湖南省湘潭市重点中学2022-2023学年高三高考模拟训练评估卷（4）物理试题

这是一份湖南省湘潭市重点中学2022-2023学年高三高考模拟训练评估卷（4）物理试题，共16页。试卷主要包含了考生必须保证答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。

1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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、如图所示，一充电后的平行板电容器的两极板相距l，在正极板附近有一质量为m，电荷量为的粒子A；在负极板附近有一质量也为m、电荷量为的粒子B。仅在电场力的作用下两粒子同时从静止开始运动。已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距的平面Q，两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则以下说法正确的是（ ）
A．电荷量与的比值为
B．电荷量与的比值为
C．粒子A、B通过平面Q时的速度之比为
D．粒子A、B通过平面Q时的速度之比为
2、用光照射某种金属，有光电子从金属表面逸出，如果光的频率不变，而减弱光的强度，则( )
A．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能不变
B．逸出的光电子数减少，光电子的最大初动能减小
C．逸出的光电子数不变，光电子的最大初动能减小
D．光的强度减弱到某一数值，就没有光电子逸出了
3、在超导托卡马克实验装置中，质量为的与质量为的发生核聚变反应，放出质量为的，并生成质量为的新核。若已知真空中的光速为，则下列说法正确的是（ ）
A．新核的中子数为2，且该新核是的同位素
B．该过程属于衰变
C．该反应释放的核能为
D．核反应前后系统动量不守恒
4、空间某区域存在一方向垂直于纸面向外、大小随时间均匀变化的匀强磁场，磁场边界ef如图所示，现有一根粗细均匀金属丝围成的边长为L的正方形线框固定在纸面内，t=0时刻磁场方向如图甲所示，磁感应强度B随时间t变化关系如图乙所示，则（ ）
A．0~t1：e点电势高于f点电势
B．0~t1：
C．t1~t2：金属框中电流方向顺时针
D．0~t2：ab所受安培力方向始终不变
5、一颗人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速率为v，角速度为ω，加速度为g，周期为T．另一颗人造地球卫星在离地面高度为地球半径的轨道上做匀速圆周运动， 则（ ）
A．它的速率为B．它的加速度为
C．它的运动周期为TD．它的角速度也为ω
6、已知声波在钢轨中传播的速度远大于在空气中传播的速度，则当声音由钢轨传到空气中时（ ）
A．频率变小，波长变长B．频率变大，波长变短
C．频率不变，波长变长D．频率不变，波长变短
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，小球放在光滑固定的板与装有铰链的光滑轻质薄板之间。当薄板由图示位置顺时针缓慢转至水平的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．薄板对小球的弹力在逐渐增大
B．小球对薄板的压力先减小后增大
C．两板对小球的弹力可能同时小于小球的重力
D．两板对小球弹力的合力可能小于小球的重力
8、如图所示，一物块从光滑斜面上某处由静止释放，与一端固定在斜面底端的轻弹簧相碰。设物块运动的加速度为a，机械能为E，速度为v，动能Ek，下滑位移为x，所用时间为t。则在物块由释放到下滑至最低点的过程中（取最低点所在平面为零势能面），下列图象可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
9、如图所示，质量为m = 245 g的物块（可视为质点）放在质量为M = 0.5 kg的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为μ = 0.4，质量为 m0 = 5 g的子弹以速度v0 = 300 m/s沿水平方向射入物块并留在其中（时间极短），g = 10 m/s2，则在整个过程中
A．物块和木板组成的系统动量守恒
B．子弹的末动量大小为0.01kg·m/s
C．子弹对物块的冲量大小为0.49N·s
D．物块相对木板滑行的时间为1s
10、如图，竖直放置的光滑圆弧型轨道，O为圆心，AOB为沿水平方向的直径，AB=2R。在A点以初速度v0沿AB方向平抛一小球a，若v0不同，则小球a平抛运动轨迹也不同．则关于小球在空中的运动，下列说法中正确的是
A．v0越大，小球a位移越大
B．v 0越大，小球a空中运动时间越长
