湖南省炎德英才名校联考联合体2024-2025学年高三上学期第四次联考物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1炎德·英才·名校联考联合体2025届高三第四次联考物理注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上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。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题（本大题共6小题，每小题4分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求）1.将实验和逻辑推理结合，得出力不是维持物体运动的原因的物理学家是（）A.奥斯特 B.伽利略 C.爱因斯坦 D.卡文迪什【答案】B【解析】将实验和逻辑推理结合，得出力不是维持物体运动的原因的物理学家是伽利略。故选B。2.如图所示电路中，A、B是水平放置的平行金属板，C是电介质板，C有部分在两板间，由于某种操作，发现电流表G中有从a到b的电流，这种操作可能是（）A.A板向左平移了一些 B.A板向下平移了一些C.B板向上平移了一些 D.C板向右平移一些【答案】A【解析】电流表G中有从a到b的电流，说明电容器放电，电容器的电荷量减少，由于电压一定，根据电容的定义式可知，电容器的电容减小，根据电容的决定式可知，可能是正对面积减小、介电常数减小、两极板间的距离增大。故选A。3.如图所示，大鹅卵石A放在水平地面上，小鹅卵石B叠放在A上，A、B处于静止状态，则下列说法正确的是（）A.地面对A的摩擦力向左 B.A共受到5个力的作用C.A对B的作用力竖直向上 D.A对B的摩擦力一定大于B受到的重力【答案】C【解析】A．以A、B作为整体研究，受到水平地面竖直向上的支持力、竖直向下的重力，二者是一对平衡力。所以A不会受到地面的摩擦力。故A错误；B．对A受力分析，受自身重力、地面的支持力、B的压力和B的静摩擦力共4个力作用。故B错误；C．对B受力分析，A对B的作用力为A对B的支持力与A对B的摩擦力的合力，与B的重力等大反向，即竖直向上。故C正确；D．根据C选项分析，可知A对B的摩擦力大小等于B重力的下滑分力，设二者接触面的倾角为，则有可知A对B的摩擦力一定小于B受到的重力。故D错误。故选C。4.如图所示，两根在同一水平面内、相互平行的长直导线A和B分别通有方向相同的电流和，且。a点位于两根导线的正中间。不考虑地磁场的影响。下列说法正确的是（）A.导线A和B间的安培力是斥力B.A受的安培力比B受的安培力大C.a点处的磁感应强度方向垂直纸面向里D.a点处的磁感应强度方向垂直纸面向外【答案】D【解析】AB．根据左手定则可知，通有相同方向电流直导线相互吸引，故导线A和B间的安培力是吸引力，A受的安培力比B受的安培力为一对作用力与反作用力，其大小相等方向相反，故AB错误；CD．根据右手螺旋定则可知。直导线A在a处产生的磁感应强度方向垂直纸面向里，B在b处产生的磁感应强度方向垂直纸面向外，由于，故a处的合磁感应强度方向垂直纸面向外，故D正确，C错误。故选D。5.2024年8月16日北京首条无人机配送航线在八达岭长城景区正式开通，为游客配送防暑降温，应急救援等物资（如左图）。右图为无人机某次配送过程中在竖直方向运动的图像。若配送物资质量为1.5kg，以竖直向上为正方向，设水平方向速度始终为0，不计空气阻力，取。下列说法正确的是（）A.无人机在1~2s内处于失重状态B.无人机在第1s内和第4s内的加速度大小相等C.在此过程中无人机上升的最大高度为4mD.在1s末配送物资所受无人机的拉力大小为18N【答案】D【解析】A．根据图像可知，无人机在1~2s内竖直向上做加速度运动，加速度向上，处于超重状态，故A错误；B．无人机在第1s内和第4s内的加速度大小分别为故B错误；C．因为图像的面积表示位移，根据图像可知，4s时无人机运动至最高点，则故C错误；D．在1s末无人机的加速度大小为根据牛顿第二定律有解得故D正确。故选D。6.如图甲所示，倾角为的斜面体固定在水平面上，斜面长为L，一个质量为m的物块在斜面底端以一定的初速度向上滑去，滑到斜面顶端时速度刚好为零，以斜面底端为初位置，物块沿斜面运动受到的摩擦阻力f的大小与到斜面底端的距离x的关系如图乙所示，不计物块的大小，重力加速度为g，，则下列说法正确的是（）A.