湖北省黄冈市重点2023学年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，轻质弹簧下端挂有一质量为的小球（视为质点），静止时弹簧长为，现用一始终与弹簧轴向垂直的外力作用在小球上，使弹簧由竖直位置缓慢变为水平。重力加速度为。则在该过程中（）A．弹簧的弹力先增大后减小B．外力一直增大C．外力对小球做功为D．弹簧弹力对小球做功为2、如图所示，竖直放置的两端开口的U形管，一段空气柱被水银柱a和水银柱b封闭在右管内，水银柱b的两个水银面的高度差为h。现将U形管放入热水槽中，则系统再度达到平衡的过程中（水银没有溢出，外界大气压保持不变）（）A．空气柱的压强变大B．空气柱的长度不变C．水银柱b左边液面要上升D．水银柱b的两个水银面的高度差h不变3、“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，若不计空气阻力，下列分析正确的是（）A．绳对人的冲量始终向上，人的动量一直减小B．绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小C．绳恰好伸直时，人的动能最大D．人的动量最大时，绳对人的拉力等于人所受的重力4、关于核能，下述正确的是A．它是可再生能源B．它只能通过重核裂变获得C．它是原子核结构发生变化时放出的能量D．重核裂变的反应速度无法控制5、如图所示，定滑轮通过细绳OO连接在天花板上，跨过定滑轮的细绳两端连接带电小球A、B，其质量分别为m1、m2（m1m2）。调节两小球的位置使二者处于静止状态，此时OA、OB段绳长分别为l1、l2，与竖直方向的夹角分别为、。已知细绳绝缘且不可伸长，不计滑轮大小和摩擦。则下列说法正确的是（）A．B．l1∶l2m2∶m1C．若仅增大B球的电荷量，系统再次静止，则OB段变长D．若仅增大B球的电荷量，系统再次静止，则OB段变短6、中国核学会发布消息称，截至2019年6月底，中国大陆在运核电机组47台，装机容量4873万千瓦，位居全球第三。铀核（）是获得核能的主要原料之一，其中一种核反应方程为并释放核能，下列说法正确的是（）A．该核反应是重核裂变，产物的结合能之和大于铀核（）的结合能B．该核反应在中子的轰击下发生，核反应为人工转变C．X原子核中的核子数为140个，中子数为84个D．因为裂变时释放能量，根据E=mc2，所以裂变后的总质量数减少二、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，物体以一定的初速度从倾角α=37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3.0m．选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E随高度h的变化如图乙所示．取g=10m/s2，sin37°=0.60，cos37°=0.1．则（）A．物体的质量m=0.67kgB．物体与斜面之间的动摩擦因数μ=0.50C．物体上升过程中的加速度大小a=1m/s2D．物体回到斜面底端时的动能Ek=10J8、如图所示，在匀强磁场中有一矩形，场强方向平行于该矩形平面。已知，。各点的电势分别为。电子电荷量的大小为。则下列表述正确的是（）A．电场强度的大小为B．点的电势为C．电子在点的电势能比在点低D．电子从点运动到点，电场力做功为9、如图所示，有甲、乙两颗卫星分别在不同的轨道围绕一个半径为R、表面重力加速度为g的行星运动，卫星甲、卫星乙各自所在的轨道平面相互垂直，卫星甲的轨道为圆，距离行星表面的高度为R，卫星乙的轨道为椭圆，M、N两点的连线为其椭圆轨道的长轴且M、N两点间的距离为4R．则下列说法中正确的有A．卫星甲的线速度大小为B．甲、乙卫星运行的周期相等C．卫星乙沿椭圆轨道运行经过M点时的速度小于卫星甲沿圆轨道运行的速度D．卫星乙沿椭圆轨道运行经过N点时的加速度小于卫星甲沿圆轨道运行的加速度10、通常把电荷在离场源电荷无限远处的电势能规定为零，已知试探电荷q在场源电荷的电场中具所有电势能表达式为式中k为静电力常量，r为试探电荷与场源电荷间的距离）。真空中有两个点电荷Q1、Q2分别固定在x坐标轴的和的位置上。x轴上各点的电势φ随x的变化关系如图所示。A、B是图线与x的交点，A点的x坐标是4.8cm，图线上C点的切线水平。下列说法正确的是（）A．电荷Q1、Q2的电性相同 B．电荷Q1、Q2的电荷量之比为1∶4C．