C．若v 0=，小球a动能增加量最大
D．若v 0=，小球a末动能最大
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）某同学设计出如图所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门时间t，当地的重力加速度为 g。
（1）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量_________。
A．小球的质量m
B．AB之间的距离H
C．小球从A到B的下落时间tAB
D．小球的直径d
（2）小球通过光电门时的瞬时速度v =_________(用题中所给的物理量表示)。
（3）调整AB之间距离H，多次重复上述过程，作出随H的变化图象如图所示，当小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率k0=__________。
（4）在实验中根据数据实际绘出—H图象的直线斜率为k（k＜k0），则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力mg的比值= _______________（用k、k0表示）。
12．（12分）货运交通事故往往是由车辆超载引起的，因此我国交通运输部对治理货运超载有着严格规定。监测站都安装有称重传感器，图甲是一种常用的力传感器，由弹簧钢和应变片组成，弹簧钢右端固定，在其上、下表面各贴一个相同的应变片，应变片由金属制成。若在弹簧钢的自由端施加一向下的作用力F，则弹簧钢会发生弯曲，上应变片被拉伸，下应变片被压缩。力越大，弹簧钢的弯曲程度越大，应变片的电阻变化就越大，输出的电压差ΔU＝|U1－U2|也就越大。已知传感器不受压力时的电阻约为19Ω，为了准确地测量该传感器的阻值，设计了以下实验，实验原理图如图乙所示。
实验室提供以下器材：
A．定值电阻R0（R0＝5 Ω）
B．滑动变阻器（最大阻值为2 Ω，额定功率为50 W）
C．电流表A1（0.6 A，内阻r1＝1 Ω）
D．电流表A2（0.6 A，内阻r2约为5 Ω）
E．直流电源E1（电动势3 V，内阻约为1 Ω）
F．直流电源E2（电动势6 V，内阻约为2 Ω）
G．开关S及导线若干。
（1）外力F增大时，下列说法正确的是________；
A．上、下应变片电阻都增大
B．上、下应变片电阻都减小
C．上应变片电阻减小，下应变片电阻增大
D．上应变片电阻增大，下应变片电阻减小
（2）图乙中①、②为电流表，其中电流表①选________（选填“A1”或“A2”），电源选________（选填“E1”或“E2”）；
（3）为了准确地测量该阻值，在图丙中，将B、C间导线断开，并将滑动变阻器与原设计电路的A、B、C端中的一些端点连接，调节滑动变阻器，测量多组数据，从而使实验结果更准确，请在图丙中正确连接电路______；
（4）结合上述实验步骤可以得出该传感器的电阻的表达式为________（A1、A2两电流表的电流分别用I1、I2表示）。
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）有一截面为正方形物体ABCD静止浮在水面上，刚好在一半在水下，正方形边长l=1.2m，AB侧前方处有一障碍物．一潜水员在障碍物前方处下潜到深度为的P处时，看到A点刚好被障碍物挡住．已知水的折射率．求：
（1）深度；
（2）继续下潜恰好能看见CD右侧水面上方的景物，则为多少？
14．（16分）如图所示，竖直光滑的半圆轨道ABC固定在粗糙水平面上，直径AC竖直。小物块P和Q之间有一个被压缩后锁定的轻质弹簧，P、Q和弹簧作为一个系统可视为质点。开始时，系统位于4处，某时刻弹簧解锁（时间极短）使P、Q分离，Q沿水平面运动至D点静止，P沿半圆轨道运动并恰能通过最高点C，最终也落在D点。已知P的质量为m1=0.4kg，Q的质量为m2=0.8kg，半圆轨道半径R=0.4m，重力加速度g取l0m/s2，求：
（I）AD之间的距离；
（2）弹簧锁定时的弹性势能；
（3）Q与水平面之间的动摩擦因数。（结果保留两位小数）
15．（12分）如图所示， 在xy平面内， 有一线状电子源沿x正方向发射速度均为v的电子，形成宽为2R、在y轴方向均匀分布且关于x轴对称的电子流.电子流沿+x方向射入一个半径为R、中心位于原点O的圆形匀强磁场区域， 磁场方向垂直xy平面向里.在磁场区域的正下方d处，有一长为2d的金属板MN关于y轴对称放置，用于接收电子，电子质量为m，电量为e，不计电子重力及它们间的相互作用.
(1)若正对0点射入的电子恰好从P点射出磁场，求磁感应强度大小B；
(2)在第(1)问的情况下，求电子从进入磁场到打在MN板上的时间t：
(3)若所有电子都能从P点射出磁场，MN板能接收到的电子数占发射电子总数的比例是多大?
