河南省登封市外国语高级中学2024届高三压轴卷物理试卷含解析

河南省登封市外国语高级中学2024届高三压轴卷物理试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、如图所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是()A．M处受到的支持力竖直向上B．N处受到的支持力竖直向上C．M处受到的静摩擦力沿MN方向D．N处受到的静摩擦力沿水平方向2、如图，A代表一个静止在地球赤道上的物体、B代表一颗绕地心做匀速圆周运动的近地卫星，C代表一颗地球同步轨道卫星。比较A、B、C绕地心的运动，说法正确的是（）A．运行速度最大的一定是B B．运行周期最长的一定是BC．向心加速度最小的一定是C D．受到万有引力最小的一定是A3、如图甲所示MN是一条电场线上的两点，从M点由静止释放一个带正电的带电粒子，带电粒子仅在电场力作用下沿电场线M点运动到N点，其运动速度随时间t的变化规律如图乙所示下列叙述中不正确的是（）A．M点场强比N的场强小B．M点的电势比N点的电势高C．从M点运动到N点电势能增大D．从M点运动到N点粒子所受电场力逐渐地大4、一圆筒内壁粗糙，底端放一个质量为m的物体（可视为质点），该物体与圆筒内壁间的动摩擦因数为,圆筒由静止沿逆时针方向缓慢转动直到物体恰好滑动，此时物体、圆心的连线与竖直方向的夹角为，如图所示，以下说法正确的是（）A．在缓慢转动过程中物体受到的支持力逐渐增大B．在缓慢转动过程中物体受到的静摩擦力逐渐减小C．物体恰好滑动时夹角与的关系为D．缓慢转动过程中，圆筒对物体的作用力逐渐增大5、如图所示，四根相互平行的固定长直导线L1、L2、L3、L4，其横截面构成一角度为的菱形，均通有相等的电流I，菱形中心为O。L1中电流方向与L2中的相同，与L3、L4，中的相反，下列说法中正确的是（）A．菱形中心O处的磁感应强度不为零B．菱形中心O处的磁感应强度方向沿OL1C．L1所受安培力与L3所受安培力大小不相等D．L1所受安培力的方向与L3所受安培力的方向相同6、如图所示，在水平光滑的平行金属导轨左端接一定值电阻R，导体棒ab垂直导轨放置，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中。现给导体棒一向右的初速度v0，不考虑导体棒和导轨电阻，下列图象中，导体棒速度v随时间的变化和通过电阻R的电荷量q随导体棒位移的变化描述正确的是（）A． B． C． D．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、如图所示，一个匝数n=1000匝、边长l=20cm、电阻r=1Ω的正方形线圈，在线圈内存在面积S=0.03m2的匀强磁场区域，磁场方向垂直于线圈所在平面向里，磁感应强度大小B随时间t变化的规律是B=0.15t（T）。电阻R与电容器C并联后接在线圈两端，电阻R=2Ω，电容C=30μF。下列说法正确的是（）A．线圈中产生的感应电动势为4.5V B．若b端电势为0，则a端电势为3VC．电容器所带电荷量为1.2×10-4C D．稳定状态下电阻的发热功率为4.5W8、如图所示，三颗卫星a、b、c均绕地球做匀速圆周运动，其中b、c在地球的同步轨道上，a距离地球表面的高度为R，此时a、b恰好相距最近。已知地球质量为M、半径为R、地球自转的角速度为。万有引力常量为G，则（）A．发射卫星b、c时速度要大于B．b、c卫星离地球表面的高度为C．卫星a和b下一次相距最近还需经过D．若要卫星c与b实现对接，可让卫星b减速9、如图所示，半径分别为R和2R的甲、乙两薄圆盘固定在同一转轴上，距地面的高度分别为2h和h，两物块a、b分别置于圆盘边缘，a、b与圆盘间的动摩擦因数μ相等，转轴从静止开始缓慢加速转动，观察发现，a离开圆盘甲后，未与圆盘乙发生碰撞，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（）A．动摩擦因数μ一定大于B．离开圆盘前，a所受的摩擦力方向一定指向转轴C．离开圆盘后，a运动的水平位移大于b运动的水平位移D．若，落地后a、b到转轴的距离之比为10、如图所示，质量为m1的木块和质量为m2的长木板叠放在水平地面上．现对木块施加一水平向右的拉力F，木块在长木板上滑行，长木板始终静止．