2024届北京市西城区北京师大附属实验中学高考压轴卷物理试卷含解析

2024届北京市西城区北京师大附属实验中学高考压轴卷物理试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、关于功的概念，下列说法中正确的是（）A．因为功有正负，所以功是矢量B．力对物体不做功，说明物体一定无位移C．滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功D．若作用力对物体做正功，则反作用力一定做负功2、如图所示，一角形杆ABC在竖直面内，BC段水平，AB段竖直，质量为m的小球用不可伸长的细线连接在两段杆上，OE段水平，DO段与竖直方向的夹角为.只剪断EO段细线的瞬间，小球的加速度为a1；而只剪断DO段细线的瞬间，小球的加速度为a2，则为A．1 B． C．2 D．3、如下图所示，在自行车车轮的辐条上固定有一个小磁铁，前叉上相应位置处安装了小线圈，在车前进车轮转动过程中线圈内会产生感应电流，从垂直于纸面向里看，下列i-t图像中正确的是(逆时针方向为正)A． B．C． D．4、如图，一个质量为m的刚性圆环套在竖直固定细杆上，圆环的直径略大于细杆的直径，圆环的两边与两个相同的轻质弹簧的一端相连，轻质弹簧的另一端相连在和圆环同一高度的墙壁上的P、Q两点处，弹簧的劲度系数为k，起初圆环处于O点，弹簧处于原长状态且原长为L；将圆环拉至A点由静止释放，OA=OB=L，重力加速度为g，对于圆环从A点运动到B点的过程中，弹簧处于弹性范围内，下列说法正确的是A．圆环通过O点的加速度小于gB．圆环在O点的速度最大C．圆环在A点的加速度大小为g+D．圆环在B点的速度为25、中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席科学家叶培建近日透露，中国准备在2020年发射火星探测器，2021年探测器抵达火星，并有望实现一次“绕”、“落”和“巡”的任务。火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍，火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的0.1倍。由以上信息可知（）A．发射火星探测器需要的速度不能小于16.7km/sB．探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力小C．火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的4倍D．在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度6、昆明某中学运动会玩“闯关游戏”进行热身，如图所示，在笔直通道上每隔8m设有一个关卡，各关卡同步放行和关闭，放行和关闭的时间分别为4s和2s。关卡刚放行时，一同学立即在关卡1处以4m/s2的加速度由静止加速到4m/s，然后匀速向前，则最先挡住他前进的关卡是（）A．关卡2 B．关卡3C．关卡4 D．关卡5二、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、物体沿直线运动的x－t图象如图所示，oa、cd段为直线，abc为曲线，设t1、t2、t3、t4时刻的速度分别为v1、v2、v3、v4，则下列说法正确的是（）A．v1＞v2 B．v1=v4 C．v2＜v3 D．v4最大8、如图所示，光滑平行金属导轨与水平面间的夹角为θ，导轨电阻不计，下端与阻值为R的电阻相连。匀强磁场垂直导轨平面向上，磁感应强度大小为B。一质量为m、长为L、电阻为r的导体棒垂直导轨放置，从ab位置以初速度v沿导轨向上运动，刚好能滑行到与ab相距为s的a′b′位置，然后再返回到ab。该运动过程中导体棒始终与导轨保持良好接触，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A．向上滑行过程中导体棒做匀减速直线运动B．上滑过程中电阻R产生的热量为C．向下滑行过程中通过电阻R的电荷量为D．电阻R在导体榛向上滑行过程中产生的热量小于向下滑行过程中产生的热量9、2011年9月29日晚21时16分，我国将首个目标飞行器天宫一号发射升空，它将在两年内分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接，从而建立我国第一个空间实验室，假如神舟八号与天宫一号对接前所处的轨道如图所示，当它们在轨道运行时，下列说法正确的是()A．神州八号的加速度比天宫一号的大B．神州八号的运行速度比天宫一号的小C．神州八号的运行周期比天宫一号的长D．神州八号通过加速后变轨可实现与天宫一号对接10、关于热学知识的下列叙述中正确的是（）A．布朗运动可以反映液体分子在做无规则的热运动B．将大颗粒的盐磨成细盐，就变成了非晶体C．只要不违反能量守恒定律的机器都是可以制造出来的D．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加E.某气体的摩尔体积为V，每个气体分子的体积为V0，则阿伏加德罗常数NA<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）某实验小组要做“探究小车所受外力与加速度关系”的实验，采用的实验装置如图1所示。（1）本实验中_______(填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力，______(填“需要”或“不需要”）钩码的质量远小于小车的质量。（2）该同学在研究小车运动时打出了一条纸带，如图2所示。在纸带上，连续5个点为一个计数点，相邻两个计数点之间的距离依次为x1=1.45cm，x2=2.45cm,x3=3.46cm，x4=4.44cm,x5=5.45cm,x6=6.46cm，打点计时器的频率f=50Hz,则打纸带上第5个计数点时小车的速度为______m/s；整个过程中小车的平均加速度为_______m/s2。(结果均保留2位有效数字）12．（12分）精密测量工具的原理及读数(1)甲同学用游标卡尺测量某物体的厚度，如图所示，则该物体厚度测量值为____cm；(2)乙同学用螺旋测微器测量铅笔芯的直径D如图所示，读数D＝________mm。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，一根直杆AB与水平面成某一角度自定，在杆上套一个小物块，杆底端B处有一弹性挡板，杆与板面垂直．现将物块拉到A点静止释放，物块下滑与挡板第一次碰撞前后的v-t图象如图乙所示，物块最终停止在B点．重力加速度为取g=10m/s1．求:(1)物块与杆之间的动摩擦因数μ；(1)物块滑过的总路程s．14．（16分）如图所示，两根平行光滑金属导轨固定在水平桌面上，左端连接定值电阻，导轨间距。整个装置处在方向竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度，一质量、电阻的金属棒放在导轨上，在外力F的作用下以恒定的功率从静止开始运动，当运动距离时金属棒达到最大速度，此时撤去外力，金属棒最终停下，设导轨足够长。求：(1)金属棒的最大速度；(2)在这个过程中，外力的冲量大小；(3)撤去外力后电阻R放出的热量。15．（12分）如图甲所示，单匝正方形线框abcd的电阻R=0.5Ω，边长L=20cm，匀强磁场垂直于线框平面，磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，求：（1）0～2s内通过ab边横截面的电荷量q；（2）3s时ab边所受安培力的大小F；（3）0～4s内线框中产生的焦耳热Q．

