2024屆湖北省荊州市沙市中學(xué)高三第四次模擬考試物理試卷含解析

2024屆湖北省荊州市沙市中學(xué)高三第四次模擬考試物理試卷注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上。2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑，如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，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，左側(cè)是半徑為R的四分之一圓弧，右側(cè)是半徑為2R的一段圓?。邎A心在一條豎直線上，小球a、b通過一輕繩相連，二者恰好等于等高處平衡．已知，不計(jì)所有摩擦，則小球a、b的質(zhì)量之比為A．3:4 B．3:5 C．4:5 D．1:22、如圖，一演員表演飛刀絕技，由O點(diǎn)先后拋出完全相同的三把飛刀，分別垂直打在豎直木板上M、N、P三點(diǎn).假設(shè)不考慮飛刀的轉(zhuǎn)動(dòng)，并可將其看做質(zhì)點(diǎn)，已知O、M、N、P四點(diǎn)距離水平地面高度分別為h、4h、3h、2h，以下說法正確的是（）A．三把刀在擊中板時(shí)動(dòng)能相同B．三次飛行時(shí)間之比為C．三次初速度的豎直分量之比為3:2:1D．設(shè)三次拋出飛刀的初速度與水平方向夾角分別為θ1、θ2、θ3，則有θ1＞θ2＞θ33、如圖所示為氫原子的能級(jí)圖，用某種頻率的光照射大量處于基態(tài)的氫原子，受到激發(fā)后的氫原子只輻射出三種不同頻率的光a、b、c，頻率νa＞νb＞νc，下列說法正確的是A．照射氫原子的光子能量為12.75eVB．從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出的光頻率為νaC．從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光頻率為νcD．光a能使逸出功為10.2eV的某金屬發(fā)生光電效應(yīng)4、如圖所示，三根完全相同的通電直導(dǎo)線a、b、c平行固定，三根導(dǎo)線截面的連線構(gòu)成一等邊三角形，O點(diǎn)為三角形的中心，整個(gè)空間有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向平行于等邊三角形所在平面且垂直bc邊指向a的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)在三根導(dǎo)線中通以方向均向里的電流，其中Ib=Ic=I。已知通電長(zhǎng)直導(dǎo)線在某點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小跟電流成正比，導(dǎo)線b在O點(diǎn)產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。則下列說法正確的是（）A．若O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度平行ac邊，則Ia=（1＋）IB．若O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度平行ab邊，則Ia=（1＋）IC．若O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直ac邊，則Ia=（－1）ID．若O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直ab邊，則Ia=（－1）I5、如圖所示，電源E，導(dǎo)線，導(dǎo)電細(xì)軟繩ab、cd，以及導(dǎo)體棒bc構(gòu)成閉合回路，導(dǎo)電細(xì)軟繩ab、cd的a端和d端固定不動(dòng)，加上恰當(dāng)?shù)拇艌?chǎng)后，當(dāng)導(dǎo)體棒保持靜止時(shí)，閉合回路中abcd所在平面與過ad的豎直平面成30°，已知ad和bc等長(zhǎng)且都在水平面內(nèi)，導(dǎo)體棒bc中的電流I=2A，導(dǎo)體棒的長(zhǎng)度L=0.5m，導(dǎo)體棒的質(zhì)量m=0.5kg，g取10m/s2，關(guān)于磁場(chǎng)的最小值和方向，說法正確的是（）A．T，豎直向上 B．T，豎直向下C．2.5T，由b指向a D．2.5T，由a指向b6、如圖所示，一光滑半圓形軌道固定在水平地面上，圓心為O、半徑為R，一根輕橡皮筋一端連在可視為質(zhì)點(diǎn)的小球上。另一端連在距離O點(diǎn)正上方R處的P點(diǎn)。小球放在與O點(diǎn)等高的軌道上A點(diǎn)時(shí)，輕橡皮筋處于原長(zhǎng)。現(xiàn)將小球從A點(diǎn)由靜止釋放，小球沿圓軌道向下運(yùn)動(dòng)，通過最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)圓軌道的壓力恰好為零。已知小球的質(zhì)量為m，重力加速度為g，則小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中下列說法正確的是（）A．小球通過最低點(diǎn)時(shí)，橡皮筋的彈力等于mgB．橡皮筋彈力做功的功率逐漸變大C．小球運(yùn)動(dòng)過程中，橡皮筋彈力所做的功等于小球動(dòng)能增加量D．小球運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)械能的減少量等于橡皮筋彈性勢(shì)能的增加量二、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、下列說法正確的是A．做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體，速度和位移都相同的相鄰時(shí)間間隔為一個(gè)周期B．當(dāng)障礙物的尺寸小于波長(zhǎng)或與波長(zhǎng)差不多時(shí)才能發(fā)生衍射C．波的周期與波源的振動(dòng)周期相同，波速與波源的振動(dòng)速度相同D．電磁波在與電場(chǎng)和磁場(chǎng)均垂直的方向上傳播E.