物块沿斜面上滑的加速度先减小后增大B.物块运动的初速度大小C.物块不可能再回到斜面底端A点D.物块在斜面上运动过程中，因摩擦产生的热量为0.6mgL【答案】B【解析】A．根据牛顿第二定律由于摩擦阻力f的大小随x增大而减小，故物块沿斜面上滑的加速度一直减小，故A错误；B．根据动能定理解得物块运动的初速度大小为故B正确；C．假设物块能回到A点，则由动能定理解得故假设成立，即物块能再回到斜面底端A点，故C错误；D．物块在斜面上运动过程中，因摩擦产生的热量为故D错误。故选B。二、多项选择题（本大题共4小题，每小题5分，共20分。每小题给出的4个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）7.一列简谐横波沿x轴正方向传播，时刻的波形如图所示，P是平衡位置在处的一个质点，该质点振动的频率为0.25Hz，该质点在2s内通过的路程为4cm，则下列说法正确的是（）A.时刻，坐标原点处的质点正沿y轴负方向运动B.波传播的速度大小为C.时刻，质点P加速度最大D.质点P的振动方程为【答案】BD【解析】A．波沿x轴正方向传播，根据同侧法可知，时刻，坐标原点处的质点正沿y轴正方向运动，故A错误；B．由图可知，该波的波长为所以波传播的速度大小为故B正确；C．由题意可知，该波的周期为所以时刻，质点P正在平衡位置，则加速度最小，故C错误；D．由题意可知，质点在2s内通过的路程为4cm，则所以振幅为则质点P的振动方程为故D正确。故选BD。8.2024年6月2日，嫦娥六号成功着陆月球背面。嫦娥六号发射后经过轨道转移被月球俘获，通过变轨进入圆形环月轨道Ⅰ，如图所示，在A点变轨进入椭圆轨道Ⅱ，在B点变轨进入近月圆形轨道Ⅲ，已知嫦娥六号在轨道Ⅰ上的线速度、加速度、运行周期、机械能分别为，在轨道Ⅱ上的B点的线速度、A点的加速度、运行周期、机械能分别为，在轨道Ⅲ上的线速度、加速度、运行周期、机械能分别为，则下列关系正确的是（）A. B. C. D.【答案】CD【解析】A．根据万有引力提供向心力有解得可知嫦娥六号在B处变轨时由匀速圆周运动变为向心运动，所以应该减速，则故A错误；B．根据万有引力提供向心力有解得可知故B错误；C．根据开普勒第三定律可知故C正确；D．嫦娥六号在A点变轨进入椭圆轨道Ⅱ，在B点变轨进入近月圆形轨道Ⅲ的过程中，外力对其做负功，机械能减小，则有故D正确；故选CD。9.如图所示，不悬挂重物B，给物块A一个沿斜面向下的初速度，A恰好能做匀速直线运动，悬挂重物后，牵引物块A的细线与斜面平行，轻质定滑轮光滑，由静止释放A，在A下滑过程中（B始终未着地），下列说法正确的是（）A.A、B组成的系统机械能守恒B.重物B重力做功大于B的动能增量C.B的重力势能减少量等于A、B动能的增量D.细线对A做的功等于A的机械能增量【答案】BC【解析】A．由于系统要克服摩擦力做功，因此A、B组成的系统机械能不守恒，故A错误；B．对重物B由动能定理可得重物B重力做功大于B的动能增量，故B正确；C．根据能量守恒，由于A的重力势能减少量等于摩擦产生的热量，因此B的重力势能减少量等于A、B动能的增量，故C正确；D．根据能量守恒定律，细线对A做的功和摩擦力做功的和等于A的机械能增量，故D错误。故选BC。10.如图所示的正交的电磁场中，匀强电场方向水平向右，匀强磁场方向沿水平方向垂直纸面向里，一个质量为m、电荷量为q的带正电的小球从P点以一定的速度抛出，小球恰好能做直线运动，已知电场强度，磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A.小球抛出的初速度大小为B.小球运动过程中电势能增加C.某时刻撤去电场，此后小球运动的最小速度为0D.某时刻撤去电场，此后小球在竖直方向上能上升的最大高度为【答案】AC【解析】A．由题意可知，重力与电场的合力为由于小球恰好能做直线运动，则由平衡条件可知解得小球抛出的初速度大小为故A正确；B．由A选项可知，小球所受洛伦兹力方向为斜向左上方与水平方向的夹角为45°，由左手定则可知小球的速度方向为斜向右上方与水平方向的夹角为45°，小球所受电场力做正功，电势能减少，故B错误；C．某时刻撤去电场，撤去电场时将小球的速度分解为水平方向的分速度竖直方向的分速度为此后小球的运动可以看成是以速度v1的匀速直线运动和以速度v2的匀速圆周运动，当小球做匀速圆周运动的分运动到最高点时合速度为零，故C正确；D．