2023届上海市实验学校高考物理四模试卷（含答案解析）

2023学年高考物理模拟试卷请考生注意：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．如图所示，在光滑水平面上一小球以某一速度运动到A点，遇到一段半径为R的1/4圆弧曲面AB后，落到水平地面的C点．已知小球没有跟圆弧曲面的任何点接触，则BC的最小距离为（）A．R B．R C．R D．（－1）R2．科学家已经成功检测定位了纳米晶体结构中的氢原子。按玻尔氢原子理论，氢原子的能级图如图所示，下列判断正确的是（）A．氢原子从第4激发态跃迁到第2激发态需要吸收光子B．一个处于n=4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可能发出6条光谱线C．用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可观测到多种不同频率的光子D．氢原子的核外电子由低能级跃迁到高能级时，电势能减小，动能增大3．一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动，其电势能随位移x变化关系如图所示，其中0～段是关于直线对称的直线，～段是曲线，则下列说法正确的是（）A．处电场强度最小B．在处电势的关系为C．～段带电粒子做匀变速直线运动D．～段电场方向不变，大小变，～段的电场强度大小方向均不变4．小明乘坐竖直电梯经过1min可达顶楼，已知电梯在t=0时由静止开始上升，取竖直向上为正方向，该电梯的加速度a随时间t的变化图像如图所示。若电梯受力简化为只受重力与绳索拉力，则A．t=4.5s时，电梯处于失重状态B．在5～55s时间内，绳索拉力最小C．t=59.5s时，电梯处于超重状态D．t=60s时，绳索拉力的功率恰好为零5．如图所示，某竖直弹射装置由两根劲度系数为k的轻弹簧以及质量不计的底盘构成，当质量为m的物体竖直射向空中时，底盘对物体的支持力为6mg(g为重力加速度)，已知两根弹簧与竖直方向的夹角为θ＝60°，则此时每根弹簧的伸长量为A．3mgkB．4mgkC．5mg6．如图甲所示，理想变压器原线圈匝数n=200匝，副线圈匝数n2=100匝，交流电压表和交流电流表均为理想电表，两个电阻R的阻值均为125Ω，图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象，下列说法正确的是（）A．通过电阻的交流电频率为100HzB．电压表的示数为250VC．电流表的示数为0.25AD．每个电阻R两端电压最大值为二、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．如图所示为一种质谱仪示意图。由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外。一质量为、电荷量为的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的点。不计粒子重力。下列说法正确的是（）A．粒子一定带正电B．加速电场的电压C．直径D．若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群粒子具有相同的比荷8．如图所示，a、b两束不同频率的单色光从半圆形玻璃砖底边平行射入，入射点均在玻璃砖底边圆心O的左侧，两束光进入玻璃砖后都射到O'点，OO'垂直于底边，下列说法确的是（）A．从点O'射出的光一定是复色光B．增大两束平行光的入射角度，则b光先从O'点消失C．用同一装置进行双缝干涉实验，b光的相邻条纹间距较大D．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的截止电压低9．如图所示，两条相距为L的光滑平行金属导轨位于水平面（纸面）内，其左端接一阻值为R的电阻，导轨平面与磁感应强度大小为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计。金属棒ab垂直导轨放置并接触良好，接入电路的电阻也为R。若给棒以平行导轨向右的初速度v0，当流过棒截面的电荷量为q时，棒的速度减为零，此过程中棒发生的位移为x。则在这一过程中（）A．导体棒作匀减速直线运动B．当棒发生位移为时，通过棒的电量为C．在通过棒的电荷量为时，棒运动的速度为D．定值电阻R释放的热量为10．如图为一列简谐横波在t=0时刻的波形图，P是平衡位置在x=1.0m处的质点，Q是平衡位置在x=4.0m处的质点，图乙为质点Q的振动图象，则下列说法正确的是_______．A．