甘肅省蘭州市五十一中2023-2024學年高考物理四模試卷含解析

甘肅省蘭州市五十一中2023-2024學年高考物理四模試卷考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應位置上。2．請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準考證號。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、背越式跳高采用弧線助跑，距離長，速度快，動作舒展大方。如圖所示是某運動員背越式跳高過程的分解圖，由圖可估算出運動員在躍起過程中起跳的豎直速度大約為A．2m/s B．5m/s C．8m/s D．11m/s2、輕繩一端系在質(zhì)量為m的物體A上，另一端系在一個套在粗糙豎直桿MN的圓環(huán)上?，F(xiàn)用水平力F拉住繩子上一點O，使物體A從圖中實線位置緩慢下降到虛線位置，但圓環(huán)仍保持在原來位置不動。則在這一過程中，環(huán)對桿的摩擦力F1和環(huán)對桿的壓力F2的變化情況是（）A．F1保持不變，F(xiàn)2逐漸增大 B．F1逐漸增大，F(xiàn)2保持不變C．F1逐漸減小，F(xiàn)2保持不變 D．F1保持不變，F(xiàn)2逐漸減小3、如圖所示，三根完全相同的通電直導線a、b、c平行固定，三根導線截面的連線構成一等邊三角形，O點為三角形的中心，整個空間有磁感應強度大小為B、方向平行于等邊三角形所在平面且垂直bc邊指向a的勻強磁場?，F(xiàn)在三根導線中通以方向均向里的電流，其中Ib=Ic=I。已知通電長直導線在某點產(chǎn)生的磁感應強度的大小跟電流成正比，導線b在O點產(chǎn)生的磁感應強度大小為B。則下列說法正確的是（）A．若O點的磁感應強度平行ac邊，則Ia=（1＋）IB．若O點的磁感應強度平行ab邊，則Ia=（1＋）IC．若O點的磁感應強度垂直ac邊，則Ia=（－1）ID．若O點的磁感應強度垂直ab邊，則Ia=（－1）I4、下列描述中符合物理學史實的是（）A．第谷通過長期的天文觀測，積累了大量的天文資料，并總結出了行星運動的三個規(guī)律B．開普勒通過“月地檢驗”證實了地球?qū)ξ矬w的吸引力與天體間的吸引力遵守相同的規(guī)律C．伽利略對牛頓第一定律的建立做出了貢獻D．萬有引力定律和牛頓運動定律都是自然界普遍適用的規(guī)律5、如圖，一圓形閉合銅環(huán)由高處從靜止開始下落，穿過一根質(zhì)量為m、豎直懸掛的條形磁鐵，細繩對磁鐵的拉力為F。若線圈下落過程中，銅環(huán)的中心軸線與條形磁鐵的中軸始終保持重合，則下列圖中能正確描述拉力F隨時間t變化的圖像是（）A． B．C． D．6、如圖所示，一人用鉗碗夾住圓柱形茶杯，在手豎直向上的力F作用下，夾子和茶杯相對靜止，并一起向上運動。夾子和茶杯的質(zhì)量分別為m、M假設夾子與茶杯兩側間的靜摩擦力在豎方向上，夾子與茶杯兩側間的彈力在水平方向上，最大靜摩擦力均為f，則下列說法正確的是（）A．人加大夾緊鉗碗夾的力，使茶杯向上勻速運動，則夾子與茶杯間的摩擦力增大B．當夾緊茶杯的夾子往下稍微移動一段距離，使夾子的頂角張大，但仍使茶杯勻速上升，人的作用力F將變小C．當人加速向上提茶杯時，作用力下可以達到的最大值是D．無論人提著茶杯向上向下做怎樣的運動，若茶杯與夾子間不移動，則人的作用力F=(M+m）g二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖所示,絕緣材料制成的半徑為R的內(nèi)壁光滑圓軌道,豎直放置在水平地面上且左右恰被光滑擋板擋住,圓心O點固定著電荷量為Q的場源點電荷.一電荷量為q、可視為質(zhì)點的帶電小球沿軌道內(nèi)壁做圓周運動,當小球運動到最高點A時,地面對軌道的彈力恰好為零.若軌道與小球的質(zhì)量均為,,忽略小球的電荷對Q形成的電場的影響，重力加速度為g,靜電力常量為.下列說法中正確的是（）A．軌道內(nèi)壁的電場強度處處相同B．軌道內(nèi)壁的電勢處處相等C．運動到與圓心等高的B點時，小球?qū)壍赖膲毫Υ笮镈．運動到最低點C時，小球?qū)壍赖膲毫Υ笮?、物塊套在光滑的豎直桿上，通過光滑的定滑輪用不可伸長的輕繩將物塊由A點勻速拉到B點，AB高度為h，則在運動過程中（）A．繩中張力變小B．繩子自由端的速率減小C．拉力F做功為D．拉力F的功率P不變9、如圖所示是一個半徑為R的豎直圓形磁場區(qū)域，磁感應強度大小為B，磁感應強度方向垂直紙面向內(nèi)．有一個粒子源在圓上的A點不停地發(fā)射出速率相同的帶正電的粒子，帶電粒子的質(zhì)量均為m，運動的半徑為r，在磁場中的軌跡所對應的圓心角為．