陕西西安地区2023-2024学年高考压轴卷物理试卷含解析

陕西西安地区2023-2024学年高考压轴卷物理试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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、1789年英国著名物理学家卡文迪许首先估算出了地球的平均密度．根据你所学过的知识，估算出地球密度的大小最接近（）（地球半径R=6400km，万有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2）A．5.5×103kg/m3 B．5.5×104kg/m3 C．7.5×103kg/m3 D．7.5×104kg/m32、自然界的电、磁现象和热现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的是（）A．安培发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系B．欧姆发现了欧姆定律，揭示了热现象和电现象之间的联系C．法拉第发现了电流与其产生磁场的方向关系，并提出了电流产生磁场的“分子电流假说”D．库仑设计了电荷扭秤实验，并总结出了电荷间相互作用规律的“库仑定律”3、a、b是两种单色光，其频率分别为va、vb，且，则下列说法不正确的是（）A．a、b光子动量之比为B．若a、b光射到同一干涉装置上，则相邻条纹的间距之比为C．若a、b都能使某种金属发生光电效应，则光子的最大初动能之差D．若a、b是处于同一激发态的原子跃迁到A态和B态产生的，则A、B两态的能级之差4、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为5：1，原线圈中接入u=100sin（100πt）V的正弦交流电，保险丝的熔断电流为1A，电表为理想电表，定值电阻R0=10Ω。各元件正常工作，下列判断正确的是（）A．电流表的读数为2A B．电容器的击穿电压不得低于20VC．原线圈中最大电流不能超过1A D．流过电容器C的电流每秒方向改变50次5、发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步卫星轨道3（如图所示）。则卫星分别在1、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B．卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度C．卫星在轨道3上具有的机械能大于它在轨道1上具有的机械能D．卫星在轨道3上经过点的加速度大于它在轨道2上经过点的加速度6、一质量为m的物体用一根足够长细绳悬吊于天花板上的O点，现用一光滑的金属钩子勾住细绳，水平向右缓慢拉动绳子（钩子与细绳的接触点A始终在一条水平线上），下列说法正确的是（）A．钩子对细绳的作用力始终水平向右B．OA段绳子的力逐渐增大C．钩子对细绳的作用力逐渐增大D．钩子对细绳的作用力可能等于mg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、一列简谐横波沿x轴正方向传播，P和Q是介质中平衡位置分别位于x=lm和x=7m的两个质点。t=0时刻波传到P质点，P开始沿y轴正方向振动，t=ls时刻P第1次到达波峰，偏离平衡位置位移为0.2m；t=7s时刻Q第1次到达波峰。下列说法正确的是（）A．波的频率为4HzB．波的波速为1m/sC．P和Q振动反相D．t=13s时刻，Q加速度最大，方向沿y轴负方向E.0~13s时间，Q通过的路程为1.4m8、如图(a)所示，在轴上有、、三点，且，。一列简谐波沿轴正方向传播，图示为0时刻的波形。再过的时间质点第二次振动至波峰。对此下列说法正确的是______。A．点的振幅为B．波速为C．频率为D．质点在内的运动路程为E.质点在时沿轴正方向运动9、下列图中线圈按图示方向运动时（图示磁场均为匀强磁场，除B项外，其余选项中的磁场范围均足够大）能产生感应电流的是（）A． B． C． D．10、如图所示，电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，导轨左端接一定值电阻R．质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动，外力F与金属棒速度v的关系是F=F0+kv（F0、k是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好．金属棒中感应电流为i，受到的安培力大小为FA，电阻R两端的电压为UR，感应电流的功率为P，它们随时间t变化图象可能正确的有A． B．C． D．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）如图甲所示为利用多用电表的电阻挡研究电容器的充、放电的实验电路图。多用电表置于×1k挡，电源电动势为，内阻为，实验中使用的电解电容器的规格为“”。欧姆调零后黑表笔接电容器正极，红表笔接电容器负极。(1)充电完成后电容器两极板间的电压________（选填“大于”“等于”或“小于”）电源电动势，电容器所带电荷量为________C；(2)如图乙所示，充电完成后未放电，迅速将红、黑表笔交换，即黑表笔接电容器负极，红表笔接电容器正极，发现电流很大，超过电流表量程，其原因是___________。12．（12分）如图甲（侧视图只画了一个小车）所示的实验装置可以用来验证“牛顿第二定律”。两个相同的小车放在光滑水平桌面上，右端各系一条细绳，跨过定滑轮各挂一个相同的小盘，增减盘中的砝码可改变小车受到的合外力，增减车上的砝码可改变小车的质量。两车左端各系条细线，用一个黑板擦把两细线同时按在固定、粗糙的水平垫片上，使小车静止（如图乙）。拿起黑板擦两车同时运动，在两车尚未碰到滑轮前，迅速按下黑板擦，两车立刻停止，测出两车在此过程中位移的大小。图丙为某同学在验证“合外力不变加速度与质量成反比”时的某次实验记录，已测得小车1的总质量，小车2的总质量。由图可读出小车1的位移，小车2的位移_______，可以算出__________（结果保留3位有效数字）；在实验误差允许的范围内，________（选填“大于”、“小于”或“等于”）。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，长为L的轻质细绳上端固定在O点，下端连接一个质量为m的可视为质点的带电小球，小球静止在水平向左的匀强电场中的A点，绳与竖直方向的夹角θ=37°。此匀强电场的空间足够大，且场强为E。取sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。(1)请判断小球的电性，并求出所带电荷量的大小q；(2)如将小球拉到O点正右方C点（OC=L）后静止释放，求小球运动到最低点时所受细绳拉力的大小F；(3)O点正下方B点固定着锋利刀片，小球运动到最低点时细绳突然断了。求小球从细绳断开到再次运动到O点正下方的过程中重力对小球所做的功W。14．（16分）如图所示，内径粗细均匀的U形管竖直放置在温度为7℃的环境中，左侧管上端开口，并用轻质活塞封闭有长l1＝14cm的理想气体，右侧管上端封闭，管上部有长l2＝24cm的理想气体，左右两管内水银面高度差h＝6cm.若把该装置移至温度恒为27℃的房间中(依然竖直放置)，大气压强恒为p0＝76cmHg.不计活塞与管壁间的摩擦．分别求活塞再次平衡时左、右两侧管中气体的长度．15．（12分）如图所示，在第一象限有一匀强电场。场强大小为，方向与轴平行。一质量为、电荷量为的粒子沿轴正方向从轴上点射入电场，从轴上的点离开电场。已知，。不计粒子重力。求：(1)场强的方向和粒子在第一象限中运动的时间；(2)粒子离开第一象限时速度方向与轴的夹角。

