河南省卢氏县实验高中2023-2024学年高三第四次模拟考试物理试卷含解析

河南省卢氏县实验高中2023-2024学年高三第四次模拟考试物理试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用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，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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、如图所示为某一电场中场强E-x图像，沿x轴正方向，电场强度为正，则正点电荷从x1运动到x2，其电势能的变化是A．一直增大B．先增大再减小C．先减小再增大D．先减小再增大再减小2、用甲、乙、丙三种单色光在同一个光电管上做光电效应实验，发现光电流I与电压U的关系如图所示，下列说法正确的是A．甲、乙两种单色光的强度相同B．单色光甲的频率大于单色光丙的频率C．三种单色光在同种介质中传播时，丙的波长最短D．三种单色光中，丙照射时逸出光电子的最大初动能最小3、撑杆跳是一种技术性和观赏性都极高的运动项目。如果把撑杆跳全过程分成四个阶段：a~b、b~c、c~d、d~e，如图所示，不计空气阻力，杆为轻杆，则对这四个阶段的描述不正确的是（）A．a~b阶段：加速助跑，人和杆的总机械能增加B．b~c阶段：杆弯曲、人上升，系统动能减少，重力势能和弹性势能增加C．c~d阶段：杆伸直、人上升，人的动能减少量等于重力势能增加量D．d~e阶段：人过横杆后下落，重力所做的功等于人动能的增加量4、“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一．摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动．下列叙述正确的是（）A．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B．在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力C．摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零D．摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变5、图中实线是某电场中一簇未标明方向的电场线，虚线是一带电粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。根据此图不能作出判断的是（）A．a、b两点中，哪点的电势较高B．a、b两点中，哪点的电场强度较大C．带电粒子在a、b两点的加速度哪点较大D．带电粒子在a、b两点的电势能哪点较大6、中澳美“科瓦里-2019”特种兵联合演练于8月28日至9月4日在澳大利亚举行，中国空军空降兵部队首次派员参加，演习中一名特种兵从空中静止的直升飞机上，抓住一根竖直悬绳由静止开始下滑，运动的速度随时间变化的规律如图所示，时刻特种兵着地，下列说法正确的是（）A．在～时间内，平均速度B．特种兵在0～时间内处于超重状态，～时间内处于失重状态C．在～间内特种兵所受阻力越来越大D．若第一个特种兵开始减速时第二个特种兵立即以同样的方式下滑，则他们在悬绳上的距离先减小后增大二、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、两根长度不同的细线下面分别悬挂两个完全相同的小球A、B，细线上端固定在同一点，绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动已知A球细线跟竖直方向的夹角为，B球细线跟竖直方向的夹角为，下列说法正确的是A．细线和细线所受的拉力大小之比为：1B．小球A和B的向心力大小之比为1：3C．小球A和B的角速度大小之比为1：1D．小球A和B的线速度大小之比为1：8、如图所示为回旋加速器的原理图，两个D形金属盒处在与盒面垂直的匀强磁场中，两D形盒间接入一高频交流电源，用回旋加速器给A、B两个不同粒子分别加速，A粒子的电荷量为q1、质量为m1，加速后获得的最大动能为，最大速度为；B粒子的电荷量为q2、质量为m2，加速后获得的最大动能为，最大速度为，已知两次加速过程中所接入的高频交流电源频率相等，所加的匀强磁场也相同，则下列关系一定正确的是A．， B．C． D．9、一列周期为0.8s的简谐波在均匀介质中沿x轴传播，该波在某一时刻的波形如图所示；A、B、C是介质中的三个质点，平衡位置分别位于2m、3m、6m处．此时B质点的速度方向为－y方向，下列说法正确的是()A．该波沿x轴正方向传播，波速为10m/sB．A质点比B质点晚振动0.1sC．B质点此时的位移为1cmD．由图示时刻经0.2s，B质点的运动路程为2cmE.该列波在传播过程中遇到宽度为d＝4m的障碍物时不会发生明显的衍射现象10、如图所示，将甲分子固定于坐标原点O处，乙分子放置于r轴上距离O点很远的r4处，r1、r2、r3为r轴上的三个特殊的位置，甲、乙两分子间的分子力F和分子势能Ep随两分子间距离r的变化关系分别如图中两条曲线所示，设两分子间距离很远时，Ep=0。现把乙分子从r4处由静止释放，下列说法中正确的是______。A．虚线1为Ep-r图线、实线2为F-r图线B．当分子间距离r<r2时，甲乙两分子间只有分子斥力，且分子斥力随r减小而增大C．