这列波的波长是8m，周期是0.2s，振幅是10cmB．在t=0时，质点Q向y轴负方向运动C．从t=0.1到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了6mD．从t=0.1到t=0.25s，质点P通过的路程为30cmE.质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt（国际单位）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）某同学用图示的实验装置探究加速度与力的关系。他在气垫导轨旁安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，力传感器可直接测出绳中拉力大小，传感器下方悬挂钩码。改变钩码数量，每次都从A处由静止释放滑块。已知滑块（含遮光条）总质量为M，导轨上遮光条位置到光电门位置的距离为L。请回答下面相关问题。(1)如图，实验时用游标卡尺测得遮光条的宽度为___。某次实验中，由数字毫秒计记录遮光条通过光电门的时间为t，由力传感器记录对应的细线拉力大小为F，则滑块运动的加速度大小应表示为____（用题干已知物理量和测得物理量字母表示）。(2)下列实验要求中不必要的是（_________）A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量B．应使遮光条位置与光电门间的距离适当大些C．应将气垫导轨调节至水平D．应使细线与气垫导轨平行12．（12分）市场上销售的铜质电线电缆产品中，部分存在导体电阻不合格问题，质检部门检验发现一个是铜材质量不合格，使用了再生铜或含杂质很多的铜；再一个就是铜材质量可能合格，但横截面积较小．某兴趣小组想应用所学的知识来检测实验室中一捆铜电线的电阻率是否合格．小组成员经查阅，纯铜的电阻率为．现取横截面积约为1mm2、长度为111m（真实长度）的铜电线，进行实验测量其电阻率，实验室现有的器材如下：A．电源（电动势约为5V，内阻不计）；B．待测长度为111m的铜电线，横截面积约1mm2；C．电压表V1（量程为3V，内阻约为1．5kΩ）；D．电压表V2（量程为5V，内阻约为3kΩ）；E．电阻箱R（阻值范围1~2．9Ω）；F．定值电阻G．开关、导线若干．（1）小组成员先用螺旋测微器测量该铜电线的直径d，如图甲所示，则_________mm．（2）小组设计的测量电路如图乙所示，则P是___________，N是____________，（填器材名称及对应符号）通过实验作出的图象如图丙所示．（3）图乙电路测得铜电线的电阻测量值比真实值___________（选填“偏大”、“不变”或“偏小”），原因是_______________________________．（4）这捆铜电线的电阻率______________（结果保留三位有效数字）；从铜电线自身角度，你认为电阻率大的可能原因是______________．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，在纸面内建立直角坐标系xOy，以第Ⅲ象限内的直线OM（与负x轴成45°角）和正y轴为界，在x<0的区域建立匀强电场，方向水平向左，场强大小E=2V/m；以直线OM和正x轴为界，在y<0的区域建立垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.1T．一不计重力的带负电粒子从坐标原点O沿y轴负方向以v0=2×103m/s的初速度射入磁场．己知粒子的比荷为q/m=5×104C/kg，求：（1）粒子经过1/4圆弧第一次经过磁场边界时的位置坐标？（2）粒子在磁场区域运动的总时间？（3）粒子最终将从电场区域D点离开电，则D点离O点的距离是多少？14．（16分）如图，空间有一竖直向下沿x轴方向的静电场，电场的场强大小按E＝kx分布(x是轴上某点到O点的距离)，．x轴上，有一长为L的绝缘细线连接A、B两个小球，两球质量均为m，B球带负电，带电量为q，A球距O点的距离为L。两球现处于静止状态，不计两球之间的静电力作用。(1)求A球的带电量qA；(2)将A、B间细线剪断，描述B球的运动情况，并分析说明理由；(3)剪断细线后，求B球的最大速度vm．15．（12分）质量为的物块，以同一大小的初速度沿不同倾角的斜面向上滑动，物块与斜面间的动摩擦因数恒定，当斜面与水平面所夹倾角不同时，物块沿斜面上滑至速度为0时的位移也不同，其关系如图所示。取，求：(1)物块运动初速度的大小；(2)物块与斜面间的动摩擦因数及最小上滑位移对应的斜面倾角（可用反三角函数表示）。

