山西省晋中市和诚中学2024届高考物理四模试卷含解析

山西省晋中市和诚中学2024届高考物理四模试卷

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，请将木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、通过实验研究通电长直导线间的相互作用规律。如图所示，M、N为两根平行的长直导线，通过外接直流电源分

别给两导线通以相应的恒定电流。P、。为导线所在平面内的两点。下列说法中正确的是（）

A.两导线中的电流大小相等、方向相反时，P点的磁感应强度为零

B.M导线电流向上、N导线电流向下时，M导线所受安培力向右

C.Q点的磁感应强度一定不为零

D.两导线所受安培力的大小一定相等

2、在光滑水平面上有一个内外壁都光滑的气缸质量为气缸内有一质量为〃，的活塞，已知活塞密封一部

分理想气体.现对气缸施加一个水平向左的拉力F（如图甲），稳定时，气缸的加速度为由，封闭气体的压强为pi,体

积为匕；若用同样大小的力尸水平向左推活塞（如图乙），稳定时气缸的加速度为封闭气体的压强为“，体积为

Vi.设密封气体的质量和温度均不变，则（）

z.

A.a\=ai,p\<p\tVi>Vi

B.a\<a\tp\>p\tVi<Vi

C.p\<p\tVi<Vi

D.ai>ai9pi>pi,V1>V1

3、中国北斗卫星导航系统（BeiDouNayigationSatcllitcSystem,BDS）是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳

斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗导航系统中有几颗卫星是地球同步卫星，GPS

导航系统是由周期约为12h的卫星群组成。则北斗导航系统的同步卫星与GPS导航卫星相比（）

A.北斗导航系统的同步卫星的角速度大

B.北斗导航系统的同步卫星的轨道半径小

C.GPS导航卫星的线速度大

D.GPS导航卫星的向心加速度小

4、如图所示，固定在水平地面的斜面体，其斜面倾角”=30。、斜面长x=1.6m,底端与长木板B上表面等高，B静止

在光滑水平地面上，左端与斜面接触但不粘连，斜面底端与B的上表面接触处平滑连接。一可视为质点的滑块A从斜

面顶端处由静止开始下滑，最终A刚好未从B上滑下。已知A、B的质量均为1kg,A与斜面间的动摩擦因数川,

4

A与B上表面间的动摩擦因数〃2=05重力加速度g取10«1府，下列说法正确的是（）

A.A的最终速度为0

B.B的长度为0.4m

C.A在B上滑动过程中，A、B系统所产生的内能为1J

D.A在R上滑动过程中，A、B系统所产生的内能为2J

5、如图所示为等边三角形在8两点放等量异种点电荷，已知A、B连线中点处的电场强度和电势分别为E、

%则C点的场强和电势分别为（）

6、如图所示为交流发电机发电的示意图，矩形线圈面积为S、匝数为N、整个线圈的电阻为入在磁感应强度

为〃的磁场中，线圈绕00'轴以角速度。匀速转动，外电阻为K,线圈的A3边连在金属滑环K上，CD边连在金属

滑环L上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路相连。关于发电过程中的四个状态，下列说法正确的是

()

甲乙丙】

A.线圈转到图甲位置时，通过线圈的磁通量为N8S

B.线圈转到图乙位置时，通过线圈的磁通量的变化率为N8S口

NBSO）

c.线圈转到图丙位置时，外电路中交流电流表的示数为

（A+r）

D.线圈转到图丁位置时，48边感应电流方向为A.8

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、一位同学玩飞镖游戏，已知飞镖距圆盘为L对准圆盘上边缘的A点水平抛出，初速度为yo,飞镖抛出的同时，圆

盘以垂直圆盘且过盘心。点的水平轴匀速转动。若飞镖恰好击中A点，下列说法正确的是（）

L

A.从飞镖抛出到恰好击中A点，A点一定转动到最低点位置B.从飞镖抛出到恰好击中A点的时间为一

%

C.圆盘的半径为共D.圆盘转动的角速度为与&（A=1,2,3,…）

4环L

8、如图（甲）所示，平行光滑金属导轨水平放置，两轨相距L=0.4m,导轨一端与阻值K=0.3Q的电阻相连，导轨电

阻不计.导轨x>0一侧存在沿x方向均匀增大的恒定磁场，其方向与导轨平面垂直向下，磁感应强度8随位置x变

化如图（乙）所示.一根质量〃『0.2kg、电阻尸0.1。的金属棒置于导轨上，并与导轨垂直，棒在外力尸作用下从x=0

处以初速度如=2m/s沿导轨向右变速运动，且金属棒在运动过程中受到的安培力大小不变.下列说法中正确的是（）

A.金属棒向右做匀减速直线运动

B.金属棒在x=lm处的速度大小为0.5m/s

C.金属棒从x=0运动到x=lm过程中，外力尸所做的功为-0J75J

遮光板的总质量Ml、滑块次包括支架、金属管）的总质量“2、小球的质量小，重力加速度为g。请回答以下问题;

