湖南省湘南中學新高考壓軸卷物理試卷及答案解析

湖南省湘南中學新高考壓軸卷物理試卷請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應的答題區(qū)內。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。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，粗細均勻的正方形金屬線框abcd用輕質導線懸吊，線框一半處在勻強磁場中，線框平面與磁場垂直，給導線通以如圖的恒定電流，靜止時每根導線的拉力為F。保持電流不變，將金屬線框向下平移剛好完全進入磁場中，靜止時每根導線的拉力為2F。ab邊始終保持水平，導線始終豎直，則金屬框的重力為()A． B． C．F D．2、如圖所示，邊長為L的正六邊形ABCDEF的5條邊上分別放置5根長度也為L的相同絕緣細棒。每根細棒均勻帶上正電?，F(xiàn)將電荷量為+Q的點電荷置于BC中點，此時正六邊形幾何中心O點的場強為零。若移走+Q及AB邊上的細棒，則O點強度大小為(k為靜電力常量)(不考慮絕緣棒及+Q之間的相互影響)A．B．C．D．3、石拱橋是中國傳統(tǒng)的橋梁四大基本形式之一。假設某拱形橋為圓的一部分，半徑為。一輛質量為的汽車以速度勻速通過該橋，圖中為拱形橋的最高點，圓弧所對的圓心角為，關于對稱，汽車運動過程中所受阻力恒定，重力加速度為。下列說法正確的是（）A．汽車運動到點時對橋面的壓力大于B．汽車運動到點時牽引力大于阻力C．汽車運動到點時，橋面對汽車的支持力等于汽車重力D．汽車從點運動到點過程中，其牽引力一定一直減小4、如圖所示，在光滑水平面上一小球以某一速度運動到A點，遇到一段半徑為R的1/4圓弧曲面AB后，落到水平地面的C點．已知小球沒有跟圓弧曲面的任何點接觸，則BC的最小距離為（）A．R B．R C．R D．（－1）R5、如圖所示，一根長為L的金屬細桿通有電流時，在豎直絕緣擋板作用下靜止在傾角為的光滑絕緣固定斜面上。斜面處在磁感應強度大小為B、方向豎直向上的勻強磁場中。若電流的方向和磁場的方向均保持不變，金屬細桿的電流大小由I變?yōu)?.5I，磁感應強度大小由B變?yōu)?B，金屬細桿仍然保持靜止，則（）A．金屬細桿中電流方向一定垂直紙面向外 B．金屬細桿受到的安培力增大了C．金屬細桿對斜面的壓力可能增大了BIL D．金屬細桿對豎直擋板的壓力可能增大了BIL6、如圖所示，傳送帶AB長為16m，水平地面BC的長為8m，傳送帶與水平地面之間B處由光滑小圓弧連接，物塊在B處由傳送帶滑到水平地面速度大小不變，物塊與水平地面間、傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為0.5，光滑半圓形軌道CD的半徑為1.25m，與水平地面相切于C點，其直徑CD右側有大小為100V/m、方向水平向左的勻強電場。傳送帶以l0m/s的速度順時針運動，帶正電的物塊可看成質點，其質量為5kg，帶電荷量為0.5C，從靜止開始沿傾角為37°的傳送帶頂端A滑下。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，則下列說法正確的是（）A．物塊在傳送帶上先加速后勻速B．物塊在傳送帶上運動的時間為3sC．物塊到達C點時對C點的壓力為306ND．物塊可以運動到D點，在D點速度為m/s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，光滑、平行的金屬軌道分水平段(左端接有阻值為R的定值電阻)和半圓弧段兩部分，兩段軌道相切于N和N′點，圓弧的半徑為r，兩金屬軌道間的寬度為d，整個軌道處于磁感應強度為B，方向豎直向上的勻強磁場中．質量為m、長為d、電阻為R的金屬細桿置于框架上的MM′處，MN=r.在t=0時刻，給金屬細桿一個垂直金屬細桿、水平向右的初速度v0，之后金屬細桿沿軌道運動，在t=t1時刻，金屬細桿以速度v通過與圓心等高的P和P′；在t=t2時刻，金屬細桿恰好通過圓弧軌道的最高點，金屬細桿與軌道始終接觸良好，軌道的電阻和空氣阻力均不計，重力加速度為g.以下說法正確的是()A．t=0時刻，金屬細桿兩端的電壓為Bdv0B．t=t1時刻，金屬細桿所受的安培力為C．從t=0到t=t1時刻，通過金屬細桿橫截面的電量為D．從t=0到t=t2時刻，定值電阻R產生的焦耳熱為8、如圖所示，、是兩列波的波源，時，兩波源同時開始垂直紙面做簡諧運動。其振動表達式分別為m，m，產生的兩列波在同一種均勻介質中沿紙面?zhèn)鞑?。是介質中的一點，時開始振動，已知，，則_________。A．兩列波的波速均為B．兩列波的波長均為C．兩列波在點相遇時，振動總是減弱的D．點合振動的振幅為E.，沿著傳播的方向運動了9、一列周期為0.8s的簡諧波在均勻介質中沿x軸傳播，該波在某一時刻的波形如圖所示；A、B、C是介質中的三個質點，平衡位置分別位于2m、3m、6m處．此時B質點的速度方向為－y方向，下列說法正確的是()A．該波沿x軸正方向傳播，波速為10m/sB．A質點比B質點晚振動0.1sC．B質點此時的位移為1cmD．由圖示時刻經(jīng)0.2s，B質點的運動路程為2cmE.該列波在傳播過程中遇到寬度為d＝4m的障礙物時不會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象10、下列說法正確的是A．聲波在空氣中的傳播速度比在水中的傳播速度快B．受迫振動中驅動力的頻率不一定等于物體的固有頻率C．拍攝玻璃櫥窗內的物品時，在鏡頭前加裝一個偏振片是為了增加透射光的強度D．宇航員駕駛宇宙飛船以接近光速經(jīng)過地球時，地球上的人認為飛船上的時鐘變慢E.機械波的波長越長，則該波越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象三、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）如圖所示是“驗證動量守恒定律”實驗中獲得的頻閃照片，已知A、B兩滑塊的質量分是在碰撞，，拍攝共進行了四次。第一次是在兩滑塊相撞之前，以后的三次是在碰撞墻之后。B滑塊原來處于靜止狀態(tài)，并且A、B滑塊在拍攝頻閃照片的這段時間內是在10cm至105cm這段范圍內運動（以滑塊上的箭頭位置為準），試根據(jù)頻閃照片（閃光時間間隔為0.5s）回答問題。(1)根據(jù)頻閃照片分析可知碰撞發(fā)生位置在__________cm刻度處；(2)A滑塊碰撞后的速度__________，B滑塊碰撞后的速度_____，A滑塊碰撞前的速度__________。(3)根據(jù)頻閃照片分析得出碰撞前兩個滑塊各自的質量與各自的速度的乘積之和是___；碰撞后兩個滑塊各自的質量與各自的速度的乘積之和是____。本實驗中得出的結論是______。12．（12分）某實驗小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度（圈數(shù)）的關系．實驗裝置如圖所示：一均勻長彈簧豎直懸掛，7個指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點0、10、20、30、40、50、60圈處；通過旁邊豎直放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P0指向0刻度．設彈簧下端未掛重物時，各指針的位置記為x0；掛有質量為0.100kg的砝碼時，各指針的位置記為x．測量結果及部分計算結果如下表所示（n為彈簧的圈數(shù)，重力加速度取9.80m/s2）．已知實驗所用彈簧總圈數(shù)為60，整個彈簧的自由長度為11.88cm．（1）將表中數(shù)據(jù)補充完整：①________；②________．