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、C【解析】A、功有正负，但功是标量，A错误；B、当力的方向和位移的方向垂直时，力不做功，但有位移，B错误；C、摩擦力方向可以与位移方向相同，也可以相反，故可能做正功，也可能做负功，C正确；D、一对相互作用力做功，可以出现都做正功，都做负功，一正一负或一个做功，一个不做功等各种情况，D错误．故选Ｃ．2、B【解析】

只剪断EO段细线的瞬间，根据牛顿第二定律小球的加速度为只剪断DO段细线的瞬间，小球的加速度为a2=g，则A．1，与结论不相符，选项A错误；B．，与结论相符，选项B正确；C．2，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论不相符，选项D错误；故选B.3、D【解析】

磁铁靠近线圈时，线圈中向外的磁通量增大，根据楞次定律可知感应电流产生的磁场向里，根据安培定则可知线圈中感应电流方向为顺时针方向（负方向）；当磁铁离开线圈时，线圈中向外的磁通量减小，根据楞次定律可知感应电流产生的磁场向外，根据安培定则可知线圈中感应电流方向为逆时针方向（正方向），ABC错误，D正确。故选D。4、D【解析】

A．圆环通过O点时，水平方向合力为零，竖直方向只受重力，故加速度等于g，故A错误；B．圆环受力平衡时速度最大，应在O点下方，故B错误；C．圆环在下滑过程中与粗糙细杆之间无压力，不受摩擦力，在A点对圆环进行受力分析如图，根据几何关系，在A点弹簧伸长根据牛顿第二定律，有解得故C错误；D．圆环从A到B过程，根据功能关系，减少的重力势能转化为动能解得故D正确。故选D。5、D【解析】