B点的x坐标是8cm D．C点的x坐标是12cm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）某研究性学习小组用如图所示的实验装置测量木块与木板间的动摩擦因数。实验室提供的器材有：带定滑轮的长木板、有凹槽的木块、钩码若干、细线和速度传感器等。实验中将部分钩码悬挂在细线下，剩余的全部放在木块的凹槽中，保持长木板水平，利用速度传感器测量木块的速度。具体做法是：先用刻度尺测量出A、B间的距离L，将木块从A点由静止释放，用速度传感器测出它运动到B点时的速度，然后从木块凹槽中移动钩码逐个悬挂到细线下端，改变悬挂钩码的总质量m，测得相应的速度，由运动学公式计算对应的加速度，作出图象如图所示。回答下列问题：(1)设加速度大小为，则与及L之间的关系式是__________。(2)已知当地重力加速度g取，则木块与木板间的动摩擦因数__________（保留2位有效数字）；的测量值__________（填“大于”“小于”或“等于”）真实值，其原因是__________（写出一个即可）。(3)实验中__________（填“需要”或“不需要”）满足悬挂钩码的质量远小于木块和槽中钩码的总质量。12．（12分）实验室有一节干电池，某同学想测量其电动势和内阻。除了一节干电池、开关S，导线还有下列器材供选用：A．灵敏电流计G（0~200μA，内阻RA为10Ω）B．定值电阻R1（9990Ω，额定电流0.3A）C．定值电阻R2（990Ω，额定电流1A）D．电阻箱R（0~99.9Ω，额定电流3A）（1）为了测量电动势，该同学应该选哪个定值电阻______（选填“R1”或“R2”）；（2）在虚线框中画出实验电路图______；（3）按照正确的电路图连接好电路，实验后得到如图所示的－图像，则该同学测得电源的电动势为________V，内阻为________Ω（结果均保留两位有效数字）。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，两竖直极板之间存在匀强电场，两极板之间的电势差为U，左侧电势高、右侧电势低，两极板间的距离为d。一不计重力质量为m、电荷量为q的带正电粒子P从靠近左极板的位置由静止释放，带电粒子经过加速后从右侧极板间的狭缝进入正方形匀强磁场区域ABCD。匀强磁场ABCD区域的AC连线竖直，BD连线水平，正方形ABCD的边长为L。(1)如果带电粒子从A点离开磁场，则匀强磁场的磁感应强度为多少？(2)如果带电粒子从AB边离开，且离开磁场时，速度方向与AB边垂直，则匀强磁场的磁感应强度为多少？粒子离开磁场的位置到B点的距离为多少？14．（16分）如图所示，半径R＝1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ＝37°，另一端点C为轨道的最低点．C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板，木板质量M＝1kg，上表面与C点等高．质量为m＝1kg的物块(可视为质点)从空中A点以v0＝1.1m/s的速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道．取g＝10m/s1．求：（1）物块经过B点时的速度vB．（1）物块经过C点时对木板的压力大小．（3）若木板足够长，物块在木板上相对滑动过程中产生的热量Q．15．（12分）如图所示，MN和M′N′为两竖直放置的平行光滑长直金属导轨，两导轨间的距离为L。在导轨的下部有垂直于导轨所在平面、方向向里的匀强磁场，磁感应强度为B。在导轨的MM′端连接电容为C、击穿电压为Ub、正对面积为S、极板间可认为是真空、极板间距为d的平行板电容器。在t＝0时无初速度地释放金属棒ef，金属棒ef的长度为L、质量为m、电阻可忽略不计．假设导轨足够长，磁场区域足够大，金属棒ef与导轨垂直并接触良好，导轨和各接触处的电阻不计，电路的电感、空气的阻力可忽略，已知重力加速度为g。(1)求电容器两端的电压达到击穿电压所用的时间；(2)金属棒ef下落的过程中，速度逐渐变大，感应电动势逐渐变大，电容器极板上的电荷量逐渐增加，两极板间存储的电场能也逐渐增加。单位体积内所包含的电场能称为电场的能量密度。已知两极板间为真空时平行板电容器的电容大小可表示为C＝。试证明平行板电容器两极板间的空间内的电场能量密度ω与电场强度E的平方成正比，并求出比例系数(结果用ε0和数字的组合表示)。