乙分子从r4到r2做加速度先增大后减小的加速运动，从r2到r1做加速度增大的减速运动D．乙分子从r4到r1的过程中，分子势能先增大后减小，在r1位置时分子势能最小E.乙分子的运动范围为r4≥r≥r1三、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）小明在实验室找到一个可调内阻的电池，想自己动手探究电池内、外电压的关系。可调内阻电池由电池槽，正、负极板，探针，气室，打气筒等构成，如图甲所示。电池槽中间有一条电解质溶液通道，缓慢推动打气筒活塞，向电池内打气，可改变通道内液面的高度，从而改变电池的内阻，液面越低，电池内阻越大。电压表V1与正、负极板连接，电压表V2与探针连接。小明将三个相同的小灯泡并联接在两端，每个支路由独立的开关控制，如图乙所示。（1）断开开关，两个电压表的示数分别如图丙中的A、B所示，则_____（填“A”或“B”）为的读数，其读数为_______，若不计电压表内阻的影响，则此数值等于该电源的________。（2）逐步闭合开关，小明将看到的示数_____________（填“增大”“减小”或“不变”），的示数___________（填“增大”“减小”或“不变”），同时会发现两电压表的示数还会满足________的关系。若读得的示数为，的示数为，的示数为，则此时电池的内阻_________（用所给物理量符号表示）。（3）保持闭合，用打气筒向电池内打气，同时记录的示数和的示数，利用多组数据画出图象，若灯泡电阻恒定，则下列图象正确的是___________。A．B．C．D．12．（12分）某同学用图甲电路做“测量电池的电动势和内阻”实验。可用的器材有：A．电源（电动势约3V，内阻约10Ω）B．电压表V（量程0~50mV，内阻为50Ω）C．电流表A（量程0~100mA，内阻约为2.5Ω）D．电阻箱R（0~999.9Ω，最小改变值为0.1Ω）E．定值电阻R1（阻值为2950Ω）F．定值电阻R2（阻值为9950Ω）G．开关S及若干导线在尽可能减小测量误差的情况下，请回答下列问题：(1)定值电阻应选用____________；（填写器材前面的字母序号）(2)用笔画线代替导线，按图甲电路将图乙实物完整连接起来______________；(3)实验步骤如下：①闭合S，调节电阻箱的阻值使电流表的示数为100mA，此时电阻箱的阻值为14.3Ω，电压表的示数为U0；②断开S，拆下电流表，将B与C用导线直接相连，闭合S，调节电阻箱的阻值使电压表的示数仍为U0，此时电阻箱的阻值为17.0Ω，则电流表的内阻为___________Ω；③调节电阻箱阻值，记下电阻箱的阻值R1，电压表的示数U1；多次改变电阻箱的阻值，可获得多组数据。做出电压表示数的倒数随电阻箱的阻值的倒数的图线如图丙所示，若不考虑电压表对电路的影响，电池的电动势和内阻分别为_________V、_____________Ω（结果保留三位有效数字）。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，可沿气缸壁自由活动的活塞将密封的圆筒形气缸分割成、两部分，内是真空。活塞与气缸顶部有一弹簧相连，当活塞位于气缸底部时弹簧恰好无形变。开始时内充有一定质量、温度为的气体，部分高度为。此时活塞受到的弹簧作用力与重力的大小相等。现将内气体加热到，达到新的平衡后，内气体的高度等于多少？14．（16分）托卡马克(Tokamak)是一.种复杂的环形装置，结构如图甲所示。环心处有一欧姆线圈，四周是一个环形真空室，真空室外排列着环向场线圈和极向场线圈，其中欧姆线圈的作用一是给等离子体加热以达到核聚变所需的临界温度；二是产生感应电场用以等离子体加速。同时，极向场线圈通电后提供的极向磁场与环向场线圈通电后提供的环向磁场将高温等离子体约束在真空室内，促使核聚变的进行。如图乙所示为环形真空室简化图，其内径为R1=2m、外径为R2=5m，S和S'为其截面关于中心对称。假设约束的核聚变材料只有氘核()和氚核()，且不考虑核子间的相互作用，中子和质子的质量差异以及速度对核子质量的影响，核子一旦接触环形真空室壁即被吸收导走。(已知质子的电荷量为C；质子和中子质量均为kg)。试回答：(1)氘核()和氚核()结合成氢核()时，要放出某种粒子，同时释放出能量，写出上述核反应方程；(2)欧姆线圈中，通以恒定电流时，等离子体能否发生核聚变(“能”或“不能”)，并简要说明判断理由；(3)若关闭欧姆线圈和环向场线圈的电流，当极向磁场为多大时，从垂直于S截面速度同为的氘核()能够全部通过S'截面；(4)若关闭欧姆线圈和环向场线圈的电流，当极向磁场在某一范围内变化时，垂直于S截面速度同为的氘核()和氚核()能够在S'截面要有重叠，求磁感应强度B的取值范围。15．（12分）光滑水平面上放着质量mA=1kg的物块A与质量mB=2kg的物块B，A与B均可视为质点，A靠在竖直墙壁上，A、B间夹一个被压缩的轻弹簧（弹簧与A、B均不拴接），用手挡住B不动，此时弹簧弹性势能Ep=49J．在A、B间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度，如图所示．放手后B向右运动，绳在短暂时间内被拉断，之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道，其半径R=0.5m，B恰能到达最高点C．g取10m/s2，求：（1）绳拉断后B的速度vB的大小；（2）绳拉断过程绳对B的冲量I的大小；（3）绳拉断过程绳对A所做的功W．

