2024屆湖南省衡陽(yáng)市重點(diǎn)名校高三第四次模擬考試物理試卷含解析

2024屆湖南省衡陽(yáng)市重點(diǎn)名校高三第四次模擬考試物理試卷考生請(qǐng)注意：1．答題前請(qǐng)將考場(chǎng)、試室號(hào)、座位號(hào)、考生號(hào)、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標(biāo)記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號(hào)內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請(qǐng)將本試卷和答題卡一并交回。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、如圖所示，“共享單車”極大地方便了老百姓的出行，某高檔“共享單車”通過(guò)變速器調(diào)整鏈條在輪盤和飛輪的掛入位置，改變行駛速度。輪盤和飛輪的齒數(shù)如下表所示：名稱輪盤飛輪A輪B輪C輪D輪E輪齒數(shù)N/個(gè)4839241813則下列說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)A輪與C輪組合時(shí)，兩輪的轉(zhuǎn)速之比為1∶1B．當(dāng)A輪與C輪組合時(shí)，兩輪邊緣上的點(diǎn)的線速度大小之比為1∶2C．當(dāng)B輪與E輪組合時(shí)，兩輪角速度之比為1∶3D．當(dāng)B輪與E輪組合時(shí)，兩輪邊緣上的點(diǎn)的向心加速度大小之比為3∶12、圖像法具有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，它能把復(fù)雜的物理過(guò)程直觀形象清楚地展現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)也能夠形象地描述兩個(gè)物理量之間的關(guān)系，如圖所示，若x軸表示一個(gè)物理量，y軸表示一個(gè)物理量，其中在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)圖像與兩個(gè)坐標(biāo)軸的交點(diǎn)（稱為截距）具有特殊的物理意義。對(duì)該交點(diǎn)的物理意義，下列說(shuō)法不正確的是（）A．在測(cè)電源電動(dòng)勢(shì)和電源內(nèi)阻時(shí)，若x軸表示流過(guò)電源的電流，y軸表示閉合電路電源兩端的電壓，則該圖像與x軸的交點(diǎn)的物理意義是短路電流B．在利用自由落體法驗(yàn)證機(jī)械能守恒實(shí)驗(yàn)時(shí)，若x軸表示重錘下落到某點(diǎn)時(shí)速度的平方，y軸表示重錘落到該點(diǎn)的距離，則該圖像與x軸交點(diǎn)的物理意義是重錘下落時(shí)的初速度C．在用單擺測(cè)重力加速度的實(shí)驗(yàn)中，若x軸表示擺線長(zhǎng)度，y軸表示單擺周期的平方，則該圖像與x軸交點(diǎn)絕對(duì)值的物理意義是該單擺擺球的半徑D．在研究光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，若x軸表示入射光的頻率，y軸表示光電子的最大初動(dòng)能，則該圖像與x軸的交點(diǎn)物理意義是該金屬的極限頻率3、放射性同位素釷（）經(jīng)α、β衰變會(huì)生成氡（），其衰變方程為→＋xα＋yβ，其中（）A．x＝1，y＝3 B．x＝3，y＝2 C．x＝3，y＝1 D．x＝2，y＝34、如圖甲所示，一金屬線圈的橫截面積為S，匝數(shù)為n匝。t=0時(shí)刻，磁場(chǎng)平行于線圈軸線向左穿過(guò)線圈，其磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示。則線圈兩端a和b之間的電勢(shì)差Uab（）A．在t=0時(shí)刻，Uab=B．在t=t1時(shí)刻，Uab=0C．從0~t2這段時(shí)間，Uab=D．從0~t2這段時(shí)間，Uab=5、若一個(gè)質(zhì)點(diǎn)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A．某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量與所經(jīng)歷的時(shí)間成正比B．某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量與所發(fā)生的位移成正比C．某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能與所經(jīng)歷的時(shí)間成正比D．某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能與所發(fā)生位移的平方成正比6、2019年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予了三位天文學(xué)家，以表彰他們對(duì)于人類對(duì)宇宙演化方面的了解所作的貢獻(xiàn)。