P1

P2

P3

P4

P5

P6

x0（cm）

2.04

4.06

6.06

8.05

10.03

12.01

x（cm）

2.64

5.26

7.81

10.30

12.93

15.41

n

10

20

30

40

50

60

k（N/m）

163

①

56.0

43.6

33.8

28.8

（m/N）

0.0061

②

0.0179

0.0229

0.0296

0.0347

（2）以n為橫坐標，為縱坐標，在答題卷給出的坐標紙上畫出1/k－n圖像．（3）題（2）圖中畫出的直線可近似認為通過原點．若從實驗中所用的彈簧截取圈數(shù)為n的一段彈簧，該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關系的表達式為k＝_____N/m；該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度l0（單位為m）的關系的表達式為k＝_____N/m．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，從離子源A發(fā)出的初速度為零、帶電荷量為質量為的正離子，被電壓為的電場加速后，沿中心軸線射入帶電的平行板電容器。電容器的板長為、板間距離為，板間電壓為。離子射出電場一段時間后又進入一個環(huán)狀區(qū)域的勻強磁場，磁場的外半徑為，寬度，磁場方向垂直于紙面向里，磁場的圓心與平行板電容器的中心重合，求：(1)該離子進入偏轉電場時速度的大??；(2)為使該離子不能從磁場外邊緣射出，磁場的磁感應強度的最小值；(3)為保證該離子不從磁場外邊緣射出，離子在磁場中運動的最長時間。14．（16分）如圖所示，在大氣中有一水平放置的固定剛性圓筒，它由圓心共軸的圓筒a、b連接而成，其橫截面積分別為3S和S。已知大氣壓強為p0，溫度為T0。兩活塞A、B圓心處用一根長為3l的不可伸長的輕線相連，把溫度為T0的空氣密封在兩活塞之間，此時兩活塞的位置如圖所示。若活塞與圓筒壁之間的摩擦可忽略，現(xiàn)對被密封的氣體緩慢加熱，求：①當B活塞剛好碰到b部分圓筒的左側時，氣體溫度為多少？②當氣體溫度為3T0時，氣體的壓強為多少？15．（12分）某品牌汽車輪胎充氣后，溫度為時，胎內氣體的壓強為。已知該輪胎在胎壓小于或大于時，汽車行駛中會造成安全事故。胎內氣體可看做理想氣體，輪胎容積恒為。（下列計算結果均保留一位小數(shù)）(1)求汽車安全工作環(huán)境的溫度范圍。（汽車工作環(huán)境的溫度與輪胎內氣體的溫度相同）(2)若該汽車在的環(huán)境中工作，為了使其胎壓達到，求應再向輪胎內充入壓強為1atm、溫度為的理想氣體的體積。

