甘肃省兰州名校2024届高考物理四模试卷含解析

甘肃省兰州名校2024届高考物理四模试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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、乘坐“空中缆车”饱览大自然的美景是旅游者绝妙的选择若某一缆车沿着坡度为30°的山坡以加速度a上行，如图所示。在缆车中放一个与山坡表面平行的斜面，斜面上放一个质量为m的小物块，小物块相对斜面静止（设缆车保持竖直状态）则（）A．小物块受到的支持力方向竖直向上B．小物块受到的摩擦力方向平行斜面向下C．小物块受到的静摩擦力为D．小物块受到的滑动摩擦力为2、用手水平的托着书，使它做下述各直线运动，手对书的作用力最大的情况是（）A．向下的匀加速运动 B．向上的匀减速运动C．向左的匀速运动 D．向右的匀减速运动3、职业高空跳伞运动员从近万米高空带着降落伞跳下，前几秒内的运动可视为自由落体运动。已知运动员的质量为80kg，重力加速度g取10m/s2，关于运动员所受重力做功的功率，下列说法正确的是（）A．下落第1s末的瞬时功率为4000WB．下落第1s内的平均功率为8000WC．下落第2s末的瞬时功率为8000WD．下落第2s内的平均功率为12000W4、背越式跳高采用弧线助跑，距离长，速度快，动作舒展大方。如图所示是某运动员背越式跳高过程的分解图，由图可估算出运动员在跃起过程中起跳的竖直速度大约为A．2m/s B．5m/s C．8m/s D．11m/s5、一列简谐横波沿轴正方向传播，速度为0.5m/s，周期为4s。t=1s时波形如图甲所示，是波上的四个质点。如图乙所示是波上某一质点的振动图像。下列说法正确的是（）A．这列波的波长为1mB．t=0s时质点a的速度与质点b的速度相等C．t=1s质点a的加速度大小比质点b的加速度大D．如图乙表示的是质点b的振动图像6、、两车在同一车道以的速度同向匀速直线行驶，车在前，车在后，两车相距，某时刻（）车突然发现前面有一路障，其后车运动的速度，时间图象如图所示，后车立即刹车，若两车不发生碰撞，则加速度为（）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、下列说法正确的有A．电子的衍射图样表明电子具有波动性B．发生光电效应时，仅增大入射光的频率，光电子的最大初动能就增大C．β衰变中放出的β射线是核外电子挣脱原子核束缚而形成的D．中子和质子结合成氘核，若亏损的质量为m，则需要吸收mc²的能量8、如图所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，为一个与磁场方向垂直、长度为的金属杆，已知。两点与磁场中以为圆心的同心圆（均为部分圆弧）金属轨道始终接触良好。一电容为的电容器连接在金属轨道上。当金属杆在与磁场垂直的平面内以为轴，以角速度顺时针匀速转动且电路稳定时，下列说法正确的是（）A．四点比较，点电势最高B．电势差C．电势差D．电容器所带电荷量为9、如图所示，下雨天，足球运动员在球场上奔跑时容易滑倒，设他的支撑脚对地面的作用力为F，方向与竖直方向的夹角为θ，鞋底与球场间的动摩擦因数为μ，下面对该过程的分析正确的是（）A．下雨天，动摩擦因数μ变小，最大静摩擦力增大B．奔跑步幅越大，越容易滑倒C．当μ<tanθ时，容易滑倒D．当μ>tanθ时，容易滑倒10、如图所示，轻绳一端连接小木块A，另一端固定在O点，在A上放小物块B，现使轻绳偏离竖直方向成角由静止释放，当轻绳摆到竖直方向时，A受到挡板的作用而反弹，B将飞离木块（B飞离瞬间无机械能损失）做平抛运动.不计空气阻力。下列说法正确的是（）A．若增大角再由静止释放，可以增大B落地时速度方向与水平方向之间夹角B．若增大角再由静止释放，平抛运动的水平位移将增大C．A、B一起摆动过程中，A、B之间的弹力一直增大D．A、B一起摆动过程中，A所受重力的功率一直增大三、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）一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中验证力的平行四边形定则，主要实验步骤如下：①如图甲，细线OC一端连接一装满水的水壶，另一端连接圆环O，用电子秤的下端挂钩钩住圆环O，记下水壶静上时电子秤的示数F；②如图乙，将细线AB一端拴在墙钉A处，另一端穿过圆环O拴在电子秤的挂钩B处。