甘肃省兰州名校2023-2024学年高三第四次模拟考试物理试卷含解析

甘肃省兰州名校2023-2024学年高三第四次模拟考试物理试卷注意事项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，以19.6m/的水平初速v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角θ为450的斜面上，可知物体完成这段飞行的时间是A．1s B．2s C．s D．3s2、如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是（）A．b点场强大于d点场强B．b点场强为零C．a、b两点间的电势差等于b、c两点间的电势差D．试探电荷+q在a点的电势能小于在c点的电势能3、在一场足球比赛中，质量为0.4kg的足球以15m/s的速率飞向球门，被守门员扑出后足球的速率变为20m/s，方向和原来的运动方向相反，在守门员将球扑出的过程中足球所受合外力的冲量为（）A．2kg·m/s，方向与足球原来的运动方向相同B．2kg·m/s，方向与足球原来的运动方向相反C．14kg·m/s，方向与足球原来的运动方向相同D．14kg·m/s，方向与足球原来的运动方向相反4、同一平面内固定有一长直导线PQ和一带缺口的刚性金属圆环，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于圆环所在平面固定放置的平行金属板MN连接，如图甲所示．导线PQ中通有正弦交流电流i，i的变化如图乙所示，规定从Q到P为电流的正方向，则在1~2s内A．M板带正电，且电荷量增加B．M板带正电，且电荷量减小C．M板带负电，且电荷量增加D．M板带负电，且电荷量减小5、在轴上有两个点电荷、，其静电场的电势在轴上的分布情况如图所示，则（）A．和带有同种电荷B．处的电场强度为零C．将一负电荷从处移动到处，其电势能增加D．将一负电荷从处移到处，电场力做功为零6、乒乓球作为我国的国球，是一种大家喜闻乐见的体育运动，它对场地要求低且容易上手。如图所示，某同学疫情期间在家锻炼时，对着墙壁练习打乒乓球，球拍每次击球后，球都从同一位置斜向上飞出，其中有两次球在不同高度分别垂直撞在竖直墙壁上，不计空气阻力，则球在这两次从飞出到撞击墙壁前（）A．飞出时的初速度大小可能相等B．飞出时的初速度竖直分量可能相等C．在空中的时间可能相等D．撞击墙壁的速度可能相等二、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、一定质量的理想气体的状态变化图像如图所示，它由状态a经过状态b到状态c。关于这一过程的说法，正确的是A．理想气体的体积先增大后保持不变B．理想气体的体积一直增加C．理想气体的内能先增大后保持不变D．理想气体对外做功，吸收热量E.外界对理想气体做功，理想气体放出热量8、一列沿x轴传播的横波在t＝0.05s时刻的波形图如图甲所示，P、Q为两质点，质点P的振动图象如图乙所示，下列说法中正确的是__________A．该波的波速为20m/sB．该波沿x轴负方向传播C．t＝0.1s时刻质点Q的运动方向沿y轴正方向D．t＝0.2s时刻质点Q的速度大于质点P的速度E.t＝0.3s时刻质点Q距平衡位置的距离大于质点P距平衡位置的距离9、如图所示，质量为m=245g的物块（可视为质点）放在质量为M=0.5kg的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.4，质量为m0=5g的子弹以速度v0=300m/s沿水平方向射入物块并留在其中（时间极短），g=10m/s2，则在整个过程中A．物块和木板组成的系统动量守恒B．子弹的末动量大小为0.01kg·m/sC．子弹对物块的冲量大小为0.49N·sD．物块相对木板滑行的时间为1s10、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=ω2R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）某兴趣小组要将一块量程为1mA，内阻约为几十欧的电流表改装成量程为3V的电压表。