上海市控江中学2024届高考物理四模试卷含解析

上海市控江中学2024届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、如图所示，曲线I是一颗绕地球做圆周运动的卫星P轨道的示意图，其半径为R；曲线Ⅱ是一颗绕地球做椭圆运动的卫星Q轨道的示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是（）A．椭圆轨道的长轴长度为RB．卫星P在I轨道的速率为，卫星Q在Ⅱ轨道B点的速率为，则C．卫星P在I轨道的加速度大小为，卫星Q在Ⅱ轨道A点加速度大小为，则D．卫星P在I轨道上受到的地球引力与卫星Q在Ⅱ轨道上经过两轨道交点时受到的地球引力大小相等2、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．12.75eV3、我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平．若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为，排泥量为，排泥管的横截面积为，则泥泵对排泥管内泥浆的推力为（）A． B． C． D．4、如图所示，四根等长的缆绳一端悬于起重机的吊钩上，另一端分别系在一个正方形的框架上，框架下面悬吊着重物，起重机将重物以的速度沿竖直方向匀速向上吊起.若起重机的输出功率为，每根缆绳与竖直方向的夹角均为，忽略吊钩、框架及绳的重力，不计一切摩擦，，.则悬于吊钩的每根缆绳的拉力大小为（）A． B．C． D．5、如图所示，斜面体ABC固定在水平地面上，斜面的高AB为2m，倾角为θ=37°，且D是斜面的中点，在A点和D点分别以相同的初速度水平抛出一个小球，结果两个小球恰能落在地面上的同一点，则落地点到C点的水平距离为（）A． B． C． D．6、如图所示，真空中，垂直于纸面向里的匀强磁场只在两个同心圆所夹的环状区域存在(含边界)，两圆的半径分别为R、3R，圆心为O．一重力不计的带正电粒子从大圆边缘的P点沿PO方向以速度v1射入磁场，其运动轨迹如图，轨迹所对的圆心角为120°．若将该带电粒子从P点射入的速度大小变为v2时，不论其入射方向如何，都不可能进入小圆内部区域，则v1：v2至少为A． B． C． D．2二、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、下列说法中正确的是A．光的偏振现象说明光具有波动性，但并非所有的波都能发生偏振现象B．变化的电场一定产生变化的磁场；变化的磁场一定产生变化的电场C．在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由红光改为绿光，则干涉条纹间距变窄D．某人在速度为0.5c的飞船上打开一光源，则这束光相对于地面的速度应为1.5cE.火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥梁8、如图，电源电动势为E，内阻为r，为定值电阻，为光敏电阻（其电阻随光照强度增大而减小）。当开关S闭合时，电容器中一带电微粒恰好静止，下列说法中正确的是（）A．断开开关S瞬间，电阻中有向上的电流B．只减小的光照强度，电源输出的功率变小C．只将电容器上板向下移动时，带电微粒向上运动D．只将向上端移动时，下板电势升高9、科学实验证明，通电长直导线周围磁场的磁感应强度大小，式中常量k>0，I为电流强度，l为距导线的距离。如图所示，三根完全相同且通有恒定电流的长直导线a、b、c，其截面位于等边三角形的三个顶点，a、b、c通过的恒定电流大小分别为Ia、Ib、Ic，b、c位于光滑绝缘水平面上，三根导线均可保持静止状态，则（）A．a、b通有同向的恒定电流B．导线a受的合磁场力竖直向上C．导线a、b所受的合磁场力大小相等、方向相反D．导线a、b、c上通有的电流大小关系为Ia＝2Ib＝2Ic10、某机车发动机的额定功率为P=3.6×106W，该机车在水平轨道上行驶时所受的阻力为f=kv（k为常数），已知机车的质量为M=2.0×105kg，机车能达到的最大速度为vm=40m/s，重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是（）A．