2024届湖南省衡阳市重点名校高三第四次模拟考试物理试卷含解析

2024届湖南省衡阳市重点名校高三第四次模拟考试物理试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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，“共享单车”极大地方便了老百姓的出行，某高档“共享单车”通过变速器调整链条在轮盘和飞轮的挂入位置，改变行驶速度。轮盘和飞轮的齿数如下表所示：名称轮盘飞轮A轮B轮C轮D轮E轮齿数N/个4839241813则下列说法正确的是()A．当A轮与C轮组合时，两轮的转速之比为1∶1B．当A轮与C轮组合时，两轮边缘上的点的线速度大小之比为1∶2C．当B轮与E轮组合时，两轮角速度之比为1∶3D．当B轮与E轮组合时，两轮边缘上的点的向心加速度大小之比为3∶12、图像法具有自己独特的优势，它能把复杂的物理过程直观形象清楚地展现出来，同时也能够形象地描述两个物理量之间的关系，如图所示，若x轴表示一个物理量，y轴表示一个物理量，其中在实验数据处理时，会发现图像与两个坐标轴的交点（称为截距）具有特殊的物理意义。对该交点的物理意义，下列说法不正确的是（）A．在测电源电动势和电源内阻时，若x轴表示流过电源的电流，y轴表示闭合电路电源两端的电压，则该图像与x轴的交点的物理意义是短路电流B．在利用自由落体法验证机械能守恒实验时，若x轴表示重锤下落到某点时速度的平方，y轴表示重锤落到该点的距离，则该图像与x轴交点的物理意义是重锤下落时的初速度C．在用单摆测重力加速度的实验中，若x轴表示摆线长度，y轴表示单摆周期的平方，则该图像与x轴交点绝对值的物理意义是该单摆摆球的半径D．在研究光电效应的实验中，若x轴表示入射光的频率，y轴表示光电子的最大初动能，则该图像与x轴的交点物理意义是该金属的极限频率3、放射性同位素钍（）经α、β衰变会生成氡（），其衰变方程为→＋xα＋yβ，其中（）A．x＝1，y＝3 B．x＝3，y＝2 C．x＝3，y＝1 D．x＝2，y＝34、如图甲所示，一金属线圈的横截面积为S，匝数为n匝。t=0时刻，磁场平行于线圈轴线向左穿过线圈，其磁感应强度的大小B随时间t变化的关系如图乙所示。则线圈两端a和b之间的电势差Uab（）A．在t=0时刻，Uab=B．在t=t1时刻，Uab=0C．从0~t2这段时间，Uab=D．从0~t2这段时间，Uab=5、若一个质点由静止开始做匀加速直线运动，下列有关说法正确的是（）A．某时刻质点的动量与所经历的时间成正比B．某时刻质点的动量与所发生的位移成正比C．某时刻质点的动能与所经历的时间成正比D．某时刻质点的动能与所发生位移的平方成正比6、2019年诺贝尔物理学奖授予了三位天文学家，以表彰他们对于人类对宇宙演化方面的了解所作的贡献。其中两位学者的贡献是首次发现地外行星，其主要原理是恒星和其行星在引力作用下构成一个“双星系统”，恒星在周期性运动时，可通过观察其光谱的周期性变化知道其运动周期，从而证实其附近存在行星。若观测到的某恒星运动周期为T，并测得该恒星与行星的距离为L，已知万有引力常量为G，则由这些物理量可以求得（）A．行星的质量 B．恒星的质量C．恒星与行星的质量之和 D．恒星与行星圆周运动的半径之比二、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，一条形磁铁竖直放置，金属线圈从磁铁正上方某处下落，经条形磁铁A、B两端时速度分别为v1、v2，线圈中的电流分别为I1、I2，线圈在运动过程中保持水平，则()A．I1和I2的方向相同 B．I1和I2的方向相反C．I1∶I2＝v∶v D．I1∶I2＝v1∶v28、如图，装有水的杯子从倾角α=53°的斜面上滑下，当水面稳定时，水面与水平面的夹角β=16°。取重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，sin16°=0.28，则A．杯子下滑的加速度大小为2.8m/s2B．杯子下滑的加速度大小为3.5m/s2C．杯子与斜面之间的动摩擦因数为0.75D．杯子与斜面之间的动摩擦因数为0.879、如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1，O2和质量为m的小球连接，另一端与套在光滑直杆上质量也为m的小物块连接，已知直杆两端固定，与两定滑轮在同一竖直平面内，与水平面的夹角，直杆上C点与两定滑轮均在同一高度，C点到定滑轮O1的距离为L，重力加速度为g，设直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰．