2023届湖南省长沙市长郡高三第四次模拟考试物理试卷含解析

2023学年高考物理模拟试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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，半径为d的圆形区域内有磁感应强度为B的匀强磁场，磁场垂直圆所在的平面。一带电量为q、质量为m的带电粒子从圆周上a点对准圆心O射入磁场，从b点折射出来，若α=60°，则带电粒子射入磁场的速度大小为（）A． B．C． D．2、2019年11月4日美国正式启动退出《巴黎气候变化协定》的程序，《巴黎协定》是人类历史上应对全球温室效应带来的气候变化的第三个里程碑式的国际法律文本。为了减少二氧化碳的排放，我国一直在大力发展新能源汽车，已知某型号的电动汽车主要技术参数如下：车型尺寸长×宽×高4870×1950×1725最高时速（km/h）120电机型式交流永磁同步电机电机最大电功率（kW）180工况法纯电续驶里程（km）500等速法纯电续驶里程（km）600电池容量（kWh）82.8快充时间（h）1.40-50km/h加速时间（s）20-100km/h加速时间（s）4.6根据电动汽车行业国家标准（GB/T18386-2017）、电机的最大功率为电机输出的最大机械功率：电池容量为电池充满电时储存的最大电能根据表中数据，可知（）A．0-100km/h的加速过程中电动车行驶的路程一定大于66mB．电机以最大功率工作且车以最大速度行驶时，车受到的阻力大小为5000NC．该车在0-50km/h的加速过程中平均加速度为25m/s2D．用输出电压为220V的充电桩给电池快速充电时，充电电流为269A3、如图所示，一小物块在一足够长的木板上运动时，其运动的v-t图象，如图所示，则下列说法正确的是（）A．木板的长度至少为12m B．木板的长度至少为6mC．小物块在0～4s内的平均速度是2m/s D．在0～4s内，木板和小物块的平均加速度相同4、如图甲所示的电路中定值电阻R=60Ω，电源电动势E=100V，r=10Ω。如图乙所示，曲线为灯泡L的伏安特性曲线，直线为电源的路端电压与电流的关系图线，以下说法正确的是（）A．开关S断开时电源的效率为60%B．开关S闭合后电源的总功率会变小C．开关S闭合后灯泡的亮度增强D．开关S断开时小灯泡消耗的功率为240W5、如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔，质量为m的小球套在圆环上，一根细线的下端系着小球，上端穿过小孔用力F拉住，绳与竖直方向夹角为θ，小球处于静止状态.设小球受支持力为FN，则下列关系正确的是（）A．F=2mgtanθ B．F=mgcosθC．FN=mg D．FN=2mg6、如图所示，将一个质量为m的半球形物体放在倾角为37°的斜面上，用通过球心且水平向左的力F作用在物体上使其静止.已知物体与斜面间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，.要使半球体刚好沿斜面上滑，则力F的大小是（）A．mg B．2mg C．3mg D．4mg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（甲）所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内，导轨间距为1.0m，左端连接阻值R=4.0Ω的电阻，匀强磁场磁感应强度B=0.5T、方向垂直导轨所在平面向下。质量m=0.2kg、长度l=1.0m、电阻r=1.0Ω的金属杆置于导轨上，向右运动并与导轨始终保持垂直且接触良好，t=0时对杆施加一平行于导轨方向的外力F，杆运动的v－t图像如图（乙）所示，其余电阻不计、则（）A．t=0时刻，外力F水平向右，大小为0.7NB．3s内，流过R的电荷量为3.6CC．从t=0开始，金属杆运动距离为5m时电阻R两端的电压为1.6VD．在0~3.0s内，外力F大小随时间t变化的关系式是F=0.1+0.1t（N）8、质量m=2kg的小物块在某一高度以v0=5m/s的速度开始做平抛运动，若g=10m/s2，当运动到竖直位移与水平位移相等时，对于物块（）A．此时的瞬时速度大小为5m/s B．此时重力的瞬时功率大小为200WC．此过程动量改变大小为10（-1）kgm/s D．此过程重力的冲量大小为20Ns9、下列说法中正确的是（）A．布朗运动是液体分子的无规则运动B．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的C．热量只能从高温物体传到低温物体D．固体分子间同时存在着引力和斥力E.