2024屆北京市西城區(qū)北京師大附屬實驗中學高考壓軸卷物理試卷含解析

2024屆北京市西城區(qū)北京師大附屬實驗中學高考壓軸卷物理試卷考生請注意：1．答題前請將考場、試室號、座位號、考生號、姓名寫在試卷密封線內(nèi)，不得在試卷上作任何標記。2．第一部分選擇題每小題選出答案后，需將答案寫在試卷指定的括號內(nèi)，第二部分非選擇題答案寫在試卷題目指定的位置上。3．考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y束后，請將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：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中，只有一項是符合題目要求的。1、關于功的概念，下列說法中正確的是（）A．因為功有正負，所以功是矢量B．力對物體不做功，說明物體一定無位移C．滑動摩擦力可能做負功，也可能做正功D．若作用力對物體做正功，則反作用力一定做負功2、如圖所示，一角形桿ABC在豎直面內(nèi)，BC段水平，AB段豎直，質(zhì)量為m的小球用不可伸長的細線連接在兩段桿上，OE段水平，DO段與豎直方向的夾角為.只剪斷EO段細線的瞬間，小球的加速度為a1；而只剪斷DO段細線的瞬間，小球的加速度為a2，則為A．1 B． C．2 D．3、如下圖所示，在自行車車輪的輻條上固定有一個小磁鐵，前叉上相應位置處安裝了小線圈，在車前進車輪轉動過程中線圈內(nèi)會產(chǎn)生感應電流，從垂直于紙面向里看，下列i-t圖像中正確的是(逆時針方向為正)A． B．C． D．4、如圖，一個質(zhì)量為m的剛性圓環(huán)套在豎直固定細桿上，圓環(huán)的直徑略大于細桿的直徑，圓環(huán)的兩邊與兩個相同的輕質(zhì)彈簧的一端相連，輕質(zhì)彈簧的另一端相連在和圓環(huán)同一高度的墻壁上的P、Q兩點處，彈簧的勁度系數(shù)為k，起初圓環(huán)處于O點，彈簧處于原長狀態(tài)且原長為L；將圓環(huán)拉至A點由靜止釋放，OA=OB=L，重力加速度為g，對于圓環(huán)從A點運動到B點的過程中，彈簧處于彈性范圍內(nèi)，下列說法正確的是A．圓環(huán)通過O點的加速度小于gB．圓環(huán)在O點的速度最大C．圓環(huán)在A點的加速度大小為g+D．圓環(huán)在B點的速度為25、中國空間技術研究院空間科學與深空探測首席科學家葉培建近日透露，中國準備在2020年發(fā)射火星探測器，2021年探測器抵達火星，并有望實現(xiàn)一次“繞”、“落”和“巡”的任務?；鹦抢@太陽公轉周期約為地球公轉周期的2倍，火星的直徑約為地球的一半，質(zhì)量僅是地球的0.1倍。由以上信息可知（）A．發(fā)射火星探測器需要的速度不能小于16.7km/sB．探測器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力小C．火星繞太陽的軌道半徑約為地球繞太陽的軌道半徑的4倍D．在火星表面發(fā)射近地衛(wèi)星的速度小于地球的第一宇宙速度6、昆明某中學運動會玩“闖關游戲”進行熱身，如圖所示，在筆直通道上每隔8m設有一個關卡，各關卡同步放行和關閉，放行和關閉的時間分別為4s和2s。關卡剛放行時，一同學立即在關卡1處以4m/s2的加速度由靜止加速到4m/s，然后勻速向前，則最先擋住他前進的關卡是（）A．關卡2 B．關卡3C．關卡4 D．關卡5二、多項選擇題：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中，有多個選項是符合題目要求的。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、物體沿直線運動的x－t圖象如圖所示，oa、cd段為直線，abc為曲線，設t1、t2、t3、t4時刻的速度分別為v1、v2、v3、v4，則下列說法正確的是（）A．v1＞v2 B．v1=v4 C．v2＜v3 D．v4最大8、如圖所示，光滑平行金屬導軌與水平面間的夾角為θ，導軌電阻不計，下端與阻值為R的電阻相連。勻強磁場垂直導軌平面向上，磁感應強度大小為B。一質(zhì)量為m、長為L、電阻為r的導體棒垂直導軌放置，從ab位置以初速度v沿導軌向上運動，剛好能滑行到與ab相距為s的a′b′位置，然后再返回到ab。該運動過程中導體棒始終與導軌保持良好接觸，不計空氣阻力，重力加速度為g。下列說法正確的是（）A．向上滑行過程中導體棒做勻減速直線運動B．上滑過程中電阻R產(chǎn)生的熱量為C．向下滑行過程中通過電阻R的電荷量為D．電阻R在導體榛向上滑行過程中產(chǎn)生的熱量小于向下滑行過程中產(chǎn)生的熱量9、2011年9月29日晚21時16分，我國將首個目標飛行器天宮一號發(fā)射升空，它將在兩年內(nèi)分別與神舟八號、神舟九號、神舟十號飛船對接，從而建立我國第一個空間實驗室，假如神舟八號與天宮一號對接前所處的軌道如圖所示，當它們在軌道運行時，下列說法正確的是()A．神州八號的加速度比天宮一號的大B．神州八號的運行速度比天宮一號的小C．神州八號的運行周期比天宮一號的長D．神州八號通過加速后變軌可實現(xiàn)與天宮一號對接10、關于熱學知識的下列敘述中正確的是（）A．布朗運動可以反映液體分子在做無規(guī)則的熱運動B．將大顆粒的鹽磨成細鹽，就變成了非晶體C．只要不違反能量守恒定律的機器都是可以制造出來的D．在絕熱條件下壓縮氣體，氣體的內(nèi)能一定增加E.某氣體的摩爾體積為V，每個氣體分子的體積為V0，則阿伏加德羅常數(shù)NA<三、實驗題：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）某實驗小組要做“探究小車所受外力與加速度關系”的實驗，采用的實驗裝置如圖1所示。（1）本實驗中_______(填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力，______(填“需要”或“不需要”）鉤碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量。（2）該同學在研究小車運動時打出了一條紙帶，如圖2所示。在紙帶上，連續(xù)5個點為一個計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點之間的距離依次為x1=1.45cm，x2=2.45cm,x3=3.46cm，x4=4.44cm,x5=5.45cm,x6=6.46cm，打點計時器的頻率f=50Hz,則打紙帶上第5個計數(shù)點時小車的速度為______m/s；整個過程中小車的平均加速度為_______m/s2。(結果均保留2位有效數(shù)字）12．（12分）精密測量工具的原理及讀數(shù)(1)甲同學用游標卡尺測量某物體的厚度，如圖所示，則該物體厚度測量值為____cm；(2)乙同學用螺旋測微器測量鉛筆芯的直徑D如圖所示，讀數(shù)D＝________mm。四、計算題：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，一根直桿AB與水平面成某一角度自定，在桿上套一個小物塊，桿底端B處有一彈性擋板，桿與板面垂直．現(xiàn)將物塊拉到A點靜止釋放，物塊下滑與擋板第一次碰撞前后的v-t圖象如圖乙所示，物塊最終停止在B點．重力加速度為取g=10m/s1．求:(1)物塊與桿之間的動摩擦因數(shù)μ；(1)物塊滑過的總路程s．14．（16分）如圖所示，兩根平行光滑金屬導軌固定在水平桌面上，左端連接定值電阻，導軌間距。整個裝置處在方向豎直向下的勻強磁場中，磁感應強度，一質(zhì)量、電阻的金屬棒放在導軌上，在外力F的作用下以恒定的功率從靜止開始運動，當運動距離時金屬棒達到最大速度，此時撤去外力，金屬棒最終停下，設導軌足夠長。求：(1)金屬棒的最大速度；(2)在這個過程中，外力的沖量大??；(3)撤去外力后電阻R放出的熱量。15．（12分）如圖甲所示，單匝正方形線框abcd的電阻R=0.5Ω，邊長L=20cm，勻強磁場垂直于線框平面，磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示，求：（1）0～2s內(nèi)通過ab邊橫截面的電荷量q；（2）3s時ab邊所受安培力的大小F；（3）0～4s內(nèi)線框中產(chǎn)生的焦耳熱Q．

