河北省衡水市安平中学新高考压轴卷物理试卷及答案解析

河北省衡水市安平中学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、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、有关原子物理学史，下列说法符合事实的是（）A．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的枣糕模型B．能量量子假说是普朗克首先提出的，光子假说则是爱因斯坦首先提出的C．汤姆孙首先发现了中子，从而说明原子核内有复杂的结构D．玻尔在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程2、2018年12月8日2时23分，我国成功发射“嫦娥四号”探测器，开启了月球探测的新旅程，“嫦娥四号”于2019年1月3日10时26分成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地。探测器上有一可认为光滑的滑梯固定在月球表面上，将滑梯与月块表面的夹角调为，月球车从滑梯上由静止滑到底部的过程中下滑长度为L，所用时间为t，已知月球半径为R，则月球的第一宇宙速度为（）A． B． C． D．3、已知天然材料的折射率都为正值（）。近年来，人们针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折射率为负值（），称为负折射率介质。电磁波从正折射率介质入射到负折射介质时，符合折射定律，但折射角为负，即折射线与入射线位于界面法线同侧，如图所示。点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，在另一侧成实像。如图2所示，其中直线SO垂直于介质平板，则图中画出的4条折射线（标号为1、2、3、4）之中，正确的是（）A．1 B．2 C．3 D．44、如图所示，是半圆弧，为圆心，为半圆弧的最高点，，、、处各有一垂直纸面的通电直导线，电流大小均为，长度均为，和处通电直导线的电流方向垂直纸面向外，处通电直导线的电流方向垂直纸面向里，三根通电直导线在点处产生的磁感应强度大小均为，则处的磁感应强度大小为（）A． B． C． D．05、下列说法正确的是（）A．光电效应既显示了光的粒子性，又显示了光的波动性B．原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变的实质C．一个氘核与一个氚核聚变生成一个氦核的同时，放出一个电子D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量不变6、某同学釆用如图所示的装置来研究光电效应现象。某单色光照射光电管的阴极K时，会发生光电效应现象，闭合开关S，在阳极A和阴极K之间加反向电压，通过调节滑动变阻器的滑片逐渐增大电压，直至电流计中电流恰为零，此时电压表显示的电压值U称为反向截止电压。现分别用频率为v1和v2的单色光照射阴极，测量到的反向截止电压分别为U1和U2设电子质量为m，电荷量为e，则下列关系式中不正确的是A．频率为的单色光照射阴极K时光电子的最大初速度B．阴极K金属的极限频率C．普朗克常量D．阴极K金属的逸出功二、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、矩形线框PQMN固定在一绝缘斜面上，PQ长为L，PN长为4L，其中长边由单位长度电阻为r0的均匀金属条制成，短边MN电阻忽略不计，两个短边上分别连接理想电压表和理想电流表。磁感应强度大小为B的匀强磁场，方向垂直斜面向上，一与长边材料、粗细完全相同的金属杆与线框接触良好，在沿导轨向上的外力作用下，以速度v从线框底端匀速滑到顶端。已知斜面倾角为θ，不计一切摩擦。则下列说法中正确的是（）A．金属杆上滑过程中电流表的示数先变大后变小B．作用于金属杆的外力一直变大C．金属杆运动到长边正中间时，电压表示数为D．当金属杆向上运动到距线框底端3.5L的位置时，金属杆QM、PN上消耗的总电功率最大8、将小球以某一初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面，小球在上升过程中的动能，重力势能与其上升高度h间的关系分别如图中两直线所示，取，下列说法正确的是（）A．小球的质量为0.2kgB．小球受到的阻力（不包括重力）大小为0.25NC．小球动能与重力势能相等时的高度为mD．小球上升到2m时，动能与重力势能之差为0.5J9、如图所示，虚线a、b、c、d代表匀强电场中间距相等的一组等势面。一电子仅在电场力作用下做直线运动，经过a时的动能为9eV，从a到c过程其动能减少了6eV。已知等势面c的电势为3V。下列说法正确的是（）A．等势面a的电势为0B．该电子到达d等势面时的动能为0C．该电子从a到c其电势能减少了6eVD．该电子经过a时的速率是经过c时的倍10、如图所示，质量为M的小车置于光滑的水平地面上，小车的右端固定着竖直挡板，挡板与弹簧右端相连，弹簧的左端连接质量为m的木块。弹簧处于原长状态，木块与小车间的滑动摩擦因数为μ。从某时刻开始给小车施加水平向右的外力F，外力F从零开始缓慢均匀增大，当F增大到2μ(m+M)g时保持大小不变。弹簧一直处于弹性限度内，木块的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列各种说法中正确的是（）A．木块所受的摩擦力先均匀增大，后保持不变B．当弹簧产生弹力时，外力F的大小为μ(m+M)gC．在外力F从零达最大的过程中，静摩擦力和弹簧对木块所做的功相等D．在外力F从零达最大的过程中，弹簧获得的弹性势能等于系统获得的内能三、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）某同学设计出如图所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，让小球从A点自由下落，下落过程中经过A点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门时间t，当地的重力加速度为g。（1）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量_________。A．小球的质量mB．AB之间的距离HC．小球从A到B的下落时间tABD．小球的直径d（2）小球通过光电门时的瞬时速度v=_________(用题中所给的物理量表示)。（3）调整AB之间距离H，多次重复上述过程，作出随H的变化图象如图所示，当小球下落过程中机械能守恒时，该直线斜率k0=__________。（4）在实验中根据数据实际绘出—H图象的直线斜率为k（k＜k0），则实验过程中所受的平均阻力f与小球重力mg的比值=_______________（用k、k0表示）。12．（12分）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点,OB与OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果面出的图．(1)如果没有操作失误，图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是____________________．(2)该实验用到的实验器材除了方木板、白纸、橡皮条、细绳套(两个)、图钉(几个)等，还需要的实验器材有______A．刻度尺B．量角器C．弹簧测力计(3)有关该实验，下列说法正确的是______A．同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是:将两只弹簧测力计水平放置并调零，之后互钩对拉，若两只弹簧测力计读数相同，则可选:若读数不同，应调整或另换，直至相同为止．B．在同一次实验中，只用一个弹簧测力计通过绳套拉橡皮条，使橡皮条的伸长量与用两个弹簧测力计拉时相同即可．C．用两只弹簧测力计钩住绳套，互成角度地拉橡皮条时，夹角应取合适角度，以便算出合力大小．D．若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持橡皮条结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可．E.在用弹簧测力计拉橡皮条时，应使弹簧测力计的弹簧与木板平面平行．(4)在该实验中，如果将OB与OC细绳也换成橡皮条，那么对实验结果___________影响．(选填“有"或“没有”)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，质量的木板长，静止在水平地面上，与地面的动摩擦因数，另一个质量的滑块，以初速度滑上木板．滑块与木板之间的动摩擦因数，取。（1）求滑块不滑下木板时应满足的条件；（2）若，求木板与地面摩擦产生的热量Q。14．（16分）如图，质量的长方体钢板静止在粗糙的水平面上，质量的滑块静止在钢板右端。一质量的光滑小球沿水平面以初速度向右运动，与钢板发生弹性正碰，碰撞时间极短，碰后钢板向右滑行，滑块恰好不从钢板上掉下来。已知钢板与水平面间的动摩擦因数，与滑块间的动摩擦因数，取。求：(1)碰后瞬间，小球的速度大小和钢板的速度大小；(2)滑块在钢板上滑行的时间；(3)钢板的长度以及钢板刚停下时滑块与小球间的距离。15．（12分）如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连．两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平．右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上．已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g.已知金属棒ab匀速下滑．求：(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小；(2)金属棒运动速度的大小．

