甘肃省嘉峪关市2023-2024学年高考压轴卷物理试卷含解析

甘肃省嘉峪关市2023-2024学年高考压轴卷物理试卷考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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，两个质量均为m的小球A、B套在半径为R的圆环上，圆环可绕竖直方向的直径旋转，两小球随圆环一起转动且相对圆环静止。已知OA与竖直方向的夹角θ=53°，OA与OB垂直，小球B与圆环间恰好没有摩擦力，重力加速度为g，sin53°=0.8，cos53°=0.6。下列说法正确的是（）A．圆环旋转角速度的大小为B．圆环旋转角速度的大小为C．小球A与圆环间摩擦力的大小为D．小球A与圆环间摩擦力的大小为2、如图所示，现有六条完全相同的垂直于纸面的长直导线，横截面分别位于一正六边形的六个顶点上，穿过a、b、c、e四点的直导线通有方向垂直于纸面向里、大小为的恒定电流，穿过d、f两点的直导线通有方向垂直纸面向外、大小为的恒定电流，已知通电长直导线周围距离为处磁场的磁感应强度大小为，式中常量，I为电流大小，忽略电流间的相互作用，若电流在正六边形的中心处产生的磁感应强度大小为B，则O点处实际的磁感应强度的大小、方向分别是（）A．，方向由O点指向b点B．3B，方向由O点指向cd中点C．，方向由O点指向e点D．3B，方向由O点指向中点3、2017年诺贝尔物理学奖授予了三位美国科学家，以表彰他们为发现引力波所作的贡献。引力波被认为是时空弯曲的一种效应，物体加速运动时会给宇宙时空带来扰动，这种扰动会以光速向外传播能量。如图为科学家们探测引力波的装置示意图，发射器发出的激光S经半透光分束镜分为相互垂直的两束S1和S2，然后经过4km长的两臂，在两臂端点处经反射镜反射回来，S1和S2相遇形成干涉，被探测器接收。精确调节两臂，使探测器在无引力波作用时，接收到的信号强度为0。当有引力波作用时，两臂长度将因此而发生改变，则接收到的信号强度不为0。下列说法正确的是A．引力波可以超光速传播B．引力波不能传播能量C．探测器接收到的两束波的频率相同D．无引力波作用时两束激光到探测器的路程差为04、竖直向上抛出一物块，物块在运动过程中受到的阻力大小与速度大小成正比，取初速度方向为正方向。则物块从抛出到落回抛出点的过程中列物块的加速度、速度与时间的关系图像中可能正确的是（）A． B． C． D．5、在地球同步轨道卫星轨道平面内运行的低轨道卫星，其轨道半径为同步卫星半径的，则该低轨道卫星运行周期为（）A．1h B．3h C．6h D．12h6、明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象．如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是A．若增大入射角i，则b光先消失B．在该三棱镜中a光波长小于b光C．a光能发生偏振现象，b光不能发生D．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压低二、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、图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位罝为x=lm处的质点，Q是平衡位罝为x=4m处的质点。图乙为质点Q的振动图象。下列说法正确的是。A．该波的周期是0.10sB．该波的传播速度为40m/sC．该波沿x轴负方向传播D．t=0.10s时，质点Q的速度方向向下E.从t=0.10s到t=0.25s，质点P通过的路程为30cm8、下面正确的是_______A．热量一定是从内能多的物体传递到内能少的物体B．在绝热条件下压缩气体，气体的内能一定增加C．人对空气干爽与潮湿的感受主要取决于空气的相对湿度D．液体具有流动性是因为液体分子具有固定的平衡位置E.当两分子间距离为r0时，分子力为0；当分子间距离小于r0时，分子间表现为斥力9、某物体以30m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10m/s2．4s内物体的（