已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．则()A．μ1一定小于μ2B．μ1可能大于μ2C．改变F的大小，F>μ2(m1＋m2)g时，长木板将开始运动D．改F作用于长木板，F>(μ1＋μ2)(m1＋m2)g时，长木板与木块将开始相对滑动三、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）为测得某圆柱形金属导体的电阻率，某同学设计了如下实验。(1)用螺旋测微器测它的直径，如图甲所示，为___________mm，用游标卡尺测它的长度，如图乙所示，为___________cm。(2)用伏安法测得该金属导体的伏安特性曲线如图丙所示，则该金属导体材料的电阻率与________有关，并且电阻率随该物理量的增大而___________（填“增大”或“减小”）。(3)若把该金属导体与一阻值为4.0Ω的定值电阻串联后接在电源电动势为3.0V、内阻为1.0Ω的电源两端，该金属导体的热功率为___________W。（保留两位有效数字）12．（12分）用图所示实验装置验证机械能守恒定律．通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录下挡光时间t，测出AB之间的距离h．实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束．(1)为了验证机械能守恒定律，还需要测量下列哪些物理量_____．A．A点与地面间的距离HB．小铁球的质量mC．小铁球从A到B的下落时间tABD．小铁球的直径d(2)小铁球通过光电门时的瞬时速度v=_____，若下落过程中机械能守恒，则与h的关系式为=_____．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，水平虚线MN、PQ之间有垂直于纸面向里的水平匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，两虚线间的距离为H，质量为m、电阻为R边长为L的正方形金属线框abcd在磁场上方某一高度处由静止释放线框在向下运动过程中始终在竖直平面内，ab边始终水平，结果线框恰好能匀速进入磁场线框有一半出磁场时加速度恰好为零，已知L<H，重力加速度为g，求：(1)线框开始释放时ab边离虚线MN的距离；(2)线框进磁场过程中通过线框截面的电量q及线框穿过磁场过程中线框中产生的焦耳热；(3)线框穿过磁场所用的时间．14．（16分）如图所示是一种叫“蹦极跳”的运动。跳跃者用弹性长绳一端绑在脚踝关节处，另一端固定在距地面几十米高处，然后从该高处自由跳下。某人做蹦极运动时，从起跳开始计时，他对弹性长绳的弹力F随时间t变化为如图所示的曲线。为研究方便，不计弹性长绳的重力，忽略跳跃者所受的空气阻力，并假设他仅在竖直方向运动，重力加速度g取10m/s2。根据图中信息求：(1)该跳跃者在此次跳跃过程中的最大加速度；(2)该跳跃者所用弹性绳的原长；(3)假设跳跃者的机械能都损耗于与弹性绳相互作用过程中。试估算，为使该跳跃者第一次弹回时能到达与起跳点等高处，需要给他多大的初速度。15．（12分）“801所”设计的磁聚焦式霍尔推进器可作为太空飞船的发动机，其原理如下：系统捕获宇宙中大量存在的等离子体(由电量相同的正、负离子组成)经系统处理后，从下方以恒定速率v1向上射入有磁感应强度为B1、垂直纸面向里的匀强磁场区域Ⅰ内．当栅极MN、PQ间形成稳定的电场后，自动关闭区域Ⅰ系统(关闭粒子进入通道、撤去磁场B1)．区域Ⅱ内有磁感应强度大小为B2、垂直纸面向外的匀强磁场，磁场右边界是直径为D、与上下极板相切的半圆(圆与下板相切于极板中央A)．放在A处的放射源能够向各个方向均匀发射速度大小相等的氙原子核，氙原子核经过该区域后形成宽度为D的平行氙粒子束，经过栅极MN、PQ之间的电场加速后从PQ喷出，在加速氙原子核的过程中探测器获得反向推力(不计氙原子核、等离子体的重力，不计粒子之间相互作用于相对论效应)．已知极板长RM=2D，栅极MN和PQ间距为d，氙原子核的质量为m、电荷量为q，求：(1)氙原子核在A处的速度大小v2；(2)氙原子核从PQ喷出时的速度大小v3；(3)因区域Ⅱ内磁场发生器故障，导致区域Ⅱ中磁感应强度减半并分布在整个区域Ⅱ中，求能进入区域Ⅰ的氙原子核占A处发射粒子总数的百分比．

