2023-2024學年湖南長沙某中學高考物理四模試卷含解析

2023-2024學年湖南長沙一中高考物理四模試卷

注意事項

1.考試結束后，請將本試卷和答題卡一并交回.

2.答題前，請務必將自己的姓名、準考證號用0.5亳米黑色墨水的簽字筆填寫在試卷及答題卡的規(guī)定位置.

3.請認真核對監(jiān)考員在答題卡上所粘貼的條形碼上的姓名、準考證號與本人是否相符.

4.作答選擇題，必須用2B鉛筆將答題卡上對應選項的方框涂滿、涂黑；如需改動，請用橡皮擦干凈后，再選涂其他

答案.作答非選擇題，必須用05毫米黑色墨水的簽字筆在答題卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律無效.

5.如需作圖，須用2B鉛筆繪、寫清楚，線條、符號等須加黑、加粗.

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、如圖所示，一圓球固定在水平地面上，球心為0。直細棒AB的B端擱在地面上，棒身靠在球面上并和球心在同一

豎直平面內(nèi)，切點為P,細棒與水平面之間的夾角為0。若移動棒的B端沿水平地面靠近圓球，使切點P恰好以。點

為圓心做勻速圓周運動，則

A.B端向右勻速運動B.夕角隨時間均勻增大

C.PB長度隨時間均勻減小D.以上說法都不對

2、2019年“山東艦”正式服役，標志著我國進入雙航母時代。如圖，“山東艦”正在沿直線航行，其質(zhì)量為機，發(fā)動機

的輸出功率恒為P,所受阻力恒為力某時刻速度為以、加速度為"I,一段時間，后速度變?yōu)榱?c2＞也），在這段時間

內(nèi)位移為s。下列關系式正確的是（）

A.--工

"%m

D.T，此一加；

3、如圖所示，圖甲是旋轉磁極式交流發(fā)電機簡化圖，其矩形線圈在勻強磁場中不動，線圈匝數(shù)為10匝，內(nèi)阻不可忽

略。產(chǎn)生勻強磁場的磁極繞垂直于磁場方向的固定軸OO,（。0沿水平方向）勻速轉動，線圈中的滋通量隨時間按如

圖乙所示正弦規(guī)律變化。線圈的兩端連接理想變壓器，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比m：：1,電阻修=&=8。。

電流表示數(shù)為1A。則下列說法不正確的是（）

O'

乙

A.Med線圈在圖甲所在的面為非中性面

B.發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值為10夜V

C.電壓表的示數(shù)為10V

D.發(fā)電機線圈的電阻為4。

4、“世界上第一個想利用火箭飛行的人”是明朝的士大夫萬戶。他把47個自制的火箭綁在椅子上，自己坐在椅子上，

雙手舉著大風箏，設想利用火箭的推力，飛上天空，然后利用風箏平穩(wěn)著陸。假設萬戶及所攜設備i火箭（含燃料）、椅

子、風箏等）總質(zhì)量為M,點燃火箭后在極短的時間內(nèi).廢量為m的熾熱燃氣相對地面以vo的速度豎直向下噴出.忽

略此過程中空氣阻力的影響，重力加速度為g,下列說法中正確的是

B.在燃氣噴出后的瞬間，火箭的速度大小為一%

M—m

22

C.噴出燃氣后萬戶及所攜設備能上升的最大高度為

D.在火箭噴氣過程中，萬戶及所攜設備機械能守恒

5、一列簡諧橫波沿X軸正方向傳播，速度為0.5m/s,周期為4s。Uis時波形如圖甲所示，b、C、d是波上的四個

質(zhì)點。如圖乙所示是波上某一質(zhì)點的振動圖像。下列說法正確的是（）

y/my/m

4

O

x/m

甲

A.這列波的波長為Im

B.GOs時質(zhì)點a的速度與質(zhì)點力的速度相等

C.Uis質(zhì)點。的加速度大小比質(zhì)點）的加速度大

D.如圖乙表示的是質(zhì)點力的振動圖像

6、一質(zhì)子束入射到靜止靶核;;AI上，產(chǎn)生如下核反應：p+；；AlfX+n,p、n分別為質(zhì)子和中子，則產(chǎn)生的新核

含有質(zhì)子和中子的數(shù)目分別為（）

A.28和15B.27和14C.15和13D.14和13

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，有一列沿X軸正向傳播的簡諧橫波，在7=0時刻振源S從。點開始振動。當，=0.2s時，波剛好傳到