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】

沿x轴正方向，电场强度为正，由图可得，从x1到x2电场强度先沿x轴正方向再沿x轴负方向；顺着电场线方向电势降低，则从x1到x2电势先降低后升高，所以正点电荷从x1运动到x2，电势能是先减小再增大；故C项正确，ABD三项错误。2、C【解析】

A、甲乙两种单色光对应的遏止电压相同，则两种光的频率相同，但加正向电压时甲的饱和电流更大，说明甲光的光更强；故A错误.B、D、由光电效应方程和可知遏止电压越大时，对应的光的频率越大，故；三种光照射同一金属，飞出的光电子的最大初动能关系为；故B，D均错误.C、光在同种介质中传播的速度相同，由可得，；故C正确.故选C.3、C【解析】

A．a～b阶段：人加速过程中，人的动能增加，重力势能不变，人的机械能增加，故A正确，不符合题意；B．b～c阶段：人上升过程中，人和杆的动能减少，重力势能和杆的弹性势能均增加，故B正确，不符合题意；C．c～d阶段：杆在恢复原长的过程中，人的动能和弹性势能减少量之和等于重力势能的增加量，故C不正确，符合题意；D．d～e阶段：只有重力做功，人的机械能守恒，重力所做的功等于人动能的增加量，故D正确，不符合题意。故选：C。4、B【解析】摩天轮运动过程中做匀速圆周运动，乘客的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，所以机械能在变化，选项A错误；圆周运动过程中，在最高点由重力和支持力的合力提供向心力，即，所以重力大于支持力，选项B正确；转动一周，重力的冲量为I=mgT，不为零，C错误；运动过程中，乘客的重力大小不变，速度大小不变，但是速度方向时刻在变化，根据P=mgvcosθ可知重力的瞬时功率在变化，选项D错误．故选B．5、A【解析】

A．粒子的运动轨迹向左弯曲，说明粒子在a、b两点受到的电场力沿电场线向左，由于粒子的电性未知，所以电场线方向不能判断，则无法确定哪点的电势较高。故A错误，符合题意。B．由图看出a处电场线比b处电场线疏，而电场线疏密表示场强的大小，即可判断出a处场强较小，故B正确，不符合题意。C．带电粒子在a处所受的电场力较小，则在a处加速度较小，故C正确，不符合题意。D．由轨迹弯曲方向与粒子速度方向的关系分析可知，电场力对粒子做负功，粒子的电势能增大，则粒子在b点电势能较大。故D正确，不符合题意。故选A.6、C【解析】

A．在t1-t2时间内，若特种兵做匀减速直线运动，由v1减速到v2，则平均速度为，根据图线与时间轴围成的面积表示位移可知，特种兵的位移大于匀减速直线运动的位移，则平均速度，故A错误；

B．0-t1时间内，由图线可知，图线的斜率大于零，则加速度方向竖直向下，发生失重；在t1-t2时间内，图线的切线的斜率小于零，则加速度方向竖直向上，发生超重；故B错误；

