2024届山西省古县等三县八校高考物理四模试卷含解析

2024届山西省古县等三县八校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、在轨道上稳定运行的空间站中，有如图所示的装置，半径分别为r和R（R＞r）的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上，轨道之间有一条水平轨道CD相通，宇航员让一小球以一定的速度先滑上甲轨道，通过粗糙的CD段，又滑上乙轨道，最后离开两圆轨道，那么下列说法正确的是（）A．小球在CD间由于摩擦力而做减速运动B．小球经过甲轨道最高点时比经过乙轨道最高点时速度大C．如果减少小球的初速度，小球有可能不能到达乙轨道的最高点D．小球经过甲轨道最高点时对轨道的压力大于经过乙轨道最高点时对轨道的压力2、氢原子的能级如图，大量氢原子处于n=4能级上。当氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级时，辐射光的波长为1884nm，已知可见光光子的能量在1.61eV～3.10eV范围内，下列判断正确的是（）A．氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级，辐射的光子是可见光光子B．从高能级向低能级跃迁时，氢原子要吸收能量C．氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时，辐射光的波长大于1884nmD．用氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射的光照射W逸=6.34eV的铂，能发生光电效应3、两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一部分在同一水平面内，另一部分垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数均为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度v1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速度v2向下匀速运动。重力加速度为g。下列说法中正确的是（）A．ab杆所受拉力F的大小为 B．cd杆所受摩擦力为零C．回路中的电流强度为 D．μ与v1大小的关系为μ=4、2017年11月24日，国家航天局探月与航天工程中心副主任裴照宇表示，嫦娥五号任务将是我国首次月球表面采样返回任务，这次任务的完成将标志着我国探月工程“三步走”顺利收官。若已知万有引力常量G，那么在下列给出的各种情景中，能根据测量的数据求出月球密度的是()A．在月球表面使一个小球做自由落体运动，测出落下的高度H和时间tB．嫦娥五号贴近月球表面做匀速圆周运动，测出运行周期TC．嫦娥五号在高空绕月球做匀速圆周运动，测出距月球表面的高度H和运行周期TD．观察月球绕地球的匀速圆周运动，测出月球的直径D和运行周期T5、若“神舟”五号飞船在一段时间内保持绕地心做匀速圆周运动，则（）A．它的速度大小不变，动量也不变 B．它不断克服地球对它的万有引力做功C．它的速度大小不变，加速度等于零 D．它的动能不变，引力势能也不变6、如图甲所示，线圈ab中通有如图乙所示的电流，电流从a到b为正方向，那么在0~t0这段时间内，用丝线悬挂的铝环M中产生感应电流，则（）A．从左向右看感应电流的方向为顺时针B．从左向石看感应电流的方向为先顺时针后逆时针C．感应电流的大小先减小后增加D．铝环与线圈之间一直有磁场力的作用，作用力先向左后向右二、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，空中飞椅在水平面内做匀速圆周运动，飞椅和人的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，钢绳与竖直方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是A．运动周期为B．线速度大小为ωRC．钢绳拉力的大小为mω2RD．角速度θ与夹角的关系为gtanθ=ω2R8、A、B两物体质量均为m，其中A带正电，带电量为+q，B不带电，通过劲度系数为k的绝缘轻质弹簧相连放在水平面上，如图所示，开始时A、B都处于静止状态。现在施加竖直向上的匀强电场，电场强度，式中g为重力加速度，若不计空气阻力，不考虑A物体电量的变化，则以下判断正确的是（）A．刚施加电场的瞬间，A的加速度大小为2gB．从施加电场开始到B刚要离开地面的过程中，A物体速度大小一直增大C．从施加电场开始到B刚要离开地面的过程中，A物体的机械能增加量始终等于A物体电势能的减少量D．B刚要离开地面时，A的速度大小为9、如图所示，质量为m1的木块和质量为m2的长木板叠放在水平地面上．现对木块施加一水平向右的拉力F，木块在长木板上滑行，长木板始终静止．已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．则()A．μ1一定小于μ2B．μ1可能大于μ2C．改变F的大小，F>μ2(m1＋m2)g时，长木板将开始运动D．改F作用于长木板，F>(μ1＋μ2)(m1＋m2)g时，长木板与木块将开始相对滑动10、如图所示，有一倾角θ＝30°的斜面体B，质量为M．物体A质量为m，弹簧对物体A施加一个始终保持水平的作用力，调整A在B上的位置，A始终能和B保持静止．对此过程下列说法正确的是()A．A、B之间的接触面可能是光滑的B．弹簧弹力越大，A、B之间的摩擦力越大C．A、B之间的摩擦力为0时，弹簧弹力为mgD．弹簧弹力为mg时，A所受摩擦力大小为mg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）在“探究求合力的方法”实验中，所用器材有：方木板一块，白纸，量程为5N的弹簧测力计两个，橡皮条（带两个较长的细绳套），刻度尺，图钉（若干个）。(1)具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的是____。A．橡皮条弹性要好，拉结点到达某一位置O时，拉力要适当大些B．再次进行验证时，结点O的位置必须保持相同C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度D．拉橡皮条的细线要稍长一些，标记同一细绳方向的两点距离要远一些(2)实验小组用图甲装置得到了如图乙所示的两个分力F1、F2及合力F的图示。关于合力与分力的关系，某同学认为用虚线连接F1和F的末端A、C，则AOC如图丙构成一个三角形，若满足____，则说明合力与分力之间的关系满足平行四边形定则。12．（12分）某同学欲将内阻为100Ω、量程为300μA的电流计G改装成欧姆表，要求改装后欧姆表的0刻度正好对准电流表表盘的300μA刻度。可选用的器材还有：定值电阻R1（阻值25Ω）；定值电阻R2（阻值l00Ω）；滑动变阻器R（最大阻值l000Ω）；干电池（E=1.5V．r=2Ω）；红、黑表笔和导线若干。改装电路如图甲所示。（1）定值电阻应选择____（填元件符号）．改装后的欧姆表的中值电阻为____Ω。（2）该同学用改装后尚未标示对应刻度的欧姆表测量内阻和量程均未知的电压表V的内阻。步骤如下：先将欧姆表的红、黑表笔短接，调节____填图甲中对应元件代号），使电流计G指针指到____μA；再将____（填“红”或“黑”）表笔与V表的“+”接线柱相连，另一表笔与V表的“一”接线柱相连。若两表的指针位置分别如图乙和图丙所示，则V表的内阻为____Ω，量程为____________V。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）细管AB内壁光滑、厚度不计，加工成如图所示形状。长L＝0.5m的BD段竖直，其B端与半径R＝0.3m的光滑圆弧轨道平滑连接，P点为圆弧轨道的最高点。CD段是半径R＝0.3m的四分之一圆弧，AC段在水平面上。管中有两个可视为质点的小球a、b，质量分别为ma＝6kg、mb＝2kg。最初b球静止在管内AC段某一位置，a球以速度v0水平向右运动，与b球发生弹性碰撞。重力加速度g取10m/s2。（1）若v0＝4m/s，求碰后a、b两球的速度大小：（2）若a球恰好能运动到B点，求v0的大小，并通过分析判断此情况下b球能否通过P点。14．（16分）粗细均匀的U形管中装有水银，左管上端开口与大气相连，右管上端封闭，如图所示。开始时两管内水银柱等高，两管内空气（可视为理想气体）柱长均为l=90cm，此时两管内空气柱温度均为27℃，外界大气压为p0=76cmHg。现在左管上端开口处缓慢注入水银压缩空气柱，直至右管内水银面上升10cm，在注入水银过程中，左管内温度缓慢下降到–23℃，右管内温度保持在27℃。求：（i）注入水银柱的长度；（ii）左管注入的水银柱上表面离左管开口的距离。15．（12分）如图所示，绝热容器中封闭一定质量的理想气体，现通过电热丝缓慢加热，当气体吸收热量Q时，活塞恰好缓慢上移H，已知活塞横截面积为S，重量忽略不计，大气压强为p0，求封闭气体内能增加量。

