上海市静安区2023-2024学年高考压轴卷物理试卷含解析

上海市静安区2023-2024学年高考压轴卷物理试卷注意事项1．考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回．2．答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0．5毫米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置．3．请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符．4．作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案．作答非选择题，必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效．5．如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗．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、如图，在点电荷Q产生的电场中，将两个带正电的检验电荷q1、q2分别置于A、B两点，虚线为等势线。取无穷远处为零电势点，若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等，则（）A．q1在A点的电势能大于q2在B点的电势能B．q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能C．q1的电荷量小于q2的电荷量D．q1的电荷量大于q2的电荷量2、P、Q两种不同波长的光，以相同的入射角从玻璃射向空气，P光发生全反射，Q光射入空气，则（）A．玻璃对P光的折射率小于对Q光的折射率B．玻璃中P光的波长大于Q光的波长C．玻璃中P光的速度大于Q光的速度D．P光的光子能量大于Q光的光子能量3、下列说法中正确的有________A．阴极射线是一种电磁辐射B．所有原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的谱线一定不同C．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的D．古木的年代可以根据体内碳14放射性强度减小的情况进行推算4、如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场分布在半径为R的圆内，CD是圆的直径，质量m、电荷量为q的带正电的粒子，从静止经电场加速后，沿着与直径CD平行且相距的直线从A点进入磁场。若带电粒子在磁场中运动的时间是，则加速电场的电压是（）A． B．C． D．5、如图所示，真空中有一个半径为R，质量分布均匀的玻璃球，频率为的细激光束在真空中沿直线BC传播，并于玻璃球表面的C点经折射进入玻璃球，并在玻璃球表面的D点又经折射进入真空中，已知，玻璃球对该激光的折射率为，则下列说法中正确的是（）A．出射光线的频率变小B．改变入射角的大小，细激光束可能在玻璃球的内表面发生全反射C．此激光束在玻璃中穿越的时间为（c为真空中的光速）D．激光束的入射角为=45°6、用相同频率的光照射两块不同材质的金属板M、N，金属板M能发生光电效应，金属板N不能发生光电效应。则（）A．金属板M的逸出功大于金属板N的逸出功B．若增加光的照射强度，则金属板N有可能发生光电效应C．若增加光的照射强度，则从金属板M中逸出的光电子的最大初动能会增大D．若增加光的照射强度，则单位时间内从金属板M中逸出的光电子数会增加二、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、如图，水平面内固定有两根平行的粗糙长直金属导轨，两根相同的导体棒AB、CD置于导轨上并与导轨垂直，整个装置处于竖直方向的匀强磁场中。从t=0时开始，对AB棒施加一与导轨平行的水平外力F，使AB棒从静止开始向右做加速度大小为a0的匀加速直线运动。导轨电阻不计，两棒均与导轨接触良好，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。下列关于CD棒的速度v、加速度a、安培力F安和外力F随时间t变化的关系图线可能正确的是（）A． B． C． D．8、广西壮族自治区处在北纬之间，某极地卫星通过广西最北端与最南端正上方所经历的时间为t，查阅到万有引力常量G及地球质量M。卫星的轨道视为圆形，忽略地球自转，卫星的运动视为匀速圆周运动，根据以上信息可以求出（）A．该卫星周期B．该卫星受到的向心力C．该卫星的线速度大小D．地球的密度9、如图所示，质量为m1的木块和质量为m2的长木板叠放在水平地面上．现对木块施加一水平向右的拉力F，木块在长木板上滑行，长木板始终静止．已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．则()A．μ1一定小于μ2B．μ1可能大于μ2C．改变F的大小，F>μ2(m1＋m2)g时，长木板将开始运动D．改F作用于长木板，F>(μ1＋μ2)(m1＋m2)g时，长木板与木块将开始相对滑动10、如图所示，圆形区域内以直线AB为分界线，上半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。下半圆内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小未知，圆的半径为R。在磁场左侧有一粒子水平加速器，质量为m，电量大小为q的粒子在极板M右侧附近，由静止释放，在电场力的作用下加速，以一定的速度沿直线CD射入磁场，直线CD与直径AB距离为0.6R。粒子在AB上方磁场中偏转后，恰能垂直直径AB进入下面的磁场，之后在AB下方磁场中偏转后恰好从O点进入AB上方的磁场。带电粒子的重力不计。则A．带电粒子带负电B．加速电场的电压为C．粒子进入AB下方磁场时的运动半径为0.1RD．AB下方磁场的磁感应强度为上方磁场的3倍三、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）小妮同学利用如图甲所示的实验装置验证系统机械能守恒。A、B是两个质量均为m的相同小球，O为穿过轻杆的固定转轴，C为固定在支架上的光电门，初始时杆处于水平状态，重力加速度为g。实验步骤如下∶(1)用游标卡尺测得小球B的直径d如图乙所示，则d=______mm；(2)用毫米刻度尺测得AO长为l，BO长为2l；(3)由静止释放两小球，当小球B通过光电门时，测得光线被小球挡住的时间为t，则在杆由水平转至竖直的过程中两小球组成的系统增加的动能Ek=___，减少的重力势能Ep=____（用m、g、l、d、t表示）。(4)若在误差允许的范围内Ek=Ep，则小球A、B组成的系统机械能守恒。12．（12分）某小组用惠斯通电桥测量电阻的阻值：方案一：如图（a）所示，先闭合开关，然后调整电阻箱的阻值，使开关闭合时，电流表的示数为零。已知定值电阻、的阻值，即可求得电阻。(1)实验中对电流表的选择，下列说法正确的是_______A．电流表的零刻度在表盘左侧B．电流表的零刻度在表盘中央C．电流表的灵敏度高，无需准确读出电流的大小D．电流表的灵敏度高，且能准确读出电流的大小(2)若实验中未接入电流表，而其它电路均已连接完好，调节电阻箱，当，则、两点的电势的关系满足_______（选填“>”、“<”或“=”）。方案二：在方案一的基础上，用一段粗细均匀的电阻丝替代、，将电阻箱换成定值电阻，如图（b）所示。(3)闭合开关，调整触头的位置，使按下触头时，电流表的示数为零。已知定值电阻的阻值，用刻度尺测量出、，则电阻________。(4)为消除因电阻丝的粗细不均匀而带来的误差，将图（b）中的定值电阻换成电阻箱，并且按照(3)中操作时，电阻箱的读数记为；然后将电阻箱与交换位置，保持触头的位置不变，调节电阻箱，重新使电流表的示数为零，此时电阻箱的读数记为，则电阻_______。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）一列简谐横波在轴上传播，、是轴上相距的两质点。时，质点正好到达正方向最大位移处，且质点到轴的距离，而此时质点恰好经过平衡位置向下运动。已知这列波的频率。①求经过时间，质点运动的路程；②若大于一个波长，求该波的波速。14．（16分）如图所示，两完全相同质量为m=1kg的滑块放在动摩擦因数为μ=的水平面上。长度均为L=1m的轻杆OA、OB搁在两个滑块上，且可绕铰链O自由转动，两轻杆夹角为74°。现用竖直向下的恒力F=20N作用在铰链上，使两滑块由静止开始滑动。已知重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：(1)此时轻杆对滑块A的作用力FA的大小；(2)此时每个滑块的加速度a大小；(3)当轻杆夹角为106°时，每个滑块的速度v大小。15．（12分）如图所示，ABCD是一直角梯形棱镜的横截面，位于截面所在平面内的一束光线由O点垂直AD边射入．已知棱镜的折射率n＝，AB＝BC＝8cm，OA＝2cm，∠OAB＝60°．①求光线第一次射出棱镜时，出射光线的方向．②第一次的出射点距C多远．

