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(yīng)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(zhǔn)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(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、在軌道上穩(wěn)定運(yùn)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(gè)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(yùn)動

B.小球經(jīng)過甲軌道最高點(diǎn)時(shí)比經(jīng)過乙軌道最高點(diǎn)時(shí)速度大

C.如果減少小球的初速度，小球有可能不能到達(dá)乙軌道的最高點(diǎn)

D.小球經(jīng)過甲軌道最高點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大于經(jīng)過乙軌道最高點(diǎn)時(shí)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(dāng)氫原子從n=4能級躍遷到〃=3能級時(shí)，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(nèi)，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(shí)，氫原子要吸收能量

C.氫原子從〃=3能級躍遷到n=l能級時(shí)，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(yīng)

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

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

路總電阻為2R。整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為小方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場中。當(dāng)時(shí)桿在平行于水平導(dǎo)軌的拉力

尸作用下以速度力沿導(dǎo)軌勻速運(yùn)動時(shí)，〃桿也正好以速度也向下勻速運(yùn)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(qiáng)度為慶①+嶺）2tngR

D."與也大小的關(guān)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(wù)將是我國首次月球表面采

樣返回任務(wù)，這次任務(wù)的完成將標(biāo)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(gè)小球做自由落體運(yùn)動，測出落下的高度”和時(shí)間，

B.嫦娥五號貼近月球表面做勻速圓周運(yùn)動，測出運(yùn)行周期T

C.嫦娥五號在高空繞月球做勻速圓周運(yùn)動，測出距月球表面的高度”和運(yùn)行周期7

D.觀察月球繞地球的勻速圓周運(yùn)動，測出月球的直徑。和運(yùn)行周期7

5、若“神舟”五號飛船在一段時(shí)間內(nèi)保持繞地心做勻速圓周運(yùn)動，則（）

A.它的速度大小不變，動量也不變B.它不斷克服地球?qū)λ娜f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(shí)間內(nèi)，用絲線懸掛的

鋁環(huán)"中產(chǎn)生感應(yīng)電流，則（）

A.從左向右看感應(yīng)電流的方向?yàn)轫槙r(shí)針

B.從左向石看感應(yīng)電流的方向?yàn)橄软槙r(shí)針后逆時(shí)針

C.感應(yīng)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(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(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，飛椅和人的質(zhì)量為，小運(yùn)動半徑為R,角速度大小為“，鋼繩與

豎直方向的夾角為。，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g。下列說法正確的是

A.運(yùn)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(guān)系為gtan在〃K

8、A、B兩物體質(zhì)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(zhì)彈簧相連放在水

平面上，如圖所示，開始時(shí)A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)在施加豎直向上的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E=重，式中g(shù)為重

q

力加速度，若不計(jì)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(jī)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(shí)，A的速度大小為2g后

9、如圖所示，質(zhì)量為孫的木塊和質(zhì)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(shí)，長木板將開始運(yùn)動

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

（1）定值電阻應(yīng)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(xué)用改裝后尚未標(biāo)示對應(yīng)刻度的歐姆表測量內(nèi)阻和量程均未知的電壓表V的內(nèi)阻。步驟如下：先將歐姆表

的紅、黑表筆短接，調(diào)節(jié)一填圖甲中對應(yīng)元件代號），使電流計(jì)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(nèi)阻為—。，量程為V。

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）細(xì)管AB內(nèi)壁光滑、厚度不計(jì)，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(diǎn)為圓弧軌道的最高點(diǎn)。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(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球a、b,質(zhì)量分別為,Wa=6kg>mb=2kgo最初b球靜止在管內(nèi)AC段某一

位置，a球以速度PO水平向右運(yùn)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兩球的速度大小：

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

14.（16分）粗細(xì)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(shí)兩管內(nèi)水

銀柱等高，兩管內(nèi)空氣（可視為理想氣體）柱長均為上90cm,此時(shí)兩管內(nèi)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(nèi)水銀面上升10cm,在注入水銀過程中，左管內(nèi)溫

度緩慢下降到-23℃,右管內(nèi)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(zhì)量的理想氣體，現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱，當(dāng)氣體吸收熱量。時(shí)，活塞

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

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、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(yùn)動時(shí)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(yùn)動到兩個(gè)最高點(diǎn)時(shí)沒有外力做功，機(jī)械能守恒，運(yùn)動到最高點(diǎn)速度大

小相同，B錯；C錯；小球做圓周運(yùn)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(shí)，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(yīng)，故D正確。

故選Do

3、D

【解析】

A.導(dǎo)體而切割磁感線時(shí)產(chǎn)生沿H方向，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，導(dǎo)體cd向下勻速運(yùn)動，未切割磁感線，不產(chǎn)生感應(yīng)電動

勢，故整個(gè)電路的電動勢為導(dǎo)體外產(chǎn)生的，大小為：

E=BLvx?

