山西省忻州一中2023-2024學年高考壓軸卷物理試卷含解析

山西省忻州一中2023-2024學年高考壓軸卷物理試卷考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔。考試結束后，請將本試卷和答題卡一并交回。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，在電場強度大小為E0的水平勻強電場中，a、b兩點電荷分別固定在光滑水平面上，兩者之間的距離為l．當a、b的電量均為+Q時，水平面內(nèi)與兩點電荷距離均為l的O點處有一電量為+q的點電荷恰好處于平衡狀態(tài)．如果僅讓點電荷a帶負電，電量大小不變，其他條件都不變，則O點處電荷的受力變?yōu)?)A． B． C． D．2、一宇航員到達半徑為R、密度均勻的某星球表面，做如下實驗：如圖甲所示，用不可伸長的長為L的輕繩拴一質量為m的小球，輕繩上端固定在O點，在最低點給小球一初速度，使其繞O點在豎直面內(nèi)做圓周運動，測得繩的拉力大小F隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示。引力常量G及圖中F0均為已知量，忽略各種阻力。下列說法正確的是（）A．該星球表面的重力加速度為 B．小球過最高點的速度為C．該星球的第一宇宙速度為 D．該星球的密度為3、電容器是一種常用的電學元件，在電工、電子技術中有著廣泛的應用。以下有關電容式傳感器在生活中應用說法正確的是（）甲：電容式觸摸屏乙：電容式壓力傳感器丙：電容式油位傳感器?。弘娙菔郊铀俣葌鞲衅鰽．甲圖中，手指作為電容器一電極，如果改用絕緣筆在電容式觸摸屏上仍能正常操作B．乙圖中，力F增大過程中，電流計中的電流從a流向bC．丙圖中，油箱液位上升時，電容變小D．丁圖中，當傳感器由靜止突然向左加速，電容器處于充電狀態(tài)4、如圖所示，一只螞蟻從盤中心O點向盤邊緣M點沿直線OM勻速爬動，同時圓盤繞盤中心O勻速轉動，則在螞蟻向外爬的過程中，下列說法正確的（）A．螞蟻運動的速率不變 B．螞蟻運動的速率變小C．相對圓盤螞蟻的運動軌跡是直線 D．相對地面螞蟻的運動軌跡是直線5、一質量為M的探空氣球在勻速下降，若氣球所受浮力F始終保持不變，氣球在運動過程中所受阻力僅與速率有關，重力加速度為g?，F(xiàn)欲使該氣球以同樣速率勻速上升，則需從氣球吊籃中減少的質量為（）A．2（M﹣）B．M﹣C．2M﹣D．g6、下列說法中正確的是（）A．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，揭示了原子核是由質子和中子組成的B．湯姆遜通過對陰極射線的研究提出了原子核具有復雜的結構C．氫原子的能級理論是玻爾在盧瑟福核式結構模型的基礎上提出來的D．盧瑟福的粒子散射實驗揭示了原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中二、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、在軸上和處，固定兩點電荷和，兩電荷之間各點對應的電勢高低如圖中曲線所示，在處電勢最低，下列說法中正確的是（）A．兩個電荷是同種電荷，電荷量大小關系為B．兩個電荷是同種電荷，電荷量大小關系為C．處的位置電場強度不為0D．在與之間的連線上電場強度為0的點有2個8、如圖所示是導軌式電磁炮的原理結構示意圖。兩根平行長直金屬導軌沿水平方向固定，其間安放炮彈。炮彈可沿導軌無摩擦滑行，且始終與導軌保持良好接觸。內(nèi)阻為r可控電源提供的強大恒定電流從一根導軌流入，經(jīng)過炮彈，再從另一導軌流回電源，炮彈被導軌中的電流形成的磁場推動而發(fā)射。在發(fā)射過程中，該磁場在炮彈所在位置始終可以簡化為磁感應強度為B的垂直平行軌道勻強磁場。已知兩導軌內(nèi)側間距L，炮彈的質量m，炮彈在導軌間的電阻為R，若炮彈滑行s后獲得的發(fā)射速度為v。不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．a(chǎn)為電源負極B．電磁炮受到的安培力大小為C．可控電源的電動勢是D．這一過程中系統(tǒng)消耗的總能量是9、下列說法正確的是_______．A．氣體的溫度升高，每個氣體分子運動的速率都增大B．已知阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質量和密度，可算出該氣體分子間的平均距離C．空調(diào)機作為制冷機使用時，將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外，所以制冷機的工作不遵守熱力學第二定律D．附著層內(nèi)分子間距離小于液體內(nèi)部分子間距離時，液體與固體間表現(xiàn)為浸潤E.若分子間的距離減小，則分子間的引力和斥力均增大10、以點電荷A、B的連線為x軸，以點電荷B為坐標原點建立如圖所示的坐標系，點電荷A、B帶電量分別為q1、q2，間距為x0。一電子以一定的初速度進入該電場，由靠近坐標原點的位置沿x軸正方向運動，其電勢能的變化如圖中實線所示，圖線與x軸交點的橫坐標為x1，圖線最高點對應的橫坐標為x2，則下列判斷正確的是A．