机车的速度达到最大时所受的阻力大小为9×104NB．常数k=1.0×103kg/sC．当机车以速度v=20m/s匀速行驶时，机车所受的阻力大小为1.6×104ND．当机车以速v=20m/s匀速行驶时，机车发动机的输出功率为9×105W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）某实验小组在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中，设计了如图甲所示的实验装置图。(1)安装时一定要让刻度尺跟弹簧都处于同一______面内。(2)如果需要测量弹簧的原长，则正确的操作是_____。（填序号）A．先测量原长，后竖直悬挂B．先竖直悬挂，后测量原长(3)在测量过程中每增加一个钩码记录一个长度，然后在坐标系（横轴代表弹簧的长度，纵轴代表弹力大小）中画出了如图乙所示的两条图线，_____（填弹簧序号）弹簧的劲度系数大，_____（填弹簧序号）弹簧的原长较长。12．（12分）某同学用如图甲所示的电路测量一段总阻值约为10Ω的均匀电阻丝的电阻率ρ。在刻度尺两端的接线柱a和b之间接入该电阻丝，金属夹P夹在电阻丝上，沿电阻丝移动金属夹，从而可改变接入电路的电阻丝长度。实验提供的器材有：电池组E（电动势为3.0V，内阻约1Ω）；电流表A1（量程0~0.6A）；电流表A2（量程0~100mA）；电阻箱R（0~99.99Ω）；开关、导线若干。实验操作步骤如下：①用螺旋测微器测出电阻丝的直径D；②根据所提供的实验器材，设计如图甲所示的实验电路；③调节电阻箱使其接入电路中的电阻值最大，将金属夹夹在电阻丝某位置上；④闭合开关，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；⑤改变P的位置，调整________，使电流表再次满偏；⑥重复多次，记录每一次的R和L数据；(1)电流表应选择________（选填“A1”或“A2”）；(2)步骤⑤中应完善的内容是_______；(3)用记录的多组R和L的数据，绘出了如图乙所示图线，截距分别为r和l，则电阻丝的电阻率表达式ρ=_____（用给定的字母表示）；(4)电流表的内阻对本实验结果__________（填“有”或“无”）影响。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，平行单色光垂直射到玻璃制成的半径为R的半球平面上，玻璃对该单色光的折射率为，玻璃半球的下方平行于玻璃半球平面放置一光屏，单色光经半球折射后在光屏上形成一个圆形光斑。不考虑光的干涉和衍射，真空中光速为r。求：（i）当光屏上的光斑最小时，圆心O到光屏的距离；（ii）圆心O到光屏的距离为d=3R时，光屏被照亮的面积。14．（16分）A气缸截面积为500cm2，A、B两个气缸中装有体积均为104cm3、压强均为105Pa、温度均为27℃的理想气体，中间用细管连接。细管中有一绝热活塞M，细管容积不计。现给左面的活塞N施加一个推力，使其缓慢向右移动，同时给B中气体加热，使此过程中A气缸中的气体温度保持不变，活塞M保持在原位置不动。不计活塞与器壁间的摩擦，周围大气压强为105Pa，当推力F=1×103N时，求①活塞N向右移动的距离是多少；②B气缸中的气体升温到多少。15．（12分）如图所示，一内壁光滑的长圆柱形容器，器壁绝热、底面积为S且导热性能良好。初始时开口向上竖直放置。容器内有两个质量均为的绝热活塞A和B。在A与B之间封有一定质量温度为T0、高度为d的理想气体甲，B与容器底面之间封有一定质量的理想气体乙，平衡时甲、乙两部分气体的体积均相等。现让容器缓慢倒过来开口向下竖直放置，两个活塞再次平衡，此时气体甲的体积变为原来的倍。活塞与器壁间密闭性能好，且无摩擦，外界的温度不变，大气压强为p0，重力加速度取g。求：①容器开口向下放置时气体甲的温度；②容器开口向下放置时气体乙的体积。