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】
AB．设电场强度大小为E，两粒子的运动时间相同，对正电荷A有
对负电荷B有
联立解得
A错误，B正确。
CD．由动能定理得
求得
选项CD错误。
故选B。
2、A
【解析】
根据光电效应方程得，光强度不影响光电子的最大初动能，光电子的最大初动能与入射光的频率有关；光电效应的条件是入射光的频率大于极限频率，与光的强度无关；入射光的强度影响单位时间内发出光电子的数目，光的强度减弱，单位时间内发出光电子数目减少．故A正确，BCD错误．
3、A
【解析】
A．由质量数守恒和电荷数守恒可知新核的质量数和电荷数分别为4和2，新核是，是的同位素，中子数为2，故A正确；
B．该过程是核聚变反应，不属于衰变，故B错误；
C．该反应释放的核能为
故C错误；
D．核反应前后系统动量守恒，故D错误。
故选A。
4、B
【解析】
A．0~t1时间内垂直于纸面向外的磁场减弱，根据楞次定律可知感应电流产生的磁场垂直于纸面向外，根据安培定则可知感应电流为逆时针方向，在电源内部，电流从负极流向正极，故f电势高于e的电势，A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律，感应电动势：
B正确；
C．根据楞次定律，0~t2金属框中电流方向为逆时针，C错误；
D．根据左手定则，0~t1安培力水平向左，t1~t2安培力水平向右，D错误。
故选B。
5、B
【解析】
A、研究地面附近的卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力：，R为地球半径，M为地球质量，v为卫星的速率．研究另一个卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力：，联立解得：v′=v，故A错误；
B、忽略地球自转的影响，根据万有引力等于重力：mg，可得：g=，即：g′=，故B正确；
C、研究地面附近的卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力：，解得：T=2π，另一个卫星的周期：T′=2π≠T，故C错误；
D、地面附近的卫星的周期与另一个卫星的周期不等，根据ω=得它们的角速度也不等，故D错误。
故选B。
6、D
【解析】
当声音由钢轨传到空气中时，频率不变，由题意得知波速减小，由波速公式v=λf可知，波长变短。
A．频率变小，波长变长，与结论不相符，选项A错误；
B．频率变大，波长变短，与结论不相符，选项B错误；
C．频率不变，波长变长，与结论不相符，选项C错误；
D．频率不变，波长变短，与结论相符，选项D正确；
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】
AB．以小球为研究对象，分析受力情况，根据力图看出，薄板的作用力先减小后增大，木板对小球的作用力一直减小，由牛顿第三定律得知，小球对薄板的压力先减小后增大，小球对木板的压力减小，故A错误，B正确；
C．根据图中线段的长度可以看出，两板对小球的弹力可能同时小于小球的重力，故C正确；
D．根据平衡条件可知，两板对小球弹力的合力等于小球的重力，故D错误。
故选BC。
8、AC
【解析】
AB．设斜面的倾角为，在物块自由下滑的过程中，根据牛顿第二定律可得
解得
物块与弹簧接触后，根据牛顿第二定律可得
当弹力与重力相等时，加速度为零，随后反向增大，且加速度与时间不是线性关系，故A正确，B错误；
C．以物体和弹簧组成的系统为研究对象，整个过程中整体的机械能守恒，即有
总
解得
总
与弹簧接触前，物体的机械能守恒，与弹簧接触后弹簧的弹性势能增加，则物体的机械能减小，根据数学知识可知C图象正确，故C正确；
D．在物块自由下落的过程中，加速度恒定，速度图象的斜率为定值，与弹簧接触后，加速度先变小后反向增大，速度图象的斜率发生变化，故D错误；
故选AC。
9、BD
【解析】
A．子弹进入木块的过程中，物块和木板的动量都增大，所以物块和木板组成的系统动量不守恒．故A错误；
B．选取向右为正方向，子弹打入木块过程，由动量守恒定律可得：
m0v0=（m0+m）v1……①
木块在木板上滑动过程，由动量守恒定律可得：
（m0+m）v1=（m0+m+M）v2……②
联立可得：
所以子弹的末动量：
p＝m0v2＝5×10−3×2＝0.01kg·m/s．
故B正确；
C．由动量定理可得子弹受到的冲量：
I＝△p＝p−p0＝0.01 kg·m/s −5×10−3×300 kg·m/s＝1.49kg·m/s=1.49N·s．
子弹与物块作用力的时间相等，相互作用力大小始终相等，而方向相反，所以子弹对物块的冲量大小也是1.49N·s．故C错误；
D．对子弹木块整体，由动量定理得：