首先要测量该电流表的内阻，现有如下器材：待测电流表G（量程1mA、阻值约几十欧）；滑动变阻器（总阻值5000、额定电流0.5A）、滑动变阻器（总阻值500、额定电流1A）、电阻箱R2（总阻值999.9）；电源（电动势为1.5V，内阻很小）、电源（电动势为3V，内阻很小）、开关、导线若干。(1)该小组如果选择如图甲所示的电路来测量待测电表G的内阻，则滑动变阻器R1应该选择____（选填“A”或“B”；A．滑动变阻器（总阻值5000、额定电流0.5A）；B．滑动变阻器（总阻值500、额定电流1A）），电源应选择____（选填“A”或“B”；A．电源（电动势为1.5V，内阻很小）；B．电源（电动势为3V，内阻很小））；(2)实验时，先断开S2，闭合开关S1，调节滑动变阻器R1，使得G的示数为Ig；保证R1的阻值不变，再闭合S2，调节电阻箱R2，使得G表示数为，此时电阻箱R2的示数如图乙所示，则G表的内阻的测量值是______（选填“A”或“B”；A．24.0；B．96.0）。以上三空答案依次是（____________）A．(1)A、B(2)AB．(1)B、A(2)BC．(1)A、B(2)BD．(1)B、A(2)A12．（12分）如图甲所示为利用多用电表的电阻挡研究电容器的充、放电的实验电路图。多用电表置于×1k挡，电源电动势为，内阻为，实验中使用的电解电容器的规格为“”。欧姆调零后黑表笔接电容器正极，红表笔接电容器负极。(1)充电完成后电容器两极板间的电压________（选填“大于”“等于”或“小于”）电源电动势，电容器所带电荷量为________C；(2)如图乙所示，充电完成后未放电，迅速将红、黑表笔交换，即黑表笔接电容器负极，红表笔接电容器正极，发现电流很大，超过电流表量程，其原因是___________。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，某同学想把剖面MON为等腰三角形的玻璃砖加工成“玻璃钻石”送给妈妈．已知顶角∠MON=1θ，该玻璃折射率n=1．现有一光线垂直MN边入射．（i）为了使该光线在OM边和ON边都能发生全反射，求θ的取值范围．（ii）若θ=41°，试通过计算说明该光线第一次返回MN边能否射出．14．（16分）如图所示为一个带有阀门K、容积为2dm3的容器(容积不可改变)。先打开阀门让其与大气连通,再用打气筒向里面打气,打气筒活塞每次可以打进1×105Pa、200cm3的空气,忽略打气和用气时气体的温度变化(设外界大气的压强po=1×105Pa)(i)若要使气体压强增大到5.0×105Pa,应打多少次气?(ii)若上述容器中装的是5.0×105Pa的氧气,现用它给容积为0.7dm3的真空瓶充气,使瓶中的气压最终达到符合标准的2.0×105Pa,则可充多少瓶?15．（12分）直流电动机的工作原理可以简化为如图所示的情景，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B；平行金属轨道MN、PQ，相距为L，固定在水平面内；电阻为R的金属导体棒ab与平行轨道垂放置，且与轨道接触良好；MP间接有直流电源。闭合开关S，金属导体棒向右运动，通过轻绳竖直提升质量为m的物体，重力加速度为g。忽略一切阻力、导轨的电阻和直流电源的内阻。(1)求物体匀速上升时，通过导体棒ab的电流大小；(2)导体棒ab水平向右运动的过程中，同时会产生感应电动势，这个感应电动势总要削弱电源电动势的作用，我们称之为反电动势。设导体棒ab向上匀速提升重物的功率为P出，电流克服反电动势做功的功率为P反，请证明：P出=P反；(解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明)(3)若通过电源连续调节MP间的电压U，物体匀速上升的速度v也将连续变化，直流电动机所具有这种良好的“电压无极变速”调速性能在许多行业中广泛应用。请写出物体匀速上升的速度v与电压U的函数关系式。

