湖南省衡阳市衡阳县五中2024-2025学年高三第四次模拟考试物理试卷含解析

湖南省衡阳市衡阳县五中2024-2025学年高三第四次模拟考试物理试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、轨道平面与赤道平面夹角为90°的人造地球卫星被称为极地轨道卫星。它运行时能到达南北极区的上空，需要在全球范围内进行观测和应用的气象卫星、导航卫星等都采用这种轨道。如图所示，若某颗极地轨道卫星从北纬45°的正上方按图示方向首次运行到南纬45°的正上方用时45分钟，则（）A．该卫星发射速度一定小于7.9km/sB．该卫星轨道半径与同步卫星轨道半径之比为1∶4C．该卫星加速度与同步卫星加速度之比为2∶1D．该卫星的机械能一定小于同步卫星的机械能2、如图所示是嫦娥五号的飞行轨道示意图，其中弧形轨道为地月转移轨道，轨道I是嫦娥五号绕月运行的圆形轨道。已知轨道I到月球表面的高度为H，月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，若忽略月球自转及地球引力影响，则下列说法中正确的是（）A．嫦娥五号在轨道III和轨道I上经过Q点时的速率相等B．嫦娥五号在P点被月球捕获后沿轨道III无动力飞行运动到Q点的过程中，月球与嫦娥五号所组成的系统机械能不断增大C．嫦娥五号在轨道I上绕月运行的速度大小为D．嫦娥五号在从月球表面返回时的发射速度要小于3、如图所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘细线悬挂一带电小球。开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动头P在a处，此时绝缘线向右偏离竖直方向，偏角为θ，电源的内阻不能忽略，则下列判断正确的是（）A．小球带负电B．当滑动头从a向b滑动时，细线的偏角θ变小C．当滑动头从a向b滑动时，电流表中有电流，方向从下向上D．当滑动头停在b处时，电源的输出功率一定大于滑动头在a处时电源的输出功率4、用传感器研究质量为2kg的物体由静止开始做直线运动的规律时，在计算机上得到0~6s内物体的加速度随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是（）A．0~2s内物体做匀加速直线运动B．0~2s内物体速度增加了4m/sC．2~4s内合外力冲量的大小为8NsD．4~6s内合外力对物体做正功5、在如图所示的逻辑电路中，当A端输入电信号”1”、B端输入电信号”0”时，则在C和D端输出的电信号分别为A．1和0 B．0和1 C．1和l D．0和06、我国高铁舒适、平稳、快捷。设列车高速运行时所受的空气阻力与车速成正比，高铁分别以300km/h和350km/h的速度匀速运行时克服空气阻力的功率之比为（）A．6∶7 B．7∶6 C．36∶49 D．49∶36二、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，AB两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，小球A放在固定的光滑斜面上，斜面倾角，BC两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，小球C放在水平地面上。现用手控制住小球A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知小球A的质量为4m，小球BC质量相等，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放小球A后，小球A沿斜面下滑至速度最大时小球C恰好离开地面，关于此过程，下列说法正确的是（）A．小球BC及弹簧组成的系统机械能守恒B．小球C的质量为mC．小球A最大速度大小为D．小球B上升的高度为8、如图所示，在磁感应强度为的匀强磁场中，为一个与磁场方向垂直、长度为的金属杆，已知。两点与磁场中以为圆心的同心圆（均为部分圆弧）金属轨道始终接触良好。一电容为的电容器连接在金属轨道上。当金属杆在与磁场垂直的平面内以为轴，以角速度顺时针匀速转动且电路稳定时，下列说法正确的是（）A．四点比较，点电势最高B．电势差C．电势差D．电容器所带电荷量为9、如图所示，空中飞椅在水平面内做匀速圆周运动，飞椅和人的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，钢绳与竖直方向的夹角为θ，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是A．运动周期为B．线速度大小为ωRC．钢绳拉力的大小为mω2RD．角速度θ与夹角的关系为gtanθ=ω2R10、如图所示，质量为4m的球A与质量为m的球B用绕过轻质定滑轮的细线相连，球A放在固定的光滑斜面上，斜面倾角α=30°，球B与质量为m的球C通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，球C放在水平地面上。开始时控制住球A，使整个系统处于静止状态，细线刚好拉直但无张力，滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行，然后由静止释放球A，不计细线与滑轮之间的摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．释放球A瞬间，球B的加速度大小为B．释放球A后，球C恰好离开地面时，球A沿斜面下滑的速度达到最大C．球A沿斜面下滑的最大速度为2gD．球C恰好离开地面时弹簧的伸长量与开始时弹簧的压缩量相等，所以A、B两小球组成的系统机械能守恒三、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）光敏电阻是阻值随着光照度变化而发生变化的元件。照度可以反映光的强弱。光越强，照度越大，照度单位为lx。某光敏电阻R在不同照度下的阻值如图甲所示。某同学采用光敏电阻以及其他器材，通过改变光照度来测定一节干电池的电动势和内阻。现备有下列器材：A．待测的干电池（电动势约为1.5V，内电阻小于1.0Ω）B．电流表：量程0~0.6A，内阻0.1ΩC．电流表：量程0~3A，内阻0.024ΩD．电压表：量程0~3V，内阻约3kΩE.电压表：量程0~15V，内阻约15kΩF.光敏电阻（符号：）H.开关，导线若干在测定电池电动势和内阻的实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，测量结果存在系统误差。在现有器材的条件下，要尽可能准确地测量电池的电动势和内阻。(1)在上述器材中电流表选___，电压表选___（填写选项前的字母）；(2)在图乙方框中两出相应的实验电路图____；(3)多次改变光的照度，得到多组电压、电流值。利用测出的数据在图丙所示的坐标图中描出对应的点，由此绘出U－1图象____，在修正了实验系统误差后。得出干电池的电动势E=1.50V，内电阻r=___Ω；(4)当电流表读数为0.30A时，光的照度为___lx。（结果保留两位有效数字）12．（12分）（1）为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图甲所示，用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面；如图乙所示的实验：将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板连接，则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，这两个实验说明______A.甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动．B.乙实验只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动C.不能说明上述规律中的任何一条D.甲、乙二个实验均能同时说明平抛运动在水平、竖直方向上的运动性质（2）关于“研究物体平抛运动”实验，下列说法正确的是______A.小球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差B.安装斜槽时其末端切线应水平C.小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放D.小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度尽可能低一些．E.将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行F.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点（3）如图丙，某同学在做平抛运动实验时得出如图丁所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，则：（g取）①小球平抛运动的初速度为______m/s．②小球运动到b点的速度为______m/s③抛出点坐标______cmy=______cm．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）如图所示的xOy平面直角坐标系内，在x≤a的区域内，存在着垂直于xOy平面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，位于坐标原点O的粒子源在xOy平面内沿各个方向发射速率相同的同种带正电的粒子．已知沿y轴正方向发射的粒子经时间t0恰好从磁场的右边界P(a，a)射出磁场．不计粒子的重力与相互作用力，求：(1)粒子的比荷；(2)磁场右边界有粒子射出区域的长度。14．（16分）两平行金属导轨水平放置，导轨间距。一质量的金属棒垂直于导轨静止放在紧贴电阻处，电阻，其他电阻不计。矩形区域内存在有界匀强磁场，磁场的磁感应强度大小，金属棒与两导轨间的动摩擦因数均为，电阻与边界的距离。某时刻金属棒在一水平外力作用下由静止开始向右匀加速穿过磁场，其加速度大小，取。(1)求金属棒穿过磁场的过程中平均电流的大小；(2)若自金属棒进入磁场开始计时，求金属棒在磁场中运动的时间内，外力随时间变化的关系。(3)求金属棒穿过磁场的过程中所受安培力的冲量的大小。15．（12分）如图所示，质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m=1kg的小球通过长L=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度="4"m/s，g取10．（1）若锁定滑块，试求小球通过最高点P时对轻杆的作用力大小和方向．（2）若解除对滑块的锁定，试求小球通过最高点时的速度大小．(3)在满足（2）的条件下，试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离．

