2024屆山西省古縣等三縣八校高考物理四模試卷含解析

2024屆山西省古縣等三縣八校高考物理四模試卷

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、在軌道上穩(wěn)定運行的空間站中，有如圖所示的裝置，半徑分別為「和R（火＞玲的甲、乙兩個光滑的圓形軌道安置

在同一豎直平面上，軌道之間有一條水平軌道CQ相通，宇航員讓一小球以一定的速度先滑上甲軌道，通過粗糙的CO

段，又滑上乙軌道，最后離開兩圓軌道，那么下列說法正確的是（）

A.小球在CD間由于摩擦力而做減速運動

B.小球經(jīng)過甲軌道最高點時比經(jīng)過乙軌道最高點時速度大

C.如果減少小球的初速度，小球有可能不能到達乙軌道的最高點

D.小球經(jīng)過甲軌道最高點時對軌道的壓力大于經(jīng)過乙軌道最高點時對軌道的壓力

2、氫原子的能級如圖，大量氫原子處于?=4能級上。當氫原子從n=4能級躍遷到〃=3能級時，輻射光的波長為1884nm,

已知可見光光子的能量在1.61eV?3.10eV范圍內，下列判斷正確的是（）

“E/N

OO----------0

4-----------0.85

3-----------1.51

-3.4

I-----------13.6

A.氫原子從〃=4能級躍遷到〃=3能級，輻射的光子是可見光光子

B.從高能級向低能級躍遷時，氫原子要吸收能量

C.氫原子從〃=3能級躍遷到n=l能級時，輻射光的波長大于1884nm

D.用氫原子從〃=2能級躍遷到〃=1能級輻射的光照射W逸=6.34eV的鉗，能發(fā)生光電效應

3、兩根相距為L的足夠長的金屬直角導軌如圖所示放置，它們各有一部分在同一水平面內，另一部分垂直于水平面。

質量均為小的金屬細桿而、”與導軌垂直接觸形成閉合回路，桿與導軌之間的動摩擦因數(shù)均為〃，導軌電阻不計，回

路總電阻為2R。整個裝置處于磁感應強度大小為小方向豎直向上的勻強磁場中。當時桿在平行于水平導軌的拉力

尸作用下以速度力沿導軌勻速運動時，〃桿也正好以速度也向下勻速運動。重力加速度為以下列說法中正確的是（）

A.ah桿所受拉力F的大小為三匕B.”桿所受摩擦力為零

2R

C.回路中的電流強度為慶①+嶺）2tngR

D."與也大小的關系為〃二百■”一

2RoLV）

4、2017年11月24日，國家航天局探月與航天工程中心副主任裴照宇表示，嫦娥五號任務將是我國首次月球表面采

樣返回任務，這次任務的完成將標志著我國探月工程“三步走”順利收官。若已知萬有引力常量G,那么在下列給出的

各種情景中，能根據(jù)測量的數(shù)據(jù)求出月球密度的是（）

A.在月球表面使一個小球做自由落體運動，測出落下的高度”和時間，

B.嫦娥五號貼近月球表面做勻速圓周運動，測出運行周期T

C.嫦娥五號在高空繞月球做勻速圓周運動，測出距月球表面的高度”和運行周期7

D.觀察月球繞地球的勻速圓周運動，測出月球的直徑。和運行周期7

5、若“神舟”五號飛船在一段時間內保持繞地心做勻速圓周運動，則（）

A.它的速度大小不變，動量也不變B.它不斷克服地球對它的萬有引力做功

C.它的速度大小不變，加速度等于零D.它的動能不變，引力勢能也不變

6、如圖甲所示，線圈?！ㄖ型ㄓ腥鐖D乙所示的電流，電流從〃到〃為正方向，那么在0“（）這段時間內，用絲線懸掛的

鋁環(huán)"中產(chǎn)生感應電流，則（）

A.從左向右看感應電流的方向為順時針

B.從左向石看感應電流的方向為先順時針后逆時針

C.感應電流的大小先減小后增加

D.鋁環(huán)與線圈之間一直有磁場力的作用，作用力先向左后向右

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，空中飛椅在水平面內做勻速圓周運動，飛椅和人的質量為，小運動半徑為R,角速度大小為“，鋼繩與