-μ（m0+m）gt=（m0+m）（v2-v1）……③
由①②③式可得，物块相对于木板滑行的时间
．
故D正确．
10、AC
【解析】
A．平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，初速度越大，则在空中运动的水平位移越大，末位置离点越远，则位移越大，故A正确；
B．平抛运动的时间由高度决定，与水平初速度无关，初速度大时，与半圆接触时下落的距离不一定比速度小时下落的距离大，所以时间不一定长，故B错误；
C．平抛运动只有重力做功，根据动能定理可知，重力做功越多，动能变化越大，则小球落到点时，重力做功最多，动能变化最大，则运动时间为：
水平初速度为：
故C正确；
D．根据动能定理可知，末动能为：
当小球下落的距离最大，但是初速度不是最大，所以末动能不是最大，故D错误；
故选AC。
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、BD； ； ； ；
【解析】
该题利用自由落体运动来验证机械能守恒，因此需要测量物体自由下落的高度hAB，以及物体通过B点的速度大小，在测量速度时我们利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，因此明白了实验原理即可知道需要测量的数据；由题意可知，本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度；则根据机械能守恒定律可知，当减小的机械能应等于增大的动能；由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容。
【详解】
（1）根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故A错误；根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门B的距离H，故B正确；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D正确。故选BD。
（2）已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度；
故；
（3）若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有：mgH=mv2；
即：2gH=（）2
解得：，那么该直线斜率k0=。
（4）乙图线=kH，因存在阻力，则有：mgH-fH=mv2；
所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为；
【点睛】
考查求瞬时速度的方法，理解机械能守恒的条件，掌握分析的思维，同时本题为创新型实验，要注意通过分析题意明确实验的基本原理才能正确求解。
12、D A1 E2
【解析】
(1)[1]外力F增大时，上应变片长度变长，电阻变大，下应变片长度变短，电阻变小
故选D。
(2)[2]题图乙中的①要当电压表使用，因此内阻应已知，故应选电流表A1；
[3]因回路总阻值接近11Ω，满偏电流为0.6A，所以电源电动势应接近6.6V，故电源选E2。(3)[4]滑动变阻器应采用分压式接法，将B、C间导线断开，A、B两端接全阻值，C端接在变阻器的滑动端，如图所示。
(4)[5]由题图乙知，通过该传感器的电流为I2－I1，加在该传感器两端的电压为I1r1，故该传感器的电阻为
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】
解：①设过A点光线，恰好障碍物挡住时，入射角、折射角分别为，则：s ①
②
③
由①②③解得：
②潜水员和C点连线与水平方向夹角刚好为临界角C，则： ④
⑤
由④⑤解得：
14、（1）0. 8m （2）6J（3）0.31
【解析】
（1）设物块P在C点时的速度v，AD距离为L，由圆周运动和平抛运动规律，得
解得
（2）设P、Q分离瞬间的速度大小分别为、，弹簧锁定时的弹性势能为，
由动量守恒定律和机械能守恒定律，得
联立解得
（3）设Q与水平面之间的动摩擦因数为，由动能定理，得
解得
15、 (1) (2) (3)
【解析】
（1）可求得电子旋转的轨道半径是，根据公式
解得
（2）电子在磁场中运动时间为
电子出磁场后的运动时间为
总时间为
（3）所有电子在磁场中运动的半径相等，因为所有电子都能从点射出磁场，所以所有电子在磁场中运动的半径均为。板能接收到的电子从点射出时，速度偏转角为（即与正方向的夹角）满足
①到达点的电子轨迹如图甲所示，其入射点为，四边形为菱形，
点到轴的距离
②到达点的电子轨迹如图乙所示，其入射点为，四边形为菱形，点到轴的距离
竖直长度占射入总长度的比例
所以板能接收的电子数占发射电子总数的比例。