下列說法正確的是A．若r=2R，則粒子在磁場中運動的最長時間為B．若r=2R，粒子沿著與半徑方向成45°角斜向下射入磁場，則有成立C．若r=R，粒子沿著磁場的半徑方向射入，則粒子在磁場中的運動時間為D．若r=R，粒子沿著與半徑方向成60°角斜向下射入磁場，則圓心角為150°10、如圖所示，在水平向右的勻強電場中，質(zhì)量為的帶電小球，以初速度v從點豎直向上運動，通過點時，速度大小為2v，方向與電場方向相反，而后到達與點在同一水平面上的P點，軌跡如圖。其中N/是N點在MP直線上的投影點。以下關于小球的運動說法正確的是（）A．從M到N重力勢能增加B．從M到N機械能增加2mv2C．從M到P動能增加8mv2D．重力與電場力大小之比為1：2三、實驗題：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）用圖所示實驗裝置驗證機械能守恒定律．通過電磁鐵控制的小鐵球從A點自由下落，下落過程中經(jīng)過光電門B時，通過與之相連的毫秒計時器（圖中未畫出）記錄下?lián)豕鈺r間t，測出AB之間的距離h．實驗前應調(diào)整光電門位置使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束．(1)為了驗證機械能守恒定律，還需要測量下列哪些物理量_____．A．A點與地面間的距離HB．小鐵球的質(zhì)量mC．小鐵球從A到B的下落時間tABD．小鐵球的直徑d(2)小鐵球通過光電門時的瞬時速度v=_____，若下落過程中機械能守恒，則與h的關系式為=_____．12．（12分）圖甲是某同學驗證動能定理的實驗裝置。其步驟如下：A．易拉罐內(nèi)盛上適量細沙，用輕繩通過滑輪連接在小車上，小車連接紙帶。合理調(diào)整木板傾角，讓小車沿木板勻速下滑。B．取下輕繩和易拉罐，測出易拉罐和細沙的質(zhì)量m1以及小車質(zhì)量m2。C．撤去細繩和易拉罐后，換一條紙帶，讓小車由靜止釋放，打出的紙帶如圖乙(中間部分未畫出)，O為打下的第一點。己知打點計時器的打點時間間隔為T，重力加速度為g。(1)步驟C中小車所受的合外力大小為___(2)為驗證從O—C過程中小車合外力做功與小車動能變化的關系，測出BD間的距離為，OC間距離為，則C點速度大小為___，需要驗證的關系式為____(用所測物理量的符號表示)。四、計算題：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）如圖為一定質(zhì)量的理想氣體的體積V隨熱力學溫度T的變化關系圖像。由狀態(tài)A變化到狀態(tài)B的過程中氣體吸收熱量Q1=220J，氣體在狀態(tài)A的壓強為p0=1.0×105pa。求：①氣體在狀態(tài)B時的溫度T2；②氣體由狀態(tài)B變化到狀態(tài)C的過程中，氣體向外放出的熱量Q2。14．（16分）直流電動機的工作原理可以簡化為如圖所示的情景，勻強磁場方向豎直向下，磁感應強度大小為B；平行金屬軌道MN、PQ，相距為L，固定在水平面內(nèi)；電阻為R的金屬導體棒ab與平行軌道垂放置，且與軌道接觸良好；MP間接有直流電源。閉合開關S，金屬導體棒向右運動，通過輕繩豎直提升質(zhì)量為m的物體，重力加速度為g。忽略一切阻力、導軌的電阻和直流電源的內(nèi)阻。(1)求物體勻速上升時，通過導體棒ab的電流大?。?2)導體棒ab水平向右運動的過程中，同時會產(chǎn)生感應電動勢，這個感應電動勢總要削弱電源電動勢的作用，我們稱之為反電動勢。設導體棒ab向上勻速提升重物的功率為P出，電流克服反電動勢做功的功率為P反，請證明：P出=P反；(解題過程中需要用到、但題目沒有給出的物理量，要在解題時做必要的說明)(3)若通過電源連續(xù)調(diào)節(jié)MP間的電壓U，物體勻速上升的速度v也將連續(xù)變化，直流電動機所具有這種良好的“電壓無極變速”調(diào)速性能在許多行業(yè)中廣泛應用。請寫出物體勻速上升的速度v與電壓U的函數(shù)關系式。15．（12分）力是改變物體運動狀態(tài)的原因，力能產(chǎn)生加速度。力在空間上的積累使物體動能發(fā)生變化；力在時間上的積累使物體動量發(fā)生變化。如圖所示，質(zhì)量為m的物塊，在水平合外力F的作用下做勻變速直線運動，速度由變化到時，經(jīng)歷的時間為t，發(fā)生的位移為x。(1)請根據(jù)牛頓第二定律和相關規(guī)律，推導動能定理；(2)請根據(jù)牛頓第二定律和相關規(guī)律，推導動量定理。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、B【解析】

