湖南省郴州市湘南中学高三第四次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

湖南省郴州市湘南中学高三第四次模拟考试新高考物理试卷考生须知：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、一种比飞机还要快的旅行工具即将诞生，称为“第五类交通方式”，它就是“Hyperloop（超级高铁）”。据英国《每日邮报》2016年7月6日报道：HyperloopOne公司计划，2030年将在欧洲建成世界首架规模完备的“超级高铁”（Hyperloop），连接芬兰首都赫尔辛基和瑞典首都斯德哥尔摩，速度可达每小时700英里（约合1126公里/时）。如果乘坐Hyperloop从赫尔辛基到斯德哥尔摩，600公里的路程需要40分钟，Hyperloop先匀加速，达到最大速度1200km/h后匀速运动，快进站时再匀减速运动，且加速与减速的加速度大小相等，则下列关于Hyperloop的说法正确的是（）A．加速与减速的时间不相等B．加速时间为10分钟C．加速时加速度大小为2m/s2D．如果加速度大小为10m/s2，题中所述运动最短需要32分钟2、下列说法正确的是（）A．中X为中子，核反应类型为衰变B．中Y为中子，核反应类型为人工核转变C．，其中Z为氢核，核反应类型为轻核聚变D．，其中K为10个中子，核反应类型为重核裂变3、如图所示，固定在同一平面内有三条彼此绝缘的通电直导线，导线中的电流，方向为图中箭头方向，在三根导线所在平面内有a、b、c、d四个点，四个点距相邻导线的距离都相等，则四个点中合磁感应强度最大的点是（）A．a点 B．b点 C．c点 D．d点4、如图所示，橡皮筋的一端固定在O点，另一端拴一个可以看做质点的物体，O点的正下方A处有一垂直于纸面的光滑细杆。已知橡皮筋的弹力与伸长量成正比，现用水平拉力F使物体在粗糙的水平面上从B点沿水平方向匀速向右运动至C点，已知运动过程中橡皮筋处于弹性限度内且物体对水平地面有压力，下列说法正确的是（）A．如果橡皮筋的自然长度等于OA，物体所受地面的摩擦力变大B．如果橡皮筋的自然长度等于OA，物体所受地面的支持力变小C．如果橡皮筋的自然长度小于OA，物体所受地面的摩擦力变大D．如果橡皮筋的自然长度小于OA，物体所受地面的支持力变小5、如图所示，一圆球固定在水平地面上，球心为O。直细棒AB的B端搁在地面上，棒身靠在球面上并和球心在同一竖直平面内，切点为P，细棒与水平面之间的夹角为θ。若移动棒的B端沿水平地面靠近圆球，使切点P恰好以O点为圆心做匀速圆周运动，则A．B端向右匀速运动 B．θ角随时间均匀增大C．PB长度随时间均匀减小 D．以上说法都不对6、如图所示，汽车以的速度匀速驶向路口，当行驶至距路口停车线处时，绿灯还有熄灭。由于有人横向进入路口，该汽车在绿灯熄灭前要停在停车线处，则汽车运动的图象可能是（）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、质谱仪是用来分析同位素的装置，如图为质谱仪的示意图，其由竖直放置的速度选择器、偏转磁场构成。由三种不同粒子组成的粒子束以某速度沿竖直向下的方向射入速度选择器，该粒子束沿直线穿过底板上的小孔O进入偏转磁场，最终三种粒子分别打在底板MN上的P1、P2、P3三点，已知底板MN上下两侧的匀强磁场方向均垂直纸面向外，且磁感应强度的大小分别为B1、B2，速度选择器中匀强电场的电场强度的大小为E。不计粒子的重力以及它们之间的相互作用，则A．速度选择器中的电场方向向右，且三种粒子均带正电B．三种粒子的速度大小均为C．如果三种粒子的电荷量相等，则打在P3点的粒子质量最大D．如果三种粒子电荷量均为q，且P1、P3的间距为Δx，则打在P1、P3两点的粒子质量差为8、在风洞实验室内的竖直粗糙墙面上放置一钢板，风垂直吹向钢板，在钢板由静止开始下落的过程中，作用在钢板上的风力恒定．用EK、E、v、P分别表示钢板下落过程中的动能、机械能、速度和重力的功率，关于它们随下落高度或下落时间的变化规律，下列四个图象中正确的是（）A． B．C． D．9、如图所示，等量同种正电荷固定在M、N两点，虚线框ABCD是以MN连线的中点为中心的正方形，其中G、H、E、F分别为四条边的中点，则以下说法中正确的是（）A．若A点电势为5V，则B点电势为5VB．同一正电荷在A点具有的电势能大于在D点具有的电势能C．在G点释放一个带正电粒子(不计重力)，粒子将沿GH连线向H点运动D．