湖北省长阳县第一高级中学2024-2025学年高三第四次模拟考试物理试卷含解析

湖北省长阳县第一高级中学2024-2025学年高三第四次模拟考试物理试卷注意事项：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，再选涂其它答案标号。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、“礼让行人”是城市文明交通的体现。小王驾驶汽车以36km/h的速度匀速行驶，发现前方的斑马线上有行人通过，立即刹车使车做匀减速直线运动，直至停止，刹车加速度大小为10m/s2。若小王的反应时间为0.5s，则汽车距斑马线的安全距离至少为A．5m B．10mC．15m D．36m2、如图所示，左侧是半径为R的四分之一圆弧，右侧是半径为2R的一段圆弧．二者圆心在一条竖直线上，小球a、b通过一轻绳相连，二者恰好等于等高处平衡．已知，不计所有摩擦，则小球a、b的质量之比为A．3:4 B．3:5 C．4:5 D．1:23、如图所示为远距离交流输电的简化电路图，升压变压器与发电厂相连，降压变压器与用户相连，两变压器均为理想变压器，发电厂输出发电功率P、升压变压器原线圈两端电压和输电线总电阻保持不变。当升压变压器原副线圈匝数比为k时，用户得到的功率为P1则当升压变压器的原副线圈匝数比为nk时，用户得到的电功率为（）A．B．C．D．4、木星有很多卫星，已经确认的有79颗。其中木卫一绕木星运行的周期约为1.769天，其表面重力加速度约为，木卫二绕木星运行的周期约为3.551天，其表面重力加速度约为。它们绕木星的轨道近似为圆形。则两颗卫星相比（）A．木卫一距离木星表面远 B．木卫一的向心加速度大C．木卫一的角速度小 D．木卫一的线速度小5、在光滑绝缘水平面上，三个带电小球a、b和c分别位于边长为l的正三角形的三个顶点上；a、b带正电，电荷量均为q，整个系统置于方向水平的匀强电场中。若三个小球均处于静止状态，则c球的带电量为（）A．+q B．-q C．+2q D．-2q6、在某种介质中，一列沿x轴传播的简谐横波在t=0时刻的波形图如图（a）所示，此时质点A在波峰位置，质点D刚要开始振动，质点C的振动图像如图（b）所示；t=0时刻在D点有一台机械波信号接收器（图中未画出），正以2m/s的速度沿x轴正向匀速运动。下列说法正确的是（）A．质点D的起振方向沿y轴负方向B．t=0.05s时质点B回到平衡位置C．信号接收器接收到该机械波的频率小于2.5HzD．若改变振源的振动频率，则形成的机械波在该介质中的传播速度也将发生改变二、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、如图所示，匀强电场中有一个与电场线平行的平面，平面中有一个直角三角形MNQ，其中，，QM的长度为L。已知电子电荷量的大小为e，把电子从M点移动至Q点，电场力做正功，大小为eU。把电子从Q点移动至N点，电场力做负功，大小为。则该电场的电场强度（）A．方向由M向Q B．大小为 C．方向由Q向N D．大小为8、如图所示为在“测电源电动势和内电阻”的实验中得到的图线。图中为路端电压，为干路电流，、为图线上的两点，相应状态下电源的效率分别为、，电源的输出功率分别为、，对应的外电阻为、。已知该电源输出功率的最大值为，电源内电阻为，由图可知A． B． C． D．9、如图所示，一根水平横杆上套有A、B两个轻环，拴柱水杯的等长细绳系在两环上，整个装置处于静止状态，现缓慢增大两环距离，则下列说法正确的是A．杆对A环的支持力逐渐增大B．杆对A环的摩擦力保持不变C．杆对B环的支持力保持不变D．细绳对B环的拉力逐渐增大10、如图，篮球赛中，甲、乙运动员想组织一次快速反击，甲、乙以相同的速度并排向同一方向奔跑，甲运动员要将球传给乙运动员，不计空气阻力，则（）A．应该让球沿着3的方向抛出B．应该让球沿着2的方向抛出C．两运动员对球的冲量大小和方向都是相同的D．当乙接着球后要往身体收，延长触球时间，以免伤害手指三、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）在“验证机械能守恒定律”的实验中：A．B．C．D．(1)纸带将被释放瞬间的四种情景如照片所示，其中操作最规范的是________.(2)实验室提供了铁架台、夹子、导线、纸带等器材．为完成此实验，除了所给的器材，从下图还必须选取的实验器材是_______．(填字母代号)(3)若实验中所用重锤的质量为m，某次实验打出的一条纸带如图所示．在纸带上选取五个连续的点A、B、C、D和E，量得相邻点间的距离分别为S1、S2、S3、S4，当地的重力加速度为g.本实验所用电源的频率为f.从打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能减小量ΔEp=_____________，重锤动能增加量ΔEk=____________________．在误差允许的范围内，通过比较就可以验证重物下落过程中机械能是否守恒．12．（12分）在《探究加速度与力、质量的关系》实验中。（1）某组同学用如图甲所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到合力的关系。下列措施中不需要和不正确的是_____；A．平衡摩擦力的方法就是在砝码盘中添加砝码，使小车能匀速滑动；B．每次改变拉小车拉力后不需要重新平衡摩擦力；C．实验中通过在砝码盘中添加砝码来改变小车受到的拉力；D．每次小车都要从同一位置开始运动；E.实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源；（2）实验使用频率为50Hz的交流电源，得到的一条纸带如图乙所示。从比较清晰的点起，每4个点取一个计数点，第1与第2个计数点的间距为s=3.58cm，第3与第4个计数点的间距为=4.71cm，该小车的加速度大小a=_____m/s2（保留两位有效数字）。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）真空中有如图所示的周期性交变磁场，设磁感应强度B垂直纸面向里为正方向，B0=1T，t0=π×l0-5s，k为正整数。某直角坐标系原点O处有一粒子源，在t=0时刻沿x轴正方向发射速度为v0=103m/s的正点电荷，比荷=1×l06C/kg，不计粒子重力。(1)若k=1，求粒子在磁场中运动的轨道半径和粒子第3次（从O点出发记为第1次）经过y轴时的时刻；(2)若k=2，求粒子在运动过程中与y轴交点坐标的最大值和最小值；(3)若t0=10-5s，则k取何值时，粒子可做周期性循环运动回到出发点？并求出循环周期的最小值Tmin和相应的k值。14．（16分）两根长为L的绝缘轻杆组成直角支架，电量分别为+q、-q的两个带电小球A、B固定在支架上，整个装置处在水平向左的匀强电场中，电场强度为E。在电场力之外的力作用下，整体在光滑水平面内绕竖直轴O以角速度ω顺时针匀速转动，图为其俯视图。不计两球之间因相互吸引而具有的电势能。试求：（1）在支架转动一周的过程中，外力矩大小的变化范围。（2）若从A球位于C点时开始计时，一段时间内（小于一个周期），电场力之外的力做功W等于B球电势能改变量，求W的最大值。（3）在转动过程中什么位置两球的总电势能变化最快？并求出此变化率。15．（12分）如图所示，固定在水平面开口向上的导热性能良好足够高的汽缸，质量为m＝5kg、横截面面积为S=50cm2的活塞放在大小可忽略的固定挡板上，将一定质量的理想气体封闭在汽缸中，开始汽缸内气体的温度为t1=27℃、压强为p1=1.0×105Pa。已知大气压强为p0=1.0×105Pa，重力加速度为g=10m/s2。(1)现将环境的温度缓慢升高，当活塞刚好离开挡板时，温度为多少摄氏度？(2)继续升高环境的温度，使活塞缓慢地上升H=10cm，在这上过程中理想气体的内能增加了18J，则气体与外界交换的热量为多少？