其中兩位學(xué)者的貢獻(xiàn)是首次發(fā)現(xiàn)地外行星，其主要原理是恒星和其行星在引力作用下構(gòu)成一個(gè)“雙星系統(tǒng)”，恒星在周期性運(yùn)動(dòng)時(shí)，可通過(guò)觀察其光譜的周期性變化知道其運(yùn)動(dòng)周期，從而證實(shí)其附近存在行星。若觀測(cè)到的某恒星運(yùn)動(dòng)周期為T，并測(cè)得該恒星與行星的距離為L(zhǎng)，已知萬(wàn)有引力常量為G，則由這些物理量可以求得（）A．行星的質(zhì)量 B．恒星的質(zhì)量C．恒星與行星的質(zhì)量之和 D．恒星與行星圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、如圖所示，一條形磁鐵豎直放置，金屬線圈從磁鐵正上方某處下落，經(jīng)條形磁鐵A、B兩端時(shí)速度分別為v1、v2，線圈中的電流分別為I1、I2，線圈在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持水平，則()A．I1和I2的方向相同 B．I1和I2的方向相反C．I1∶I2＝v∶v D．I1∶I2＝v1∶v28、如圖，裝有水的杯子從傾角α=53°的斜面上滑下，當(dāng)水面穩(wěn)定時(shí)，水面與水平面的夾角β=16°。取重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，sin16°=0.28，則A．杯子下滑的加速度大小為2.8m/s2B．杯子下滑的加速度大小為3.5m/s2C．杯子與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.75D．杯子與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.879、如圖所示，一輕繩繞過(guò)無(wú)摩擦的兩個(gè)輕質(zhì)小定滑輪O1，O2和質(zhì)量為m的小球連接，另一端與套在光滑直桿上質(zhì)量也為m的小物塊連接，已知直桿兩端固定，與兩定滑輪在同一豎直平面內(nèi)，與水平面的夾角，直桿上C點(diǎn)與兩定滑輪均在同一高度，C點(diǎn)到定滑輪O1的距離為L(zhǎng)，重力加速度為g，設(shè)直桿足夠長(zhǎng)，小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)與其他物體相碰．現(xiàn)將小物塊從C點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)小物塊沿桿下滑距離也為L(zhǎng)時(shí)（圖中D處），下列說(shuō)法正確的是A．小物塊剛釋放時(shí)輕繩中的張力一定大于mgB．小球下降最大距離為C．小物塊在D處的速度與小球速度大小之比為D．小物塊在D處的速度大小為10、如圖所示，豎直面內(nèi)有一個(gè)半徑為R的光滑14圓弧軌道，質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從頂端A處?kù)o止釋放滑至底端B處，下滑過(guò)程中，物塊的動(dòng)能EkA．B．C．D．三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過(guò)程。11．（6分）第34屆全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽于2019年7月20-26日在澳門舉辦，某同學(xué)為了測(cè)試機(jī)器人內(nèi)部電動(dòng)機(jī)的電阻變化，對(duì)一個(gè)額定電壓為6V，額定功率約為3.5W小型電動(dòng)機(jī)(線圈電阻恒定)的伏安特性曲線進(jìn)行了研究，要求電動(dòng)機(jī)兩端的電壓能從零逐漸增加到6V，實(shí)驗(yàn)室備有下列器材：A．電流表（量程Ⅰ:0～0.6A，內(nèi)阻約為1Ω;量程Ⅱ:0～3A，內(nèi)阻約為0.1Ω）B．電壓表(量程為0～6V，，內(nèi)阻幾千歐)C．滑動(dòng)變阻器R1(最大阻值10Ω，額定電流2A)D．滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值1750Ω，額定電流0.3A)E.電池組(電動(dòng)勢(shì)為9V，內(nèi)阻小于1Ω)F.開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干（1）實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器應(yīng)選____(選填“C”或“D”)，電流表的量程應(yīng)選_____(選填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。（2）請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)物圖甲連接成符合這個(gè)實(shí)驗(yàn)要求的電路。（______）（3）閉合開(kāi)關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片P，改變加在電動(dòng)機(jī)上的電壓，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表示數(shù)大于1V時(shí)電風(fēng)扇才開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的伏安特性曲線如圖乙所示，則電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為_(kāi)_____Ω，電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的輸出機(jī)械功率為_(kāi)______W。