x=4m處的質(zhì)點。下列對該簡諧橫波的分析中正確的是（）

B.頻率為5Hz的簡諧橫波與該波相遇時一定能夠發(fā)生干涉現(xiàn)象

C.該簡諧橫波遇到尺寸小于4m的障礙物時能夠發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象

D.當，=0.4s時，該簡諧橫波上的M點向右移動了2m

E.若站在振源右側的接收者以速度V勻速向振源靠近，那么接收者接收到的頻率一定大于5Hz

8、下列說法正確的是_______。

A.單擺的周期與振幅無關

B.機械波和電磁波都可以在真空中傳播

C.只有發(fā)生共振時，受迫振動的頻率才等于驅(qū)動力的頻率

D.兩列波產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，振動加強區(qū)域與振動減弱區(qū)域交替排列

9、如圖甲所示，在平靜湖面上有兩個相距2m的波源&、Sz上下振動產(chǎn)生兩列水波，Si、S2波源振動圖象分別如圖乙.

③保持電鍵與閉合和滑動變阻器滑片P的位置不變，斷開電鍵S2,調(diào)整電阻箱R）的阻值大小，使電壓表的指針指到

滿刻度的三分之一；讀出此時電阻箱心=596。的阻值，則電壓表內(nèi)電阻Rv=

實驗所提供的器材除待測電壓表、電阻箱（最大阻值999.9。）、電池（電動勢約1.5V,內(nèi)阻可忽略不計）、導線和電鍵

之外，還有如下可供選擇的實驗器材：

A滑動變阻器：最大阻值200。

B滑動變阻器：最大值阻10。

C定值電阻：阻值約20。

D定值電阻：阻值約200

根據(jù)以上設計的實驗方法，回答下列問題。

①為了使測量比較精確，從可供選擇的實驗器材中，滑動變阻器K應選用,定值電阻K應選用

（填寫可供選擇實驗器材前面的序號）。

②對于上述的測量方法，從實驗原理分析可知，在測量操作無誤的情況下，實際測出的電壓表內(nèi)阻的測量值R測

真實值Rv（填“大于”、“小于”或“等于"），這誤差屬于誤差（填”偶然“或者"系統(tǒng)”）且在其

他條件不變的情況下，若心越大，其測量值人的誤差就越____________（填“大”或“小嘰

12.（12分）有一電壓表V,量程為3V,要求測量其內(nèi)阻K、?？蛇x用的器材有：

滑動變阻器甲，最大阻值10Q；

滑動變阻器乙，最大阻值l（）kC;

電阻箱&,最大阻值9999.9。；

電源用，電動勢約為4V,內(nèi)阻不計；

電源七2,電動勢約為10V,內(nèi)阻不計；

電壓表Vo,量程6V；

開關兩個，導線若干;

