2023-2024学年安徽省重点中学高三第四次模拟考试物理试卷含解析

2023-2024学年安徽省重点中学高三第四次模拟考试物理试卷考生请注意：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、如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平面上，将杆竖直紧压在地面上，若三条绳长度不同，下列说法正确的有（）A．三条绳中的张力都相等 B．杆对地面的压力等于自身重力C．绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零 D．绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力2、2018年2月13日，平昌冬奥会女子单板滑雪U形池项目中，我国选手刘佳宇荣获亚军。如图所示为U形池模型，其中a、c为U形池两侧边缘且在同一水平面上，b为U形池最低点。刘佳宇(可视为质点)从a点上方高h的O点自由下落由左侧进入池中，从右侧飞出后最高点上升至相对c点高度为的d点。不计空气阻力，下列判断正确的是()A．运动员从O到d的过程中机械能减少B．运动员再次进入池中后，刚好到达左侧边缘a然后返回C．运动员第一次进入池中，由a到b的过程与由b到c的过程相比损耗机械能较小D．运动员从d返回到b的过程中，重力势能全部转化为动能3、伽利略通过斜面理想实验得出了（）A．力是维持物体运动的原因 B．物体的加速度与外力成正比C．物体运动不需要力来维持 D．力是克服物体惯性的原因4、下列关于科学家对物理学发展所做的贡献正确的是（）A．牛顿三条运动定律是研究动力学问题的基石，牛顿的三条运动定律都能通过现代的实验手段直接验证B．伽利略通过实验和合理的推理提出质量并不是影响落体运动快慢的原因C．奥斯特由环形电流和条形磁铁磁场的相似性，提出分子电流假说，解释了磁现象的电本质D．伽利略通过万有引力定律计算得出了太阳系中在天王星外还存在着距离太阳更远的海王星5、关于静电场中的电场线，下列说法错误的是（）A．电场线能够形象描述电场的强弱和方向B．沿电场线的方向电势有可能升高C．电场线总是垂直等势面指向电势降低的方向D．沿电场线方向移动一正电荷，其电势能一定减小6、图1为沿斜坡向上行驶的汽车，当汽车以牵引力F向上运动时，汽车的机械能E与位移x的关系如图2所示（AB段为曲线），汽车与斜面间的摩擦忽略不计．下列说法正确的是（）A．0～x1过程中，汽车所受拉力逐渐增大B．x1～x2过程中，汽车速度可达到最大值C．0～x3过程中，汽车的动能一直增大D．x1～x2过程中，汽车以恒定的功率运动二、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、用一束波长为λ的绿光照射某极限波长为λo的金属，能产生光电效应，下列说法正确的是（）A．该金属逸出功为W=hλoB．把这束绿光遮住一半，则逸出的光电流强度减小C．若改用一束红光照射，则不可能产生光电效应D．要使光电流为0，光电管两级至少需要加大小为的电压8、一质点做简谐运动的图象如图所示，下列说法正确的是__________．(填正确答案标号)A．质点振动频率是0.25HzB．在10s内质点经过的路程是20cmC．第4s末质点的速度最大D．在t＝1s和t＝3s两时刻，质点位移大小相等、方向相同E.在t＝2s和t＝4s两时刻，质点速度大小相等、方向相同9、下列说法正确的是（）A．显微镜下观察到墨水中的小炭粒在不停地做无规则运动，这反映了液体分子运动的无规则性B．物体内能增加，温度不一定升高C．物体的温度越高，分子运动的速率越大D．气体的体积指的不是该气体中所有气体分子体积之和，而是指该气体中所有分子所能到达的空间的体积E.在完全失重的情况下，气体对容器壁的压强为零10、两相距2R、电量相等的点电荷Q1、Q2放在水平轴线上，Q1带负电，Q2带正电，O为两者中点。以Q1为圆心、半径为R的球面上有a、b、c三位置，a、Q1、Q2在同一竖直平面内，b、c、Q1在同一水平平面内，且a、b连线与水平轴垂直，b、c连线与水平轴平行，a、O相距为R，如图所示。下列说法正确的是()A．a、b两处电势相等 B．b、c两处电势相等C．a、b两处场强大小相等 D．