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】

A．根据第一宇宙速度的概念可知，该卫星发射速度一定大于7.9km/s，故A错误；

B．由题意可知，卫星的周期万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得该卫星轨道半径与同步卫星轨道半径之比故B正确；C．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得该卫星加速度与同步卫星加速度之比故C错误；D．由于由于不知该卫星与同步卫星的质量关系，无法比较其机械能大小，故D错误。

故选AB。2、C【解析】

A．嫦娥五号从轨道III进入轨道I要先在Q点减速做近心运动进入轨道II，再在轨道II上Q点减速做近心运动进入轨道I，所以嫦娥五号在轨道III和轨道I上经过Q点时速率不相等，故A错误；B．嫦娥五号在P点被月球捕获后沿轨道III无动力飞行运动到Q点的过程中，只有引力对嫦娥五号做功，则月球与嫦娥五号所组成的系统机械能守恒，故B错误；C．由公式联立得故C正确；D．月球的第一宇宙速度为嫦娥五号在从月球表面返回时的发射速度要大于或等于，故D错误。故选C。3、B【解析】

A．根据题图电路可知A板电势高于B板电势，A、B间电场强度方向水平向右。小球受力平衡，故受电场力也水平向右，即小球带正电，所以A项错误；B．当滑动头从a向b滑动时，电阻值减小，路端电压减小，故R1两端的电压减小，极板间电场强度随之减小，小球所受电场力减小，故细线的偏角变小，所以B项正确；C．当极板间电压减小时，极板所带电荷量将减小而放电，又由于A板原来带正电，故放电电流从上向下流过电流表，所以C项错误；D．由于电源的内电阻与外电阻的关系不确定，所以无法判断电源的输出功率的变化规律，所以D项错误。故选B。4、C【解析】