温度标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度10、如图所示，一束红光从空气射向折射率n=种玻璃的表面，其中i为入射角，则下列说法正确的是（）A．当i=45°时会发生全反射现象B．无论入射角i为多大，折射角r都不会超过45°C．当入射角的正切值tani=，反射光线与折射光线恰好相互垂直D．光从空气射入玻璃，速度减小E.若将入射光换成紫光，则在同样入射角i的情况下，折射角r将变大三、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）某同学用如图甲所示装置做验证机械能守恒定律的实验。所用打点计时器为电火花打点计时器。(1)实验室除了提供图甲中的器材，还备有下列器材可供选择：A．220V交流电源B．天平C．秒表D．导线E.墨粉纸盘。其中不必要的器材是________(填对应的字母），缺少的器材是____________。(2)对于实验要点，下列说法正确的是____________。A．应选用体积较小且质量较小的重锤B．安装器材时必须保证打点计时器竖直，以便减少限位孔与纸带间的摩擦C．重锤下落过程中，应用手提着纸带，保持纸带始终竖直D．根据打出的纸带，用△x=gT2求出重力加速度再验证机械能守恒(3)该同学选取了一条纸带，取点迹清晰的一段如图乙所示，将打出的计时点分别标号为1、2、3、4、5、6，计时点1、3，2、5和4、6之间的距离分别为x1，x2，x3。巳知当地的重力加速度为g，使用的交流电频率为f，则从打计时点2到打计时点5的过程中，为了验证机械能守恒定律，需检验的表达式为____________________________。(4)由于阻力的作用，使测得的重锤重力势能的减小量总是大于重锤动能的增加量。若重锤的质量为m，根据(3)中纸带所测数据可求得该实验中存在的平均阻力大小F=__________(结果用m、g、x1、x2、x3)表示）。12．（12分）二极管具有单向导电性，正向导通时电阻几乎为零，电压反向时电阻往往很大。某同学想要测出二极管的反向电阻，进行了如下步骤：步骤一：他先用多用电表欧姆档进行粗测：将红、黑表笔分别插入正、负表笔插孔，二极管的两端分别标记为A和B。将红表笔接A端，黑表笔接B端时，指针几乎不偏转；红表笔接B端，黑表笔接A端时，指针偏转角度很大，则为了测量该二极管的反向电阻，应将红表笔接二极管的___________端（填“A”或“B”）；步骤二：该同学粗测后得到RD=1490Ω，接着他用如下电路（图一）进行精确测量：已知电压表量程0~3V，内阻RV=3kΩ。实验时，多次调节电阻箱，记下电压表的示数U和相应的电阻箱的电阻R，电源的内阻不计，得到与的关系图线如下图（图二）所示。由图线可得出：电源电动势E=___________，二极管的反向电阻=__________；步骤二中二极管的反向电阻的测量值与真实值相比，结果是___________（填“偏大”、“相等”或“偏小”）。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．（10分）如图所示，内径粗细均匀的U形管竖直放置在温度为7℃的环境中，左侧管上端开口，并用轻质活塞封闭有长l1＝14cm的理想气体，右侧管上端封闭，管上部有长l2＝24cm的理想气体，左右两管内水银面高度差h＝6cm.若把该装置移至温度恒为27℃的房间中(依然竖直放置)，大气压强恒为p0＝76cmHg.不计活塞与管壁间的摩擦．分别求活塞再次平衡时左、右两侧管中气体的长度．14．（16分）如图所示，一根两端开口、粗细均匀且导热性良好的足够长的玻璃管竖直插入足够大的水银槽中并固定，管中有一个质量不计的光滑活塞，活塞下封闭一段长L=85cm的气体,气体的热力学温度T1=300K，现在活塞上缓慢加入细沙，直到活塞下降20cm为止，外界大气压强P0=75cmHg，g=10m/s2。（i）求活塞下降20cm时，封闭气体的压强；（ii）保持加入的细沙的质量不变，对封闭气体缓慢加热，求活塞回到原来位置时，封闭气体的热力学温度。15．（12分）如图所示，在xOy平面坐标系的第一象限内的某区域存在匀强磁场，在第二象限内存在沿x正方向的匀强电场，电场强度的大小为E=5×103V/m。曲线OC上分布着大量比荷为=105C/kg的正电荷，曲线OC上各点的坐标满足y2=k|x|，C点的坐标为(－0.1，0.2)。A点在y轴上，CA连线平行于x轴，D点在x轴上且OD=OA。现所有正电荷由静止释放，在第一象限内磁场的作用下都沿垂直x轴方向通过了D点。不计正电荷所受的重力及电荷间的相互作用力。求：(1)正电荷通过y轴时的速度与纵坐标的关系；(2)匀强磁场的磁感应强度的大小和方向；(3)匀强磁场区域的最小面积。

