2023-2024学年宜昌市重点中学高三第四次模拟考试物理试卷含解析

2023-2024学年宜昌市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，一人用钳碗夹住圆柱形茶杯，在手竖直向上的力F作用下，夹子和茶杯相对静止，并一起向上运动。夹子和茶杯的质量分别为m、M假设夹子与茶杯两侧间的静摩擦力在竖方向上，夹子与茶杯两侧间的弹力在水平方向上，最大静摩擦力均为f，则下列说法正确的是（）A．人加大夹紧钳碗夹的力，使茶杯向上匀速运动，则夹子与茶杯间的摩擦力增大B．当夹紧茶杯的夹子往下稍微移动一段距离，使夹子的顶角张大，但仍使茶杯匀速上升，人的作用力F将变小C．当人加速向上提茶杯时，作用力下可以达到的最大值是D．无论人提着茶杯向上向下做怎样的运动，若茶杯与夹子间不移动，则人的作用力F=(M+m）g2、在地球同步轨道卫星轨道平面内运行的低轨道卫星，其轨道半径为同步卫星半径的，则该低轨道卫星运行周期为（）A．1h B．3h C．6h D．12h3、乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择若某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行，如图所示。在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止（设缆车保持竖直状态）则（）A．小物块受到的支持力方向竖直向上B．小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下C．小物块受到的静摩擦力为D．小物块受到的滑动摩擦力为4、如图所示，两同心圆环A、B置于同一光滑水平桌面上，其中A为均匀带电绝缘环，B为导体环，若A环以图示的顺时针方向，绕圆心由静止转动起来，则（）A．B环将顺时针转动起来B．B环对桌面的压力将增大C．B环将有沿半径方向扩张的趋势D．B环中将有顺时针方向的电流5、如图所示，平行板a、b组成的电容器与电池E连接，平行板电容器P处固定放置一带负电的点电荷，平行板b接地。现将电容器的b板向下稍微移动，则()A．点电荷所受电场力增大 B．点电荷在P处的电势能减少C．P点电势减小 D．电容器的带电荷量增加6、核电站使用的核燃料有一种典型的核裂变方程是，假设质量为m1，质量为m2，质量为m3，质量为m4，光速为c，则（）A．该核反应属于人工转变B．方程中x=56，y=142C．核反应中释放的能量为(m1-2m2-m3-m4)c2D．该裂变方程可以简化为二、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、空间中有水平方向的匀强电场，电场强度大小为。在电场中的点由静止释放一个电荷量为、质量为的带电微粒，经过一段时间后微粒运动至点，微粒一直在电场中运动。若、两点间的水平距离为，重力加速度为。关于微粒在、两点间的运动，下列说法中正确的是（）A．微粒运动的加速度为 B．微粒运动的时间为C．、两点间对应的竖直高度为 D．运动过程中电场力做功大小为8、如图所示，一质量为的小物块（可视为质点）从高处的点由静止沿光滑的圆弧轨道滑下，进入半径为竖直圆环轨道，与圆环轨道的动摩擦因数处处相同，当到达圆环轨道的顶点时，小物块对圆环轨道的压力恰好为零。之后小物块继续沿滑下，进入光滑轨道，且到达高度为的点时速度为零，则下列说法正确的是（）（取）A．小物块在圆环最高点时的速度为 B．小物块在圆环最高点时的速度为C．的值可能为 D．的值可能为9、如图（a）所示，在匀强磁场中，一电阻均匀的正方形单匝导线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，线圈产生的交变电动势随时间变化的规律如图（b）所示，若线框总电阻为，则（）A．边两端电压的有效值为B．当线框平面与中性面的夹角为时，线框产生的电动势的大小为C．