简化后模型如图所示，直导轨与圆弧形导轨相连接，为圆弧最高点，整个装置在竖直平面内，吊箱先加速从点运动到点，再匀速通过段。关于吊箱内物体的受力情况，下列描述正确的是（）A．吊箱经过段时，物体对吊箱底板的压力等于物体的重力B．吊箱经过点时，物体处于超重状态，且受到水平向右的摩擦力C．吊箱经过点时，物体处于失重状态，对吊箱底板的压力小于其重力D．吊箱经过点时，物体对吊箱底板的摩擦力水平向左10、一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其V—T图像如图所示，pa、pb、pc分别表示a、b、c的压强，下列判断正确的是（）A．状态a、b、c的压强满足pc=pb=3paB．过程a到b中气体内能增大C．过程b到c中气体吸收热量D．过程b到c中每一分子的速率都减小E.过程c到a中气体吸收的热量等于对外做的功三、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）某同学利用如图所示的装置来测量动摩擦因数，同时验证碰撞中的动量守恒。竖直平面内的一斜面下端与水平面之间由光滑小圆弧相连，斜面与水平面材料相同。第一次，将小滑块A从斜面顶端无初速度释放，测出斜面长度为l，斜面顶端与水平地面的距离为h，小滑块在水平桌面上滑行的距离为X1（甲图）；第二次将左侧贴有双面胶的小滑块B放在圆弧轨道的最低点，再将小滑块A从斜面顶端无初速度释放，A与B碰撞后结合为一个整体，测出整体沿桌面滑动的距离X2（图乙）。已知滑块A和B的材料相同，测出滑块A、B的质量分别为m1、m2，重力加速度为g。(1)通过第一次试验，可得动摩擦因数为μ=___________；（用字母l、h、x1表示）(2)通过这两次试验，只要验证_________，则验证了A和B碰撞过程中动量守恒。（用字母m1、m2、x1、x2表示）12．（12分）如图所示，某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中，由打点计时器得到表示小车运动过程的一条清晰的纸带，纸带上:两相邻计数点间有四个点没画出来．已知打点计时器打点周期,其中前,完成以下问题:(1)打下A点时速度大小是___m/s．(2)若某同学甲实验时只测暈了纸带中x3、x4的值，则小车运动的加速度计算表达式为____________(用x3、x4及T表示)．(3)某同学乙根据学过的知识，算出了几个计数点的瞬时速度，建立坐标系，画出的v-t图像如图所示，请你根据图像得出小车运动的加速度为__________m/s2,由图可知，从开始计时的0.3s内，小车通过的位移大小为_______m．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，两条足够长的光滑导电轨道倾斜放置，倾角，轨道足够长，轨道间距离，轨道下端连接的电阻，轨道其他部分电阻不计，匀强磁场垂直于轨道平面向上，磁感应强度，一质量为，电阻的导体棒ab在平行于轨道的恒定的拉力F作用下由静止开始向上运动，时速度达到最大，最大速度。这时撤去拉力F，导体棒继续运动到达最高点，全过程中流过电阻R的电荷量，，取，求：（1）导体棒达到最大速度时导体棒两端的电势差；（2）导体棒ab在恒定的拉力F作用下速度为时的加速度大小；（3）向上运动的全过程中电阻R上产生的热量。14．（16分）一长木板在水平地面上运动，在t=0时刻将一相对于地面静止的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度－时间图像如图所示．己知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上．取重力加速度的大小g=10ｍ/s2.求：（1）物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；（2）从t=0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小．15．（12分）如图所示，一金属箱固定在倾角为的足够长固定斜面上，金属箱底面厚度不计，箱长l1=4.5m，质量m1=8kg。金属箱上端侧壁A打开，距斜面顶端l2=5m。现将质量m2=1kg的物块(可视为质点)由斜面顶端自由释放，沿斜面进入金属箱，物块进入金属箱时没有能量损失，最后与金属箱下端侧壁B发生弹性碰撞。碰撞的同时上端侧壁A下落锁定并释放金属箱。已知物块与斜面间的动摩擦因数μ1=0.3，与金属箱内表面间的动摩擦因数μ2=0.125，金属箱与斜面间的动摩擦因数μ3=，重力加速度g取10m/s2，sin=0.6，cos=0.8，求：(1)物块与金属箱下端侧壁B相碰前瞬间的速度；(2)物块与金属箱侧壁第二次相碰前物块的速度。(结果保留2位小数)

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、D【解析】

设P点到墙壁的距离为d，小球抛出的初速度为v0，运动时间竖直速度刚小球打到墙壁上时速度大小为v=根据数学知识：即。由此可见速度有最小值，则小球打在竖直墙壁上的速度大小可能先减小后增大。A．一定不断增大。故A不符合题意。B．一定不断减小。故B不符合题意。C．可能先增大后减小。故C不符合题意。D．可能先减小后增大。故D符合题意。2、D【解析】

小球受重力、平台的弹力和杆的作用力，因为升降平台以速度v匀速上升，平台的弹力和杆的作用力变化，即小球受到的合力大小变化，小球做的不是匀速圆周运动，故A错误；棒与平台接触点的实际运动即合运动方向是垂直于棒指向左上，如图所示，合速度v实=ωL，沿竖直向上方向上的速度分量等于v，即ωLsinα=v，

所以，平台向上运动，夹角增大，角速度减小，故BC错误，D正确．

故选D．【点睛】找合速度是本题的关键，应明白实际的速度为合速度．然后分解速度，做平行四边形，根据三角形求解．此题难度在于合速度难确定，属于中档题．3、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．4、A【解析】