豎直方向的夾角為。，不計空氣阻力，重力加速度為g。下列說法正確的是

A.運動周期為幺

2萬

B.線速度大小為，"K

C.鋼繩拉力的大小為〃

D.角速度。與夾角的關系為gtan在〃K

8、A、B兩物體質量均為加，其中A帶正電，帶電量為+q,B不帶電，通過勁度系數(shù)為人的絕緣輕質彈簧相連放在水

平面上，如圖所示，開始時A、B都處于靜止狀態(tài)?，F(xiàn)在施加豎直向上的勻強電場，電場強度E=重，式中g為重

q

力加速度，若不計空氣阻力，不考慮A物體電量的變化，則以下判斷正確的是（）

A.剛施加電場的瞬間，A的加速度大小為2g

B.從施加電場開始到B剛要離開地面的過程中，A物體速度大小一直增大

C.從施加電場開始到B剛要離開地面的過程中，A物體的機械能增加量始終等于A物體電勢能的減少量

D.B剛要離開地面時，A的速度大小為2g后

9、如圖所示，質量為孫的木塊和質量為012的長木板疊放在水平地面上.現(xiàn)對木塊施加一水平向右的拉力F,木塊在

長木板上滑行，長木板始終靜止.已知木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為陽，長木板與地面間的動摩擦因數(shù)為陽，且最

大靜摩擦力與滑動摩擦力相等.貝|J（）

A.陽一定小于陽

B.陽可能大于陽

C.改變F的大小，F(xiàn)邛2（m—m2）g時，長木板將開始運動

D.改F作用于長木板，F(xiàn)＞（陽+p2）（mi+m2）g時，長木板與木塊將開始相對滑動

（1）定值電阻應選擇一（填元件符號）.改裝后的歐姆表的中值電阻為—

（2）該同學用改裝后尚未標示對應刻度的歐姆表測量內阻和量程均未知的電壓表V的內阻。步驟如下：先將歐姆表

的紅、黑表筆短接，調節(jié)一填圖甲中對應元件代號），使電流計G指針指到—MA；再將一（填“紅”或“黑”）

表筆與V表的接線柱相連，另一表筆與V表的“一”接線柱相連。若兩表的指針位置分別如圖乙和圖丙所示，則V

表的內阻為—。，量程為V。

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）細管AB內壁光滑、厚度不計，加工成如圖所示形狀。長L=O.5m的BD段豎直，其B端與半徑R

=0.3m的光滑圓弧軌道平滑連接，P點為圓弧軌道的最高點。CD段是半徑A=0.3m的四分之一圓弧，AC段在水

平面上。管中有兩個可視為質點的小球a、b,質量分別為,Wa=6kg>mb=2kgo最初b球靜止在管內AC段某一

位置，a球以速度PO水平向右運動，與b球發(fā)生彈性碰撞。重力加速度g取lOm/s?。

（1）若vo=4m/s,求碰后a、b兩球的速度大?。?/p>

（2）若a球恰好能運動到B點，求vo的大小，并通過分析判斷此情況下b球能否通過P點。

14.（16分）粗細均勻的U形管中裝有水銀，左管上端開口與大氣相連，右管上端封閉，如圖所示，開始時兩管內水

銀柱等高，兩管內空氣（可視為理想氣體）柱長均為上90cm,此時兩管內空氣柱溫度均為27C,外界大氣壓為po=76

cmHgo現(xiàn)在左管上端開口處緩慢注入水銀壓縮空氣柱，直至右管內水銀面上升10cm,在注入水銀過程中，左管內溫

度緩慢下降到-23℃,右管內溫度保持在27C。求:

（i）注入水銀柱的長度；

（ii）左管注入的水銀柱上表面離左管開口的距離。

15.(12分)如圖所示，絕熱容器中封閉一定質量的理想氣體，現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱，當氣體吸收熱量。時，活塞

恰好緩慢上移“，已知活塞橫截面積為S,重量忽略不計，大氣壓強為po,求封閉氣體內能增加量.

