广东省四校2023-2024学年高三上学期期末考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024届高三四校联考物理本试卷分选择题和非选择题两部分，共6页，满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的校名、姓名、考号、座位号等相关信息填写在答题卡指定区域内，并用2B铅笔填涂相关信息。2．选择题每小题选出〖答案〗后，用2B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〗；不能答在试卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，〖答案〗必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的〖答案〗，然后再写上新的〖答案〗；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的〖答案〗无效。4．考生必须保持答题卡的整洁。第一部分选择题（共46分）一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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．关于电磁场和电磁波，下列叙述正确的是（）A．如果空间某区域有高频振荡电流，就能产生电磁波B．电磁波是纵波，不能产生偏振现象C．麦克斯韦首次通过实验证实了电磁波的存在D．用手机通话时，手机将声音信号转变成电信号，再经过调谐后，把信号发送到基站中转2．如图所示是甲、乙两个物体沿同一直线运动的图像，已知甲、乙两个物体的质量均为2kg，下列说法正确的是（）A．0~5s内，乙物体的加速度均匀减小B．甲、乙两物体的运动方向相同C．甲、乙两物体在0~5s内的位移大小之比为D．0~5s内，甲物体所受合外力的冲量为3．如图所示为某风洞实验简化模型，风洞管中的均流区斜面光滑，一物块在恒定风力作用下由静止沿斜面向上运动，物块从接触弹簧到最高点的过程中（弹簧在弹性限度内），下列说法正确的是（）A．物块的速度一直减小 B．物块加速度先减小后增大C．弹簧弹性势能先增大后减小 D．物块和弹簧组成的系统机械能守恒4．筷子夹球游戏深受人们的喜爱，选手用筷子夹起乒乓球从一个容器放到另一个容器，在规定时间内搬运多者胜。某同学水平持筷（两根筷子及球心在同一水平面内）夹着乒乓球的俯视图如图所示，则下列说法正确的是（）A．乒乓球受到四个力的作用B．如果乒乓球静止，则乒乓球受到筷子的摩擦力方向竖直向上C．如果乒乓球静止，减小筷子间夹角θ，筷子对乒乓球的作用力大小不变D．如果乒乓球加速运动，筷子对乒乓球的弹力大于乒乓球对筷子的弹力5．若地球自转在逐渐变慢，地球的质量与半径不变，则未来发射的地球同步卫星与现在的相比（）A．离地面高度变小 B．角速度变大C．线速度变大 D．向心加速度变小6．如图，由绝缘轻杆构成的边长为L的正方形ABCD位于竖直平面内，其中AB边位于水平方向，顶点处分别固定一个带电小球。其中A、B处小球质量均为2m，电荷量均为q(q>0)；C、D处小球质量均为m，电荷量均为﹣2q。空间存在着沿DB方向大小为E的匀强电场，在图示平面内，让正方形绕其中心O顺时针方向旋转90°，重力加速度为g，则四个小球所构成的系统（

）A．电势能不变，重力势能减少mgLB．电势能增加EqL，重力势能不变C．电势能不变，重力势能减小mgLD．电势能减少EqL，重力势能增加mgL7．如图，现有两根通电长直导线分别固定在正方体的两条边和BC上且彼此绝缘，电流方向分别由B流向、由B流向C，两通电导线中的电流大小相等，在A点形成的磁场的磁感应强度大小为，已知通电长直导线在周围空间某位置产生磁场的磁感应强度大小为其中k为常数，I为电流大小，r为该位置到长直导线的距离，则D点的磁感应强度大小为（）A． B． C． D．二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8．心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可等效为一个不计内阻的交流电源，其电压会随着心跳频率发生变化，如图所示，心电图仪与一理想变压器的初级线圈相连接，扬声器（等效为一个定值电阻）与一滑动变阻器连接在次级线圈两端。下列说法正确的是（

