北师大实验中学2024年高考压轴卷物理试卷含解析

北师大实验中学2024年高考压轴卷物理试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．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、关于原子核的相关知识，下面说法正确的是（）A．原子核内相邻质子之间存在相互排斥的核力B．原子核的比结合能越小，说明原子核越不稳定C．温度越高放射性元素的半衰期越小D．β射线是电子流，表明原子核内除质子中子之外还有电子2、在物理学发展过程中做出了重要贡献。下列表述正确的是（）A．开普勒测出了万有引力常数B．爱因斯坦发现了天然放射现象C．安培提出了磁场对运动电荷的作用力公式D．卢瑟福提出了原子的核式结构模型3、太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。2019年10月28日发生了天王星冲日现象，即天王星、地球、太阳三者处于同一直线，此时是观察天王星的最佳时间。已知地球到太阳距离为1个天文单位，天王星到太阳距离为19.2个天文单位，则下列说法正确的是（）A．此时太阳位于地球和天王星之间的某一点B．2020年10月28日还会出现一次天王星冲日现象C．天王星绕太阳公转的周期约为84年D．地球绕太阳公转的加速度约为天王星绕太阳公转的20倍4、2019年7月31日，一个国际研究小组在《天文学和天体物理学》杂志刊文称，在一个距离我们31光年的M型红矮星GJ357系统中，发现了行星GJ357b、GJ357c和GJ357d，它们绕GJ357做圆周运动。GJ357d处于GJ357星系宜居带，公转轨道与GJ357的距离大约为日地距离的五分之一。GJ357d的质量是地球质量的6.1倍，公转周期为55.7天，很可能是一个宜居星球。不考虑行星间的万有引力，根据以上信息可知（）A．GJ357d和GJ357c的轨道半径与周期的比值相同B．GJ357d的周期比GJ357c的周期小C．GJ357的质量约为地球质量的3倍D．GJ357的质量约为太阳质量的5、如图，一小孩在河水清澈的河面上以1m/s的速度游泳，t=0时刻他看到自己正下方的河底有一小石块，t=3s时他恰好看不到小石块了，河水的折射率n=，下列说法正确的是（）A．3s后，小孩会再次看到河底的石块B．前3s内，小孩看到的石块越来越明亮C．这条河的深度为mD．t=0时小孩看到的石块深度为m6、2020年1月我国成功发射了“吉林一号”卫星，卫星轨道可看作距地面高度为650km的圆，地球半径为6400km，第一宇宙速度为7.9km/s。则该卫星的运行速度为（）A．11.2km/s B．7.9km/s C．7.5km/s D．3.lkm/s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，两个带电小球、分别处于光滑绝缘的竖直墙面和斜面上，且在同一竖直平面内，用水平向左的推力F作用于球，两球在图示位置静止，现将球沿斜面向下移动一小段距离，发现球随之向上移动少许，两球在新位置重新平衡，重新平衡后与移动前相比，下列说法正确的是（）A．推力F变小 B．斜面对的弹力不变C．墙面对的弹力不变 D．两球之间的距离减小8、2019年10月5日2时51分，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将“高分十号”地球同步卫星发射升空。一般发射地球同步卫星要经过两次变轨才能进入地球同步轨道。如图所示，先将卫星送入较低的圆轨道Ⅰ，经椭圆轨道Ⅲ进入地球同步轨道Ⅱ。已知“高分十号”卫星质量为m卫，地球质量为m地，轨道Ⅰ半径为r1，轨道Ⅱ半径为r2，A、B为两轨道的切点，则下列说法正确的是（）A．“高分十号”在轨道Ⅰ上的运行速度大于7.9km/sB．若”高分十号”在轨道I上的速率为v1：则在轨道II上的速率v2=v1C．在椭圆轨道上通过B点时“高分十号”所受万有引力小于向心力D．假设距地球球心r处引力势能为Ep=－则“高分十号”从轨道Ⅰ转移到轨道Ⅱ，其机械能增加了－9、图是某绳波形成过程的示意图．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2、3、4，…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．t=T/4时，质点5刚要开始运动．下列说法正确的是A．t＝T/4时，质点5开始向下运动B．t＝T/4时，质点3的加速度方向向下C．从t＝T/2开始的一小段时间内，质点8的速度正在减小D．从t＝T/2开始的一小段时间内，质点8的加速度正在减小10、“嫦娥四号”探测器在2017年自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球。若已知月球半径为R，“嫦娥五号”在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是（）A．月球表面重力加速度为B．月球质量为C．月球第一宇宙速度为D．月球密度为三、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）某同学用打点计时器测量做匀速直线运动的物体的加速度，电源频率f=50Hz，在纸带上打出的点中，选出零点，每隔4个点取1个技术点，因保存不当，纸带被污染，如图1所示，A、B、C、D是本次排练的4个计数点，仅能读出其中3个计数点到零点的距离：SA=16.6mm、SB=126.5mm、SD=624.5mm。若无法再做实验，可由以上信息推知：（1）相邻两计数点的时间间隔为_________s；（2）打C点时物体的速度大小为_________m/s（取2位有效数字）（3）物体的加速度大小为________（用SA、SB、SD和f表示）12．（12分）某同学为了将一量程为3V的电压表改装成可测量电阻的仪表——欧姆表．（1）先用如图a所示电路测量该电压表的内阻，图中电源内阻可忽略不计，闭合开关，将电阻箱阻值调到3kΩ时，电压表恰好满偏；将电阻箱阻值调到12kΩ时，电压表指针指在如图b所示位置，则电压表的读数为____V．由以上数据可得电压表的内阻RV＝____kΩ.（2）将图a的电路稍作改变，在电压表两端接上两个表笔，就改装成了一个可测量电阻的简易欧姆表，如图c所示，为将表盘的电压刻度转换为电阻刻度，进行了如下操作：闭合开关，将两表笔断开，调节电阻箱，使指针指在“3.0V”处，此处刻度应标阻值为____（填“0”或“∞”）；再保持电阻箱阻值不变，在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电压刻度，则“1V”处对应的电阻刻度为____kΩ.（3）若该欧姆表使用一段时间后，电池内阻不能忽略且变大，电动势不变，但将两表笔断开时调节电阻箱，指针仍能满偏，按正确使用方法再进行测量，其测量结果将____．A.偏大B.偏小C.不变D.无法确定四、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，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．14．（16分）如图所示，AC为光滑的水平桌面，轻弹簧的一端固定在A端的竖直墙壁上质量的小物块将弹簧的另一端压缩到B点，之后由静止释放，离开弹簧后从C点水平飞出，恰好从D点以的速度沿切线方向进入竖直面内的光滑圆弧轨道小物体与轨道间无碰撞为圆弧轨道的圆心，E为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道的半径，，小物块运动到F点后，冲上足够长的斜面FG，斜面FG与圆轨道相切于F点，小物体与斜面间的动摩擦因数，，取不计空气阻力求：（1）弹簧最初具有的弹性势能；（2）小物块第一次到达圆弧轨道的E点时对圆弧轨道的压力大小；（3）判断小物块沿斜面FG第一次返回圆弧轨道后能否回到圆弧轨道的D点？若能，求解小物块回到D点的速度；若不能，求解经过足够长的时间后小物块通过圆弧轨道最低点E的速度大小．15．（12分）如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始经状态B到达状态C，已知气体在状态C时的压强为，该理气体的内能与温度关系满足U＝kT．求:(i)气体在A点的压强大小;(ii)气体从A变化到B再变化到C吸收的热量．

