湖北省孝感市汉川市2023年高考物理四模试卷含解析

2023学年高考物理模拟试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、一质点做匀加速直线运动，在通过某段位移x内速度增加了v，动能变为原来的9倍。则该质点的加速度为（）A． B． C． D．2、如图所示为某种电流表的原理示意图，质量为m的均质细金属棒MN的中点处通过一挂钩与一竖直悬挂的轻弹簧相连，绝缘弹簧劲度系数为k。在矩形区域abcd内有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，与MN的右端N连接的一绝缘轻指针可指示标尺上的读数，MN的长度大于ab的长度。当MN中没有电流通过且处于平衡状态时，MN与矩形区域的cd边重合，当MN中有电流通过时，指针示数可表示电流强度。已知k＝2.0N/m，ab的长度为0.20m，bc的长度为0.05m，B＝0.20T，重力加速度为g。下列说法不正确的是（）A．当电流表示数为零时，弹簧的伸长量为B．若要电流表正常工作，应将MN的M端与电源正极相接C．该电流表的量程是2.5AD．若将量程扩大到2倍，磁感应强度应变为0.20T3、自空中的A点静止释放一个小球，经过一段时间后与斜面体的B点发生碰撞，碰后速度大小不变，方向变为水平，并经过相等的时间最终落在水平地面的C点，如图所示，水平面上的D点在B点正下方，不计空气阻力，下列说法正确的是A．A、B两点的高度差和B、D两点的高度差之比为1∶3B．A、B两点的高度差和C、D两点的间距之比为1∶3C．A、B两点的高度差和B、D两点的高度差之比为1∶2D．A、B两点的高度差和C、D两点的间距之比为1∶24、用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是A．改用红光照射B．改用X射线照射C．改用强度更大的原紫外线照射D．延长原紫外线的照射时间5、如图所示，一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上，顶端与竖直墙壁接触，现打开尾端阀门，气体往外喷出，设喷口面积为S，气体密度为，气体往外喷出的速度为，则气体刚喷出时钢瓶顶端对竖直墙的作用力大小是（）A． B． C． D．6、水平面内固定一个足够大且绝缘的粗糙斜面，其上有一个带电滑块匀速下滑且一直在斜面上运动。仅改变下列选项中的条件，滑块速度大小一定改变的是（）A．施加竖直方向的电场 B．翻转滑块，改变它与斜面的接触面积C．施加水平方向的恒力 D．改变滑块的质量二、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、质量均为m的小球A、B分别固定在一长为L的轻杆的中点和一端点，如图所示。当轻杆绕另一端点O在光滑水平面上做角速度为ω的匀速圆周运动时，则（）A．处于中点的小球A的线速度为B．处于中点的小球A的加速度为C．处于端点的小球B所受的合外力为D．轻杆段中的拉力与段中的拉力之比为3：28、在科幻电影《流浪地球》中，流浪了2500年的地球终于围绕质量约为太阳质量的比邻星做匀速圆周运动，进入了“新太阳时代”。若“新太阳时代”地球公转周期与现在绕太阳的公转周期相同，将“新太阳时代”的地球与现在相比较，下列说法正确的是A．所受引力之比为1：8B．公转半径之比为1：2C．公转加速度之比为1：2D．公转速率之比为1：49、静电场方向平行于x轴，其电势随x轴分布的图像如图所示，和均为已知量，某处由静止释放一个电子，电子沿x轴往返运动。已知电子质量为m，带电荷量为e，运动过程中的最大动能为，则（）A．电场强度大小为B．在往返过程中电子速度最大时的电势能为C．释放电子处与原点的距离为D．电子从释放点返回需要的时间为10、如图所示，半径为R的圆形区域内存在着垂直纸面向里的匀强磁场，过(－2R，0)点垂直x轴放置一线型粒子发射装置，能在0<y<R的区间内各处沿x轴正方向同时发射出速度均为ν、带正电的同种粒子，粒子质量为m，电荷量为q。不计粒子的重力及粒子间的相互作用力。若某时刻粒子被装置发射出后，经过磁场偏转恰好击中y轴上的同一位置，则下列说法中正确的是A．粒子击中点距O点的距离为RB．磁场的磁感应强度为C．粒子离开磁场时速度方向相同D．粒子从离开发射装置到击中y轴所用时间t的范围为＜t<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）某实验小组的同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验时进行了如下的操作（滑轮的大小可忽略）：①滑块甲放在气垫导轨上，滑块乙穿在涂有润滑剂的竖直杆上，调整气垫导轨水平，气垫导轨的适当位置放置光电门，实验时记录遮光条的挡光时间t；②将两滑块由图中的位置无初速释放，释放瞬间两滑块之间的细绳刚好水平拉直；③测出两滑块甲、乙的质量M=0.20kg、m=0.10kg，当地重力加速度为g=9.80m/s2。回答下列问题：(1)如图，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=______cm；(2)实验小组在实验时同时对以下物理量进行了测量，其中有必要的测量是_____（填序号）；A.滑轮到竖直杆的距离L=0.60mB.滑块甲到滑轮的距离a=1.50mC.物块甲的遮光条到光电门的距离b=0.40m(3)当遮光条通过光电门瞬间，滑块乙速度的表达式为v乙=________________；(4)若测量值t=_____s，在误差允许的范围内，系统的机械能守恒。（保留两位有效数字）12．（12分）某同学利用如图甲所示的装置来验证机械能守恒定律，图中A、B为两个光电门。（1）该同学首先利用20分度的游标卡尺测量小球的直径d，测量结果如图乙所示，则d＝________cm；（2）让小球从光电门A上方某一高度处自由下落，计时装置测出小球通过光电门A、B的挡光时间tA、tB，已知当地的重力加速度为g，用刻度尺测量出光电门A、B间的距离h，则只需比较________与________是否相等就可以验证小球下落过程中机械能是否守恒；（用题目中涉及的物理量符号来表示）（3）该同学的实验操作均正确，经过多次测量发现，（2）中需要验证的两个数值总是存在一定的误差，产生这种误差的主要原因是__________________。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）1011年将在我国举办第二十四届冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．某滑道示意图如下，长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接，滑道BC高h=10m，C是半径R=10m圆弧的最低点，质量m=60kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑，加速度a=4.5m/s1，到达B点时速度vB=30m/s．取重力加速度g=10m/s1．（1）求长直助滑道AB的长度L；（1）求运动员在AB段所受合外力的冲量的I大小；（3）若不计BC段的阻力，画出运动员经过C点时的受力图，并求其所受支持力FN的大小．14．（16分）如图所示，金属圆环轨道MN、PQ竖直放置，两环之间ABDC内（含边界）有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B0，AB水平且与圆心等高，CD竖直且延长线过圆心。电阻为r，长为2l的轻质金属杆，一端套在内环MN上，另一端连接质量为m的带孔金属球，球套在外环PQ上，且都与轨道接触良好。内圆半径，外圆半径，PM间接有阻值为R的电阻，让金属杆从AB处无初速释放，恰好到达EF处，EF到圆心的连线与竖直方向成θ角。其它电阻不计，忽略一切摩擦，重力加速度为g。求：(1)这一过程中通过电阻R的电流方向和通过R的电荷量q；(2)金属杆第一次即将离开磁场时，金属球的速率v和R两端的电压U。15．（12分）如图所示，直角三角形ABC为某种透明介质的横截面，∠B＝30°，BC＝30cm，AB面涂有反光材料．某单色光从BC上的D点垂直BC射入介质，经AB面反射后从AC面上射出，射出方向与AB面垂直．已知BD＝21cm，不考虑光在AC面的反射．求：（i）介质的折射率；（ii）光在介质中的传播时间．