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、A【解析】

由黄金代换可得地球质量，地球体积公式可得密度，故A正确BCD错误。2、D【解析】

A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系。不是安培，所以A错误；B．欧姆发现了欧姆定律，说明了电路中的电流与电压及电阻的关系。所以B错误；C．安培发现了电流与其产生磁场的方向关系，并提出了电流产生磁场的“分子电流假说”。不是法拉第，所以C错误；D．库仑设计了电荷扭秤实验，并总结出了电荷间相互作用规律的“库仑定律”，符合物理学史。所以D正确。故选D。3、B【解析】

A．光子的能量，所以两种光子能量分别为和，且则：光子的动量为，所以A正确；B．光子的波长，双缝干涉装置上相邻亮条纹的间距为，所以B错误；C．根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能为，其中W为金属的逸出功；则有C正确；D．若a、b是由处于同一激发态的原子跃迁到A态和B态时产生的，设初始激发态的能量为E0，则有所以同理则D正确。本题选不正确的，故选B。4、B【解析】

A．电容器接入交流电后，产生容抗，所以有电流流过电容器，由于流过电容器的电流未知，所以电流表示数未知，A错误；B．输入电压的最大值为电容器击穿电压与交流电的最大值有关，由得副线圈中交流电压的最大值为，所以电容器的击穿电压不得低于，B正确；C．保险丝的熔断电流为有效值，所以通过原线圈的电流最大值可以大于，C错误；D．由交流电的电压表达式可知一个周期内电流方向改变2次，1s内有50个周期，故电流每秒方向应改变100次，D错误。故选B。5、C【解析】