从到时间内，通过线框某一截面的电荷量为D．线框转动一周产生的焦耳热为10、如图甲为研究光电效应实验的部分装置示意图。实验中用频率为的光照射某种金属，其光电流随光电管外电源电压变化的图像如图乙。已知普朗克常量为，电子带的电荷量为。下列说法中正确的是（）A．测量电压时，光电管的极应连接外电源的负极B．光电子的最大初动能为C．该金属的逸出功为D．当电压大于时，增加光照强度则光电流增大三、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）某同学利用DIS、定值电阻R0、电阻箱R1等实验器材测量电池a的电动势和内阻，实验装置如图甲所示．实验时多次改变电阻箱的阻值，记录外电路的总电阻阻值R，用电压传感器测得端电压U，并在计算机上显示出如图乙所示的1/U－1/R关系图线a.重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b.(1)由图线a可知电池a的电动势Ea＝________V，内阻ra＝________Ω.(2)若用同一个电阻R先后与电池a及电池b连接，则两电池的输出功率Pa________Pb(填“大于”、“等于”或“小于”)，两电池的效率ηa________ηb(填“大于”、“等于”或“小于”)．12．（12分）某兴趣小组欲测量滑块与水平木板间的动摩擦因数，他们设计了一个实验，实验装置如图1所示。该小组同学首先将一端带滑轮的木板固定在水平桌面上，连接好其他装置，然后挂上重物，使滑块做匀加速运动，打点计时器在纸带上打出一系列点.（1）图2是实验中获取的一条纸带的一部分，相邻两计数点间的距离如图所示，已知电源的频率为50Hz，相邻两计数点间还有4个计时点未标出，根据图中数据计算的加速度a=___________.（结果保留两位有效数字）（2）为测定动摩擦因数，该小组同学事先用弹簧测力计测出滑块与重物的重力分别如图3、4所示，则图3对应的示数为_____________N,图4对应的示数为_______________N；（3）重力加速度g取，滑块与木板间的动摩擦因数______________（结果保留两位有效数字）。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，圆心为O的四分之一圆弧形接收屏BD，水平放置在光滑绝缘的水平桌面上，整个装置处于水平方向的匀强电场中，电场强度的方向垂直于直线AOB。现将一带正电小球从A点沿AO方向射出，其初动能为Ek，小球恰好垂直打到圆弧上的C点。已知∠BOC=θ，取A点电势。(1)求小球在C点的电势能；(2)若过C点作AB的垂线交AB于P点(图中未标出)，试通过计算推导，证明O点恰好是AP的中点。14．（16分）如图所示为水平放置玻璃砖横截面，上表面为半径为R的半圆，AOB为其直径，ABCD为正方形。M点为CD中点。一束单色光从底面上距C点兮处的N点垂直于底边入射，恰好在上表面发生全反射。求：(1)玻璃砖的折射率；(2)现使光束从M点入射，且改变入射光的方向，使光线射入玻璃砖后恰好不从上表面射出，则入射角为多少度。15．（12分）如图所示，足够长的金属导轨MNC和PQD平行且间距为L左右两侧导轨平面与水平面夹角分别为α=37°、β=53°，导轨左侧空间磁场平行导轨向下，右侧空间磁场垂直导轨平面向下，磁感应强度大小均为B。均匀金属棒ab和ef质量均为m，长度均为L，电阻均为R，运动过程中，两金属棒与导轨保持良好接触，始终垂直于导轨，金属棒ab与导轨间的动摩擦因数为μ=0.5，金属棒ef光滑。同时由静止释放两金属棒，并对金属棒ef施加外力F，使ef棒保持a=0.2g的加速度沿斜面向下匀加速运动。导轨电阻不计，重力加速度大小为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）金属棒ab运动过程中最大加速度的大小；（2）金属棒ab达到最大速度所用的时间；（3）金属棒ab运动过程中，外力F对ef棒的冲量。

