陕西西安地区2023-2024学年高考压轴卷物理试卷含解析

陕西西安地区2023-2024学年高考压轴卷物理试卷

请考生注意：

1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答

案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。

2.答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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、1789年英国著名物理学家卡文迪许首先估算出了地球的平均密度.根据你所学过的知识，估算出地球密度的大小

最接近（）（地球半径R=6400km,万有引力常量G=6.67xlO-"N・m2/kg2）

A.5.5xl（Pkg/m3B.5.5x104kg/nr'C.7.5xl03kg/m3D.7.5xl04kg/m3

2、自然界的电、磁现象和热现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法正确的

是（）

A.安培发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系

B.欧姆发现了欧姆定律，揭示了热现象和电现象之间的联系

C.法拉第发现了电流与其产生磁场的方向关系，并提出了电流产生磁场的“分子电流假说”

D.库仑设计了电荷扭秤实验，并总结出了电荷间相互作用规律的“库仑定律”

V

3、。、力是两种单色光，其频率分别为外加且上=3则下列说法不正确的是（）

%

A.力光子动量之比为庄二2

Pb

B.若〃、b光射到同一干涉装置上，则相邻条纹的间距之比为尸=攵

C.若》都能使某种金属发生光电效应，则光子的最大初动能之差线“一线b=/”b（左T）

D.若°、。是处于同一激发态的原子跃迁到A态和B态产生的，则A、B两态的能级之差耳、一综=力%（1—%）

4、如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为5：1,原线圈中接入“lOOsin（100k）V的正弦交流电，保险丝的熔

断电流为1A,电表为理想电表，定值电阻各元件正常工作，下列判断正确的是（）

A.电流表的读数为2AB.电容器的击穿电压不得低于20V

C.原线圈中最大电流不能超过1AD.流过电容器C的电流每秒方向改变50次

5、发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫

星送入同步卫星轨道3（如图所示）。则卫星分别在1、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）

A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率

B.卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度

C.卫星在轨道3上具有的机械能大于它在轨道1上具有的机械能

D.卫星在轨道3上经过2点的加速度大于它在轨道2上经过2点的加速度

6、一质量为〃，的物体用一根足够长细绳悬吊于天花板上的。点，现用一光滑的金属钩子勾住细绳，水平向右缓慢拉

动绳子（钩子与细绳的接触点A始终在一条水平线上），下列说法正确的是（）

A.钩子对细绳的作用力始终水平向右

B.OA段绳子的力逐渐增大

C.钩子对细绳的作用力逐渐增大

D.钩子对细绳的作用力可能等于血

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、一列简谐横波沿x轴正方向传播，尸和。是介质中平衡位置分别位于x=lm和x=7m的两个质点,U0时刻波传到尸

质点，尸开始沿y轴正方向振动，Uis时刻尸第1次到达波峰，偏离平衡位置位移为0.2m；U7s时刻。第1次到达波

峰。下列说法正确的是（）

A.波的频率为4Hz

B.波的波速为lm/s

C.P和。振动反相

D.r=13s时刻，。加速度最大，方向沿j轴负方向

E.0~13s时间，。通过的路程为1.4m

8、如图（a）所示，在x轴上有。、F、Q三点,且”=L8m,OQ=3.0m。一列简谐波沿x轴正方向传播，图示为

0时刻的波形。再过Q6s的时间〃质点第二次振动至波峰。对此下列说法正确的是

A.Q点的振幅为10cm

B.波速为3m/s

C.频率为2Hz

D.质点。在。〜0.6s内的运动路程为25cm

E.质点。在/=0.6s时沿）'轴正方向运动

9、下列图中线圈按图示方向运动时（图示磁场均为匀强磁场，除B项外，其余选项中的磁场范围均足够大）能产生

感应电流的是（）

xx名，：x

A.xxxB.；xx

xxx仅…xf

XXX

10、如图所示，电阻不计、间距为/的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为3、方向竖直向下的匀强磁场中，

导轨左端接一定值电阻凡质量为〃八电阻为「的金属棒MN置于导轨上，受到垂直于金属棒的水平外力尸的作用由

静止开始运动，外力尸与金属棒速度y的关系是尸=尸。+h（&、A是常量），金属棒与导轨始终垂直且接触良好.金属

棒中感应电流为i,受到的安培力大小为尸A,电阻R两端的电压为UK,感应电流的功率为P,它们随时间，变化图象

可能正确的有

B.