(保留兩位有效數(shù)字)12．（12分）在學(xué)校社團(tuán)活動(dòng)中，某實(shí)驗(yàn)小組先將一只量程為300μA的微安表頭G改裝為量程為0.3A的電流表，然后用改裝的電流表測(cè)量未知電阻的阻值。可供選擇的實(shí)驗(yàn)器材有：微安表頭G(量程300，內(nèi)阻約為幾百歐姆)滑動(dòng)變阻器R1(0～10)滑動(dòng)變阻器R2(0～50)電阻箱R(0~9999)電源E1(電動(dòng)勢(shì)約為1.5V)電源E2(電動(dòng)勢(shì)約為9V)開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干(1)實(shí)驗(yàn)小組先用如圖(a)所示電路測(cè)量表頭G的內(nèi)阻Rg，實(shí)驗(yàn)方法是：A．按圖(a)連接好電路，將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)至圖中最右端；B．?dāng)嚅_(kāi)S2，閉合S1，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片位置，使G滿偏；C．閉合S2，并保持滑動(dòng)變阻器的滑片位置不變，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使表頭G的示數(shù)為200，記錄此時(shí)電阻箱的阻值R0，①實(shí)驗(yàn)中電源應(yīng)選用________，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用_____(選填儀器字母代號(hào))；②測(cè)得表頭G的內(nèi)阻Rg=_____，表頭內(nèi)阻的測(cè)量值較其真實(shí)值___(選填“偏大”或“偏小”)；(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得G的內(nèi)阻Rg=500，要將表頭G改裝成量程為0.3A的電流表，應(yīng)選用阻值為_(kāi)_____的電阻與表頭G并聯(lián)；(3)實(shí)驗(yàn)小組利用改裝后的電流表A，用圖(b)所示電路測(cè)量未知電阻Rx的阻值。測(cè)量時(shí)電壓表V的示數(shù)為1.20V，表頭G的指針指在原電流刻度的250處，則Rx=______。四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，內(nèi)表面光滑絕緣的半徑為的圓形軌道處于豎直平面內(nèi)，有豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小為有一質(zhì)量為、帶負(fù)電的小球，電荷量大小為，小球在圓軌道內(nèi)壁做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)A時(shí)，小球與軌道壓力恰好為零，g取，求：小球在A點(diǎn)處的速度大?。恍∏蜻\(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力．14．（16分）一定質(zhì)量的理想氣體，狀態(tài)從A→B→C的變化過(guò)程可用如圖所示的p－V圖線描述，氣體在狀態(tài)A時(shí)溫度為TA=300K，試求：(1)氣體在狀態(tài)B時(shí)的溫度TB和狀態(tài)C時(shí)的溫度TC；(2)若氣體在B→C過(guò)程中氣體內(nèi)能減少了200J，則在B→C過(guò)程吸收或放出的熱量是多少？15．（12分）如圖所示，在第一象限內(nèi)，存在垂直于平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅰ，第二象限內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第三、四象限內(nèi)存在垂直于平面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)Ⅱ。一質(zhì)量為，電荷量為的粒子，從軸上點(diǎn)以某一初速度垂直于軸進(jìn)入第四象限，在平面內(nèi)，以原點(diǎn)為圓心做半徑為的圓周運(yùn)動(dòng)；隨后進(jìn)入電場(chǎng)運(yùn)動(dòng)至軸上的點(diǎn)，沿與軸正方向成角離開(kāi)電場(chǎng)；在磁場(chǎng)Ⅰ中運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，再次垂直于軸進(jìn)入第四象限。不計(jì)粒子重力。求：（1）帶電粒子從點(diǎn)進(jìn)入第四象限時(shí)初速度的大??；（2）電場(chǎng)強(qiáng)度的大?。唬?）磁場(chǎng)Ⅰ的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、C【解析】