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．卢瑟福从1909年起做了著名的α粒子散射实验，实验结果成了否定汤姆孙枣糕原子模型的有力证据，在此基础上，卢瑟福提出了原子核式结构模型，故A错误；B．能量量子假说是普朗克首先提出的，光子假说则是爱因斯坦首先提出的，故B正确；C．查德威克通过用α粒子轰击铍核（）的实验发现了中子，汤姆孙首先发现了电子，从而说明原子有复杂的结构，故C错误：D．爱因斯坦提出了光子假说，建立了光电效应方程，故D错误。故选：B。2、B【解析】

月球车从滑梯上的运动过程，根据位移时间公式有根据牛顿第二定律得设月球的第一宇宙速度为v，则有联立得，ACD错误，B正确。故选B。3、D【解析】

ABCD．由题，点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，折射光线与入射光线在法线的同一侧，所以不可能是光学1或2；根据光线穿过两侧平行的介质后的特点：方向与开始时的方向相同，所以光线3出介质右侧后，根据折射光线与入射光线在法线同侧这一条件，光线将无法汇聚形成实像；光线4才能满足“同侧”+“成实像”的条件，所以折射光线4可能是正确的，光线3是错误的，由以上的分析可知，ABC错误D正确。故选D。4、C【解析】

根据右手螺旋定则画出A、C、D各通电直导线在O处产生的磁感应强度，如图所示。将分解到水平和竖直两个方向上，并分别在两个方向合成，则水平方向的合矢量竖直方向的合矢量所以O点处的磁感应强度大小故选C。5、B【解析】

A．光电效应说明了光子具有能量，显示了光的粒子性，故A错误；B．原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是β粒子，这就是β衰变的实质，故B正确；C．核反应方程满足质量数和质子数守恒所以放出的是中子，不是电子，故C错误；D．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量减小，故D错误。故选B。6、C【解析】

A.光电子在电场中做减速运动，根据动能定理得：则得光电子的最大初速度：故A不符题意；BCD.根据爱因斯坦光电效应方程得：联立可得普朗克常量为：代入可得金属的逸出功：阴极金属的极限频率为：故C符合题意，B、D不符题意。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、BD【解析】