）A．保持电压不变，向右滑动滑片P，原线圈功率变小B．保持电压不变，向左滑动滑片P，扬声器电流I2变小C．保持滑片P不动，当变大时，扬声器的功率变大D．保持滑片P不动，当变小时，原线圈的电流I1减小9．两列机械波在同种介质中相向而行，P、Q为两列波的波源，以P、Q的连线和中垂线为轴建立坐标系，P、Q的坐标如图所示。某时刻的波形如图所示。已知P波的传播速度为10m/s，下列判断正确的是（）

A．两波源P、Q的起振方向相同B．经过足够长的时间，坐标原点处质点的振幅为45cmC．波源Q产生的波比波源P产生的波更容易发生衍射D．若x轴上坐标原点有一位观察者沿x轴向Q点运动，观察者接收到Q波的频率大于2.5Hz10．市面上有一种自动计数的智能呼拉圈。如图甲，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿过轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的细绳，其模型简化如图乙所示。水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重做水平匀速圆周运动，此时绳子与竖直方向夹角为。配重运动过程中认为腰带没有变形，下列说法正确的是（）

A．若增大转速，绳子的拉力变大B．若增大转速，腰受到腰带的弹力减小C．若减小转速，腰受到腰带的摩擦力增大D．若只增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向夹角不变第二部分选择题（共54分）三、实验题：本大题共2小题，满分16分．11．（6分）（1）在“验证力的平行四边形定则”实验中，先用两个弹簧测力计通过两个细绳套互成角度地牵拉橡皮条至某一点O，则需要记录、、两个细绳套的方向；然后再改用一只弹簧测力计牵拉，使橡皮条伸长到O点，记录此时细绳套的方向为OC，依次如图甲、乙所示；（2）请根据图乙，读出此次测量中弹簧测力计的示数F=N；（3）如图丙，根据实验的数据记录，按选定的标度（已知图中相邻圆环间距表示1N）已作出了两个分力F1、F2的图示（大小未标出），请继续在图丙中：①按同样的标度作出力F（即合力的测量值）的图示；②按力的平行四边形定则作出F1、F2的合力的图解值F′。（4）由（3）可以得出实验结论：在误差范围内，两个力的合成遵循平行四边形定则。12．（10分）某同学听说一支新HB铅笔笔芯（粗细均匀）的电阻约为25Ω，于是就找来一支新HB铅笔，准备测出笔芯的电阻。（1）先用多用电表直接测量笔芯的电阻，先把选择开关调至欧姆（填“×1”、“×10”或“×100”）挡，使红、黑表笔短接进行，再使红、黑表笔与该铅笔笔芯的两端接触，经过正确的操作后，测量结果如图甲所示，则该铅笔笔芯的电阻为Ω。甲 乙 丙（2）该同学想更准确地测出这支铅笔笔芯的电阻，他从实验室找到如下器材：A．电源E：电动势约为3.0V；B．电流表A1：量程为0~200μA，内阻r1=200Ω；C．电流表A2：量程为0~100mA，内阻r2=10Ω；D．滑动变阻器R1：最大阻值为5Ω；E．滑动变阻器R2：最大阻值为2kΩ；F．电阻箱R0，最大阻值为99999.9Ω；G．开关S，导线若干。为了尽量准确地测量这支铅笔笔芯电阻Rx的阻值，根据实验室提供的仪器，他设计图甲所示的电路，图中电流表a应选用，电流表b应选用（选填“”或“”）；滑动变阻器R应选用（选填“”或“”）（3）变阻箱电阻调为R0，调节滑动变阻器的滑片，记录电流表的示数和电流表的示数，根据测得的多组数据描绘出图像，如图丙所示，图像的斜率为k，则铅笔电阻的阻值（用k、R0、r1或r2表示）。