湖南省长沙市宁乡市第十三高级中学新高考压轴卷物理试卷及答案解析

湖南省长沙市宁乡市第十三高级中学新高考压轴卷物理试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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＝6×104J2、正在海上行驶的--艘帆船，行驶方向如图所示，海风吹来的方向与船行驶的方向夹角为，升起风帆，调整风帆的角度，使海风垂直吹在帆面上，若海风吹在帆面上的风力大小为500N，则沿船行驶方向获得的推力大小为A．300NB．375NC．400ND．450N3、根据玻尔原子理论，氢原子中的电子绕原子核做圆周运动与人造卫星绕地球做圆周运动比较，下列说法中正确的是（）A．电子可以在大于基态轨道半径的任意轨道上运动，人造卫星只能在大于地球半径的某些特定轨道上运动B．轨道半径越大，线速度都越小，线速度与轨道半径的平方根成反比C．轨道半径越大，周期都越大，周期都与轨道半径成正比D．轨道半径越大，动能都越小，动能都与轨道半径的平方成反比4、通过实验研究通电长直导线间的相互作用规律。如图所示，为两根平行的长直导线，通过外接直流电源分别给两导线通以相应的恒定电流。为导线所在平面内的两点。下列说法中正确的是（）A．两导线中的电流大小相等、方向相反时，点的磁感应强度为零B．导线电流向上、导线电流向下时，导线所受安培力向右C．点的磁感应强度一定不为零D．两导线所受安培力的大小一定相等5、关于物理学史，正确的是（）A．库仑利用扭秤实验，根据两电荷之间力的数值和电荷量的数值以及两电荷之间的距离推导得到库仑定律B．奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电磁感应C．法拉第通过实验总结出法拉第电磁感应定律D．欧姆通过实验得出欧姆定律，欧姆定律对金属和电解质溶液都适用，但对气体导电和半导体元件不适用6、如图所示，现有六条完全相同的垂直于纸面的长直导线，横截面分别位于一正六边形的六个顶点上，穿过a、b、c、e四点的直导线通有方向垂直于纸面向里、大小为的恒定电流，穿过d、f两点的直导线通有方向垂直纸面向外、大小为的恒定电流，已知通电长直导线周围距离为处磁场的磁感应强度大小为，式中常量，I为电流大小，忽略电流间的相互作用，若电流在正六边形的中心处产生的磁感应强度大小为B，则O点处实际的磁感应强度的大小、方向分别是（）A．，方向由O点指向b点B．3B，方向由O点指向cd中点C．，方向由O点指向e点D．3B，方向由O点指向中点二、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、甲、乙两物体在同一条直线上运动，其运动的位置一时间图象如图所示，则下列说法正确的是（）A．在3～5s时间内，甲的速度大小等于乙的速度大小B．甲的出发位置在乙的前面C．甲、乙在20m处相遇D．在3～7s的时间内，甲的平均速度大小小于乙的平均速度大小8、下列说法正确的是______A．水池中水的温度相同，水底一小气泡因扰动而上升时一定吸热B．悬浮在液体中的固体微粒越小，布朗运动就越明显C．同一容器中同种气体所有的分子运动速率基本相等D．熵增加原理说明一切自然过程总是向着分子热运动的无序性增大的方向进行E.压缩汽缸内气体时要用力推活塞，这表明气体分子间的作用力主要表现为斥力9、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－10、如图所示为质谱仪的结构原理图带有小孔的两个水平极板、间有垂直极板方向的匀强电场，圆筒内可以产生质子和氚核，它们由静止进入极板间，经极板间的电场加速后进入下方的匀强磁场，在磁场中运动半周后打到底片上。不计质子和氚核的重力及它们间的相互作用。则下列判断正确的是（）A．质子和氚核在极板、间运动的时间之比为B．质子和氚核在磁场中运动的时间之比为C．质子和氚核在磁场中运动的速率之比为D．质子和氚核在磁场中运动的轨迹半径之比为三、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）如图所示是研究电源电动势和电路内、外电压关系的实验装置。电池的两极A、B与电压表V2相连，位于两个电极内侧的探针a、b与电压表V1相连，R是滑动变阻器，电流表A测量通过滑动变阻器的电流，置于电池内的挡板向上移动可以使内阻减小。当电阻R的滑臂向左移动时，电压表V2的示数_______________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。若保持滑动变阻器R的阻值不变，将挡板向上移动，则电压表V1的示数变化量ΔU1与电流表示数变化量ΔI的比值_______________。（选填“变大”、“变小”或“不变”）12．（12分）为了测量一电压表V的内阻，某同学设计了如图1所示的电路。其中V0是标准电压表，R0和R分别是滑动变阻器和电阻箱，S和S1分别是单刀双掷开关和单刀开关，E是电源。(1)用笔画线代替导线，根据如图1所示的实验原理图将如图2所示的实物图连接完整______。(2)实验步骤如下：①将S拨向接点1，接通S1，调节___________，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时___________的读数U；②然后将S拨向接点2，保持R0不变，调节___________，使___________，记下此时R的读数；③多次重复上述过程，计算R读数的___________，即为待测电压表内阻的测量值。(3)实验测得电压表的阻值可能与真实值之间存在误差，除偶然误差因素外，还有哪些可能的原因，请写出其中一种可能的原因：___________。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，水平线ab上方存在竖直向下的匀强电场，ab以及ab下方都存在竖直向上的匀强电场，场强大小都相等。在ab下方同时存在垂直纸面向外的匀强磁场。P为ab上方一点，到ab距离为2L。一质量为m、带电荷量为-q（q>0）的带电小球从P点以大小为、与竖直方向成θ=30°斜向下抛出。g为重力加速度，经过ab上C点（图中未画出）时速度水平。(1)求电场强度大小；(2)小球经过ab下方Q点（图中未画出）时获得最大速度，Q到ab的距离为，求磁场的磁感应强度大小。14．（16分）如图所示，质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m=1kg的小球通过长L=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度="4"m/s，g取10．（1）若锁定滑块，试求小球通过最高点P时对轻杆的作用力大小和方向．（2）若解除对滑块的锁定，试求小球通过最高点时的速度大小．(3)在满足（2）的条件下，试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离．15．（12分）如图甲所示，S1、S2为两波源，产生的连续机械波可沿两波源的连线传播，传播速度v=100m/s，M为两波源连线上的质点，M离S1较近。0时刻两波源同时开始振动，得到质点M的振动图象如图乙所示，求：(1)两波源S1、S2间的距离；(2)在图中画出t=6s时两波源S1、S2间的波形图，并简要说明作图理由。