某时刻撤去电场，此后小球在竖直方向上能上升的最大高度为故D错误。故选AC。三、非选择题（本题共5小题，共56分）11.某同学利用如图甲所示的装置来验证力的平行四边形定则：（1）先用一个弹簧测力计测出重物的重力，示数如图乙所示，则重物重力_______N；（2）将白纸铺在方木板上并固定，将方木板竖直固定，两个滑轮固定在方木板上，按图甲安装装置，绕过定滑轮的两个绳套一端与悬吊重物的轻绳打一个结，A、B两个弹簧测力计拉动绳套使结点与白纸上O点对齐，记录两个弹簧测力计的示数，还需要确定_______。分别作出OA、OB、OC绳上拉力的图示，以为邻边作平行四边形，得到和合力的理论值F，如果_______，则力的平行四边形定则得到验证。【答案】（1）3.70（2）OA、OB、OC轻绳拉力的方向在误差允许范围内，与大小相等、方向相反【解析】【小问1详析】由乙图可知，重物的重力为G=3.70N【小问2详析】[1]还需要确定OA、OB、OC轻绳拉力的方向；[2]如果在误差允许范围内，与大小相等、方向相反，则力的平行四边形定则得到验证。12.要测量一节新干电池的电动势和内阻，某实验小组设计了如图甲所示的实验电路。电压表的量程为3V，电流表的量程为0.6A，内阻不超过1Ω。定值电阻，阻值为2Ω，滑动变阻器的最大阻值为10Ω。（1）按电路图连接好实验器材，闭合开关前，将滑动变阻器接入电路的电阻调到最_______（选填“大”或“小”），将开关闭合，将开关合向1，合向3，调节滑动变阻器，使电流表的指针偏转角度较大，记录这时电流表的示数、电压表的示数，则电流表的内阻_______；（用表示）（2）闭合开关，将开关合向2、开关合向4，多次调节滑动变阻器，记录每次调节滑动变阻器后电流表和电压表的示数I、U，某次电流表的示数如图乙所示，此时电路中的电流_______A；根据测得的多组数据作图像，如图丙所示，若电流表的内阻为0.6Ω，则电池的电动势_______V；电池的内阻_______Ω（结果均保留两位有效数字）。【答案】（1）大（2）0.481.50.40【解析】【小问1详析】[1]闭合开关前，为了保护电路，将滑动变阻器接入电路的电阻调到最大；[2]由欧姆定律可知可得电流表的内阻为【小问2详析】[1]由于电流表的量程为0.6A，分度值为0.02A，则电路中的电流为[2][3]根据闭合电路欧姆定律化简可得结合图像可知代入数据解得，电池的电动势为电池的内阻为13.某轮滑赛道可以简化为如图所示模型。AB是一段曲面，BC是一段半径为的圆弧面，圆弧所对的圆心角，AB和BC均固定在竖直面内，AB和BC均在B点与水平面相切，一个质量为的物块在A点由静止释放，从C点飞出后恰好沿水平方向滑上高为R的平台，已知重力加速度，不计物块的大小，A、B高度差为3R，，求：（1）物块运动到C点时速度多大；（2）物块在AC段运动过程中克服摩擦做功为多少。【答案】（1）（2）【解析】【小问1详析】设物块运动到C点时速度大小为，则滑块滑出C点时，竖直方向分速度为竖直方向上升的高度为由运动学公式解得物块运动到C点时速度大小为【小问2详析】物块从A到C的过程中，由动能定理解得物块在AC段运动过程中克服摩擦做功为14.如图所示，“L”形长木板放在光滑的水平地面上，长木板上表面由水平面和半径为R的光滑圆弧面组成，圆弧面和水平面在B点相切，质量为m的物块放在长木板上，用细线将物块与挡板连接，轻质压缩弹簧放在挡板和物块间，物块处在长木板上的A点，A、B间的距离为R，若锁定长木板，当剪断细线后，物块沿长木板表面滑动，并刚好能到达C点，长木板和挡板的总质量为3m，物块和长木板水平部分的动摩擦因数为0.5，不计物块的大小，弹簧开始的压缩量小于R，重力加速度为g，求：（1）弹簧开始被压缩时具有的弹性势能；（2）若先解除对长木板的锁定，当剪断细线后，求物块第一次到达B点时的速度大小；（3）在（2）的基础上，当物块到达C点时，求长木板运动的距离。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详析】依题意，根据能量守恒定律，可得【小问2详析】依题意，系统水平方向动量守恒，可得由能量守恒，可知联立，解得【小问3详析】依题意，系统水平方向动量守恒，由人船模型，可得又联立，解得即长木板运动的距离为。1