手握电子秤沿斜上方拉住细线的B端使水壶处于平衡状态，在墙面的白纸上记录圆环O的位置、三细线OA、OB、OC的方向和电子秤的示数F1；③如图丙，在白纸上以O为力的作用点，按定标度作出各力的图示，根据平行四边形定则作出两个F1的合力的图示。(1)步骤①中_______（填“必须”或“不必”）记录O点位置；(2)步骤②中用细线穿过圆环O，而不用细线直接拴接在细线AB上的原因是________；(3)通过比较F与______的大小和方向，即可得出实验结论。12．（12分）某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系。弹簧秤固定在一合适的木板上，桌面的右边缘固定一支表面光滑的铅笔以代替定滑轮，细绳的两端分别与弹簧秤的挂钩和矿泉水瓶连接。在桌面上画出两条平行线MN、PQ，并测出间距d。开始时让木板置于MN处，现缓慢向瓶中加水，直到木板刚刚开始运动为止，记下弹簧秤的示数F0，以此表示滑动摩擦力的大小。再将木板放回原处并按住，继续向瓶中加水后，记下弹簧秤的示数F1，然后释放木板，并用秒表记下木板运动到PQ处的时间t。则：(1)木板的加速度可以用d、t表示为a＝_______。(2)改变瓶中水的质量重复实验，确定加速度a与弹簧秤示数F1的关系。下列图像能表示该同学实验结果的是________。(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，它的优点是_______。A．可以改变滑动摩擦力的大小B．可以更方便地获取多组实验数据C．可以比较精确地测出滑动摩擦力的大小D．可以获得更大的加速度以提高实验精度四、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，两个平行光滑金属导轨AB、CD固定在水平地面上，其间距L=0.5m，左端接有阻值R=3的定值电阻。一根长度与导轨间距相等的金属杆順置于导轨上，金属杆的质量m=0.2kg,电阻r=2，整个装置处在方向竖直向下、磁感应强度大小B=4T的匀强磁场中，t=0肘刻，在MN上加一与金属杆垂直，方向水平向右的外力F，金属杆由静止开始以a=2m/s2的加速度向右做匀加速直线运动，2s末撤去外力F，运动过程中金属杆与导轨始终垂直且接触良好。（不计导轨和连接导线的电阻，导轨足够长)求：(1)1s末外力F的大小；(2)撤去外力F后的过程中，电阻R上产生的焦耳热。14．（16分）如图所示，相距L=5m的粗糙水平直轨道两端分别固定两个竖直挡板，距左侧挡板=2m的O点处静止放置两个紧挨着的小滑块A、B，滑块之间装有少量炸药。炸药爆炸时，能将两滑块分开并保持在直轨道上沿水平方向运动。滑块A、B的质量均为m=1kg，与轨道间的动摩擦因数均为=0.2。不计滑块与滑块、滑块与挡板间发生碰撞时的机械能损失，滑块可看作质点，重力加速度g取10m/s2。(1)炸药爆炸瞬间，若有Q1=10J的能量转化成了两滑块的机械能，求滑块A最终离开出发点的距离；(2)若两滑块A、B初始状态并不是静止的，当它们共同以v0=1m/s的速度向右经过O点时炸药爆炸，要使两滑块分开后能再次相遇，则爆炸中转化成机械能的最小值Q2是多少?15．（12分）如图所示，间距为L=2m的两平行光滑金属导轨由倾斜部分和水平部分平滑连接而成，水平导轨处于B=0.5T方向垂直导轨平面的匀强磁场中，以磁场左边界为坐标原点，磁场右边界坐标为x1（值未标出），在坐标为x0=1.2m处垂直于水平导轨放置有一质量m=1kg、电阻为R=0.1Ω的导体棒ab。现把质量为M=2kg、电阻也为R=0.1Ω的导体棒cd，垂直导轨放置在倾斜轨道上，并让其从高为h=1.8m处由静止释放。若两导体棒在磁场内运动过程中不会相碰，ab棒出磁场右边界前已达到稳定速度，且两导体棒在运动过程中始终垂直于导轨并接触良好，不计导轨的电阻，忽略磁场的边界效应，g=10m/s2。求：（1）cd棒恰好进入磁场左边界时的速度大小；（2）ab棒离开磁场右边界前的稳定速度；（3）cd棒从进入磁场到离开磁场的过程中，安培力对系统做的总功。