相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間和空間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)8、如圖所示，兩根相互平行，間距為足夠長(zhǎng)的金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，導(dǎo)軌間存在的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面向里，導(dǎo)軌上的金屬桿ab、cd所受滑動(dòng)摩擦力均為0.2N，兩桿電阻均為0.1Ω，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，已知ab受恒力的作用，ab和cd均向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）A．恒力 B．兩桿的速度差大小為C．此時(shí)回路中電流大小為2A D．a(chǎn)b桿克服安培力做功功率等于回路中產(chǎn)生焦耳熱的功率9、下列說法正確的是（）A．液體中的擴(kuò)散現(xiàn)象是由分子間作用力造成的B．理想氣體吸收熱量時(shí)，溫度和內(nèi)能都可能保持不變C．當(dāng)兩分子間距從分子力為0（分子間引力與斥力大小相等，且均不為0）處減小時(shí)，其分子間的作用力表現(xiàn)為斥力D．液體的飽和汽壓不僅與液體的溫度有關(guān)而且還與液體的表面積有關(guān)E.一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無序性增大的方向進(jìn)行的10、如圖所示，正方形ABCD位于豎直平面內(nèi)，E、F、G、H分別為四條邊的中點(diǎn),且GH連線水平，O為正方形的中心。豎直平面內(nèi)分布有一勻強(qiáng)電場(chǎng)、電場(chǎng)方向與水平面成45°角。現(xiàn)自O(shè)點(diǎn)以初速度水平向左射出一帶正電粒子，粒子恰能到達(dá)G點(diǎn)。若不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是（）A．電場(chǎng)方向一定由O指向DB．粒子從O到G，電勢(shì)能逐漸減小C．粒子返回至H點(diǎn)時(shí)速率也為D．若僅將初速度方向改為豎直向上，粒子一定經(jīng)過DE間某點(diǎn)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，不要求寫出演算過程。11．（6分）某實(shí)驗(yàn)小組用來研究物體加速度與質(zhì)量的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。其中小車和位移傳感器的總質(zhì)量為，所掛鉤碼總質(zhì)量為，小車和定滑輪之間的繩子與軌道平面平行，不計(jì)輕繩與滑輪之間的摩擦及空氣阻力，重力加速度為。(1)若已平衡摩擦力，在小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)過程中，繩子中的拉力大小=__________（用題中所給已知物理量符號(hào)來表示）；當(dāng)小車的總質(zhì)量和所掛鉤碼的質(zhì)量之間滿足__________時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車的拉力大小等于所掛鉤碼的重力；(2)保持鉤碼的質(zhì)量不變，改變小車的質(zhì)量，某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出圖線，如圖乙所示，可知細(xì)線的拉力為__________（保留兩位有效數(shù)字）。12．（12分）如圖甲為某同學(xué)測(cè)量某一電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻的電路圖，其中虛線框內(nèi)為用毫安表改裝成雙量程電流表的電路。已知毫安表的內(nèi)阻為10，滿偏電流為100mA。電壓表量程為3V，R0、R1、R2為定值電阻，其中的R0=2。(1)已知R1=0.4，R2=1.6。若使用a和b兩個(gè)接線柱，電流表量程為________A；若使用a和c兩個(gè)接線柱，電流表量程為________A。(2)實(shí)驗(yàn)步驟：①按照原理圖連接電路；②開關(guān)S撥向b，將滑動(dòng)變阻器R的滑片移動(dòng)到________端（填“左”或“右”）。閉合開關(guān)S1；③多次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片，記下相應(yīng)的毫安表的示數(shù)I和電壓表的示數(shù)U。(3)數(shù)據(jù)處理：①利用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)畫成了如圖乙所示的圖像；②由圖像的電源的電動(dòng)勢(shì)E=________V，內(nèi)阻r=________（E和r的結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）。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明、方程式和演算步驟。13．（10分）某汽車輪胎能在的范圍內(nèi)正常工作，正常工作時(shí)胎內(nèi)氣體的壓強(qiáng)最高不能超過，最低不能低于。在的室溫環(huán)境下給該輪胎充氣，充氣結(jié)束時(shí)，胎內(nèi)氣體的溫度升高到。假定輪胎容積不變，分析解答下列問題。(i)夏天的汽車行駛在溫度較高的馬路上，輪胎容易爆裂。若該胎內(nèi)氣體溫度高達(dá)，從微觀上分析胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)變化導(dǎo)致爆胎這一現(xiàn)象；(ii)求充氣結(jié)束時(shí)輪胎內(nèi)氣體壓強(qiáng)的范圍（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。14．（16分）如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)，內(nèi)阻，閉合開關(guān)后，標(biāo)有“、”的燈泡恰能正常發(fā)光，電流表為理想電流表，求：(1)電流表的示數(shù)是多少安培；(2)電阻等于多少歐姆；(3)電源的輸出功率等于多少瓦特。15．（12分）如圖所示，長(zhǎng)0.32m的不可伸長(zhǎng)的輕繩一端固定于O點(diǎn)，另一端拴一質(zhì)量為0.3kg的小球B靜止在水平面上，繩恰好處于伸直狀態(tài)。一質(zhì)量為0.2kg的小球A以某一速度沿水平面向右運(yùn)動(dòng)，與小球B發(fā)生彈性正碰，碰撞后小球B恰好能在豎直平面內(nèi)完成完整的圓周運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度取10m/s2，求∶(1)碰撞后小球B的速度大??；(2)碰撞前小球A的速度大小。

