吉林地区普通高中2023~2024学年高三下学期四模考试物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1吉林地区普通高中2023-2024学年度高三年级第四次模拟考试物理试题说明：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，贴好条形码。2.答选择题时，选出每小题〖答案〗后，用2B铅笔把答题卡对应题目的〖答案〗标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他〖答案〗标号。答非选择题时，用0.5毫米的黑色签字笔将〖答案〗写在答题卡上。字体工整，笔迹清楚。3.请按题号顺序在答题卡相应区域作答，超出区域所写〖答案〗无效；在试卷上、草纸上答题无效。4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，其中第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1.公式是最简洁的物理语言，图像是最直观的表达方式，某同学想用下列甲、乙图像描述竖直上抛运动，甲、乙图像都是以时间t为横轴，用a表示运动的加速度，v表示运动的速度，x表示运动的位移，s表示运动的路程，则下列说法正确的是（）A.甲可能是图像 B.甲可能图像C.乙可能是 D.乙是图像〖答案〗C〖解析〗AB．取竖直向上为正方向，竖直上抛运动的位移为瞬时速度为则甲图可能是位移与时间图像，而路程随着时间应一直增大，速度随着时间先减小后增大，为线性函数图像，故AB错误；CD．由位移关系变形为则函数为线性减函数，符合乙图像，而竖直上抛的加速度恒为，不可能为乙图像，故C正确，D错误。故选C。2.2023年10月3日，诺贝尔物理学奖揭晓，三位科学家以阿秒激光技术奠基人的身份共同获奖。阿秒激光脉冲是目前人类所能控制的最短时间过程，可用来测量原子内绕核运动电子的动态行为等超快物理现象。若实验室中产生了1个阿秒激光脉冲，该激光在真空中的波长，真空中的光速，普朗克常量，则该阿秒激光脉冲的光子的能量约为（）A. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗根据题意，由光子的能量公式有代入数据可得故选B。3.耙在中国已有1500年以上的历史，北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”。如图甲所示，牛通过两根耙索沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为，夹角，拉力大小均为F，平面与水平面的夹角为（为AB的中点），如图乙所示。忽略耙索质量，下列说法正确的是（）A.两根耙索的合力大小为F B.两根耙索的合力大小为C.地对耙的水平阻力大小为 D.地对耙的水平阻力大小为F〖答案〗B〖解析〗AB．由题意得两根耙索的合力大小故A错误，B正确；CD．对耙受力分析，水平方向故CD错误；故选B。4.一绳波形成过程的示意图如图所示，软绳上选9个等间距的质点，相邻两个质点间距离为2cm，t=0时刻质点1在外力作用下开始沿竖直方向振动，其余质点在相互作用力的带动下依次振动，从而形成简谐波。当t=0.2s时质点5开始振动，下列说法正确的是（  ）A.该绳波的波长为18cm B.该绳波的传播速度为0.2m/sC.质点1起振方向竖直向下 D.t=1.0s时，质点2加速度方向竖直向下〖答案〗C〖解析〗A．当时质点5开始振动，此时质点1第一次回到平衡位置，则有则该绳波的波长为16cm，故A错误；C．该波向右传播，由图可知，质点5起振方向竖直向下，则质点1起振方向竖直向下，故C正确；BD．当时质点5开始振动，则0.2s传播了半个波长，即半个周期，所以则波速则该波传到质点2的时间为则质点2在t=1.0s内振动的时间为则t=1.0s时，质点2加速度方向竖直向上，故BD错误。故选C5.如图所示，在一固定正点电荷产生电场中，另一正电荷先后以大小相等、方向不同的初速度从P点出发，仅在电场力作用下运动，形成了直线PM和曲线PN两条轨迹，经过M、N两点时的速度大小相等，则下列说法正确的有（）A.M点比P点电势高 B.M、N两点的电势不同C.从P到M点始终做减速运动 D.在M、N两点的加速度大小相等〖答案〗D〖解析〗A．由图中正电荷运动轨迹可知，正电荷在P受力方向向右，即电场线为P指向M，所以P点电势高于M点电势，即M点比P点电势低，故A错误；B．由题意知，同一个正电荷q两次以大小相同、方向不同的初速度从P点出发，分别抵达M点与N点，且q在M、N点时速度大小也一样，由动能定理可知M、N两点的电势相同，故B错误；C．q从P到M做加速运动，故C错误；D．根据以上分析可知，M、N两点在同一等势面上，且该电场是固定正电荷产生的电场，则说明M、N到固定正电荷的距离相等，由点电荷的场强公式可知M、N两点处电场强度大小相同，根据可知，q在M、N两点的加速度大小相等，故D正确。