OO

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）如图甲所示为利用多用电表的电阻挡研究电容器的充、放电的实验电路图。多用电表置于xlk挡，电源电

动势为E-L5V,内阻为A-15kH,实验中使用的电解电容器的规格为“10001F25V”。欧姆调零后黑表笔接电

容器正极，红表笔接电容器负极。

（1）充电完成后电容器两极板间的电压________（选填“大于”“等于”或“小于”）电源电动势，电容器所带电荷量为

_______C；

⑵如图乙所示，充电完成后未放电，迅速将红、黑表笔交换，即黑表笔接电容器负极，红表笔接电容器正极，发现电

流很大，超过电流表量程，其原因是___________。

MPMM

甲乙

12.（12分）如图甲（侧视图只画了一个小车）所示的实验装置可以用来验证“牛顿第二定律”。两个相同的小车放在

光滑水平桌面上，右端各系一条细绳，跨过定滑轮各挂一个相同的小盘，增减盘中的祛码可改变小车受到的合外力，

增减车上的祛码可改变小车的质量。两车左端各系条细线，用一个黑板擦把两细线同时按在固定、粗糙的水平垫片上,

使小车静止（如图乙）。拿起黑板擦两车同时运动，在两车尚未碰到滑轮前，迅速按下黑板擦，两车立刻停止，测出两

车在此过程中位移的大小。

图丙为某同学在验证“合外力不变加速度与质量成反比”时的某次实验记录，已测得小车1的总质量叫=100g,小车2

的总质量团2=200g。由图可读出小车1的位移％=5.00cm,小车2的位移9=cm,可以算出

a.

（结果保留3位有效数字）；在实验误差允许的范围内，」一（选填“大于”、“小于”或“等

4,犯

子》

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，长为七的轻质细绳上端固定在。点，下端连接一个质量为，〃的可视为质点的带电小球，小球

静止在水平向左的匀强电场中的A点，绳与竖直方向的夹角0=37。。此匀强电场的空间足够大，且场强为E。取

sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力。

⑴请判断小球的电性，并求出所带电荷量的大小0;

⑵如将小球拉到。点正右方C点（OC=L）后静止释放，求小球运动到最低点时所受细绳拉力的大小户；

（3）0点正下方B点固定着锋利刀片，小球运动到最低点时细绳突然断了。求小球从细绳断开到再次运动到O点正下方

的过程中重力对小球所做的功W。

14.（16分）如图所示，内径粗细均匀的U形管竖直放置在温度为7C的环境中，左侧管上端开口，并用轻质活塞封

闭有长/.=14cm的理想气体,右侧管上端封闭，管上部有长6=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27c的房间中（依然竖直放置），大气压强恒为"。=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.

15.（12分）如图所示，在第一象限有一匀强电场。场强大小为E，方向与）'轴平行。一质量为、电荷量为-9何＞0）

的粒子沿x轴正方向从），轴上夕点射入电场，从x轴上的Q点离开电场.已知=不计粒子重力.