万有引力提供向心力A．由可知，卫星a的角速度小于c的角速度，选项A正确；B．由可知，卫星a的加速度小于c的加速度，选项B错误；C．由可知，卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，选项C错误；D．由可知，卫星b的周期大于c的周期，选项D错误；故选A。5、C【解析】

根据竖直高度差求平抛运动的时间，再求竖直分速度，最后根据矢量三角形求合速度．【详解】根据得竖直分速度：刚要落到球拍上时速度大小故应选C．【点睛】本题考查平抛运动的处理方法，平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，一定要记住平抛运动的规律．6、A【解析】

粒子做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得粒子沿着右侧边界射入，轨迹如图1此时出射点最近，与边界交点与P间距为粒子沿着左侧边界射入，轨迹如图2此时出射点最近，与边界交点与P间距为粒子垂直边界MN射入，轨迹如3图此时出射点最远，与边界交点与P间距为2r，故范围为在荧光屏上P点右侧，将出现一条形亮线，其长度为故A正确，BCD错误。故选A。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、ABD【解析】

A．由题知，不计一切阻力，则物块和弹簧系统机械能守恒，故A正确；B．由题知，物块从A点运动到B点是先加速后减速，到B点速度刚好为0，弹簧处于伸长状态，此时对物块受力分析可知，弹簧沿斜面向上的分力大于重力沿斜面向下的分力，故物块在B点时加速度方向由B指向A，故B正确；C．物块从A到C，根据动能定理可知，合力做的功等于动能的增加量，物块从C到B，根据动能定理可知，物块克服合力做的功等于动能的减少量，而物块在A点和B点的速度都为零，故两个过程动能的变化量相等，所以A到C过程物块所受合力做的功等于C到B过程物块克服合力做的功，故C错误；D．弹簧的形变量越小，弹簧的弹性势能越小，根据几何关系，可知物块从A到C过程的弹簧形变量小于C到B过程的弹簧形变量，故物块下滑过程中，弹簧的弹性势能在A到C过程的增量小于C到B过程的增量，故D正确。故选ABD。8、ACD【解析】

A.根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx＝λ可知，改用红色激光，波长变大，则条纹的间距变大，选项A正确；B.根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx＝λ可知，改用蓝色激光，则波长变短，则条纹的间距变小，选项B错误；C.根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx＝λ可知，减小双缝间距d，则条纹的间距变大，选项C正确；D.根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx＝λ可知，将屏幕向远离双缝的位置移动，即l变大，则条纹的间距变大，选项D正确；E.根据干涉图样中两相邻亮条纹的间距Δx＝λ可知，将光源向远离双缝的位置移动对条纹间距无影响，选项E错误.9、BC【解析】

A．由于吊箱在段做加速运动，吊箱和物体的加速度方向沿导轨向上，底板对物体的支持力大于物体的重力，故物体对底板的压力大于物体的重力，故A错误；B．吊箱经过点时，底板对物体有向右的摩擦力，由于整体具有斜向右上方的加速度，故物体处于超重状态且底板对物体有水平向右的静摩擦力，故B正确；C．经过点时吊箱和物体做圆周运动，整体所受合力向下并提供向心力物体处于失重状态，物体对底板的压力小于其重力，故C正确；D．由于经过点时的向心加速度竖直向下，物体对底板没有摩擦力，故D错误。故选：BC。10、ABE【解析】

A．设a状态的压强为pa，则由理想气体的状态方程可知所以pb=3pa同理得pc=3pa所以pc=pb=3pa故A正确；

B．过程a到b中温度升高，内能增大，故B正确；

C．过程b到c温度降低，内能减小，即∆U<0，体积减小，外界对气体做功，W>0，则由热力学第一定律可知，Q<0，即气体应该放出热量，故C错误；

D．温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以过程bc中气体的温度降低，分子的平均动能减小，并不是每一个分子的速率都减小，故D错误；

E．由图可知过程ca中气体等温膨胀，内能不变，对外做功；根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量等于对外做的功，故E正确。

故选ABE。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、【解析】

(1)[1]．对小滑块下滑到停止过程，据动能定理得解得(2)[2]．对小滑块A滑到斜面最低点的速度为v1，在水平桌面上时，据牛顿第二定律得μm1g=m1a解得a=μg据速度位移关系公式得设A与B碰撞后速度为v2，同理得根据A、B碰撞过程动量守恒得m1v1=(m1+m2)v2联立解得12、0.8641.00.12【解析】

（1）[1].相邻两计数点间还有4个打点未画出，所以相邻的计数点之间的时间间隔为t=0.1s；根据平均速度等于中时刻的瞬时速度，则有：（2）[2].根据运动学公式得：△x=at2解得：．（3）[3].v-t图象中图象的斜率表示加速度，故[4].图象与时间轴围成的面积表示位移，则可知位移大小四、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）；（2）；（3）0.8J【解析】

（1）导体棒达到最大速度时根据右手定则知导体棒中的感应电流由a到b解得（2）导体棒达到最大速度时有解得导体棒ab在恒定的拉力F作用下速度为时解得（3）全过程根据能量守恒得解得14、（3）3.23，3.33（2）s=3.325m【解析】试题分析：（3）设物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为μ3和μ2，木板与物块的质量均为m．v-t的斜率等于物体的加速度，则得：在3-3．5s时间内，木板的加速度大小为．对木板：地面给它的滑动摩擦力方向与速度相反，物块对它的滑动摩擦力也与速度相反，则由牛顿第二定律得μ3mg+μ2•2m