江西省鹰潭市贵溪市2023-2024学年高三上学期11月第四次模拟检测物理试卷（Word版附解析）

新高考普通高中学业水平选择性考试（四）物理本试卷满分100分，考试用时75分钟注意事项：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、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分．每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．1.2022年7月，日本政府公布了福岛核电站核污染水的排海计划，引起了周边国家的高度关注。福岛核事故泄漏到海洋的污染物主要有三种：碘131、铯134和铯137，它们的半衰期分别为8天、2年和30年，其中铯137的衰变方程为：，下列说法正确的是（　　）A.随着未衰变原子核数量的减少，元素的半衰期也变短B.长时间来看，碘131的放射性危害小于铯137的放射性危害C.铯137衰变时，衰变产物中的X为中子D.铯137衰变时会释放能量，衰变过程中的质量亏损等于X的质量【答案】B【解析】【详解】A．半衰期是由原子核本身的性质决定的，是统计学概念，不会随未衰变原子核数量的减少而变化，故A错误；B．碘131半衰期只有8天，衰变很快，而铯137半衰期为30年，多年之后不会明显减少，故B正确；C．根据电荷数与质量数守恒可知，铯137衰变的产物为电子，故C错误；D．铯137衰变时释放出能量，存在质量亏损但不能确定与X的质量的大小关系，故D错误。故选B。2.在某次无人机操控比赛中，一名选手操纵无人机沿竖直方向运动，无人机的图像如图所示，取竖直向上为正方向，对无人机的运动过程，下列说法正确的是（　　） A.0~0.5s内的加速度大于0.5s~1.0s内的加速度B.0.5s~1.0s内的加速度方向发生变化C.0.5s时距离地面的高度最大D.1.5s~2.0s内无人机处于超重状态【答案】D【解析】【详解】A．0~0.5s图像的斜率小于0.5s~1.0s，则0~0.5s的加速度小于0.5s~1.0s的加速度，故A错误；B．0.5s~1.0s内无人机的速度方向发生变化，加速度方向不变，故B错误；C．计时开始后，无人机的速度第一次为零时，距离地面高度最大，故C错误；D．无人机在1.5s~2.0s加速度的方向竖直向上，处于超重状态，故D正确。故选D。3.当今物流业相当发达，货车货运功不可没。如图所示，司机为方便卸货，在距水平地面的高度为的车厢底部与地面之间用长度为的木板搭建了一个斜面。若货物恰好能沿木板匀速下滑，则货物与木板间的动摩擦因数为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】根据题意，设货物的质量为，木板的倾角为，货物与木板间的动摩擦因数为，对货物，根据物体的平衡条件有又有 解得故选A。4.不在同一直线上的动量问题同样可以用正交分解法处理。某同学自制了一款飞机模型，该飞机模型飞行过程中可通过喷气在极短时间内实现垂直转弯。若该飞机模型的质量为M（含气体），以大小为v的速度匀速飞行时，在极短时间内喷出质量为m的气体后垂直转弯，且转弯后的速度大小不变，则该飞机模型喷出的气体的速度大小为（　　）A.B.C.D.【答案】C【解析】【详解】根据题意，设喷出的气体沿飞机模型初速度方向的速度分量大小为，沿飞机模型末速度方向的速度分量大小为，在这两个方向上，根据动量守恒定律分别有该飞机模型喷出的气体的速度大小解得故选C。5.一列沿x轴正方向传播的简谐横波，时的波形如图甲所示，处质点的振动图像如图乙所示，则波速可能是（　　） A.1m/sB.2m/sC.3m/sD.4m/s【答案】B【解析】【详解】由图乙可知，波的周期为T=6s，质点在时沿y轴正方向振动，波沿x轴正方向传播，则处质点可能处在（n=0,1,2,3，⋯）则有（n=0,1,2,3，⋯）解得（n=0,1,2,3，⋯）则波速为（n=0,1,2,3，⋯）则波速可能是：当n=0时当n=1时因此则波速可能是2m/s，ACD错误，B正确。故选B。6.如图所示，光滑水平桌面内有一圆形的匀强电场区域，O为圆心，为相互垂直的直径，电场强度方向与直径平行。现有大量质量为m、电荷量为q（电性不同）的粒子以不同速率从点沿方向垂直电场方向射入匀强电场，不计粒子重力及其相互作用，下列说法正确的是（　　） A.在电场中运动时间相同的粒子的射出点最多有两个B.一定没有粒子垂直圆形电场区域的边界射出电场C.