四、计算题：本大题共3小题，满分38分．13．（10分）如图所示，虚线MN左、右两侧的空间均存在与纸面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小分别为B和2B，左侧磁场的磁场方向垂直纸面向里，右侧磁场的方向垂直纸面向外。用软导线制成的单匝闭合圆形线圈，半径为R，电阻率为ρ，圆形线圈横截面积为S，线圈平面垂直磁场放置，MN过线圈圆心。现用力向两侧缓慢拉动线圈，线圈的上下两边经过t时间后合到一起。求线圈在上述过程中：（1）感应电流的平均值I和方向；（2）通过导线横截面的电荷量q．14．（12分）如图，内径为r、外径为2r的圆环内有垂直纸面向里、磁感应强度为B2的匀强磁场。圆环左侧的平行板电容器两板间距离为r，电压为U，板间匀强磁场磁感应强度大小为B1，方向垂直纸面向里。质量为m、电量为q的正离子从左侧水平飞入，在两板间恰好做匀速直线运动，并沿圆环直径方向射入B2磁场，求：（1）离子射入两板间的速率；（2）离子在B2磁场中做圆周运动的半径：（3）要使离子不进入小圆区域，磁感应强度B2的取值范围。15．（16分）如图，质量为M1=8kg，半径R=0.84m的四分之一光滑圆弧轨道静止于光滑水平面上，底端端点切线水平。另一质量M2=2kg足够长的滑板锁定在圆弧轨道的右端，滑板上表面所在平面与圆弧轨道底端等高。质量为m=0.5kg的物块（可视为质点）从轨道圆心等高处静止释放，滑上滑板瞬间圆弧轨道和滑板之间解除锁定。开始时与滑板右侧距离s处有一弹性挡板，滑板与挡板碰撞时间极短且无机械能损失，碰撞后马上撤去挡板。已知物块与滑板间的动摩擦因数μ=0.725，取g=10m/s2．求：（1）物块冲上滑板时的速度大小；（2）若滑板碰撞挡板反弹后能追上圆弧轨道，求s的取值范围。——★参考答案★——1．A〖解析〗A．振荡电流能在空间产生周期性变化的电场和磁场，则能产生电磁波，A正确；B．电磁波是横波，B错误；C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹首次用实验证实了电磁波的存在，C错误；D．用手机通话时，手机将声音信号转变成电信号，经过调制后，把信号发送到基站，D错误。故选A。2．C〖解析〗A．0~5s内，乙物体做匀减速运动，加速度不变，选项A错误；B．由图可知，甲、乙两物体的运动方向相反，选项B错误；C．甲、乙两物体在0~5s内的位移大小之比为选项C正确；D．0~5s内，甲物体所受合外力的冲量等于动量的减小量，即选项D错误。故选C。3．B〖解析〗AB．从物块接触弹簧开始至到达最高点的过程中，对物块受力分析，沿斜面方向有弹簧的压缩量x从0开始增大，物块先沿斜面加速，加速度向上且逐渐减小，当a减小到0时，速度加速到最大；然后加速度反向且逐渐增大，物体减速，直至减速到0，故A错误，B正确；C．由于弹簧的压缩量不断增大，所以弹性势能不断增大，故C错误；D．由于风力对物块一直做正功，所以物块与弹簧组成的系统机械能一直增大，故D错误。故选B。4．C〖解析〗A．乒乓球受到重力、两个筷子对它的弹力、两个筷子对它的摩擦力五个力的作用，故A错误；B．如图所示如果乒乓球静止，两个筷子对乒乓球的弹力的合力水平向左，所以两个摩擦力在水平方向都有分量，分量的合力向右，即FNsinθ=f水平cosθ乒乓球受到筷子的摩擦力方向不是竖直向上，故B错误；C．如果乒乓球静止，两筷子夹角θ无论怎么变化，筷子给乒乓球的作用力总是与乒乓球的重力抵消，大小相等，即筷子给乒乓球的作用力保持不变，C正确；D．筷子对乒乓球的弹力和乒乓球对筷子的弹力是一对作用力与反作用力，无论乒乓球是否有加速度，这两个力的大小总是相等的，故D错误；故选C。5．D〖解析〗A．若地球自转在逐渐变慢，则地球的自转周期增大，未来人类发射的卫星周期也将增大。根据万有引力公式可知则卫星的轨道半径则地球同步卫星离地面高度变大，故A错误；B．