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】

AB．小球受外力、重力和弹簧弹力三个力构成一个三角形，当外力与弹簧弹力垂直时最小，由三角形定则可判断，弹簧弹力一直减小，外力一直增大，故A不符合题意，B符合题意；CD．由上分析可知外力F和弹簧的弹力都是变力，所以无法直接求出外力和弹力所做的功，只能根据能量守恒求出外力与弹簧弹力的合力对小球做的功等于，故CD不符合题意。故选B。2、D【解析】

AB．外界大气压不变，被封闭气体压强始终不变，气体做等压变化，温度升高，则气体体积增大，故AB错误；CD．被封闭气体压强始终不变，水银柱b两液面高度差h不变，则液面位置也不会发生变化，故C错误，D正确。故选D。3、D【解析】

“蹦极”运动中，从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，绳对人的拉力的方向始终向上，故绳对人的冲量始终向上，绳恰好伸直时，绳子的拉力小于重力，人做加速度减小的加速运动，当绳子拉力等于重力时，加速度为0，速度最大，之后绳子拉力大于重力，人做加速度增加的减速运动，直到速度为零。故从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，人的运动速度是先增大，到绳子的拉力与重力相等时，速度最大，然后再减小为零，由动量和动能的定义可得，人的动量和动能都是先增大，在绳子的拉力与重力相等时最大，在减小到零，故ABC错误，D正确。4、C【解析】

A．核能是新能源，但不是再生能源，A错误；B．轻核的聚变也能产生核能，比如氢弹，B错误；C．它是原子核结构发生变化时，产生新核，出现质量亏损，从而放出的能量，C正确；D．轻核的聚变的反应速度无法控制，而重核裂变的反应速度可以控制，D错误；故选C。5、B【解析】

A.因滑轮两边绳子的拉力相等，可知=，选项A错误；B画出两球的受力图，由三角形关系可知其中T1=T2则选项B正确；CD.由关系式可知，l1和l2的大小由两球的质量关系决定，与两球电量关系无关，则若仅增大B球的电荷量，系统再次静止，则OB段不变，选项CD错误。故选B。6、A【解析】

A．结合质量数守恒与电荷数守恒可知，铀核裂变的产物为氙核和锶核，并会释放能量，则裂变产物的结合能之和一定大于铀核的结合能，故A正确；B．该核反应为重核裂变，不是人工转变，故B错误；C．X原子核中的核子数为（235+1）-（94+2）=140个，中子数为140-（92-38）=86个，故C错误；D．裂变时释放能量，出现质量亏损，但是总质量数不变，故D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、BD【解析】

A．在最高点，速度为零，所以动能为零，即物体在最高点的机械能等于重力势能，所以有所以物体质量为A错误；B．在最低点时，重力势能为零，故物体的机械能等于其动能，物体上升运动过程中只受重力、摩擦力做功，故由动能定理可得解得B正确；C．物体上升过程受重力、支持力、摩擦力作用，故根据力的合成分解可得：物体受到的合外力为故物体上升过程中的加速度为C错误；D．物体上升过程和下落过程物体重力、支持力不变，故物体所受摩擦力大小不变，方向相反，所以，上升过程和下滑过程克服摩擦力做的功相同；由B可知：物体上升过程中克服摩擦力做的功等于机械能的减少量20J，故物体回到斜面底端的整个过程克服摩擦力做的功为40J；又有物体整个运动过程中重力、支持力做功为零，所以，由动能定理可得：物体回到斜面底端时的动能为50J-40J=10J，D正确。故选BD。8、BC【解析】

