2022-2023学年山东省济宁市实验中学高考压轴物理试题试卷

2022-2023学年山东省济宁市实验中学高考压轴物理试题试卷注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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，理想变压器原线圈串联一个定值电阻之后接到交流电源上，电压表的示数恒定不变，电压表和的示数分别用和表示，电流表A的示数用Ⅰ表示，所有电表都可视为理想电表。当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时，下列说法正确的是（）A．和的比值不变B．电流表A的示数Ⅰ增大C．电压表的示数减小D．电阻和滑动变阻器R消耗的功率的比值总是等于2、如图所示，图甲为质点a和b做直线运动的位移一时间图象，图乙为质点c和d做直线运的速度一时间图象，由图可知()A．若t1时刻a、b两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇B．若t1时刻c、d两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇C．t1到t2时间内，b和d两个质点的运动方向发生了改变D．t1到t2时间内，a和d两个质点的速率先减小后增大3、如图所示，定滑轮通过细绳OO连接在天花板上，跨过定滑轮的细绳两端连接带电小球A、B，其质量分别为m1、m2（m1m2）。调节两小球的位置使二者处于静止状态，此时OA、OB段绳长分别为l1、l2，与竖直方向的夹角分别为、。已知细绳绝缘且不可伸长，不计滑轮大小和摩擦。则下列说法正确的是（）A．B．l1∶l2m2∶m1C．若仅增大B球的电荷量，系统再次静止，则OB段变长D．若仅增大B球的电荷量，系统再次静止，则OB段变短4、如图所示，四根相互平行的固定长直导线L1、L2、L3、L4，其横截面构成一角度为的菱形，均通有相等的电流I，菱形中心为O。L1中电流方向与L2中的相同，与L3、L4，中的相反，下列说法中正确的是（）A．菱形中心O处的磁感应强度不为零B．菱形中心O处的磁感应强度方向沿OL1C．L1所受安培力与L3所受安培力大小不相等D．L1所受安培力的方向与L3所受安培力的方向相同5、如图所示，有10块完全相同的长方体木板叠放在一起，每块木板的质量为100g，用手掌在这叠木板的两侧同时施加大小为F的水平压力，使木板悬空水平静止。若手与木板之间的动摩擦因数为0.5，木板与木板之间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，则F至少为（）A．25N B．20N C．15N D．10N6、如图所示，一电子以与磁场方向垂直的速度v从P处沿PQ方向进入长为d、宽为h的匀强磁场区域，从N处离开磁场，若电子质量为m，带电荷量为e，磁感应强度为B，则（）A．电子在磁场中做类平抛运动B．电子在磁场中运动的时间t=C．洛伦兹力对电子做的功为BevhD．电子在N处的速度大小也是v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、如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为1：2，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（）A．电流表的示数约为 B．电压表的示数约为C．原线圈的输入功率为 D．副线圈输出的交流电的频率为8、如图所示，竖直放置的半圆形轨道与水平轨道平滑连接，不计一切摩擦．圆心O点正下方放置为2m的小球A，质量为m的小球B以初速度v0向左运动，与小球A发生弹性碰撞．碰后小球A在半圆形轨道运动时不脱离轨道，则小球B的初速度v0可能为（）A． B． C． D．9、如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子仅在静电力作用下的运动轨迹．设电子在A、B两点的加速度大小分别为aA、aB且aA>aB，电势能分别为EpA、EpB．下列说法正确的是（）A．电子一定从A向B运动B．Q靠近M端且为负电荷C．无论Q为正电荷还是负电荷，一定有EpA<EpBD．A点电势一定高于B点电势10、如图所示为带电粒子在某电场中沿x轴正方向运动时，其电势能随位移的变化规律，其中两段均为直线。