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】

由几何关系可知，粒子运动的轨道半径为由洛伦兹力提供向心力可知可得故选B。2、D【解析】

A．100km/h=m/s，0-100km/h的加速时间为4.6s，假设电动车做匀加速直线运动，该过程中电动车行驶的路程s==64m实际上电动车做加速度减小的加速运动，故路程一定大于64m，故A错误。B．P=180kW=180000W，vm=120km/h=33.3m/s，电机以最大功率工作且车以最大速度行驶时，牵引力等于阻力f=F==5400N故车受到的阻力大小为5400N，故B错误。C．50km/h=m/s，该车在0-50km/h的加速过程中，用时2s，平均加速度a==6.9m/s2故C错误。D．电池容量82.8kW•h，快充时间为1.4h，用输出电压为220V的充电桩给电池快速充电时，充电电流I=A=269A故D正确。故选D。3、B【解析】

AB．由图像可知，当物块和木板共速时，物块相对木板的位移即为木板的最小长度，即选项A错误，B正确；C．小物块在0～4s内的位移负号表示物块的位移向右，则平均速度是选项C错误；D．在0～4s内，木板的位移根据可知，木板和小物块的平均加速度不相同，选项D错误；故选B。4、D【解析】

A．开关S断开时，根据图乙可知灯泡两端的电压为电源的效率为故A错误；BC．开关S闭合后总电阻减小，根据闭合电路欧姆定律可得总电流增大，根据可知电源的总功率会变大，根据可知路端电压减小，根据可知灯泡的功率减小，所以灯泡的亮度变暗，故B、C错误；D．开关S断开时小灯泡消耗的功率为故D正确；故选D。5、C【解析】

对小球进行受力分析，小球受重力G，F，FN，三个力，满足受力平衡。作出受力分析图如下：由图可知△OAB∽△GFA，即：解得：FN=G=mgA．F=2mgtanθ，与分析不符，故A错误；B．F=mgcosθ，与分析不符，故B错误；C．FN=mg，与分析相符，故C正确；D．FN=2mg，与分析不符，故D错误；故选：C。6、B【解析】

分析半球形物体的受力，如图所示物体刚好沿斜面上滑时，由平衡条件得：，联立两式解得A．mg，与分析不符，故A错误；B．2mg，与分析相符，故B正确；C．3mg，与分析不符，故C错误；D．4mg，与分析不符，故D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、CD【解析】

A．根据v－t图象可以知道金属杆做匀减速直线运动，加速度为当t=0时刻，设向右为正方向，根据牛顿第二定律有根据闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律有联立以上各式代入数据可得，负号表示方向水平向左，故A错误；B．根据联立可得又因为v－t图象与坐标轴围成的面积表示通过的位移，所以有故代入数据可解得q=0.9C故B错误；C．设杆运动了5m时速度为v1，则有此时金属杆产生的感应电动势回路中产生的电流电阻R两端的电压联立以上几式结合A选项分析可得，故C正确；D．由A选项分析可知t=0时刻外力F的方向与v0反向，由牛顿第二定律有设在t时刻金属杆的速度为v，杆的电动势为E，回路电流为I，则有联立以上几式可得N负号表示方向水平向左，即大小关系为N故D正确。故选CD。8、BD【解析】

物块做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，当运动到竖直位移与水平位移相等时解得t=1sA．此时竖直方向的速度为vy=gt=10m/s则此时的速度为故A错误；

B．此时的重力瞬时功率为P=mgvy=200W故B正确；

C．根据动量定理I=△P=mgt=20kgm/s故C错误；D．此过程重力的冲量大小为I=mgt=20N•s故D正确。

故选BD。9、BDE【解析】

A．布朗运动是悬浮在液体表面的固体颗粒的无规则运动，是液体分子无规则运动的具体表现，选项A错误；B．扩散现象是由物质分子无规则运动产生的，选项B正确；C．热量能自发地从高温物体传到低温物体，也能从低温物体传到高温物体，但是要引起其他的变化，选项C错误；D．固体分子间同时存在着引力和斥力，选项D正确；E．温度是分子平均动能的标志，标志着物体内大量分子热运动的剧烈程度，故E正确。故选BDE。10、BCD【解析】

A．光线从空气进入玻璃中时，由光疏射向光密介质，不可能会发生全反射现象，选项A错误；B．根据当i=90°时r=45°，可知无论入射角i为多大，折射角r都不会超过45°，选项B正确；C．当反射光线与折射光线恰好相互垂直时，则解得选项C正确；D．光从空气射入玻璃，由光疏射向光密介质，速度减小，选项D正确；E．若将入射光换成紫光，则由于紫光的折射率大于红光，则在同样入射角i的情况下，折射角r将变小，选项E错误。故选BCD。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、BC刻度尺B【解析】

(1)[1][2]本实验的实验目的是验证的正确性，因此可以不测量物体的质量，即可不用天平。打点计时器应接220V的交流电源，打点计时器用来记录物体的运动时间，秒表不必要，不必要的器材为BC，还缺少的器材是处理纸带时用到的刻度尺；(2)[3]A.应选用体积较小且质量较大的重锤，以减小阻力带来的误差，选项A错误；B.由于纸带和打点计时器之间存在阻力，因此为了减小摩擦力所做的功，应使限位孔竖直，选项B正确；C.让重锤拖着纸带做自由落体运动，选项C错误；D.重力加速度应取当地的自由落体加速度，而不能用△h=gT2去求，选项D错误；(3)[4]打计时点2时的速度打计时点5时的速度则要验证的机械能量守恒的表达式为：(4)[5]根据动能定理有：解得：12、A2.0V1500Ω相等【解析】

[1]多用电表测电阻时电流从黑表笔流出，红表笔流入。当红表笔接A时，指针几乎不偏转，说明此时二极管反向截止，所以接A端。[2]根据电路图由闭合电路欧姆定律得整理得再由图像可知纵截距解得[3]斜率解得[4]由于电源内阻不计，电压表内阻已知，结合上述公式推导可知二极管反向电阻的测量值与真实值相等。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、15cm25cm【解析】设管的横截面积