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、D

【解析】

在空間站中，所有物體都處于完全失重狀態(tài)，任何物體間都沒有相互作用力，小球在CD運動時所受彈力為零，摩擦

力為零，A錯；由于處于完全失重狀態(tài)，小球運動到兩個最高點時沒有外力做功，機械能守恒，運動到最高點速度大

小相同，B錯；C錯；小球做圓周運動的向心力由彈力提供，有尸=叨上，D對；

R

2、D

【解析】

A.氫原子從〃=4能級躍遷到〃=3能級，輻射的光子的能量為

用一片二-0.85eV-(-1.5leV)=0.66eV

此能量比可見光光子的能量小，不可能是可見光光子，故A錯誤；

B.從高能級向低能級躍遷時，氫原子一定向外放出能量，故B錯誤：

C.氫原子從〃=4能級躍遷到〃=3能級輻射的光子能量小于從〃=3能級躍遷到〃=1能級輻射的光子能量，根據(jù)

E=h-

2

可知從〃=3能級躍遷到〃=1能級輻射的光子波長小于1884nm,故C錯誤;

D.氫原子從〃=2能級躍遷到〃=1能級輻射的光子的能量值

En=E2-El=-3.4eV-(-13.60eV)=10.20eV

故用該光照射服二6.34eV的伯，能發(fā)生光電效應，故D正確。

故選Do

3、D

【解析】

A.導體而切割磁感線時產(chǎn)生沿H方向，產(chǎn)生感應電動勢，導體cd向下勻速運動，未切割磁感線，不產(chǎn)生感應電動

勢，故整個電路的電動勢為導體外產(chǎn)生的，大小為：

E=BLvx?

感應電流為：

/=互=駟

2R2R

導體而受到水平向左的安培力，由受力平衡得:

BIL+川ng=F?

解得:

U+笫④

AC錯誤;

B.導體棒cd勻速運動，在豎直方向受到摩擦力和重力平衡，有:

f="BIL=mg⑤

即導體棒cd摩擦力不為零，B錯誤;

……2mgR

D.聯(lián)立②⑤式解得〃=-^彳一，D正確。

LJLV?

故選D。

4、B

【解析】

M3M

設月球的質量為M,半徑為r,則月球的密度片「

A.在月球表面使一個小球做自由落體運動，測出下落的高度H和時間t,根據(jù)可知算出月球的重力加速

度，根據(jù)G粵=〃心，可以算得月球的質量，但不知道月球的半徑，故無法算出密度，故A錯誤；

廣

Mmm4乃2r4%2r33萬

B.根據(jù)G得歷二，所以夕=寧，己知1就可算出密度，故B正確;

T2GT-

C、根據(jù)G,“J+得知二4萬2（廠：”）3,但不知道月球的半徑，故無法算出密度，故c錯誤；

（r+”）-T~GT2

D、觀察月球繞地球的圓周運動，只能算出地球的質量，無法算出月球質量，也就無法算出月球密度，故D錯誤；

故選B。

5、D

【解析】

A.根據(jù)i，=J用可知，軌道半徑不變，則它的速度大小不變，但是動量的方向不斷變化，即動量不斷變化，選項

A錯誤；

B.飛船繞地球做勻速圓周運動時，萬有引力與速度方向垂直，則萬有引力對飛船不做功，選項B錯誤；

C.它的速度大小不變，因為萬有引力產(chǎn)生向心加速度，則加速度不等于零，選項C錯誤；

D.它的速度大小不變，則它的動能不變，高度不變，則引力勢能也不變，選項D正確；

故選Do

6、A

【解析】

AB.根據(jù)題意可知，由于電流從a到力為正方向，當電流是從。流向由右手螺旋定則可知，鋁環(huán)M的磁場水平向

右，由于電流的減小，所以磁通量變小，根據(jù)楞次定律可得，鋁環(huán)M的感應電流順時針（從左向右看）。

當電流是從力流向d由右手螺旋定則可知，鋁環(huán)"的磁場水平向左，當電流增大，則磁通量變大，根據(jù)楞次定律可

得，所以感應電流順時針（從左向右看）。故電流方向不變，故A正確，B錯誤；

C.由圖乙可知，油內的電流的變化率不變，則產(chǎn)生的磁場的變化率不變，根據(jù)法拉第電磁感應定律可知，鋁環(huán)M產(chǎn)

生的電動勢的大小不變，所以感應電流的大小也不變。故C錯誤；

D.當線圈中電流為零時，鋁環(huán)M和線圈之間無磁場力作用，選項D錯誤；

故選A。

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。分。

7、BD

【解析】

A.運動的周期：

T與

CD

A錯誤；

B.根據(jù)線速度和角速度的關系:

v=coR

B正確；

CD.對飛椅和人受力分析：

根據(jù)力的合成可知繩子的拉力：

T=^-

COS。

根據(jù)牛頓第二定律：

mgtan0-mco2R

2

化解得：gtanO=CDKTC錯誤，D正確。

故選BD.

