湖南长沙市第一中学高三第四次模拟考试新高考物理试卷及答案解析

湖南长沙市第一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、一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为。假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为的物体，物体静止时，弹簧测力计的示数为F。已知引力常量为G，则这颗行星的质量为（）A． B． C． D．2、北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。为了兼顾高纬度地区的定位和导航需要，该系统已布置了10余颗倾斜地球同步轨道卫星（IGSO），其轨道是与赤道平面呈一定夹角的圆形，圆心为地心，运行周期与地球自转周期相同。关于倾斜地球同步轨道卫星，下列说法正确的是（）A．该卫星不可能经过北京上空B．该卫星距地面的高度与同步轨道静止卫星相同C．与赤道平面夹角为的倾斜地球同步轨道只有唯一一条D．该卫星运行的速度大于第一宇宙速度3、医生做某些特殊手术时，利用电磁血流计来监测通过动脉的血流速度.电磁血流计由一对电极a和b以及一对磁极N和S构成，磁极间的磁场是均匀的.使用时，两电极a、b均与血管壁接触，两触点的连线、磁场方向和血流速度方向两两垂直，如图所示.由于血液中的正负离子随血流一起在磁场中运动，电极a、b之间会有微小电势差.在达到平衡时，血管内部的电场可看做是匀强电场，血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零．在某次监测中，两触点间的距离为3.00mm，血管壁的厚度可忽略，两触点间的电势差为160pV，磁感应强度的大小0.040T.则血流的速度的近似值和电极a、b的正负为A．1.3m/s，a负、b正B．2.7m/s，a正、b负C．1.3m/s，a正、b负D．2.7m/s，a负、b正4、最近，我国为“长征九号”研制的大推力新型火箭发动机联试成功，这标志着我国重型运载火箭的研发取得突破性进展．若某次实验中该发动机向后喷射的气体速度约为3km/s，产生的推力约为4.8×106N，则它在1s时间内喷射的气体质量约为A．1.6×102kg B．1.6×103kg C．1.6×105kg D．1.6×106kg5、如图所示，用不可伸长的轻质细线a、b悬挂一小球，小球静止时，绳a、绳b与水平方向的夹角均为，绳b的拉力大小为F1。现将绳a剪断，剪断后瞬间绳b的拉力大小为F2，则F1:F2为（）A．1:1 B．1:2 C．2:1 D．6、如图，a、b两个物块用一根足够长的轻绳连接，跨放在光滑轻质定滑轮两侧，b的质量大于a的质量，用手竖直向上托住b使系统处于静止状态。轻质弹簧下端固定，竖直立在b物块的正下方，弹簧上端与b相隔一段距离，由静止释放b，在b向下运动直至弹簧被压缩到最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内）。下列说法中正确的是（）A．在b接触弹簧之前，b的机械能一直增加B．b接触弹簧后，a、b均做减速运动C．b接触弹簧后，绳子的张力为零D．a、b和绳子组成的系统机械能先不变，后减少二、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、在图示电路中，理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1，电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为4Ω。已知通过R4的电流i4=2sin100πtA，下列说法正确的是（）A．a、b两端电压的频率可能为100HzB．a、b两端电压的有效值为56VC．若a、b两端电压保持不变，仪减小R2的阻值，则R1消耗的电功率减小D．若a、b两端电压保持不变，仪减小R1的阻值，则R2两端电压增大8、如图所示为某探究活动小组设计的节能运输系统.斜面轨道倾角为30º，质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为.木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速度滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程，下列选项正确的是A．m=MB．m=2MC．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度D．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能9、如图所示，粗糙绝缘的水平面附近存在一平行于水平面的电场，其中某一区域的电场线与x轴平行，在x轴上的电势φ与坐标x的关系如图中曲线所示，曲线过（0.1，4.5）和（0.15，3）两点，图中虚线为该曲线过点（0.15，3）的切线。现有一质量为0.20kg、电荷量为＋2.0×10－8C的滑块P（可视为质点），从x＝0.10m处由静止释放，其与水平面的动摩擦因数为0.02，取重力加速度g＝10m/s2。则下列说法中正确的是（）A．滑块P运动过程中的电势能逐渐减小B．滑块P运动过程中的加速度逐渐增大C．x＝0.15m处的电场强度大小为2.0×106N/CD．滑块P运动的最大速度为0.5m/s10、一列简谐横波沿x轴正方向传播，P和Q是介质中平衡位置分别位于x=lm和x=7m的两个质点。t=0时刻波传到P质点，P开始沿y轴正方向振动，t=ls时刻P第1次到达波峰，偏离平衡位置位移为0.2m；t=7s时刻Q第1次到达波峰。下列说法正确的是（）A．波的频率为4HzB．波的波速为1m/sC．P和Q振动反相D．t=13s时刻，Q加速度最大，方向沿y轴负方向E.0~13s时间，Q通过的路程为1.4m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）某学习小组探究一小电珠在不同电压下的电功率大小，实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接．(1)实验要求滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接__________：(2)某次测量，电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为___________A；(3)该小组描绘出的伏安特性曲线如图丙所示，根据图线判断，将___________只相同的小电珠并联后，直接与电动势为3V、内阻为1Ω的电源组成闭合回路，可使小电珠的总功率最大，其总功率的值约为___________W（保留小数点后两位）.12．（12分）某兴趣小组在实验室用圆锥摆演示仪来测定当地的重力加速度。图甲是演示仪的简化示意图，细线下面悬挂一个小钢球（直径忽略不计），细线上端固定在电动机转盘上，利用电动机带动钢球做圆锥摆运动。用转速测定仪测定电动机的转速，调节刻度板的位置，使刻度板水平且恰好与小钢球接触，但无相互作用力，用竖直放置的刻度尺测定细线悬点到刻度板的竖直距离，不计悬点到转轴间的距离。(1)开动转轴上的电动机，让摆球转动起来形成圆锥摆。调节转速，当越大时，越__________（选填“大”或“小”）。(2)图乙为某次实验中的测量结果，其示数为__________cm。(3)用直接测量的物理量的符号表示重力加速度，其表达式为__________。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．（10分）如图甲所示，水平台面AB与水平地面间的高度差，一质量的小钢球静止在台面右角B处。一小钢块在水平向右的推力F作用下从A点由静止开始做向右直线运动，力F的大小随时间变化的规律如图乙所示，当时立即撤去力F，此时钢块恰好与钢球发生弹性正碰，碰后钢块和钢球水平飞离台面，分别落到地面上的C点和D点。已知B、D两点间的水平距离是B、C两点间的水平距离的3倍，钢块与台面间的动摩擦因数，取。求：(1)钢块的质量m1；(2)B、C两点间的水平距离x1。14．（16分）如图所示，两列简谐横波a、b在同一介质中分别沿x轴正、负方向传播，波速均为v=2.5m/s。已知在t=0时刻两列波的波峰正好在x=2.5m处重合。①求t=0时，介质中处于波峰且为振动加强点的所有质点的x坐标；②从t=0时刻开始，至少要经过多长时间才会使x=1.0m处的质点到达波峰且为振动加强点？15．（12分）如图所示，在质量为M＝0.99kg的小车上，固定着一个质量为m＝0.01kg、电阻R＝1的矩形单匝线圈MNPQ，其中MN边水平，NP边竖直，MN边长为L=0.1m，NP边长为l＝0.05m．小车载着线圈在光滑水平面上一起以v0＝10m/s的速度做匀速运动，随后进入一水平有界匀强磁场（磁场宽度大于小车长度）．磁场方向与线圈平面垂直并指向纸内、磁感应强度大小B＝1.0T．已知线圈与小车之间绝缘，小车长度与线圈MN边长度相同．求：（1）小车刚进入磁场时线圈中感应电流I的大小和方向；（2）小车进入磁场的过程中流过线圈横截面的电量q；（3）如果磁感应强度大小未知，已知完全穿出磁场时小车速度v1＝2m/s，求小车进入磁场过程中线圈电阻的发热量Q．