b、c两处场强大小相等三、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）如图所示利用气垫导轨“验证机械能守恒定律”的实验装置。主要实验步骤如下：A．将气垫导轨放在水平桌面上，并调至水平B．测出遮光条的宽度dC．将滑块移至图示的位置，测出遮光条到光电门的距离lD．释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间tE.用天平称出托盘和砝码的总质量mF.………请回答下列问题（重力加速度取g）：(1)滑块经过光电门的速度可以表示为____（用物理量符号表示）。(2)为验证机械能守恒定律，还需要测的物理量是____。(3)滑块从静止释放，运动到光电门的过程中，系统的重力势能减少_____（用物理量符号表示）。(4)选用不同的l，测出对应的t。能直观反应系统机械能守恒的图像是_____。A．t﹣lB．t2﹣lC．﹣lD．﹣l12．（12分）某同学猜想：弹簧的弹性势能与其劲度系数成正比、与其形变量的二次方成正比，即；其中b为与弹簧劲度系数成正比例的常数。该同学设计以下实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系。如图所示，在水平桌面上放置一个气垫导轨，将弹簧一端固定于气垫导轨左侧。调整导轨使滑块能在导轨上自由匀速滑动。将光电门固定在离弹簧右侧原长点稍远的位置。推动滑块压缩弹簧一段合适的距离后，由静止释放滑块。滑块离开弹簧后运动通过光电门。通过测量和计算研究上述猜想。实验中进行以下测量：A．测得滑块的质量m；B．测得滑块上遮光片的宽度d；C．测得弹簧的原长；D．推动滑块压缩弹簧后，测得弹簧长度L；E.释放滑块后，读出滑块遮光片通过光电门的时间t；F.重复上述操作，得到若干组实验数据，分析数据并得出结论。回答下列问题。（前三个问题用实验测得的物理量字母及比例常数b表示）（1）滑块离开弹簧后的动能为________。（2）由能量守恒定律知弹簧被压缩后的最大弹性势能与滑块弹出时的动能相等。若关于弹簧弹性势能的猜想正确，则________。（3）用图像处理实验数据并分析结论，得出的图像如图所示。该图像不过坐标原点的原因是________________。（只填写一条）（4）若换用劲度系数更大的弹簧做实验，图像斜率将________。（选填“不变”“变大”或“变小”）（5）若实验中测得的一组数据：，，，，。由此计算比例常数________N/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，用一块长的木板在墙和桌面间架设斜面，桌子高，长。斜面与水平桌面间的倾角。一个质量为的小滑块放在桌面最右端，现将质量为的小滑块A从斜面顶端由静止释放，滑块与斜面间的动摩擦因数，滑块与水平桌面间的动摩擦因数，忽略滑块在斜面与桌面交接处的能量损失，滑块A与滑块B发生正碰，碰后滑块A最终停在离桌面右端处。滑块与木板及桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B均可视为质点，重力加速度，，。求：（1）与B相碰前瞬间小滑块A的速度大小；（2）小滑块B的落地点距桌面最右端的水平距离。14．（16分）如图所示，水平线ab上方存在竖直向下的匀强电场，ab以及ab下方都存在竖直向上的匀强电场，场强大小都相等。在ab下方同时存在垂直纸面向外的匀强磁场。P为ab上方一点，到ab距离为2L。一质量为m、带电荷量为-q（q>0）的带电小球从P点以大小为、与竖直方向成θ=30°斜向下抛出。g为重力加速度，经过ab上C点（图中未画出）时速度水平。(1)求电场强度大小；(2)小球经过ab下方Q点（图中未画出）时获得最大速度，Q到ab的距离为，求磁场的磁感应强度大小。15．（12分）如图所示，用质量m＝1kg的活塞在汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸壁间的摩擦忽略不计，开始时活塞距离汽缸底部的高度h1＝1.0m，气体的温度t1=27℃。现将汽缸缓慢加热至t2=207℃，活塞缓慢上升到距离汽缸底某一高度h2处，此过程中被封闭气体增加的内能ΔU＝300J。已知大气压强p0＝1.0×105Pa，重力加速度g＝10m/s2，活塞横截面积S＝5.0×10-4m2。求：(ⅰ)初始时汽缸内气体的压强p1和缓慢加热后活塞距离汽缸底部的高度h2；(ⅱ)此过程中缸内气体吸收的热量Q。