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】物体做平抛运动，当垂直地撞在倾角为45°的斜面上时，物体的速度方向与斜面垂直，把物体的速度分解如图所示，

由图可得：此时物体的竖直方向上的分速度的大小为vy=v0=19.6m/s，由vy=gt可得运动的时间为：，故选B．2、C【解析】

A.在两等量异种点电荷连线上中点的场强最小，在两等量异种点电荷连线的中垂线上中点的电场强度最大。所以b点的场强小于连线中点的场强，d点的场强大于中点的场强，则b点场强小于d点场强，选项A错误；B.根据适矢量的叠加，b点的合场强由b指向c，不为零，选项B错误；C.由对称性可知，a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差，选项C正确；D.因a点的电势高于c点的电势，故试探电荷+q在a点的电势能大于在c点的电势能，选项D错误。故选C。3、D【解析】

设球飞向球门的方向为正方向，被守门员扑出后足球的速度为则由动量定理可得负号说明合外力冲量的方向与足球原来的运动方向相反，故A、B、C错误，D正确；故选D。4、A【解析】

在1~2s内，穿过金属圆环的磁场垂直于纸面向里，磁感应强度变小，穿过金属圆环的磁通量变小，磁通量的变化率变大，假设环闭合，由楞次定律可知感应电流磁场与原磁场方向相同，即感应电流磁场方向垂直于纸面向里，然后由安培定则可知感应电流沿顺时针方向，由法拉第电磁感应定律可知感应电动势增大，由此可知上极M板电势高，带正电，电荷量增加，故A正确，B、C、D错误；故选A．5、D【解析】

A．由图知处的电势等于零，所以q1和q2带有异种电荷，A错误；B．图象的斜率描述该处的电场强度，故处场强不为零，B错误；C．负电荷从移到，由低电势向高电势移动，电场力做正功，电势能减小，故C错误；D．由图知，负电荷从处移到处，电势不变，则电势能不变，电场力做功为零。所以D正确。故选D。6、A【解析】

C．将乒乓球的运动反向处理，即为平抛运动，由题知，两次的竖直高度不同，所以两次运动时间不同，故C错误；B．在竖直方向上做自由落体运动，因两次运动的时间不同，故初速度在竖直方向的分量不同，故B错误；D．撞击墙壁的速度，即可视反向平抛运动的水平初速度，两次水平射程相等，但两次运动的时间不同，故两次撞击墙壁的速度不同，故D错误；A．由上分析，可知竖直速度大的，其水平速度速度就小，所以根据速度的合成可知，飞出时的初速度大小可能相等，故A正确。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、BCD【解析】

AB．由理想气体状态方程,由状态a经过状态b,压强不变，温度升高，体积增大。态b到状态c，温度不变，压强减小，体积增大。所以体积一直增大。故A错误。B正确。C．一定量理想气体的内能由温度决定，状态a经过状态b到状态c，温度向增大，后不变。所以内能先增大后保持不变。故C正确。DE．状态a经过状态b到状态c，体积一直增大，所以理想气体对外做功。又内能先增大后保持不变，总体相对于初始增大。由热力学第一定律,内能增大且对外做功，必须吸收热量。所以D正确,E错误。8、ACD【解析】

A．分析图甲确定波长λ＝4m，根据图乙确定周期T＝0.2s，则该波的波速故A正确；B．分析图乙可知，t＝0.05s时，质点P处于平衡位置沿y轴负方向运动，根据波动规律可知，该波沿x轴正方向传播，故B错误；C．分析图甲可知，t＝0.05s时，质点Q处于波谷，t＝0.1s时，质点Q位于平衡位置沿y轴正方向运动，故C正确；D．t＝0.2s时刻，质点Q位于平衡位置，质点P位于波峰，质点Q的速度大于质点P，故D正确；E．t＝0.3s时，质点Q位于平衡位置，质点P位于波谷，质点Q距平衡位置的距离小于质点P，故E错误．故ACD。9、BD【解析】

A．子弹进入木块的过程中，物块和木板的动量都增大，所以物块和木板组成的系统动量不守恒．故A错误；B．选取向右为正方向，子弹打入木块过程，由动量守恒定律可得：m0v0=（m0+m）v1……①木块在木板上滑动过程，由动量守恒定律可得：（m0+m）v1=（m0+m+M）v2……②联立可得：所以子弹的末动量：p＝m0v2＝5×10−3×2＝0.01kg·m/s．故B正确；C．由动量定理可得子弹受到的冲量：I＝△p＝p−p0＝0.01kg·m/s−5×10−3×300kg·m/s＝1.49kg·m/s=1.49N·s．子弹与物块作用力的时间相等，相互作用力大小始终相等，而方向相反，所以子弹对物块的冲量大小也是1.49N·s．故C错误；D．对子弹木块整体，由动量定理得：-μ（m0+m）gt=（m0+m）（v2-v1）……③由①②③式可得，物块相对于木板滑行的时间．故D正确．10、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。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、A【解析】

[1]用半偏法测电流表内阻，为减小实验误差，滑动变阻器最大阻值与电源电动势应大些，由实验器材可知，为减小实验误差，滑动变阻器R1应选择A，电源应选择B；由图示电阻箱可知，电阻箱示数为闭合开关S2后认为电路电流不变，电流表示数为，由并联电路特点可知，流过电阻箱的电流为，电流表与电阻箱并联，其两端电压相等，则解得，电流表内阻故电流表应选A。综上所述三空答案依次是A、B、A，故选A。12、等于此时电容器为电源，且与多用电表内部电源串联【解析】

(1)[2][3]电容器充电完成后，电容器两极板间的电压等于电源电动势。由公式可得(2)[4]红、黑表笔交换后，电容器视为电源，且与