在E点释放一个带正电粒子(不计重力)，粒子将沿EF连线向F点运动10、x=0处的质点在t=0时刻从静止开始做简谐振动，带动周围的质点振动，在x轴上形成一列向x正方向传播的简谐横波。如图甲为x=0处的质点的振动图像，如图乙为该简谐波在t0=0.03s时刻的一部分波形图。已知质点P的平衡位置在x=1.75m处，质点Q的平衡位置在x=2m。下列说法正确的是___________A．质点Q的起振方向向上B．从t0时刻起经过0.0275s质点P处于平衡位置C．从t0时刻算起，质点P比质点Q的先到达最低点D．从t0时刻起经过0.025s，质点P通过的路程小于1mE.从t0时刻起经过0.01s质点Q将运动到x=3m处三、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）合金材料的电阻率都比较大，某同学按如下步骤测量一合金丝的电阻率。实验操作如下：(1)用螺旋测微器在金属丝上三个不同位置测量金属丝的直径，结果都如图甲所示，则该金属丝的直径为________mm。(2)按图乙连接测量电路，将滑动变阻器置于最大值，闭合开关，移动滑动变阻器，发现电压表读数有读数，而电流表读数总为零，已知电流表、电压表以及待测金属丝都是完好的，则电路故障为导线_________断路（用图中导线编号表示）。(3)排除电路故障后，改变滑动头在金属丝上的位置，测出金属丝长度l和接入电路的电阻Rx如下表请根据表中的数据，在图丙方格纸上作出Rx–l图像_______。(4)根据图像及金属丝的直径，计算该合金丝电阻率ρ=__________Ω·m（保留二位有效数字）。(5)采用上述测量电路和数据处理方法，电表内阻对合金丝电阻率测量的影响为_____（填“使结果偏大”、“使结果偏小”、“对结果无影响”）。12．（12分）某同学设计以下的实验测量某一小电动机的转速，实验主要步骤如下，完成下列填空。(1)用游标卡尺测量电动机转轴的直径如图甲所示，测量值为_______。(2)取一根柔软的无弹性的细线，把细线的一端用少许强力胶水固定在电动机的转轴上。(3)如图乙所示，把细线的另一端用小夹与纸带的左端相连，让纸带水平穿过打点计时器的限位孔。打点计时器所用的交流电频率为。(4)打开打点计时器，再开动电动机，细线顺次排列绕在电动机的转轴上，同时拉动纸带向左运动，打出的纸带如图丙所示。由以上数据计算电动机的转速为_______。（计算结果保留整数）(5)实验中存在系统误差使测量结果偏大。写出造成该系统误差的一个原因：__________________________________________。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，光滑的四分之一圆弧与光滑水平轨道在最低平滑连接。现有一质量为m的小球P沿光滑的四分之一圆弧上由静止开始下滑，与一质量为km（k>0，未知）的静止在光滑水平地面上的等大的小球Q发生正碰撞。设碰撞是弹性的，且一切摩擦不计。(1)为使二者能且只能发生一次碰撞，则k的值应满足什么条件？(2)为使二者能且只能发生两次碰撞，则k的值应满足什么条件？14．（16分）如图所示，光滑斜面倾角θ=60°，其底端与竖直平面内半径为R的光滑圆弧轨道平滑对接，位置D为圆弧轨道的最低点。两个质量均为m的小球A和小环B（均可视为质点）用L=1.5R的轻杆通过轻质铰链相连，B套在固定竖直光滑的长杆上，杆和圆轨道在同一竖直平面内，杆过轨道圆心，初始时轻杆与斜面垂直。在斜面上由静止释放A，假设在运动过程中两杆不会碰撞，小球通过轨道连接处时无能量损失（速度大小不变）。重力加速度为g。求：(1)刚释放时，球A的加速度大小；(2)小球A运动到最低点时的速度大小；(3)已知小球以运动到最低点时，小环B的瞬时加速度大小为a，求此时小球A受到圆弧轨道的支持力大小。15．（12分）如图所示，竖直光滑的半圆轨道ABC固定在粗糙水平面上，直径AC竖直。小物块P和Q之间有一个被压缩后锁定的轻质弹簧，P、Q和弹簧作为一个系统可视为质点。开始时，系统位于4处，某时刻弹簧解锁（时间极短）使P、Q分离，Q沿水平面运动至D点静止，P沿半圆轨道运动并恰能通过最高点C，最终也落在D点。已知P的质量为m1=0.4kg，Q的质量为m2=0.8kg，半圆轨道半径R=0.4m，重力加速度g取l0m/s2，求：（I）AD之间的距离；（2）弹簧锁定时的弹性势能；（3）Q与水平面之间的动摩擦因数。（结果保留两位小数）

