河南省南阳、信阳等六市2024年高三第四次模拟考试物理试卷含解析

河南省南阳、信阳等六市2024年高三第四次模拟考试物理试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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，虛线1、2、3是竖直方向匀强电场中间距相等的等势线。将重力不可忽略、带等量异种电荷的小球、同时以相等的速率分别沿1、3等势线抛出，时刻两小球经过等势线2。不计两小球间的相互作用。下列说法正确的是（）A．的质量比的小B．在时刻，的动能比的大C．在时刻，和的电势能相等D．在时刻，和的动量大小相等2、如图所示，在纸面内半径为R的圆形区域中充满了垂直于纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场，一点电荷从图中A点以速度v0垂直磁场射入，与半径OA成30°夹角，当该电荷离开磁场时，速度方向刚好改变了180°，不计电荷的重力，下列说法正确的是()A．该点电荷离开磁场时速度方向的反向延长线通过O点B．该点电荷的比荷为C．该点电荷在磁场中的运动时间为t＝D．该点电荷带正电3、如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek，与入射光频率v的关系图象。由图象可知错误的是（）A．该金属的逸出功等于hv0B．该金属的逸出功等于EC．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为D．入射光的频率为2v0时，产生的光电子的最大初动能为E4、有关原子物理学史，下列说法符合事实的是（）A．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的枣糕模型B．能量量子假说是普朗克首先提出的，光子假说则是爱因斯坦首先提出的C．汤姆孙首先发现了中子，从而说明原子核内有复杂的结构D．玻尔在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程5、下列说法正确的是（）A．氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光光子的波长B．结合能越大，原子核结构一定越稳定C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动动能减小D．原子核发生β衰变生成的新核原子序数增加6、利用示波器可以显示输入信号的波形，单匝正方形金属线框abed处在匀强磁场中，当以线圈平面内某虚线为轴匀速转动时，线圈内产生的电流随时间的变化关系如图甲所示。则在四个选项所示的情景中，无论从线圈平面处于哪个位置开始计时，都不可能产生该电流的是（）A．B．C．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、一列简谐波以1m/s的速度沿x轴正方向传播。t=0时，该波传到坐标原点O，O点处质点的振动方程为y=10sin10πt（cm）。P、Q是x轴上的两点，其坐标xP=5cm、xQ=10cm，如图所示。下列说法正确的是。A．该横波的波长为0.2mB．P处质点的振动周期为0.1sC．t=0.1s时，P处质点第一次到达波峰D．Q处质点开始振动时，P处质点向-y方向振动且速度最大E.当O处质点通过的路程为1m时，Q处质点通过的路程为0.8m8、我国计划在2030年之前实现飞船载人登月计划，假设你有幸成为登上月球的第一位中国人，如果告知万有引力常量，你可以完成以下哪项工作（）A．测出一个石块在月球表面上方自由下落的高度和时间，求出月球表面上该石块的重量B．测出一个石块在月球表面上方做平抛运动的高度和时间，求出月球的质量C．从月球表面上捡取100块石头，测量它们的质量和体积，求出月球的平均密度D．测出飞船贴近月球表而绕月球做匀速圆周运动的周期求出月球的平均密度9、如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与一轻质水平状态的弹簧相连，弹簧的另一端固定在墙上O点，且处于原长。现让圆环从A点由静止开始下滑，滑到O点正下方B点时速度为零。则在圆环下滑过程中（）A．圆环的机械能先减小后增大，再减小B．弹簧的弹性势能先增大再减小C．与圆环在A点的加速度相同的位置还有两处D．弹簧再次恢复到原长时圆环的速度最大10、如图所示，在一电场强度为E的匀强电场中放一金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，当达到静电平衡状态后，则有（）A．a、b两点的电场强度都为零 B．a点电场强度为零，b点不为零C．a、b点的电势相等 D．a点电势比b点电势高三、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）某探究小组设计了“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案．如图所示，将一个小球和一个滑块用细绳连接，跨在斜面上端．开始时小球和滑块均静止，剪断细绳后，小球自由下落，滑块沿斜面下滑，可先后听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，保持小球和滑块释放的位置不变，调整挡板位置，重复以上操作，直到能同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音．用刻度尺测出小球下落的高度H、滑块释放点与挡板处的高度差h和沿斜面运动的位移．（空气阻力对本实验的影响可以忽略）（1）滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________．（2）滑块与斜面间的动摩擦因数为__________________．（3）以下能引起实验误差的是________．A、滑块的质量B、当地重力加速度的大小C、长度测量时的读数误差D、小球落地和滑块撞击挡板不同时12．（12分）用如图甲所示的装置研究小车的匀变速直线运动。图乙是某次实验得到的一条纸带，纸带上相邻两个计数点间还有四个打点画出。已知A、B两点间距离为，D、E两点间距离为，且有，交变电流的频率为。回答下列问题。(1)纸带上显示的运动方向为____________；（选填“从左向右”或““从右向左”）(2)小车运动的加速度为____________；（用题给物理量字母表示）(3)点的速度为___________（用题给物理量字母表示）。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，薄木板在外力F的作用下带着小物块一起沿粗糙水平面向右匀速运动，薄木板的质量M=5kg，小物块的质量m=1kg，小物块位于薄木板的最右端，薄木板和小物块与水平地面的摩擦因数分别为μ1=0.5、μ2=0.2。从某时刻开始，外力F大小不变方向相反的作用在薄木板上，g取10m/s2。求：(1)外力F的大小；(2)忽略薄木板的高度，当小物块静止时，距薄木板的右端L=15.5m，则两者一起匀速运动的速度是多少？14．（16分）质量为的小车置于光滑的水平面上，车上固定着一根竖直轻杆，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂在杆的上端。按住小车并拉直轻绳使其水平，然后同时放开小车和小球，小球下落后与轻杆发生弹性碰撞。(1)求碰撞前瞬间小球和小车的速度大小；(2)若碰撞的作用时间为，求碰撞过程中小球对轻杆的平均冲击力的大小。15．（12分）如图所示，空间存在一方向竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场。电场强度的大小为E，磁感应强度的大小为B，电场和磁场的分界面为水平面，用图中虚线表示。界面上O点是电场中P点的垂足，M点位于O点的右侧，OM=d，且与磁场方向垂直。一个质量为加、电荷量为g的带负电的粒子，从P点以适当的速度水平向右射出。恰好能经过M点，然后历经磁场一次回到P点。不计粒子的重力。求：(1)P点离O点的高度h；(2)该粒子从P点射岀时的速度大小v0。

