2024届甘肃省兰州市第六十三中学高考物理四模试卷含解析

2024届甘肃省兰州市第六十三中学高考物理四模试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、我国“北斗三号”全球组网卫星采用星载氢原子钟。如图所示为氢原子的能级图，现让一束单色光照射到一群处于基态（量子数n=l）的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为（）A．13.6eV B．3.4eV C．12.09eV D．12.75eV2、重元素的放射性衰变共有四个系列，分别是U238系列(从开始到稳定的为止)、Th232系列、U235系列及Np237系列(从开始到稳定的为止)，其中，前三个系列都已在自然界找到，而第四个系列在自然界一直没有被发现，只是在人工制造出Np237后才发现的，下面的说法正确的是A．的中子数比中子数少20个B．从到，共发生7次α衰变和4次β衰变C．Np237系列中所有放射性元素的半衰期随温度的变化而变化D．与是不同的元素3、如图，一个重为10N的大砝码，用细线悬挂在O点，现在用力F拉砝码，使悬线偏离竖直方向θ=60°时处于静止状态，此时所用拉力F的值不可能为A．5.0NB．NC．ND．10.0N4、一列简谐横波沿x轴传播，a、b为x轴上的两质点，平衡位置分别为，。a点的振动规律如图所示。已知波速为v=1m/s，t=1s时b的位移为0.05m，则下列判断正确的是A．从t=0时刻起的2s内，a质点随波迁移了2mB．t=0.5s时，质点a的位移为0.05mC．若波沿x轴正向传播，则可能xb=0.5mD．若波沿x轴负向传播，则可能xb=2.5m5、现有一轻质绳拉动小球在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，小球质量为m，速度为v，重力加速度为g，轻绳与竖直方向夹角为，小球在运动半周时，绳对小球施加的冲量为（）A． B．C． D．6、如图所示，质量为M的小车放在光滑水平面上，小车上用细线悬吊一质量为m的小球，M＞m，用一力F水平向右拉小球，使小球和车一起以加速度a向右运动时，细线与竖直方向成α角，细线的拉力为T。若用一力F′水平向左拉小车，使小球和车一起以加速度a′向左运动时，细线与竖直方向也成α角，细线的拉力为T′。则（）A．a′＞a，T′=T B．a′=a，T′=T C．a′＜a，T′＞T D．aʹ＜a，T′＜T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，质量为的物体放在倾角为30°的粗糙斜面上，一根劲度系数为的轻弹簧一端固定在斜面顶端，另一端连接物体，弹簧处于原长，物体恰好静止。现将物体沿斜面向下移动后由静止释放、水平地面上的斜面始终保持静止，物体与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧始终处于弹性限度内，取，下列说法正确的是（）A．物体与斜面间的动摩擦因数为B．物体释放后在斜面上运动时，斜面对地面的压力保持不变C．物体释放瞬间斜面对地面的摩擦力大小为，方向水平向左D．物体释放瞬间的加速度大小为，方向沿斜面向上8、如图所示，一个表面光滑的斜面体M置于水平地面上，它的两个斜面与水平面的夹角分别为α、β，且α<β，M的顶端装有一定滑轮，一轻质细绳跨过定滑轮后连接A、B两个小滑块，细绳与各自的斜面平行，不计绳与滑轮间的摩擦，A、B恰好在同一高度处于静止状态．剪断细绳后，A、B滑至斜面底端，M始终保持静止，则()A．滑块A的质量大于滑块B的质量B．两滑块到达斜面底端时的速率相同C．两滑块到达斜面底端时，滑块A重力的瞬时功率较大D．两滑块到达斜面底端所用时间相同9、在大型物流货场，广泛的应用传送带搬运货物．如图甲所示，与水平面倾斜的传送带以恒定的速率运动，皮带始终是绷紧的，将m=1kg的货物放在传送带上的A端，经过1.2s到达传送带的B端．用速度传感器测得货物与传送带的速度v随时间t变化的图象如图乙所示．已知重力加速度g=10m／s2，则可知（）A．货物与传送带间的动摩擦因数为0.5B．A、B两点的距离为2.4mC．货物从A运动到B过程中，传送带对货物做功的大小为12.8JD．货物从A运动到B过程中，货物与传送带摩擦产生的热量为4.8J10、如图所示为粗细均匀的裸铜导线制成的半径为r的圆环，PQ为圆环的直径，其左侧上方的圆面积内存在垂直圆环所在平面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，圆环的电阻为2R。一根长度为2r、电阻为R的均匀金属棒MN以圆环的圆心O点为旋转中心，紧贴着网环以角速度ω沿顺时针方向匀速转动，转动过程中金属棒与圆环始终接触良好，开始时MN与PQ重合（）A．金属棒中感应电动势的最大值为B．时间内通过金属棒MN的横截面电荷量为C．金属棒中电流的有效值是D．金属棒旋转一周电路中产生的热量为三、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）某同学制作了一个可用电流表直接显示拉力大小的拉力器，原理如图。R1是一根长20cm、阻值20Ω的均匀电阻丝，劲度系数为1.0×103N/m的轻弹簧左端固定，右端连接金属滑片P和拉环，拉环不受拉力时，滑片P恰好处于a端。闭合S，在弹簧弹性限度内，对拉环施加水平拉力，使滑片P滑到b端，调节阻箱电R使电流表恰好满偏。已知电源电动势E=6V，内阻r=1Ω，电流表的量程为0~0.6A，内阻不计，P与R1接触良好且不计摩擦。（1）电阻箱R0接入电路的阻值为_______Ω；（2）电流表的刻度标示为拉力值时，拉力刻度值的分布是________（填“均匀”或“不均匀”）的；（3）电流表刻度值为0.50A处拉力的示数为______N；（4）要通过线性图象直观反映电流表示数I与拉力F的关系，可作_______图象；A．I-FB．C．D．（5）若电流表的内阻不可忽略，则（4）问中正确选择的图象斜率______（填“变大”“变小”或“不变"）。12．（12分）测量木块和木板间动摩擦因数的装置如图(a)。水平固定的长木板一端有定滑轮，另一端有打点计时器。细线绕过定滑轮将木块和钩码相连，木块靠近打点计时器，纸带穿过打点计时器后固定在木块上。接通打点计时器，放开木块，钩码触地后不再弹起，木块继续向前运动一段距离后停在木板上。某次纸带的数据如图(b)，打点计时器所用电源的频率为50Hz，每相邻两点间还有1个点未画出，数值单位为cm。由图(b)数据可知，钩码触地后木块继续运动的加速度大小为___m/s2；若取g＝10m/s2，则木块与木板间的动摩擦因数为___；某小组实验数据处理完成后，发现操作中滑轮的高度变化造成细线与木板的上表面不平行，如图(c)，这样他们测得的动摩擦因数与实际值相比___（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。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，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段平直倾斜且粗糙，BC段是光滑圆弧，对应的圆心角，半径为r，CD段水平粗糙，各段轨道均平滑连接，在D点右侧固定了一个圆弧挡板MN，圆弧半径为R，圆弧的圆心也在D点。倾斜轨道所在区域有场强大小为、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。一个质量为m、电荷量为q的带正电小物块(视为质点)在倾斜轨道上的A点由静止释放，最终从D点水平抛出并击中挡板。已知A，B之间距离为2r，斜轨与小物块之的动摩擦因数为，设小物块的电荷量保持不变，重力加速度为g，，。求：(1)小物块运动至圆轨道的C点时对轨道的压力大小；(2)改变AB之间的距离和场强E的大小，使小物块每次都能从D点以不同的速度水平抛出并击中挡板的不同位置，求击中挡板时小物块动能的最小值。14．（16分）图示为某种透明介质异型砖的竖直截面，AD竖直，ABC为等腰直角三角形，BD是圆心为C的四分之一圆弧，水平放置的光屏位于砖的下端且与AD垂直。现由蓝色和红色两种单色光组成的复色光垂直AB射向C点，在光屏上D点的两侧形成间距为21cm的蓝色和红色两个光点。已知，求该介质对红光的折射率。15．（12分）如图甲所示，在边界为L1L2的竖直狭长区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=0.02T，在L1的左侧充满斜向上与水平方向夹角为45°的匀强电场E1（E1大小未知）。一带正电的微粒从a点由静止释放，微粒沿水平直线运动到L1边界上的b点，这时开始在L1L2之间的区域内加一竖直方向周期性变化的匀强电场E2，E2随时间变化的图像如图乙所示（E2>0（1）微粒的比荷qm（2）a点到b点的距离；（3）将边界L2左右移动以改变正交场的宽度，使微粒仍能按上述运动过程通过相应的区域，求电场E2变化周期

