湖南省郴州市重点中学新高考物理四模试卷及答案解析

湖南省郴州市重点中学新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、用如图a所示的圆弧一斜面装置研究平抛运动，每次将质量为m的小球从半径为R的四分之一圆弧形轨道不同位置静止释放，并在弧形轨道最低点水平部分处装有压力传感器测出小球对轨道压力的大小F．已知斜面与水平地面之间的夹角θ=45°，实验时获得小球在斜面上的不同水平射程x，最后作出了如图b所示的F﹣x图象，g取10m/s2，则由图可求得圆弧轨道的半径R为（）A．0.125m B．0.25m C．0.50m D．1.0m2、几位同学利用课余时间测一干涸的半球形蓄水池的直径。身高为1.80m的小张同学站在池边从头顶高处水平向池中投掷小石子，石子刚好落到池底的正中央，小李同学用手机的秒表记录的小石子运动时间为1.6s。不计空气阻力，重力加速度取10m/s2。可知水池的直径为（）A．3.6m B．11m C．12.8m D．22m3、两根相互平行的水平放置长直导线分别通有方向相同的电流I1和I2，且I1>I2；有一电流元IL与两导线均平行，且处于两导线的对称面上，导线某一横截面所在平面如图所示，则下列说法正确的是（）A．电流元所处位置的磁场方向一定竖直向下B．电流元所处位置的磁场方向一定水平向右C．要使电流元平衡，可在电流元正上方某位置加一同向通电导线D．如果电流元在所处位置受的安培力为F，则两导线在该处的磁感应强度大小为B=4、如图所示，半径为R的光滑半圆形刚性细杆竖直固定，O点为其圆心，AB为水平直径，在细杆的A点固定一个光滑的小圆环，穿过小圆环的不可伸长的细线一端与质量为4m的重物相连，另一端与质量为m且套在细杆上的带孔小球相连。开始时小球静止在细杆的C点，重物在A点正下方，细线恰好伸直，将重物由静止释放后，小球在重物拉动下沿细杆运动。已知重力加速度为g，当小球运动到P点时，重物下落的速度为（OP、OC均与水平方向成60°角）（）A． B．C． D．5、在如图所示的电路中，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，电阻，电流表和电压表均为理想交流电表，若电流表的示数为2A，电压表的示数为30V，则电阻的阻值为（）A．45Ω B．55Ω C．65Ω D．75Ω6、如图所示，是一个研究向心力与哪些因素有关的DIS实验装置示意图，其中质量为m的圆柱体放置在未画出的光滑圆盘边缘，绳子一端连接小圆柱体，另一端连接力传感器，使圆柱体做匀速圆周运动。圆周运动的轨道半径为r，光电传感器测定的是圆柱体的线速度。关于这个实验下列说法不正确的是（）A．研究向心力与半径的关系时，保持圆柱体线速度和质量一定，应画图像B．研究向心力与线速度的关系时，保持圆柱体质量和运动半径一定，应画图像C．研究向心力与质量的关系时，保持圆柱体线速度和运动半径一定，应画图像D．如能保证两个传感器同步记录，圆筒可以不做匀速圆周运动，同样可以完成该实验目的二、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、以下说法正确的是（）A．玻璃打碎后不容易把它们拼在一起，这是由于分子间斥力的作用B．焦耳测定了热功当量后，为能的转化和守恒定律奠定了实验基础C．液体表面层分子间引力大于液体内部分子间引力是表面张力产生的原因D．当分子间的距离增大时，分子间的斥力和引力都减小，但斥力减小得快E.悬浮在液体中的颗粒越小，小颗粒受到各个方向液体分子的冲击力就越不平衡，布朗运动就越明显8、如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下端固定在水平地面上。一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放，某同学在研究小球落到弹簧后向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，做出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示。不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是（）A．小球在下落的过程中机械能守恒B．小球到达最低点的坐标大于C．小球受到的弹力最大值等于2mgD．小球动能的最大值为mgh+mgx09、如图(a)所示，在轴上有、、三点，且，。一列简谐波沿轴正方向传播，图示为0时刻的波形。再过的时间质点第二次振动至波峰。对此下列说法正确的是______。