0–x1之間電場強度沿x軸正方向 B．A電荷帶正電，B電荷帶負電C． D．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．（6分）某同學利用如圖所示的裝置欲探究小車的加速度與合外力的關系．具體實驗步驟如下：①按照如圖所示安裝好實驗裝置，并測出兩光電門之間的距離L②平衡摩擦力即調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車沿長木板向下運動，且通過兩個光電門的時間相等③取下細繩和沙桶，測量沙子和沙桶的總質量m，并記錄④把小車置于靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車，并記錄小車先后通過光電門甲和乙的時間，并計算出小車到達兩個光電門時的速度和運動的加速度⑤重新掛上細繩和沙桶，改變沙桶中沙子的質量，重復②～④的步驟（1）用游標卡尺測得遮光片的寬度為d，某次實驗時通過光電門甲和乙的時間分別為Δt1和Δt2，則小車加速度的表達式為a=_________（2）關于本實驗的說法，正確的是________A．平衡摩擦力時需要取下細繩和沙桶B．平衡摩擦力時不需要取下細繩和沙桶C．沙桶和沙子的總質量必須遠遠小于小車的質量D．小車的質量必須遠遠小于沙桶和沙子的總質量（3）若想利用該裝置測小車與木板之間的動摩擦因數(shù)μ，某次實驗中，該同學測得平衡摩擦力后斜面的傾角θ，沙和沙桶的總質量m，以及小車的質量M．則可推算出動摩擦因數(shù)的表達式μ=__________（表達式中含有m、M、θ）12．（12分）同學們用如圖1所示的電路測量兩節(jié)干電池串聯(lián)而成的電池組的電動勢和內(nèi)電阻。實驗室提供的器材如下：電壓表，電阻箱（阻值范圍）；開關、導線若干。（1）請根據(jù)圖1所示的電路圖，在圖2中用筆替代導線，畫出連線，把器材連接起來_____________。（2）某同學開始做實驗，先把變阻箱阻值調(diào)到最大，再接通開關，然后改變電阻箱，隨之電壓表示數(shù)發(fā)生變化，讀取和對應的，并將相應的數(shù)據(jù)轉化為坐標點描繪在圖中。請將圖3、圖4中電阻箱和電壓表所示的數(shù)據(jù)轉化為坐標點描繪在圖5所示的坐標系中（描點用“+”表示），并畫出圖線_____________；（3）根據(jù)圖5中實驗數(shù)據(jù)繪出的圖線可以得出該電池組電動勢的測量值_____________V，內(nèi)電阻測量值______________Ω.（保留2位有效數(shù)字）（4）實驗中測兩組的數(shù)據(jù)，可以利用閉合電路歐姆定律解方程組求電動勢和內(nèi)阻的方法。該同學沒有采用該方法的原因是_____________________。（5）該實驗測得電源的電動勢和內(nèi)阻都存在誤差，造成該誤差主要原因是__________________。（6）不同小組的同學分別用不同的電池組（均由同一規(guī)格的兩節(jié)干電池串聯(lián)而成）完成了上述的實驗后，發(fā)現(xiàn)不同組的電池組的電動勢基本相同，只是內(nèi)電阻差異較大。同學們選擇了內(nèi)電阻差異較大的甲、乙兩個電池組進一步探究，對電池組的內(nèi)電阻熱功率以及總功率分別隨路端電壓變化的關系進行了猜想，并分別畫出了如圖6所示的和圖象。若已知乙電池組的內(nèi)電阻較大，則下列各圖中可能正確的是_______________________（選填選項的字母）。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，一厚度均勻的圓形玻璃管內(nèi)徑為16cm，外徑為24cm，長度為L1=80cm，一條光線AB從玻璃管壁中點入射，與直徑MN在同一豎直面內(nèi)，調(diào)整入射角，使得光線AB在玻璃中傳播的時間最長，最長時間為4.0×10-9s，真空中光速3.0×108m/s，求：（1）玻璃管的折射率n（2）光線經(jīng)玻璃管內(nèi)壁折射后，從另一側下端射出玻璃管，求玻璃管的長度14．（16分）如圖所示，內(nèi)壁光滑的氣缸豎直放置，在距氣缸底部l=36cm處有一與氣缸固定連接的卡環(huán)，活塞與氣缸底部之間封閉了一定質量的氣體。當氣體的溫度，大氣壓強時，活塞與氣缸底部之間的距離=30cm，已知活塞的面積為，不計活塞的質量和厚度，現(xiàn)對缸內(nèi)氣體加熱，使活塞緩慢上升當溫度上升至時，求：①封閉氣體此時的壓強②該過程中氣體對外做的功15．（12分）如圖所示，對角線MP將矩形區(qū)域MNPO分成兩個相同的直角三角形區(qū)域，在直角三角形MNP區(qū)域內(nèi)存在一勻強電場，其電場強度大小為E、向沿軸負方向，在直角三角形MOP區(qū)域內(nèi)存在一勻強磁場，磁場方向垂直于紙面向外（圖中未畫出）。一帶正電的粒子從M點以速度沿軸正方向射入，一段時間后，該粒子從對角線MP的中點進入勻強磁場，并恰好未從軸射出。已知O點為坐標原點，M點在軸上，P點在軸上，MN邊長為，MO邊長為，不計粒子重力。求：(1)帶電粒子的比荷；(2)勻強磁場的磁感應強度大小。

