2024学年山西省运城市临猗中学高三第四次联考物理试题

2024学年山西省运城市临猗中学高三第四次联考物理试题
考生须知：
1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。

选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。

2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。

3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。

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，两质点a，b在同一平面内绕O沿逆时针方向做匀速圆周运动，a，b的周期分别为2 s和20 s，a，b和O三点第一次到第二次同侧共线经历的时间为()
A．9
20
s B．
20
9
s C．
11
20
s D．
20
11
s
2、如图所示，在光滑水平桌面上有一边长为L、电阻为R的正方形导线框，在导线框右侧有一宽度为d（d＞L）的条形匀强磁场区域，磁场的边界与导线框的一边平行，磁场方向竖直向下。

导线框以某一初速度向右运动，t=0时导线框的右边恰与磁场的左边界重合，并以此位置开始计时做为导线框位移x的起点，随后导线框进入磁场区域，直至导线框的右边与磁场区域右边界重合。

下列图象中，可能正确描述上述过程的是（其中q表示流经线框的电荷量，v表示线框的瞬时速度）（）
A．B．
C．D．
3、如图所示，斜面体置于粗糙水平面上，斜面光滑．小球被轻质细线系住放在斜面上，细线另一端跨过定滑轮，用力拉细线使小球沿斜面缓慢向上移动一小段距离，斜面体始终静止．移动过程中（）
A．细线对小球的拉力变小
B．斜面对小球的支持力变大
C．斜面对地面的压力变大
D．地面对斜面的摩擦力变小
4、如图所示，两个完全相同的小球A、B，在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向上抛出，下列说法正确的是（）
A．两小球落地时的速度相同
B．两小球落地时，重力的瞬时功率相同
C．从开始运动至落地，重力对两小球做功相同
D．从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同
5、如图所示，虚线所围矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。

现从ab边的中点O 处，某一粒子以最小速度υ垂直于磁场射入、方向垂直于ab时，恰能从ad边的a点穿出。

若撤去原来的磁场在此矩形区域内存在竖直向下的匀强电场，使该粒子以原来的初速度在O处垂直于电场方向射入，通过该区域后恰好从d点穿出，已知此粒子的质量为m，电荷量的大小为q，其重力不计；ab边长为2ι，ad边长为3ι，则下列说法中正确的是
A．匀强磁场的磁感应强度大小与匀强电场的电场强度大小之比为
B．匀强磁场的磁感应强度大小与匀强电场的电场强度大小之比为
C．离子穿过磁场和电场的时间之比
D．离子穿过磁场和电场的时间之比
6、关于卢瑟福的α粒子散射实验和原子的核式结构模型，下列说法中不正确的是（）
A．绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进
B．只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上
C．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论
D．卢瑟福的“核式结构模型”很好地解释了氧原子光谱的实验
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、某磁敏电阻的阻值R随外加磁场的磁感应强度B变化图线如图甲所示。

学习小组使用该磁敏电阻设计了保护负载的电路如图乙所示，U为直流电压，下列说法正确的有（）
A．增大电压U，负载电流不变B．增大电压U，电路的总功率变大
C．抽去线圈铁芯，磁敏电阻的阻值变小D．抽去线圈铁芯，负载两端电压变小
8、下列说法正确的是（）
A．水亀可以停在水面上是因为液体具有表面张力
B．功可以全部转化为热，但热量不能全部转化为功
C．当两分子间距离大于平衡位置的间离时，分子间的距离越大，分子势能越小
D．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点
E.气体分子无论在什么温度下，其分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点
9、如图所示，CD、EF是两条水平放置的、阻值可忽略的平行金属导轨，导轨间距为L，在水平导轨的左侧存在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域的宽度为d，导轨的右端接有一阻值为R的电阻，左端与一弯曲的光滑轨道平滑连接．将一阻值也为R，质量为m的导体棒从弯曲轨道上h高处由静止释放，导体棒最终恰好停在磁场的右边界处．已知导体棒与水平导轨接触良好，且动摩擦因数为μ．下列说法正确的是
A ．通过电阻R 的最大电流为22BL gh R
B ．流过电阻R 的电荷量为2BdL R
C ．整个电路中产生的焦耳热为mgh
D ．电阻R 中产生的焦耳热为1()2
mg h d μ- 10、如图所示，某时刻将质量为10kg 的货物轻放在匀速运动的水平传送带最左端，当货物与传送带速度恰好相等时，传送带突然停止运动，货物最后停在传送带上。

