北京十一学校2023-2024学年高考物理四模试卷含解析

北京十一学校2023-2024学年高考物理四模试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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，将一交流发电机的矩形线圈abcd通过理想变压器外接电阻R=5Ω，已知线圈边长ab=cd=0.1m，ad=bc=0.2m，匝数为50匝，线圈电阻不计，理想交流电压表接在原线圈两端，变压器原副线圈匝数比n1︰n2=l︰3，线圈在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以ω=200rad/s的角速度匀速转动，则（）A．从图示位置开始计时，线圈中产生的电动势随时间变化的关系式为e=40sin200t（V）B．交流电压表的示数为20VC．电阻R上消耗的电动率为720WD．电流经过变压器后频率变为原来的2倍2、在某一次中国女排击败对手夺得女排世界杯冠军的比赛中，一个球员在球网中心正前方距离球网d处高高跃起，将排球扣到对方场地的左上角（图中P点），球员拍球点比网高出h（拍球点未画出），排球场半场的宽与长都为s，球网高为H，排球做平抛运动（排球可看成质点，忽略空气阻力），下列选项中错误的是（）A．排球的水平位移大小B．排球初速度的大小C．排球落地时竖直方向的速度大小D．排球末速度的方向与地面夹角的正切值3、2019年8月，“法国哪吒”扎帕塔身背燃料包，脚踩由5个小型涡轮喷气发动机驱动的“飞板”，仅用22分钟就飞越了英吉利海峡35公里的海面。已知扎帕塔（及装备）的总质量为120kg，设发动机启动后将气流以6000m/s的恒定速度从喷口向下喷出，则当扎帕塔（及装备）悬浮在空中静止时，发动机每秒喷出气体的质量为（不考虚喷气对总质量的影响，取g=10m/s2）（）A．0.02kg B．0.20kg C．0.50kg D．5.00kg4、下列说法正确的是（）A．“康普顿效应”说明光具有能量，“光电效应”说明光具有动量B．目前的核电站、核潜艇在利用核能时，发生的核反应方程均是C．对于某种金属来说，其发生光电效应的极限频率是恒定的，且与入射光的强度无关D．中子与质子结合成氘核时，需要吸收能量5、下列说法正确的是（）A．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应C．阴极射线和β射线都是电子流，都源于核外电子D．天然放射现象中放射出的α、β、γ射线都能在磁场中发生偏转6、某行星为质量分布均匀的球体，半径为R，质量为M。科研人员研究同一物体在该行星上的重力时，发现物体在“两极”处的重力为“赤道”上某处重力的1.1倍。已知引力常量为G，则该行星自转的角速度为（）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、一质量为m的物体静止在光滑水平面上，现对其施加两个水平作用力，两个力随时间变化的图象如图所示，由图象可知在t2时刻物体的（）A．加速度大小为B．速度大小为C．动量大小为D．动能大小为8、真空区域有宽度为d、磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向如图所示，MN、PQ是磁场的边界．比荷为k的带负电粒子，沿着与MN夹角θ＝60°的方向射入磁场中，刚好没能从PQ边界射出磁场．下列说法正确的是（）A．粒子的速率大小是B．粒了在磁场中运动的时间是C．仅减小粒了的入射速率，在磁场中的运动时间将增大D．仅增人粒子的入射速率，在磁场中的运动时间将减小9、如图所示，气缸分上、下两部分，下部分的横截面积大于上部分的横截面积，大小活塞分别在上、下气缸内用一根硬杆相连，两活塞可在气缸内一起上下移动，缸内封有一定质量的气体，活塞与缸壁无摩擦且不漏气起初，在小活塞上的烧杯中放有大量沙子能使两活塞相对于气缸向上移动的情况是A．给气缸缓慢加热B．取走烧杯中的沙子C．大气压变小D．让整个装置自由下落10、梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波．该电磁波A．是横波B．不能在真空中传播C．只能沿着梳子摇动的方向传播D．在空气中的传播速度约为三、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）实验室中有一台铭牌模糊的可拆卸式变压器，如图所示，该变压器可近似看做理想变压器。某同学欲测量它的初级次级线圈匝数：先在闭合铁芯的上端铁轭处紧密缠绕100匝漆包细铜线，并将细铜线两端与理想交流电压表构成闭合回路。（1）在次级线圈左右两端的接线柱上输入12V低压交流电压，理想交流电压表示数为60V，则次级线圈的匝数为________匝；在初级线圈左右两端的接线柱上输入12V低压交流电压，理想交流电压表示数为30V，则初级线圈的匝数为________匝。（2）若初级线圈左右两端接线柱接入的交变电压瞬时表达式为u=311sin100πt(V)，则与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为________V。12．（12分）某实验小组同学利用下列器材做“研究合外力做功与动能变化的关系”实验：A．一端带有滑轮和刻度尺的轨道B．两个光电计时器C．安装有挡光片的小车（质量为M）D．拴有细线的托盘（质量为m0）E.可以调节高度的平衡支架F.一定数量的钩码某小组选用上述器材安装实验装置如图甲所示，轨道上安装了两个光电门A、B。实验步骤：①调节两个光电门中心的距离，记为L；②调节轨道的倾角，轻推小车后，使小车拉着钩码和托盘能沿轨道向下匀速经过光电门A、B，钩码的质量记为m；③撤去托盘和钩码，让小车仍沿轨道向下加速经过光电门A、B，光电计时器记录小车通过A、B的时间分别为△t1和△t2；④利用测得的数据求得合外力做功与动能变化的关系。根据实验过程，滑轮的摩擦力不计，回答以下问题(1)图乙是用游标卡尺测挡光片的宽度d，则d=______cm。(2)小车加速从A到B过程中合外力做的功W=________；小车动能的变化量的表达式△Ek=___（用测得的物理量的字母符号表示）。通过实验可得出：在误差允许的范围内合外力所做的功等于小车动能的增量。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）如图所示的装置可以用来测量水的深度。该装置由左端开口的气缸和密闭的气缸组成，两气缸由一细管（容积可忽略）连通，两气缸均由导热材料制成，内径相同。气缸长为，气缸长为，薄活塞、密闭性良好且可以无摩擦滑动。初始时两气缸处于温度为27℃的空气中，气缸、中分别封闭压强为、的理想气体，活塞、均位于气缸的最左端。将该装置放入水中，测得所在处的温度为87℃，且活塞向右移动了。已知大气压强为，相当于高水柱产生的压强。求：(1)装置所在处水的深度；(2)活塞向右移动的距离。14．（16分）在如图甲所示的平面坐标系xOy内，正方形区域（0<x<d、0<y<d）内存在垂直xOy平面周期性变化的匀强磁场，规定图示磁场方向为正方向，磁感应强度B的变化规律如图乙所示，变化的周期T可以调节，图中B0为己知。在x=d处放置一垂直于x轴的荧光屏，质量为m、电荷量为q的带负电粒子在t=0时刻从坐标原点O沿y轴正方向射入磁场，不计粒子重力。（1）调节磁场的周期，满足T>，若粒子恰好打在屏上P（d，0）处，求粒子的速度大小v；（2）调节磁场的周期，满足T=，若粒子恰好打在屏上Q（d，d）处，求粒子的加速度大小a；（3）粒子速度大小为v0=时，欲使粒子垂直打到屏上，周期T应调为多大？15．（12分）在容积为40L的容器中，盛有压缩二氧化碳3.96kg，该容器能承受的压强不超过6.0106pa，求容器会有爆炸危险时内部气体达到的摄氏温度？（已知二氧化碳在标准状态下的密度是1.98kg/m3，温度是0，压强是1105pa）