C．在t1-t2时间内，根据牛顿第二定律可知f-mg=ma解得f=mg+ma因为曲线的斜率变大，则加速度a增大，则特种兵所受悬绳的阻力增大，故C正确；

D．若第一个特种兵开始减速时，第二个特种兵立即以同样的方式下滑，由于第一个特种兵的速度先大于第二个特种兵的速度，然后又小于第二个特种兵的速度，所以空中的距离先增大后减小，故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、BC【解析】A项：两球在水平面内做圆周运动，在竖直方向上的合力为零，由：TAcos30°=mg，TBcos60°=mg，则，TB=2mg，所以，故A错误；B项：小球A做圆周运动的向心力FnA=mgtan30°=，小球B做圆周运动的向心力FnB=mgtan60°=，可知小球A、B的向心力之比为1：3，故B正确；C、D项：根据mgtanθ=m•htanθ•ω2=得，角速度，线速度可知角速度之比为1：1，线速度大小之比为1：3，故C正确，D错误．点晴：小球在水平面内做圆周运动，抓住竖直方向上的合力为零，求出两细线的拉力大小之比．根据合力提供向心力求出向心力大小之比，结合合力提供向心力求出线速度和角速度的表达式，从而得出线速度和角速度之比．8、BC【解析】

AC．由于两个粒子在同一加速器中都能被加速，则两个粒子在磁场中做圆周运动的周期相等，由可知，两粒子的比荷一定相等，即，选项A错误，选项C正确；B．粒子最终获得的速度，由于两粒子的比荷相等，因此最终获得的速度大小相等，选项B正确；D．粒子最后获得的最大动能由于粒子的比荷相等，因此选项D错误；故选BC.9、BCD【解析】

由题图知，波长λ＝8m，则波速为v＝m/s＝10m/s．此时B质点的速度方向为－y方向，由波形的平移法知，该波沿x轴负方向传播，故A错误；A质点与B质点平衡位置相距x＝1m，则波从B质点传到A质点的时间t＝s＝0.1s，故B正确；B质点此时的位移为y＝sinπcm＝1cm，故C正确；由题图所示时刻经0.2s＝T，由波形平移法可知，x＝5m处质点的状态传到B质点，B质点的运动路程为s＝2y＝2cm，故D正确；因该列波的波长为8m，则该列波在传播过程中遇到宽度为d＝4m的障碍物时会发生明显的衍射现象，故E错误．10、ACE【解析】

A．因两分子间距在平衡距离r0时，分子力表现为零，此时分子势能最小，可知虚线1为Ep-r图线、实线2为F-r图线，选项A正确；B．当分子间距离r<r2时，甲乙两分子间斥力和引力都存在，只是斥力大于引力，分子力表现为斥力，且分子斥力随r减小而增大，选项B错误；C．乙分子从r4到r2所受的甲分子的引力先增加后减小，则做加速度先增大后减小的加速运动，从r2到r1因分子力表现为斥力且逐渐变大，可知做加速度增大的减速运动，选项C正确；D．乙分子从r4到r1的过程中，分子力先做正功，后做负功，则分子势能先减小后增大，在r2位置时分子势能最小，选项D错误；E．因乙分子在r4处分子势能和动能均为零，到达r1处时的分子势能又为零，由能量守恒定律可知，在r1处的动能也为零，可知乙分子的运动范围为r4≥r≥r1，选项E正确；故选ACE.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、B2.70（2.68～2.72）电动势减小增大两电压表示数之和保持不变（或）AD【解析】

（1）[1][2][3]断开开关外电路断开，电源输出电流为零，内电阻电压为零，即两探针之间电压为零，题图丙中的为电压表的读数。根据电压表读数规则，其读数为2.70V。电源两极之间的开路电压等于电源电动势，若不计电压表内阻的影响，则此数值等于电源的电动势。（2）[4][5][6][7]逐步闭合开关，根据闭合电路欧姆定律可判断出电源输出电流逐渐增大，由可知逐渐减小，小明将看到的示数逐渐减小。电压表测量的是电源内阻的电压，即，电压表的示数逐渐增大。由，可知两电压表的示数之和保持不变。由可得电池的内阻。（3）[8]AB．保持开关闭合，用打气筒向电池内打气，电解质溶液液面下降，电池内阻增大，外电阻不变，由可知，A正确，B错误；CD．由可知D正确，C错误。故选AD。12、E2.72.9012.0【解析】

(1)[1]实验中需要将电流表A与定值电阻R串联，改装成一个量程为的电压表，由部分电路欧姆定律知代入数据解得故选E。(2)[2]根据电路原理图，实物连接如图所示。(3)[3]电压表的示数始终为，则说明即为[4]根据闭合电路的欧姆定律知代入数据变形后结合题中所给图像的纵截距解得[5]斜率求得四、计算题：本题共2小题，共26分。把答