參考答案一、單項選擇題：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中，只有一項是符合題目要求的。1、C【解析】A、功有正負，但功是標量，A錯誤；B、當力的方向和位移的方向垂直時，力不做功，但有位移，B錯誤；C、摩擦力方向可以與位移方向相同，也可以相反，故可能做正功，也可能做負功，C正確；D、一對相互作用力做功，可以出現(xiàn)都做正功，都做負功，一正一負或一個做功，一個不做功等各種情況，D錯誤．故選Ｃ．2、B【解析】

只剪斷EO段細線的瞬間，根據(jù)牛頓第二定律小球的加速度為只剪斷DO段細線的瞬間，小球的加速度為a2=g，則A．1，與結論不相符，選項A錯誤；B．，與結論相符，選項B正確；C．2，與結論不相符，選項C錯誤；D．，與結論不相符，選項D錯誤；故選B.3、D【解析】

磁鐵靠近線圈時，線圈中向外的磁通量增大，根據(jù)楞次定律可知感應電流產(chǎn)生的磁場向里，根據(jù)安培定則可知線圈中感應電流方向為順時針方向（負方向）；當磁鐵離開線圈時，線圈中向外的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知感應電流產(chǎn)生的磁場向外，根據(jù)安培定則可知線圈中感應電流方向為逆時針方向（正方向），ABC錯誤，D正確。故選D。4、D【解析】

A．圓環(huán)通過O點時，水平方向合力為零，豎直方向只受重力，故加速度等于g，故A錯誤；B．圓環(huán)受力平衡時速度最大，應在O點下方，故B錯誤；C．圓環(huán)在下滑過程中與粗糙細桿之間無壓力，不受摩擦力，在A點對圓環(huán)進行受力分析如圖，根據(jù)幾何關系，在A點彈簧伸長根據(jù)牛頓第二定律，有解得故C錯誤；D．圓環(huán)從A到B過程，根據(jù)功能關系，減少的重力勢能轉化為動能解得故D正確。故選D。5、D【解析】