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、C【解析】

AC．由于三力长度不同，故说明三力与竖直方向的夹角不相同，由于杆保持静止，故在水平方向三力水平分力的合力应为零，故说明三力的大小可能不相等；故A错误；C正确；

B．由于三力在竖直方向有向下的拉力，杆在竖直方向合力为零，故杆对地面的压力大于重力；故B错误；

D．绳子拉力的合力与杆的重力之和等于地面对杆的支持力，则绳子拉力的合力与杆的重力不是一对平衡力，选项D错误。故选C。2、A【解析】

AB．运动员从高h处自由下落由左侧进入池中，从右侧飞出后上升的最大高度为，此过程中摩擦力做负功，机械能减小，且减少的机械能为；再由右侧进入池中时，平均速率要小于由左侧进入池中过程中的平均速率，根据圆周运动的知识，可知速率减小，对应的正压力减小，则平均摩擦力减小，克服摩擦力做的功减小，即摩擦力做的功小于，则运动员再次进入池中后，能够冲击左侧边缘a然后返回，故A正确，B错误；C．运动员第一次进入池中，由a到b过程的平均速率大于由b到c过程的平均速率，由a到b过程中的平均摩擦力大于由b到c过程中的平均摩擦力，前一过程损耗机械能较大，故C错误；D．运动员从d返回到b的过程中，摩擦力做负功，重力势能转化为动能和内能，故D错误。故选A。3、C【解析】

AC.理想斜面实验只能说明力不是维持物体运动的原因，即物体的运动不需要力来维持，故A错误，C正确；B.牛顿第二定律说明力是使物体产生加速度的原因，物体的加速度与外力成正比，故B错误；D.惯性是物体固有的属性，质量是物体惯性大小的量度，惯性与物体的运动状态和受力无关，故D错误。故选C。4、B【解析】

A．牛顿三条运动定律是研究动力学问题的基石，牛顿第一定律不能通过实验直接验证，而牛顿第二定律和牛顿第三定律都能通过现代的实验手段直接验证，A错误；B．伽利略通过实验和合理的推理提出物体下落的快慢与物体的轻重没有关系，即质量并不影响落体运动快慢，B正确；C．安培由环形电流和条形磁铁磁场的相似性，提出分子电流假说，解释了磁现象的电本质，C错误；D．英国青年数学家亚当斯与法国数学家勒威耶分别独立地通过万有引力定律计算得出了太阳系中在天王星外还存在着距离太阳更远的海王星，D错误。故选B。5、B【解析】

A．电场线疏密描述电场的强弱，电场线密的地方，电场强度大，疏的地方电场强度弱，而电场线上每一点的切线方向表示电场的方向，故A正确，不符题意；B．沿着电场线电势逐渐降低，电势降低最快的方向是场强的方向，故B错误，符合题意；C．沿着电场线电势逐渐降低，故电场线总是垂直等势面，且指向电势降低最快的方向，故C正确，不符题意；D．沿电场线方向移动一正电荷，电场力一定做正功，由功能关系可知正电荷的电势能一定减小，故D正确，不符题意。本题选错误的，故选B。6、B【解析】