由解得故随r变大，角速度减小，选项B错误；C．根据解得故随r变大，线速度减小，选项C错误；D．根据解得因半径r增大，则向心加速度减小，故D正确。故选D。6．C〖解析〗让正方形绕其中心O顺时针方向旋转90°，则电场力对四个小球做总功为：则系统电势能不变；系统重力势能变化量：则重力势能减少mgL；故选C.7．A〖解析〗设正方体棱长为，通电导线中的电流大小为I，两条边BB'和BC上通电导线在A点产生的感应强度大小均为方向分别沿AD方向和AA方向，互相垂直。则A点磁感应强度大小为D点的磁感应强度大小为故选A。8．ACD〖解析〗A．保持电压不变，又因为原副线圈的匝数不变，所以副线圈两端电压不变，向右滑动滑片P，副线圈的总电阻增大，副线圈的电流变小，原线圈的电流也变小，原线圈的功率变小，A正确；B．同理，保持电压不变，向左滑动滑片P，副线圈总电阻变小，副线圈的电流增大，所以扬声器电流变大，B错误；C．保持滑片P不动，副线圈的电阻不变，当变大时，副线圈的电压增大，所以副线圈中电流增大，扬声器的功率变大，C正确；D．保持滑片P不动，副线圈的电阻不变，当变小时，副线圈的电压减小，所以副线圈中电流减小，根据原副线圈匝数与电流的关系，可知原线圈的电流减小，D正确。故选ACD。9．BD〖解析〗A．两波源P、Q的起振方向与波刚传播到的质点的起振方向相同，由波形平移法可知，波源P的起振方向沿y轴负方向，波源Q的起振方向沿y轴正方向，即两波源P、Q的起振方向相反，故A错误；B．根据对称性可知，两波相遇后，两波的波峰与波峰或波谷与波谷同时到达O点，所以两波在O点相遇后，O点振动加强，振幅等于两波振幅之和，为45cm，故B正确；C．两波的波长相等，波源Q产生的波与波源P产生的波发生衍射现象的难易程度相同，故C错误；D．当观察者向Q点运动时，Q波相对观察者向左传播的速度观察者接收到Q波的频率为故D正确。故选BD。10．AD〖解析〗AB．若增大转速，配重做匀速圆周运动的半径变大，绳与竖直方向的夹角θ将增大，竖直方向mg=Tcosθ水平方向Tsinθ=Fn可知配重在竖直方向平衡，拉力T变大，向心力Fn变大，对腰带分析如图

可得竖直方向f=Mg+Tcosθ=Mg+mg水平方向N=Tsinθ=Fn故腰受到腰带的摩擦力不变，腰受到腰带的弹力增大，故A正确，B错误；C．若减小转速，根据AB选项的分析，腰受到腰带的摩擦力仍是保持不变，故C错误；D．因对配重而言即则若增加配重，保持转速不变，则绳子与竖直方向夹角为将不变，故D正确。故选AD。11．O点的位置（1分） 两个弹簧测力计的读数（1分，漏“两个”不给分）4.0正确画出F给1分（要有标度和方向；图中的F=4.0N可只有F不一定标注4.0N）正确作出F′给2分（平行四边形1分，做出F′大小、方向1分）〖解析〗（1）在“验证力的平行四边形定则”实验中，先用两只弹簧测力计通过两个细绳套互成角度地牵拉橡皮条至某一点O，则需要记录O点的位置、两个弹簧测力计的读数、两个细绳套的方向；然后再改用一只弹簧测力计牵拉，使橡皮条伸长到O点。（2）弹簧测力计的分度值为0.2N，需要估读到0.1N，即示数为F=4.0N。（3）如图所示。12．×1（1分） 欧姆调零（1分） 30（2分）（1分）（1分）R1（2分）（2分）〖解析〗（1）由题可知，HB笔芯（粗细均匀）的电阻约为25Ω，故先把选择开关调至欧姆的“×1”挡，使红、黑表笔短接进行欧姆调零后，再进行笔芯电阻的测量，则图甲中的示数为30×1Ω=30Ω；（2）电流表的内阻=200Ω，电流表的内阻=10Ω，为使金属电阻阻值的测量结果尽量准确，图中a应选用量程小的，b应选用量程大的，滑动变阻器采用了分压接法，为方便实验操作，滑动变阻器应选择最大阻值较小的滑动变阻器R1。（3）根据串、并联电路特点和欧姆定律可得化简得图像的斜率为k，所以金属电阻的阻值为13．（1）；感应电流方向沿线圈逆时针；（2）〖解析〗（1）该过程中磁通量变化量（1分）由法拉第电磁感应定律，感应电动势的平均值（1分）线圈的电阻（1分