则下列叙述正确的是（）A．该粒子带正电B．2m~4m内电势逐渐升高C．0m~2m和2m~6m的过程中粒子的加速度大小相等方向相反D．2m~4m电场力做的功和4m~6m电场力对该粒子做的功相等三、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）实验小组的同学用如图所示的装置做“用单摆测重力加速度”的实验。（1）实验室有如下器材可供选用：A．长约1m的细线B．长约1m的橡皮绳C．直径约2cm的铁球D．直径约2cm的塑料球E.米尺F.时钟G.停表实验时需要从上述器材中选择：____（填写器材前面的字母）。（2）在挑选合适的器材制成单摆后他们开始实验，操作步骤如下：①将单摆上端固定在铁架台上②测得摆线长度，作为单摆的摆长③在偏角较小的位置将小球由静止释放④记录小球完成n次全振动所用的总时间t，得到单摆振动周期⑤根据单摆周期公式计算重力加速度的大小。其中有一处操作不妥当的是____。（填写操作步骤前面的序号）（3）按照以上的实验步骤，测量多组摆长和对应的周期，并根据实验数据做出了图像，根据该图像得出重力加速度的测量值为____m/s2。（4）实验后同学们进行了反思。他们发现由单摆周期公式可知周期与摆角无关，而实验中却要求摆角较小。请你简要说明其中的原因______。12．（12分）某同学利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。实验时，把数据记录在表格中，数据是按加速度大小排列的，第8组数据中小车质量和加速度数据漏记组号F/Nm/kga/m•s210.290.860.3420.140.360.3930.290.610.4840.190.360.5350.240.360.6760.290.410.7170.290.360.8180.2990.340.360.94(1)该同学又找到了第8组数据对应的纸带以及小车质量，纸带如图乙所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出来的点未画出。请你帮助该同学求出第8组中的加速度a=___m/s2；(2)如果要研究加速度与力的关系，需取表格中___组数据（填组号），做图像；如果要研究加速度与质量的关系，需取表格中____组数据（填组号），做图像。这种研究方法叫做_____法；(3)做出图像如图丙所示，由图像_____（填“可以”或“不可以”）判断a与m成正比。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）直角坐标系xoy位于竖直平面内，在第一象限存在磁感应强度B=0.1T、方向垂直于纸面向里、边界为矩形的匀强磁场。现有一束比荷为108C/kg带正电的离子，从磁场中的A点（m，0）沿与x轴正方向成=60°角射入磁场，速度大小v0≤1.0×106m/s，所有离子经磁场偏转后均垂直穿过y轴的正半轴，不计离子的重力和离子间的相互作用。(1)求速度最大的离子在磁场中运动的轨道半径；(2)求矩形有界磁场区域的最小面积；(3)若在x>0区域都存在向里的磁场，离子仍从A点以v0=106m/s向各个方向均匀发射，求y轴上有离子穿出的区域长度和能打到y轴的离子占所有离子数的百分比。14．（16分）一病人通过便携式氧气袋供氧，便携式氧气袋内密闭一定质量的氧气，可视为理想气体，温度为0时，袋内气体压强为1.25atm，体积为50L。在23条件下，病人每小时消耗压强为1.0atm的氧气约为20L。已知阿伏加德罗常数为6.0×1023mol－1，在标准状况（压强1.0atm、温度0）下，理想气体的摩尔体积都为22.4L。求：(i)此便携式氧气袋中氧气分子数；(ii)假设此便携式氧气袋中的氧气能够完全耗尽，则可供病人使用多少小时。（两问计算结果均保留两位有效数字）15．（12分）如图所示，小球b静止与光滑水平面BC上的C点，被长为L的细线悬挂于O点，细绳拉直但张力为零．小球a从光滑曲面轨道上AB上的B点由静止释放，沿轨道滑下后，进入水平面BC（不计小球在B处的能量损失），与小球b发生正碰，碰后两球粘在一起，在细绳的作用下在竖直面内做圆周运动且恰好通过最高点．已知小球a的质景为M，小球b的质量为m．M=5m．己知当地重力加速度为g求：（1）小球a与b碰后的瞬时速度大小（2）A点与水平面BC间的高度差．