2023学年模拟测试卷参考答案（含详细解析）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【答案解析】在A点，小球开始离开圆弧曲面，只受重力，则有：得：,之后小球做平抛运动，则：，得：则平抛运动的最小水平位移为：,所以BC的最小距离为：A、B、C错误；D正确；故选D．2、C【答案解析】

A．氢原子从第4激发态跃迁到第2激发态是从高能级向低能级跃迁，要辐射光子，故A错误；B．一个氢原子，从激发态向基态跃迁，最多可以辐射出3种频率的光子，故B错误；C．用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，氢原子可以跃迁到的激发态，再向低能级跃迁可以辐射出10种频率的光子，故C正确；D．氢原子的核外电子由低能级跃迁到高能级时，轨道半径变大，动能变小，电势能变大，故D错误。故选C。3、B【答案解析】

A．根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，场强与电势的关系：，得由数学知识可知Ep-x图象切线的斜率等于，x1处的斜率可以认为与0-x1段相等，故此时电场强度并不是最小的，故A错误；

B．根据电势能与电势的关系：Ep=qφ，粒子带负电，q＜0，则知电势能越大，粒子所在处的电势越低，所以有φ3＜φ2=φ0＜φ1故B正确；

C．由图可知，0～x1段和0～x2段电场方向相反，故加速度并不相同，不是一直做匀变速运动，故C错误；

D．0～x1段电场方向不变，大小不变，x2～x3段图象的斜率减小，故电场强度大小减小，方向不变，故D错误。

故选B。4、D【答案解析】

A．电梯在t=1时由静止开始上升，加速度向上，电梯处于超重状态，此时加速度a＞1．t=4.5s时，a＞1，电梯也处于超重状态。故A错误。

B．5～55s时间内，a=1，电梯处于平衡状态，绳索拉力等于电梯的重力，应大于电梯失重时绳索的拉力，所以这段时间内绳索拉力不是最小。故B错误。

C．t=59.5s时，电梯减速向上运动，a＜1，加速度方向向下，电梯处于失重状态，故C错误。

D．根据a-t图象与坐标轴所围的面积表示速度的变化量，由几何知识可知，61s内a-t图象与坐标轴所围的面积为1，所以速度的变化量为1，而电梯的初速度为1，所以t=61s时，电梯速度恰好为1，根据P=Fv可知绳索拉力的功率恰好为零，故D正确。5、D【答案解析】

对物体m，受重力和支持力，根据牛顿第二定律，有：N-mg=ma；其中：N=6mg；解得：a=5g；再对质量不计的底盘和物体m整体分析，受两个拉力和重力，根据牛顿第二定律，有：竖直方向：2Fcos60°-mg=ma；解得：F=6mg；根据胡克定律，有：x=F6、C【答案解析】

A．由图乙知T=

0.02s，则=50Hz，变压器不改变交流电的频率，所以输出交流电的频率仍为50Hz，A错误；B．由可知，电压表的示数125VB错误；C．由于电压表0.5A又，则电流表的示数0.25AC正确；D．每个电阻R两端电压最大值为UmR=0.5×125×=VD错误。故选C.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、AD【答案解析】

A．粒子在向外的磁场中受洛伦兹力向左偏转，由左手定则可知，粒子带正电，故A正确；B．在静电分析器中，根据电场力提供向心力，有在加速电场中，有联立得故B选项错误；CD．在磁分析器中，根据洛伦兹力提供向心力，有若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，说明圆周运动的直径相同，由于磁场、电场、静电分析器的半径都不变，则该群粒子具有相同的比荷，故C错误，D正确。故选AD。8、AD【答案解析】

A．两光束射到O′点时的入射角都等于在玻璃砖底边的折射角，根据光路可逆性可知，从O′点射出时折射角都等于射入玻璃砖底边时的入射角，而在玻璃砖底边两光束平行射入，入射角相等，所以从O′点射出时折射角相同，两光束重合，则从O′点射出的一定是一束复色光，故A正确；B．令光在底边的入射角为i，折射角为r，根据折射定律有所以根据几何知识可知，光在O′点的入射角为r，无论怎样增大入射角度，光在O′点的入射角都小于光发生全反射的临界角，所以a、b光不会在O′点发生全反射，故B错误；C．根据光路图可知，玻璃砖对a光的折射率小于b光的折射率，则a光的波长大于b光的波长，由于条纹间距为所以a光的条纹间距大于b光的条纹间距，故C错误；D．由于a光的频率小于b光的频率，根据光电效应方程可知a、b光分别照射同一光电管发生光电效应时，a光的截止电压比b光的截止电压低，故D正确。故选：AD。9、BD【答案解析】