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】M处受到的支持力的方向与地面垂直向上，即竖直向上，故A正确；N处受到的支持力的方向与原木P垂直向上，不是竖直向上，故B错误；原木相对于地有向左运动的趋势，则在M处受到的摩擦力沿地面向右，故C错误；因原木P有沿原木向下的运动趋势，所以N处受到的摩擦力沿MN方向，故D错误．故选A．2、A【解析】

A．因AC的角速度相同，则由v=ωr可知，vC>vA；对BC卫星，由可知，vB>vC，可知vB>vC>vA，选项A正确；B．因AC周期相同；而对BC卫星，根据可知，C的周期大于B，可知运行周期最长的是AC，选项B错误；C．因AC的角速度相同，则由a=ω2r可知，aC>aA；对BC卫星，由可知，aB>aC，可知aB>aC>aA，向心加速度最小的一定是A，选项C错误；D．三个物体的质量关系不确定，不能比较受到万有引力的关系，选项D错误。故选A。3、C【解析】

AD．从v-t图像可以看出，加速度越来越大，根据牛顿第二定律，则说明受到的电场力越来越大，根据公式，说明电场强度越来越大，所以M点场强比N的场强小，故AD正确；B．因为带电粒子做加速运动，所以受到的电场力往右，又因为带电粒子带正电，所以电场线的方向往右，又因为顺着电场线的方向电势降低，所以M点的电势比N点的电势高，故B正确；C．从M点运动到N点动能增加，电势能应该减小，故C错误。故选C。4、C【解析】

AB．对物体受力分析如图所示，正交分解，根据平衡条件列出方程随着的增大，减小，增大，选项AB错误；C．当物块恰好滑动时得选项C正确；D．缓慢转动过程中，圆筒对物体的作用力与重力等大反向，始终不变，D错误。故选C。5、A【解析】

AB．根据安培定则，L2、L4导线在菱形中心O处的磁应强度方向沿OL3斜向上，L3、L1导线在菱形中心O处的磁应强度方向沿OL2斜向下，由叠加原理可知，菱形中心O处的合磁场的磁感应强度不为零，且不沿OL1方向，故A正确，B错误；CD．根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，L1与L3受力如图所示，由各导线中电流大小相等，则每两导线间的作用力大小相等，由平行四边形定则合成可知，L1所受安培力与L3所受安培力大小相等，方向相反，故CD错误。故选A。6、B【解析】

AB．导体棒做切割磁感线运动，产生感应电流，受到向左的安培力，导体棒做减速运动，随着速度的减小，感应电流减小，导体棒所受的安培力减小，则加速度减小，v－t图像的斜率绝对值减小，v－t图像是曲线且斜率减小，故A错误，B正确；CD．通过电阻R的电量则知q－x图像是过原点的倾斜的直线，故CD错误。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、AD【解析】

A．根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生的感应电动势A正确；B．电流电容器两端电势差由楞次定律可判断感应电流方向为逆时针方向，即a端电势低、b端电势高，由于b端接地，故有，B错误；C．电容器带电荷量C错误；D．电阻的发热功率D正确。故选AD。8、BC【解析】

A．卫星b、c绕地球做匀速圆周运动，7.9km/s是指在地球上发射的物体绕地球飞行作圆周运动所需的最小初始速度，11.2km/s是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度。所以发射卫星b时速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，故A错误；

B．万有引力提供向心力，对b、c卫星，由牛顿第二定律得解得故B正确；

C．卫星b在地球的同步轨道上，所以卫星b和地球具有相同的周期和角速度。由万有引力提供向心力，即解得a距离地球表面的高度为R，所以卫星a的角速度此时a、b恰好相距最近，到卫星a和b下一次相距最近（ωa-ω）t=2π故C正确；