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】

汽车的初速度为，反应时间内做匀速直线运动，有：刹车过程的加速度大小为，由匀减速直线运动的规律：可得刹车距离为故安全距离为：；故B正确，ACD错误；故选B。2、A【解析】

对a和b两个物体受力分析，受力分析图如下，因一根绳上的拉力相等，故拉力都为T；由力的平衡可知a物体的拉力，b物体的拉力，，则联立可解得，A正确．3、B【解析】

原、副线圈的匝数比为k，根据变压器的规律可得据能量守恒可得当升压变压器的原、副线圈匝数比为nk时，用户得到的功率为故选B。4、B【解析】

A．两卫星绕木星（）运动，有得由题意知，则故A错误；BCD．由万有引力提供向心力得，，得故B正确，CD错误。故选B。5、D【解析】

a、b带正电，要使a、b都静止，c必须带负电，否则匀强电场对a、b的电场力相同，而其他两个电荷对a和b的合力方向不同，两个电荷不可能同时平衡，设c电荷带电量大小为Q，以a电荷为研究对象受力分析，根据平衡条件得c、b对a的合力与匀强电场对a的力等值反向，即为：=×cos所以C球的带电量为-2qA．+q与分析不符，故A错误；B．-q与分析不符，故B错误；C．+2q与分析不符，故C错误；D．-2q与分析不符，故D正确。6、C【解析】