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．线圈绕垂直磁场的虚线轴匀速转动，产生正弦式交流电，交变电动势最大值：Em=NBSω=50×0.2×0.1×0.2×200V=40V图示位置为与中性面垂直的位置，感应电动势为最大，则从此时开始计时，线圈中产生的电动势随时间变化的关系式为e=40cos200t（V）故A错误；B．线圈内阻不计，则电压表示数为交变电动势的有效值故B正确；C．根据变压比可知，副线圈输出电压：电阻R上消耗的功率：故C错误；D．变压器不会改变交流电的频率，故D错误。故选：B。2、B【解析】

A.由勾股定理计算可知，排球水平位移大小为故A正确不符合题意；B.排球做平抛运动，落地时间为初速度故B错误符合题意；C.排球在竖直方向做自由落体运动可得解得，故C正确不符合题意；D.排球末速度的方向与地面夹角的正切值故D正确不符合题意。故选B。3、B【解析】

设扎帕塔（及装备）对气体的平均作用力为，根据牛顿第三定律可知，气体对扎帕塔（及装备）的作用力的大小也等于，对扎帕塔（及装备），则设时间内喷出的气体的质量，则对气体由动量定理得解得代入数据解得发动机每秒喷出气体的质量为0.2kg，故B正确，ACD错误。故选B。4、C【解析】