若带负电的粒子从O点沿方向射入电场，从圆弧中点射出的粒子动能最小D.若带负电的粒子从O点沿方向射入电场，从圆弧上距B点圆弧处射出的粒子动能最小【答案】B【解析】【详解】A．粒子从从点沿方向垂直电场方向射入匀强电场，沿电场方向做匀加速直线运动，垂直电场方向做匀速直线运动，在圆周上任取一点，该点关于AB轴和CD轴及坐标原点O对称的四个点，射出的粒子在电场中沿电场方向位移相同，因此运动时间相同，故A错误；B．粒子在电场中做类平抛运动，射出电场时，速度方向的反向延长线恰好过沿水平AB方向位移的中点，但是该点一定不是圆心，而圆心与射出点的连线与边界垂直，即粒子不可能垂直圆形电场区域的边界射出电场，B正确；CD．根据题意，设带负电的粒子从圆弧上点射出时动能最小，如图所示此时，连线与水平夹角为，圆的半径为，粒子做类平抛运动的加速度为，由牛顿第二定律有水平方向上，有 竖直方向上，有，粒子到达点速度为联立整理可得由数学知识可知，当时，速度最小，即射出的粒子动能最小，当粒子从圆弧中点射出时，当粒子从圆弧上距B点圆弧处射出时，故CD错误。故选B。二、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，有多项符合题目要求全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．7.2023年2月10日，远在火星执行全球遥感科学探测任务的“天问一号”火星环绕器，已经在火星“上岗”满两年．已知火星与太阳的距离是地球与太阳距离的1.5倍，火星半径是地球半径的，火星质量是地球质量的，火星与地球均视为质量均匀的球体，它们的公转轨道近似为圆轨道，下列说法正确的是（）A.天问一号的发射速度小于地球的第二宇宙速度B.天问一号着陆器在火星上受到的重力大小约为在地球上受到重力大小的C.火星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的D.火星公转的加速度大小约为地球公转加速度大小的【答案】BC【解析】【详解】A．天问一号要脱离地球引力，则发射速度要大于地球的第二宇宙速度，故A错误；B．当不考虑自转因素时，根据重力等于万有引力 可知则火星陆器在火星上受到的重力约为在地球上受到重力的，故B正确；C．第一宇宙速度则火星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的选项C正确；D．根据牛顿第二定律所以公转加速度则火星公转的加速度约为地球公转加速度的，故D错误。故选BC。8.在透明均匀介质内有一球状空气泡，一束包含a、b两种单色光的细光束从介质射入空气泡，A为入射点，部分光路如图所示。已知A点的入射角C为，介质对a光的折射率，下列判断正确的是（　　）A.a光射出空气泡后的光线相对于射入空气泡前光线的偏向角为B.a光在该介质中传播速度小于b光在该介质中传播速度C.b光可能在D点发生全反射D.a、b光从C、D两点出射光线间的夹角等于 【答案】BD【解析】【详解】A．a光由介质进入空气泡中，由折射定律，a光在空气泡中的折射角为，则出射光线偏离入射光线，在C点从空气泡进入介质，又偏折，所以相对于射入空气泡前光线的偏向角为，故A错误；B．根据折射定律，由于从光密介质进入光疏介质，入射角相同，a光偏折角大，a光折射率大，根据，a光传播速度小，故B正确；C．b光折射率小，临界角大，a光没有发生全反射，故b光也不会发生全反射，故C错误；D．a光由介质进入空气泡中，由折射定律知偏折角为，从C点入射时入射角为，可知为，b光在A点折射角设为，则则b光在A、D两点折射，相对于射入空气泡前光线的偏向角为，由几何关系知，a、b出射光线间夹角为故D正确。故选BD。9.如图所示，10匝矩形金属线框在磁感应强度大小为的匀强磁场中绕垂直磁场的轴以角速度为匀速转动，线框电阻不计，面积为，线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连，副线圈接有两只灯泡和，且开关S断开时灯泡正常发光，理想变压器原、副线圈匝数比为，理想电流表示数为，则下列说法正确的是（）A.灯泡的额定电压为 B.灯泡的额定功率为C.若开关S闭合，电流表示数将增大D.若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值表达式为（V）【答案】C【解析】【详解】AD．