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】開始時，對放在O點的點電荷由平衡知識可知：；當讓點電荷a帶負電時，則a、b對O點點電荷的庫侖力豎直向上在，則O點處電荷的受力變?yōu)椋蔬xD.2、D【解析】

AB．由乙圖知，小球做圓周運動在最低點拉力為7F0，在最高點拉力為F0，設最高點速度為，最低點速度為，在最高點在最低點由機械能守恒定律得解得，故AB錯誤。C．在星球表面該星球的第一宇宙速度故C錯誤；D．星球質量密度故D正確。故選D。3、D【解析】

A．甲圖中，絕緣筆與工作面不能形成一個電容器，所以不能在電容屏上進行觸控操作。故A錯誤。B．乙圖中，力F增大過程中，電容器極板間距減小，電容變大，電容器充電，電流計中的電流從b流向a，選項B錯誤；C．丙圖中，油箱液位上升時，正對面積變大，電容變大，選項C錯誤；D．丁圖中，當傳感器由靜止突然向左加速，電介質插入電容器，電容變大，電容器處于充電狀態(tài)，選項D正確。故選D。4、C【解析】

AB．在螞蟻向外爬的過程中，沿半徑方向的速度不變，垂直于半徑方向的速度逐漸變大，可知合速度逐漸變大，即螞蟻運動的速率變大，選項AB錯誤；C．螞蟻沿半徑方向運動，則相對圓盤螞蟻的運動軌跡是直線，選項C正確；D．相對地面，螞蟻有沿半徑方向的勻速運動和垂直半徑方向的圓周運動，則合運動的軌跡不是直線，選項D錯誤；故選C。5、A【解析】

分別對氣球勻速上升和勻速下降過程進行受力分析，根據(jù)共點力平衡條件列式求解即可?！驹斀狻縿蛩傧陆禃r，受到重力Mg，向上的浮力F，向上的阻力f，根據(jù)共點力平衡條件有：氣球勻速上升時，受到重力，向上的浮力F，向下的阻力f，根據(jù)共點力平衡條件有：解得：故A正確，BCD錯誤。故選A?！军c睛】本題關鍵對氣球受力分析，要注意空氣阻力與速度方向相反，然后根據(jù)共點力平衡條件列式求解。6、C【解析】

A．天然放射現(xiàn)象揭示了原子核有復雜結構，A錯誤；B．湯姆遜發(fā)現(xiàn)電子揭示了原子具有復雜結構，而不是原子核具有復雜的結構，B錯誤C．玻爾的原子結構理論是在盧瑟福核式結構學說基礎上引進了量子理論，C正確；D．盧瑟福的粒子散射實驗揭示了原子具有核式結構，D錯誤。故選C。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、AC【解析】