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．根据题述可以判断电场方向垂直于题图中等势线，由于两小球同时经过等势线2，所以小球a向下加速运动，小球b向上加速运动，竖直方向上，a的位移大小等于b的位移大小，由可知a的加速度大小等于b的加速度大小，即竖直方向：对小球a，由牛顿第二定律得对小球b，由牛顿第二定律得解以上两式得则故A错误；BD．两小球初速度大小相等，加速度大小相等，时刻两小球合速度大小相等，，根据可知，时刻a的动能比b的动能大，根据可知，时刻a的动量大小大于b的动量大小，故B正确，D错误；C．由于在时刻两小球经过同一等势线，根据可知，此时a和b的电势能不相等，故C错误。故选B。2、B【解析】如图所示，点电荷在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系作出点电荷运动轨迹有：电荷在电场中刚好运动T/1，电荷做圆周运动的半径r=Rsin30∘=R/1．A.如图，电荷离开磁场时速度方向与进入磁场时速度方向相反，其反向延长线不通过O点，故A错误；B.根据洛伦兹力提供向心力有，所以：，故B正确；C.由图知该电荷在磁场中运动的时间t=，故C错误；D.根据电荷偏转方向，由左手定则可知，该电荷带负电，故D错误．故选B3、C【解析】

ABD．根据光电效应方程有Ekm=hν－W0其中W0为金属的逸出功，其中W0=hν0所以有Ekm=hν－hν0由此结合图象可知，该金属的逸出功为E或者W0=hν0，当入射光的频率为2ν0时，代入方程可知产生的光电子的最大初动能为E，故ABD正确；C．入射光的频率时，小于极限频率，不能发生光电效应，故C错误。此题选择错误的，故选C。4、B【解析】

A．卢瑟福从1909年起做了著名的α粒子散射实验，实验结果成了否定汤姆孙枣糕原子模型的有力证据，在此基础上，卢瑟福提出了原子核式结构模型，故A错误；B．能量量子假说是普朗克首先提出的，光子假说则是爱因斯坦首先提出的，故B正确；C．查德威克通过用α粒子轰击铍核（）的实验发现了中子，汤姆孙首先发现了电子，从而说明原子有复杂的结构，故C错误：D．爱因斯坦提出了光子假说，建立了光电效应方程，故D错误。故选：B。5、D【解析】