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、B【解析】

A．原子核内相邻质子之间存在强相互吸引的核力，A错误；B．原子核比结合能越小，拆开原子核越容易，说明原子核越不稳定，B正确；C．放射性元素的半衰期是原核的衰变规律，由原子核内部因素决定，即与元素的种类有关，与温度无关，C错误；D．射线是原子核内中子转变为质子时产生的，不能说明原子核内有电子，选项D错误。故选B。2、D【解析】

根据物理学史解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。【详解】A.卡文迪许测出了万有引力常数，A错误；B.天然放射现象是法国物理学家贝克勒耳发现的，B错误；C.磁场对运动电荷的作用力公式是由洛伦兹提出的，C错误；D.卢瑟福提出了原子的核式结构模型，D正确。【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。3、C【解析】

A．天王星、地球都绕太阳做圆周运动，即太阳为中心天体，所以太阳不可能位于地球和天王星之间，故A错误；BC．天王星、地球绕太阳做匀速圆周运动，根据开普勒第三定律可知得即天王星绕太阳公转的周期约为84年，如果两次行星冲日时间间隔为t年，则地球多转动一周，有解得再出现一次天王星冲日现象并不在2020年10月28日，故B错误，C正确；D．由公式得地球绕太阳公转的加速度约为天王星绕太阳公转的369倍，故D错误。故选C。4、D【解析】

A．G357d和GJ357c都绕GJ357做圆周运动，由开普勒第三定律可知，它们轨道半径的三次方与周期的二次方的比值相同，故A错误；B．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得由于Rc<Rd，则，所以GJ357d的周期比GJ357c的周期大，故B错误；C．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得求天体质量时只能求得中心天体的质量，不能求环绕天体的质量，地球绕太阳运动，地球为环绕天体；GJ357d绕GJ357运动，GJ357d是环绕天体，虽然知道GJ357d的质量是地球质量的6.1倍，但不能比较GJ357的质量与地球质量的关系，故C错误；D．万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得故D正确。故选D。5、C【解析】