A．火星探测器脱离地球，但没有脱离太阳系，其发射速度大于第二宇宙速度11.2km/s即可，故A错误；B．根据引力，因为火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的0.1倍，所以火星表面的重力加速度和地球表面的重力加速度之比为2：5。可得探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力大，故B错误；C．根据万有引力提供向心力，有可得因火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍，所以火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的倍，故C错误；D．在火星表面发射近地卫星的速度即火星的第一宇宙速度，由得第一宇宙速度公式可知火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为1：，所以在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度，故D正确。故选D。6、B【解析】

关卡刚放行时，该同学加速的时间运动的距离为然后以的速度匀速运动，经运动的距离为，因此第1个运动距离为，过了关卡2；到关卡3需再用小于关卡关闭时间，从开始运动至运动到关卡3前共用时而运动到第时，关卡关闭，不能过关卡3，因此最先被挡在关卡3前。故选B．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、ACD【解析】

A．因x-t图像的斜率等于速度，则由图像可知，t1时刻的斜率大于t2时刻的斜率，则v1＞v2，选项A正确；B．t4时刻的斜率大于t1时刻的斜率，则v1<v4，选项B错误；C．t3时刻的斜率大于t2时刻的斜率，则v2<v3，选项C正确；D．图像上t4时刻的斜率最大，则v4最大，选项D正确；故选ACD。8、BC【解析】

向上滑行过程中导体棒受到重力、安培力，根据牛顿第二定律分析加速度的变化情况；上滑过程中根据功能关系结合焦耳定律求解电阻R产生的热量；根据电荷量的计算公式求解向下滑行过程中通过电阻R的电荷量；根据分析电阻R在导体棒向上滑行过程中产生的热量与向下滑行过程中产生的热量的大小。【详解】A．向上滑行过程中导体棒受到重力、安培力，根据右手定则可得棒中的电流方向，根据左手定则可得安培力方向沿斜面向下，根据牛顿第二定律可得：其中：解得：由于速度减小，则加速度减小，棒不做匀减速直线运动，故A错误；B．设上滑过程中克服安培力做的功为W，根据功能关系可得：克服安培力做的功等于产生的焦耳热，则：上滑过程中电阻R产生的热量为：故B正确；C．向下滑行过程中通过电阻R的电荷量为：故C正确；D．由于上滑过程中和下滑过程中导体棒通过的位移相等，即导体棒扫过的面积S相等，根据安培力做功计算公式可得：由于上滑过程中的平均速度大于，下滑过程中的平均速度，所以上滑过程中平均电流大于下滑过程中的平均电流，则电阻R在导体棒向上滑行过程中产生的热量大于向下滑行过程中产生的热量，故D错误。故选BC。9、AD【解析】

根据万有引力定律和牛顿第二定律有：＝＝＝man，解得：v＝，T＝，an＝，由图可知神州八号的轨道半径比天宫一号的小，所以神州八号的运行速度比天宫一号的大，神州八号的运行周期比天宫一号的短，神州八号的加速度比天宫一号的大，故BC错误，A正确；神州八号通过加速后将做离心运动，可运行至较高轨道与天宫一号对接，故D正确。故选AD。10、ADE【解析】

A．布朗运动是固体小颗粒的运动，间接反映了液体分子在做无规则的热运动，A正确；B．将大颗粒的盐磨成细盐，不改变固体的微观结构，所以细盐仍为晶体，B错误；C．第二类永动机不违背能量守恒定律，但违背热力学第二定律，不可能造出，C错误；D．绝热条件下，根据热力学第一定律可知压缩气体，外界对气体做功，气体内能一定增加，D正确；E．对于气体分子而言，气体分子占据的体积大于气体分子实际的体积，则E正确。故选ADE。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、需要不需要0.49m/s1.0m/【解析】

（1）本实验是通过力传感器测量的细线的拉力，要想将拉力作为小车的合外力，需要平衡摩擦力；由于拉力可以直接读出，所以钩码的质量不需要远远小于小车的质量；

（2）频率f=50Hz，则周期T=0.02s，连续5个点为一个计数点，相邻两个计数点之间的时间间隔t=5T=0.1s；第5个计数点的速度为v5=x4+12、0.2252.150(2.150±0.002)【解析】

(1)[1]根据游标卡尺的读数方法可知其读