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．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。2、A【解析】

对垂直作用于帆面上的风力进行分解，分解成沿船行驶方向和垂直于行驶方向的力，沿行驶方向的分力。A.300N与上述计算结果相符，故A正确；B.375N与上述计算结果不相符，故B错误；C.400N与上述计算结果不相符，故C错误；D.450N与上述计算结果不相符，故D错误；3、B【解析】

A.人造卫星的轨道可以是连续的，电子的轨道是不连续的；故A错误.B.人造地球卫星绕地球做圆周运动需要的向心力由万有引力提供，＝＝①可得：玻尔氢原子模型中电子绕原子核做圆周运动需要的向心力由库仑力提供，F＝＝＝②可得：，可知都是轨道半径越大，线速度都越小，线速度与轨道半径的平方根成反比；故B正确.C.由①可得：；由②可得：，可知，都是轨道半径越大，周期都越大，周期都与轨道半径的次方成正比；故C错误.D.由①可得：卫星的动能：Ek＝；由②可得电子的动能：，可知都是轨道半径越大，动能都越小，动能都与轨道半径成反比；故D错误.4、D【解析】

A．两导线的电流方向相反，由安培定则知两电流在点产生的磁场方向相同，则合磁感应强度不为零，故A错误；B．N导线电流向下，由安培定则知该电流在M导线处产生垂直纸面向里的磁场。M导线电流向上，由左手定则知M导线所受安培力向左，故B错误；C．若两导线通以反向电流，由安培定则知在点产生相反方向的磁场。若M导线电流较强、N导线电流较弱，它们在点产生的磁感应强度的大小可能相等，则合磁感应强度可能为零，故C错误；D．不管两导线中电流的大小、方向如何，两导线间相互作用的安培力是一对作用力与反作用力，大小一定相等，故D正确。故选D。5、D【解析】

A．库仑利用扭秤实验，得到两电荷之间的作用力与两电荷之间距离的平方成反比，与电量的乘积成正比，从而推导出库仑定律，但当时的实验条件无法测出力的数值和电荷量的数值，选项A错误；B．奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流的磁效应，不是电磁感应现象，选项B错误；C．法拉第发现了电磁感应现象，纽曼和韦伯通过实验总结出了法拉第电磁感应定律，人们为了纪念法拉第，所以将其命名为法拉第电磁感应定律，故C错误；D．欧姆定律是个实验定律，适用于金属导体和电解质溶液，对气体导电、半导体导电不适用。故D正确。故选D。6、D【解析】