现将小物块从C点由静止释放，当小物块沿杆下滑距离也为L时（图中D处），下列说法正确的是A．小物块刚释放时轻绳中的张力一定大于mgB．小球下降最大距离为C．小物块在D处的速度与小球速度大小之比为D．小物块在D处的速度大小为10、如图所示，竖直面内有一个半径为R的光滑14圆弧轨道，质量为m的物块(可视为质点)从顶端A处静止释放滑至底端B处，下滑过程中，物块的动能EkA．B．C．D．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）第34届全国青少年科技创新大赛于2019年7月20-26日在澳门举办，某同学为了测试机器人内部电动机的电阻变化，对一个额定电压为6V，额定功率约为3.5W小型电动机(线圈电阻恒定)的伏安特性曲线进行了研究，要求电动机两端的电压能从零逐渐增加到6V，实验室备有下列器材：A．电流表（量程Ⅰ:0～0.6A，内阻约为1Ω;量程Ⅱ:0～3A，内阻约为0.1Ω）B．电压表(量程为0～6V，，内阻几千欧)C．滑动变阻器R1(最大阻值10Ω，额定电流2A)D．滑动变阻器R2(最大阻值1750Ω，额定电流0.3A)E.电池组(电动势为9V，内阻小于1Ω)F.开关和导线若干（1）实验中所用的滑动变阻器应选____(选填“C”或“D”)，电流表的量程应选_____(选填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。（2）请用笔画线代替导线将实物图甲连接成符合这个实验要求的电路。（______）（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，改变加在电动机上的电压，实验中发现当电压表示数大于1V时电风扇才开始转动，电动机的伏安特性曲线如图乙所示，则电动机线圈的电阻为______Ω，电动机正常工作时的输出机械功率为_______W。(保留两位有效数字)12．（12分）在学校社团活动中，某实验小组先将一只量程为300μA的微安表头G改装为量程为0.3A的电流表，然后用改装的电流表测量未知电阻的阻值。可供选择的实验器材有：微安表头G(量程300，内阻约为几百欧姆)滑动变阻器R1(0～10)滑动变阻器R2(0～50)电阻箱R(0~9999)电源E1(电动势约为1.5V)电源E2(电动势约为9V)开关、导线若干(1)实验小组先用如图(a)所示电路测量表头G的内阻Rg，实验方法是：A．按图(a)连接好电路，将滑动变阻器的滑片调至图中最右端；B．断开S2，闭合S1，调节滑动变阻器的滑片位置，使G满偏；C．闭合S2，并保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱的阻值，使表头G的示数为200，记录此时电阻箱的阻值R0，①实验中电源应选用________，滑动变阻器应选用_____(选填仪器字母代号)；②测得表头G的内阻Rg=_____，表头内阻的测量值较其真实值___(选填“偏大”或“偏小”)；(2)实验测得G的内阻Rg=500，要将表头G改装成量程为0.3A的电流表，应选用阻值为______的电阻与表头G并联；(3)实验小组利用改装后的电流表A，用图(b)所示电路测量未知电阻Rx的阻值。测量时电压表V的示数为1.20V，表头G的指针指在原电流刻度的250处，则Rx=______。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，内表面光滑绝缘的半径为的圆形轨道处于竖直平面内，有竖直向下的匀强电场，场强大小为有一质量为、带负电的小球，电荷量大小为，小球在圆轨道内壁做圆周运动，当运动到最低点A时，小球与轨道压力恰好为零，g取，求：小球在A点处的速度大小；小球运动到最高点B时对轨道的压力．14．（16分）一定质量的理想气体，状态从A→B→C的变化过程可用如图所示的p－V图线描述，气体在状态A时温度为TA=300K，试求：(1)气体在状态B时的温度TB和状态C时的温度TC；(2)若气体在B→C过程中气体内能减少了200J，则在B→C过程吸收或放出的热量是多少？15．（12分）如图所示，在第一象限内，存在垂直于平面向外的匀强磁场Ⅰ，第二象限内存在水平向右的匀强电场，第三、四象限内存在垂直于平面向外、磁感应强度大小为的匀强磁场Ⅱ。一质量为，电荷量为的粒子，从轴上点以某一初速度垂直于轴进入第四象限，在平面内，以原点为圆心做半径为的圆周运动；随后进入电场运动至轴上的点，沿与轴正方向成角离开电场；在磁场Ⅰ中运动一段时间后，再次垂直于轴进入第四象限。不计粒子重力。求：（1）带电粒子从点进入第四象限时初速度的大小；（2）电场强度的大小；（3）磁场Ⅰ的磁感应强度的大小。

