湖南省长沙市铁路一中新高考压轴卷物理试卷及答案解析

湖南省长沙市铁路一中新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、准考证号填写在答题卡上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3．考试结束后，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、2013年12月2日，“嫦娥三号”成为了全人类第一个在月球背面成功实施软着陆的探测器。为了减小凹凸不平的月面可能造成的不利影响，“嫦娥三号”采取了近乎垂直的着陆方式。已知：月球半径为R，表面重力加速度大小为g，引力常量为G，下列说法正确的是（）A．“嫦娥三号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的过程中处于超重状态B．为了减小与地面的撞击力，“嫦娥三号”着陆前的一小段时间内处于失重状态C．“嫦娥三号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的周期约为T=D．月球的密度为ρ=2、如图所示，在0≤x≤3a的区域内存在与xOy平面垂直的匀强磁场，磁感应强度大小为B。在t＝0时刻，从原点O发射一束等速率的相同的带电粒子，速度方向与y轴正方向的夹角分布在0°～90°范围内。其中，沿y轴正方向发射的粒子在t＝t0时刻刚好从磁场右边界上P（3a，a）点离开磁场，不计粒子重力，下列说法正确的是（）A．粒子在磁场中做圆周运动的半径为3aB．粒子的发射速度大小为C．带电粒子的比荷为D．带电粒子在磁场中运动的最长时间为2t03、将输入电压为220V、输出电压为6V的变压器改装成输出电压为30V的变压器，副线圈原来的匝数为30匝，原线圈的匝数不变，则副线圈应增加的匝数为（）A．150匝 B．144匝 C．130匝 D．120匝4、如图所示，一光滑小球与一过球心的轻杆连接，置于一斜面上静止，轻杆通过光滑铰链与竖直墙壁连接，已知小球所受重力为G，斜面与水平地面的夹角为60°，轻杆与竖直墙壁的夹角也为60°，则轻杆和斜面受到球的作用力大小分别为（）A．G和G B．G和C．G和G D．G和2G5、新型冠状病毒在显微镜下的形状如图所示，他的大小在纳米的数量级下，根据我们高中所学内容，下列单位属于国际基本单位的是（）A．长度 B．m C．nm D．m/s6、航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图所示,在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同，已知铜的电阻率较小,则合上开关S的瞬间（）A．两个金属环都向左运动B．两个金属环都向右运动C．从左侧向右看，铝环中感应电流沿顺时针方向D．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力二、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、以下说法正确的是（）A．玻璃打碎后不容易把它们拼在一起，这是由于分子间斥力的作用B．焦耳测定了热功当量后，为能的转化和守恒定律奠定了实验基础C．液体表面层分子间引力大于液体内部分子间引力是表面张力产生的原因D．当分子间的距离增大时，分子间的斥力和引力都减小，但斥力减小得快E.悬浮在液体中的颗粒越小，小颗粒受到各个方向液体分子的冲击力就越不平衡，布朗运动就越明显8、地球探测器的发射可简化为以下过程。先开动发动机使探测器从地表由静止匀加速上升至高处，该过程的平均加速度约为。再开动几次发动机改变探测器速度的大小与方向，实现变轨，最后该探测器在高度绕地球做匀速圆周运动。已知探测器的质量约为，地球半径约为，万有引力常量为。探测器上升过程中重力加速度可视为不变，约为。则关于探测器的下列说法，正确的是（）A．直线上升过程的末速度约为B．直线上升过程发动机的推力约为C．直线上升过程机械能守恒D．绕地球做匀速圆周运动的速度约为9、如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为M的物体A、B（B物体与弹簧连接），弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为a（a＜g）的匀加速运动，重力加速度为g，则下列说法不正确的是A．施加外力F大小恒为M（g＋a）B．A、B分离时，弹簧弹力恰好为零C．A、B分离时，A上升的距离为M(g-a)D．弹簧恢复到原长时，物体B的速度达到最大值10、如图所示电路，两根光滑金属导轨平行放置在倾角为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可忽略不计的金属棒ab质量为m，受到沿斜面向上且与金属棒垂直的恒力F的作用．金属棒沿导轨匀速向上滑动，则它在上滑高度h的过程中，以下说法正确的是A．作用在金属棒上各力的合力做功为零B．重力做的功等于系统产生的电能C．金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热D．