2023-2024学年闽粤赣三省十二校高三第四次模拟考试物理试卷含解析

2023-2024学年闽粤赣三省十二校高三第四次模拟考试物理试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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、如图为甲、乙两个物体同时从同一地点出发，沿同一直线运动的速度—时间图象。则（）A．在2～4s内，甲处于静止状态B．在2s时刻，甲在乙的正前方C．在0～6s内，甲和乙相遇一次D．在0--6s内，甲和乙的位移相同2、物理学的发展离不开科学家所做出的重要贡献。许多科学家大胆猜想，勇于质疑，获得了正确的科学认知，推动了物理学的发展。下列叙述符合物理史实的是（）A．汤姆孙通过研究阴极射线发现电子，并精确地测出电子的电荷量B．玻尔把量子观念引入到原子理论中，完全否定了原子的“核式结构”模型C．光电效应的实验规律与经典电磁理论的矛盾导致爱因斯坦提出光子说D．康普顿受到光子理论的启发，以类比的方法大胆提出实物粒子也具有波粒二象性3、如图所示，固定在水平面上的光滑半球，球心正上方固定一个小定滑轮，细绳一端拴一小球（可视为质点），小球置于半球面上的点，另一端绕过定滑轮。今缓慢拉绳使小球从点滑向半球顶点未到顶点），在此过程中，小球对半球的压力大小及细绳的拉力大小的变化情况是（）A．不变，变小 B．变小，不变 C．变大，变大 D．变大，变小4、如图所示，矩形线圈处在磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场中，线圈通过电刷与定值电阻R及理想电流表相连接，线圈绕中心轴线OO以恒定的角速度匀速转动，t=0时刻线圈位于与磁场平行的位置。已知线圈的匝数为n、面积为S、阻值为r。则下列说法正确的是（）A．t=0时刻流过电阻R的电流方向向左B．线圈中感应电动势的瞬时表达式为enBSsintC．线圈转动的过程中，电阻R两端的电压为D．从t=0时刻起，线圈转过60°时电阻R两端的电压为5、2020年初，在抗击2019-nCoV，红外线体温计发挥了重要作用。下列关于红外线的说法中正确的是（）A．红外线的波长比红光短B．利用红外线的热效应可以加热物体C．红外遥感是利用红外线的穿透能力强D．高温物体辐射红外线，低温物体不辐射红外线6、如图所示，由三个铝制薄板互成120°角均匀分开的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个匀强磁场区域，其磁感应强度分别用表示．现有带电粒子自a点垂直Oa板沿逆时针方向射入磁场中，带电粒子完成一周运动，在三个磁场区域中的运动时间之比为1∶2∶3，轨迹恰好是一个以O为圆心的圆，则其在b、c处穿越铝板所损失的动能之比为A．1∶1 B．5∶3C．3∶2 D．27∶5二、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，绝缘底座上固定一电荷量为+q的小球A，在其上方l处固定着一个光滑的定滑轮O，绝缘轻质弹性绳一端系在O点正上方处的D点，另一端与质量为m的带电小球B连接。小球B平衡时OB长为l，且与竖直方向夹角为60°。由于小球B缓慢漏电，一段时间后，当滑轮下方的弹性绳与竖直方向夹角为30°时，小球B恰好在AB连线的中点C位置平衡。已知弹性绳的伸长始终处于弹性限度内，静电力常量为k，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．小球B带负电B．弹性绳原长为C．小球B在C位置时所带电荷量为D．小球B在初始平衡位置时所带电荷量为8、如图所示，一个边长为l的正六边形的区域内有匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外。在点处的粒子源发出大量质量为电荷量为的同种粒子，粒子的速度大小不同，方向始终沿方向。不计粒子间的相互作用力及重力，下列说法正确的是（）A．速度小于的粒子在磁场中运动的时间一定相同B．速度大于的粒子一定打在边上C．经过点的粒子在磁场中运动的时间为D．垂直打在边上的粒子在磁场中运动的时间为9、如图所示，质量为M的木板静止在光滑水平面上，木板左端固定一轻质挡板，一根轻弹簧左端固定在挡板上，质量为m的小物块从木板最右端以速度v0滑上木板，压缩弹簧，然后被弹回，运动到木板最右端时与木板相对静止。已知物块与木板之间的动摩擦因数为，整个过程中弹簧的形变均在弹性限度内，则（）A．木板先加速再减速，最终做匀速运动B．整个过程中弹簧弹性势能的最大值为C．整个过程中木板和弹簧对物块的冲量大小为D．弹簧压缩到最短时，物块到木板最右端的距离为10、两根长度不同的细线下面分别悬挂两个完全相同的小球A、B，细线上端固定在同一点，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动已知A球细线跟竖直方向的夹角为，B球细线跟竖直方向的夹角为，下列说法正确的是A．