A.由于导体棒向右减速运动，则电动势减小，则电流减小，则导体棒的安培力减小，即合力减小，根据牛顿第二定律可知其加速度减小，则导体棒做变减速运动，故A错误；B.棒的速度减为零，当流过棒截面的电荷量为：当棒发生位移为时，则通过棒的电量为，故B正确；C.棒的速度减为零，当流过棒截面的电荷量为：当流过棒的电荷为时，棒发生的位移为：根据牛顿运动定律可得棒运动的加速度为：设棒运动的时间为，则有：所以有：即：当流过棒的电荷为时，则有：当流过棒的电荷为时，则有：解得：故C错误；

D.棒的速度减为零的过程中，定值电阻R释放的热量为：故D正确；故选BD。10、ACE【答案解析】

由波形图和振动图像读出波长、周期和振幅；根据振动图像可求解波的转播方向和传播的距离；质点在一个完整周期中运动的路程为4A；【题目详解】由图像可知，这列波的波长是8m，周期是0.2s，振幅是10cm，选项A正确；由Q点的振动图像可知，在t=0时，质点Q向y轴正方向运动，可知波向x轴正向传播，选项B错误；波速，从t=0.1到t=0.25s，该波沿x轴正方向传播了，选项C正确；从t=0.1到t=0.25s经历了0.15s=T，但是因P点开始不是从平衡位置或者最高点最低点开始振动，则质点P通过的路程不等于3A=30cm,选项D错误；，则质点Q简谐运动的表达式为y=0.10sin10πt（国际单位），选项E正确；故选ACE.【答案点睛】本题关键是会根据振动情况来判断波的传播方向，抓住振动图象和波动图象之间的内在联系．要知道质点做简谐运动时，只有起点在平衡位置或波峰、波谷处的质点，在3/4周期内振动的路程才是3A．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、0.96cmA【答案解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为9mm，游标尺上第12个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为12×0.05mm=0.60mm，所以最终读数为：[2]已知初速度为零，位移为，要计算加速度，需要知道末速度，故需要由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间，末速度：由得：(2)[3]A.拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小关系无关，不必要使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量，故A符合题意；B.应使位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故B不符合题意；C.应将气垫导轨调节水平，使拉力才等于合力，故C不符合题意；D.要保持拉线方向与气垫导轨平行，拉力才等于合力，故D不符合题意。12、1.125电压表V2电压表V1偏大电压表V1的分流可能是再生铜或含过多杂质的次铜【答案解析】

（1）铜电线的直径；（2）P测量的电压大于N测量的电压，故P是电压表V2，N是电压表V1；（3）偏大，由于没考虑电压表V1的分流，使测得的铜电线的电阻偏大．（4）分析电路可知，通过铜电线的电流，整理得，根据题图丙可知斜率，，故电阻率达不到要求，使用的有可能是再生铜或含过多杂质的次铜．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）粒子经过圆弧第一次经过磁场边界时的位置坐标为（﹣0.4m，﹣0.4m）；（2）粒子在磁场区域运动的总时间1.26×10﹣3s；（3）粒子最终将从电场区域D点离开电场，则D点离O点的距离是7.2m．【答案解析】试题分析：（1）粒子做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，求出运动的半径，从而即可求解；（2）根据圆周运动的周期公式，可求出在磁场中总时间；（3）粒子做类平抛运动，将其运动分解，运用运动学公式与牛顿第二定律，即可求解．解：（1）微粒带负电，从O点射入磁场，沿顺时针方向做圆周运动，轨迹如图．第一次经过磁场边界上的A点由，得，所以，A点坐标为（﹣0.4m，﹣0.4m）．（2）设微粒在磁场中做圆周运动的周期为T