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】

線框有一半在磁場中時，對整體根據(jù)平衡條件得到：當線框全部在磁場中時，根據(jù)并聯(lián)電路特點可知ab邊和cd邊電流之比為，則根據(jù)平衡條件可知：求得：A.由以上分析可知線框的重力為，故選項A錯誤；B.由以上分析可知線框的重力為，故選項B錯誤；C.由以上分析可知線框的重力為，故選項C錯誤；D.由以上分析可知線框的重力為，故選項D正確。2、D【解析】

根據(jù)對稱性，AF與CD上的細棒在O點產生的電場強度疊加為零，AB與ED上的細棒在O點產生的電場強度疊加為零.BC中點的點電荷在O點產生的電場強度為，因EF上的細棒與BC中點的點電荷在O點產生的電場強度疊加為零，EF上的細棒在O點產生的電場強度為，故每根細棒在O點產生的電場強度為，移走+Q及AB邊上的細棒，O點的電場強度為EF與ED上的細棒在O點產生的電場強度疊加，這兩個場強夾角為60°，所以疊加后電場強度為；故選D。A．，與結論不相符，選項A錯誤；B．，與結論不相符，選項B錯誤；C．，與結論不相符，選項C錯誤；D．，與結論相符，選項D正確；3、D【解析】

A．汽車運動到點時，重力垂直于橋面的分力等于，由于汽車在豎直面內做勻速圓周運動，沿半徑方向有向心加速度，所以汽車對橋面的壓力小于，故A錯誤；B．汽車在豎直面內做勻速圓周運動，運動到點（圓弧最高點）時牽引力等于阻力，故B錯誤；C．由于汽車在豎直面內做勻速圓周運動，沿半徑方向有向心加速度，所以汽車運動到點時，橋面對汽車的支持力小于汽車重力，故C錯誤；D．汽車從點運動到點過程中，重力沿圓弧切線方向的分力一直減小，設汽車與之間圓弧所對圓心角為，其牽引力一直減小，汽車從點運動到點過程中，重力沿圓弧切線方向的分力一直增大，其牽引力一直減小，所以汽車從點運動到點過程中其牽引力一定一直減小，故D正確。故選D。4、D【解析】在A點，小球開始離開圓弧曲面，只受重力，則有：得：,之后小球做平拋運動，則：，得：則平拋運動的最小水平位移為：,所以BC的最小距離為：A、B、C錯誤；D正確；故選D．5、D【解析】

A．金屬細桿受到重力、斜面的支持力、擋板的支持力和安培力作用，根據(jù)力的平衡條件可知，金屬細桿中電流方向可能垂直紙面向外，也可能垂直紙面向里，故A錯誤；B．由于磁場與電流方向垂直，開始安培力為，后來的安培力為則金屬細桿受到的安培力增大了故B錯誤；C．金屬細桿受到重力、斜面的支持力、擋板的支持力和安培力作用，根據(jù)力的平衡條件可知，將斜面的支持力分解成水平方向和豎直方向，則水平方向和豎直方向的合力均為零，由于金屬細桿的重力不變，故斜面的支持力不變，由牛頓第三定律可知，金屬細桿對斜面的壓力不變，故C錯誤；D．由于金屬細桿受到斜面的支持力不變，故安培力的大小變化量與擋板的支持力的大小變化量相等；如果金屬細桿中電流方向垂直紙面向里，安培力方向水平向右，當安培力增大，則金屬細桿對擋板的壓力增大，由于安培力增大BIL，所以金屬細桿對豎直擋板的壓力增大了BIL；如果金屬細桿中電流方向垂直紙面向外，安培力方向水平向左，當安培力增大BIL，則金屬細桿對擋板的壓力減小BIL，故金屬細桿對豎直擋板的壓力可能增大了BIL，D正確。故選D。6、C【解析】

