2023-2024學(xué)年北京市西城區(qū)161中學(xué)高三壓軸卷物理試卷含解析

2023-2024學(xué)年北京市西城區(qū)161中學(xué)高三壓軸卷物理試卷請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認(rèn)真閱讀答題紙上的《注意事項(xiàng)》，按規(guī)定答題。一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、“嫦娥四號”實(shí)現(xiàn)了人類首次月背登陸，為實(shí)現(xiàn)“嫦娥四號”與地球間通信，我國還發(fā)射了“鵲橋”中繼衛(wèi)星，“鵲橋”繞月球拉格朗日點(diǎn)的Halo軌道做圓周運(yùn)動，已知點(diǎn)距月球約6.5萬千米，“鵲橋”距月球約8萬千米，“鵲橋”距點(diǎn)約6.7萬千米，月球繞地球做圓周運(yùn)動的周期約為27天，地球半徑為6400km，地球表面重力加速度為，電磁波傳播速度為。下列最接近“嫦娥四號”發(fā)出信號通過“鵲橋”傳播到地面接收站的時間的是（）A． B． C． D．2、物理學(xué)中用磁感應(yīng)強(qiáng)度B表征磁場的強(qiáng)弱，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位用國際單位制(SI)中的基本單位可表示為()A．kgA?s2 B．N3、如圖甲所示，質(zhì)量為0.5kg的物塊和質(zhì)量為1kg的長木板，置于傾角為足夠長的固定斜面上，時刻對長木板施加沿斜面向上的拉力F，使長木板和物塊開始沿斜面上滑，作用一段時間t后撤去拉力F。已知長木板和物塊始終保持相對靜止，上滑時速度的平方與位移之間的關(guān)系如圖乙所示，，，。則下列說法正確的是（）A．長木板與斜面之間的動摩擦因數(shù)為B．拉力F作用的時間為C．拉力F的大小為13ND．物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ2可能為0.884、如圖所示，相距為L的兩條足夠長的光滑平行不計(jì)電阻的金屬導(dǎo)軌與水平面夾角為θ，處于方向垂直導(dǎo)軌平面向下且磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。將金屬桿ab垂直放在導(dǎo)軌上，桿ab由靜止釋放下滑距離x時速度為v。已知金屬桿質(zhì)量為m，定值電阻以及金屬桿的電阻均為R，重力加速度為g，導(dǎo)軌桿與導(dǎo)軌接觸良好。則下列說法正確的是（）A．此過程中流過導(dǎo)體棒的電荷量q等于B．金屬桿ab下滑x時加速度大小為gsinθ－C．金屬桿ab下滑的最大速度大小為D．金屬桿從開始運(yùn)動到速度最大時，桿產(chǎn)生的焦耳熱為mgxsinθ－5、如圖所示，a、b是兩個由電阻率相同的銅線制成質(zhì)量相等的正方形單匝閉合線框，b的邊長為a的兩倍，a和b所用的銅線粗細(xì)不同?，F(xiàn)以相同速度，把兩線圈勻速拉出磁場，則該過程中兩線圈產(chǎn)生的電熱為（）A．1:1 B．1:2 C．1:4 D．4:16、如圖所示，質(zhì)量相等的A、B兩個小球懸于同一懸點(diǎn)O，且在O點(diǎn)下方垂直距離h=1m處的同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，懸線長L1＝3m，L2＝2m，則A、B兩小球（）A．周期之比T1：T2＝2：3 B．角速度之比ω1：ω2＝3：2C．線速度之比v1：v2＝： D．向心加速度之比a1：a2＝8：3二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多個選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、如圖所示，AB兩小球由繞過輕質(zhì)定滑輪的細(xì)線相連，小球A放在固定的光滑斜面上，斜面傾角，BC兩小球在豎直方向上通過勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，小球C放在水平地面上?