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】

A．开普勒第三定律可得：因为周期相等，所以半长轴相等，圆轨道可以看成长半轴、短半轴都为R椭圆，故a=R，即椭圆轨道的长轴的长度为2R。故A错误。B．根据万有引力提供向心力可得：故，由此可知轨道半径越大，线速度越小；设卫星以OB为半径做圆周运动的速度为，则；又卫星在Ⅱ的B点做向心运动，所以有，综上有。故B正确。C．卫星运动过程中只受到万有引力的作用，故有：所以加速度为，又有OA<R，所以，故C错误。D．由于不知道两卫星质量关系，故万有引力关系不确定，故D错误。故选B。2、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。3、A【解析】

设排泥的流量为Q，t时间内排泥的长度为：输出的功：排泥的功：输出的功都用于排泥，则解得：故A正确，BCD错误．4、C【解析】

由可知，故重物的重力.设每跟缆绳的拉力大小为T根据共点力平衡条件可得，解得，故C正确.5、A【解析】

设AB高为h，则从A点抛出的小球运动的时间从D点抛出的小球运动的时间在水平方向上有代入数据得x=m故A正确，BCD错误。

故选A。6、B【解析】

粒子在磁场中做圆周运动，如图：由几何知识得：，洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：；当该带电粒子从P点射入的速度大小变为v2时，若粒子竖直向上射入磁场粒子恰好不能进入磁场时，即粒子轨道半径，则不论其入射方向如何，都不可能进入小圆内部区域，此时洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，则：，故B正确，ACD错误．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、ACE【解析】

光的偏振现象说明光具有波动性，只有横波才能发生偏振现象，故A正确．变化的电场一定产生磁场，变化的磁场一定产生电场；均匀变化的电场产生稳定的磁场，均匀变化的磁场产生稳定的电场；选项B错误；在光的双缝干涉实验中，双缝干涉条纹的间距与波长成正比，绿光的波长比红光的短，则仅将入射光由红光改为绿光，干涉条纹间距变窄，故C正确．在速度为0.5c的飞船上打开一光源，根据光速不变原理，则这束光相对于地面的速度应为c，故D错误；火车过桥要慢行，目的是使驱动力频率远小于桥梁的固有频率，以免发生共振损坏桥，故E正确．8、AC【解析】

A．若断开电键S，电容器处于放电状态，电荷量变小，因下极板带正电，故电阻中有向上的电流，故A正确；B．若只减小的光照强度，电阻变大，但由于不知道外电阻和内阻的大小关系，因此无法判断电源输出的功率的变化情况，故B错误；C．电压不变，只将电容器上板向下移动时距离d减小，根据可知电场强度增加，则电场力增大，所以带电粒子向上运动，故C正确；D．由于下极板接地，只将P1向上端移动时，下板电势不变，依然为零，故D错误。故选AC。9、BD【解析】

AB．对长直导线分析，长直导线受到重力、长直导线对长直导线的磁场力和长直导线对长直导线的磁场力，根据平衡条件可知长直导线与长直导线作用力是相互排斥，长直导线对长直导线作用力是相互排斥，所以长直导线与长直导线有反向的恒定电流，长直导线受的合磁场力竖直向上，且有大小等于长直导线的重力，故A错误，B正确；C．视长直导线、、整体，对其受力分析，根据平衡条件可得光滑绝缘水平面对长直导线支持力等于长直导线重力的倍；对长直导线受力分析，受到重力、光滑绝缘水平面对其支持力、长直导线对其吸引力和长直导线对其排斥力，根据力的合成与分解可得长直导线所受的合磁场力大小等于长直导线重力的倍，方向竖直向下，故C错误；D．对长直导线受力分析，在水平方向，根据平衡条件可得即可得对长直导线受力分析，同理可得故D正确；故选BD。10、AD【解析】

A．机车的速度达到最大时所受的阻力故A项正确；B．据阻力为f=kv可得故B项错误；CD．机车以速度20m/s匀速行驶时，则有机车以速度20m/s匀速行驶时，机车发动机的输出功率故C项错误，D项正确。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、竖直B【解析】

(1)[1]．安装时一定要让刻度尺跟弹簧都处于同一竖直面内。(2)[2]．为了减小由弹簧自重而产生的弹簧伸长对实验造成的误差，实验中应该先将弹簧安装好，竖直悬挂后再测量原长。故选B。(3)[3][4]．题图乙中斜率表示弹簧的劲度系数，所以弹簧的劲度系数大；横轴上的截距表示弹簧的原长