货物与传送带间的动摩擦因数为0.5，货物在传送带上留下的划痕长为0.1m ，重力加速度取10m/s 2。

则货物（ ）
A ．总位移为0.2m
B ．运动的总时间为0.2s
C ．与传送带由摩擦而产生的热量为5J
D ．获得的最大动能为5J
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）某实验小组利用如图所示的装置验证“碰撞过程中的动量守恒”和探究“碰撞过程中的动能是否守恒”。

水平的气垫导轨上有两滑块A 、B ，滑块A 上有宽度为d 的遮光板；滑块B 上固定一支架，支架上水平固定一内壁光滑左侧开口的细薄金属直管，金属管右侧用金属板封闭，管内靠近金属板处静置一金属小球。

气垫导轨通气后利用右侧挡板上的弹射装置将滑块A 向左弹出，测得滑块A 第一次经过光电门的时间为t 1，后与静止的滑块B 相碰，碰后滑块B 和小球一起向左滑动滑块A 向右运动。

滑块A 第二次通过光电门的时间为t 2，滑块B 与左侧挡板刚接触时，立即被安装的锁止装置锁止，同时金属管中的小球沿管壁飞出落在水平地面上的O 点(图中未画出)。

用天平称量出滑块A (包括遮光板的总质量M 1、滑块B (包括支架、金属管)的总质量M 2、小球的质量m ，重力加速度为g 。

请回答以下问题：
（1）除了题中已给出的物理量还需用刻度尺测出的物理量及符号是________。

（2）小球离开金属管口时的速度大小为________(用题中已知和(1)问中物理量符号表示)。

（3）要验证碰撞过程中的动量守恒，本实验需要验证的表达式为________。

（4）要进一步探究碰撞过程中的动能是否守恒，需要比较表达式________与表达式________在误差允许范围内是否相等。

，．”灯泡两端的电压和通过灯泡的电12．（12分）在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验中，需测量一个标有“3V15W
流．现有如下器材：
直流电源（电动势1．2V，内阻不计）
电流表A1（量程1A，内阻约2．1Ω）
电流表A2（量程622mA，内阻约5Ω）
电压表V1（量程1V，内阻约1kΩ）
电压表V2（量程15V，内阻约222kΩ）
滑动变阻器R1（阻值2～12Ω，额定电流1A）
滑动变阻器R2（阻值2～1kΩ，额定电流122mA）
(1)在该实验中，电流表应选择______（填“A1”或“A2”），电压表应选择______（填“V1”或“V2”），滑动变阻器应选择
________（填“R1”或“R2”）．
(2)某同学用导线a、b、c、d、e、f、g和h连接成如图甲所示的电路，请在乙图方框中完成实验的电路图________________．
(1)该同学连接电路后检查所有元器件都完好，电流表和电压表已调零，经检查各部分接触良好．但闭合开关后，反复调节滑动变阻器，小灯泡的亮度发生变化，但电压表和电流表示数不能调为零，则断路的导线为___________．
(4)如图是学习小组在实验中根据测出的数据，在方格纸上作出该小灯泡的伏安特性曲线．若将该灯泡与一个6.2Ω的定值电阻串联，直接接在题中提供的电源两端，请估算该小灯泡的实际功率P =______W （保留两位有效数字）．（若需作图，可直接画在图中）
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）如图所示，内壁光滑的气缸竖直放置，在距气缸底部l=36cm 处有一与气缸固定连接的卡环，活塞与气缸
底部之间封闭了一定质量的气体。

当气体的温度1200T K =，大气压强50 1.0110p Pa =⨯时，活塞与气缸底部之间的
距离0l =30cm ，已知活塞的面积为250cm ，不计活塞的质量和厚度，现对缸内气体加热，使活塞缓慢上升当温度上升至2540T K =时，求：
①封闭气体此时的压强
②该过程中气体对外做的功
14．（16分）如图，一质量m =0.4kg 的滑块（可视为质点）静止于动摩擦因数µ=0.1的水平轨道上的A 点。

对滑块施加一水平外力，使其向右运动，外力的功率恒为P =10.0W 。

经过一段时间后撒去外力，滑块继续滑行至B 点后水平飞出，恰好在C 点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道，轨道的最低点D 处装有压力传感器，当滑块到达传感器上方时，传感器的示数为25.6N 。