恒力F做的功与安培力做的功之和等于金属棒增加的机械能三、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）(1)有一螺旋测微器，用它测量一根圆形金属的直径，如图所示的读数是__________mm；(2)在用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，使质量为1.00kg的重物自由下落，打点计时器在纸带上打出一系列的点，选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为第一个点，A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点。己知打点计时器每隔0.02s打一个点，当地的重力加速度为，那么：①根据图上所得的数据，应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律；②从O点到①问中所取的点，重物重力势能的减少量=___J，动能增加量=_____J（结果取三位有效数字）；③若测出纸带上所有各点到O点之间的距离，根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h，则以为纵轴，以h为横轴画出的图象是下图中的______。A．B．C．D．12．（12分）某实验小组测量一节干电池的电动势和内阻，可选用的实验器材如下：A．待测干电池B．电流表A1(0～200μA，内阻为500Ω)C．电流表A2(0～0.6A，内阻约为0.3Ω)D．电压表V(0～15V，内阻约为5kΩ)E．电阻箱R(0～9999.9Ω)F．定值电阻R0(阻值为1Ω)G．滑动变阻器R′(0～10Ω)H．开关、导线若干(1)该小组在选择器材时，放弃使用电压表，原因是____________________。(2)该小组利用电流表和电阻箱改装成一量程为2V的电压表，并设计了如图甲所示的电路，图中电流表a为___________(选填“A1”或“A2”)，电阻箱R的阻值为___________Ω。(3)闭合开关，调节滑动变阻器，读出两电流表的示数I1、I2的多组数据，在坐标纸上描绘出I1－I2图线如图乙所示。根据描绘出的图线，可得所测干电池的电动势E＝_____V，内阻r＝_____Ω。(保留两位有效数字)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）如图甲所示，弯折成90°角的两根足够长金题导轨平行放置，形成左右两导执平面，左导轨平面与水平面成53°角，右导轨平面与水平面成37°角，两导轨相距L=0.2m，电阻不计．质量均为m=0.1kg，电阻均为R=0.1Ω的金属杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，金属杆与导轨间的动摩擦因数均为μ=0.5，整个装置处于磁感应强度大小为B=1.0T，方向平行于左导轨平面且垂直右导轨平面向上的匀强磁场中．t=0时刻开始，ab杆以初速度v1沿右导轨平面下滑，t=ls时刻开始，对ab杆施加一垂直ab杆且平行右导轨平面向下的力F，使ab开始作匀加速直线运动．cd杆运动的v-t图象如图乙所示（其中第1s、第3s内图线为直线）．若两杆下滑过程均保持与导轨垂直且接触良好，g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.求：（1）在第1秒内cd杆受到的安培力的大小（2）ab杆的初速度v1（3）若第2s内力F所做的功为9J，求第2s内cd杆所产生的焦耳热14．（16分）如图甲所示，直角坐标系xOy的第一象限内存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E，在第四象限内有一半径为R的圆形有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，磁场的边界刚好与x轴相切于A点，A点的坐标为，一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在A点正上方的P点由静止释放，粒子经电场加速后从A点进入磁场，经磁场偏转射出磁场后刚好经过坐标原点O，匀强磁场的磁感应强度大小为B，不计粒子的重力，求：（1）P点的坐标；（2）若在第三、四象限内、圆形区域外加上垂直纸面向里的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小也为B，如图乙所示，粒子释放的位置改为A点正上方点处，点的坐标为，让粒子在点处由静止释放，粒子经电场加速后从A点进入磁场，在磁场中偏转后第一次出磁场时，交x轴于C点，则AC间的距离为多少；粒子从点到C点运动的时间为多少.15．（12分）如图所示，滑块和滑板静止在足够大的水平面上，滑块位于滑板的最右端，滑板质量为M=0.6kg，长为L1=0.6m，滑块质量为m=0.2kg，质量也为m=0.2kg的小球用细绳悬挂在O点，绳长L2=0.8m，静止时小球和滑板左端恰好接触。现把小球向左拉到与悬点等高处无初速释放，小球到达最低点时与木板发生弹性碰撞。空气阻力忽略不计，已知滑块与滑板之间的动摩擦因数为，滑板与水平面之间的动摩擦因数，滑块和小球均可看成质点，重力加速度g取10m/s2。求：（1）小球刚摆到最低点时与木板发生碰撞前绳的拉力大小；（2）滑块能否从滑板上掉下?试通过计算说明理由；（3）滑块和滑板之间由于相对滑动所产生的热量。