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】

由题知：木块的加速度大小为a，方向沿斜面向上，分析木块受力情况，根据牛顿第二定律求解木块所受的摩擦力大小和方向。根据牛顿第二定律求解木块所受的摩擦力大小和方向。【详解】AB．以木块为研究对象，分析受力情况为重力mg，斜面的支持力N和摩擦力为静摩擦力f，根据平衡条件可知支持力N垂直于斜面向上，摩擦力f沿斜面向上，故AB错误；CD．由于小物块和斜面保持相对静止，小物块受到的摩擦力为静摩擦力，根据牛顿第二定律得解得，方向平行斜面向上，故C正确，D错误。故选C。【点睛】本题首先要正确分析木块的受力情况，其次要能根据牛顿第二定律列式，求摩擦力。2、D【解析】

向下的匀加速运动或向上的匀减速运动时，书的加速度向下，处于失重状态，手对书的作用力小于书的重力；向左的匀速运动时，手对书的作用力等于书的重力；向右的匀减速运动时，加速度向左，根据牛顿第二定律分析得知，手对书的作用力大于书的重力。所以向右的匀减速运动时，手对书的作用力最大，故ABC错误，D正确；故选D。3、D【解析】

A．下落第1s末的瞬时功率为选项A错误；B．下落第1s内的平均功率为选项B错误；C．下落第2s末的瞬时功率为选项C错误；D．下落第2s内的平均功率为选项D正确；故选D。4、B【解析】

运动员跳高过程可以看做竖直上抛运动，当重心达到横杆时速度恰好为零，运动员重心升高高度约为：，根据机械能守恒定律可知：；解得：，故B正确，ACD错误。5、C【解析】

A．由题可知，速度为0.5m/s，周期为4s，则波长mA错误；B．t=0s时质点a在波峰处，速度为零，质点b在平衡位置，速度最大，B错误；C．因为周期T=4s，所以当t=1s时经历了，此时质点a在平衡位置，位移为零，加速度为零，质点b在波峰处，位移最大，加速度最大，C正确；D．由乙图可知，当t=1s时该质点在波谷处，与此相符合的质点是质点c，D错误。故选C。6、D【解析】

假设两车在速度减为零时恰好没有相撞，则两车运动的速度—时间图象如图所示，由“面积法”可知，在该过程中位移分别为：，，则有：，假设成立，由图象可知，车的加速度大小：，故D符合题意，ABC不符合题意。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、AB【解析】

A．衍射是波动性的体现，A正确；B．根据光电效应方程，仅增大入射光频率，光子能量增大，逸出功不变，光电子初动能增大，B正确；C．β衰变中放出的β射线是原子核内的中子转化成质子过程中跑射出的电子形成的D．质量亏损，根据质能方程，应该放出能量，D错误；故选AB。8、BD【解析】