A．火星探測器脫離地球，但沒有脫離太陽系，其發(fā)射速度大于第二宇宙速度11.2km/s即可，故A錯誤；B．根據(jù)引力，因為火星的直徑約為地球的一半，質(zhì)量僅是地球的0.1倍，所以火星表面的重力加速度和地球表面的重力加速度之比為2：5?？傻锰綔y器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力大，故B錯誤；C．根據(jù)萬有引力提供向心力，有可得因火星繞太陽公轉周期約為地球公轉周期的2倍，所以火星繞太陽的軌道半徑約為地球繞太陽的軌道半徑的倍，故C錯誤；D．在火星表面發(fā)射近地衛(wèi)星的速度即火星的第一宇宙速度，由得第一宇宙速度公式可知火星的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比為1：，所以在火星表面發(fā)射近地衛(wèi)星的速度小于地球的第一宇宙速度，故D正確。故選D。6、B【解析】

關卡剛放行時，該同學加速的時間運動的距離為然后以的速度勻速運動，經(jīng)運動的距離為，因此第1個運動距離為，過了關卡2；到關卡3需再用小于關卡關閉時間，從開始運動至運動到關卡3前共用時而運動到第時，關卡關閉，不能過關卡3，因此最先被擋在關卡3前。故選B．二、多項選擇題：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中，有多個選項是符合題目要求的。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、ACD【解析】

A．因x-t圖像的斜率等于速度，則由圖像可知，t1時刻的斜率大于t2時刻的斜率，則v1＞v2，選項A正確；B．t4時刻的斜率大于t1時刻的斜率，則v1<v4，選項B錯誤；C．t3時刻的斜率大于t2時刻的斜率，則v2<v3，選項C正確；D．圖像上t4時刻的斜率最大，則v4最大，選項D正確；故選ACD。8、BC【解析】

向上滑行過程中導體棒受到重力、安培力，根據(jù)牛頓第二定律分析加速度的變化情況；上滑過程中根據(jù)功能關系結合焦耳定律求解電阻R產(chǎn)生的熱量；根據(jù)電荷量的計算公式求解向下滑行過程中通過電阻R的電荷量；根據(jù)分析電阻R在導體棒向上滑行過程中產(chǎn)生的熱量與向下滑行過程中產(chǎn)生的熱量的大小?！驹斀狻緼．向上滑行過程中導體棒受到重力、安培力，根據(jù)右手定則可得棒中的電流方向，根據(jù)左手定則可得安培力方向沿斜面向下，根據(jù)牛頓第二定律可得：其中：解得：由于速度減小，則加速度減小，棒不做勻減速直線運動，故A錯誤；B．設上滑過程中克服安培力做的功為W，根據(jù)功能關系可得：克服安培力做的功等于產(chǎn)生的焦耳熱，則：上滑過程中電阻R產(chǎn)生的熱量為：故B正確；C．向下滑行過程中通過電阻R的電荷量為：故C正確；D．由于上滑過程中和下滑過程中導體棒通過的位移相等，即導體棒掃過的面積S相等，根據(jù)安培力做功計算公式可得：由于上滑過程中的平均速度大于，下滑過程中的平均速度，所以上滑過程中平均電流大于下滑過程中的平均電流，則電阻R在導體棒向上滑行過程中產(chǎn)生的熱量大于向下滑行過程中產(chǎn)生的熱量，故D錯誤。故選BC。9、AD【解析】

根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律有：＝＝＝man，解得：v＝，T＝，an＝，由圖可知神州八號的軌道半徑比天宮一號的小，所以神州八號的運行速度比天宮一號的大，神州八號的運行周期比天宮一號的短，神州八號的加速度比天宮一號的大，故BC錯誤，A正確；神州八號通過加速后將做離心運動，可運行至較高軌道與天宮一號對接，故D正確。故選AD。10、ADE【解析】

A．布朗運動是固體小顆粒的運動，間接反映了液體分子在做無規(guī)則的熱運動，A正確；B．將大顆粒的鹽磨成細鹽，不改變固體的微觀結構，所以細鹽仍為晶體，B錯誤；C．第二類永動機不違背能量守恒定律，但違背熱力學第二定律，不可能造出，C錯誤；D．絕熱條件下，根據(jù)熱力學第一定律可知壓縮氣體，外界對氣體做功，氣體內(nèi)能一定增加，D正確；E．對于氣體分子而言，氣體分子占據(jù)的體積大于氣體分子實際的體積，則E正確。故選ADE。三、實驗題：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、需要不需要0.49m/s1.0m/【解析】

（1）本實驗是通過力傳感器測量的細線的拉力，要想將拉力作為小車的合外力，需要平衡摩擦力；由于拉力可以直接讀出，所以鉤碼的質(zhì)量不需要遠遠小于小車的質(zhì)量；

（2）頻率f=50Hz，則周期T=0.02s，連續(xù)5個點為一個計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點之間的時間間隔t=5T=0.1s；第5個計數(shù)點的速度為v5=x4+12、0.2252.150(2.150±0.002)【解析】

(1)[1]根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)方法可知其讀