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．加速与减速的加速度大小相等，加速和减速过程中速度变化量的大小相同，根据：可知加速和减速所用时间相同，A错误；BC．加速的时间为，匀速的时间为，减速的时间为，由题意得：联立方程解得：匀加速和匀减速用时：匀速运动的时间：加速和减速过程中的加速度：B正确，C错误；D．同理将上述方程中的加速度变为，加速和减速的时间均为：加速和减速距离均为匀速运动用时：总时间为：D错误。故选B。2、D【解析】

A．，核反应类型为衰变，选项A错误；B．，核反应类型为轻核聚变，选项B错误；C．，核反应类型为人工转变，选项C错误；D．，核反应类型为重核裂变，选项D正确。故选D。3、C【解析】

由安培定则可知在a点产生的磁场方向垂直纸面向里，在a点产生的磁场方向垂直纸面向外，和在a点产生的磁场合磁感应强度为零，所以a点的合磁感应强度等于在a点产生的磁感应强度，同理可得b点和d点的合磁感应强度等于在这两点产生的磁感应强度，c点的合磁感应强度等于、和在c点产生的磁感应强度同向叠加的矢量和，所以c点的合磁感应强度最大，故C正确，ABD错误。故选C。4、C【解析】

AB．设开始时A离地面的高度为L，设某一时刻橡皮筋与竖直方向的夹角为θ，则橡皮筋的弹力为其向上分力物体对地面的压力为保持不变，因f=μN，故摩擦力也保持不变，故AB错误；CD．设开始时A离地面的高度为L，橡皮筋的自然长度比OA小x，设某一时刻橡皮筋与竖直方向的夹角为θ，则橡皮筋的弹力为其向上分力物体对地面的压力为由于变大，则物体对地面的压力变大，因f=μN，故摩擦力变大，故C正确，D错误。故选C。5、B【解析】

A．将B点速度沿着平行杆和垂直杆方向分解，如图所示：

故其中v1=vp，P点做匀速圆周运动，故vp不变，由于θ变大，故v变大，即B端向右加速，故A错误；

B．结合几何关系，经过时间t后的θ角增加为：故θ角随时间均匀增大，故B正确；

C．PB的长度等于CB的长度，由于B点向右是加速运动，故PB长度不是随时间均匀减小，故C错误；

D．由于B正确，故D错误；故选B。6、C【解析】

要使汽车停在停车线处，则图线与坐标轴所围图形的面积应刚好等于35m。A、B选项的面积明显均小于30m，D选项的面积为25m，而C选项的面积介于20m到40m之间。根据排除法，只有C正确。故选C。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、ACD【解析】