A．0~2s内物体的加速度变大，做变加速直线运动，故A错误；B．图像下面的面积表示速度的变化量，0~2s内物体速度增加了，故B错误；C．2~4s内合外力冲量的大小故C正确；D．由图可知，4~6s内速度变化量为零，即速度不变，由动能定理可知，合外力对物体做功为零，故D错误。故选C。5、C【解析】

B端输入电信号“0”时，经过非门输出端D为“1”，AD为与门输入端，输入分别为“1”、“1”，经过与门输出端C为“1”。故C正确，ABD错误。6、C【解析】

列车高速运行时所受的空气阻力与车速成正比，则则克服阻力的功率为所以高铁分别以300km/h和350km/h的速度匀速运行时克服空气阻力的功率之比为故ABD错误，错C正确。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、BC【解析】

A．以小球B、C及弹簧组成的系统为研究对象，除系统重力外，绳的拉力对系统做功，则系统机械能不守恒，故A错误；B．小球A速度最大时，小球A的加速度为零，则对小球B、C及弹簧组成的系统联立以上两式，解得故B正确；CD．小球C恰好离开地面时，弹簧弹力弹簧伸长量为，初始时，弹簧被压缩，则小球B上升，以小球A、B、C及弹簧组成的系统为研究对象，由机械能守恒定律得又联立以上两式，解得故C正确，D错误。故选BC。8、BD【解析】

A．如图所示杆顺时针匀速转动切割磁感线，由右手定则知感应电动势方向为，杆相当于电源，所以点电势最高，故A错误；BC．综合运动规律，的中点的线速度为综合电路规律，电路稳定后，电容器既不充电也不放电，电路中无电流，由法拉第电磁感应定律得解得同理，中点的线速度为又有中点的线速度为可得故B正确，C错误；D．电容器接在两点间，带电荷量为解得故D正确。故选BD。9、BD【解析】

A．运动的周期：A错误；B．根据线速度和角速度的关系：B正确；CD．对飞椅和人受力分析：根据力的合成可知绳子的拉力：根据牛顿第二定律：化解得：，C错误，D正确。故选BD。10、BC【解析】

A．开始时对球B分析，根据平衡条件可得释放球A瞬间，对球A和球B分析，根据牛顿第二定律可得解得故A错误；B．释放球A后，球C恰好离开地面时，对球C分析，根据平衡条件可得对球A和球B分析，根据牛顿第二定律可得解得所以球C恰好离开地面时，球A沿斜面下滑的速度达到最大，故B正确；C．对球A和球B及轻质弹簧分析，根据能量守恒可得解得球A沿斜面下滑的最大速度为故C正确；D．由可知球C恰好离开地面时弹簧的伸长量与开始时弹簧的压缩量相等，A、B两小球组成的系统在运动过程中，轻质弹簧先对其做正功后对其做负功，所以A、B两小球组成的系统机械能不守恒，故D错误；故选BC。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、BD0.76（0.74﹣0.78）0.54（0.50-0.56）【解析】

(1)[1][2]一节干电池的电动势为1.5V，则电压表选择D，因电流较小，故电流表选择B(2)[3]电流表的内阻已知，可采用电流表外接电路，电路如图(3)[4]根据描点，画出U－I图像，如图[5]由实验原理得变形得由图像可知，内阻为由于误差(0.74V－0.78V)均可(4)[6]当电流表读数为0.30A时，读出则对照图像可知，光的照度为0.54lx，由于误差(0.50-0.56)lx均可12、ABBCE22.5-10-1.25【解析】

(1)A、用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，知B球竖直方向上的运动规律与A球相同，即平抛运动竖直方向上做自由落体运动．故A正确．B、把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板吻接，则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，知1球在水平方向上的运动规律与2球相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．故B正确，C、D错误；故选AB.(2)A、小球与斜槽之间有摩擦，不会影响小球做平抛运动，故A错误；B、研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，则安装实验装置时，斜槽末端切线必须水平的目的是为了保证小球飞出时初速度水平，故B正确；C、由于要记录小球的运动轨迹，必须重复多次，才能画出几个点，因此为了保证每次平抛的轨迹相同，所以要求小球每次从同一高度释放，故C正确；D、小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度不能太低，故D错误．E、根据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内，因此在实验前，应使用重锤线调整面板在竖直平面内，即要求木板平面与小球下落的竖直平面平行，故E正确；F、在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，不能作为小球做平抛运动的起点，故F错误；故选BCE．(3)①在竖直方向上△y=gT2，可得时间间隔，则小球平抛运动的初速度．②b点在竖直方向上的分速度，小球运动到b点的速度为.③抛出点到b点的运动时间．水平方向上的位移x1=vt=0.3m，竖直方向上的位移．所以开始做平抛运动的位置坐标x=0.2-0.3=-0.1m=-10cm，y=0.1-0.1125=-0.0125m=-1.25cm；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）（2）【解析】

（1）所有粒子在磁场中做运速圆周运动的半径r相同，对沿y轴正方向发射的粒子，从P点射出磁场。其运动的轨迹如图1所示.由几何知识得可得可知=60°故此粒子在磁场中运动的轨迹圆弧对应的圆心