感應(yīng)電流為：

/=互=駟

2R2R

導(dǎo)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(dǎo)體棒cd勻速運(yùn)動，在豎直方向受到摩擦力和重力平衡，有:

f="BIL=mg⑤

即導(dǎo)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(shè)月球的質(zhì)量為M,半徑為r,則月球的密度片「

A.在月球表面使一個(gè)小球做自由落體運(yùn)動，測出下落的高度H和時(shí)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(zhì)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(yùn)動，只能算出地球的質(zhì)量，無法算出月球質(zhì)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(xiàng)

A錯誤；

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

C.它的速度大小不變，因?yàn)槿f有引力產(chǎn)生向心加速度，則加速度不等于零，選項(xiàng)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(xiàng)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(dāng)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(yīng)電流順時(shí)針（從左向右看）。

當(dāng)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(dāng)電流增大，則磁通量變大，根據(jù)楞次定律可

得，所以感應(yīng)電流順時(shí)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(nèi)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(yīng)定律可知，鋁環(huán)M產(chǎn)

生的電動勢的大小不變，所以感應(yīng)電流的大小也不變。故C錯誤；

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

故選A。

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(yùn)動的周期：

T與

CD

A錯誤；

B.根據(jù)線速度和角速度的關(guān)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(shí)，A物體處于平衡狀態(tài)，當(dāng)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(shí)，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(yùn)動，即A物體速度一直增

大，故B正確；

C.從開始到彈簧恢復(fù)原長的過程，A物體的機(jī)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(fù)

原長到B剛要離開地面的過程，A物體的機(jī)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(dāng)B離開地面時(shí)，此時(shí)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?yàn)槟緣K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(yùn)動.當(dāng)F作用于長木板時(shí)，先采用隔離法求出臨界加速度，再運(yùn)用整體法，

求出最小拉力.

【詳解】

對mi,根據(jù)牛頓運(yùn)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(dāng)木塊與木板恰好開始相對滑動時(shí)，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(dāng)F>(山+中)(mi+mO

g時(shí)，長木板與木塊將開始相對滑動.故D正確.故選BD.

【點(diǎn)睛】

解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析，結(jié)合整體和隔離法，運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行求解.

10、CD

【解析】

設(shè)彈簧彈力為尸，當(dāng)產(chǎn)cos300=，叫sin30。時(shí)，即F=#〃歷時(shí)，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(dāng)/二"〃?g時(shí)，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(shí)驗(yàn)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(guān)系為等效替代的關(guān)系，效果是相同的，所以在同一次實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要讓兩個(gè)力拉橡皮條和一

個(gè)力拉橡皮條產(chǎn)生的作用效果相同，則必定結(jié)點(diǎn)O的位置要相同，同時(shí)拉力的大小要適當(dāng)大一些，可以有效減小誤差。

故A正確。

B.在重復(fù)實(shí)驗(yàn)再次進(jìn)行驗(yàn)證時(shí).結(jié)點(diǎn)O的位置可以與前一次不同.故R錯誤.

C.使用測力計(jì)時(shí)，施力方向應(yīng)沿測力計(jì)軸線，可以減小因摩擦產(chǎn)生的誤差。讀數(shù)時(shí)視線應(yīng)正對測力計(jì)刻度，可以減

小偶然誤差。故C正確。

D.拉橡皮條的細(xì)線要長一些，標(biāo)記用一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)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(guān)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(dāng)滑動變阻器調(diào)到最大時(shí)，電路中的電路約為

F

/?—=1.5mA

R

此時(shí)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(yīng)該選擇用。

改裝后將紅黑表筆短接，將電流表調(diào)大滿偏，此時(shí)多用表的總內(nèi)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