A．点的振幅为B．波速为C．频率为D．质点在内的运动路程为E.质点在时沿轴正方向运动10、如图所示，空间中存在一匀强磁场区域，匀强磁场的磁感应强度大小为磁场方向与竖直面垂直，磁场的上、下边界均为水平面且间距为，纸面（竖直平面）内磁场上边界的上方有一质量为、电阻为的正方形导线框，其边长为上下两边均与磁场边界平行。将线框以初速度水平抛出，线框恰能匀速进入磁场，重力加速度为，不计空气阻力，则（）A．线框抛出时边距离磁场上边界的高度为B．线框进入磁场的过程中通过线框某横截面的电荷量C．线框通过磁场的过程中水平位移为D．线框通过磁场的过程中边产生的热量为三、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）把较粗的铜丝和铁丝相隔约几毫米插入苹果中就制成了一个水果电池。水果电池的电动势较小（约为），而内阻较大（约为）。用下列提供的器材设计电路，实现准确测量电动势和内阻。A．苹果一个B．较粗的铜丝和铁丝各一根C．电流表（量程，内阻约）D．电流表（量程，内阻）E.定值电阻（阻值为）F.滑动变阻器（）G.开关、导线若干(1)根据上述的器材设计测量电动势和内阻的实验电路，如图甲所示请根据图甲在图乙中进行实物连线______。(2)实验中测量出多组数据，电流表的示数记为，电流表的示数记为，画出随变化的图像如图丙所示，根据图像可得，该水果电池的电动势________V，内阻________。(3)要内阻减小，可采取________。A．铜丝和铁丝距离近一些B。铜丝和铁丝插入深一些C。铜丝和铁丝更细一些12．（12分）某一小型电风扇额定电压为5.0V，额定功率为2.5W．某实验小组想通过实验描绘出小电风扇的伏安特性曲线。实验中除导线和开关外，还有以下器材可供选择：A．电源E（电动势为6.0V）B．电压表V（量程为0～6V，内阻约为8kΩ）C．电流表A1（量程为0～0.6A，内阻约为0.2Ω）D．电流表A2（量程3A，内阻约0.05Ω）；E．滑动变阻器R1（最大阻值5k，额定电流100mA）F．滑动变阻器R2（最大阻值25Ω，额定电流1A）（1）为了便于调节，减小读数误差和系统误差，实验中所用电流表应选用_____滑动变阻器应选用_____（填所选仪器前的字母序号）。（2）请你为该小组设计实验电路，并把电路图画在甲图中的虚线框内（小电风扇的电路符号如图甲所示）_____。（3）操作过程中发现，小电风扇通电后受阻力作用，电压表读数小于0.5V时电风扇没启动。该小组测绘出的小电风扇的伏安特性曲线如图乙所示，由此可以判定，小电风扇的电阻为_____Ω，正常工作时的发热功率为_____W，机械功率为_____W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，半径R=0.4m的四分之一光滑圆弧轨道固定在地面上，质量m=1kg的滑块B（可视为质点）从圆弧轨道顶端正上方高为h=0.85m处自由落下，质量为M=2kg的木板A静止在光滑水平上，其左端与固定台阶相距x，右端与圆轨道紧靠在一起，圆弧的底端与木板上表面水平相切．B从A右端的上表面水平滑入时撤走圆弧轨道，A与台阶碰撞无机械能损失，不计空气阻力，AB间动摩擦因数μ=0.1，B始终不会从A表面滑出，取g=10m/s2，求：（1）滑块B运动到圆弧底端时对轨道的压力；（2）若A与台阶碰前，已和B达到共速，求从B滑上A到达到共同速度的时间；（3）若要使木板A只能与台阶发生一次碰撞，求x应满足的条件以及木板A的最小长度．14．（16分）粗糙绝缘的水平地面上有一质量为m的小滑块处于静止状态、其带电量为q(q>0)。某时刻，在整个空间加一水平方向的匀强电场，场强大小为。经时间t后撤去电场，滑块继续滑行一段距离后停下来。已知滑块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度为g，求滑块滑行的总距离L。15．（12分）第24届冬奥会将于2022年在北京举行，冰壶是比赛项目之一。如图甲，蓝壶静止在大本营圆心O处，红壶推出后经过P点沿直线向蓝壶滑去，滑行一段距离后，队员在红壶前方开始。不断刷冰，直至两壶发生正碰为止。已知，红壶经过P点时速度v0=3.25m/s，P、O两点相距L=27m，大本营半径R=1.83m，从红壶进人刷冰区域后某时刻开始，两壶正碰前后的v-t图线如图乙所示。假设在未刷冰区域内两壶与冰面间的动摩擦因数恒定且相同，红壶进入刷冰区域内与冰面间的动摩擦因数变小且恒定，两壶质量相等且均视为质点。（1）试计算说明碰后蓝壶是否会滑出大本营；（2）求在刷冰区域内红壶滑行的距离s。