求：

（1）场强E的方向和粒子在第一象限中运动的时间;

⑵粒子离开第一象限时速度方向与4轴的夹角。

p-

________Q

o-

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】

由黄金代换〃田二9丝可得地球质量做二标地球体积公式丫=可得密度p=3—=5.5xl()3kg/m3,

R-G341GR

故A正确BCD错误。

2、D

【解析】

A.奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系c不是安培，所以A错误；

B.欧姆发现了欧姆定律，说明了电路中的电流与电压及电阻的关系。所以B错误；

C.安培发现了电流与其产生磁场的方向关系，并提出了电流产生磁场的“分子电流假说”。不是法拉第，所以C错误;

D.库仑设计了电荷扭秤实验，并总结出了电荷间相互作用规律的“库仑定律％符合物理学史。所以D正确。

故选D。

3、B

【解析】

A.光子的能量E=所以两种光子能量分别为E,和舔，且

”=女

则:

工k

vb

光子的动量为〃二色，所以

C

Pb

A正确；

B.光子的波长/=£,双缝干涉装置上相邻亮条纹的间距为加所以

Vd

&%_4/b_-1-

%4匕%

B错误；

C.根据光电效应方程可知，光电子的最大初动能为纥〃=扪一卬，其中W为金属的逸出功；则有

4一J=牝-牝=牝(左T)

C正确；

D.若〃、力是由处于同一激发态的原子跃迁到4态和8态时产生的，设初始激发态的能量为£o,则有

Ea=/7va=E0-EA

所以

E,\=E「E“=E「hL

同理

EB=E「Eb=E「hVb

则

E八一4=牝-牝=恤(i)

D正确。

本题选不正确的，故选B。

4、B

【解析】

A.电容器接入交流电后，产生容抗，所以有电流流过电容器，由于流过电容器的电流未知，所以电流表示数未知，A

错误：

B.输入电压的最大值为

Gm=ioov

电容器击穿电压与交流电的最大值有关，由

14m

得

U2m=20V

副线圈中交流电压的最大值为20V,所以电容器的击穿电压不得低于20V,B正确；

C.保险丝的熔断电流1A为有效值，所以通过原线圈的电流最大值可以大于1A,c错误；

D.由交流电的电压表达式可知

.2兀2兀八

7=——=-------=0.02s

0)100兀

一个周期内电流方向改变2次，1s内有50个周期，故电流每秒方向应改变100次，D错误。

故选Bo

5、C

【解析】

ABD.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为机、轨道半径为八地球质量为

有

Mm/2万、2V

G——=tn(——)r-m—=2r=ma

r2Tr

轨道3半径比轨道1半径大，根据①②④三式，卫星在轨道1上线速度较大，角速度也较大，卫星在轨道3上经过尸点

的加速度等于它在轨道2上经过。点的加速度，故ABD均错误；

C.卫星从轨道1到轨道3需要克服引力做较多的功，故在轨道3上机械能较大，故C正确；

故选C。

6、C

【解析】

A.的子对绳的力与绳子对钩子的力是相互作用力，方向相反，两段绳子对的子的作用力的合力是向左下方的，故钩

子对细绳的作用力向右上方，故A错误；

B.物体受重力和拉力而平衡，故拉力Trig,而同一根绳子的张力处处相等，故04段绳子的拉力大小一直为〃怯，

大小不变，故B错误；

C.两段绳子拉力大小相等，均等于〃也，夹角在减小，根据平行四边形定则可知，合力变大，故根据牛顿第三定律，

钩子对细绳的作用力也是逐渐变大，故c正确；

D.因为钩子与细绳的接触点4始终在一条水平线上，两段绳子之间的夹角不可能达到90。，细绳对钩子的作用力不可

能等于应〃吆，钩子对细绳的作用力也不可能等于血〃吆，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。分。