A．设斜板的倾角为α，则汽车的重力势能，由动能定理得汽车的动能为，则汽车的机械能为，即图线的斜率表示F，则可知0~x1过程中汽车的拉力恒定，故A错误；B．x1~x2过程中，拉力逐渐减小，以后随着F的减小，汽车将做减速运动，当时，加速度为零，速度达到最大，故B正确；C．由前面分析知，汽车先向上匀加速运动，然后做加速度逐渐减小的加速运动，再做加速度逐渐增大的减速运动，0~x3过程中，汽车的速度先增大后减小，即动能先增大后减小，故C错误；D．x1~x2过程中，汽车牵引力逐渐减小，到x2处为零，则汽车到x2处的功率为零，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、BD【解析】该金属逸出功为：，故A错误；光的强度增大，则单位时间内逸出的光电子数目增多，遮住一半，光电子数减小，逸出的光电流强度减小，但仍发生光电效应，光电子最大初动能将不变，故C错误，B正确；光电效应方程为：，光速为：，根据动能定理可得光电流为零时有：，联立解得：，故D正确．所以BD正确，AC错误．8、ABC【解析】

A、振动图象表示质点在不同时刻相对平衡位置的位移，由图象可知，质点运动的周期T＝4s，其频率f＝＝0.25Hz，故A正确；B、10s内质点运动了T，其运动路程为s＝×4A＝×4×2cm＝20cm，故B正确；C、第4s末质点在平衡位置，其速度最大，故C正确；D、t＝1s和t＝3s两时刻，由图象可知，位移大小相等、方向相反，故D错误；E、在t＝2s质点处于平衡位置，其速度最大，但t＝2s和t＝4s两时刻，速度方向相反，故E错误．9、ABD【解析】

A．布朗运动反映了液体分子的无规则运动，A正确；B．物体的内能是分子动能和分子势能的总和，内能增加可能是分子势能增加了，此时物体的分子动能可能会减小，温度可能降低，所以B正确；C．温度越高，分子平均动能越大，但是个别分子的动能可能会减小，C错误；D．气体的体积是所有气体分子占有空间的总和，而不是所有气体分子的体积之和，D正确；E．气体的压强来自于气体分子对容器壁的不断撞击，与气体的重力无关，E错误。故选ABD。10、AC【解析】

AB．在产生的电场中，a、b、c三点等势，在产生的电场中，a、b等势且高于c点电势，故A正确，B错误；C．由对称性可知，a、b两点场强大小相等，方向不同，故C正确；D．b、c与等距，距的距离b近c远，由平行四边形定则可知，b点场强大于c点，故D错误。故选AC。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、滑块和遮光条的总质量MmglD【解析】

(1)[1]遮光条宽度小，通过时间短，可以用平均速度近似代替瞬时速度，挡光条通过光电门的速度为v＝(2)[2]令滑块和遮光条的总质量为M，托盘和砝码下落过程中，系统增加的动能为Ek＝(M+m)v2＝(m+M)·()2实验中还要测量的物理量为滑块和挡光条的总质量M。(3)[3]根据题意可知，系统减少重力势能即为托盘和砝码减小的，为Ep＝mgl(4)[4]为了验证机械能守恒，需满足的关系是mgl＝(m+M)·()2应该是图像，ABC错误，D正确。故选D。12、滑块运动过程中受阻力变小15.625【解析】

（1）[1]．滑块匀速通过光电门有滑块动能解得①（2）[2]．弹簧被最大压缩后的最大弹性势能②最大弹性势能与滑块的动能相等，解①②式得③（3）[3]．该图像在纵轴上有正截距。则③式为（c为截距）则滑块的动能小于弹簧的最大弹性势能，主要原因是滑块运动过程中受阻力，或导轨右侧高于左侧。（4）[4]．由③式知，图像的斜率为。换用劲度系数更大的弹簧做实验，则b更大，则图像斜率变小。（5）[