光电门

侵止装置小球

遮光板

舛“找世

\

气播导加

（1）除了题中已给出的物理量还需用刻度尺测出的物理量及符号是________O

（2）小球离开金属管口时的速度大小为（用题中已知和⑴问中物理量符号表示）。

（3）要验证碰撞过程中的动量守恒，本实验需要验证的表达式为

（4）要进一步探究碰撞过程中的动能是否守恒，需要比较表达式与表达式________在误差允许范围内是否相

等。

12.（12分）为了测量一个未知电阻&（R、约为50。）的阻值，实验室提供了如下器材:

A.电源（电源电动势B=4.5V.内阻约0.5Q）

B.电压表V（量程为0—3V,内阻约3k。）

C.电流表A（量程为0—0.06A,内阻约0.3。）

D.滑动变阻器K：（0—20。）

E.开关及导线若干

（1）请在下面方框内画出实验电路图（）

（2）连好实物电路后发现电压表损坏了，实验室又提供了一只亳安表mA（（量程为0—30mA,内阻5。）和一个电

阻箱（0-999.9。），要利用这两个仪器改装为3V的电压表，需要将毫安表和电阻箱品联，并将电阻箱的阻值

调到_____

（3）请画出改装后的实验电路图（）

（4）如果某次测量时毫安表示数为20.0mA,电流表4示数为0.058A,那么所测未知电阻阻值R产Q（最后一空

保留3位有效数字)。

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，水平足够长的平行金属导轨MN、间距心=0.3m。导轨电阻忽略不计，其间连接有阻值

R=0.8C的固定电阻。开始时，导轨上固定着一质量加=0.01kg、电阻r=0.4。的金属杆cd,整个装置处于磁感应

强度8=0.5T的匀强磁场中，磁场方向垂直导轨平面向下。现用一平行金属导轨平面的外力/沿水平方向拉金属杆

cd,使之由静止开始运动。电压采集器可将其两端的电压U即时采集并输入电脑，获得的电压U随时间，变化的关系

如图乙所示。求：

(1)在』=4s时通过金属杆的感应电流的大小和方向；

(2)4s内金属杆cd位移的大小；

(3)4s末拉力尸的瞬时功率。

33

14.(16分)如图所示，直线产一x与y轴之间有垂直于xQy平面向外的匀强磁场区域H,直线x=d与产-x间有沿

44

,轴负方向的匀强电场，电场强度E=3xlO§V/m,另有一半径R=与m的圆形匀强磁场区域/,磁感应强度超=0.9T,

方向垂直坐标平面向外，该圆与直线x=d和x轴均相切，且与x轴相切于S点。一带负电的粒子从S点沿y轴的正方

向以速度如进入圆形磁场区域/,经过一段时间进入匀强磁场区域n,且第一次进入匀强磁场区域II时的速度方向与

直线产21垂直。粒子速度大小%=3x]()5m/s,粒子的比荷为幺=lxl(TC/kg,粒子重力不计。已知所37。=0.6,

4m

cos370=0.8,求：

(1)粒子在圆形匀强磁场区域工中做圆周运动的半径大小；

⑵坐标d的值；

⑶要使粒子能运动到k轴的负半轴，则匀强磁场区域n的磁感应强度仍应满足的条件。

15.(12分)如图所示为水平放置玻璃砖横截面，上表面为半径为R的半圆，40〃为其直径，ARCD为正方形。M点

为CD中点。一束单色光从底面上距。点兮处的N点垂直于底边入射，恰好在上表面发生全反射。求：

(1)玻璃砖的折射率；

⑵现使光束从M点入射，且改变入射光的方向，使光线射入玻璃砖后恰好不从上表面射出，则入射角为多少度。

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、D

【解析】

A.两导线的电流方向相反，由安培定则知两电流在尸点产生的磁场方向相同，则合磁感应强度不为零，故A错误；

B.N导线电流向下，由安培定则知该电流在M导线处产生垂直纸面向里的磁场。M导线电流向上，由左手定则知M

导线所受安培力向左，故B错误；

C.若两导线通以反向电流，由安培定则知在。点产生相反方向的磁场。若M导线电流较强、N导线电流较弱，它们

在。点产生的磁感应强度的大小可能相等，则合磁感应强度可能为零，故C错误；

D.不管两导线中电流的大小、方向如何，两导线间相互作用的安培力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，故D