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、D【解析】

由题意应该有得即能发出6种频率光的一定是n=4能级，则照射氢原子的单色光的光子能量为故ABC错误，D正确。故选D。2、B【解析】

的中子数为238-92=146个，的中子数为209-83=126个，则的子数比的中子数多20个，A错误；根据质量数守恒有：237-209=4×7，知发生了7次衰变，根据电荷数守恒有：93-83=2×7-4，知发生了4次衰变，B正确；放射性物质的半衰期不受外界因素的影响，C错误；与的质子数相同，中子数不同，它们是相同的元素，D错误．3、A【解析】

ABCD．以物体为研究对象，根据图解法可知，当拉力F与细线垂直时最小．根据平衡条件得F的最小值为：Fmin=Gsin60°=N，当拉力水平向右时，拉力F=Gtan60°=N；所用拉力F的值不可能为A，B、C、D都有可能，故A正确，BCD错误.4、D【解析】

根据图象可知该波的周期为2s，振幅为0.05m。

A．在波传播过程中，各质点在自己的平衡位置附近振动，并不随波传播。故A错误；

B．由图可知，t=0.5s时，质点a的位移为-0.05m。故B错误；

C．已知波速为v=1m/s，则波长：λ=vT=1×2=2m；由图可知，在t=1s时刻a位于平衡位置而且振动的方向向上，而在t=1s时b的位移为0.05m，位于正的最大位移处，可知若波沿x轴正向传播，则b与a之间的距离为：（n=0，1，2，3…），可能为：xb=1.5m，3.5m。不可能为0.5m。故C错误；