AB．A輪與C輪通過(guò)鏈條連接，輪邊緣上的點(diǎn)的線速度大小相等，齒數(shù)之比為2∶1，轉(zhuǎn)速之比為1∶2，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；CD．B輪與E輪通過(guò)鏈條連接，輪邊緣上的點(diǎn)的線速度大小相等，齒數(shù)之比為3∶1，轉(zhuǎn)速之比為1∶3，角速度之比為1∶3，輪邊緣上的點(diǎn)的向心加速度之比為1∶3，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。2、B【解析】

A．根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，當(dāng)時(shí)，電源的短路電流為A正確；B．根據(jù)機(jī)械能守恒定律變形得可知圖像與橫軸截距的物理意義為初速度的平方，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)單擺的周期公式變形得可知圖像與橫軸交點(diǎn)絕對(duì)值的物理意義為擺球半徑，C正確；D．根據(jù)光電效應(yīng)方程變形得圖像與橫軸的交點(diǎn)滿足此時(shí)頻率即為該金屬的極限頻率，D正確。本題選擇不正確的，故選B。3、B【解析】

粒子為，粒子為，核反應(yīng)滿足質(zhì)量數(shù)守恒和質(zhì)子數(shù)守恒：解得：x＝3，y＝2，ACD錯(cuò)誤，B正確。故選B。4、C【解析】

由圖乙可知，磁感應(yīng)強(qiáng)度在時(shí)間內(nèi)均勻減小，由法拉第電磁感應(yīng)定律可知?jiǎng)t時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率與時(shí)間內(nèi)的相同，則ab兩端電勢(shì)差相等，故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。5、A【解析】

A．根據(jù)和，聯(lián)立可得與成正比，故A正確；B．根據(jù)可得與成正比，故B錯(cuò)誤；C．由于與成正比，故C錯(cuò)誤；D．由于與成正比，故D錯(cuò)誤。故選A。6、C【解析】

恒星與行星組成雙星，設(shè)恒星的質(zhì)量為M，行星的質(zhì)量為m。以恒星為研究對(duì)象，行星對(duì)它的引力提供了向心力，假設(shè)恒星的軌道半徑為r1，動(dòng)力學(xué)方程為得到行星的質(zhì)量以行星為研究對(duì)象，恒星對(duì)它的引力提供了向心力，假設(shè)行星的軌道半徑為r2，動(dòng)力學(xué)方程為得到恒星的質(zhì)量則有故ABD錯(cuò)誤，C正確。故選C。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。7、BD【解析】

AB．金屬線圈經(jīng)條形磁鐵A、B兩端時(shí)，磁通量先向上的增大后向上減小，依據(jù)楞次定律“增反減同”，導(dǎo)致感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向先向下，后向上，根據(jù)右手螺旋定則可知，則I1和I2感應(yīng)電流的方向先順時(shí)針，后逆時(shí)針（從上向下），即它們的方向相反，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，及閉合電路歐姆定律，則有I=即I與v成正比，故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。8、BC【解析】

取水平面的一質(zhì)量為m的小水滴為研究對(duì)象，由正交分解法結(jié)合牛頓第二定律可得：；解得a=3.5m/s2；對(duì)杯子和水的整體，由牛頓第二定律：解得μ=0.75，故選BC.9、BD【解析】A、剛釋放的瞬間，小球的瞬間加速度為零，拉力等于重力，故A錯(cuò)誤；

B、當(dāng)拉物塊的繩子與直桿垂直時(shí)，小球下降的距離最大，根據(jù)幾何關(guān)系知，，故B正確；

C、將小物塊的速度分解為沿繩子方向和垂直繩子方向，沿繩子方向的分速度等于小球的速度，根據(jù)平行四邊形定則知，小物塊在D處的速度與小球的速度之比為，故C錯(cuò)誤；