已知轨道AB 的长度L =2.0m ，半径OC 和竖直方向的夹角α=37°，圆形轨
道的半径R =0.5m 。

（空气阻力可忽略，g =10 m/s 2，sin37°
=0.6，cos 37°=0.8）求： （1）滑块运动到C 点时速度v c 的大小；
（2）B 、C 两点的高度差h 及水平距离x ?
（3）水平外力作用在滑块上的时间t ?
15．（12分）一直桶状容器的高为21，底面是边长为l 的正方形；容器内装满某种透明液体，过容器中心轴DD′、垂直于左右两侧面的剖面图如图所示．容器右侧内壁涂有反光材料，其他内壁涂有吸光材料．在剖面的左下角处有一点光源，已知由液体上表面的D 点射出的两束光线相互垂直，求该液体的折射率．
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
【解题分析】
a 、
b 和O 三点第一次到第二次同侧共线即质点a 要比质点b 多运动一周．则要满足1a b
t t T T -=,代入数据得解得：209
t s =，B 正确． 故选B
2、D
【解题分析】
AB ．线圈进入磁场时，产生的感应电动势为
E =BLv
感应电流为
E I R
= 线框受到的安培力大小为
22B L v F BIL R
== 由牛顿第二定律为
F =ma
则有
22B L v a mR = 在线框进入磁场的过程中，由于v 减小，所以a 也减小，则流经线框的电荷量
R BLx R
q ∆Φ== 则q ∝x ，q -x 图象是过原点的直线。

根据数学知识得：
q BL x BLv I t R t R
∆∆===∆∆ 因为v 减小，则q -t 图象切线斜率减小；当线框完全进入磁场后，无感应电流，不受安培力，线框做匀速直线运动，磁通量不变，故AB 错误；
C ．线圈进入磁场的过程做加速度减小的变减速运动，v -t 图象是曲线，故C 错误；
D ．线圈进入磁场的过程，根据动量定理得：
0BILt mv mv -=-
又
BLvt BLx q It R R
=== 联立整理得
22
0B L v v x mR
=- v -x 图象是向下倾斜的直线，线框完全进入磁场后，做匀速直线运动，故D 正确。

故选D 。

3、D
【解题分析】
此题是力学分析中的动态变化题型，其中球的重力以及支持力方向都没变，故可画动态三角形，如图，可知慢慢增大，减小，故AB 错；可由隔离法分析斜面与地面之间力的作用，已知球给斜面的压力减小，故斜面对地面压力减小，对地面摩擦力减小，可知D 正确，C 错误．故选D ．
4、C
【解题分析】
A ．两个小球在运动的过程中都是只有重力做功，机械能守恒，根据机械能守恒可知两物体落地时速度大小相等，方
向不同，所以速度不同，故A错误。

B．落地时两物体的速率相同，重力也相同，但A物体重力与速度的夹角为锐角，B物体重力与速度方向相同，所以落地前的瞬间B物体重力的瞬时功率大于A物体重力的瞬时功率，故B错误。

C．根据重力做功的表达式得两个小球在运动的过程重力对两小球做功都为mgh，故C正确。

D．从开始运动至落地，重力对两小球做功相同，但过程A所需时间小于B所需时间，根据知重力对两小球做功的平均功率不相同，故D错误。

5、D
【解题分析】
根据某一粒子以最小速度υ垂直于磁场射入、方向垂直于ab时，恰能从ad边的a点穿出可知，本题考查带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心和几何关系求解；
若撤去原来的磁场在此矩形区域内存在竖直向下的匀强电场，使该粒子以原来的初速度在O处垂直于电场方向射入，通过该区域后恰好从d点穿出可知，本题也考查带电粒子在电场中的偏传，根据类平抛运动列方程求解。

【题目详解】
A、B项：粒子在磁场中运动，由题意可知，粒子做圆周运动的半径为，
由公式可得：，
联立两式解得：；
粒子在电场中偏转有：
联立解得：
所以，故A、B错误；
C、D项：粒子在磁场中运动的时间为：
粒子在电场中运动的时间为：
所以，故C错误，D正确。