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、D【解析】在空间站中，所有物体都处于完全失重状态，任何物体间都没有相互作用力，小球在CD运动时所受弹力为零，摩擦力为零，A错；由于处于完全失重状态，小球运动到两个最高点时没有外力做功，机械能守恒，运动到最高点速度大小相同，B错；C错；小球做圆周运动的向心力由弹力提供，有，D对；2、D【解析】

A．氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级，辐射的光子的能量为此能量比可见光光子的能量小，不可能是可见光光子，故A错误；B．从高能级向低能级跃迁时，氢原子一定向外放出能量，故B错误；C．氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级辐射的光子能量小于从n=3能级跃迁到n=1能级辐射的光子能量，根据可知从n=3能级跃迁到n=1能级辐射的光子波长小于1884nm，故C错误；D．氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级辐射的光子的能量值故用该光照射的铂，能发生光电效应，故D正确。故选D。3、D【解析】

A．导体ab切割磁感线时产生沿ab方向，产生感应电动势，导体cd向下匀速运动，未切割磁感线，不产生感应电动势，故整个电路的电动势为导体ab产生的，大小为：①感应电流为：②导体ab受到水平向左的安培力，由受力平衡得：③解得：④AC错误；B．导体棒cd匀速运动，在竖直方向受到摩擦力和重力平衡，有：⑤即导体棒cd摩擦力不为零，B错误；D．联立②⑤式解得，D正确。故选D。4、B【解析】设月球的质量为M，半径为r，则月球的密度A．在月球表面使一个小球做自由落体运动，测出下落的高度H和时间t，根据，可知算出月球的重力加速度，根据，可以算得月球的质量，但不知道月球的半径，故无法算出密度，故A错误；B．根据得，所以，已知T就可算出密度，故B正确；C、根据得，但不知道月球的半径，故无法算出密度，故C错误；D、观察月球绕地球的圆周运动，只能算出地球的质量，无法算出月球质量，也就无法算出月球密度，故D错误；故选B。5、D【解析】