正确。

故选D。

2、A

【解析】

两种情况下对整体受力分析由尸=〃以，因此

对活塞进行受力分析，第一种情况4s-qs=〃⑷

对第二种情况F+F；)S-P1S=ma

因此可得P,<P2

密封气体得质量和温度不变，因此可得匕>匕，因此A正确

3、C

【解析】

A.地球同步卫星的周期为24h,GPS导航系统周期约为12h,根据周期与角速度的关系

(0=——

T

可知北斗导航系统的同步卫星的周期大，则其角速度小，故A错误；

B.由万有引力提供向心力有

「Min4/

G下二而亍

得卫星绕地球做圆周运动的周期

J/

T=9-----

\GM

北斗导航系统的同步卫星的周期大，则其轨道半径大，故B错误；

C.由万有引力提供向心力有

-Mmv2

G—z-=m—

rr

得卫星绕地球做圆周运动的线速度

「怦

北斗导航系统的轨道半径大，则其线速度小，GPS导航卫星的线速度大，故C正确；

D.根据

a=vco

可知北斗导航系统的角速度小、线速度小，则其加速度小，GPS导航卫星的向心加速度大，故D错误。

故选C。

4、C

【解析】

A.设A、B的质量均为A刚滑上B的上表面时的速度大小为叽滑块A沿斜面下滑的过程，由动能定理得:

〃火xsina-cosa=~-。

解得:

vi=2ni/s

设A刚好滑B右端的时间为f,两者的共同速度为滑块A滑上木板B后，木板B向右做匀加速运动，A向右做匀

减速运动。根据牛顿第二定律得：对A有

f42mg=ina\

对B有

则

v=vi-aAt=aut

联立解得

Z=1.2s,v=lm/s

所以，A的最终速度为lm/s,故A错误；

B.木板B的长度为

L=X一=V°+Vt-—t=—t=—x0.2m=0.2m

AB2222

故B错误；

CD.A在B上滑动过程中，A、B系统所产生的内能为

^2=〃i"?gL=L5xlxllxl.2J=lJ

故C正确，D错误。

故选C。

5、A

【解析】

设等边三角形的边长为L,A、8两点的电荷量大小为Q,A、8连线中点处的电场强度为

E=2JQ=^Q

2

。点的电场强度为

EC=2^COS60°=1E

等量异种点电荷连线的中垂线是一条等势线，则有

0c=。

故A正确，C、D错误

故选A。

6、D

【解析】

A.线圈转到图甲位置时，通过线圈的磁通量为8S,与匝数无关，A错误；

B.线圈转到图乙位置时，感应电动势

Em=NBSa)=N——

mAr

解得磁通量的变化率

—=BSa)

Ar

B错误；

C.电流表示数显示的为有效值

Em

［二亚二NBSco

-R+r一向R”)

C错误；

D.线圈转到图丁位置时，根据楞次定律可知线框中的电流为AfD正确。

故选D。

一、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、ABC

【解析】

A.从飞镖抛出到恰好击中A点，A点转到了最低点位置，故A正确；

B.飞镖水平抛出，在水平方向做匀速直线运动，因此

L

t=­

%

故B正确；

C.飞镖击中A点时，A恰好在最下方，有

1.

乙

解得

-g--E-

4说

故c正确;

D.飞镖击中4点，则4点转过的角度满足

。=@，=n+1々兀（"=0、1、1)

故

(2"1)

(0=---------71%(攵=0、1、1)

L

故D错误。

故选ABC。

8、BCD

【解析】

试题分析：根据图象得8-x函数关系式3=0.5+0.5元，金属棒向右运动切割磁感线产生感应电动势E=感应

电流/=/；=黑，安培力『引3黑5段，解得

产安（R+A0.4七10几

v=,根据匀变速直线运动的速度位移公式/一片二2〃不，如果是匀变速

B11}(0.5+0.5JC)2X0.42(X+1)2

直线运动，/与x成线性关系，而由上式知，金属棒不可能做匀减速直线运动，故A错误；根据题意金属棒所受的安

琢“。_哥小瓦~0.5?x2_...