细线和细线所受的拉力大小之比为：1B．小球A和B的向心力大小之比为1：3C．小球A和B的角速度大小之比为1：1D．小球A和B的线速度大小之比为1：三、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）某兴趣小组为研究一种蜡烛在水中的浮力，设置了如图的实验装置，透明玻璃管中装有水，蜡烛用针固定在管的底部，当拔出细针时，蜡烛能够上浮．为研究蜡烛的运动情况，采用了智能手机的频摄功能，拍摄频率为10Hz.在实验过程中拍摄了100多张照片，取开始不久某张照片编号为0，然后依次编号，并取出编号为10的倍数的照片，使用照片编辑软件将照片依次排列处理，以照片编号0的位置为起点，测量数据，最后建立坐标系描点作图，纵坐标为位移，横坐标为照片编号，如图所示．通过计算机拟合发现各点连线近似于抛物线，则蜡烛上升的加速度为________m/s2（保留2位有效数字）已知当地的重力加速度为g，忽略蜡烛运动受到的粘滞力，若要求蜡烛受到的浮力，还需要测量______________．12．（12分）第34届全国青少年科技创新大赛于2019年7月20-26日在澳门举办，某同学为了测试机器人内部电动机的电阻变化，对一个额定电压为6V，额定功率约为3.5W小型电动机(线圈电阻恒定)的伏安特性曲线进行了研究，要求电动机两端的电压能从零逐渐增加到6V，实验室备有下列器材：A．电流表（量程Ⅰ:0～0.6A，内阻约为1Ω;量程Ⅱ:0～3A，内阻约为0.1Ω）B．电压表(量程为0～6V，，内阻几千欧)C．滑动变阻器R1(最大阻值10Ω，额定电流2A)D．滑动变阻器R2(最大阻值1750Ω，额定电流0.3A)E.电池组(电动势为9V，内阻小于1Ω)F.开关和导线若干（1）实验中所用的滑动变阻器应选____(选填“C”或“D”)，电流表的量程应选_____(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。（2）请用笔画线代替导线将实物图甲连接成符合这个实验要求的电路。（______）（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，改变加在电动机上的电压，实验中发现当电压表示数大于1V时电风扇才开始转动，电动机的伏安特性曲线如图乙所示，则电动机线圈的电阻为______Ω，电动机正常工作时的输出机械功率为_______W。(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）游乐场投掷游戏的简化装置如图所示，质量为2kg的球a放在高度h=1.8m的平台上，长木板c放在水平地面上，带凹槽的容器b放在c的最左端。a、b可视为质点，b、c质量均为1kg，b、c间的动摩擦因数μ1=0.4，c与地面间的动摩擦因数μ2=0.6.在某次投掷中，球a以v0=6m/s的速度水平抛出，同时给木板c施加一水平向左、大小为24N的恒力，使球a恰好落入b的凹槽内并瞬间与b合为一体。取g=10m/s2，求：(1)球a抛出时，凹槽b与球a之间的水平距离x0；(2)a、b合为一体时的速度大小；(3)要使ab不脱离木板c，木板长度L的最小值。14．（16分）如图所示，质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m=1kg的小球通过长L=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度="4"m/s，g取10．（1）若锁定滑块，试求小球通过最高点P时对轻杆的作用力大小和方向．（2）若解除对滑块的锁定，试求小球通过最高点时的速度大小．(3)在满足（2）的条件下，试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离．15．（12分）如图所示，两平行的光滑金属导轨固定在竖直平面内，导轨间距为L、足够长且电阻忽略不计，条形匀强磁场的宽度为d，磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直。长度为2d的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝导线框连接在一起组成装置，总质量为m，置于导轨上。导体棒与金属导轨总是处于接触状态，并在其中通以大小恒为I的电流（由外接恒流源产生，图中未画出）。线框的边长为d（），电阻为R，下边与磁场区域上边界重合。将装置由静止释放，导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回，导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直，重力加速度为g。试求：(1)装置从释放到开始返回的过程中，线框中产生的焦耳热Q；(2)经过足够长时间后，线框上边与磁场区域下边界的最大距离xm。