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】

ABC．当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，副线圈回路中电阻增大，副线圈回路中电流减小，则原线圈电流减小，即电流表示数减小，两端电压减小，恒定不变，则增大，则和的比值变小，故ABC错误；D．因为是理想变压器，滑动变阻器R消耗的功率等于原线圈输入功率，则故D正确。故选D。2、A【解析】

在位移-时间图象中，两图线的交点表示两质点位置相同而相遇，由甲图可知，t1时刻a、b两质点第一次相遇，则t2时刻两质点第二次相遇，故A正确；t1到t2时间内，根据v-t图像的面积表示位移知c的位移大于d的位移，若t1时刻c、d两质点第一次相遇，则t2时刻两质点没有相遇。故B错误；两质点中只有b运动方向改变，a、c、d质点的方向未发生改变，故C错误；根据x-t图象的斜率表示速度，知t1到t2时间内，a质点的速度不变。由v-t图象知：d的速率先减小后增大，故D错误。3、B【解析】

A.因滑轮两边绳子的拉力相等，可知=，选项A错误；B画出两球的受力图，由三角形关系可知其中T1=T2则选项B正确；CD.由关系式可知，l1和l2的大小由两球的质量关系决定，与两球电量关系无关，则若仅增大B球的电荷量，系统再次静止，则OB段不变，选项CD错误。故选B。4、A【解析】

AB．根据安培定则，L2、L4导线在菱形中心O处的磁应强度方向沿OL3斜向上，L3、L1导线在菱形中心O处的磁应强度方向沿OL2斜向下，由叠加原理可知，菱形中心O处的合磁场的磁感应强度不为零，且不沿OL1方向，故A正确，B错误；CD．根据同向电流相互吸引，反向电流相互排斥，L1与L3受力如图所示，由各导线中电流大小相等，则每两导线间的作用力大小相等，由平行四边形定则合成可知，L1所受安培力与L3所受安培力大小相等，方向相反，故CD错误。故选A。5、B【解析】

先将所有的书当作整体，竖直方向受重力、静摩擦力，二力平衡，有再以除最外侧两本书为研究对象，竖直方向受重力、静摩擦力，二力平衡，有联立解得选项B正确，ACD错误。故选B。6、D【解析】电子垂直射入匀强磁场中，由洛伦兹力提供向心力将做匀速圆周运动，运动时间为：，故AB错误；由洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，电子在洛伦兹力方向没有位移，所以洛伦兹力对电子不做功，故C错误；电子垂直射入匀强磁场中做匀速圆周运动，速度大小不变也是v，故D正确．所以D正确，ABC错误．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、BC【解析】

AB．由题意可知变压器输入电压的有效值，由可知，副线圈两端电压电压表的示数为；通过电阻的电流由得电流表的示数为4A，故A错误，B正确；C．变压器两端功率相等，故原线圈的输入电功率等于输出功率故C正确；D．交流电的频率变压器不改变交流电的频率，故D错误。故选BC。8、BC【解析】

A与B碰撞的过程为弹性碰撞，则碰撞的过程中动量守恒，设B的初速度方向为正方向，设碰撞后B与A的速度分别为v1和v2，则：mv0=mv1+2mv2由动能守恒得：联立得：

①1.恰好能通过最高点,说明小球到达最高点时小球的重力提供向心力,是在最高点的速度为vmin，由牛顿第二定律得：2mg=

②A在碰撞后到达最高点的过程中机械能守恒，得：③联立①②③得：v0=，可知若小球B经过最高点，则需要：v0⩾2.小球不能到达最高点，则小球不脱离轨道时，恰好到达与O等高处，由机械能守恒定律得：④联立①④得：v0=可知若小球不脱离轨道时,需满足：v0⩽由以上的分析可知,若小球不脱离轨道时,需满足：v0⩽或v0⩾，故AD错误，BC正确．故选BC【点睛】小球A的运动可能有两种情况：1．恰好能通过最高点，说明小球到达最高点时小球的重力提供向心力，由牛顿第二定律求出小球到达最高点点的速度，由机械能守恒定律可以求出碰撞后小球A的速度．由碰撞过程中动量守恒及能量守恒定律可以求出小球B的初速度；2．小球不能到达最高点，则小球不脱离轨道时，恰好到达与O等高处，由机械能守恒定律可以求出碰撞后小球A的速度．由碰撞过程中动量守恒及能量守恒定律可以求出小球B的初速度．9、CD【解析】

