上海市金山区金山中学新高考压轴卷物理试卷及答案解析

上海市金山区金山中学新高考压轴卷物理试卷注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡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、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、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、一质量为M的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力F始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为g。现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球吊篮中减少的质量为（）A．2（M﹣）B．M﹣C．2M﹣D．g2、如图所示的电路中，电源的电动势为E内电用为r。闭合开关S，在滑动变阻器的滑片P向左移动的过程中，下列结论正确的是（）A．电容器C上的电荷量增加B．电源的总功率变小C．电压表读数变大D．电流表读数变大3、如图所示，在横截面为正三角形的容器内放有一小球，容器内各面与小球恰好接触，图中a、b、c为容器的三个侧面、将它们以初速度v0竖直向上抛出，运动过程中容器所受空气阻力与速率成正比，下列说法正确的是A．上升过程中，小球对c有压力且逐渐变大B．上升过程中，小球受到的合力逐渐变大C．下落过程中，小球对a有压力且逐渐变大D．下落过程中，小球对容器的作用力逐渐变大4、中国自主研发的世界首座具有第四代核电特征的核电站—华能石岛湾高温气冷堆核电站，位于山东省威海市荣成石岛湾。目前核电站使用的核燃料基本都是浓缩铀，有一种典型的铀核裂变方程是＋x→＋＋3x。下列关于x的说法正确的是（）A．x是α粒子，具有很强的电离本领B．x是α粒子，穿透能力比较弱C．x是中子，中子是卢瑟福通过实验最先发现的D．x是中子，中子是查德威克通过实验最先发现的5、一额定电压U额＝150V的电动机接在电压U1＝5V的直流电源上时未转动，测得此时流过电动机的电流I1＝0.5A。现将该电动机接入如图所示的电路，用以提升质量m＝50kg的重物，当电源供电电压恒为U2＝200V时，电动机正常工作，保护电阻R＝10Ω，不计一切摩擦，g＝10m/s2电动机正常工作时，下列说法正确的是()A．电动机线圈的直流电阻r＝30ΩB．电动机的铭牌应标有“150V，10A＂字样C．重物匀速上升的速度大小v＝2m/sD．若重物被匀速提升h＝60m的高度，整个电路消耗的电能为E总＝6×104J6、某理想气体的初始压强p0=3atm，温度T0=150K，若保持体积不变，使它的压强变为5atm，则此时气体的温度为（）A．100K B．200K C．250K D．300K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，质量为4m的球A与质量为m的球B用绕过轻质定滑轮的细线相连，球A放在固定的光滑斜面上，斜面倾角α=30°，球B与质量为m的球C通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，球C放在水平地面上。开始时控制住球A，使整个系统处于静止状态，细线刚好拉直但无张力，滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行，然后由静止释放球A，不计细线与滑轮之间的摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．释放球A瞬间，球B的加速度大小为B．释放球A后，球C恰好离开地面时，球A沿斜面下滑的速度达到最大C．球A沿斜面下滑的最大速度为2gD．球C恰好离开地面时弹簧的伸长量与开始时弹簧的压缩量相等，所以A、B两小球组成的系统机械能守恒8、下列说法正确的是A．饱和汽压与温度和体积都有关B．绝对湿度的单位是Pa，相对湿度没有单位C．空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越快D．气体做等温膨胀，气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数一定变少E.饱和汽和液体之间的动态平衡，是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等9、地球表面重力加速度的测量在军事及资源探测中具有重要的战略意义，已知地球质量，地球半径R，引力常量G，以下说法正确的是（）A．若地球自转角速度为，地球赤道处重力加速度的大小为B．若地球自转角速度为，地球两极处重力加速度的大小为C．若忽略地球的自转，以地球表面A点正下方h处的B点为球心，为半径挖一个球形的防空洞，则A处重力加速度变化量的大小为D．若忽略地球的自转，以地球表面A点正下方h处的B点为球心、为半径挖一个球形的防空洞，则A处重力加速度变化量的大小为10、一定质量的理想气体经历如图所示的一系列过程，、、和这四段过程在图上都是直线段，其中的延长线通过坐标原点O，垂直于，而平行于，平行于轴。由图可以判断（）A．过程中气体分子的密集程度不断减小B．过程中外界对气体做功C．过程中气体内能不断增大D．过程中气体从外界吸收热量E.过程的内能减小量等于过程中气体内能增加量三、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）为了精密测量一金属丝的电阻率：(1)如图甲所示，先用多用电表“×1Ω”挡粗测其电阻为____________Ω，然后用螺旋测微器测其直径为______________mm．