2025年山西省晋中市昔阳中学高考物理四模试卷(含详细答案解析)

这是一份2025年山西省晋中市昔阳中学高考物理四模试卷(含详细答案解析)，共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.甲、乙两物体做直线运动，其位移-时间图像如图所示，则在t1∼t2时间内( )
A. 两物体平均速度相等
B. 两物体路程相等
C. 甲做匀加速运动
D. 乙做匀减速运动
2.如图，光滑斜面AB和BC在B处连接。将一小球从AB斜面上距地面高为h处无初速释放，经B处沿斜面BC上滑，若小球每次经B处时动能损耗10%，已知重力加速度为g，则小球( )
A. 第1次沿斜面BC上滑的最大高度为110h
B. 第1次沿斜面BC上滑的最大高度为 1010h
C. 第1次滑离B点时的速率是第1次滑到B点时速率的910倍
D. 第1次滑离B点时的速率是第1次滑到B点时速率的3 1010倍
3.2024年4月，神舟十八号飞船航天员乘组携带“水生密闭生态实验模块”进入中国空间站“问天”实验舱，实施国内首次在轨水生生态系统研究项目。该模块主体为一个充满水的“太空鱼缸”，其中有金鱼藻和4条斑马鱼。该系统在轨运行期间，忽略空间站受到的空气摩擦力和地球之外的天体引力，则( )
A. 斑马鱼受到浮力、地球引力和向心力
B. 斑马鱼受到的浮力与地球引力大小相等，方向相反
C. 斑马鱼所受向心力来自地球引力
D. 斑马鱼所受地球引力与其在地面所受引力大小相等
4.如图，物体A、B质量分别为m和2m，用轻绳连接后跨过轻质滑轮。将斜面倾角由45∘缓慢增大到50∘的过程中，B始终静止在斜面上，则( )
A. 轻绳对B的拉力增大
B. 轻绳对B的拉力减小
C. B受到的静摩擦力增大
D. B受到的静摩擦力减小
5.有些金属原子受激后，从某激发态跃迁回基态时，会发出特定颜色的光。图甲所示为钠原子和锂原子分别从激发态跃迁回基态的能级差值，钠原子发出频率为5.09×1014Hz的黄光，可见光谱如图乙所示。锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为( )
A. 红色B. 橙色C. 绿色D. 青色
6.如图所示，材料相同的物体A、B由轻绳连接，质量分别为m1和m2且m1≠m2，在恒定拉力F的作用下沿斜面向上加速运动。则( )
A. 轻绳拉力的大小与斜面的倾角θ有关
B. 轻绳拉力的大小与物体和斜面之间的动摩擦因数μ有关
C. 轻绳拉力的小与两物体的质量m1和m2有关
D. 若改用F沿斜面向下拉连接体，轻绳拉力的大小不变
7.如图所示，半径为5m的四分之一圆弧ABC固定在水平地面上，O为圆心。在圆心O右侧同一水平线上某点处，水平向左抛出一个小球，小球可视为质点，恰好垂直击中圆弧上的D点，D点到水平地面的高度为2m，g取10m/s2，则小球的抛出速度是( )
A. 8 153B. 4 153C. 4 53D. 3 52
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.杨氏双缝干涉实验为十大最美经典物理实验之一，它验证了光的波动性。现用某一单色光源做双缝干涉实验，屏上出现了明暗相间的条纹，则( )
A. 双缝间距离越大，条纹间距也越大
B. 用一块偏振片遮住一条缝，则屏上的干涉条纹消失
C. 完全遮住一条缝使其不透光，屏上仍有明暗相间的条纹
D. 装置放入水中，屏上条纹间距较空气中条纹间距变小
9.一质量为m=40kg的儿童电动汽车在水平地面上由静止开始做直线运动。在一段时间内电动汽车的速度与牵引力的功率随时间变化的函数关系图像分别如图甲、乙所示，3s末电动汽车牵引力功率达到额定功率，10s末电动汽车的速度达到最大值，14s时关闭发动机，经过一段时间电动汽车停止运动。整个过程中电动汽车受到的阻力恒定。下列说法正确的是( )
A. 电动汽车最大速度为10m/s
B. 电动汽车受到的阻力为60N
C. 关闭发动机后，电动汽车经过5s停止运动
D. 整个过程中，电动汽车克服阻力做功为3750J
10.如图所示，物体A、B放在水平圆盘的一个直径上，用不可伸长的轻绳相连，绳子刚好伸直，圆盘可绕竖直轴OO′转动，A、B到轴的距离分别为2r和r，两物块的质量关系为mB=3mA，两物块与圆盘面的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，轻绳能承受的拉力足够大，当圆盘以不同角速度绕轴OO′匀速转动时，下列说法正确的是( )
A. 当ω= μgr时，物体B受到的摩擦力为0