，F(xiàn)用手控制住小球A，并使細(xì)線剛剛拉直但無拉力作用，并保證滑輪左側(cè)細(xì)線豎直、右側(cè)細(xì)線與斜面平行。已知小球A的質(zhì)量為4m，小球BC質(zhì)量相等，重力加速度為g，細(xì)線與滑輪之間的摩擦不計(jì)，開始時整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。釋放小球A后，小球A沿斜面下滑至速度最大時小球C恰好離開地面，關(guān)于此過程，下列說法正確的是（）A．小球BC及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．小球C的質(zhì)量為mC．小球A最大速度大小為D．小球B上升的高度為8、甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)同時同地在外力的作用下做勻變速直線運(yùn)動，其運(yùn)動的圖像如圖所示。關(guān)于甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況，下列說法中正確的是（）A．乙質(zhì)點(diǎn)做初速度為c的勻加速直線運(yùn)動B．甲質(zhì)點(diǎn)做加速度大小為的勻加速直線運(yùn)動C．時，甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)速度大小相等D．時，甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)速度大小相等9、如圖所示，擦亮的鋅板與驗(yàn)電器上的金屬球相連，驗(yàn)電器上的鋁箔原來是不張開的．現(xiàn)讓紫外線照射到鋅板，觀察到驗(yàn)電器的鋁箔張開．下列說法正確的是()A．驗(yàn)電器的鋁箔帶負(fù)電B．此實(shí)驗(yàn)可以說明光具有粒子性C．若改用X射線照射鋅板，則觀察到驗(yàn)電器的鋁箔會張開D．若改用激光器發(fā)出高亮度的紅光照射鋅板，則觀察到驗(yàn)電器的鋁箔也有可能會張開E.若增大紫外線的照射強(qiáng)度，則逸出電子的最大初動能變大10、如圖所示,一固定斜面傾角為θ,將小球A從斜面頂端以速率v0水平向右拋出,擊中了斜面上的P點(diǎn);將小球B從空中某點(diǎn)以相同速率v0水平向左拋出,恰好垂直斜面擊中Q點(diǎn)。不計(jì)空氣阻力,重力加速度為A．若小球A在擊中P點(diǎn)時速度方向與水平方向所夾銳角為φ,則tanB．若小球A在擊中P點(diǎn)時速度方向與水平方向所夾銳角為φ,則tanC．小球A、B在空中運(yùn)動的時間比為2D．小球A、B在空中運(yùn)動的時間比為tan三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）如圖甲所示為利用多用電表的電阻擋研究電容器的充、放電的實(shí)驗(yàn)電路圖。多用電表置于×1k擋，電源電動勢為，內(nèi)阻為，實(shí)驗(yàn)中使用的電解電容器的規(guī)格為“”。歐姆調(diào)零后黑表筆接電容器正極，紅表筆接電容器負(fù)極。(1)充電完成后電容器兩極板間的電壓________（選填“大于”“等于”或“小于”）電源電動勢，電容器所帶電荷量為________C；(2)如圖乙所示，充電完成后未放電，迅速將紅、黑表筆交換，即黑表筆接電容器負(fù)極，紅表筆接電容器正極，發(fā)現(xiàn)電流很大，超過電流表量程，其原因是___________。12．（12分）某學(xué)校興趣小組成員在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了一種新型電池，他們想要測量該電池的電動勢和內(nèi)阻.（1）小組成員先用多用電表粗測電池的電動勢，將選擇開關(guān)調(diào)到直流電壓擋量程為25V的擋位，將____________（填“紅”或“黑”）表筆接電池的正極，另一表筆接電池的負(fù)極，多用電表的指針示數(shù)如圖所示，則粗測的電動勢大小為__________V.（2）為了安全精確的測量，小組成員根據(jù)實(shí)驗(yàn)室提供的器材設(shè)計(jì)了如圖的測量電路，其中，它在電路中的作用是____________.