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、A【解析】

對(duì)a和b兩個(gè)物體受力分析，受力分析圖如下，因一根繩上的拉力相等，故拉力都為T；由力的平衡可知a物體的拉力，b物體的拉力，，則聯(lián)立可解得，A正確．2、D【解析】

A.將飛刀的運(yùn)動(dòng)逆過來看成是一種平拋運(yùn)動(dòng)，三把刀在擊中板時(shí)的速度大小即為平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，初速度為，由圖看出，三把刀飛行的高度不同，運(yùn)動(dòng)時(shí)間不同，水平位移大小相等，由平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小不等，即打在木板上的速度大小不等，故三把刀在擊中板時(shí)動(dòng)能不同;故A錯(cuò)誤.B.豎直方向上逆過來看做自由落體運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，則得三次飛行時(shí)間之比為;故B錯(cuò)誤.C.三次初速度的豎直分量等于平拋運(yùn)動(dòng)下落的速度豎直分量，由，可得它們得豎直分速度之比為;故C錯(cuò)誤.D.設(shè)任一飛刀拋出的初速度與水平方向夾角分別為θ，則，則得θ1＞θ2＞θ3;故D正確.3、D【解析】

根據(jù)公式，可知，n=3，因此受到激發(fā)后的氫原子處于第n=3能級(jí)；A．根據(jù)氫原子由n=3躍遷到n=1產(chǎn)生的光子能量與從n=1躍遷到n=3所吸收的光子能量相等可知，照射氫原子的光子能量為：△E31=E3-E1=-1.51-（-13.6）=12.09eV，故A錯(cuò)誤；B．頻率大小關(guān)系為va＞vb＞vc，從n=3躍遷到n=2輻射出的能量最小，即其對(duì)應(yīng)的光頻率為vc，故B錯(cuò)誤；C．氫原子由n=3躍遷到n=1產(chǎn)生的光的能量最大，輻射出的光頻率為va，故C錯(cuò)誤；D．氫由n=3躍遷到n=1產(chǎn)生的光的能量12.09eV，依據(jù)光電效應(yīng)方程，所以能使逸出功為10.2eV的金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，故D正確。4、A【解析】

三條直導(dǎo)線在O點(diǎn)的磁場(chǎng)方向如圖；其中Bc和Bb的合場(chǎng)強(qiáng)水平向右大小為Bbc=B；方向水平向右。A．若O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度平行ac邊，則三條通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)在垂直于ac方向的合磁場(chǎng)為零，即其中Bc=B=kI，解得Ia=（1＋）I選項(xiàng)A正確；B．若O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度平行ab邊，則三條通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)在垂直于ab方向的合磁場(chǎng)為零，即其中Bb=B=kI，解得Ia=（-1）I選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．若O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直ac邊，則三條通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)在平行于ac方向的合磁場(chǎng)為零，即表達(dá)式無解，則O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向不可能垂直ac邊，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．若O點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直ab邊，則三條通電導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)在平行于ab方向的合磁場(chǎng)為零，即其中Bc=B=kI，解得Ia=（+1）I選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選A。5、C【解析】

對(duì)導(dǎo)體棒受力分析，受到重力，繩子的拉力和安培力，拉力和安培力的合力豎直向上，根據(jù)三角形定則知，安培力方向與拉力方向垂直時(shí)，安培力最小，根據(jù)左手定則可知，磁場(chǎng)的方向沿ba所在直線，由b指向a，磁感應(yīng)強(qiáng)度最小，則根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知mgsin30°=BIL，解得B=2.5T，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤；故選C。6、D【解析】

