北京市大兴区2023-2024学年高三压轴卷物理试卷含解析

北京市大兴区2023-2024学年高三压轴卷物理试卷注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、如图所示，曲线I是一颗绕地球做圆周运动的卫星P轨道的示意图，其半径为R；曲线Ⅱ是一颗绕地球做椭圆运动的卫星Q轨道的示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是（）A．椭圆轨道的长轴长度为RB．卫星P在I轨道的速率为，卫星Q在Ⅱ轨道B点的速率为，则C．卫星P在I轨道的加速度大小为，卫星Q在Ⅱ轨道A点加速度大小为，则D．卫星P在I轨道上受到的地球引力与卫星Q在Ⅱ轨道上经过两轨道交点时受到的地球引力大小相等2、1916年爱因斯坦建立广义相对论后预言了引力波的存在，2017年引力波的直接探测获得了诺贝尔物理学奖．科学家们其实是通过观测双星轨道参数的变化来间接验证引力波的存在．如图所示为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图，若A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星的总质量M，双星间的距离为L，其运动周期为T，则下列说法中正确的是A．A的质量一定大于B的质量B．A的线速度一定小于B的线速度C．L一定，M越小，T越小D．M一定，L越小，T越小3、如果没有空气阻力，天上的云变成雨之后落到地面，在经过一路的加速后，到达地面时的速度会达到300米/秒，这样的速度基本相当于子弹速度的一半，是非常可怕的。由于空气阻力的作用，雨滴经过变加速运动，最终做匀速运动，一般而言，暴雨级别的雨滴落地时的速度为8~9米/秒。某次下暴雨时小明同学恰巧打着半径为0.5m的雨伞（假设伞面水平，雨水的平均密度为0.5kg/m3），由于下雨使小明增加撑雨伞的力最小约为（）A．0.25N B．2.5N C．25N D．250N4、为了人民的健康和社会的长远发展，我国环保部门每天派出大量的洒水车上街进行空气净化除尘，已知某种型号的洒水车的操作系统是由发动机带动变速箱，变速箱带动洒水泵产生动力将罐体内的水通过管网喷洒出去，假设行驶过程中车受到的摩擦阻力跟其质量成正比，受到的空气阻力跟车速成正比，当洒水车在平直路面上匀速行驶并且匀速洒水时，以下判断正确的是（）A．洒水车的动能保持不变 B．发动机的功率保持不变C．牵引力的功率要随时间均匀减小 D．牵引力大小跟洒水时间成反比5、如图甲，理想变压器的原、副线圈匝数比n1：n2＝10：1，副线圈电路接有滑动变阻器R和额定电压为12V、线圈电阻为2Ω的电动机M．原线圈输入的交流电压如图乙．闭合开关S，电动机正常工作，电流表示数为1A．下列判断正确的是（）A．副线圈两端的电压有效值为VB．滑动变阻器R的接入电阻为10ΩC．电动机输出的机械功率为12WD．若电动机突然卡住，原线圈输入功率将变小6、2018年11月中科院的等离子体研究所宣布我国的“人造太阳”装置的研究取得了突破性的进展，等离子体中心的温度已经可以达到1亿度。“人造太阳”实验中的可控热核反应的聚变方程是，反应原料氘（）富存于海水中，氚（）可以用中子轰击锂核（）得到。关于中子轰击锂核（）产生一个氚（）核和一个新核，下列说法正确的是（）A．该核反应方程为：B．在中子轰击锂核（）的反应中，系统动量守恒，能量不守恒C．核反应生成物中的粒子具有很强的电离本领，但穿透能力较弱D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和二、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、下列有关高中物理实验的描述中，正确的是：。A．在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，通过在纸带上打下的一系列点迹可求出纸带上任意两个点迹之间的平均速度B．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，拉橡皮筋的细绳要稍长，并且实验时要使弹簧测力计与木板平面平行，同时保证弹簧的轴线与细绳在同一直线上C．在“研究平抛运动”的实验中，坐标纸上必须标出小球刚开始做平抛运动的初始点D．在“验证机械能守恒定律"的实验中，必须要用天平测出悬挂钩码的质量8、如图所示为某电场中的一条电场线，该电场线为一条直线，为电场线上等间距的三点，三点的电势分别为、、，三点的电场强度大小分别为、、，则下列说法正确的是（）A．不论什么电场，均有 B．电场强度大小有可能为C．若，则电场一定是匀强电场 D．