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】

因在行星表面质量为的物体静止时，弹簧测力计的示数为，则可知行星表面的重力加速度又对卫星：联立解得：故选C。2、B【解析】

A．根据题目描述，倾斜地球同步轨道卫星的轨道是与赤道平面呈一定夹角的圆形，圆心为地心，所以有可能在运动过程中经过北京上空，所以A错误；B．由题意可知，倾斜地球同步轨道卫星的周期与地球同步卫星的周期相同，根据可知，该卫星的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径相同，即该卫星距地面的高度与同步轨道静止卫星相同，所以B正确；C．由题意可知，圆心在地心，与赤道平面成的圆形轨道有无数个，所以C错误；D．根据公式可知，卫星轨道半径越大，运行速度越小，而第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以该卫星的运行速度比第一宇宙速度小，D错误。故选B。3、C【解析】血液中正负离子流动时，根据左手定则，正离子受到向上的洛伦兹力，负离子受到向下的洛伦兹力，所以正离子向上偏，负离子向下偏，则a带正电，b带负电．最终血液中的离子所受的电场力和磁场力的合力为零，则有：，代入数据解得：v=1.3m/s，故C正确，ABD错误．4、B【解析】

设该发动机在s时间内，喷射出的气体质量为，根据动量定理，，可知，在1s内喷射出的气体质量，故本题选B．5、C【解析】

小球静止时，绳a、绳b与水平方向的夹角均为，根据题意可知，此时绳b的拉力大小和绳a拉力大小相等，根据几何关系可知将绳a剪断，剪断后瞬间绳b的拉力大小与重力沿绳方向的分力大小相等故故C正确ABD错误。故选C。6、D【解析】