根据运动轨迹得到电场力方向，从而得到电场力做功及场强方向，即可由电场力做功得到电势能变化，由场强方向得到电势变化；根据加速度得到场源，即可根据场强方向得到场源电性。【详解】由运动轨迹只能得到电子受力指向凹的一侧，不能得到运动走向，故A错误；由电场场源为点电荷，aA＞aB可得：点电荷Q靠近M端；又有电子受力指向凹的一侧可得：MN上电场线方向向右，故点电荷Q为正电荷，故B错误；电子受力指向凹的一侧可得：根据电子只受电场力作用；电场力做正功，电势能减小；电场力做负功，电势能增大可得：EpA＜EpB，故C正确；点电荷带正电，且A点距离点电荷距离较B点近，可知A点电势一定高于B点电势，故D正确，故选CD。【点睛】沿着电场线电势降低，但是电势能和电荷电性相关，故我们一般根据电场力做功情况来判断电势能变化，以避免电性不同，电势能变化趋势不同的问题。10、CD【解析】

AB．由于电场的方向未知，因此粒子的电性不能确定，2m~6m的电势的高低也不能判断，AB错误；C．根据电势能与电势的关系Ep=qφ场强与电势的关系得由数学知识可知Ep﹣x图像切线的斜率等于，故斜率间接代表了场强大小，0m~2m和2m~6m的斜率大小相等方向相反，因此电场强度的方向大小相等方向相反，则粒子的加速度大小相等方向相反，C正确；D．2m~4m两点间距与4m~6m两点间距相等，电场强度也相等，因此由U=Ed可知，2m~4m两点间的电势差等于4m~6m两点间的电势差，则2m~4m电场力做的功和4m~6m电场力做的功相等，D正确。故选CD。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、ACEG②，单摆的摆长应等于摆线长度加摆球的半径；9.86是单摆做简谐运动的周期公式。当摆角较小时才可以将单摆的运动视为简谐运动。【解析】

（1）[1]．单摆的摆长不可伸长，为减小空气阻力的影响和实验误差，先选用长约1m的细线，直径约2cm的铁球，要用米尺测量摆长，停表测量周期，故答案为：ACEG。

（2）[2]．操作不妥当的是②．单摆的摆长应等于摆线长度加摆球的半径。

（3）[3]．根据单摆的周期公式得解得由图像可知解得g=9.86m/s2（4）[4]．公式是单摆做简谐运动的周期公式。当摆角较小时才可以将单摆的运动视为简谐运动。12、0.90（0.89~0.92）2、4、5、7、91、3、6、7、8控制变量不可以【解析】

(1)[1]每两个相邻点之间还有4个打出来的点未画出，故相邻点之间的时间间隔为：T=0.02×5s=0.1s根据逐差公式可得，故加速度为代入数据可得.(2)[2]研究加速度与力的关系，需要保证质量不变，选取2、4、5、7、9组数据。[3]研究加速度与质量的关系时，需要控制力F不变，选取1、3、6、7、8组数据。[4]涉及多个变量时，需要控制其他变量恒定，改变其中一个变量，这种方法为控制变量法。(3)[5]分析丙图可知，图线为曲线，并不能说明是正比例关系，故应作图线，研究a与成正比关系。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、(1)0.1m；(2)m2；(3)；50%。【解析】

(1)根据洛伦兹力提供向心力有代入数据解得R=0.1