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】

由题，将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功，说明Q对q1、q2存在引力作用，则知Q带负电，电场线方向从无穷远到Q，根据顺着电场线方向电势降低，根据电场力做功与电势能变化的关系，分析得知q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能．B点的电势较高．由W=qU分析q1的电荷量与q2的电荷量的关系．【详解】将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功，则知Q对q1、q2存在引力作用，Q带负电，电场线方向从无穷远指向Q，所以A点电势高于B点电势；A与无穷远处间的电势差小于B与无穷远处间的电势差；由于外力克服电场力做的功相等，则由功能关系知，q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能；由W=qU得知，q1的电荷量大于q2的电荷量。故D正确。故选D。2、D【解析】

A．根据临界角公式，光束的折射率小，光束的折射率大，故A错误；B．在玻璃球体中，光的波长是光在真空中的波长，光的折射率大，频率大，在真空中的波长短，由知在玻璃球体中，光的波长小于光的波长，故B错误；C．根据可知玻璃中光的速度小于光的速度，故C错误；D．光的折射率大，频率大，根据可知光的光子能量大，所以光的光子能量大于光的光子能量，故D正确。故D正确。3、B【解析】

A．阴极射线是高速电子流，故A错误；B．原子光谱，是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列波长的光所组成的光谱，原子光谱都不是连续的，每一种原子的光谱都不同，称为特征光谱，故B正确；C．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的，故C错误；D．原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，不随时间改变，故D错误。故选B。4、B【解析】

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期是；

粒子在磁场中运动的时间是如图所示，粒子从A点进入磁场后，从E点射出．O为磁场圆的圆心，设∠AOC=α

则sinα=，则α=45°粒子做圆周运动的圆心是O1点，设半径O1A=r，O1A⊥CD，∠COO1=45°．

由图可知r=R粒子做圆周运动加速过程满足解得加速电压故选B。5、C【解析】

A.光在不同介质中传播时，频率不会发生改变，所以出射光线的频率不变，故A错误；B.激光束从C点进入玻璃球时，无论怎样改变入射角，折射角都小于临界角，根据几何知识可知光线在玻璃球内表面的入射角不可能大于临界角，所以都不可能发生全反射，故B错误；C.此激光束在玻璃中的波速为CD间的距离为则光束在玻璃球中从到传播的时间为故C正确；D.由几何知识得到激光束在在点折射角，由可得入射角，故D错误。6、D【解析】