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】

设质点的初速度为，则动能由于末动能变为原来的9倍，则可知，末速度为原来的3倍，故，故平均速度根据位移公式可知根据加速度定义可知A正确，BCD错误。故选A。2、D【解析】

A．设弹簧的伸长量为Δx，则有mg＝kΔx得故当电流表示数为零时，弹簧伸长量为，故A正确，不符合题意；B．为使电流表正常工作，作用于通有电流的金属棒MN的安培力必须向下，由左手定则可知金属棒中电流从M端流向N端，因此M端应接正极，故B正确，不符合题意；C．设满量程时通过MN的电流为Im，则有BImlab＋mg＝k（lbc＋Δx）解得Im＝2.5A故该电流表的量程是2.5A，故C正确，不符合题意；D．设量程扩大后，磁感应强度变为B′，则有2B′Imlab＋mg＝k（lbc＋Δx）解得B′＝0.10T故D错误，符合题意。故选D。3、D【解析】

AC、AB段小球自由下落，BC段小球做平抛运动，两段时间相同，根据，可知A、B两点间距离与B、D两点间距离相等，A、B两点的高度差和B、D两点的高度差之比为1∶1，故AC错误；

BD、设A、B两点的高度差为h，根据速度位移公式可得BC段平抛初速度，持续的时间，所以CD两点间距离，所以AB两点的高度差和CD两点的间距之比为1∶2，故B错误，D正确；

故选D．4、B【解析】

发生光电效应的原因是入射的光子能量超过了金属表面电子逸出的逸出功，若不能发生光电效应，说明入射光子能量过小，频率太低，应该换用频率更高的入射光，对照选项B对．5、D【解析】

对喷出气体分析，设喷出时间为，则喷出气体质量为，由动量定理，有其中F为瓶子对喷出气体的作用力，可解得根据牛顿第三定律，喷出气体对瓶子作用力大小为F，再对瓶子分析，由平衡条件和牛顿第三定律求得钢瓶顶端对竖直墙壁的作用力大小也是F，故D正确，ABC错误。故选D。6、C【解析】