若，则电场一定是匀强电场9、下列说法中正确的是（）A．空气的绝对湿度越大，水蒸发越慢，人就感觉越潮湿B．由于水的表面张力作用，即使伞面上有很多细小的孔，伞也能达到遮雨的效果C．用热针尖接触金属表面的石蜡，溶解区域呈圆形，说明石蜡具有各向同性D．无论液体和细管壁是否浸润，都能发生毛细现象E.摄氏温度每升高1°C相应的热力学温度就升高1K10、如图a所示，在某均匀介质中S1，S2处有相距L=12m的两个沿y方向做简谐运动的点波源S1，S2。两波源的振动图线分别如图（b）和图（c）所示。两列波的波速均为2.00m/s，p点为距S1为5m的点，则（）A．两列简谐波的波长均为2mB．P点的起振方向向下C．P点为振动加强点，若规定向上为正方向，则t=4s时p点的位移为6cmD．p点的振幅始终为6cmE.S1，S2之间（不包含S1，S2两点），共有6个振动减弱点三、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）某同学通过实验研究小灯泡的电流与电压的关系。实验器材如图甲所示，现已完成部分导线的连接。(1)实验要求电表的示数从零开始逐渐增大，请按此要求用笔画线代替导线在图甲实物接线图中完成余下导线的连接_______；(2)某次测量电流表指针偏转如图乙所示，则电流表的示数为____A；(3)该同学描绘出小灯泡的伏安特性曲线如图丙所示，根据图像可知小灯泡的电阻随电压增大而___（选填“增大”、“减小”或“不变”）。将该小灯泡直接与电动势为3V、内阻为5Ω的电源组成闭合回路，小灯泡的实际功率约为____W（保留二位有效数字）。12．（12分）某科技小组想测定弹簧托盘秤内部弹簧的劲度系数k，拆开发现其内部简易结构如图(a)所示，托盘A、竖直杆B、水平横杆H与齿条C固定连在一起，齿轮D与齿条C啮合，在齿轮上固定指示示数的指针E，两根完全相同的弹簧将横杆吊在秤的外壳I上。托盘中不放物品时，指针E恰好指在竖直向上的位置。指针随齿轮转动一周后刻度盘的示数为P0＝5kg。科技小组设计了下列操作：A．在托盘中放上一物品，读出托盘秤的示数P1，并测出此时弹簧的长度l1；B．用游标卡尺测出齿轮D的直径d；C．托盘中不放物品，测出此时弹簧的长度l0；D．根据测量结果、题给条件及胡克定律计算弹簧的劲度系数k；E．在托盘中增加一相同的物品，读出托盘秤的示数P2，并测出此时弹簧的长度l2；F．再次在托盘中增加一相同的物品，读出托盘秤的示数P3，并测出此时弹簧的长度l3；G．数出齿轮的齿数n；H．数出齿条的齿数N并测出齿条的长度l。(1)小组同学经过讨论得出一种方案的操作顺序，即a方案：采用BD步骤。①用所测得的相关量的符号表示弹簧的劲度系数k，则k＝________。②某同学在实验中只测得齿轮直径，如图(b)所示，并查资料得知当地的重力加速度g＝9.80m/s2，则弹簧的劲度系数k＝________。(结果保留三位有效数字)(2)请你根据科技小组提供的操作，设计b方案：采用：________步骤；用所测得的相关量的符号表示弹簧的劲度系数k，则k＝________。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，光滑斜面倾角θ=60°，其底端与竖直平面内半径为R的光滑圆弧轨道平滑对接，位置D为圆弧轨道的最低点。两个质量均为m的小球A和小环B（均可视为质点）用L=1.5R的轻杆通过轻质铰链相连，B套在固定竖直光滑的长杆上，杆和圆轨道在同一竖直平面内，杆过轨道圆心，初始时轻杆与斜面垂直。在斜面上由静止释放A，假设在运动过程中两杆不会碰撞，小球通过轨道连接处时无能量损失（速度大小不变）。重力加速度为g。求：(1)刚释放时，球A的加速度大小；(2)小球A运动到最低点时的速度大小；(3)已知小球以运动到最低点时，小环B的瞬时加速度大小为a，求此时小球A受到圆弧轨道的支持力大小。14．（16分）如图所示，一质量为m，长度为L的导体棒AC静止于两条相互平行的水平导轨上且与两导轨垂直。通过导体棒AC的电流为I，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面成角斜向下且垂直于导体棒AC，求：(1)导体棒AC受到的安培力；(2)导体棒AC受到的摩擦力。15．（12分）如图所示，光滑的水平台高，在水平台上放置A、B两物体，质量分别为，一半径的光滑固定圆弧轨道竖直放置，与水平地面相切于C点，半径OD与竖直方向OC的夹角，现使物体A以的初速度水平向右运动，并与物体B发生正碰，物体B离开平台后恰能沿D点切线方向滑入圆弧轨道。已知重力加速度取，求：(1)碰撞后物体A的速度；(2)物体B经过圆弧轨道的C点时，轨道受到的压力大小。