电流、在点处产生的磁感应强度大小相等、方向相反，其矢量和为零；电流、在点处产生的磁感应强度大小分别为B、2B，方向均由O点指向ef中点，可得电流、在点处总的磁感应强度大小为3B，方向由点指向ef中点；同理，电流、在点处总的磁感应强度大小为3B。方向由点指向ab中点，根据平行四边形定则，容易得到点处实际的磁感应强度的大小为3B，方向由点指向af中点。A．，方向由O点指向b点，与分析不符，故A错误；B．3B，方向由O点指向cd中点，与分析不符，故B错误；C．，方向由O点指向e点，与分析不符，故C错误；D．3B，方向由O点指向中点，与分析相符，故D正确；故选：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、CD【解析】

A．因为x-t图像的斜率等于速度，可知在3～5s时间内，甲的速度大小小于乙的速度大小，选项A错误；B．甲和乙出发的位置都在x=0位置，选项B错误；C．由图像可知，甲、乙在20m处相遇，选项C正确；D．在3～7s的时间内，甲的位移小于乙的位移，根据可知，甲的平均速度大小小于乙的平均速度大小，选项D正确；故选CD。8、ABD【解析】

A．气泡上升过程压强不断减小，气泡逐渐胀大，就要对外做功，然而温度还不变，于是它肯定不断吸热．所以A正确．B．悬浮在液体中的颗粒越小,在某一瞬间跟它相撞击的分子数越小.布朗运动微粒大小在10-6m数量级,液体分子大小在10-10m数量级,撞击作用的不平衡性就表现得越明显,因此,布朗运动越明显.B正确．C．同一容器中同种气体所有的分子运动速率不一定相等，C错误．D．按机械能与内能转化的方向性表述：不可能从单一热源吸收热量，使之完全变成功，而不产生其他影响．熵增加原理的内容：在任何自然过程中，一个孤立系统的总熵不会减小．如果过程可逆，则熵不变；如果过程不可逆，则熵增加．

从微观的角度看，热力学第二定律是一个统计规律：一个孤立系统总是从熵小的状态向熵大的状态发展，而熵值较大代表着较为无序，所以自发的宏观过程总是向无序度更大的方向发展．所以D正确．E．分子间的引力和斥力是同时存在的，它们的大小随分子间的距离而发生变化．当时，合力表现为斥力，当时，合力表现为引力．E错误．所以选择ABD．9、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。10、AD【解析】

由题意可知质子和氚核的质量之比为1：3；电量之比为1：1；A．粒子在电场中做初速度为零的匀加速动，电场力提供加速度，则有可得故质子和氚核在极板间运动的时间之比故A正确；B．带电粒子在磁场中做圆周运动的周期质子和氚核在磁场中均运动半个周期，则质子和氚核在磁场中运动的时间之比故B错误；C．根据动能定理有得故C错误；D．由公式得质子和氚核在磁场中运动的轨迹半径之比故D正确。故选AD。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、变小不变【解析】

[1]根据题意，电压表测量是电源的内电压，电压表测量是路端电压，由闭合电路欧姆定律：可知，当电阻的滑臂向左移动时外电阻减小，总电流增大，由：可知内电压变大，故电压表2的示数变小；[2]因电源电动势等于电源内外电路之和，故电压表1和电压表2的示数之和不变；若保持滑动变阻器的阻值不变，将挡板向上移动，则电源的内电阻将减小，根据结合数学推理可知：所以电压表1的示数变化量与电流表示数变化量的比值大小等于电源的内阻，由于挡板向上运动时，液体的横截面积变大，根据电阻定律：可知内电阻减小，故比值变小。12、标准电压表标准电压表仍为U平均值电阻箱阻值不连接，电流通过电阻发热导致电阻阻值发生变化，电源连续使用较长时间，电动势降低，内阻增大等。【解析】

（1）电路连线如图；（2）①将S拨向接点1，接通S1，调节R0，使待测表头指针偏转到适当位置，记下此时标准电压表V0的读数U；②然后将S拨向接点2，保持R0不变，调节R，使标准电压表V0仍为U，记下此时R的读数；③多次重复上述过程，计算R读数的平均值，即为待测电压表内阻的测量值。（3）原因：电阻箱阻值不连续；电流通过电阻发热导致电阻阻值发生变化；电源连续使用较长时间，电动势降低，内阻增大等。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）。【解析】

(1)小球在上方，受到电场力（竖直向上）与重力的合力产生的加速度大小为竖直向上经过线时速度水平，则竖直分速度从点到点，竖直方向分速度匀减速到0，故解得(2)根据速度分解可知小球在点时的速度为电场力和重力的合外力竖直向下；之后在重力、电场力和洛伦兹力作用下做曲线运动。根据左手定则可知小球运动到点时速度水平向右