小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可得F-mg=m，橡皮筋的彈力F=mg+m，故F大于mg，故A錯(cuò)誤；根據(jù)P=Fvcosα可知，開始時(shí)v=1，則橡皮筋彈力做功的功率P=1．在最低點(diǎn)速度方向與F方向垂直，α=91°，則橡皮筋彈力做功的功率P=1，故橡皮筋彈力做功的功率先變大后變小，故B錯(cuò)誤；小球運(yùn)動(dòng)過程中，根據(jù)動(dòng)能定理知，重力做功和橡皮筋彈力所做的功之和等于小球動(dòng)能增加量，故C錯(cuò)誤。小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，知小球運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)械能的減少量等于橡皮筋彈性勢(shì)能的增加量，故D正確。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、ADE【解析】

A．做簡(jiǎn)諧振動(dòng)的物體，兩相鄰的位移和速度始終完全相同的兩狀態(tài)間的時(shí)間間隔為一個(gè)周期，故A正確；B．當(dāng)障礙物的尺寸小于波長(zhǎng)或與波長(zhǎng)差不多時(shí)才能發(fā)生明顯衍射，故B錯(cuò)誤；C．波的周期與波源的振動(dòng)周期相同，波速是波在介質(zhì)中的傳播速度，在均勻介質(zhì)中波速是不變的，而波源的振動(dòng)速度是波源做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的速度，是時(shí)刻變化的，故C錯(cuò)誤；D．電磁波在與電場(chǎng)和磁場(chǎng)均垂直的方向上傳播，電磁波是橫波，故D正確；E．相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間和空間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，故E正確。故選ADE。8、AB【解析】

A．對(duì)金屬桿ab、cd整體，由于兩桿所受的安培力大小相等，方向相反，所以由平衡條件有故A正確。BC．cd桿做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則有解得I=2.5A，因兩桿均切割磁感線，故均產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，且ab產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一定大于cd產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，則有解得速度差為故B正確，C錯(cuò)誤。D．a(chǎn)b桿克服安培力做功功率為回路中產(chǎn)生焦耳熱的功率為可知ab桿克服安培力做功功率不等于回路中產(chǎn)生焦耳熱的功率，故D錯(cuò)誤。故選AB。9、BCE【解析】

A．?dāng)U散現(xiàn)象是分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的表現(xiàn)，A錯(cuò)誤；B．理想氣體吸收熱量時(shí)，若同時(shí)對(duì)外做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知溫度和內(nèi)能可能不變，B正確；C．當(dāng)兩分子間距從分子力為0處減小時(shí)，分子引力和分子斥力均增大，由于斥力增大的快，其分子間作用力表現(xiàn)為斥力，C正確；D．液體的飽和汽壓與液體的表面積無關(guān)，D錯(cuò)誤；E．由熱力學(xué)第二定律可知，一切自發(fā)過程總是沿著分子熱運(yùn)動(dòng)的無序性增大的方向進(jìn)行的，E正確。故選BCE。10、AD【解析】

A．自O(shè)點(diǎn)以初速度水平向左射出一帶正電粒子，粒子恰能到達(dá)G點(diǎn)，可知粒子沿OG方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，粒子受到的合外力沿GO方向水平向右，因重力豎直向下，則電場(chǎng)力斜向右上方，即電場(chǎng)方向一定由O指向D，選項(xiàng)A正確；B．粒子從O到G，電場(chǎng)力做負(fù)功，則電勢(shì)能逐漸增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．粒子返回至O點(diǎn)時(shí)速率為，則到達(dá)H點(diǎn)的速度大于v0，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．設(shè)正方形邊長(zhǎng)為2L，粒子速度方向向左時(shí)，粒子所受的合外力水平向右，其大小等于mg,加速度為向右的g，因粒子恰能到達(dá)G點(diǎn)，則僅將初速度方向改為豎直向上，粒子的加速度水平向右，大小為g，則當(dāng)粒子水平位移為L(zhǎng)時(shí)，則：豎直位移則粒子一定經(jīng)過DE間某點(diǎn)，選項(xiàng)D正確；故選AD。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，不要求寫出演算過程。11、0.20【解析】

(1)[1]平衡摩擦力后：解得：；[2]當(dāng)小車和位移傳感器的總質(zhì)量和所掛鉤碼的質(zhì)量之間滿足時(shí)，才可以認(rèn)為繩子對(duì)小車的拉力大小等于所掛鉤碼的重力；(2)由牛頓第二定律知：則的圖線的斜率是合外力，即繩子拉力，則：。12、0.63.0左3.02.5（2.3~2.7均可）【解析】

(1)[1]若使用a和b兩