（1）小蘭采用如圖甲所示的測量電路圖，在實物圖中，己正確連接了部分導線，請根據(jù)圖甲電路完成剩余部分的連接

.*

⑵連接好實驗電路后，小蘭進行實驗操作，請你補充完善下面操作步驟：

①斷開開關$2和將用的滑片移到最左端的位置；

②閉合開關邑和調(diào)節(jié)飛，使V滿偏；

③斷開開關邑，保持不變，調(diào)節(jié)使V示數(shù)為2.00V,讀取并記錄此時電阻箱的阻值為此，為使得測量

結果盡量準確，滑動變阻器與應選擇（填“甲”或"乙”），電源應選擇（填“片”或“&”），小蘭測出

的電壓表內(nèi)阻R測=,它與電壓表內(nèi)阻的真實值Kv相比，4&（選填或"V"）；

⑶小兵同學采用了如圖乙所示的測量電路圖，實驗步驟如下：

①斷開開關邑和S1,將用的滑片移到最左端的位置；

②閉合開關S,和S-調(diào)節(jié)凡，使V滿偏，記下此時V。的讀數(shù)；，

③斷開開關S?,調(diào)節(jié)與和此，使V示數(shù)達到半偏，且V。的讀數(shù)不變；

讀取并記錄此時電阻箱的阻值為理論上分析，小兵測出的電壓表v內(nèi)阻的測量值R%與真實值相比，

%Rv（選填或"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）如圖所示，帶等量異種電荷的兩平行金屬板豎直放置（M板帶正電，N板帶負電），板間距為d=80cm,

板長為L板間電壓為U=100V。兩極板上邊緣連線的中點處有一用水平輕質(zhì)絕緣細線拴接的完全用同的小球A和B

組成的裝置。，在外力作用下。處于靜止狀態(tài)，該裝置中兩球之間有一處于壓縮狀態(tài)的絕緣輕質(zhì)小彈簧（球與彈簧不

拴接），左邊A球帶正電，電荷量為q=4xlO4C,右邊B球不帶電，兩球質(zhì)量均為m=1.0、10小1里,某時刻裝置。中細

線突然斷裂，A、B兩球立即同時獲得大小相等、方向相反的速度（彈簧恢復原長）。若A、B之間彈簧被壓縮時所具

有的彈性能為1.0x10%,小球A、B均可視為質(zhì)點，。裝置中彈簧的長度不計，小球帶電不影響板間勻強電場，不計

空氣阻力，取g=10m/s2。

求：（1）為使小球不與金屬板相碰，金屬板長度L應滿足什么條件？

（2）當小球B飛離電場恰好不與金屬板相碰時，小球A飛離電場時的動能是多大？

⑶從兩小球彈開進入電場開始，到兩小球間水平距離為30cm時，小球A的電勢能增加了多少？

MN

14.（16分）如圖甲所示，在足夠大的水平地面上有A、B兩物塊（均可視為質(zhì)點）。U0時刻，A、B的距離xo=6m,A

在水平向右的推力戶作用下，其速度一時間圖象如圖乙所示。U0時刻，B的初速度大小M）=12m/s、方向水平向右，

經(jīng)過一段時間后兩物塊發(fā)生彈性正碰。己知B的質(zhì)量為A的質(zhì)量的3倍，A、B與地面間的動摩擦因數(shù)分別為川=0.1、

〃2=0?4,取g=10m/s2。

（1）求A、B碰撞前B在地面上滑動的時間力以及距離不；

⑵求從/=0時刻起到A與B相遇的時間3

⑶若在A、B碰撞前瞬間撤去力凡求A、B均靜止時它們之間的距離“

Xa

甲

15.（12分）在納米技術中需要移動或修補原子，必須使在不停地做熱運動（速率約幾百米每秒）的原子幾乎靜止下

來且能在一個小的空間區(qū)域內(nèi)停留一段時間，為此已發(fā)明了“激光致冷”的技術。即利用激光作用于原子，使原子運動

速率變慢，從而溫度降低。

⑴若把原子和入射光子分別類比為一輛小車和一個小球，則“激光致冷”與下述的力學模型相似。如圖所示，一輛質(zhì)量

為小的小車（左側固定一輕質(zhì)擋板以速度火）水平向右運動；一個動量大小為以質(zhì)量可以忽略的小球水平向左射入小

車后動量變?yōu)榱?；緊接著不斷重復上述過程，最終小車將停下來。設地面光滑。求：

①第一個小球入射后，小車的速度大小如

②從第一個小球入射開始計數(shù)到小車停止運動，共入射多少個小球？

（2）近代物理認為，原子吸收光子的條件是入射光的頻率接近于原子吸收光譜線的中心頻率如圖所示，現(xiàn)有一個原子A

水平向右運動，激光束a和激光束b分別從左右射向原子A,兩束激光的頻率相同且都略低于原子吸收光譜線的中心

頻率、請分析：

①哪束激光能被原子A吸收?并說明理由；

②說出原子A吸收光子后的運動速度增大還是減小。

。0(A)0b

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】

A.將B點速度沿著平行桿和垂直桿方向分解，如圖所示:

故

cosO

其中也=%,P點做勻速圓周運動，故與不變，由于0變大，故I，變大，即8端向右加速，故A錯誤;

B.結合幾何關系，經(jīng)過時間，后的0角增加為：

0

2x(―+W)=0+2cot

2

故〃角隨時間均勻增大，故B正確；

C.尸8的長度等于的長度，由于B點向右是加速運動，故尸耳長度不是隨時間均勻減小，故C錯誤;

D.由于B正確，故D錯誤；

故選B。

2、A

【解析】

A.由牛頓第二定律，則有

C4|———J—_P_f

mm/HVjm

故A正確；

B.當航母達到最大速度時，F(xiàn)可,此時

￡PP

f=一—

故B錯誤；

C.航母的運動不是勻加速運動，則時間，內(nèi)的位移

v.十g

S^=-——7

2

故c錯誤；

D.由動能定理可得

Pf_於=-i/HV)2

故D錯誤。

故選A。

3、C

【解析】

A.線圈位于中性面時，磁通量最大，由圖甲可知，此時的磁通量最小，為峰值面，故A正確不符合題意;

B.由圖乙知

(D=RV=—7iWb,T=0.02s

100

角速度為

2兀

co=—=1OOnrad/s

T

電動勢的最大值

故B正確不符合題意;

C.根據(jù)歐姆定律以及變壓器原副線圈電壓關系的

…景，3q

解得Ui=8V,故C錯誤符合題意;