D、設(shè)小物塊下滑距離為L(zhǎng)時(shí)的速度大小為v，此時(shí)小球的速度大小為，則,對(duì)滑塊和小球組成的系統(tǒng)根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有：

,解得，故D正確．點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵知道兩物體組成的系統(tǒng)，只有重力做功，機(jī)械能守恒，以及知道物塊與之間的距離最小時(shí)，小球下降的高度最大，知道物塊沿繩子方向的分速度等于小球的速度．10、BC【解析】A、設(shè)下落高度為h時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理可知：Ek=mgh，即B、如圖所示，θ向心力為：F-mgcosθ=mv2R，而且：則整理可以得到：F=mgcosθ+mvC、整個(gè)過(guò)程中只有重力做功，物塊機(jī)械能守恒，即物塊機(jī)械能不變，故選項(xiàng)C正確；D、根據(jù)瞬時(shí)功率公式可以得到：P=mgv而且由于12m整理可以得到：P=mgvsin點(diǎn)睛：本題考查了動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒的應(yīng)用，要注意向心力為指向圓心的合力，注意將重力分解。三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過(guò)程。11、CⅠ2.52.6【解析】

（1）[1][2]．電風(fēng)扇的額定電流，從讀數(shù)誤差的角度考慮，電流表選擇量程Ⅰ。電風(fēng)扇的電阻比較小，則滑動(dòng)變阻器選擇總電阻為10Ω的誤差較小，即選擇C。（2）[3]．因?yàn)殡妷弘娏餍鑿牧汩_(kāi)始測(cè)起，則滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，電風(fēng)扇的電阻遠(yuǎn)小于電壓表內(nèi)阻，屬于小電阻，電流表采用外接法。則可知對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖如答案圖所示。（3）[4][5]．電壓表讀數(shù)小于1V時(shí)電風(fēng)扇沒(méi)啟動(dòng)，由圖象可知I=0.4A。根據(jù)歐姆定律得。正常工作時(shí)電壓為6V，根據(jù)圖象知電流為0.57A，則電風(fēng)扇發(fā)熱功率P=I2R=0.572×2.5W=0.81W則機(jī)械功率P'=UI-I2R=6×0.57W-0.81W=2.61W≈2.6W。12、E2R2R0偏小0.54.3【解析】

(1)[1][2]閉合S2開(kāi)關(guān)時(shí)認(rèn)為電路電流不變，實(shí)際上閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí)電路總電阻變小，電路電流增大，電源電動(dòng)勢(shì)越大、滑動(dòng)變阻器阻值越大，閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí)微安表兩端電壓變化越小，實(shí)驗(yàn)誤差越小，為減小實(shí)驗(yàn)誤差，電源應(yīng)選擇E2，滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇R2；[3][4]閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí)認(rèn)為電路電流不變，流過(guò)微安表電流為滿偏電流的，則流過(guò)電阻箱的電流為滿偏電流的，微安表與電阻箱并聯(lián)，流過(guò)并聯(lián)電路的電流與阻值成反比，則：閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí)整個(gè)電路電阻變小，電路電流變大，大于300μA，當(dāng)表頭G示數(shù)為200μA時(shí)，流過(guò)電阻箱的電流大于100μA，電阻箱阻值小于表頭G電阻的一半，實(shí)驗(yàn)認(rèn)為電流表內(nèi)阻等于電阻箱阻值的一半，因此表頭G內(nèi)阻測(cè)量值偏?。?2)[5]把微安表改裝成0.3A的電流表需要并聯(lián)分流電阻，并聯(lián)電阻阻值為：(3)[6]改裝后電流表內(nèi)阻為：微安表量程為300μA，改裝后電流表量程為0.3A，量程擴(kuò)大了1000倍，微安表示數(shù)為250μA時(shí)，流過(guò)電流表的電流為：250×10-6×1000A=0.25A由圖乙所示電路圖可知，待測(cè)電阻