A．根据粒子在磁场B2中的偏转方向，由左手定则知三种粒子均带正电，在速度选择器中，粒子所受的洛伦兹力向左，电场力向右，知电场方向向右，故A正确；B．三种粒子在速度选择器中做匀速直线运动，受力平衡，有得故B错误；C．粒子在磁场区域B2中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有得：三种粒子的电荷量相等，半径与质量成正比，故打在P3点的粒子质量最大，故C正确；D．打在P1、P3间距解得：故D正确；故选ACD。8、AC【解析】C、钢板受到重力mg、风力F、墙的支持力N和滑动摩擦力f，由于风力恒定，则由平衡条件得知，墙对钢板的支持力恒定，钢板所受的滑动摩擦力恒定，故钢板匀加速下滑，则有v=at，故C正确；A、根据动能定理得：，可知与h成正比，故A正确；B、设钢板开始时机械能为，钢板克服滑动摩擦力做功等于机械能减小的量，则，则知E与t是非线性关系，图象应是曲线，故B错误；D、重力的功率，则知P与h是非线性关系，图象应是曲线，故D错误；故选AC．【点睛】本题首先要正确分析钢板的运动情况，其次要根据物理规律得到动能、机械能、速度和重力功率的表达式，再选择图象．9、AD【解析】

A．根据等量同种电荷等势面分布情况和对称性可知，A点和B点电势相等，若A点电势为5V，则B点电势为5V，故A正确；B．根据等量同种电荷等势面分布情况和对称性可知，A点和D点电势相等，则同一正电荷在AD两点具有的电势能相等，故B错误；C．由G点释放一个带正电粒子(不计重力)，该粒子所受的电场力垂直于MN连线向上，所以粒子将沿GH连线向上运动，故C错误；D．在E点电场强度方向由E到F，带正电的粒子受到的电场力方向由E到F，粒子将沿EF连线向F点运动，故D正确。故选AD。10、BCD【解析】

由图读出波长和周期T，由波长与周期可求出波传播的速度，根据质点的位置分析其运动情况，注意质点不随着波迁移；【详解】A、由图甲可知，在时刻振源质点是向y轴负方向振动，其余质点重复振源质点的运动情况，故质点Q起振的方向仍为y轴负方向，故选项A错误；B、由图甲可知周期为，由图乙可知波长为，则波速为：则由图乙可知当P再次处于平衡位置时，时间为：经过周期的整数倍之后，质点P再次处于平衡位置，即经过还处于平衡位置，故选项B正确；C、由于波沿轴正方向传播，可知从t0时刻算起，质点P比质点Q的先到达最低点，故选项C正确；D、由题可知：，若质点P在最高点、最低点或平衡位置，则通过的路程为：，但此时质点P不在特殊位置，故其路程小于，故选项D正确；E、波传播的是能量或者说是波的形状，但是质点不随着波迁移，故选项E错误。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、0.379、0.380或者0.381a或c~对结果无影响【解析】

（1）[1]金属丝的直径为（2）[2]只有a或c发生断路时，电压表相当于测电源电压，此时才会电压表读数有读数，而电流表读数总为零。（3）[3]在图丙方格纸上作出Rx–l图像如下（4）[4]根据公式得（5）[5]因为多次测量金属丝长度l和接入电路的电阻，通过画图求斜率求出的大小，所以电表内阻对合金丝电阻率测量结果无影响。12、0.5048细线有直径【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺示数为。游标尺的0刻线与主尺的某刻线对齐，示数为0，则测量值为(4)[2]取纸带上的段计算纸带运动的速度，有