閉合開關(guān)前，應(yīng)將電阻箱接入電路的電阻調(diào)到最_________（填“大”或“小”）.（3）閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，測得多組電阻箱接入電路的阻值R及對應(yīng)的電流表示數(shù)I，作出圖象，如圖所示.根據(jù)圖象求出電池的電動勢為_____________V（保留兩位有效數(shù)字）.四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）如圖所示，兩平行長直金屬導(dǎo)軌不計(jì)電阻水平放置，間距為L，有兩根長度均為L、電阻均為R、質(zhì)量均為m的導(dǎo)體棒AB、CD平放在金屬導(dǎo)軌上。其中棒CD通過絕緣細(xì)繩、定滑輪與質(zhì)量也為m的重物相連，重物放在水平地面上，開始時細(xì)繩伸直但無彈力，棒CD與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，忽略其他摩擦和其他阻力，導(dǎo)軌間有一方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁場區(qū)域的邊界滿足曲線方程：，單位為。CD棒處在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中?，F(xiàn)從時刻開始，使棒AB在外力F的作用下以速度v從與y軸重合處開始沿x軸正方向做勻速直線運(yùn)動,在運(yùn)動過程中CD棒始終處于靜止?fàn)顟B(tài)。（1）求棒AB在運(yùn)動過程中，外力F的最大功率；（2）求棒AB通過磁場區(qū)域的過程中，棒CD上產(chǎn)生的焦耳熱；（3）若棒AB在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動時，重物始終未離開地面,且滿足：，求重物所受支持力大小隨時間變化的表達(dá)式。14．（16分）如圖所示，豎直放置的U形玻璃管與容積為V0＝15cm3的金屬球形容器連通，玻璃管左側(cè)橫截面積為右側(cè)橫截面積的4倍．右側(cè)玻璃管和球形容器中用水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體．開始時，U形玻璃管右側(cè)水銀面比左側(cè)水銀面高出h1＝15cm，右側(cè)玻璃管內(nèi)水銀柱上方空氣柱長h0＝9cm.現(xiàn)緩慢向左管中加入水銀，使兩邊水銀柱達(dá)到同一高度，玻璃管和金屬球?qū)崃己?已知大氣壓p0＝75cmHg，U形玻璃管的右側(cè)橫截面積為S＝1cm2)．求：(1)此過程中被封氣體內(nèi)能如何變化？吸熱還是放熱？(2)需要加入的水銀體積．15．（12分）如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy，在x<0區(qū)域內(nèi)存在一圓形的勻強(qiáng)磁場，圓心O1坐標(biāo)為（-d，0），半徑為d，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向與豎直平面垂直，x≥0區(qū)域存在另一磁感應(yīng)強(qiáng)度大小也為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直于紙面向里?，F(xiàn)有兩塊粒子收集板如圖所示放置，其中的端點(diǎn)A、B、C的坐標(biāo)分別為（d，0）、（d，）、（3d，0），收集板兩側(cè)均可收集粒子。在第三象限中，有一寬度為2d粒子源持續(xù)不斷地沿y軸正方向發(fā)射速率均為v的粒子，粒子沿x軸方向均勻分布，經(jīng)圓形磁場偏轉(zhuǎn)后均從O點(diǎn)進(jìn)入右側(cè)磁場。已知粒子的電荷量為+q，質(zhì)量為m，重力不計(jì)，不考慮粒子間的相互作用，求：(1)圓形磁場的磁場方向；(2)粒子運(yùn)動到收集板上時，即刻被吸收，求收集板上有粒子到達(dá)的總長度；(3)收集板BC與收集板AB收集的粒子數(shù)之比。