AB．φ－x圖線的切線斜率表示電場強度的大小，點切線斜率為零即電場強度為0，則有則根據(jù)沿電場線方向電勢降低可知，內(nèi)電場強度沿x軸正方向，內(nèi)電場強度沿x軸負方向，則兩個電荷是同種電荷，故A正確，B錯誤；C．φ－x圖線的切線斜率表示電場強度的大小，點切線斜率不為零，則電場強度不為0，故C正確；D．由于兩個電荷是同種電荷，根據(jù)電場的疊加可知，在的左邊和的右邊合場強不可能為0，所以只有在處合場為0即只有一處，故D錯誤。故選AC。8、AD【解析】

A．若電源a、b分別為負極、正極，根據(jù)左手定則可知，受到的安培力向右，則導體滑塊可在磁場中向右加速；故A正確；B．因安培力F=BIL，根據(jù)動能定理所以選項B錯誤；C．由勻加速運動公式由安培力公式和牛頓第二定律，有F=BIL=ma根據(jù)閉合電路歐姆定律根據(jù)閉合電路歐姆定律聯(lián)立以上三式解得選項C錯誤；D．因這一過程中的時間為所以系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能為Q=I2（R+r）t聯(lián)立解得炮彈的動能為由能的轉化與守恒定律得這一過程中系統(tǒng)消耗的總能量為所以D正確。故選AD。9、BDE【解析】

A．溫度是分子平均動能的標志，氣體溫度升高，分子的平均動能增加，分子的平均速率增大，不是每個氣體分子運動的速率都增大，故A錯誤；B．知道阿伏加德羅常數(shù)、氣體的摩爾質量和密度，可求出氣體的摩爾體積，然后求出每個氣體分子占據(jù)的空間大小，從而能求出氣體分子間的平均距離，故B正確；C．空調(diào)機作為制冷機使用時，將熱量從溫度較低的室內(nèi)送到溫度較高的室外，產(chǎn)生了其他影響，即消耗了電能，所以不違背熱力學第二定律，故C錯誤；D．附著層內(nèi)分子間距離小于液體內(nèi)部分子間距離時，附著層內(nèi)分子間作用表現(xiàn)為斥力，附著層有擴展趨勢，液體與固體間表現(xiàn)為浸潤，故D正確；E．若分子間的距離減小，則分子間的引力和斥力均增大，故E正確．故選BDE．10、AC【解析】

A．0到之間電子的電勢能增大，電場力對電子做負功，電場力沿軸負方向，故電場強度沿軸正方向，A正確；B．0到過程中，電場力水平向左做負功，合電場強度水平向右，之后，電場力水平向右做正功，合電場強度水平向左，可知A電荷帶負電，B電荷帶正電，B錯誤；CD．電場力做功改變電勢能，所以電場力的大小表示為：所以電勢能隨位移變化的圖像的斜率為電場力，處電場力為0，電場強度為0，所以：解得：，C正確，D錯誤。故選AC。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、（1）；（2）B；（3）【解析】

（1）[1]小車經(jīng)過光電門時的速度分別為：，，由勻變速直線運動的速度位移公式可知，加速度：；（2）[2]AB.本實驗中，沙桶和沙子的總質量所對應的重力即為小車做勻變速運動時所受的外力大小，平衡摩擦力時應使小車在懸掛沙桶的情況下勻速運動，所以不需要取下細繩和沙桶，故A錯誤，B正確；CD.因為本實驗中，沙桶和沙子的總質量所對應的重力即為小車做勻變速運動時所受的外力大小，所以不需要“沙桶和沙子的總質量必須遠遠小于小車的質量”的實驗條件，也不需要小車的質量必須遠遠小于沙桶和沙子的總質量，故C錯誤，D錯誤。故選：B；（3）對小車，由平衡條件得：Mgsinθ?mg=μMgcosθ，得動摩擦因數(shù)：；12、（1）電路連線如圖：（2）畫出圖線如圖：（3）2.8V，1Ω（4）偶然誤差較大；（5）電壓表內(nèi)阻不是無窮大；（6）AC【解析】

（1）電路連線如圖：（2）畫出圖線如圖：（3）根據(jù)閉合電路歐姆定律可得：，即，則由圖像可知：，r=b=1Ω；（4）由于讀數(shù)不準確帶來實