B. 当ω= 3μgr时，物体A受到的摩擦力为0
C. 随着转动角速度增大，最终A沿圆盘半径向外滑动
D. 随着转动角速度增大，最终B沿圆盘半径向外滑动
三、实验题：本大题共2小题，共21分。
11.在“研究小球做平抛运动”的实验中：
某同学用频闪照相机拍摄到如图所示的小球平抛运动的照片，小方格的边长L=2.5cm，看小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则照相机每隔______ s曝光一次，小球平抛初速度为v0=______m/s，到达b点时的瞬时速度大小为vb=______m/s(g=10m/s2)。
12.(1)甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图(甲)、(乙)、(丙)所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。已知他们使用的小车完全相同，小车的质量为M，重物的质量为m，试回答下列问题：
①甲、乙、丙实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是______。
A.甲、乙、丙
B.甲、乙
C.甲、丙
②实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是______(填“甲”、“乙”或“丙”)。
③实验时，甲、乙、丙三组同学的操作均完全正确，他们作出的a−F图线如图(丁)中A、B、C所示，则甲、乙、丙三组实验对应的图线依次是______。(选填“ABC”、“BCA”或“CAB”)。
(2)实验中，有同学用打点计时器得到了在不同拉力作用下的A、B、C、D……几条较为理想的纸带，交流电的频率为50Hz，并在纸带上每5个点取一个计数点，按打点先后依次为0，1，2，3，4，5。由于不小心，几条纸带都被撕断了，如图所示(图中数据为相邻两计数点间的距离)，请根据给出的四段纸带判断：在b、c、d三段纸带中，可能是从纸带A撕下的是______。
A.b
B.c
C.d
D.无法确定
(3)小明同学采用(乙)图实验装置探究质量一定时加速度与力的关系的实验时，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a−F图像是图(丁)中的一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为______。
四、简答题：本大题共1小题，共11分。
13.如图所示，某一弹射游戏装置由弹性竖直挡板P、长度l=1m的水平直轨道AB、半径R=0.8m的竖直半圆轨道BCD和半径r=0.1m的竖直半圆管道DEF组成，轨道各部分平滑连接。已知小球质量m=0.01kg，小球直径略小于管道DEF直径，小球与AB间的动摩擦因数μ=0.5，其余各部分轨道均光滑，小球与P的碰撞无机械能损失，某次小球从P处向右弹出时的初动能为Ek0=0.17J(g取10m/s2)。
(1)求小球第一次运动到B点时对圆轨道的压力大小；
(2)若要小球能从F点射出，求Ek0的最小值；
(3)若r=2.0m，小球能两次进入DEF轨道，求Ek0的范围。
五、计算题：本大题共2小题，共22分。
14.如图所示，在倾角为θ=37∘的足够长斜面上放置一质量M=2kg、长度L=1.5m的极薄平板 AB，在薄平板的上端A处放一质量m=1kg的小滑块(视为质点)，将小滑块和薄平板同时无初速释放。已知小滑块与薄平板之间的动摩擦因数为μ1=0.25、薄平板与斜面之间的动摩擦因数为μ2=0.5，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8，取g=10m/s2。求：
(1)释放后，小滑块的加速度al和薄平板的加速度a2;
(2)从释放到小滑块滑离薄平板经历的时间t。
15.有一种内置发条的玩具小车，在推力作用下运动时，发条收紧储存能量，每前进0.01m发条储能0.06J，最大可储能3.00J。无推力作用时，发条释放能量产生动力，每前进0.01m释放0.12J，直至储能释放完毕。已知玩具小车质量为0.8kg，在一恒定推力作用下从静止开始在水平地面上沿直线前进了0.10m，推力与水平方向夹角37∘指向斜下方、大小为20N；推力撤去后，小车继续沿直线前进。设小车受到的外界阻力为其给水平地面压力的0.1倍，g取10m/s2，sin37∘取0.6。求：
(1)从推力开始作用到撤去时外界阻力做的功；