A．金属板M能发生光电效应，金属板N不能发生光电效应，说明入射光的频率大于金属板M的极限频率而小于金属板N的极限频率，由，知金属板M的逸出功小于金属板N的逸出功，故A错误；B．能否发生光电效应取决于入射光的频率和金属的极限频率的大小关系，而与光的照射强度无关，故B错误；C．根据爱因斯坦光电效应方程可知，在金属板M逸出功一定的情况下，光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，故C错误；D．在能发生光电效应的前提下，若增加光的照射强度，则单位时间内从金属板M中逸出的光电子数增加，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、BD【解析】

A．因金属棒与导轨之间有摩擦力，可知开始时导体棒CD的速度为零，当所受的安培力等于最大静摩擦力时才开始运动，故A错误；B．开始时，CD棒的速度为零，加速度为零；当CD开始运动后加速度从0开始逐渐变大，与AB的速度差逐渐变大，则回路中感应电流逐渐变大，导体棒所受的向右的安培力逐渐变大，加速度逐渐变大，当CD的加速度与AB加速度相等时，两棒的速度差保持不变，安培力保持不变，加速度保持不变，故B正确；C．在开始CD棒不动时，安培力即安培力随时间成正比关系增加；当CD开始运动后，导体棒所受的向右的安培力逐渐变大，但非线性增加，最后保持不变，故C错误；D．对AB外力开始时CD加速度为零，AB加速度为a=a0，则此时外力F随时间t线性增加；当CD开始运动后加速度从0开始逐渐变大，导体棒AB所受的向左的安培力逐渐变大，但非线性增加，最后保持不变，故D正确。故选BD。8、AC【解析】

A．广西壮族自治区处在北纬之间，某极地卫星通过广西最北端与最南端正上方所经历的时间为，已知转过对应角度的时间，则可以求得运动一周的时间即卫星的周期A正确；B．因为不知道该卫星的质量，根据万有引力定律无法求得卫星受到的向心力大小，B错误；C．据万有引力提供圆周运动向心力已知质量和周期及常量可以求得卫星的轨道半径，根据可以求得卫星的线速度大小，C正确；D．因为不知道卫星距地面的高度，故无法求得地球的半径，所以无法得到地球的密度，D错误。故选AC。9、BD【解析】

因为木块所受的摩擦力为滑动摩擦力，地面对木板的摩擦力为静摩擦力，无法比较动摩擦因数的大小．通过对木板分析，根据水平方向上的受力判断其是否运动．当F作用于长木板时，先采用隔离法求出临界加速度，再运用整体法，求出最小拉力．【详解】对m1，根据牛顿运动定律有：F-μ1m1g=m1a，对m2，由于保持静止有：μ1m1g-Ff=0，Ff＜μ2（m1+m2）g，所以动摩擦因数的大小从中无法比较．故A错误、B正确．改变F的大小，只要木块在木板上滑动，则木块对木板的滑动摩擦力不变，则长木板仍然保持静止．故C错误．若将F作用于长木板，当木块与木板恰好开始相对滑动时，对木块，μ1m1g=m1a，解得a=μ1g，对整体分析，有F-μ2（m1+m2）g=（m1+m2）a，解得F=（μ1+μ2）（m1+m2）g，所以当F＞（μ1+μ2）（m1+m2）g时，长木板与木块将开始相对滑动．故D正确．故选BD．【点睛】解决本题的关键能够正确地受力分析，结合整体和隔离法，运用牛顿第二定律进行求解．10、AC【解析】

A．从C点入射的粒子向下做匀速圆周运动，即受到洛仑兹力向下，由左手定则知道粒子带负电，所以选项A正确；B．由题意知，粒子在AB上方磁场中做匀速圆周运动的半径r1＝0.6R，在电场中加速有：在AB上方磁场中：联立得：所以选项B错误；C．粒子在AB下方磁场中做匀速圆周运动，由几何关系：解得r2＝0.1R所以选项C正确；D．由洛仑兹力提供向心力得到半径：由于r1＝6r2，所以B2＝6B1所以选项D错误。故选AC。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、12.40mgl【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为12mm，游标读数为则游标卡尺的最终读数为(3)[2]小球B通过光电门的瞬时速度A、B转动的半径之比为1：2，A、B的角速度相等，根据知A、B的速度之比为1：2，所以A的瞬时速度系统动能增加量[3]系统重力势能的减小量12、BC<【解析】

(1)[1]AB．电流表G零刻度线在中央时，可以