变压器的输入电压的最大值为从图示位置开始计时就是从垂直中性面位置开始计时，故线框中感应电动势的瞬时值为变压器输入电压的有效值为开关S断开时灯泡正常发光，根据解得可知灯泡的额定电压为，故AD错误；B．电流表示数为，根据灯泡的额定功率等于此时变压器的输入功率，为故B错误；C．若开关闭合，副线圈两端电压不变，总电阻减小，根据欧姆定律可知副线圈中的电流增加，根据 可知原线圈中电流也增加，电流表示数将增大，故C正确。故选C。10.如图1所示为汽车在足够长水平路面上以恒定功率P启动的模型，假设汽车启动过程中所受阻力F阻恒定；如图2所示为一足够长的水平的光滑平行金属导轨，导轨间距为L，左端接有定值电阻R，导轨处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B，将一质量为m的导体棒垂直搁在导轨上并用水平恒力F向右拉动，导体棒和导轨的电阻不计且两者始终接触良好。图3、图4分别是汽车、导体棒开始运动后的vt图像。则下列关于汽车和导体棒运动的说法中正确的是（　　）A.B.C.若图3中的t1已知，则根据题给信息可求出汽车从启动到速度达到最大所运动的距离x1＝D.若图4中的t2已知，则根据题给信息可求出导体棒从开始运动到速度达到最大所运动的距离【答案】ABD【解析】【详解】AB．vm代表的是匀速运动的速度，也就是平衡时物体的运动速度，对汽车启动问题，有 得对导体棒问题，有得故AB正确；C．由动能定理可知由于题中没有给出汽车的质量，故无法求出x1的大小，故C错误；D．由得，在导体棒从开始运动到速度达到最大过程中由欧姆定律可知故由动量定理可知计算可知 故D正确。故选ABD。三、非选择题：共56分．11.（1）用实验室的多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图所示。（1）若所选挡位为电阻×100Ω挡，则示数为______Ω。（2）某小组同学们发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值的关系，他们分别画出了如图所示的几种图像，其中正确的是______（选填选项下面的字母）。（3）某同学们选用挡位为电阻×10Ω挡测量某电阻的阻值时发现多用表指针偏角过大，则接下来应换用______挡，然后对多用表进行______，再把红黑表笔接在电阻两端进行测量。【答案】①.1900##②.A③.×1Ω④.欧姆调零【解析】【详解】（1）[1]示数为（2）[2]待测电阻为整理得 可知，正确的图像为A。（3）[3][4]选用挡位为电阻×10Ω挡，指针偏角过大，读数偏小，则应换为×1Ω挡，重新进行欧姆调零后，进行测量。12.图甲是验证动量守恒定律装置，气垫导轨上安装了1、2两个光电门，两滑块上均固定一相同的竖直遮光条．（1）用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示，其读数为_____________。（2）实验前，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道左端向右运动，发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间．为使导轨水平，可调节Q使轨道右端_____________（选填“升高”或“降低”）一些。（3）测出滑块A和遮光条的总质量为，滑块B和遮光条的总质量为，遮光条的宽度用d表示．将滑块A静置于两光电门之间，将滑块B静置于光电门2右侧，推动B，使其获得水平向左的速度，经过光电门2后与A发生碰撞且被弹回，再次经过光电门2。光电门2先后记录的挡光时间为，光电门1记录的挡光时间为，则实验中两滑块的质量应满足_____________（选填“>”、“<”或“=”），滑块B碰后的速度大小为_____________。（4）若实验发现碰撞过程中机械能也守恒，则应满足的关系式是_____________。A．B．C．D．【答案】①.13.45②.升高③.>④.⑤.D【解析】【详解】（1）[1]用游标卡尺测得遮光条的宽度为13mm+0.05mm×9=13.45mm（2）[2]实验前，接通气源后，在导轨上轻放一个滑块，给滑块一初速度，使它从轨道左端向右运动，发现滑块通过光电门1的时间大于通过光电门2的时间，说明滑块向右做加速运动，轨道右端偏低，则为使导轨水平，可调节Q使轨道右端升高一些。 （3）[3][4]B向左运动与静止的A碰撞，则由动量守恒和能量关系解得要想使B碰后反弹，则v2<0则滑块B碰后的速度大小为（4）[5]滑块B碰前的速度大小为滑块A碰后的速度大小为向左为正，则应该满足即故选D。