A．t=3s时他恰好看不到小石块了，说明在此位置从小石块射到水面的光发生了全反射，则3s后的位置从小石块射到水面的光仍发生全反射，则小孩仍不会看到河底的石块，选项A错误；B．前3s内，从小石子上射向水面的光折射光线逐渐减弱，反射光逐渐增强，可知小孩看到的石块越来越暗，选项B错误；C．由于则可知水深选项C正确；D．t=0时小孩看到的石块深度为选项D错误。故选C。6、C【解析】

近地卫星环绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有则有第一宇宙速度km/s“吉林一号”卫星环绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有联立解得km/s故C正确，ABD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、AB【解析】

CD．先对小球A受力分析，受重力、支持力、静电力，如图所示：根据共点力平衡条件，有：，由于减小，可知墙面对A的弹力变小，库仑力减小，故两球间距增加，选项CD错误；AB．对AB整体受力分析，受重力、斜面支持力N、墙壁支持力FN、推力F，如图所示：根据共点力平衡条件，有解得由于减小，不变，所以推力F减小，斜面对B的弹力N不变，选项AB正确。故选AB。8、BD【解析】

A．第一宇宙速度为7.9km/s，绕地球做圆周运动的轨道半径等于地球的半径，根据万有引力提供向心力则有可得知轨道半径越大，线速度越小，所以“高分十号”卫星在轨道Ⅰ上的运行速度小于7.9km/s，故A错误；B．根据可得“高分十号”卫星在轨道I上的速率为在轨道II上的速率为联立解得故B正确；C．由于“高分十号”卫星需要在点从椭圆轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ，卫星在点需加速，所以“高分十号”卫星在椭圆轨道Ⅲ上通过B点时，万有引力大于向心力，故C错误；D．“高分十号”卫星在轨道Ⅰ上的机械能在轨道Ⅱ上的机械能则机械能增加量故D正确；故选BD。9、BC【解析】A、t＝T/4时，质点5开始向上运动，A错误；B、t＝T/4时，质点3受到指向平衡位置的回复力的作用，加速度方向向下，B正确；CD、从t＝T/2开始的一小段时间内，质点8正在从平衡位置向上运动，速度正在减小，加速度正在增大，C正确，D错误．故选：BC．10、BD【解析】

B．对探测器，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有解得故B选项正确；A．月球表面的重力加速度为则A选项错误；C．月球的第一宇宙速度为月球表面的环绕速度，根据牛顿第二定律，有解得故C选项错误；D．月球的密度故D选项正确。故选BD。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、0.12.5【解析】

考查实验“用打点计时器测量做匀速直线运动的物体的加速度”。【详解】（1）[1]．电源的频率为50Hz，知每隔0.02s打一个点，每隔4个点取1个计数点，可知相邻两计数点，每隔4个点取1个计数点，可知相邻两计数点的时间间隔为0.1s；（2）[2]．C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，则；（3）[3]．匀加速运动的位移特征是相邻的相等时间间隔内的位移以均匀增大，有：。12、1.506∞1C【解析】

（1）[1][2]由图（b）所示电压表表盘可知，其分度值为0.1V，示数为1.50V；电源内阻不计，由图a所示电路图可知，电源电动势：E＝U＋IR＝U＋R由题意可知：E＝3＋×3000E＝1.5＋×12000解得RV＝6000Ω＝6kΩ，E＝4.5V（2）两表笔断开，处于断路情况，相当于两表笔之间的电阻无穷大，故此处刻度应标阻值为∞，当指针指向3V时，电路中的电流为：Ig＝A＝0.0005A此时滑动变阻器的阻值：R＝Ω＝3kΩ当电压表示数为1V时，有：1＝解得Rx＝1kΩ.（3）[5][6]根据闭合电路欧姆定律可知电池新时有：Ig＝＝，测量电阻时电压表示数为：U＝欧姆表用一段时间调零时有：Ig＝，测量电阻时：U＝比较可知：r＋R＝r′＋R′所以若电流相同则R′x＝Rx，即测量结果不变，故选C。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、15cm25cm【解析】设管的横截面积为S，活塞再次平衡时左侧管中气体的长度为l′，左侧管做等压变化，则有V1其中V1＝14S，T＝280K，T′＝300K，V′2＝l′1S解得l′1＝15cm设平衡时右侧管气体长度增加x，则由理想气体状态方程可知(p其中p0＝76cmHg，h＝6cmHg解得x＝1cm所以活塞平衡时右侧管中气体的长度为25cm.点睛：本题要能用静力学观点分析各处压强的关系．要注意研究过程中哪些量不变，哪些量变化，选择合适的气体实验定律解决问题．14、；30N；2．【解析】

（1）设小物块在C点的速度为，则在D点有：设弹簧最初具有的弹性势能为，则：代入数据联立解得：；设小物块在E点的速度为，则从D到E的过程中有：设在E点，圆轨道对小物块的支持力为N，则有：代入数据解得：，由牛顿第三定律可知，小物块到达圆轨道的E点时对圆轨道的压力为30

设小物体沿斜面FG上滑的最大距