A．在b接触弹簧之前，b除重力外有绳的拉力做负功，则b的机械能减小，故A错误；B．b接触弹簧后，开始阶段弹力较小，b的合力向下，继续向下加速，b的合力减为零，再变为向上，b才开始减速，同样b加速时也会带动a跟着加速，故b接触弹簧后，ab均先做加速运动后做减速运动，故B错误；C．b接触弹簧后，只要b在加速运动，就一定会带着a加速，绳子的拉力一定不为零，只有在b准备减速时，绳无法拉直，此时绳的张力为零，故C错误；D．对a、b和绳子组成的系统而言，弹簧的弹力属于系统的其它力，则接触弹簧前弹力不做功，接触弹簧后弹力做负功，故系统的机械能先不变后减小，故D正确。故选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、BD【解析】

A．通过的电流，则角速度频率为变压器不会改变交流电的频率，故、两端电压的频率为50Hz，故A错误；B．通过的电流最大值为，则有效值为根据并联电路的规律可知，通过的电流有效值为2A，副线圈的输出电流：根据变流比可知，原线圈的输入电流两端电压为副线圈两端电压根据变压比可知，原线圈的输入电压则、两端电压故B正确；C．若、两端电压保持不变，仅减小的阻值，根据闭合电路欧姆定律可知，副线圈的输出电流增大，根据变流比可知，原线圈的输入电流增大，则消耗的电功率增大，故C错误；D．若、两端电压保持不变，仅减小的阻值，则原线圈输入电压增大，根据变压比可知，副线圈输出电压增大，则两端的电压增大，故D正确；故选BD。8、BC【解析】

AB．木箱和货物下滑过程中，令下滑高度为h，根据功能关系有(M＋m)gh－μ(M＋m)gh＝E弹．木箱上滑过程中，根据功能关系有－Mgh－μMgh＝0－E弹．代入相关数据，整理得m＝2M，A错误，B正确；木箱和货物下滑过程中，根据牛顿第二定律有：a1＝g(sinθ－μcosθ)，方向沿斜面向下．木C．箱上滑过程中，根据牛顿第二定律有：a2＝g(sinθ＋μcosθ)，方向沿斜面向下，所以C正确；D．根据能量守恒定律知，还有一部分机械能由于克服摩擦力做功转化为内能，D错误．9、AC【解析】

A．在φ-x图像中，图线的斜率表示电场强度，由图可知，滑块P运动过程中，电场方向不变，电场力始终做正功，则电势能逐渐减小，故A正确；BC．由A可知，图线的斜率表示电场强度，处的场强为则此时的电场力大小为滑动摩擦力大小为此时电场力与滑动摩擦力大小相等，由图可知图线斜率逐渐减小，故在之前，电场力大于摩擦力，滑块做加速运动，加速度逐渐减小，在之后，电场力小于摩擦力，做减速运动，加速度逐渐增大，故B错误，C正确；D．滑块加速度为零时，速度最大，由BC选项可知，在时，电场力和摩擦力大小相等，加速度为零，此时滑块的速度最大，根据动能定理得由图可知处和处的电势差大约为，代入解得最大速度大约为，故D错误。故选AC。10、BCE【解析】

A．由题意可知可得T=4s频率f=0.25Hz选项A错误；B．t=ls时刻P第1次到达波峰，t=7s时刻Q第1次到达波峰，可知在6s内波传播了6m，则波速为选项B正确；C．波长为因PQ=6m=1λ，可知P和Q振动反相，选项C正确；DE．t=7s时刻Q第1次到达波峰，则t=6s时刻Q点开始起振，则t=13s时刻，Q点振动了7s=1T，则此时Q点到达波谷位置，加速度最大，方向沿y轴正方向；此过程中Q通过的路程为7A=7×0.2m=1.4m，选项D错误，E正确。故选BCE。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、0.4442.22~2.28【解析】

（1）滑动变阻器的滑片从左到右移动过程中，电流表的示数从零开始逐渐增大，则滑动变阻器采用分压接法，实物图如图所示；（2）由图知电流表量程为0.6A，所以读数为0.44A；（3）电源内阻为1欧，所以当外电路总电阻等于电源内阻时，消耗电功率最大，此时外电路电压等于内电压等于1.5V，由图知当小电珠电压等于1.5V时电流约为0.38A，此时电阻约为，并联后的总电阻为1欧，所以需要4个小电珠，小电珠消耗的总功率约为（2.22-2.28W均可）．12、小18.50【解析】

(1)[1]越大，细线与竖直方向夹角越大，则h越小。(2)[2]悬点处的刻度为，水平标尺的刻度为，则示数为所以示数为。(3)[3]假设细线与竖直方向夹角为，由牛顿第二定律得又解得四、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)0.3kg；(2)0.6m【解析】

（1）设碰前钢块的速度大小为v，碰后，钢块、钢球的速度大小分别为和，钢块、钢球均做平抛运动，根据水平位