參考答案一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1、A【解析】

根據(jù)地球?qū)υ虑虻娜f有引力提供月球繞地球圓周運(yùn)動的向心力，有忽略地球自轉(zhuǎn)，在地球表面附近可計(jì)算地月間距萬千米所以到地球距離為44.5萬千米，根據(jù)勾股定理可計(jì)算地球到“鵲橋”距離約為45萬千米，所以“嫦娥四號”到地球表面通訊距離為53萬千米，即m，因此通信時間最接近2s，故A正確，BCD錯誤。故選：A。2、A【解析】

根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義式B=FIL，可得3、D【解析】

A．撤去力F后長木板的加速度由牛頓第二定律解得μ1=0.25選項(xiàng)A錯誤；B．有拉力作用時的加速度拉力撤掉時的速度為拉力作用的時間為選項(xiàng)B錯誤；C．由牛頓第二定律解得F=13.5N選項(xiàng)C錯誤；D．物塊與長木板之間無相對滑動，可知物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)大于0.25，選項(xiàng)D正確。故選D。4、A【解析】

A．根據(jù)、、可得此過程中流過導(dǎo)體棒的電荷量為故A正確；B．桿下滑距離時，則此時桿產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為回路中的感應(yīng)電流為桿所受的安培力為根據(jù)牛頓第二定律有解得故B錯誤；C．當(dāng)桿的加速度時，速度最大，最大速度為故C錯誤；D．桿從靜止開始到最大速度過程中，設(shè)桿下滑距離為，根據(jù)能量守恒定律有總又桿產(chǎn)生的焦耳熱為桿總所以得：桿故D錯誤；故選A。5、B【解析】

設(shè)a的邊長為，橫截面積為，b的邊長為，橫截面積為，因質(zhì)量相等，有得a的電阻為b的電阻為線圈勻速向外拉，感應(yīng)電流為產(chǎn)生的焦耳熱綜上可得故B正確，ACD錯誤。故選：B。6、C【解析】

AB．小球做圓周運(yùn)動所需要的向心力由重力mg和懸線拉力F的合力提供，設(shè)懸線與豎直方向的夾角為θ。

對任意一球受力分析，由牛頓第二定律有：

在豎直方向有Fcosθ-mg=0…①在水平方向有…②由①②得分析題意可知，連接兩小球的懸線的懸點(diǎn)距兩小球運(yùn)動平面的距離為h=Lcosθ，相等，所以周期相等T1：T2=1：1角速度則角速度之比ω1：ω2=1：1故AB錯誤；

C．根據(jù)合力提供向心力得解得根據(jù)幾何關(guān)系可知故線速度之比故C正確；

D．向心加速度：a=vω，則向心加速度之比等于線速度之比為故D錯誤。

故選C。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有多個選項(xiàng)是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BC【解析】

A．以小球B、C及彈簧組成的系統(tǒng)為研究對象，除系統(tǒng)重力外，繩的拉力對系統(tǒng)做功，則系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，故A錯誤；B．小球A速度最大時，小球A的加速度為零，則對小球B、C及彈簧組成的系統(tǒng)聯(lián)立以上兩式，解得故B正確；CD．小球C恰好離開地面時，彈簧彈力彈簧伸長量為，初始時，彈簧被壓縮，則小球B上升，以小球A、B、C及彈簧組成的系統(tǒng)為研究對象，由機(jī)械能守恒定律得又聯(lián)立以上兩式，解得故C正確，D錯誤。故選BC。8、BD【解析】

A．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動位移時間公式得對于乙質(zhì)點(diǎn)，由圖可知v0乙=c乙的加速度為乙質(zhì)點(diǎn)做初速度為c的勻減速直線運(yùn)動，選項(xiàng)A錯誤；

B．對于甲質(zhì)點(diǎn)，由圖可知v0甲=0甲的加速度為甲質(zhì)點(diǎn)做加速度大小為的勻加速直線運(yùn)動，故B正確。C．時，甲的速度乙質(zhì)點(diǎn)速度選項(xiàng)C錯誤；D．時，甲的速度乙質(zhì)點(diǎn)速度即甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)速度大小相等，選項(xiàng)D正確。故選BD。9、BC【解析】