A．“康普顿效应”说明光具有动量，“光电效应”说明光具有能量，故A错误；B．目前的核电站、核潜艇在利用核能时，发生的核反应方程均是核裂变方程，故B错误；C．对于某种金属来说，其发生光电效应的极限频率只和金属本身有关，是恒定的，与入射光的强度无关。故C正确；D．中子与质子结合成氘核时，核聚变放出能量，故D错误。故选C。5、B【解析】

A．半衰期是原子核本身具有的属性，与外界条件无关，A错误；B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应（热核反应），B正确；C．阴极射线是核外电子，β射线是原子核内中子转化为质子时放出的电子，C错误；D．三种射线中γ射线（高频电磁波）不带电，所以不能在磁场中发生偏转，D错误。故选B。6、B【解析】

由万有引力定律和重力的定义可知由牛顿第二定律可得联立解得故选B。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、AD【解析】

A．由图像可知：在t2时刻物体的加速度由牛顿第二定律可得加速度大小故A正确；BCD．由动量定理和图像面积可得则根据动量和动能的关系得故BC错误，D正确。故选AD。8、AD【解析】

AB.粒子刚好没能从边界射出磁场时，其运动轨迹刚好与相切，如图设带电粒子圆周运动的轨迹半径为，由几何关系有：解得：根据牛顿第二定律得：解得：运动时间为：故A正确，B错误；C.减小粒了的入射速率，粒子的周期不变，半径变小，粒子仍然从左边界出磁场，圆心角不变，则运动时间不变，故C错误；D.增人粒子的入射速率，粒子从磁场的右边界出磁场，粒子运动轨迹所对应的圆心角减小，则运动时间变小，故D正确．9、BD【解析】

以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知(P0-P)(S-s)=G，明确原来气体压强小于大气压强；题目设计的变化如加热、取走沙子、大气压减小、装置自由下落后，我们根据理想气体状态方程判断出气体的体积增大还是减小，就可以知道活塞上升还是下降了．【详解】A．设缸内气体压强P，外界大气压为P0，大活塞面积S，小活塞面积s，活塞和钢球的总重力为G，以活塞和气体整体为研究对象，由物体平衡条件知：(P0-P)(S-s)=G…①给气缸缓慢加热，气体温度升高，由盖吕萨克定律知气体体积要增大，从气缸结构上看活塞应向下移动，故A错误．B．取走烧杯中的沙子后，整体的重力小了，由①式知容器内气体压强必须增大，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸要向上移动，故B正确．C．大气压变小时，由①式知道缸内气体压强要减小，由玻意耳定律知气体体积要增大，所以气缸要向下移动，故C错误．D．让整个装置自由下落，缸内气体压强增大(原来小于大气压强)，由玻意耳定律知气体体积要减小，所以气缸向上移动，故D正确．故选BD．【点睛】本题的关键是利用活塞受力平衡的条件和理想气体状态方程判断封闭气体的体积如何变化，是一道比较困难的易错题．10、AD【解析】摇动的梳子在空中产生电磁波，电磁波是横波，选项A正确；电磁波能在真空中传播，选项B错误；电磁波传播的方向与振动方向垂直，选项C错误；电磁波在空气中传播的速度约为光速，选项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、200400110【解析】

(1)[1][2]．由理想变压器的电压与匝数关系可知次级线圈的匝数为匝初级线圈的匝数匝(2)[3]．因交流电压表的示数为电压有效值该变压器初级、次级线圈的匝数比为2：1，由可知与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为110V.12、0.735【解析】

(1)[1]游标为20分度，精确度为0.05mm，游标对齐的格数不估读，则测挡光片的宽度为(2)[2]调节轨道的倾角轻推小车后使小车拉着钩码和托盘能沿轨道向下匀速下滑，说明小车的合力为零，而撤去托盘m0和钩码m，小车的合力变为则小车加速从A到B过程中合外力做的功为[3]光电门挡住光的时间极短，求出的平均速度可认为是小车通过A、B两位置的瞬时速度，有，则小车动能的变化量的表达式为四、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、(1)；(2)【解析】

(1)气缸中气体初状态：气缸中气体末状态：根据理想气体状态方程有放入水中后气缸中的气体压强与气缸中的气体压强相等，即在此处水产生的压强为解得高的水柱产生的压强为，所以此处水深(2)装置放在水中后，设活塞向右侧移动的距离为气缸中气体初状态：气缸中气体末状态：根据理想气体状态方程解得14、（1）；（2）(其中k=1，2，3……)；（3）T=,其中sin=，=arc