AB.剛開始運動時，對物塊受力分析可知解得a1=10m/s2物塊與傳送帶達到共同速度時解得t1=ls物塊的位移此后對物塊受力分析可知解得a2=2m/s2，物塊在傳送帶上的第二段運動解得t2=1s，物塊在傳送帶上運動的時間物體在傳送帶上先以a1=10m/s2加速，再以a2=2m/s2加速，AB錯誤；C.物塊到達傳送帶底端的末速度在水平地面BC上，物塊做勻減速直線運動，其加速度大小設物塊到達C點時的速度為v3，則解得v3=8m/s設此時C點對物塊的支持力為FN，根據(jù)牛頓第二定律，有解得FN=306N根據(jù)牛頓第三定律可知，物塊對C點的壓力大小為306N，故C正確；D.由于物塊在電場中有重力和電場力合力為方向與豎直方向成45°角，所以物塊的等效最高點在上半部圓弧與豎直方向成45°角處，要過等效最高點需要的最小速度為，代入數(shù)據(jù)得而實際上，物塊由C點運動到等效最高點時的速度，由動能定理可得代入數(shù)據(jù)可得所以物塊過不了等效最高點，物塊就不可能到達D點，故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、CD【解析】

A．t=0時刻，金屬細桿產生的感應電動勢金屬細桿兩端的電壓故A錯誤；B．t=t1時刻，金屬細桿的速度與磁場平行，不切割磁感線，不產生感應電流，所以此時，金屬細桿不受安培力，故B錯誤；C．從t=0到t=t1時刻，電路中的平均電動勢回路中的電流在這段時間內通過金屬細桿橫截面的電量解得故C正確；D．設桿通過最高點速度為，金屬細桿恰好通過圓弧軌道的最高點，對桿受力分析，由牛頓第二定律可得解得從t=0到t=t2時刻，據(jù)功能關系可得，回路中的總電熱定值電阻R產生的焦耳熱解得故D正確故選CD?！军c睛】感應電量，這個規(guī)律要能熟練推導并應用．8、ACD【解析】

A．兩列波在同一種均勻介質中沿紙面?zhèn)鞑?，故兩列波的波速相同；根?jù)質點P開始振動的時間可得故A正確；B．由振動方程可得，兩列波的周期T相同，由公式T=1s故兩列波的波長均為λ=vT=0.2m故B錯誤；CD．根據(jù)兩波源到P點的距離差可知，B波比A波傳到P點的時間晚，根據(jù)振動方程可得，A波起振方向與B波起振方向相同，故兩波在P點的振動反向，那么，P點為振動減弱點，故兩列波在P點相遇時振動總是減弱的，P點合振動的振幅為0.5m－0.1m=0.4m故CD正確；E．介質中的各質點不隨波逐流，只能在各自平衡位置附近振動，故E錯誤。故選ACD。9、BCD【解析】

由題圖知，波長λ＝8m，則波速為v＝m/s＝10m/s．此時B質點的速度方向為－y方向，由波形的平移法知，該波沿x軸負方向傳播，故A錯誤；A質點與B質點平衡位置相距x＝1m，則波從B質點傳到A質點的時間t＝s＝0.1s，故B正確；B質點此時的位移為y＝sinπcm＝1cm，故C正確；由題圖所示時刻經(jīng)0.2s＝T，由波形平移法可知，x＝5m處質點的狀態(tài)傳到B質點，B質點的運動路程為s＝2y＝2cm，故D正確；因該列波的波長為8m，則該列波在傳播過程中遇到寬度為d＝4m的障礙物時會發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故E錯誤．10、BDE【解析】

A．聲波屬于機械波，其在水中的傳播速度比在空氣中的傳播速度快，故A錯誤；B．在受迫振動中，物體振動的頻率等于驅動力的頻率，與固有頻率不一定相等，故B正確；C．拍攝玻璃櫥窗內的物品時，由于玻璃表面反射光的干擾，影像會不清楚，如果在鏡頭前加裝一個偏振片就可以減弱反射光的強度，故C錯誤；D．字航員駕駛宇宙飛船以接近光速經(jīng)過地球時，根據(jù)時間的相對性可知，地球上的人觀察到飛船上的時間間隔變長，時鐘變慢，故D正確；E．障礙物、孔的尺寸越小或者機械波波長越長，越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，故E正確。故選BDE。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、300.4m/s0.6m/s0.8m/s1.21.2兩滑塊組