培力大小不变，x=0处与x=l处安培力大小相等，有,即匕=—=——2-=0.5〃?/s,故B

R+rR+rB：「

OSx0.42x2

正确；金属棒在x=0处的安培力大小为七==0.2N,对金属棒金属棒从x=0运动到

R+r0.4

11,1-]。

Im过程中，根据动能定理有七-七"=5〃*o2-3〃八，：，代入数据上一0.2x1=5x0.2x0.52-5'。・2'22,

△①ABx

解得WF=-0.175J,故C正确；根据感应电量公式4=L,x=0到x=2机过程中，B・x图象包围的

R+rR+r

HRA八0.5+1.5__AO2x0.4

面积x=----------x2=2,q=-------=---------=2C,,故D正确

2R+r0.4

考点：考查了导体切割磁感线运动

【名师点睛】

考查法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律、安培力的大小公式、做功表达式、动能定理等的规律的应用与理解,

运动过程中金属棒所受的安培力不变，是本题解题的突破口，注意B・x图象的面积和L的乘积表示磁通量的变化量.

9、BD

【解析】

A.因三个灯泡均正常发光，所以副线圈中总电流为

I、=4A

由变压规律可知原线圈中电流为

4

即电流表图的示数为二A,故A错误;

BC.令副线圈两端电压为U?,则由变压规律可知原线圈两端电压为

■=3U,

n2，

令灯泡L两端电压为U/,,则有

根据题意则有

U=U/U\

t/=45V

联立可得

t/2=10V,（7/=15V

则灯泡A的额定电压为10V,灯泡L与灯泡A的额定功率相同，则灯泡L和A的额定功率

P=/^2=2X10W=20W

故B正确，C错误；

D.将副线圈上的灯泡A撤去，则输出电流变小，根据理想变压器中电流与匝数成反比可知，输入电流变小，灯泡L

不能正常发光，故D正确；

故选BD.

10、BD

【解析】

A.由带负电的//粒子（电子）偏转方向可知，粒子在3点所受的洛伦兹力方向水平向右，根据左手定则可知，磁场垂直

于纸面向里，A错误；

B.粒子运行轨迹：

&=一

12

又：

222

/?2=(2L)+(/?2-L)

解得：

R2=2.5L

洛伦兹力提供向心力：

解得:

B=—

qR

故B]:B?=R?：R[=5:1,B正确;

c.偏转角度分别为:

仇=180。

tan^=—=-

~\.5L3

“2=53。

故速度偏转角之比可：%=180:53,C错误;

D.运动时间:

032/rm

/=

360360qB

因此时间之比:

0,及36

41——

~02B,53

D正确。

故选BD.

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、小球从离开金属管口到落地的过程中，运动的水平位移S和竖直高度卜$收

畔(…唔F<筌

【解析】

(1)[1].滑块A与静止的滑块B相碰后，A反向，8和小球一起向左滑动，8被锁止后，小球以碰后8的速度平抛，故

利用平抛的运动规律可求出小球离开金属管时的初速度，也1即碰后5和小球的共同速度故需要测出小球从离开金属管

口到落地的过程中，运动的水平位移s和竖直高度人

⑵[2].由平抛运动规律可知，平抛的初速度为$宿。

〃d

(3)[3].取向左为正方向滑块A、B碰前的总动量为M、二,碰后的总动量为(M,+3—M,一，故需验

v2〃t2

证的表达式为

呜=1…唔-衅

⑷⑷⑸滑块4、"碰前的总动能为舞，碰后的总动能为Mh+(2g，故要探究功能是否守

4〃

恒，需要比较与(和21+姓[卢5是否相等。

2/,254人

R.八

------1T1_(mAu-r-Tg-u,

12、J，一]串联95.0----------11--------J52.6

____|

【解析】

(1)[1]由于电流表的内阻远小于待测电阻的阻值，故采用安培表内接法，滑动变阻器采用限流式接法即可，如图所

示:

氏

A

<Y>

(2)［2"3］改装成大量程的电压表，需要将电阻与表头串联，其阻值为，

U3

R=--RC—5C=95.0C

2X1］八*0,030

(3)［4］改装之后的电压表内阻为1(X4,则此时采用安培表外接法，如图所示:

R

l|———1"1

(4)［5］根据欧姆定律可知，此时待测电阻的阻值为：

0.020x(95+5)

R=-------------------^C=52.6Q。

八X0.058-0.020

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)0.75A由d指向c(2)12m(3)0.765VV

【解析】

(1)由题图乙可知，当f=4s时，U=0.6V