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】

在圆轨道上运动时，小球受到重力以及轨道的支持力作用，合力充当向心力，所以有小球做平抛运动时时的水平射程小球的竖直位移：根据几何关系可得联立即得x图像的纵截距表示重力，即mg=5N所以有解得：R=0.25m故选B；【名师点睛】知道平抛运动水平方向和竖直方向上运动的规律，抓住竖直位移和水平位移的关系，尤其是掌握平抛运动的位移与水平方向夹角的正切值的表达式进行求解．注意公式和图象的结合，重点是斜率和截距2、D【解析】

设水池的半径为R，人身高为h，根据平抛运动的规律，在竖直方向，有代入数据解得R=11m，则直径为22m，故ABC错误，D正确。故选D。3、D【解析】

AB．根据安培定则及磁感应强度的矢量叠加，又由于，可得电流元所处位置的磁场方向斜向右下，故A、B错误；C．根据同向电流互相吸引，可判断要使电流元平衡，可在电流元右上方某位置加一同向通电导线，故C错误；D．电流元在该处与磁场方向垂直，而受到的力为，所以根据磁感应强度的定义可知两导线在该处的磁感应强度大小为故D正确；故选D。4、A【解析】

设重物下落的速度大小为，小球的速度大小为，由几何关系可知由能量关系联立解得故选A。5、B【解析】

原、副线圈两端的电压之比已知故则通过的电流副线圈的电流又因为，所以通过原线圈的电流流过电流表的电流即解得故选B。6、A【解析】

A．根据向心力公式结合牛顿第二定律有可知研究向心力与半径的关系时，保持圆柱体线速度和质量一定，应画图像，二者呈线性关系，便于研究，A错误；B．研究向心力与线速度的关系时，保持圆柱体质量和运动半径一定，应画图像，B正确；C．研究向心力与质量的关系时，保持圆柱体线速度和运动半径一定，应画图像，C正确；D．如能保证两个传感器同步记录，圆筒可以不做匀速圆周运动，光电传感器测量圆柱通过瞬间的线速度，力传感器测量此时瞬间的向心力（绳子拉力）大小，同样可以完成该实验目的，D正确。本题选择不正确的，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、BDE【解析】

A.碎玻璃不能拼在一起，是由于分子距离太大，达不到分子吸引力的范围，故A错误；B.焦耳测定了热功当量后，为能的转化和守恒定律奠定了实验基础，选项B正确；C.由于液体表面层分子间距离大于分子平衡时的距离，分子间的作用力表现为引力，则液体表面存在张力，故C错误；D.当分子间的距离增大时，分子间的斥力和引力都减小，但斥力减小得快，选项D正确；E.悬浮在液体中的颗粒越小，小颗粒受到各个方向液体分子的冲击力就越不平衡，布朗运动就越明显，选项E正确。故选BDE。8、BD【解析】

A．小球与弹簧组成地系统只有重力和弹簧的弹力做功，满足机械能守恒定律，故A错误；BC．由图像可知，为平衡位置，小球刚接触弹簧时有动能，有对称性知识可得，小球到达最低点的坐标大于，小球运动到最低点时弹力大于2mg，故B正确，C错误；D．为平衡位置，动能最大，故从开始到这段过程，根据动能定理可得而克服弹力做功等于图乙中小三角形面积，即故小球动能的最大值D正确。故选BD。9、ACE【解析】

A．由图像知波长为振幅为故A正确；B．简谐波沿轴正方向传播，则质点向上运动；时点恰好第二次到达波峰，对应波形如图所示传播距离则波速为故B错误；C．简谐波的周期为则简谐波的频率故C正确；DE．质点运动了时间为则运动路程小于，此时质点在平衡位置的下方，沿轴正方向运动，故D错误，E正确；故选ACE。10、AC【解析】

A．线框下边界进入磁场时根据闭合电路欧姆定律在竖直方向上，根据运动学公式解得A正确；B．线框进入磁场的过程中通过线框某横截面的电荷量B错误；C．线框在磁场中匀速运动的时间水平位移解得C正确；D．线框进入磁场后做匀速直线运动，减小的重力势能转化为电能，根据能量守恒定律则边产生的热量D错误。故选AC。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、1.2300AB【解析】

(1)[1]．根据电路图，连接实物图如图。

(2)[2][3]．根据闭合电路欧姆定律，可得I2（R0+R2）+（I1+I2）r=E整理得结合图象得①

②联立①②得：E=1.2Vr=300Ω(3)[4]．根据电阻定律有：可知电阻随着L的减小而减小，随着S的增大而增大，故要内阻减小，可采用AB；故选AB。12、（1）C；E；（2）实验电路图如图所示；（3）2.5Ω，0.625，1.875。【解析】

（1）电风扇的额定电流，从读数误差的角度考虑，电流表选择C．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E。（2）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，电风扇的电阻大约，远小于电压表内阻，属于小电阻，电流表采用外接法。电路图如图所示。（3）电压表读数小于0.5V时电风扇没启动。根据欧姆定律得：正常工作时电压为5V，根据图象知电流为0.5A，则电风扇发热功率为：P＝I2R＝0.52×2.5W＝0.625W，则机械功率P′＝UI﹣I2R＝2.5﹣0.625＝1.875W，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)71.5N，方向竖直向下(1)3.3s