AD．当滑块匀速下滑时，对滑块进行受力分析可知，重力沿斜面向下的分力等于滑动摩擦力的大小。施加竖直方向的电场与改变滑块的质量效果相同，各力沿斜面向下的分力之和与滑动摩擦力的大小始终相等，滑块仍做匀速直线运动，AD错误；B．翻转滑块，改变它与斜面的接触面积，并未改变它与斜面间的摩擦力，所以滑块仍做匀速直线运动，B错误；C．施加水平向左的恒力时（滑块不脱离斜面），该力有沿斜面向下的分力，而且摩擦力减小，滑块将做加速运动；施加水平向右的恒力时，该力有沿斜面向上的分力，而且摩擦力增大，滑块将做减速运动，C正确。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、CD【解析】

A．处于中点的小球A的运动半径为，根据线速度与角速度的关系可知线速度A错误；B．处于中点的小球A的加速度为B错误；C．处于端点的小球B的向心加速度由牛顿第二定律可知小球B所受的合外力为C正确；D．设轻杆段中的拉力为，轻杆段中的拉力为，对小球A由牛顿第二定律可得对小球B由牛顿第二定律可得联立解得D正确。故选CD。8、BC【解析】

AB．地球绕行中心天体做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：解得：，“新太阳时代”的地球的轨道半径与现在的轨道半径之比：万有引力：所以“新太阳时代”的地球所受万有引力与现在地球所受万有引力之比：A错误，B正确；C．万有引力提供加速度：所以“新太阳时代”的地球公转加速度与现在地球加速度力之比：C正确；D．万有引力提供向心力：所以“新太阳时代”的地球公转速率与现在地球公转速率力之比：D错误。故选BC。9、ABD【解析】

A．在0＜x＜x0区间内，场强大小方向沿+x方向；在-x0＜x＜0区间内，场强大小场强方向沿－x方向，故A正确；B．根据能量守恒可知，电子速度最大即动能最大时，电势能最小，根据负电荷在电势高处电势能小，则此时电势能为故B正确；C．已知电子质量为m、带电荷量为e，在运动过程中电子的最大功能为Ek，根据动能定理得得故C错误；D．根据牛顿第二定律知粒子从静止到动能最大的时间为四分之一周期，匀加速直线运动的时间为电子从释放点返回需要的时间为故D正确。故选ABD。10、ABD【解析】

由题意，某时刻发出的粒子都击中的点是y轴上同一点，由最高点射出的只能击中（0，R），则击中的同一点就是（0，R），即粒子击中点距O点的距离为R，所以A选项正确。从最低点射出的也击中（0，R），那么粒子做匀速圆周运动的半径为R，由洛仑兹力提供向心力得：，则磁感应强度，所以选项B正确。粒子运动的半径都相同，但是入射点不同，则粒子离开磁场时的速度方向不同，选项C错误；显然偏转角最大的时间最长，显然从最低点射出的粒子偏转90°，在磁场中的时间最长，最长时间为。从最高点直接射向（0，R）的粒子时间最短，则最短的时间为，所以选项D正确。故选ABD。【点睛】看起来情况比较复杂，但涉及的问题却是常规问题，本题的关键点是粒子源发出的粒子是速度大小和方向均相同，则其做匀速圆周运动的半径相同，在从最低点的特殊情况就能知道相同的半径就是圆弧的半径，再结合周期公式能求出最长和最短时间。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、0.420AC0.0020或2.0×10-3【解析】

(1)[1]游标卡尺的读数由主尺读数和游标尺读数组成，遮光条的宽度d=4mm+4×0.05mm=4.20mm=0.420cm(2)[2]本实验验证系统的机械能守恒，即系统减少的重力势能等于系统增加的动能，研究滑块甲运动到光电门的过程，系统减少的重力势能系统增加的动能绳上的速度关系如图则有故必要的测量为滑轮到竖直杆的距离L=0.60m，物块甲的遮光条到光电门的距离b=0.40m，故AC正确，B错误。故选AC。(3)[3]利用极短时间内的平均速度表示瞬时速度，当遮光条通过光电门瞬间，滑块甲速度根据绳上的速度关系可知，滑块乙的速度(4)[4]由(2)的分析可知，系统机械能守恒，则满足解得t=2.0×10-3s12、0.885gh小球下落过程中受到空气阻力的影响【解析】

(1)[1]根据游标卡尺的读数规则可知，小球的直径为(2)[2][3]小球从A到B，重力势能减少了mgh，动能增加了因此，要验证机械能是否守恒，只需比较gh与是否相等即可(3)[4]小球下落过程中，受到空气阻力的作用，造成机械能