A．因t=0时刻质点C从平衡位置向下振动，可知波沿x轴正向传播，则质点D的起振方向沿y轴正方向，选项A错误；B．波速为当质点B回到平衡位置时，波向右至少传播1.5m，则所需时间为选项B错误；C．机械波的频率为2.5Hz，接收器远离波源运动，根据多普勒效应可知，信号接收器接收到该机械波的频率小于2.5Hz，选项C正确；D．机械波的传播速度只与介质有关，则若改变振源的振动频率，则形成的机械波在该介质中的传播速度不变，选项D错误。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、CD【解析】

如图所示，电势差之比有由几何关系得。匀强电场中任意平行方向上的电势差与距离成正比。则则连线MP为等势线。所以PQ是一条电场线，电场强度方向由Q向N。由几何关系得则电场强度大小为故选CD。8、ACD【解析】

AC．设电流的最小分度为I，电压的最小分度为U，则可知，电源的电动势E=6U；Ua=4U，Ub=2U；电流Ia=4I，Ib=8I；则由P=UI可知，故电源的输出功率相等；

则闭合电路欧姆定律可知，E=I（r+R）代入解得：Ra：r=2：1；故AC正确；

B．电源的效率η定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。；E为电源的总电压（即电动势），在U-I图象中，纵轴截距表示电动势，根据图象可知则则ηa：ηb=2：1故B错误；

D．当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，此时电压为3U，电流为6I；故：Pa：Pmax=8：9故D正确；

故选ACD。9、CD【解析】

AC.设水杯的质量为，以两个轻环和水杯组成的系统为研究对象，竖直方向受到重力和水平横梁对铁环的支持力，力图如图所示，根据平衡条件得：可得：可见，水平横梁对铁环的支持力不变，故A错误、C正确；B.以环为研究对象，竖直方向：水平方向：联立解得：减小时，变大，故B错误；D.设与环相连的细绳对水杯的拉力为，根据竖直方向的平衡条件可得：由于绳子与竖直方向的夹角增大，则变小，绳子拉力变大，故D正确．10、AD【解析】

AB．甲和乙相对静止，所以甲将球沿着对方抛出，即沿着3方向抛出，就能传球成功，A正确，B错误；C．根据动量定理，合外力的冲量等于动量的变化量，可知两运动员接球时速度的变化量大小相等、方向相反，动量的变化量等大反向，所以两运动员对球的冲量等大反向，C错误；D．当乙接着球后要往身体收，根据动量定理可知，相同的动量变化量下，延长作用时间，减小冲击力，以免伤害手指，D正确。故选AD。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、DAEF【解析】

（1）在验证机械能守恒定律的实验中，实验时，应让重物紧靠打点计时器，手拉着纸带的上方，保持纸带竖直，由静止释放．故D正确，ABC错误．

（2）试验中除了铁架台、夹子、导线、纸带等器材．还必须选取的实验器材是电火花打点计时器、刻度尺和重锤，故选AEF；（3）打下点B到打下点D的过程中，重锤重力势能减小量ΔEp=mg(s2+s3)；B点的瞬时速度，D点的瞬时速度；则动能的增加量△Ek＝．12、ADE0.88【解析】

（1）[1]AB．平衡摩擦力时，不是在砝码盘中添加砝码，而是通过调节垫板使重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即可以约掉m，只需要平衡一次摩擦力，故A错误，符合题意；B正确，不符合题意；C．实验中通过在砝码盘中添加砝码来改变小车受到的拉力，故C正确，不符合题意；D．实验中每次小车不需要从同一位置开始运动，故D错误，符合题意；E．.实验中应先开打点计时器的电源，然后再放小车，故E错误，符合题意；故选ADE。（2）[2]每4个点取一个计数点，则两个相邻计数点的时间间隔为根据得代入数值解得四、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)0.01m；；(2)；；(3)当取非的正整数时，均可以回到出发点；当时，最小循环周期为【解析】

(1)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，由解得当时，因为，粒子第3次经过轴时恰好向上经历两个半圆（如图）则时间(2)当时，，粒子一个循环周期中运动分别为半圆→整圆→半圆→整圆，因此由几何关系得：与轴交点坐标的最大值为与轴交点坐标的最小值为(3)因为，所以粒子先做圆弧运动，之后对的不同值进行分类讨论：如图可见1、2、3、4时可能的分段情况．①，粒子做圆弧交替运动，向右上45°方向无限延伸，不会循环运动②，粒子做圆弧与圆弧交替运动，经过4个周期回到出发点，循环周期③，粒子做圆弧与圆弧交替运动，经过2个周期回到出发点，循环周期④，粒子做圆弧与圆弧交替运动，经过4个周期回到出发点，循环周期当时