ABD．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有解得①

②③轨道3半径比轨道1半径大，根据①②④三式，卫星在轨道1上线速度较大，角速度也较大，卫星在轨道3上经过点的加速度等于它在轨道2上经过点的加速度，故ABD均错误；C．卫星从轨道1到轨道3需要克服引力做较多的功，故在轨道3上机械能较大，故C正确；故选C。6、C【解析】

A．钩子对绳的力与绳子对钩子的力是相互作用力，方向相反，两段绳子对钩子的作用力的合力是向左下方的，故钩子对细绳的作用力向右上方，故A错误；B．物体受重力和拉力而平衡，故拉力

T=mg

，而同一根绳子的张力处处相等，故

OA

段绳子的拉力大小一直为mg

，大小不变，故B错误；C．两段绳子拉力大小相等，均等于

mg

，夹角在减小，根据平行四边形定则可知，合力变大，故根据牛顿第三定律，钩子对细绳的作用力也是逐渐变大，故C正确；D．因为钩子与细绳的接触点A始终在一条水平线上，两段绳子之间的夹角不可能达到90°，细绳对钩子的作用力不可能等于，钩子对细绳的作用力也不可能等于，故D错误。故选C。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、BCE【解析】

A．由题意可知可得T=4s频率f=0.25Hz选项A错误；B．t=ls时刻P第1次到达波峰，t=7s时刻Q第1次到达波峰，可知在6s内波传播了6m，则波速为选项B正确；C．波长为因PQ=6m=1λ，可知P和Q振动反相，选项C正确；DE．t=7s时刻Q第1次到达波峰，则t=6s时刻Q点开始起振，则t=13s时刻，Q点振动了7s=1T，则此时Q点到达波谷位置，加速度最大，方向沿y轴正方向；此过程中Q通过的路程为7A=7×0.2m=1.4m，选项D错误，E正确。故选BCE。8、ACE【解析】

A．由图像知波长为振幅为故A正确；B．简谐波沿轴正方向传播，则质点向上运动；时点恰好第二次到达波峰，对应波形如图所示传播距离则波速为故B错误；C．简谐波的周期为则简谐波的频率故C正确；DE．质点运动了时间为则运动路程小于，此时质点在平衡位置的下方，沿轴正方向运动，故D错误，E正确；故选ACE。9、BC【解析】

A中线圈运动过程中磁通量不变化，不能产生感应电流；D中线圈在运动的过程中穿过线圈的磁通量始终是零，不能产生感应电流；B、C两种情况下线圈运动过程中磁通量发生了变化，故能产生感应电流；故选BC。10、BC【解析】

对金属棒受力分析，根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和牛顿第二定律得出表达式，分情况讨论加速度的变化情况，分三种情况讨论：匀加速运动，加速度减小的加速，加速度增加的加速，再结合图象具体分析．【详解】设金属棒在某一时刻速度为v，由题意可知，感应电动势，环路电流，即；安培力，方向水平向左，即，；R两端电压，即；感应电流功率，即．分析金属棒运动情况，由力的合成和牛顿第二定律可得：，即加速度，因为金属棒从静止出发，所以，且，即，加速度方向水平向右．

（1）若，，即，金属棒水平向右做匀加速直线运动．有，说明，也即是，，所以在此情况下没有选项符合．

（2）若，随v增大而增大，即a随v增大而增大，说明金属棒做加速度增大的加速运动，速度与时间呈指数增长关系，根据四个物理量与速度的关系可知B选项符合；（3）若，随v增大而减小，即a随v增大而减小，说明金属棒在做加速度减小的加速运动，直到加速度减小为0后金属棒做匀速直线运动，根据四个物理量与速度关系可知C选项符合．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、等于此时电容器为电源，且与多用电表内部电源串联【解析】

(1)[2][3]电容器充电完成后，电容器两极板间的电压等于电源电动势。由公式可得(2)[4]红、黑表笔交换后，电容器视为电源，且与多用电表内部电源串联，总的电动势变大，电路中电流变大。12、等于【解析】

[1]刻度尺最小分度为0.1cm，则小车2的位移为x2=2.45cm，由于误差2.45cm－2.50cm均可[2]由于小车都是做初速度为零的匀加速运动，根据可知，由于时间相同，则有由