D.由閉合電路的歐姆定律得

E=UI+/J

解得

r=4￡l

故D正確不符合題意。

故選C。

4、B

【解析】

火箭的推力來源于燃料燃燒時產(chǎn)生的向后噴出的高溫高壓氣體對火箭的反作用力，在燃氣噴出后的瞬間，視萬戶及所

攜設備（火箭（含燃料）、椅子、風箏等）為系統(tǒng)，動量守恒，噴出燃氣后萬戶及所攜設備做豎直上拋運動。

【詳解】

A、火箭的推力來源于燃料燃燒時產(chǎn)生的向后噴出的高溫高壓氣體對火箭的反作用力，故A錯誤：

B、在燃氣噴出后的瞬間，視萬戶及所攜設備（火箭（含燃料）、椅子、風箏等）為系統(tǒng)，動量守恒，設火箭的速度大小為

v,規(guī)定火箭運動方向為正方向，則有-〃?％=0,解得火箭的速度大小為^二贄一，故B正確；

M-tn

222

c、噴出燃氣后萬戶及所攜設備做豎直上拋運動，根據(jù)運動學公式可得上升的最大高度為〃=二=、，，故

2g2（M-m）2g

C錯誤；

D、在火箭噴氣過程中，燃料燃燒時產(chǎn)生的向后噴出的高溫高壓氣體對萬戶及所攜設備做正功，所以萬戶及所攜設備

機械能不守恒，故D錯誤；

故選B。

【點睛】

關鍵是、在燃氣噴出后的瞬間，視萬戶及所攜設備（火箭（含燃料）、椅子、風箏等）為系統(tǒng)，動量守恒；在火箭噴氣過程

中，燃料燃燒時產(chǎn)生的向后噴出的高溫高壓氣體對萬戶及所攜設備做正功，所以萬戶及所攜設備機械能不守恒。

5、C

【解析】

A.由題可知，速度為0.5m/s,周期為4s,則波長

2=vT=0.5x4=2m

A錯誤；

B.UOs時質(zhì)點。在波峰處，速度為零，質(zhì)點力在平衡位置，速度最大，B錯誤；

C.因為周期T=4s,所以當Uis時經(jīng)歷了4,此時質(zhì)點。在平衡位置，位移為零，加速度為零，質(zhì)點》在波峰處，位

移最大，加速度最大，C正確；

D.由乙圖可知，當Uis時該質(zhì)點在波谷處，與此相符合的質(zhì)點是質(zhì)點c,D錯誤。

故選C。

6、D

【解析】

質(zhì)子的電荷數(shù)為L質(zhì)量數(shù)為1;中子的電荷數(shù)為0,質(zhì)量數(shù)為1;根據(jù)電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒，X的質(zhì)子數(shù)（電荷數(shù)）為

1+13-0=14,質(zhì)量數(shù)為1+27-1=27,中子數(shù)：27-14=13。

A.28和15。與上述結論不符，故A錯誤；

B.27和14。與上述結論不符，故B錯誤；

C.15和13。與上述結論不符，故C錯誤；

D.14和13。與上述結論相符，故D正確。

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、ACE

【解析】

A.由圖可知該波的波長為％=4m,當，=0.2s時，波剛好傳到x=4m處的質(zhì)點，所以該波的周期為7=O.2s,該波的

頻率為5Hz,故波速

v=—=20m/s,

T

故A正確；

B.兩列波相遇時能夠發(fā)生干涉的現(xiàn)象的條件是：兩列波的頻率相同，相位差恒定，故B錯誤；

C能夠發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的條件是：障礙物或小孔的尺寸比波長小或差不多（〃，4）,故C正確；

D.簡諧橫波上?的質(zhì)點都在平衡位置上下振動.不會沿波的傳播方向移動.故D錯誤：

E.由多普勒效應可知接收者和波源相向運動時，接收者接收到的頻率增大，故E正確。

故選：ACEo

8、AD

【解析】

A.單擺周期為：

與振幅無關，A正確；

B.機械波必須在彈性媒介中傳輸，不能在真空中傳播；電磁波可以在真空中傳播，故B錯誤.

C.受迫振動的頻率等于驅(qū)動力的頻率，當驅(qū)動力的頻率接近物體的固有頻率時，振動顯著增強，當驅(qū)動力的頻率等

于物體的固有頻率時發(fā)生共振，C錯誤；

I）.兩列波相疊加產(chǎn)生干涉現(xiàn)象時，振動加強區(qū)域與減弱區(qū)域間隔出現(xiàn)，這些區(qū)域位置不變，D正確.

9、ACD

【解析】

ABC.由圖乙或丙可知，周期為2s,且兩波的振動步調(diào)相反，則波長為

x=vT=0.4m

M點到兩波源的距離差為

=0.4m=-x2

則M點為振動減弱點，N點到兩波源的距離差為

"廿=0.2m=—xl

則N點為振動加強點，因此M點的振幅為10cm,N點振幅為30cm,故A正確，B錯誤，C正確；

IX兩列波傳到N點所用的時間分別為5.5s和4.5s,到10s時Si波使N點振動

4.5s=2.25T

此時振動在波谷，至lj10s時S2波使N點振動

5.5s=2.757

此時也在波谷，則到10s時N點位移為一30cm,故D正確；

E.兩列波傳到M點所用的時間分別為4.0s和6.0s,到10s時s1波使M點振動

6.0s=37'

此時振動在平衡位置，至IJ10s時S2波使M點振動

4.0s=2丁

此時也在平衡位置，則到10s時M點位移為0,故E錯誤。

故選ACDo

10、BC

【解析】

ABC.如圖，由幾何知識可知，與AD邊界相切的軌跡半徑為1.5L,與CD邊界相切的軌跡半徑為L；

Ix/I

BURJC

由半徑公式：R=方可知軌跡與CD邊界相切的粒子速度為牛，由此可知，僅滿足與<u<%的粒子從CD邊界

的PD間射出，選項A錯誤，BC正確；

D.由上述分析可知，速度小于牛的粒子不能打出磁場，故選項D錯誤。

故選BC.