13.如图所示，绝热汽缸长度为，绝热活塞可以无摩擦滑动。汽缸底部与活塞正中间用薄隔板隔开，隔板左边为真空，右边为理想气体，活塞静止在汽缸口。大气压强为，整个系统不漏气，活塞面积为、厚度不计。求： （1）将隔板抽开，系统稳定时活塞与汽缸底部的距离（这个过程中气体温度不变）；（2）将隔板抽开，将汽缸逆时针缓缓转过，使汽缸口朝上，活塞重力产生的压强为大气压强的一半。缓慢拉动活塞，使活塞恢复到汽缸口，此时的热力学温度为初态的，最终对活塞施加的作用力大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）汽缸内理想气体开始状态压强为体积为将隔板抽开，设系统稳定时活塞与汽缸底部的距离为L2，此时理想气体压强为体积为根据玻意耳定律有解得（2）设汽缸内理想气体开始状态温度为T1，则由题意可知，活塞恢复到汽缸口时理想气体温度为体积为 设此时理想气体压强为p3，根据理想气体状态方程有解得对活塞根据平衡条件可得解得14.“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，其原理主要是将发生热核反应的高能粒子束缚在磁场中，其中一种设计方案原理如图所示，空间中存在两个以O为圆心的圆形保护磁场，磁场方向均垂直于纸面，磁场Ⅰ、Ⅱ的半径分别为、，粒子在O点发生热核反应。其中，，半径为的圆内磁感应强度大小为。有一电荷量为q，质量为m的粒子由O点以速度v射出，不计粒子的重力，不计任何阻力。（1）若粒子不能射出半径为圆形区域，求粒子速度的最大值；（2）若要使束缚效果最好，则半径和之间的圆环内磁感应强度要与方向相同还是相反？在取得最大束缚效果的情况下，若，为使粒子不能射出半径的圆形区域，求粒子速度的最大值；（3）当粒子速度大于时，若半径和之间的圆环内磁感应强度与方向相反，要使粒子射出时的速度方向的反向延长线恰好经过O点，求磁感应强度的大小。 【答案】（1）；（2）相同，；（3）【解析】【详解】（1）粒子恰好不射出区域时，粒子轨道与半径的圆相切解得（2）若使束缚效果最好，则与方向应相同，如图甲所示粒子在圆区域内运动时，圆心为，在圆环区域内运动时，圆心为，粒子在两区域内运动时的半径分别为、。因为，所以在等腰三角形中，，，，，所以解得 则（3）如图乙所示是半径区域内运动时的圆心，是圆环区域内运动时的圆心，粒子从A点射出，则设，则在中在中在直角中其中联立解得可得根据 知即有15.如图所示，半径光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角，另一端点C为圆的最低点。紧挨C点右侧固定一长为的水平传送带，在传送带的右端D点连接一个半径的光滑圆弧形导轨并固定在竖直面内，轨道F端点与圆心O的连线与水平方向夹角，端点D为圆弧的最低点，且传送带上表面与C点、D点等高。现有一发射装置将质量为的物块（可视为质点）从空中A点以的速度水平射出，恰好运动至轨道的B端并沿切线方向进入轨道，再以某一速度滑上顺时针匀速转动的水平传送带上。已知物块与传送带间的动摩擦因数，取，，，求：（1）物块第一次经过C点时速度；（2）若传送带速度为2m/s，则物块第二次在传送带上运动的过程中因摩擦产生的热量Q；（3）为保证小物块第一次离开传送带后继续冲上竖直轨道DEF，并沿DEF轨道运动的期间不脱轨，则传送带的速度应满足什么条件？【答案】（1）；（2）；（3）或【解析】【详解】（1）从A到B过程做平抛运动，设到达B点时的竖直方向速度为，高度为，有 从A到C过程有解得（2）物块第一次滑上传送带，则有解得设物块经过位移x与传送带共速，则有解得故物块在到达D点前就已经与传送带共速，则物块到达D点时速度2m/s，之后物块滑上右端圆弧轨道，并再次以速度大小为2m/s速度水平向左第二次滑上传送带。设物块向左走了米，产生热量为，故有解得在这个过程中传送带位移为由上述式子可知物块向左滑了后，再次向右滑去从D点进入圆弧轨道。则此次产生热量为，则有 所以，物块第二次在传送带产生的热量为（3）由（2）可知物块在到达D点之前就已经和传送带共速，物块在DEF轨道不脱离有两种情况；第一种情况的临界状态为物块恰好上升到轨道E点，则有解得故传送带的速度应该小于等于。第二种情况则是物块能在DEF轨道做完整圆周运动，则其临界速度是在F点处，物块与轨道之间没有力的作用，故有解得所以传送带的速度应该大于，所以物块不脱离轨道时，传送带的速度或