(2)推力撤去时小车的速度大小；
(3)小车运动过程中的最大动能。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：A.由图可知，在t1∼t2时间内，甲物体的位移等于乙物体的位移，时间相等，故在t1∼t2时间内，甲物体的平均速度等于乙物的平均速度，故A正确；
B.由图可知，甲物体的路程大于乙物体的路程，故B错误；
C.由图可知，甲物体的位移-时间图像斜率不变，位移-时间图像的斜率表示速度，故甲物体做匀速直线运动，故C错误；
D.位移-时间图像的斜率表示速度，由图可知，乙物体的位移-时间图像斜率先减小后变大，故乙物体先向反方向做减速运动，再向正方向做加速运动，故D错误。
故选：A。
由图像可直接确定两质点位置关系以及路程，根据x−t图像的斜率表示速度，分析速度的大小，结合平均速度等于位移与时间之比分析。
对于位移-时间图像，结合两图线的交点表示相遇，图像的斜率表示速度进行分析。
2.【答案】D
【解析】解：AB.小球第一次下到B点，设动能为Ek1，根据能量守恒定律得：
Ek1=mgh
小球每次经B处时动能损耗10%，设第1次沿斜面BC上滑的最大高度为h′，根据能量守恒定律得：
Ek1(1−10%)=mgh′
解得：h′=910h
故AB错误；
CD.设第1次滑到B点时速率为v1，第1次滑离B点时的速率v2，根据小球每次经B处时动能损耗10%，则有
12mv12(1−10%)=12mv22
解得：v2v1=3 1010
故C错误，D正确。
故选：D。
结合题目已知条件，根据能量守恒定律分析求解；若小球每次经B处时动能损耗10%，据此分析求解。
本题关键灵活地选择物理过程运用能量守恒定律列式求解，注意理清运动过程和运用好题目给出的条件。
3.【答案】C
【解析】解：ABC、浮力产生的原因是液面不同高度的压力差，空间站绕地稳定飞行时，由地球对它的万有引力提供向心力，处于完全失重状态，液面没有压力差，所以斑马鱼不受浮力作用，只受万有引力作用，故AB错误，C正确；
D、根据万有引力表达式F=GMmr2可知，斑马鱼离地球越远所受地球的引力越小，所以其所受地球引力比其在地面所受引力小，故D错误。
故选：C。
系统在轨运行时，处于完全失重状态，液面没有压力差，斑马鱼不受浮力；斑马鱼所受向心力来自地球引力。根据万有引力定律分析引力大小。
解答本题时，要理解浮力产生的原因，知道液体处于完全失重状态时，不存在浮力。
4.【答案】C
【解析】解：AB、对A物体受力分析，A受重力和轻绳的拉力两个力作用，根据共点力平衡条件有
T=mg
可知，拉力与角度的变化无关，一直保持不变，故AB错误；
CD、再对物体B受力分析，B受拉力T、重力GB、支持力N以及静摩擦力f，因T=mg>m；
(2)根据匀变速直线运动的特点：相邻的时间间隔位移之差相等，判断哪段是从A上撕下的；
(3)根据牛顿第二定律结合图像可解得。
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，同时要熟练应用所学基本规律解决实验问题。探究加速度与力、质量关系实验要采用控制变量法，当钩码的质量远小于小车的总质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于钩码的重力，若用力传感器，则不需要满足此条件。
13.【答案】解：(1)小球从A运动到B，由动能定理有
−μmgl=12mv2−Ek0
解得小球第一次运动到B点时速度为：v=2 6m/s
在B点，对小球由牛顿第二定律有
F−mg=mv2r
解得：F=0.4N
由牛顿第三定律可知，小球第一次运动到B点时对圆轨道的压力大小为F′=F=0.4N。
(2)要求运动中，滑块不脱离轨道，设小球通过轨道BCD的最高点D的最小速度为vD，则有
mg=mvD2r
解得：vD=2 2m/s
对DF过程，由动能定理有
−2mgr=12mvF2−12mvD2
解得：vF=2m/s
所以滑块通过D点后肯定能通过F点，对A到D过程由功能关系有
Ek0−μmgl−2mgR=12mvD2
解得：Ek0=0.25J
(3)若小球恰好运动到F点，由动能定理得
Ek0−μmgl−2mgR−2mgr=0
已知：r=2.0m
解得：Ek0=0.61J
小球恰好第二次运动到D点，有
Ek0−μmg⋅3l−2mgR=12mvD2
解得：Ep0=0.35J
小球恰好第三次运动到D点，有
Ek0−μmg⋅5l−2mgR=12mvD2
解得：Ep0=0.45J
因此初动能Ek0的范围为0.35J≤Ek0