(2)为了减小实验误差，需进一步测其电阻，除待测金属丝外，实验室还备有的实验器材如下：A．电压表V(量程3V，内阻约15kΩ；量程15V，内阻约75kΩ)B．电流表A(量程0.6A，内阻约1Ω；量程3A，内阻约0.2Ω)C．滑动变阻器R1(0～5Ω，1A)D．滑动变阻器R2(0～2000Ω，0.1A)E．1.5V的干电池两节，内阻不计F．电阻箱G．开关S，导线若干为了测多组实验数据，则上述器材中的滑动变阻器应选用___________(选填“R1”或“R2”)．请在虚线框内设计最合理的电路图并完成实物图的连线_______________12．（12分）某班同学在学习了向心力的公式F＝m和F＝mω2r后，分学习小组进行实验探究向心力。同学们用细绳系一纸杯(杯中有30mL的水)在空中甩动，使纸杯在水平面内做圆周运动(如图乙所示)，来感受向心力。(1)下列说法中正确的是________。A．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力不变B．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力增大C．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力不变D．保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力增大(2)如图甲所示，绳离杯心40cm处打一结点A,80cm处打一结点B，学习小组中一位同学用手表计时，另一位同学操作，其余同学记录实验数据。操作一：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小。操作二：手握绳结B，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小。操作三：手握绳结A，使杯在水平方向每秒运动两周，体会向心力的大小。操作四：手握绳结A，再向杯中添30mL的水，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小。①操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径大小有关；操作三与一相比较：质量、半径相同，向心力的大小与角速度的大小有关；操作四与一相比较：________相同，向心力大小与________有关；②物理学中这种实验方法叫________法。③小组总结阶段，在空中甩动纸杯的同学谈感受时说：“感觉手腕发酸，感觉力不是指向圆心的向心力而是背离圆心的离心力，跟书上说的不一样”，你认为该同学的说法正确吗？答：________。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，上端开口的竖直汽缸由大、小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，两活塞用一根长度为L的刚性轻质细杆连接，两活塞间充有氧气，小活塞下方充有氮气，大、小活塞的质量分别为2m、m，横截面积分别为2S、S。氮气和汽缸外大气的压强均为p0，大活塞与大圆筒底部相距。现通过电阻丝缓慢加热氮气，使小活塞缓慢上升至上表面与大圆筒底部平齐位置。已知大活塞导热性能良好，汽缸及小活塞绝热，两活塞与汽缸壁之间的摩擦不计，重力加速度为g。求：①初始状态下氧气的压强；②小活塞与大圆筒底部平齐时，氧气的压强。14．（16分）如图所示，一有界匀强磁场垂直于xOy平面向里，其边界是以坐标原点O为圆心、半径为R的圆．一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从磁场边界与x轴交点P处以初速度大小v0、沿x轴正方向射入磁场，恰能从M点离开磁场．不计粒子的重力．（1）求匀强磁场的磁感应强度大小B；（2）若带电粒子从P点以速度大小v0射入磁场，改变初速度的方向，粒子恰能经过原点O，求粒子在磁场中运动的时间t及离开磁场时速度的方向；（3）在匀强磁场外侧加一有界均匀辐向电场，如图所示，与O点相等距离处的电场强度大小相等，方向指向原点O．带电粒子从P点沿x轴正方向射入磁场，改变初速度的大小，粒子恰能不离开电场外边界且能回到P点，求粒子初速度大小v以及电场两边界间的电势差U．15．（12分）受控核聚变是当前研究的热点。我国的“东方超环”世界领先，将氘氚燃料用特殊的加热方法加热到聚变反应温区（即1亿度以上）以点燃氘氚反应[一个氘核（）和一个氚核（）发生聚变核反应，生成一个氦核（），放出一个中子]，利用特殊设计的“笼子”将它们稳定地约束在该真空容器内。使聚变反应能够稳定进行，其中一种方法是磁约束，围绕这种"磁笼子"的设计和建道，人类已经走过了半个多世纪艰苦的历程。某校的研究小组进行了以下的设计，如图所示，矩形abcd的ab边长为2L，ab与ac夹角为，矩形对角线ac上下方分别分布着磁感应强度大小为B的匀强磁场，一个氚核（）从ab边中点P处以某一速度垂直ab边进入下方磁场恰好不从对角线ac边射出，一个氘核（）从c点以某一速度水平向左进入上方磁场并与氚核（）在对角线ac上相遇并发生聚变反应，生成一个氦核（），放出一个中子，生成的氢核（）速度方向竖直向下。已知一个核子的质量为m，质子的电量为q，求：（1）氘核（）与氚核（）射入磁场时的速度大小之比；（2）先后释放氚核（）与氘核（）的时间差；（3）生成的氢核（）速度v应满足的条件。使之偏转后恰好到达矩形的a点。