A．紫外線照射鋅板發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，電子從鋅板上飛出，鋅板帶正電，鋁箔張角變大，說明其原來帶正電，故A錯誤；B．光電效應(yīng)說明光具有粒子性，故B正確；C．若改用X光(其頻率高于紫外線的頻率)照射鋅板時，依據(jù)光電效應(yīng)發(fā)生條件，一定能使鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，故其夾角一定會變得更大，故C正確；D．若改用激光器發(fā)出高亮度的紅光(其頻率低于紫外線的頻率)照射鋅板，依據(jù)光電效應(yīng)發(fā)生條件，則觀察到驗(yàn)電器的鋁箔可能不會張開，故D錯誤；E．由愛因斯坦光電效應(yīng)方程可知，光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，由入射光的頻率有關(guān)，故E錯誤。故選BC。10、BC【解析】

AB、由題圖可知，斜面的傾角θ等于小球A落在斜面上時的位移與水平方向的夾角，則有tanθ=12gt2v0t；小球ACD、設(shè)小球A在空中運(yùn)動的時間為t1，小球B在空中運(yùn)動的時間為t2，則由平拋運(yùn)動的規(guī)律可得tanθ=12三、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、等于此時電容器為電源，且與多用電表內(nèi)部電源串聯(lián)【解析】

(1)[2][3]電容器充電完成后，電容器兩極板間的電壓等于電源電動勢。由公式可得(2)[4]紅、黑表筆交換后，電容器視為電源，且與多用電表內(nèi)部電源串聯(lián)，總的電動勢變大，電路中電流變大。12、紅10.5保護(hù)電阻大12【解析】

（1）[1][2]．將紅表筆接電池的正極，多用電表示數(shù)為10.5V.（2）[3][4]．電阻R0在電路中為保護(hù)電阻，閉合開關(guān)前應(yīng)使電阻箱接入電路的電阻最大.（3）[5]．由實(shí)驗(yàn)電路可知，在閉合電路中，電池電動勢E=I（r+R0+R）則由圖象可知，圖象的斜率則電池電動勢四、計(jì)算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、（1）（2）（3）①當(dāng)0<t≤時，F(xiàn)N=mg②當(dāng)<t<時，F(xiàn)N=(1+μ)mg-sin?③當(dāng)≤t<時，F(xiàn)N=mg【解析】

（1）當(dāng)棒AB運(yùn)動到處時，棒AB的有效切割長度最長，安培力最大，則外力F最大，功率也最大，此時：F=B1IL=，Pm=Fv解得：Pm=；(2)棒AB在勻強(qiáng)磁場區(qū)域B1的運(yùn)動過程中，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為：E=B1Lvsinx則感應(yīng)電動勢的有效值為：E有效=，I有效=

t=可以得到：Q=

Rt=?；(3)當(dāng)CD棒所受安培力F安=μmg

時，設(shè)棒AB所在位置橫坐標(biāo)為x0，對棒CD受力分析可得：=μmg

y=Lsinx0解得：x0=，x1=L則：t1=，t2=①當(dāng)0<t≤時，則：FN=mg②當(dāng)<t<時，則：FN=mg+μmg

-即：FN=(1+μ)mg-sin?③當(dāng)≤t<時，則：FN=mg。14、(1)此過程中被封氣體內(nèi)能不變，是放熱(2)84cm3【解析】

(1)氣體溫度不變，則內(nèi)能不變；向左管中加入水銀時，外界對氣體做功，根據(jù)熱力學(xué)第一定律ΔU＝Q＋W可知，封閉氣體要放熱．(2)初態(tài)：p1＝p0－ph＝(75－15)cmHg＝60cmHg，V1＝V0＋h0S＝(15＋9×1)cm3＝24cm3，末態(tài)：p2＝75cmHg，溫度不變，根據(jù)玻意耳定律：p1V1＝p2V2，代入數(shù)據(jù)解得：V2＝19.2cm3.右側(cè)水銀柱上升的高度：左側(cè)水銀柱上升的高度：所以需