運動員跳高過程可以看做豎直上拋運動，當重心達到橫桿時速度恰好為零，運動員重心升高高度約為：，根據(jù)機械能守恒定律可知：；解得：，故B正確，ACD錯誤。2、D【解析】

以圓環(huán)、物體A及輕繩整體為研究對象，分析受力情況，如圖1所示，根據(jù)平衡條件得到，桿對環(huán)的摩擦力f=G保持不變；桿對環(huán)的彈力FN=F再以結點O為研究對象，分析受力情況，如圖2所示：設繩與豎直方向夾角為θ，由平衡條件得到F=mgtanθ當物體A從圖中實線位置緩慢下降到虛線位置過程中，θ逐漸減小，則F逐漸減小，F(xiàn)N逐漸減小。據(jù)牛頓第三定律可得，F(xiàn)1保持不變，F(xiàn)2逐漸減小。故D項正確，ABC三項錯誤。3、A【解析】

三條直導線在O點的磁場方向如圖；其中Bc和Bb的合場強水平向右大小為Bbc=B；方向水平向右。A．若O點的磁感應強度平行ac邊，則三條通電導線產(chǎn)生的磁場和勻強磁場在垂直于ac方向的合磁場為零，即其中Bc=B=kI，解得Ia=（1＋）I選項A正確；B．若O點的磁感應強度平行ab邊，則三條通電導線產(chǎn)生的磁場和勻強磁場在垂直于ab方向的合磁場為零，即其中Bb=B=kI，解得Ia=（-1）I選項B錯誤；C．若O點的磁感應強度垂直ac邊，則三條通電導線產(chǎn)生的磁場和勻強磁場在平行于ac方向的合磁場為零，即表達式無解，則O點的磁感應強度的方向不可能垂直ac邊，選項C錯誤；D．若O點的磁感應強度垂直ab邊，則三條通電導線產(chǎn)生的磁場和勻強磁場在平行于ab方向的合磁場為零，即其中Bc=B=kI，解得Ia=（+1）I選項D錯誤。故選A。4、C【解析】

A．第谷進行了長期的天文觀測，積累了豐富的資料。以此為基礎，之后的開普勒進一步研究總結出了太陽系行星運動的三個規(guī)律。所以A錯誤；B．牛頓通過“月地檢驗”證實了地球?qū)ξ矬w的吸引力與天體間的吸引力遵守相同的規(guī)律，不是開普勒。所以B錯誤；C．伽利略對牛頓第一定律的建立做出了貢獻，符合物理學史實。所以C正確；D．萬有引力定律和牛頓運動定律都有一定適用范圍，不適用于高速微觀世界。所以D錯誤。故選C。5、B【解析】

銅環(huán)閉合，銅環(huán)在下落過程中，穿過銅環(huán)的磁通量不斷變化，銅環(huán)中產(chǎn)生感應電流；由楞次定律可知，當銅環(huán)在磁鐵上方時，感應電流阻礙銅環(huán)靠近磁鐵，給銅環(huán)一個向上的安培力，則銅環(huán)對磁鐵的力向下，細繩對磁鐵拉力大于重力；當銅環(huán)位于磁鐵下方時，銅環(huán)要遠離磁鐵，感應電流阻礙銅環(huán)的遠離，對銅環(huán)施加一個向上的安培力，則銅環(huán)對磁鐵的力向下，細繩對磁鐵拉力大于重力；當銅環(huán)處于磁鐵中央時，磁通量最大，沒有感應電流，鈾環(huán)對磁鐵沒有力的作用，細繩對磁鐵拉力等于重力。A.靠近和遠離時拉力都小于重力，與上述結論不符，故A錯誤；B.靠近和遠離時拉力都大于重力，與上述結論相符，故B正確；C.靠近時拉力大于重力，遠離時拉力小于重力，與上述結論不符，故C錯誤；D.靠近時拉力小于重力，遠離時拉力大于重力，與上述結論不符，故D錯誤。6、C【解析】