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、298B大于系統(tǒng)小

【解析】

[1]由實驗原理可知，電壓表的指針指到滿刻度的三分之一，因此電阻箱分得總電壓的三分之二，根據(jù)串聯(lián)電路規(guī)律可

知，&=員=298。，故電壓表內(nèi)阻為2980

2

①[2][3]該實驗中，滑動變阻器采用了分壓接法，為方便實驗操作，要選擇最大阻值較小的滑動變阻器，即選擇B；定

值電阻起保護作用，因電源電動勢為L5V,若保護電阻太大，則實驗無法實現(xiàn)，故定值電阻應選用C。

②⑷從實驗原理分析可知，當再斷開開關S2,調(diào)整電阻箱心的阻值，當當電壓表半偏時，閉合電路的干路電流將減

小，故內(nèi)電壓降低，路端電壓升高，從而使得滑動變阻器并聯(lián)部分兩端電壓變大，即使電壓表示數(shù)為一半。

⑸而電阻箱心的電壓超過電壓表電壓，導致所測電阻也偏大，所以測量電阻大于真實電阻；本誤差是由實驗原理造成

的，屬于系統(tǒng)誤差。

⑹在其他條件不變的情況下，若Rv越大，滑動變阻器并聯(lián)部分兩端電壓變化越小，其測量值R測的誤差就越小。

12、(R甲&2/>=

【解析】

(1)[1].實物連線如圖

⑵③[2][3][4]⑸⑹.斷開開關S?,保持R不變，調(diào)節(jié)后，使V示數(shù)為2.00V,讀取并記錄此時電阻箱的阻值為

為使得測量結果盡量準確，滑動變阻器朋應選擇阻值較小的甲；電源應選擇用；當電壓表讀數(shù)為2V時，電阻箱兩端

電壓為IV,則由串聯(lián)電路的特點可知，測出的電壓表內(nèi)阻R刈=2%；因斷開開關邑后，電阻箱與電壓表串聯(lián)，則電

阻值變大，此時電阻箱與電壓表兩端電壓之和要大于3V,而電壓表讀數(shù)為2V時電阻箱兩端電壓大于IV,則實際上

電壓表內(nèi)阻小于2R),則電壓表內(nèi)阻的真實值R，相比，R測〉Rv;

(3)[7].此測量方法中，S2閉合時電壓表兩端電壓等于S2斷開時電壓表和此兩端的電壓之和，則當S斷開時電壓表半

偏時，電壓表的內(nèi)阻等于電阻箱Q的阻值，此方法測量無誤差產(chǎn)生，即R，二&。

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、(l)L<0.8m；(2)8.5xlO*2J；(3)5xlOuJ

【解析】

⑴兩小球與彈簧系統(tǒng)機械能守恒，彈簧的彈性勢能，轉化為兩個小球的動能

E=2x—mv2

2

小球獲得的初速度

%=C=lm/s

A球帶正電，A球在水平方向做勻減速運動，B球不帶電，B在水平方向做勻速運動，所以是B先碰到極板。

B向右做平拋運動，由?二卬得飛行時間

t=-^―=0.4s

豎直方向的位移

y=；=0.8m

為使小球不與金屬板相碰，金屬板的長度應滿足L<0.8nu

(2)水平方向：A球向左做勻減速運動，加速度

qU..

a=----=5m/s2

md

A球飛離電場時的水平速度

匕=v0-at=-lm/s

豎直方向：A球向下做自由落體運動，豎直速度

vv=gf=4m/s

A球離開電場時的動能

8.5x1or

(3)兩小球進入電場后，豎直方向都做自由落體運動，因此兩小球在運動的過程中始終位于同一水平線上。當兩球間的

距離為x=30cm時

??1'2

X=--at-

整理得

產(chǎn)一。8，+0.12=0

解得

，=0.2s或，=0.6s>0.4(不合理，舍去)

此時，A球水平位移

x=v/--at2=0.1m

A02

根據(jù)功能關系可知，A