故选：D。

6、D
【解题分析】
A．α粒子散射实验的内容是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α粒子
发生了大角度偏转（偏转角度超过90︒，有的甚至几乎达到180︒，被反弹回来），故A正确；
B．α粒子散射实验中，只有少数α粒子发生大角度偏转说明三点：一是原子内有一质量很大的粒子存在；二是这一粒子带有较大的正电荷；三是这一粒子的体积很小，但不能说明原子中正电荷是均匀分布的，故B正确；
C．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论，故C正确；
D．玻尔的原子模型与原子的核式结构模型本质上是不同的，玻尔的原子模型很好地解释了氢原子光谱的实验，故D 错误；
不正确的故选D。

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
【解题分析】
AB．增大电压U，为保护负载，则磁敏电阻两端需要分压，即电压增大，则磁敏电阻的阻值增大，根据甲图可知磁感应强度增大，所以通过线圈的电流增大，根据
P=UI
可知电路的总功率P变大，故A错误，B正确；
CD．抽去线圈铁芯，线圈产生的磁感应强度减小，故磁敏电阻的阻值变小，则磁敏电阻两端的电压变小，而U不变，所以负载两端电压变大，故C正确，D错误。

故选BC。

8、ADE
【解题分析】
A．水虽可以停在水面上是因为液体具有表面张力的缘故，故A符合题意；
B．功可以全部转化为热；而热量也可以全部转化为功，但要引起其他方面的变化，故B不符合题意；
C．当两分子间距离大于平衡位置的间距r0时，分子力表现为引力，分子间的距离增大，分子引力做负功，分子势能增加，故C不符合题意；
D．液晶显示器是利用了液晶对光具有各向异性的特点，故D符合题意；
E．气体分子无论在什么温度下，根据统计规律知道气体的分子速率都呈现“中间多、两头少”的分布特点，故E符合题意。

故选ADE。

9、ABD
【解题分析】
A．金属棒下滑过程中，机械能守恒，由机械能守恒定律得：
212
mgh mv = 金属棒到达水平面时的速度
v =金属棒到达水平面后进入磁场受到向左的安培力做减速运动，则刚到达水平面时的速度最大，所以最大感应电动势为 E=BLv
最大的感应电流为
2BLv I R ==故A 正确；
B ．通过金属棒的电荷量 2BLd q R r R
Φ==+ 故B 正确；
C ．金属棒在整个运动过程中，由动能定理得：
mgh -W B -μmgd =0-0
则克服安培力做功：
W B =mgh-μmgd
整个电路中产生的焦耳热为
Q =W B =mgh-μmgd
故C 错误；
D ．克服安培力做功转化为焦耳热，电阻与导体棒电阻相等，通过它们的电流相等，则金属棒产生的焦耳热：
1122
R Q Q mg h d μ==-（） 故D 正确．
10、ACD
【解题分析】
令传送带的速度为v ，根据题意可知，货物在传送带上先加速后做减速运动，加速运动阶段，其加速度大小为 25m/s mg
a g m μμ=＝＝
当货物加速到和传送带速度相等时，所用时间为
15
v v t a ＝＝ 货物发生的位移为
22
1210
v v x a ＝＝ 传送带发生的位移为
2
215
v x vt ＝＝ 减速运动过程中货物的加速度大小为
a ′=a =5m/s 2
当货物速度减为零，所用的时间为
25
v v t a '＝＝ 货物发生的位移为
22
3210
v v x a '＝＝ 根据题意可知，货物在传送带上留下的划痕长为
2
210.1m 10
v x x x =-== 所以传送带的速度为
v =1m/s
货物发生的总位移为
x =x 1+x 3=0.2m
运动的总时间为
t =t 1+t 2=0.4s
与传送带由摩擦而产生的热量
Q =μmg （x 2-x 1+x 3）=10J
货物获得的最大动能为
E k ＝12
mv 2＝5J 故B 错误，ACD 正确。

故选ACD 。

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、小球从离开金属管口到落地的过程中，运动的水平位移s 和竖直高度h
()121122d g d M M m s M t h t =+- 21212M d t ()22212224M m s g M d t h
++ 【解题分析】
(1)[1]．滑块A 与静止的滑块B 相碰后，A 反向，B 和小球一起向左滑动，B 被锁止后，小球以碰后B 的速度平抛，故利用平抛的运动规律可求出小球离开金属管时的初速度，也即碰后B 和小球的共同速度故需要测出小球从离开金属管口到落地的过程中，运动的水平位移s 和竖直高度h 。