A．根据可知，轨道半径不变，则它的速度大小不变，但是动量的方向不断变化，即动量不断变化，选项A错误；B．飞船绕地球做匀速圆周运动时，万有引力与速度方向垂直，则万有引力对飞船不做功，选项B错误；C．它的速度大小不变，因为万有引力产生向心加速度，则加速度不等于零，选项C错误；D．它的速度大小不变，则它的动能不变，高度不变，则引力势能也不变，选项D正确；故选D。6、A【解析】

AB．根据题意可知，由于电流从a到b为正方向，当电流是从a流向b，由右手螺旋定则可知，铝环M的磁场水平向右，由于电流的减小，所以磁通量变小，根据楞次定律可得，铝环M的感应电流顺时针（从左向右看）。

当电流是从b流向a，由右手螺旋定则可知，铝环M的磁场水平向左，当电流增大，则磁通量变大，根据楞次定律可得，所以感应电流顺时针（从左向右看）。故电流方向不变，故A正确，B错误；

C．由图乙可知，ab内的电流的变化率不变，则产生的磁场的变化率不变，根据法拉第电磁感应定律可知，铝环M产生的电动势的大小不变，所以感应电流的大小也不变。故C错误；D．当线圈中电流为零时，铝环M和线圈之间无磁场力作用，选项D错误；

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、BD【解析】

A．运动的周期：A错误；B．根据线速度和角速度的关系：B正确；CD．对飞椅和人受力分析：根据力的合成可知绳子的拉力：根据牛顿第二定律：化解得：，C错误，D正确。故选BD。8、ABD【解析】

A．在未施加电场时，A物体处于平衡状态，当施加上电场力瞬间，A物体受到的合力为施加的电场力，故解得方向向上，故A正确；B．B刚要离开地面时，地面对B弹力为0，即对A物体即A物体合力为0，因此从开始到B刚要离开地面过程，A物体做加速度逐渐变小的加速运动，即A物体速度一直增大，故B正确；C．从开始到弹簧恢复原长的过程，A物体的机械能增量等于电势能的减少量与弹性势能的减少量之和，从弹簧恢复原长到B刚要离开地面的过程，A物体的机械能增量等于电势能的减少量与弹性势能的增加量之差，故C错误；D．当B离开地面时，此时B受到弹簧的弹力等于B的重力，从施加电场力到B离开地面，弹簧的弹力做功为零，A上升的距离为根据动能定理可知解得故D正确。故选ABD。9、BD【解析】

因为木块所受的摩擦力为滑动摩擦力，地面对木板的摩擦力为静摩擦力，无法比较动摩擦因数的大小．通过对木板分析，根据水平方向上的受力判断其是否运动．当F作用于长木板时，先采用隔离法求出临界加速度，再运用整体法，求出最小拉力．【详解】对m1，根据牛顿运动定律有：F-μ1m1g=m1a，对m2，由于保持静止有：μ1m1g-Ff=0，Ff＜μ2（m1+m2）g，所以动摩擦因数的大小从中无法比较．故A错误、B正确．改变F的大小，只要木块在木板上滑动，则木块对木板的滑动摩擦力不变，则长木板仍然保持静止．故C错误．若将F作用于长木板，当木块与木板恰好开始相对滑动时，对木块，μ1m1g=m1a，解得a=μ1g，对整体分析，有F-μ2（m1+m2）g=（m1+m2）a，解得F=（μ1+μ2）（m1+m2）g，所以当F＞（μ1+μ2）（m1+m2）g时，长木板与木块将开始相对滑动．故D正确．故选BD．【点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析，结合整体和隔离法，运用牛顿第二定律进行求解．10、CD【解析】设弹簧弹力为F，当时，即时，A所受摩擦力为0；若，A受到的摩擦力沿斜面向下；若，A受到的摩擦力沿斜面向上，可见AB错误C正确；当时，A所受摩擦力大小为，方向沿斜面向下，D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、ACDAC与表示分力F2的OB长度相等，方向平行【解析】

（1）[1]A．合力与分力的关系为等效替代的关系，效果是相同的，所以在同一次实验时，需要让两个力拉橡皮条和一个力拉橡皮条产生的作用效果相同，则必定结点O的位置要相同，同时拉力的大小要适当大一些，可以有效减小误差。故A正确。B．在重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同。故B错误。C．使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线，可以减小因摩擦产生的误差。读数时视线应正对测力计刻度，可以减小偶然误差。故C正确。D．拉橡皮条的细线要长一些，标记用一细绳方向的两点要远一些，可以减小方向误差，故D正确。故选ACD。（2）[2]根据平行四边形定则可知若AC与表示分力F2的OB长度相等，方向平行，则说明合力与分力之间的关系满足平行四边形定则。12、R11000R（或滑动变阻器）300黑500