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、B【解析】

A．开普勒第三定律可得：因为周期相等，所以半长轴相等，圆轨道可以看成长半轴、短半轴都为R椭圆，故a=R，即椭圆轨道的长轴的长度为2R。故A错误。B．根据万有引力提供向心力可得：故，由此可知轨道半径越大，线速度越小；设卫星以OB为半径做圆周运动的速度为，则；又卫星在Ⅱ的B点做向心运动，所以有，综上有。故B正确。C．卫星运动过程中只受到万有引力的作用，故有：所以加速度为，又有OA<R，所以，故C错误。D．由于不知道两卫星质量关系，故万有引力关系不确定，故D错误。故选B。2、D【解析】

A、根据万有引力提供向心力，因为，所以，即A的质量一定小于B的质量，故A错误；B、双星系统角速度相等，根据，且，可知A的线速度大于B的线速度，故B错误；CD、根据万有引力提供向心力公式得：，解得周期为，由此可知双星的距离一定，质量越小周期越大，故C错误；总质量一定，双星之间的距离就越大，转动周期越大，故D正确；故选D．【点睛】解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度．以及会用万有引力提供向心力进行求解．3、C【解析】

本题考查考生的分析综合能力，需要利用动量定理等相关知识解题。【详解】设t时间内，落到雨伞上雨水的质量为m，根据动量定理所以代人数值解得。故ABD错误，C正确。故选C。【点睛】根据速度和雨水的平均密度求出单位时间内雨水的质量是解题的关键。4、C【解析】

以车和水为研究对象，受力分析可知，水平方向受牵引力、摩擦阻力和空气阻力作用，由题意，车受到的摩擦阻力跟其质量成正比，受到的空气阻力跟车速成正比，根据牛顿第二定律知，F-f-kv=ma当洒水车在平直路面上匀速行驶并且匀速洒水时，车与水的质量在减小，故摩擦阻力在减小，空气阻力恒定不变，则牵引力在减小，合力为零。A．洒水车的质量减小，速度不变，故动能减小，故A错误。B．发动机的功率P=Fv，牵引力减小，速度不变，则发动机的功率减小，故B错误。CD．牵引力F=f+kv，洒水车的质量随时间均匀减小，则牵引力的大小随洒水时间均匀减小，但不成反比。牵引力功率随时间均匀减小，故C正确，D错误。故选C。5、B【解析】