AB．無論人手夾緊還是夾子下移使夾子頂角變化，茶杯向上勻速運動時，茶杯處于平衡狀態(tài)，合力為零。故摩擦力不變，故AB錯誤；C．當向上加速時，茶杯所受的摩擦力達到最大靜摩擦力時，力F的值最大，則有聯(lián)立解得，故C正確；D．當茶杯的運動狀態(tài)改變，如向上勻加速運動時，F(xiàn)大于（M+m）g，故D錯誤。故選C。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BD【解析】

由點電荷的場強公式可知，場源點電荷在軌道內(nèi)壁處產(chǎn)生的電場強度大小相等，但方向不同，A錯誤；軌道內(nèi)壁上各點到場源點電荷的距離相同，電勢相等；帶電小球在A點時,帶電小球?qū)壍赖膹椓ωQ直向上,大小等于，軌道對帶電小球的彈力豎直向下大小為，在A點對帶電小球有，從A到B由動能定理得，在B點有，聯(lián)立解得在B點時軌道對小球的彈力為，根據(jù)牛頓第三定律可知在B點時小球?qū)壍赖膲毫Υ笮?，則選項C錯誤；在最低點C時，設軌道時小球的彈力為,則,由A到C由動能定理有，聯(lián)立解得，根據(jù)牛頓第三定律知,運動到最低點C時,小球?qū)壍赖膲毫Υ笮?，則選項D正確．8、BD【解析】

A．因為物塊做勻速直線運動，在豎直方向上合力為零，則有因為增大，減小，則拉力T增大，故A錯誤；B．物塊沿繩子方向上的分速度該速度等于自由端的速度，增大，自由端速度v減小，故B正確；C．F為變力，不能用功的定義。應根據(jù)動能定理，拉力F做功等于克服重力做的功，即故C錯誤；D．拉力的功率為可知拉力F的功率P不變，故D正確。故選BD。9、BD【解析】若r=2R，粒子在磁場中時間最長時，磁場區(qū)域的直徑是軌跡的一條弦，作出軌跡如圖，因為r=2R，圓心角θ=60°，粒子在磁場中運動的最長時間，故A錯誤．若r=2R，粒子沿著與半徑方向成45°角斜向下射入磁場，根據(jù)幾何關系，有，故B正確．若r=R，粒子沿著磁場的半徑方向射入，粒子運動軌跡如圖所示，圓心角90°，粒子在磁場中運動的時間，故C錯誤．若r=R，粒子沿著與半徑方向成60°角斜向下射入磁場，軌跡如圖所示，圖中軌跡圓心與磁場圓心以及入射點和出射點構成菱形，圓心角150°，故D正確．故選BD.10、BCD【解析】

A．小球在電場中運動的過程中，豎直方向做豎直上拋運動，水平方向做初速度為零的勻加速直線運動，到達N點時，其豎直方向的速度為零，M到N，在豎直方向上有則該段過程重力勢能的增加量為故A錯誤；B．從M到N機械能增加量為故B正確；C．根據(jù)題意可知，從M到N與從N到M所用時間相等，根據(jù)v=at可知，到達P點時小球在水平方向的速度為此時小球的合速度為則從M到P動能增加量為故C正確；D．從M到N，豎直方向有水平方向上有所以重力與電場力大小之比為1：2，故D正確。故選BCD。三、實驗題：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、D【解析】

(1)[1]A．根據(jù)實驗原理可知，需要測量的是A點到光電門的距離，故A錯誤；B．根據(jù)機械能守恒的表達式可知，方程兩邊可以約掉質(zhì)量，因此不需要測量質(zhì)量，故B錯誤；C．利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，不需要測量下落時間，故C錯誤；D．利用小球通過光電門的平均速度來代替瞬時速度時，需要知道擋光物體的尺寸，因此需要測量小球的直徑，故D正確．故選D．(2)[2][3]利用小球通