8、ABD

【解析】

A.在未施加電場時，A物體處于平衡狀態(tài)，當施加上電場力瞬間，A物體受到的合力為施加的電場力，故

qE=ma

解得

a=2g

方向向上，故A正確；

B.B剛要離開地面時，地面對B彈力為0,即

/=

對A物體

Eq=mg+K中

即A物體合力為0,因此從開始到B剛要離開地面過程，A物體做加速度逐漸變小的加速運動，即A物體速度一直增

大，故B正確；

C.從開始到彈簧恢復原長的過程，A物體的機械能增量等于電勢能的減少量與彈性勢能的減少量之和，從彈簧恢復

原長到B剛要離開地面的過程，A物體的機械能增量等于電勢能的減少量與彈性勢能的增加量之差，故C錯誤；

D.當B離開地面時，此時B受到彈簧的彈力等于B的重力，從施加電場力到B離開地面，彈簧的彈力做功為零，A

上升的距離為

x三

k

根據(jù)動能定理可知

qErx-mgx=—1mv2

解得

故D正確。

故選ABDo

9、BD

【解析】

因為木塊所受的摩擦力為滑動摩擦力，地面對木板的摩擦力為靜摩擦力，無法比較動摩擦因數(shù)的大小.通過對木板分

析，根據(jù)水平方向上的受力判斷其是否運動.當F作用于長木板時，先采用隔離法求出臨界加速度，再運用整體法，

求出最小拉力.

【詳解】

對mi,根據(jù)牛頓運動定律有：F-niniig=mia,對on,由于保持靜止有：出mig-Fr=0,Fr<p2(mi+niz)g,所以動摩擦

因數(shù)的大小從中無法比較.故A錯誤、B正確.改變F的大小，只要木塊在木板上滑動，則木塊對木板的滑動摩擦力

不變，則長木板仍然保持靜止.故C錯誤.若將F作用于長木板,當木塊與木板恰好開始相對滑動時，對木塊,

解得a=pig,對整體分析，有F-|i2(mi+nii)g=(mi+mz)a,解得F=(jii+jia)(mi+mz)g,所以當F>(山+中)(mi+mO

g時，長木板與木塊將開始相對滑動.故D正確.故選BD.

【點睛】

解決本題的關鍵能夠正確地受力分析，結合整體和隔離法，運用牛頓第二定律進行求解.

10、CD

【解析】

設彈簧彈力為尸，當產(chǎn)cos300=，叫sin30。時，即F=#〃歷時，4所受摩擦力為0；巖F＞與ng,A受到的摩

擦力沿斜面向下；若尸〃話，A受到的摩擦力沿斜面向上，可見AB錯誤C正確；當/二"〃?g時，A所受摩

擦力大小為7=/cosBO-〃7gsin30=；mg,方向沿斜面向下，D正確.

三、實驗題：木題共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。

IKACDAC與表示分力尸2的0〃長度相等，方向平行

【解析】

（1）［11A.合力與分力的關系為等效替代的關系，效果是相同的，所以在同一次實驗時，需要讓兩個力拉橡皮條和一

個力拉橡皮條產(chǎn)生的作用效果相同，則必定結點O的位置要相同，同時拉力的大小要適當大一些，可以有效減小誤差。

故A正確。

B.在重復實驗再次進行驗證時.結點O的位置可以與前一次不同.故R錯誤.

C.使用測力計時，施力方向應沿測力計軸線，可以減小因摩擦產(chǎn)生的誤差。讀數(shù)時視線應正對測力計刻度，可以減

小偶然誤差。故C正確。

D.拉橡皮條的細線要長一些，標記用一細繩方向的兩點要遠一些，可以減小方向誤差，故D正確。

故選ACD。

（2）［2］根據(jù)平行四邊形定則可知若AC與表示分力尸2的0月長度相等，方向平行，則說明合力與分力之間的關系滿

足平行四邊形定則。

12、Ri1000R（或滑動變阻器）300黑5001

【解析】

（D”112］由于滑動變阻器的最大阻值為1000Q,故當滑動變阻器調到最大時，電路中的電路約為

F

/?—=1.5mA

R

此時表頭滿偏，故定值電阻中的電流約為

仆/一（=1.2mA

故其阻值為

*==25。

因此定值電阻應該選擇用。

改裝后將紅黑表筆短接，將電流表調大滿偏，此時多用表的總內阻為

q=E=i°o0Q

故多用表的中值電阻為

品='=1000。

(2)[3][4][5]由于使用歐姆表