7、BCE

【解析】

A.由题意可知

1丁,

—T=1s

4

可得

T=4s

频率

/=0.25Hz

选项A错误；

B.Uis时刻?第1次到达波峰，Z=7s时刻。第1次到达波峰，可知在6s内波传播了6m,则波速为

v=—=lm/s

选项B正确；

C.波长为

A=vT=4m

因尸0=6m=l；X,可知尸和。振动反相，选项C正确；

3

DE.7s时刻。第1次到达波峰，则i=6s时刻。点开始起振，贝h=13s时刻，。点振动了7s=1—T,则此时。点到

4

达波谷位置，加速度最大，方向沿y轴正方向：此过程中。通过的路程为74=7xO.2m=L4m,选项D错误，E正确。

故选BCEo

8、ACE

【解析】

A.由图像知波长为

A=4.0m

振幅为

A=10cm

故A正确；

B.简谐波沿人•轴正方向传播，则尸质点向上运动；0.6s时尸点恰好第二次到达波峰，对应波形如图所示

传播距离

Ar=0.8m+2=4.8m

则波速为

Ax.

v=—=8om/s

故B错误；

C.简谐波的周期为

则简谐波的频率

f=-=2Hz

T

故C正确；

DE.质点Q运动了时间为

0Av=l-T

5

则运动路程小于54=5x5cm=25cm,此时质点。在平衡位置的下方，沿》轴正方向运动，故D错误，E正确;

故选ACEo

9、BC

【解析】

A中线圈运动过程中磁通量不变化，不能产生感应电流；D中线圈在运动的过程中穿过线圈的磁通量始终是零，不能

产生感应电流；B、C两种情况下线圈运动过程中磁通量发生了变化，故能产生感应电流；

故选BC.

10、BC

【解析】

对金属棒受力分析，根据法拉第电磁感应定律、闭合电路欧姆定律和牛顿第二定律得出小；表达式，分情况讨论加速

度的变化情况，分三种情况讨论：匀加速运动，加速度减小的加速，加速度增加的加速，再结合图象具体分析.

【详解】

ERL

设金属棒在某一时刻速度为照由题意可知，感应电动势石=3”,环路电流/=——=——V,

R+rR+r

即/ocU；

安培力，方向水平向左，即

F七—BIL=，

F安a；

R两端电压

TTeBLR

UR=IR=----V,

RR+r

即URocu；

感应电流功率

2

P=EI=^-vf

R+r

即Pocu?.

分析金属棒运动情况，由力的合成和牛顿第二定律可得：

口口匚口IB2F二〃BR

心二/一程二外+五一福：-二片+伏―瓦

即加速度。=土生，因为金属棒从静止出发，所以外＞0,且七＞(),即。＞0,加速度方向水平向右.

m

D2P尸

(1)若k=一,尸合二，即。=」，金属棒水平向右做匀加速直线运动.有口=々，说明usr,也即是/ocf,

R+rm

F安小,URM尸8产，所以在此情况下没有选项符合.

(2)若一，七随y增大而增大，即a随v增大而增大，说明金属棒做加速度增大的加速运动，速度与时间

R+r

呈指数增长关系，根据四个物理量与速度的关系可知B选项符合；

n2r2

(3)若攵一,七随y增大而减小，即。随期增大而减小，说明金属棒在做加速度减小的加速运动，直到加速度

减小为0后金属棒做匀速直线运动，根据四个物理量与速度关系可知C选项符合.

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、等于1.5x103此时电容器为电源，且与多用电表内部电源串联

【解析】

(1)闭网电容器充电完成后，电容器两极板间的电压等于电源电动势。由公式可得

e=EC=1.5xlO-3C

(2)[4]红、黑表笔交换后，电容器视为电源，且与多用电表内部电源串联，总的电动势变大，电路中电流变大。

12、2.45-2.502.00-2.04等于

【解析】

[1]刻度尺最小分度为0.1cm,则小车2的位移为X2=2.45cm,由于误差2.45cm—2.50cm均可

[2]由于小车都是做初速度为零的匀加速运动，根据x=可知，由于时间相同，则有

2

色=工=%=2.04

a2x22.45

由于读数误差，则2.00—2.04均可

⑶由题意可知

m2_200_2

班100

故在误差允许的范围内

幺二心

a2町