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】

A．在v-t图象中，斜率代表加速度，纵坐标表示速度大小，故在2～4

s内，甲处于匀速运动状态，故A错误；B．因v-t图像的面积等于位移，可知在0-2s内乙的位移大于甲，则在2s时刻，乙在甲的正前方，选项B错误；CD．开始阶段乙比甲运动的快，乙在前，甲在后，此后乙做减速运动，甲做加速，再做匀速；而在0~6s内，甲的位移为24m，乙的位移为18m，说明甲的位移大于乙的位移，且在两个物体同时停止前甲追上乙，此后甲一直在前，故只相遇一次，故C正确，D错误。故选C。2、C【解析】

A．汤姆孙通过研究阴极射线发现电子，并求出了电子的比荷，密立根精确地测出电子的电荷量；故A错误；B．玻尔把量子观念引入到原子理论中，但是没有否定原子的“核式结构”模型；故B错误；C．光电效应的实验规律与经典电磁理论的矛盾导致爱因斯坦提出光子说，故C正确；D．德布罗意受到光子理论的启发，以类比的方法大胆提出实物粒子也具有波粒二象性，故D错误。故选C。3、A【解析】

小球受重力支持力和拉力作用，将三力平移可构成首尾连接的三角形，其中重力与过点竖直线平行，支持力沿半球面半径方向且拉力沿绳方向，力的三角形与小球、滑轮构成的三角形相似，设小球与滑轮间的绳长为，滑轮到点的距离为，半球面半径为，则有：小球从点滑向半球顶点过程中，小球到点距离为不变，不变，减小，所以不变，变小故选A。4、D【解析】

A．t=0时刻线框与磁场方向平行，即线框的速度与磁场方向垂直，右手定则可知，流过电阻R的电流方向向右，故A错误；

B．从与中性面垂直的位置开始计，感应电动势随时间按正弦规律变化，且最大感应电动势Em＝nBSω所以感应电动势的瞬时值表达式为e=nBSωcosωt（V）故B错误；

C．线圈转过的过程中，最大感应电动势Em＝nBSω，则产生的感应电动势的有效值为E＝nBSω因此电阻R两端的电压为故C错误；

D．线圈从t=0开始转过60°时，电阻R两端的电压为故D正确。

故选D。5、B【解析】

A．红外线的波长比红光的波长更长，故A错误；B．红外线是一种看不见的光，通过红外线的照射，可以使物体的温度升高，故B正确；C．人们利用红外线来实行遥控和遥感，是因为红外线波长长，更容易发生衍射，故C错误；D．一切物体都向外辐射红外线，故D错误。故选B。6、D【解析】带电粒子在磁场运动的时间为，在各个区域的角度都为，对应的周期为，则有，故，则三个区域的磁感应强度之比为，三个区域的磁场半径相同为，又动能，联立得，故三个区域的动能之比为：，故在b处穿越铝板所损失的动能为，故在c处穿越铝板所损失的动能为，故损失动能之比为，D正确，选D.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、BC【解析】