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】

AB．A轮与C轮通过链条连接，轮边缘上的点的线速度大小相等，齿数之比为2∶1，转速之比为1∶2，选项A、B错误；CD．B轮与E轮通过链条连接，轮边缘上的点的线速度大小相等，齿数之比为3∶1，转速之比为1∶3，角速度之比为1∶3，轮边缘上的点的向心加速度之比为1∶3，选项C正确，D错误。2、B【解析】

A．根据闭合电路欧姆定律可知，当时，电源的短路电流为A正确；B．根据机械能守恒定律变形得可知图像与横轴截距的物理意义为初速度的平方，B错误；C．根据单摆的周期公式变形得可知图像与横轴交点绝对值的物理意义为摆球半径，C正确；D．根据光电效应方程变形得图像与横轴的交点满足此时频率即为该金属的极限频率，D正确。本题选择不正确的，故选B。3、B【解析】

粒子为，粒子为，核反应满足质量数守恒和质子数守恒：解得：x＝3，y＝2，ACD错误，B正确。故选B。4、C【解析】

由图乙可知，磁感应强度在时间内均匀减小，由法拉第电磁感应定律可知则时间内磁感应强度变化率与时间内的相同，则ab两端电势差相等，故ABD错误，C正确。故选C。5、A【解析】

A．根据和，联立可得与成正比，故A正确；B．根据可得与成正比，故B错误；C．由于与成正比，故C错误；D．由于与成正比，故D错误。故选A。6、C【解析】

恒星与行星组成双星，设恒星的质量为M，行星的质量为m。以恒星为研究对象，行星对它的引力提供了向心力，假设恒星的轨道半径为r1，动力学方程为得到行星的质量以行星为研究对象，恒星对它的引力提供了向心力，假设行星的轨道半径为r2，动力学方程为得到恒星的质量则有故ABD错误，C正确。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、BD【解析】

AB．金属线圈经条形磁铁A、B两端时，磁通量先向上的增大后向上减小，依据楞次定律“增反减同”，导致感应电流产生的磁场方向先向下，后向上，根据右手螺旋定则可知，则I1和I2感应电流的方向先顺时针，后逆时针（从上向下），即它们的方向相反，故A错误，B正确；CD．依据法拉第电磁感应定律，及闭合电路欧姆定律，则有I=即I与v成正比，故C错误，D正确。故选BD。8、BC【解析】

取水平面的一质量为m的小水滴为研究对象，由正交分解法结合牛顿第二定律可得：；解得a=3.5m/s2；对杯子和水的整体，由牛顿第二定律：解得μ=0.75，故选BC.9、BD【解析】A、刚释放的瞬间，小球的瞬间加速度为零，拉力等于重力，故A错误；

B、当拉物块的绳子与直杆垂直时，小球下降的距离最大，根据几何关系知，，故B正确；

C、将小物块的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向，沿绳子方向的分速度等于小球的速度，根据平行四边形定则知，小物块在D处的速度与小球的速度之比为，故C错误；

D、设小物块下滑距离为L时的速度大小为v，此时小球的速度大小为，则,对滑块和小球组成的系统根据机械能守恒定律，有：

,解得，故D正确．点睛：解决本题的关键知道两物体组成的系统，只有重力做功，机械能守恒，以及知道物块与之间的距离最小时，小球下降的高度最大，知道物块沿绳子方向的分速度等于小球的速度．10、BC【解析】A、设下落高度为h时，根据动能定理可知：Ek=mgh，即B、如图所示，θ向心力为：F-mgcosθ=mv2R，而且：则整理可以得到：F=mgcosθ+mvC、整个过程中只有重力做功，物块机械能守恒，即物块机械能不变，故选项C正确；D、根据瞬时功率公式可以得到：P=mgv而且由于12m整理可以得到：P=mgvsin点睛：本题考查了动能定理、机械能守恒的应用，要注意向心力为指向圆心的合力，注意将重力分解。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、CⅠ2.52.6【解析】

（1）[1][2]．电风扇的额定电流，从读数误差的角度考虑，电流表选择量程Ⅰ。电风扇的电阻比较小，则滑动变阻器选择总电阻为10Ω的误差较小，即选择C。（2）[3]．因为电压电流需从零开始测起，则滑动变阻器采用分压式接法，电风扇的电阻远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法。则可知对应的实物图如答案图所示。（3）[4][5]．电压表读数小于1V时电风扇没启动，由图象可知I=0.4A。根据欧姆定律得。正常工作时电压为6V，根据图象知电流为0.57A，则电风扇发热功率P=I2R=0.572×2.5W=0.81W则机械功率P'=UI-I2R=6×0.57W-0.81W=2.61W≈2.6W。12、E2R2R0偏小0.54.3【解析】

(1)[1][2]闭合S2开关时认为电路电流不变，实际上闭合开关S2时电路总电阻变小，电路电流增大，电源电动势越大、滑动变阻器阻值越大，闭合开关S2时微安表两端电压变化越小，实验误差越小，为减小实验误差，电源应选择E2，滑动变阻器应选择R2；[3][4]闭合开关S2时认为电路电流不变，流过微安表电流为满偏电流的，则流过电阻箱的电流为满偏电流的，微安表与电阻箱并联，流过并联电路的电流与阻值成反比，则：闭合开关S2时整个电路电阻变小，电路电流变大，大于300μA，当表头G示数为200μA时，流过电阻箱的电流大于100μA，电阻箱阻值小于表头G电阻的一半，实验认为电流表内阻等于电阻箱阻值的一半，因此表头G内阻测量值偏小；(2)[5]把微安表改装成0.3A的电流表需要并联分流电阻，并联电阻阻值为：(3)[6]改装后电流表内阻为：微安表量程为300μA，改装后电流表量程为0.3A，量程扩大了1000倍，微安表示数为250μA时，流过电流表的电流为：250×10-6×1000A=0.25A由图乙所示电路图可知，待测电阻