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、D【解析】

A．“嫦娥三号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的过程中万有引力全部提供向心力，处于完全失重状态，故A错误；B．为了减小与地面的撞击力，在“嫦娥三号”着陆前的一小段时间内“嫦娥四号”需要做减速运动，处于超重状态。故B错误；C．“嫦娥三号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的时万有引力提供向心力，即：解得：故C错误；D．月球表面的重力近似等于万有引力，则：，月球的密度：故D正确。故选：D。2、D【解析】

A．沿y轴正方向发射的粒子在磁场中运动的轨迹如图所示：设粒子运动的轨迹半径为r，根据几何关系有可得粒子在磁场中做圆周运动的半径选项A错误；B．根据几何关系可得所以圆弧OP的长度所以粒子的发射速度大小选项B错误；C．根据洛伦兹力提供向心力有结合粒子速度以及半径可得带电粒子的荷质比选项C错误；D．当粒子轨迹恰好与磁场右边界相切时，粒子在磁场中运动的时间最长，画出粒子轨迹过程图如图所示：粒子与磁场边界相切于M点，从E点射出。设从P点射出的粒子转过的圆心角为，时间为，从E点射出的粒子转过的圆心角为，故带电粒子在磁场中运动的最长时间为，选项D正确。故选D。3、D【解析】

副线圈匝数为n2=30匝，输入电压U1=220V，输出电压U2=6V，根据变压比公式有原线圈匝数不变，改变副线圈匝数，输入电压也不变，输出电压变为30V，根据变压比公式有联立得故D正确，ABC错误。故选D。4、A【解析】

对小球受力分析如图，由几何关系，三力互成120°角，据平衡条件有则轻杆和斜面受到球的作用力大小故选A．5、B【解析】

国际单位制规定了七个基本物理量，分别为长度（m）、质量（kg）、时间（s）、热力学温度（K）、电流（A）、发光强度（cd）、物质的量（mol），它们的国际单位是基本单位，而由物理量之间的关系式推导出来的单位叫做导出单位，A项的长度是基本物理量，B项的m是国际制基本单位，C项的nm是非国际制基本单位，D项的m/s是导出单位，故B正确，ACD错误。故选B。6、C【解析】

AB．若环放在线圈两边，根据“来拒去留”可得，合上开关S的瞬间，环为阻碍磁通量增大，则环将向两边运动，故AB错误；C．线圈中电流为右侧流入，磁场方向为向左，在闭合开关的过程中，磁场变强，则由楞次定律可知，电流由左侧向右看为顺时针，故C正确；D．由于铜环的电阻较小，故铜环中感应电流较大，则铜环受到的安培力要大于铝环受到的安培力，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、BDE【解析】

A.碎玻璃不能拼在一起，是由于分子距离太大，达不到分子吸引力的范围，故A错误；B.焦耳测定了热功当量后，为能的转化和守恒定律奠定了实验基础，选项B正确；C.由于液体表面层分子间距离大于分子平衡时的距离，分子间的作用力表现为引力，则液体表面存在张力，故C错误；D.当分子间的距离增大时，分子间的斥力和引力都减小，但斥力减小得快，选项D正确；E.悬浮在液体中的颗粒越小，小颗粒受到各个方向液体分子的冲击力就越不平衡，布朗运动就越明显，选项E正确。故选BDE。8、BD【解析】