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】

分别对气球匀速上升和匀速下降过程进行受力分析，根据共点力平衡条件列式求解即可。【详解】匀速下降时，受到重力Mg，向上的浮力F，向上的阻力f，根据共点力平衡条件有：气球匀速上升时，受到重力，向上的浮力F，向下的阻力f，根据共点力平衡条件有：解得：故A正确，BCD错误。故选A。【点睛】本题关键对气球受力分析，要注意空气阻力与速度方向相反，然后根据共点力平衡条件列式求解。2、D【解析】

A．与变阻器并联的电容器两端电压变小，电容不变，则由知电容器C上电荷量减小，故A错误；B．电源的总功率，与电流的大小成正比，则知电源的总功率变大，故B错误；CD．当滑片向左滑动的过程中，其有效阻值变小，所以根据闭合电路欧姆定律得知，干路电流变大，电源的内电压变大，路端电压变小，则电流表读数变大，电压表读数变小，故C错误，D正确。故选D。3、D【解析】

AB．小球和正三角形容器为共加速系统，上升过程中，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律：系统加速度竖直向下且大于重力加速度，小球加速度向下，所以容器底面c对小球无作用力，a、b侧面对小球的作用力竖直向下，以小球为研究对象，根据牛顿第二定律：系统速度减小，加速度减小，小球受到的合外力减小，AB错误；CD．下落过程中，以整体为研究对象，根据牛顿第二定律：系统加速度竖直向下且小于重力加速度，小球加速度向下，所以a、b侧面对小球无作用力，底面c对小球的作用力竖直向上，根据牛顿第二定律：系统的速度增大，加速度减小，小球的加速度减小，底面c对小球的作用力增大，根据牛顿第三定律可知小球对容器的作用力逐渐变大，C错误；D正确。故选D。4、D【解析】

AB．根据该反应的特点可知，该核反应属于重核裂变，根据核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知，x为中子，故AB错误；CD．根据物理学史可知，卢瑟福发现了质子，预言了中子的存在，中子是查德威克通过实验最先发现的，故C错误，D正确。故选D。5、D【解析】

A．电动机不转动时的电阻即线圈的直流电阻，由欧姆定律知，故A错误；B．电动机的额定电流电动机的铭牌应标有“150V，5A”字样，故B错误；C．由得，重物匀速上升的速度大小故C错误；D．因重物上升60m的时间由得故D正确。故选D。6、C【解析】

理想气体体积不变，发生等容变化，则，代入数据得：，解得：．故C项正确，ABD三项错误．【点睛】在理想气体状态方程和气体实验定律应用中，压强、体积等式两边单位一样即可，不需要转化为国际单位；温度的单位一定要用国际单位(开尔文)，不能用其它单位．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、BC【解析】