A．变压器初级电压有效值为220V，则副线圈两端的电压有效值为选项A错误；B．滑动变阻器接入电阻为选项B正确；C．电动机输出的机械功率为选项C错误；D．若电动机突然卡住，次级电流将变大，次级消耗的功率变大，则原线圈输入功率将变大，选项D错误；故选B.点睛：此题要注意电动机问题的能量转化关系：输出功率等于总功率与内阻上的热功率的差值；电动机被卡住后相当于纯电阻，则电路的电流会变大，电动机很快被烧毁.6、C【解析】

A．中子轰击锂核，核反应方程式应为，A错误；B．核反应过程系统动量守恒，能量也守恒，B错误；C．粒子具有很强的电离本领，穿透能力较弱，C正确；D．核反应前后核子数相等，核反应中释放的核能源于核反应过程中的质量亏损，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0分。7、AB【解析】

A．根据纸带处理方法可知，在用打点计时器“研究匀变速直线运动”的实验中，通过在纸带上打下的一系列点迹可求出纸带上任意两个点迹之间的平均速度，故A正确；B．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，为了减小误差，拉橡皮筋的细绳要稍长，并且实验时要使弹簧测力计与木板平面平行，同时保证弹簧的轴线与细绳在同一直线上，故B正确；C．在“研究平抛运动”的实验中，描绘平抛运动轨迹，不一定非得标出平抛的起始点，故C错误；D．在验证机械能守恒定律实验中，不一定要测量物体的质量，因为验证动能的变化量和重力势能的变化量时，两边都有质量，可以约去比较，故D错误。故选AB。8、AB【解析】

A．沿着电场线的方向电势逐渐降低，可得，选项A正确；B．在等量异种点电荷电场中，若点为两点电荷连线的中点，则有，故选项B正确；C．仅由，不能确定电场是否是匀强电场，选项C错误；D．仅由，不能确定电场为匀强电场，选项D错误。故选AB。9、BDE【解析】

A．空气相对湿度越大，人体水分越不容易蒸发，人们感觉越潮湿，不是绝对湿度。故A错误。B．雨水没有透过布雨伞是因为液体表面存在张力，导致水不能透过，故B正确。C．用热针尖接触金属表面的石蜡，熔解区域呈圆形，这是多晶体金属导热具有各向同性的表现，无法说明石蜡具有各向同性，故C错误。D．液体和细管壁浸润与不浸润都会有高度差，所以都能发生毛细现象。故D正确。E．摄氏温度t与热力学温度T的关系为T=t+273。摄氏温度升高1°C，对应的热力学温度升高1K，故E正确。故选BDE。10、BCD【解析】

A．两列简谐波的波长均为，选项A错误；B．因S1起振方向向下，由振源S1形成的波首先传到P点，则P点的起振方向向下，选项B正确；C．P点到两振源的距离之差为2m等于半波长的奇数倍，因两振源的振动方向相反，可知P点为振动加强点；由S1形成的波传到P点的时间为2.5s，t=4s时由S1在P点引起振动的位移为4cm；同理，由S2形成的波传到P点的时间为3.5s，t=4s时由S2在P点引起振动的位移为2cm；若规定向上为正方向，则t=4s时P点的位移为6cm，选项C正确；D．P点为振动加强点，则P点的振幅始终为6cm，选项D正确；E．S1，S2之间（不包含S1，S2两点），共有5个振动减弱点，分别在距离S1为2m、4m、6m、8m、10m的位置，选项E错误。故选BCD。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、0.44增大0.44(0.43---0.46均对)【解析】

(1)[1]．滑动变阻器的滑片滑动过程中，电流表的示数从零开始这渐增大，滑动变阻器采用分压接法，实物电路图如图所示：

(2)[2]．由图示电路图可知，电流表量程为0.6A，由图示电流表可知，其分度值为0.02A，示数为0.44A；

(3)[3]．根据图像可知小灯泡的电阻随电压增大而增大。[4]．在灯泡U-I图象坐标系内作出电源的U-I图象如图所示：

由图示图象可知，灯泡两端电压U=1.3V，通过灯泡的电流I=0.34A，灯泡功率P=UI=1.3×0.34≈0.44W12、7.96×102N/mCAEFD【解析】

(1)[1]①弹簧的伸长量与齿条