A．由同种电荷相互排斥可知，小球B带正电，故A错误；D．根据受力分析和平衡条件，可得解得小球B在初始位置时所带电荷量为，故D错误；C．小球B在C位置时，由相似三角形原理可得解得，故C正确；B．当小球B在C位置时，设绳子原长为x，由受力分析和相似三角形原理可知，当小球B在初始平衡位置时有当小球B在C位置时有联立方程组可得弹性绳原长，故B正确。故选BC。8、ACD【解析】

A．根据几何关系，粒子恰好经过点时运动半径由可知速度则速度小于的粒子均从边离开磁场，根据几何关系可知转过的圆心角均为，运动时间均为为粒子在磁场中的运动周期，A正确；BC．粒子恰好经过点时运动半径根据几何关系可知运动时间速度则速度大于的粒子一定打在边上，B错误，C正确；D．粒子垂直打在边上时，如图：根据几何关系可知圆心角为，运动时间D正确。故选ACD。9、AB【解析】

A．物块接触弹簧之前，物块减速运动，木板加速运动；当弹簧被压缩到最短时，摩擦力反向，直到弹簧再次恢复原长，物块继续减速，木板继续加速；当物块与弹簧分离后，物块水平方向只受向左的摩擦力，所以物块加速，木板减速；最终，当物块滑到木板最右端时，物块与木板共速，一起向左匀速运动。所以木板先加速再减速，最终做匀速运动，所以A正确；B．当弹簧被压缩到最短时，弹簧的弹性势能最大，此时物块与木板第一次共速，将物块，弹簧和木板看做系统，由动量守恒定律可得得从开始运动到弹簧被压缩到最短，由能量守恒可得从开始运动到物块到达木板最右端，由能量守恒可得则最大的弹性势能为所以B正确；C．根据动量定理，整个过程中物块所受合力的冲量大小为所以是合力的冲量大小，不是木板和弹簧对物块的冲量大小，所以C错误；D．由题意可知，物块与木板之间的摩擦力为又系统克服摩擦力做功为则即弹簧压缩到最短时，物块到木板最右端的距离为，所以D错误。故选AB。10、BC【解析】A项：两球在水平面内做圆周运动，在竖直方向上的合力为零，由：TAcos30°=mg，TBcos60°=mg，则，TB=2mg，所以，故A错误；B项：小球A做圆周运动的向心力FnA=mgtan30°=，小球B做圆周运动的向心力FnB=mgtan60°=，可知小球A、B的向心力之比为1：3，故B正确；C、D项：根据mgtanθ=m•htanθ•ω2=得，角速度，线速度可知角速度之比为1：1，线速度大小之比为1：3，故C正确，D错误．点晴：小球在水平面内做圆周运动，抓住竖直方向上的合力为零，求出两细线的拉力大小之比．根据合力提供向心力求出向心力大小之比，结合合力提供向心力求出线速度和角速度的表达式，从而得出线速度和角速度之比．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、或蜡烛的质量m【解析】

(1)由图可知，，，，，，根据逐差法可知：，其中，代入数可得，a=0.014m/s2；(2)根据牛顿第二定律可知：，所以还要测蜡烛的质量m．12、CⅠ2.52.6【解析】

（1）[1][2]．电风扇的额定电流，从读数误差的角度考虑，电流表选择量程Ⅰ。电风扇的电阻比较小，则滑动变阻器选择总电阻为10Ω的误差较小，即选择C。（2）[3]．因为电压电流需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法，电风扇的电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法。则可知对应的实物图如答案图所示。（3）[4][5]．电压表读数小于1V时电风扇没启动，由图象可知I=0.4A。根据欧姆定律得。正常工作时电压为6V，根据图象知电流为0.57A，则电风扇发热功率P=I2R=0.572×2.5W=0.81W则机械功率P'=UI-I2R=6×0.57W-0.81W=2.61W≈2.6W。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)4.32m；(2)3.2m/s；(3)2.96m.【解析】

(1)a球从抛出到落到b槽内的时间此过程中a球的水平位移设a、b、c的质量分别为2m、m、m；假设bc之间无相对滑动一起向左加速运动，则加速度则bc之间要产生相对滑动，其中b的加速度为在时间t内槽b的位移为