A．金属杆相当于电源，金属杆上滑过程中，外电路的总电阻一直减小，则总电流即电流表的示数一直变大。故A错误；B．金属杆匀速运动，作用于金属杆的外力由于总电流一直变大，所以作用于金属杆的外力一直变大，故B正确；C．由电磁感应定律，金属杆运动时产生的感应电动势为金属杆到达轨道正中间时，所组成回路的总电阻为由闭合电路欧姆定律，回路电流为电压表测的是路端电压，所以电压表示数为故C错误；D．设金属杆向上运动x距离时，金属杆QM、PN上消耗的总电功率即电源的输出功率最大。电源电动势一定，内外电阻相等时电源输出功率最大解得故D正确。故选BD。8、BD【解析】

A．由图知，小球上升的最大高度为h=4m，在最高点时，小球的重力势能得故A错误；B．根据除重力以外其他力做的功则有由图知又解得故B正确；C．设小球动能和重力势能相等时的高度为H，此时有由动能定理有由图知联立解得故C错误；D．由图可知，在h=2m处，小球的重力势能是2J，动能是，所以小球上升到2m时，动能与重力势能之差为故D正确。故选BD。9、BD【解析】

AC．虚线a、b、c、d代表匀强电场内间距相等的一组等势面，电子经过a时的动能为9eV，从a到c的过程中动能减小6eV，由能量守恒可知，电势能增加6eV，则所以等势面a的电势为9V，故AC错误；B．匀强电场中间距相等的相邻等势面间的电势差相等，电场力做功相等，动能变化相等，a到c动能减小6eV，则a到d动能减小9eV，所以该电子到达d等势面时的动能为0，故B正确；D．经过a时的动能为9eV，a到c动能减小6eV，则经过c时的动能为3eV，由公式可得则速率之比等动能之比再开方，即电子经过a时的速率是经过c时的倍，故D正确。故选BD。10、AB【解析】

A．当F较小时，木块和小车相对静止，由牛顿第二定律有F=(m+M)aFf=ma得Ff=Ff与F成正比，当Ff增大到等于μmg后，木块与小车间缓慢相对移动，Ff保持不变，故A正确；B．当弹簧产生弹力时，摩擦力达最大Ff=μmg可得F=μ(m+M)g故B正确；C．当F达最大时，有2μ(m+M)g=(m+M)a′μmg+F′=ma′得F′=μmg所以静摩擦力和弹簧弹力都是由零增大到μmg，但由于静摩擦力产生在先，弹簧弹力产生在后，木块的速度不相同，木块的位移不相同，所以两力做功不相等，故C错误；D．弹簧的弹性势能等于弹簧的弹力做功，相对应的位移为木块在小车上滑动的距离，系统的内能等于滑动摩擦力与木块在小车上滑动的距离的乘积，但由于两力并不相等，所以弹簧获得的弹性势能与系统获得的内能不相等，故D错误。故选AB。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、BD；；；；【解析】

该题利用自由落体运动来验证机械能守恒，因此需要测量物体自由下落的高度hAB，以及物体通过B点的速度大小，在测量速度时我们利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，因此明白了实验原理即可知道需要测量的数据；由题意可知，本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度；则根据机械能守恒定律可知，当减小的机械能应等于增大的动能；由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容。【详解】（1）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A错误；根据实验原理可知，需要测量的是A点到光电门B的距离H，故B正确；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；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BD。

（2）已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度；

故；

（3）若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有：mgH=mv2；

即：2gH=（）2

解得：，那么该直线斜率k0=。

（4）乙图线=kH，因存在阻力，则有：mgH-fH=mv2；

所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为；【点睛】考查求瞬时速度的方法，理解机械能守恒的条件，掌握分析的思维，同时本题为创新型实验，要注意通过分析题意明确实验的基本原理才能正确求解。12、F′ACAE没有【解析】

（1）[1].F是通过作图的方法得到合力的理论值，而F′是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力．故方向一定沿AO方向的是F′，由于误差的存在F和F′方向并不在重合；（2）[2].该实验用到的实验器材除了方木板、白纸、橡皮条、细绳套(两个)、图钉(几个)等，还需要的实验器材有刻度尺和弹簧测力计，故选AC.（3）[3].A.同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计水平放置并调零，之后互钩对拉，若两只弹簧测力计读数相同，则可选；若读数不同，应调整或另换，直至相同为止．故A正确．B.在同一次实验中，只用一个弹簧测力计通过绳套拉橡皮条，使橡皮条的结点与用两个弹簧测力计拉时拉到同一位置O，故B错误．C.用两只弹簧测力计钩住绳套，互成角度地拉橡皮条时，夹角没有严格要求，故C错误．D.若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持橡皮条结点位置不变，需调整另一只弹簧测力计拉力的大小和方向，故D错误．E.在用弹簧测力计