A．如图所示杆顺时针匀速转动切割磁感线，由右手定则知感应电动势方向为，杆相当于电源，所以点电势最高，故A错误；BC．综合运动规律，的中点的线速度为综合电路规律，电路稳定后，电容器既不充电也不放电，电路中无电流，由法拉第电磁感应定律得解得同理，中点的线速度为又有中点的线速度为可得故B正确，C错误；D．电容器接在两点间，带电荷量为解得故D正确。故选BD。9、BC【解析】

A．下雨天，地面变光滑，动摩擦因数μ变小，最大静摩擦力减小，故A错误；B．将力F分解，脚对地面的压力为Fcosθ，奔跑幅度越大，夹角θ越大，则压力越小，最大静摩擦力越小，人越容易滑倒，故B正确；CD．当Fsinθ＞μFcosθ时人容易滑倒，此时μ＜tanθ故C正确，D错误。故选BC。10、BC【解析】

A．设绳子的长度为L，A的质量为M，B的质量为m，A从最高点到最低点的过程中机械能守恒，设到达最低点时的速度为v，则：(M+m)v2＝(M+m)gL(1−cosθ)可得若增大θ角再由静止释放，则A到达最低点的速度增大；

B开始做平抛运动时的速度与A是相等的，设抛出点的高度为h，则B落地时沿水平方向的分速度B落地时速度方向与水平方向之间夹角设为α，则可知θ增大则α减小，所以增大θ角再由静止释放，B落地时速度方向与水平方向之间夹角将减小。故A错误；B．若增大θ角再由静止释放，平抛运动的水平位移可知增大θ角再由静止释放，平抛运动的水平位移将增大，故B正确；C．A与B一起摆动的过程中B受到的支持力与重力沿AO方向的分力的合力提供向心力，在任意位置时在摆动的过程中A与B的速度越来越大，绳子与竖直方向之间的夹角减小，所以支持力FN越来越大。故C正确；

D．A、B一起摆动过程中，开始时它们的速度为零，则重力的功率为零；A与B一起恰好到达最低点时，沿竖直方向的分速度为零，所以重力的瞬时功率也等于零，可知A所受重力的功率一定是先增大后减小，故D错误。

故选BC。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、不必两分力一次同时测定，减小误差（或由于圆环的滑动，使得OA、OB两细线拉力大小相同）【解析】

(1)[1]因为重力恒竖直向下，只要保证水壶静止即可，读出OC绳的拉力即可，故第一次不需要记录O点位置。(2)[2]由于圆环的滑动，使得OA、OB两细线拉力大小相同，故可以两分力一次同时测定，减小误差。(3)[3]OA和OB绳子的拉力作用效果和OC一条绳子的拉力的作用效果相同，而OC一条绳子作用力为F，OA和OB绳子的合力为根据平行四边形定则画出来的，所以只要比较F和的大小和方向，即可验证试验。12、CBC【解析】

(1)[1]木板做初速度为零的匀加速直线运动，根据得解得即木板的加速度为。(2)[2]AB．由于摩擦力的存在，所以当时，木板才产生加速度，即图线不过原点，与横轴有交点，AB错误；CD．据题意，木板受到的滑动摩擦力为，对木板和矿泉水瓶组成的系统根据牛顿第二定律应有联立解得其中m为矿泉水瓶的质量，M为木板的质量根据函数斜率和截距的概念可知，当时，近似不变，即图像的斜率不变，当矿泉水的质量逐渐增大到一定量后变小，即图像向下弯曲，C正确D错误。故选C。(3)[3]A．木板与桌面间的正压力以及动摩擦因数不变，所以加水的方法不改变滑动摩擦力的大小，A错误；BC．缓慢向瓶中加水，拉力是连续增大，而挂钩码时拉力不是连续增大的，所以可以更方便地获取多组实验数据，比较精确地测出摩擦力的大小，BC正确；D．由于加速度越大需要水的质量越大，而水的质量越大时图象的斜率越小，实验的精确度会越小，D错误。故选BC。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）2N（2）0.96J【解析】

（1）t=1s时刻，金属杆MN的速度大小为v1=at