A．匀加速上升过程有解得A错误；B．匀加速上升过程有解得B正确；C．匀加速上升过程除地球引力做功外，还有发动机推力做功，则机械能不守恒，C错误；D．匀速圆周运动过程有解得又有解得D正确。故选BD。9、ABD【解析】

题中弹簧弹力根据胡克定律列式求解，先对物体AB整体受力分析，根据牛顿第二定律列方程；再对物体B受力分析，根据牛顿第二定律列方程；t1时刻是A与B分离的时刻，之间的弹力为零。【详解】A项：施加F前，物体AB整体平衡，根据平衡条件，有：2Mg=kx解得：x=2Mg加外力F后到物体A、B分离前，对AB整体有F-2Mg+F又因F弹由于压缩量x减小，故F为变力，物体A、B分离时，此时A、B具有共同的v和a，且FAB对A有：F-Mg=Ma解得此时：F=M(g+a)，故A错误；B、D项：A、B分离后，B将做加速度减小的加速运动，当F弹C项：对B有：F弹-Mg=Ma，解得：F弹=M(g+a），此时弹簧的压缩量为x本题选不正确的，故应选：ABD。【点睛】本题关键是明确A与B分离的时刻，它们间的弹力为零这一临界条件；然后分别对AB整体和B物体受力分析，根据牛顿第二定律列方程分析。10、ACD【解析】

题中导体棒ab匀速上滑，合力为零，即可合力的做功为零；对导体棒正确受力分析，根据动能定理列方程，弄清功能转化关系，注意克服安培力所做功等于回路电阻中产生的热量．【详解】因为导体棒是匀速运动，所以动能不变，根据动能定理可得合力做功为零，A正确；根据动能定理可得，解得即重力做功等于外力与安培力做功之和，因为动能不变，所以恒力F做的功与安培力做的功之和等于金属棒增加的机械能，B错误D正确；根据功能关系可知金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热，C正确；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、1.609B1.881.84A【解析】

(1)[1]螺旋测微器的固定刻度为1.5mm，可动刻度为所以最终读数为1.5mm+0.109mm=1.609mm(2)①[2]根据图上所得的数据，应取图中点到点来验证机械能守恒定律；②[3]从点到点的过程中，重物重力势能的减少量[4]点的瞬时速度等于段的平均速度，则有重物动能的增加量③[5]根据机械能守恒得则有可知的图线是过原点的倾斜直线，故A正确，B、C、D错误；故选A。12、量程太大，测量误差大A195001.480.7～0.8均可【解析】

(1)[1].由于一节干电池电动势只有1.5V，而电压表量程为15.0V，则量程太大，测量误差大，所以不能使用电压表；

(2)[2][3].改装电压表时应选用内阻已知的电流表，故电流表a选用A1；根据改装原理可知：；(3)[4].根据改装原理可知，电压表测量的路端电压为：U=10000I1；

根据闭合电路欧姆定律可知：10000I1=E-I2（r+R0）；根据图象可知：E=1.48V；[5].图象的斜率表示内阻，故有：故有：r=0.8Ω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）0.2N（2）1m/s（3）3J【解析】（1）对cd杆，由v-t图象得：a1==4m/s2，由牛顿第二定律得：mgsin53°-μ(mgcos53°+F安）=ma解得：F安=0.2N（2）对ab杆，感应电动势：E=BLv1电流：cd杆的安培力：F安=BIL解得：v1=lm/s.（3）由题意得第3s内cd的加速度：a2=-4m/s2设2s时ab杆的速度为v2，对cd杆，由牛顿第二定律得：mgsin53°-μ(mgcos53°+）=ma2解得：v2=9m/s有运动学知识得2s内ab杆的位移：由动能定理得：WF+WG+Wf+W安=又WF=9JWG=mgx