故选D。6.一同学在练习乒乓球削球技术时，使乒乓球竖直下落，在球与球拍接触的瞬间，保持球拍板面水平向上，并沿水平方向挥动球拍，如图所示。接触前后乒乓球在竖直方向的速度大小分别为5m/s和4m/s，乒乓球与球拍之间的动摩擦因数为0.3。若乒乓球可视为质点且不计空气阻力，g取，已知乒乓球与球拍接触时间极短，估算乒乓球在与球拍接触后获得的水平速度大小约为（）A.0.8m/s B.1.5m/s C.2.7m/s D.5.4m/s〖答案〗C〖解析〗设球拍对乒乓球的作用力为，由动量定理得其中带入两式相比得故选C。7.图甲是一种振动发电机的示意图，半径、匝数匝的线圈（每匝的周长相等）位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示），线圈所在位置的磁感应强度的大小均为，外力F作用在线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，线圈的运动速度v随时间t变化的规律为。发电机连接一灯泡后接入理想变压器，三个规格相同的灯泡均能正常发光，灯泡正常发光时的电阻不变，不计线圈电阻。则每个灯泡正常发光时两端的电压为（）A.2V B. C. D.4V〖答案〗B〖解析〗线圈中产生的感应电动势的最大值由题意可知解得则发电机产生感应电动势的瞬时值表达式为发电机正常工作时三个灯泡均正常发光，则变压器原、副线圈两端的电流关系为根据可知变压器原、副线圈的匝数之比为，电动势的有效值设灯泡正常发光时其两端的电压为U，则副线圈两端的电压为U，根据匝数比和电压的关系，可知原线圈两端的电压为2U，则有解得故选B。8.一束光照射到底面有涂层的平行玻璃砖上表面，在玻璃砖中传播后分为、两束从上表面射出，如图所示，下列说法正确的是（）A.在玻璃中光的折射率小于光的折射率B.光的频率大于光的频率C.遇到障碍物时光更容易产生明显的衍射现象D.增大空气一侧的入射角，、光线都不会消失〖答案〗BD〖解析〗A．光路图如图所示在玻璃砖上表面折射时，a光的偏折程度较大，则a光的折射率较大，A错误；B．由a光的折射率较大，可得a的频率较大，B正确；C．b光的频率较小，则b光的波长较长，故遇到障碍物时波长较长的b光更容易产生明显的衍射现象，C错误；D．两列光的折射后经反射再从玻璃进入空气折射，由几何关系可知第一次折射的折射角等于第二次折射的入射角，根据光路的可逆性可得两列光均不能发生全反射，故两列光不会消失，D正确。故选BD。9.如图所示为足球踢出后在空中运动依次经过a、b、c三点的轨迹示意图，其中a、c两点等高，b为最高点，则足球（）A.从a运动到b的时间小于从b运动到c的时间B.在b点的加速度方向竖直向下C.在a点的机械能比在b点的大D.在a点的动能与在c点的相等〖答案〗AC〖解析〗A．足球被踢出后，对足球受力分析，足球受到重力和空气阻力，当足球从a运动到b过程中竖直方向上重力和空气阻力都向下，b运动到c的空气阻力向上，故a运动到b过程中的竖直方向上的加速度大于b运动到c过程中的加速度，a、c两点等高，故从a运动到b的时间小于从b运动到c的时间，A正确；B．在b点，足球运动方向向右，空气阻力水平向左，故此刻足球的加速度斜向下，B错误；C．由于过程中空气阻力做负功，机械能减少，故在a点的机械能比在b点的大，C正确；D．从a运动到c过程中机械能减少，a、c两点等高重力势能相同，a点的动能比在c点时大，D错误。故选AC。10.设计贯通地球的弦线光滑真空列车隧道：质量为m的列车不需要引擎，从入口的A点由静止开始穿过隧道到达另一端的B点，O′为隧道的中点，O′与地心O的距离为，假设地球是半径为R的质量均匀分布的球体，地球表面的重力加速度为g。已知质量均匀分布的球壳对球壳内物体引力为零，P点到O′的距离为x，则（）A.列车在P点的加速度等于 B.列车在P点的加速度等于C.列车在运动中的最大速度为 D.列车在运动中的最大速度为〖答案〗AD〖解析〗AB．设地球密度为，在地球表面处有可得设P点距地心为，则有可得联立可得在P点的重力加速度为设列车运动到P点加速度满足解得A正确，B错位；CD．列车在A点受到地球的引力为列车在A点受到合力为根据几何关系有解得列车在隧道内距的距离时，合力为可知随均匀变化列车从A到做加速度减小的加速运动，则列车在点有最大速度，则有其中，联立解得C错误，D正确故选AD。二、非选择题：共54分11.某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个竖直加速度测量仪。取竖直向下为正方向，重力加速度。