D．让卫星b减速，卫星b所需的向心力减小，万有引力大于所需的向心力，卫星b会做向心运动，轨道半径变小，离开原轨道，所以不能与c对接，故D错误；故选BC。9、ABD【解析】

A．由题意可知，两物块随圆盘转动的角速度相同，当最大静摩擦力提供物体向心力时，此时的角速度为物体随圆盘做圆周运动的最大角速度，为临界角速度，根据牛顿第二定律得解得b物体滑离圆盘乙的临界角速度为同理可得，a物块的临界角速度为由几何知识知，物体a滑离圆盘时，其位移的最小值为由题意知，其未与圆盘乙相碰，根据平抛运动规律可知解得所以A正确；B．离开圆盘前，a随圆盘一起做匀速圆周运动，由静摩擦力来提供向心力，所以a所受的摩擦力方向一定指向转轴，B正确；C．由于所以一定是b物块先离开圆盘，离开圆盘后，物块做平抛运动，对b物体的水平位移为同理可得，a物体的水平位移为故离开圆盘后a的水平位移等于b的水平位移，所以C错误；D．当时a的落地点距转轴的距离为同理，b的落地点距转轴的距离为故所以D正确。故选ABD。10、BD【解析】

因为木块所受的摩擦力为滑动摩擦力，地面对木板的摩擦力为静摩擦力，无法比较动摩擦因数的大小．通过对木板分析，根据水平方向上的受力判断其是否运动．当F作用于长木板时，先采用隔离法求出临界加速度，再运用整体法，求出最小拉力．【详解】对m1，根据牛顿运动定律有：F-μ1m1g=m1a，对m2，由于保持静止有：μ1m1g-Ff=0，Ff＜μ2（m1+m2）g，所以动摩擦因数的大小从中无法比较．故A错误、B正确．改变F的大小，只要木块在木板上滑动，则木块对木板的滑动摩擦力不变，则长木板仍然保持静止．故C错误．若将F作用于长木板，当木块与木板恰好开始相对滑动时，对木块，μ1m1g=m1a，解得a=μ1g，对整体分析，有F-μ2（m1+m2）g=（m1+m2）a，解得F=（μ1+μ2）（m1+m2）g，所以当F＞（μ1+μ2）（m1+m2）g时，长木板与木块将开始相对滑动．故D正确．故选BD．【点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析，结合整体和隔离法，运用牛顿第二定律进行求解．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、0.6002.060温度增大0.45【解析】

(1)[1]．螺旋测微器的读数由固定刻度和可动刻度两部分组成，直径为d=0.5mm+10.0×0.01mm=0.600mm[2]．游标卡尺的读数由固定刻度和游标尺上的读数两部分组成，长度为L=20mm+12×0.05mm=20.60mm=2.060cm(2)[3][4]．由曲线可看出温度升高电阻增大，电阻率增大；

(3)[5]．电源与4.0Ω的定值电阻串联组成等效电源，有U=E-I（R+r）=3.0-（4.0+1.0）I=3-5I在灯泡伏安特性曲线中作出电源的U-I图象，两图象的交点坐标值为：U=1.5V，I=0.3A

灯泡功率为P=UI=1.5V×0.3A=0.45W12、D【解析】

(1)[1]A．根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门的距离，故A错误；B．根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故B错误；C．利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下落时间，故C错误；D．利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小球的直径，故D正确．故选D．(2)[2][3]利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，故根据机械能守恒的表达式有即四、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、(1)(2)(3)【解析】

(1)由于线框能匀速进入磁场，设进入磁场过程速度为根据机械能守恒得：进入磁场过程，线框中感应电动势：线框中电流为：根据力的平衡有：解得：(2)线框进磁场的过程中：平均电流为：通过线框的电量为：解得：由于线框有一半出磁场时加速度为0，即线框刚好出磁场时的速度大小等于根据能量守恒，线框穿过磁场过程中产生的热量：解得：(3)线框进磁场所用的时间为：完全在磁场中运动时间为：解得：线框ab边出磁场前