D．结合C的分析可知，若波沿x轴负向传播，则b与a之间的距离为：xb=（n+）λ（n=0，1，2，3…）可能为：xb=0.5m，2.5m。故D正确。

故选D。5、A【解析】

由题意可知在水平方向运动半周，速度反向，水平方向有Ix=2mv竖直方向上绳子与竖直线夹角满足mgtan=故竖直方向冲量为根据矢量的合成的三角形法则可知绳对小球施加的冲量为故A正确，BCD错误。故选A。6、A【解析】

对情况一的整体受力分析，受重力、支持力和拉力：①再对小球分析：②③联立①②③解得：，；再对情况二的小球受力分析，据牛顿第二定律，有：④解得，由于M＞m，所以；细线的拉力：⑤A正确，BCD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、AC【解析】

A．弹簧原长时，物体恰好静止，则：，解得：，故A正确；D．弹簧拉长后释放瞬间，则有：，解得：，故D错误；BC．物体释放后沿斜面运动时，斜面体对地面的压力增加：，斜面体对地面的摩擦力大小为：，方向水平向左，故B错误、C正确。故选AC。8、AB【解析】滑块A和滑块B沿着斜面方向的分力等大，故：mAgsinα=mBgsinβ；由于α＜β，故mA＞mB，故A正确；滑块下滑过程机械能守恒，有：mgh=mv2，则v=，由于两个滑块的高度差相等，故落地速度大小相等，即速率相等，故B正确；滑块到达斜面底端时，滑块重力的瞬时功率：PA=mAgsinα•v，PB=mBgsinα•v；由于mAgsinα=mBgsinβ，故PA=PB，故C错误；由牛顿第二定律得：mgsinθ=ma，a=gsinθ，α＜β，则aA＜aB，物体的运动时间，v相同、aA＜aB，则tA＞tB，故D错误；故选AB．点睛：本题综合考查了共点力平衡、牛顿第二定律和运动学公式，综合性较强，注意求解瞬时功率时，不能忘记力与速度方向之间的夹角．9、AD【解析】A、在时间内，货物的速度小于传送带速度，货物受到沿斜面向下的滑动摩擦力作用，由牛顿第二定律有，由图乙可得，货物加速到与传送带速度相等后，在时间内，货物速度大于传送带速度，故有，由图乙可得，联立解得，，故A正确；B、v–t图象与t轴所围的面积表示位移，货物的位移等于传送带的长度，由图乙可知传送带的长度为，B错误；C、货物受到的摩擦力为，时间内的位移为，对货物受力分析知摩擦力沿传送带向下，摩擦力对货物做正功，，同理时间内，货物的位移为，摩擦力沿传送带向上，对货物做的负功为，所以整个过程，传送带对货物做功的大小为12J–0.8J=11.2J，C错误；D、货物与传送带摩擦产生的热量等于摩擦力乘以相对路程，时间内，传送带的位移为，时间内，传送带的位移为，总相对路程为，货物与传送带摩擦产生的热量为，故D正确．点睛：本题一方面要分析工件的运动情况，由图象结合求解加速度，再结合牛顿第二定律分两个过程列式求解摩擦因数及斜面倾角是关键，求摩擦产生的热量注意找两物体的相对位移．10、BD【解析】

A．只有当MO、NO分别切割磁感线时，环中才有电流。MO、NO中感应电动势故A错误；B．金属棒中有电流时，电流为半个周期内通过金属棒MN的电荷量故B正确；C．在一个周期内，只有半个周期的时间内金属棒中才有电流，即所以金属棒中电流的有效值故C错误；D．依题意的即故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、9不均匀180C不变【解析】

（1）[1]由闭合电路欧姆定律可知解得R0=9Ω（3）[2]由闭合电路欧姆定律可知设弹簧形变量为x，则F=kx可知F和I非线性关系，则用电流表的刻度标示为拉力值时，拉力刻度值的分布是不均匀的；（3）[3]电流表刻度值为0.50A时，根据闭合电路欧姆定律可知可得R1=2Ω则由比例关系可知弹簧被拉伸18cm，此时拉力的示数为F=kx=1.0×103×0.18N=180N（4）[4]由（2）列得的式子可知则要通过线性图象直观反映电流表示数I与拉力F的关系，可作图象，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。（5）[5]若电流表的内阻不可忽略，则（4）问中的表达式变为则（4）问中正确选择的图象斜率不变。12、30.3不变【解析】

[1]钩码触地后木块做减速运动，计算其加速度大小应该用纸带的后一段，即5~1点之间的部分；[2]钩码触地后，木块只在滑动摩擦力作用下做匀减速运动，有f=maf=mg木块与木板间的动摩擦因数=0.3；[3]由于钩码触地