实验过程如下：（1）将弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺；（2）不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺2cm刻度处；（3）将下端悬挂质量为100g的钢球，静止时指针位于直尺4cm刻度处，则该弹簧的劲度系数为________N/m；（4）计算出直尺不同刻度对应的加速度，并标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度，各刻度对应加速度的值是________（选填“均匀”或“不均匀”）的；（5）如图所示，弹簧下端指针位置的加速度示数应为________（结果保留两位有效数字）。〖答案〗（3）50（4）均匀（5）〖解析〗（3）[1]该弹簧劲度系数为（4）[2]根据牛顿第二定律得a=g-可知，加速度随形变量成线性关系，则各刻度对应加速度的值是均匀的。（5）[3]弹簧下端指针位置的刻度为2.90cm，即弹簧形变量为0.90cm=0.0090m。代入（4）中方程得12.在做“练习使用多用电表”的实验时，进行了如下测量：（1）若选用倍率为“×100”的电阻挡测电阻时，表针指示如图甲所示，则（1）所测电阻的阻值为__________；如果要用此多用电表测量一个阻值约为的电阻，为了使测量结果比较精确，应选用的欧姆挡是__________（选填“”“”或“”）。（2）现用如图乙所示的电路来测量欧姆表内部电源的电动势，虚线框内为欧姆表内部结构。①在电路连接时，要注意毫安表的“+”接线柱要与欧姆表的__________（选填“红”或“黑”）表笔相连；②连续调节电阻箱的阻值，记录多组电阻箱阻值通过毫安表的电流，做出QUOTER-1IR-1I图像，如图丙所示，则电源的电动势__________，在不考虑实验偶然误差的情况下，电源电动势的测量值__________（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。〖答案〗（1）1500（2）黑5等于〖解析〗【小问1详析】（1）[1][2]所测电阻阻值为用此多用电表测量一个阻值约为的电阻，为了使测量结果比较精确，使多用电表指针指在中间刻度附近，应选用的欧姆挡是。【小问2详析】①[1]因欧姆表的黑表笔连接的是表内电池的正极，红表笔连接的是表内电池的负极，因此毫安表的“+”接线柱要与欧姆表的黑表笔相连。②[2][3]设欧姆表的总内阻为R内，表内电源的电动势为E，毫安表的内阻表示为RA，根据闭合电路欧姆定律上式变形后得丙图中，图线的斜率表示电源的电动势，由丙图可计算出电源的电动势为求解电源电动势时，不存在因实验原理不完善而引起的系统误差，因此电源电动势的测量值等于真实值。13.一太阳能空气集热器，底面及侧面为隔热材料，顶面为透明玻璃板，集热器容积为，开始时内部封闭气体的压强为，经过太阳暴晒，气体温由升至。（1）求此时气体的压强；（2）保持不变，缓慢抽出部分气体，使气体压强再变回到，抽气过程中集热器内剩余气体是吸热还是放热？求剩余气体的质量与原来总质量的比值。〖答案〗（1）；（2）吸热，〖解析〗（1）设升温后气体的压强为p，由于气体做等容变化，根据查理定律得解得（2）根据热力学第一定律根据题意保持不变，得因为体积膨胀，即封闭气体对外做功，有所以即剩余气体从外界吸热。根据克拉伯龙方程得集热器内气体的体积不变，则得剩余气体的质量与原来总质量的比值14.某物流公司研发团队，为了更好地提高包裹的分收效率，特对包裹和运输装置进行详细的探究，其情景可以简化为如图甲所示，质量M=2kg、长度L=2m的长木板静止在足够长的水平面（可视为光滑）上，左端固定一竖直薄挡板，右端静置一质量m=1kg的包裹（可视为质点）。现机器人对长木板施加一水平向右的作用力F，F随时间t变化的规律如图乙所示，6s后将力F撤去。已知包裹与挡板发生弹性碰撞且碰撞时间极短，包裹与长木板间动摩擦因数μ=0.1，重力加速度取g=10m/s2。从施加作用力F开始计时，求：（1）时，长木板的速度大小；（2）与挡板碰撞后瞬间，包裹的速度大小（结果保留两位有效数字）。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）包裹与长木板发生相对滑动的力的大小为因为，所以包裹和长木板相对静止共同加速加速度为可得到（2）设4s后包裹与长木板发生相对滑动，则包裹的加速度为长木板的加速度为可看出假设成立，包裹与长木板发生相对滑动设再经时间包裹与挡板发生碰撞，由解得则6s时长木板的速度包裹为此时两者发生弹性碰撞可求得15.如图所示，直角坐标系中的xOy平面为水平面，z轴竖直向上；空间存在足够大的匀强磁场和匀强电场，磁场沿方向、磁感应强度大小为B。放在原点O处的微粒源可沿yOz平面内的任意方向发出质量均为m、电荷量均为q（q>0）的带电微粒，微粒的速率在一定范围内且最大速率是最小速率的2倍，微粒在垂直于磁场方向做匀速圆周运动的最大半径为R；已知重力加速度为g，不计微粒间的相互作用。（1）若微粒均在yOz平面内做匀速圆周运动，求电场强度。（2）去掉磁场，调整匀强电场的方向使其平行于xOz平面，在方向上的分量与第（1）问的场强相同