A．根据可知，从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的能量小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的能量，根据波长与频率成反比，则从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长，故A错误；B．比结合能越大，原子核的结构越稳定，故B错误；C．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子的过程中，电子半径减小，库仑力做正功，氢原子的电势能减小，根据库仑力提供向心力可知核外电子的运动速度增大，所以核外电子的运动动能增大，故C错误；D．衰变的本质是原子核中的中子转化成一个质子和一个电子，电子从原子核中被喷射导致新核的质量数不变，但核电荷数变大，即原子序数增加，故D正确；故选D。6、A【解析】

A．当以线圈平面内某虚线为轴匀速转动时，线圈中的磁通量始终不变，没有感应电流产生，故A不可能产生该电流，故A符合题意；BCD．三图中线圈绕垂直于磁场方向的轴转动，磁通量发生变化，根据交变电流的产生原理可知，三者均产生示波器中的正弦式交变电流，故BCD不符合题意。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、ACE【解析】

B．O点处质点振动方程为可知，波的振幅，起振方向为y轴正向，波动周期P点振动周期与O点振动周期相同，为0.2s，故B错误；A．波长故A正确；C．振动从O点传到P点所需时间为故P处质点振动时间由于P处质点起振方向沿y轴向上，故经达到波峰，故C正确；D．由题意知，P、Q之间的距离为结合起振方向可知，Q处质点开始振动时，P处质点位移波峰，此时速度为零，故D错误；E．当O处质点通过的路程为1m时，有故经历的时间为因为所以振动形式从O点传到Q点所需时间为，所以Q处质点振动时间为，Q处质点通过的路程故E正确。故选ACE。8、AD【解析】

A．根据得则月球表面上该石块的重量G=mg=m故A正确；B．一个石块在月球表面上方做平抛运动的高度和时间，同样有竖直方向得又根据任意一星球表面物体重力等于万有引力G=mg得因不知道月球半径，则求不出月球的质量，故B错误；C．从月球表面上捡取100块石头，测量它们的质量和体积，只能大体测出月球上石头的密度，但月球密度不一定与月球上石头的密度相同，故C错误；D．由万有引力提供向心力得：得：又M=ρπR3，联立解得：故D正确。故选AD。9、AC【解析】

AB．开始时，弹簧处于原长，弹簧先压缩，弹性势能增大，当弹簧与杆垂直时，弹簧压缩量最大，继续往下滑，弹性势能减小，当滑到弹簧恢复原长时，继续下滑，弹簧将伸长，弹性势能增大直到滑到B点，即弹簧弹性势能先增大后减小再增大，由能量守恒可知，圆环的机械能先减小后增大，再减小，A正确，B错误；C．A点时，弹簧为原长，无弹力，受力分析可知，圆环的加速度由重力沿斜面向下的分力提供：解得，当弹簧与杆垂直时，弹簧弹力垂直于杆，不提供加速度，此时加速度由重力沿斜面向下的分力提供，即，继续往下滑，还有一处弹簧恢复原长，此处弹簧也没有弹力，加速度由重力沿斜面向下的分力提供，即，所以与圆环在A点的加速度相同的位置还有两处，C正确；D．弹簧再次恢复到原长时，加速度为，沿斜面向下，即将继续往下加速运动，直到加速度为零时开始减速，所以弹簧再次恢复到原长时速度不是最大，D错误。故选AC。10、AC【解析】

AB．金属空心导体放在匀强电场中，出现静电感应现象，最终处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零，所以a、b两点的电场强度都为零，A正确，B错误；CD．处于静电平衡的导体上，以及导体的内部的电势处处相等，即为等势体，则a点电势等于b点电势，C正确，D错误；

故选AC。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、CD【解析】

（1）由于同时听到小球落地和滑块撞击挡板的声音，说明小球和滑块的运动时间相同，

对滑块，位移：x=at2；对小球，位移：H=gt2，解得：；

（2）设斜面倾角为α，则：sinα=，cosα=，

对滑块，由牛顿第二定律得：mgsinα-μmgcosα=ma，

加速度：，解得：μ=；

（3）由μ=可知，能引起实验误差的是长度x、h、H测量时的读数误差，同时要注意小球落地和滑块撞击挡板不同时也会造成误差，故选CD．【点睛】本题考查了测动摩擦因数实验，应用匀加速直线运动和自由落体运动、牛顿第二定律即可正确解题，解题时要注意数学知识的应用；知道实验原理是正确解题的关键．12、从左向右【解