A．开始时对球B分析，根据平衡条件可得释放球A瞬间，对球A和球B分析，根据牛顿第二定律可得解得故A错误；B．释放球A后，球C恰好离开地面时，对球C分析，根据平衡条件可得对球A和球B分析，根据牛顿第二定律可得解得所以球C恰好离开地面时，球A沿斜面下滑的速度达到最大，故B正确；C．对球A和球B及轻质弹簧分析，根据能量守恒可得解得球A沿斜面下滑的最大速度为故C正确；D．由可知球C恰好离开地面时弹簧的伸长量与开始时弹簧的压缩量相等，A、B两小球组成的系统在运动过程中，轻质弹簧先对其做正功后对其做负功，所以A、B两小球组成的系统机械能不守恒，故D错误；故选BC。8、BDE【解析】

饱和汽压与温度有关，和体积无关，选项A错误；绝对湿度及压强表示其单位是Pa，相对湿度没有单位，则B正确；空气相对湿度越大时，空气中水蒸气压强越接近饱和汽压，水蒸发越慢，则C错误；气体做等温膨胀，分子密度变小，气体分子单位时间对汽缸壁单位面积碰撞的次数一定变少，则D正确；饱和汽和液体之间的动态平衡，是指汽化和液化同时进行的过程，且进行的速率相等，则E正确；故选BDE。9、ABC【解析】

AB．在赤道处得出在两极处得出选项AB正确；CD．若忽略地球的自转，以地球表面A点正下方h处的B点为球心为半径挖一个球形的防空洞，该球形防空洞挖掉的质量A处重力加速度变化是由该球形防空洞引起的选项C正确，D错误。故选ABC。10、BCD【解析】

A．根据理想气体状态方程可知，则P-T图中过原点的直线为等容变化，所以ab过程中气体体积不变，所以气体分子的密集程度不变，故A错误；B．过c点做过原点的直线，则为一条等容线，且斜率比ab斜率大，根据可知，Vc＜Vb则由bc过程体积减小，外界对气体做功，故B正确；C．cd过程中气体温度升高，气体内能增加，故C正确；D．da过程，气体温度不变，则气体内能不变；压强减小，根据玻意耳定律可知，体积增大，则气体对外界做功，根据热力学第一定律可知，气体应吸热，故D正确；E．bc垂直于ab，而cd平行于ab说明，ab的温度变化比cd的温度变化小，且理想气体内能只与温度有关，温度升高，内能增加，可知ab过程的内能减小量小于cd过程中气体内能增加量，故E错误；故选BCD。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、(1)8.02.096(2)R1(3)如图甲、乙所示【解析】

欧姆表指针示数与倍率的乘积是欧姆表示数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；在保证安全的前提下，为方便实验操作，应选最大阻值较小的滑动变阻器；为准确测量电阻阻值，应测多组实验数据，滑动变阻器可以采用分压接法，根据待测电阻与电表内阻间的关系确定电流表的接法，作出实验电路图，然后根据电路图连接实物电路图；【详解】解：(1)由图示多用电表可知，待测电阻阻值是8×1Ω=8Ω；由图示螺旋测微器可知，的固定刻度读数为2mm，可动刻度读数为0.01×9.6mm=0.096mm，其读数为：2mm+9.6×0.01mm=2.096mm；(2)滑动变阻器R2(0～2000Ω，0.1A)的阻值比待测金属丝阻值8Ω大得太多，为保证电路安全，方便实验操作，滑动变阻器应选R1，最大阻值5Ω；为测多组实验数据，滑动变阻器应采用分压接法，由于被测电阻阻值较小，则电流表应采用外接法，实验电路图如图所示根据实验电路图连接实物电路图，如图所示12、)BD角速度、半径质量大小控制变量不正确，见解析【解析】

（1）[1]．由题意知，根据向心力公式F向＝mω2r，结合牛顿第三定律，有T拉＝mω2r；保持质量、绳长不变，增大转速，根据公式可知，绳对手的拉力将增大，故A错误，B正确；保持质量、角速度不变，增大绳长，根据公式可知，绳对手的拉力将增大，故C错误，D正确。（2）①[2][3]．根据向心力公式F