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】

AB．无论人手夹紧还是夹子下移使夹子顶角变化，茶杯向上匀速运动时，茶杯处于平衡状态，合力为零。故摩擦力不变，故AB错误；C．当向上加速时，茶杯所受的摩擦力达到最大静摩擦力时，力F的值最大，则有联立解得，故C正确；D．当茶杯的运动状态改变，如向上匀加速运动时，F大于（M+m）g，故D错误。故选C。2、B【解析】

根据开普勒第三定律解得故选B。3、C【解析】

由题知：木块的加速度大小为a，方向沿斜面向上，分析木块受力情况，根据牛顿第二定律求解木块所受的摩擦力大小和方向。根据牛顿第二定律求解木块所受的摩擦力大小和方向。【详解】AB．以木块为研究对象，分析受力情况为重力mg，斜面的支持力N和摩擦力为静摩擦力f，根据平衡条件可知支持力N垂直于斜面向上，摩擦力f沿斜面向上，故AB错误；CD．由于小物块和斜面保持相对静止，小物块受到的摩擦力为静摩擦力，根据牛顿第二定律得解得，方向平行斜面向上，故C正确，D错误。故选C。【点睛】本题首先要正确分析木块的受力情况，其次要能根据牛顿第二定律列式，求摩擦力。4、C【解析】略考点：导体切割磁感线时的感应电动势；楞次定律．分析：因带电绝缘环A的运动，相当于电荷定向移动，从而产生电流，导致圆环B中的磁通量发生变化，产生感应电流．使得处于磁场中的B圆环受到力的作用．解答：解：A、A环以图示的顺时针方向，绕圆心由静止转动起来，设绝缘环带正电，所以产生顺时针方向的电流，使得B环中的磁通量变大，由楞次定律可得感应电流方向是逆时针的，两环的电流方向相反，则具有沿半径扩张趋势．若绝缘环带负电，所以产生逆时针方向的电流，使得B环中的磁通量仍变大，由楞次定律可得感应电流方向是顺时针的，两环的电流方向仍相反，则仍具有沿半径扩张趋势．由上可知，B环不会转动，同时对桌面的压力不变．故选C点评：由楞次定律来确定感应电流方向，同时当电流方向相同时，两者相吸引；而当电流方向相反时，两者相排斥．5、B【解析】

A.因电容器与电源始终相连，故两板间的电势差不变，B板下移，则板间距离d增大，则板间电场强度E变小，由F=Eq可知电荷所受电场力变小，故A错误；BC.板间距离d增大，则板间电场强度E变小，由U=Ed知，P与a板的电压减小，而a的电势不变，故P的电势升高，由EP=qφ而q为负值，故电势能减小，故B正确，C错误；D.由Q=CU，又有，故C减小，Q减小，故D错误。6、C【解析】

A．该核反应属于重核裂变，不属于人工转变，A错误；B．根据质量数和电荷数守恒可知，x=56，y=144，B错误；C．根据爱因斯坦质能方程，反应释放出的能量为：C正确；D．核反应方程不能进行简化，D错误。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、BD【解析】

A．带电微粒受力情况、水平方向有电场力、竖直方向有重力；根据平行四边形定则可得合外力根据牛顿第二定律微粒运动的加速度为故A错误；B．水平方向加速度为根据运动学公式可得解得微粒运动的时间为故B正确；C．微粒在竖直向下为自由落体运动，下降高度解得、两点间对应的竖直高度为故C错误；D．运动过程中电场力做功故D正确；故选BD。8、AD【解析】

AB．小物块在圆环最高点时有解得所以A正确，B错误；CD．过程克服摩擦力做的功为过程克服摩擦力做的功为，因该过程小物块与轨道的平均压力小于过程，则摩擦力也小，则有过程，由动能定理得解以上各式得所以D正确，C错误。故选AD。9、AB【解析】

A．根据电动势随时间的变化曲线可得，交流电的电动势的瞬时值为则交流电的电动势的有效值为边两端电压的有效值为所以A正确；B．当线框平面与中性面的夹角为时，即则此时的电动势为所以B正确；C．由图象可得交流电的周期为从到时间内，即半个周期内，通过线框某一截面的电荷量为由电动势的瞬时值表达式可知则所以C错误；D．此交流电的电流有效值为根据焦耳定律可得，线框转动一周产生的焦耳热为所以D错误。故选AB。10、BD【解析】

A．电压为反向遏止电压，此时光电管的极应连接外电源的正极，A错误；B．光电子克服电场力做功，根据能量守恒定律，光电子的最大初动能B正确；C．光电效应方程为结合B选项解得金属的逸出功为C错误；D．电压对应正向饱和电流，已收集了相应光照强度下的所有的光电子。若增大光照强度，光子数量增加，光电子数量增加，则电路中的光电流增大，D正确。故选BD。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、20.5小于大【解析】

(1)图线与纵轴的交点表示外电路断路时的，即，所以，由得，所以图线的斜率为，即，所以；(2)当两外电阻相同时，由图象可知，，即，所以由得，由公式可知，图线的横截距的绝对值表示内阻的倒数，故由图可知，电池内电阻，又电池效率，在两外电阻相等的情况下，有【点睛】本题考查了闭合电路欧姆定律的数据处理的方法，应用了图象法及电源的输入功率的表达式，难度较大．12、0.502.001.000.43【解析】

（1）[1]．相邻两计数点间还有4个计时点未标出，则T=0.1s；根据结合逐差法可知：（2）[2][3]．则图3对应的示数为2.00N；图4对应的示数为1.00N；（3）[4]．对滑块以及重物的整体：mg-μMg=(M+m)a其中mg=1.00N，Mg=2N，解得μ=0.43四、计算题：本题共2小题