(2)[2]．由平抛运动规律可知，平抛的初速度为 2g s h。

(3)[3]．取向左为正方向滑块A 、B 碰前的总动量为 1
1d M t ，碰后的总动量为 ()2122g d M m s M h t +- ，故需验证的表达式为
()12112
2d g d M M m s M t h t =+- (4)[4][5]．滑块A 、B 碰前的总动能为 21212M d t ，碰后的总动能为 ()22212224M m s g M d t h
++ ，故要探究功能是否守恒，需要比较 21212M d t 和 ()22212224M m s g M d t h
++ 是否相等。

12、A 2 V 1 R 1 h 2.17W （2.15W~2.18W ）
【解题分析】
(1)[1]灯泡额定电流
I =P/U =1.5/1A=2.5A ，
电流表选A 2(量程622mA ，内阻约5Ω)；
[2]灯泡额定电压为1V ，如果选择15V 量程则误差太大，故电压表只能选V 1(量程1V ，内阻约1kΩ)；
[1]描述小灯泡的伏安特性曲线，要求电流从零开始变化，需采用分压电路．为保证电路安全，方便实验操作，滑动变阻器应选：R 1(阻值2∼12Ω，额定电流1A)；
(2)[4]由实物电路图可知，滑动变阻器采用分压接法，电流表采用外接法．根据实物电路图作出电路图，如图所示:
[5]小灯泡的亮度可以发生变化，但电压表、电流表无法调为零，说明分压电路变成限流电路，导线h 断路；
(4)[6]电动势为1V 的电源与6.2Ω的定值电阻串联组成等效电源，在灯泡伏安特性曲线中作出等效电源的U −I 图象，如图所示:
两图象的交点坐标值为：
U =1.2V ，I =2.1A ，
灯泡功率为：
P =UI =1.2V×2.1A≈2.16W.
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、①51.510Pa ⨯②30J
【解题分析】
试题分析：（1）对活塞进行受力分析：0pS p S =得：50 1.010p p Pa ==⨯
设活塞上升到卡球处时气体温度为0T ，初状态体积0l S ，温度为1T ，末状态体积为Sl ，则：
01l S lS T T
=③ 解得：2360540T K T K =<= 气体还将进行等容不得升温，初状态压强为0p ，温度为T ，末状态压强为1p ，温度为2T ，则：
022
p p T T =⑤ 解得：51 1.510p Pa =⨯ （2）该封闭气体仅在等压膨胀过程中对外做功，则：0030W FS p S
l l J ==-=（） 考点：考查了理想气体状态方程
【名师点睛】先写出已知条件，对活塞进行受力分析，根据理想气体状态方程求压强；活塞克服重力和外面的大气压
做功，利用功的计算公式即可求解，注意应用公式时，温度为热力学温度．
14、（1）v c =5m/s ；（2）h =1.45m ；x =1.2m ；（3）t =1.4s
【解题分析】
（1）滑块运动到D 点时，由牛顿第二定律得：
F N －mg ＝m 2D v R
滑块由C 点运动到D 点的过程，由机械能守恒定律得：
mgR （1－cosα）＋212C mv ＝212
D mv 联立解得5m /s c v =。

（2）滑块在C 点时，速度的竖直分量为：
sin 3m /s y c v v ==α
B 、
C 两点的高度差为
h ＝22y
v g ＝1.45 m
滑块由B 运动到C 所用的时间为
t y ＝y
v g ＝1．3 s
滑块运动到B 点时的速度为
cos 4m /s B c v v ==α
B 、
C 间的水平距离为
1.2m B y x v t ==
（3）滑块由A 点运动到B 点的过程，由动能定理得：
212
B Pt μmgL mv -= 解得0.4s t =。

15、1.55
【解题分析】
设从光源发出直射到D 点的光线的入射角为i 1，折射角为r 1，在剖面内做光源相对于反光壁的镜像对称点C ，连接CD ，交反光壁于E 点，由光源射向E 点的光线，反射后沿ED 射向D 点；光线在D 点的入射角为i 2，折射角为r 2，如图所示；
设液体的折射率为n ，由折射定律：11sin sin n i r =① 22sin sin n i r =②
依题意：1290r r +=︒③ 联立①②③解得：222121sin sin n i i =+④ 由几何关系：12
22sin 17
44l i l l ==+⑤ 222332
sin 5944l i l l ==+⑥ 联立④⑤⑥解得：n =1.55。