A．如图所示在延长线上取。则电势则连线在等势面上。由几何关系得则则电场强度的大小为故A错误；B．电场中的电势差有则故B正确；C．因为则电子在点的电势能比点低，故C正确；D．因为则电子由点运动到点时电势能减小，则电场力做功为，故D错误。故选BC。9、BD【解析】

A．卫星甲绕中心天体做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，有：解得：其中，根据地球表面万有引力等于重力得联立解得甲环绕中心天体运动的线速度大小为故A错误；B．卫星甲绕中心天体做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，有根据地球表面万有引力等于重力得解得卫星甲运行的周期为由卫星乙椭圆轨道的半长轴等于卫星甲圆轨道的半径，根据开普勒第三定律，可知卫星乙运行的周期和卫星甲运行的周期相等，故B正确；C．卫星做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力，应给卫星加速，所以卫星乙沿椭圆轨道经过M点时的速度大于轨道半径为M至行星中心距离的圆轨道的卫星的线速度，而轨道半径为M至行星中心距离的圆轨道的卫星的线速度大于卫星甲在圆轨道上的线速度，所以卫星乙沿椭圆轨道运行经过M点时的速度大于卫星甲沿圆轨道运行的速度，故C错误；D．卫星运行时只受万有引力，加速度所以卫星乙沿椭圆轨道运行经过N点时的加速度小于卫星甲沿圆轨道运行的加速度，故D正确。10、CD【解析】

A．电势能故电势那么场源电荷附近电势正负和场源电荷正负一致，故由图可得原点处电荷带正电，处电荷带负电，故A错误；B．点处电势为零，故有所以，电荷、的电荷量之比故B错误；C．点处电势为零，根据电势为零可得可得解得所以点的坐标故C正确；D．点电荷周围场强两场源电荷电性相反，那么两场源电荷在点的场强方向相反，点电势变化为零，故点场强为零，根据叠加定理可得两场源电荷在点场强大小相等，故有解得故D正确；故选CD。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、0.34（0.32~0.35均可）大于滑轮与轴承细线间有摩擦不需要【解析】

（1）[1]．根据匀变速直线运动的规律有。（2）[2]．设木块的质量为M，钩码的总质量为，根据牛顿第二定律有联立解得加速度由题图可知，当时，，则木块与木板间的动摩擦因数；[3]．因滑轮与轴承、细线间有摩擦，所以测量值大于真实值。（3）[4]．实验中没有采用细线拉力等于重力，所以不需要满足悬挂钩码的总质量远小于木块和槽中钩码的总质量。12、R11.40.50【解析】

(1)[1]一节干电池电动势约为1．5V，可以把表头改装成2V的电压表，需要串联电阻阻值为：R串＝﹣RA＝﹣10Ω＝9990Ω选定值电阻R1。(2)[2]应用电压表与电阻箱测电源电动势与内阻，电压表测路端电压，实验电路图如图所示：(3)[3][4]电压表内阻为：RV＝RA+R1由图示电路图可知，电源电动势为：E＝U+I总r＝IRV+（I+）r整理得：＝•+由图示﹣图象可知，图象的斜率：k＝＝截距：b＝＝0.7×104解得电源电动势：E＝1.4V，r＝0.50Ω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)【解析】

(1)带电粒子在加速电场中解得带电粒子进入磁场后，根据几何关系，带电粒子的运动半径为根据可得联立可得(2)粒子垂直于AB边射出，根据几何关系，带电粒子的运动半径为根据可得联立可得粒子离开磁场的位置到B点的距离d=2L－R解得14、（1）（1）（3）Q＝9J．【解析】

设物块在B