）A．路程为50mB．位移大小为40m，方向向上C．速度改变量的大小为20m/s，方向向下D．平均速度大小为10m/s，方向向上10、一列简谐横波，在t=1s时刻的波形如图甲所示，图乙为波中质点的振动图象，则根据甲、乙两图可以判断：___________A．该波沿x轴正方向传播B．该波的传播速度为6m/sC．从t=0时刻起经过时间△t=3s，质点通过路程为6mD．在振动过程中P1、P2的位移总是相同E.质点P2做简谐运动的表达式为y=2sin(t－)m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）①在做“用单摆测定重力加速度”的实验时，为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是_____A．须选用密度和直径都较小的摆球B．须选用轻且不易伸长的细线C．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D．计时起、终点都应在摆球的最高点且不少于30次全振动的时间②某同学在野外做“用单摆测定重力加速度”的实验时，由于没有合适的摆球，他找到了一块外形不规则的石块代替摆球，如上图所示。操作时，他用刻度尺测量摆线OM的长度L作为摆长，测出n次全振动的总时间由到周期T，求出重力加速度，这样得到的重力加速度的测量值比真实值_____（填“大”或“小”）。为了克服摆长无法准确测量的困难，该同学将摆线长度缩短为，重复上面的实验，得出周期，由此他得到了较精确的重力加速度值g=_____。12．（12分）某实验小组用如图甲所示的实验装置测定小木块与长木板间的动摩擦因数，主要实验操作如下：①先将右端有固定挡板的长木板水平放置在实验桌面上，再将安装有遮光条的小木块用跨过长木板左端定滑轮的细绳与钩码相连接，保持桌面上细绳与长木板平行；②光电门B固定在离挡板较远的位置，光电门A移到光电B与挡板之间的某一位置，使小木块从紧靠挡板的位置由静止释放；③用跟两光电门相连接的数字计时器记录遮光条通过光电门A的时间△t1，遮光条通过光电门B的时间△t2以及小木块从光电门A运动到光电门B的时间△t；④改变光电门A的位置，重复以上操作，记录多组△t1，△t2和△t值。请回答以下几个问题：(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示，则d=___cm；(2)实验测得遮光条经过光电门2的时间Δt2保持不变，利用图象处理实验数据，得到如图丙所示的图象，其中图象纵轴截距为b，横轴截距为c。实验测得钩码和木块的质量分别为m和M，已知当地重力加速度为g，则动摩擦因数μ＝____。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）如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨MN、PQ被固定在水平面上，导轨间距L=0.6m，两导轨的左端用导线连接电阻R1及理想电压表，电阻r=2Ω的金属棒垂直于导轨静止在AB处；右端用导线连接电阻R2，已知R1=2Ω，R2=1Ω，导轨及导线电阻均不计．在矩形区域CDEF内有竖直向上的磁场，CE=0.2m，磁感应强度随时间的变化如图乙所示．在t=0时刻开始，对金属棒施加一水平向右的恒力F，从金属棒开始运动直到离开磁场区域的整个过程中电压表的示数保持不变．求：（1）t=0.1s时电压表的示数；（2）恒力F的大小；（3）从t=0时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量Q；14．（16分）2019年5月12日，在世界接力赛女子4X200米比赛中，中国队夺得亚军。如图所示，OB为接力赛跑道，AB为长L=20m的接力区，两名运动员的交接棒动作没有在20m的接力区内完成定为犯规。假设训练中甲、乙两运动员经短距离加速后都能达到并保持11m/s的速度跑完全程，乙运动员从起跑后到接棒前的运动是匀加速运动，加速度大小为2.5m/s2，乙运动员在接力区前端听到口令时起跑，在甲、乙两运动员相遇时完成交接棒(1)第一次训练，甲运动员以v=11m/s的速度跑到接力区前端A处左侧s0=17m的位置向乙运动员发出起跑口令，求甲、乙两运动员交接棒处离接力区前端A处的距离(2)第二次调练，甲运动员在接力区前端A处左测25m的位置以v=11m/s的速度跑向接力区，乙运动员恰好在速度达到与甲运动员相同时被甲运动员追上，则甲运动员在接力区前端A处多远时对乙运动员发出起跑口令以及棒经过接力区的时间，并判断这次训练是否犯规15．（12分）如图所示，水平传送带与质量为m的物块间的动摩擦因数为，传送带做匀速运动的速度为，物块在经过传送带上方长为的虚线区域时会受到，恒定的向下压力。已知压力区左边界距传送带左端的距离为，物块自传送带左端无初速释放后，经过1s到达传送带的右端.重力加速度g取。（1）物块到达压力区左边界的速度（2）压力区右边界到传送带最右端的长度。

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】

AB．小球B与圆环间恰好没有摩擦力，由支持力和重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得：所以解得圆环旋转角速度的大小故选项A、B错误；CD．对小球A进行受力分析，如图所示，由牛顿第二定律得：在水平方向上竖直方向上解得所以选项C错误、D正确。故选D.2、D【解析】

电流、在点处产生的磁感应强度大小相等、方向相反，其矢量和为零；电流、在点处产生的磁感应强度大小分别为B、2B，方向均由O点指向ef中点，可得电流、在点处总的磁感应强度大小为3B，方向由点指向ef中点；同理，电流、在点处总的磁感应强度大小为3B。方向由点指向ab中点，根据平行四边形定则，容易得到点处实际的磁感应强度的大小为3B，方向由点指向af中点。A．，方向由O点指向b点，与分析不符，故A错误；B．3B，方向由O点指向cd中点，与分析不符，故B错误；C．，方向由O点指向e点，与分析不符，故C错误；D．3B，方向由O点指向中点，与分析相符，故D正确；故选：D。3、C【解析】A、B项：由题干中信息可知，引力波以光速向外传播能量，故A，B均错误；C项：光在传播过程中频率保持不变，故C正确；D项：两个波能形成干涉，故两个波传播在无引力波作用时的传播路程一定不同，故D错误。点晴：此题属于科普信息阅读题，一般从文章中结合学过的知识即可直接获得答案，难度一般不会太难，但是需要学生能够快速阅读，并从文章中准确的获得关键信息，也体现了北京高考灵活性高的特点。4、D【解析】

AB．物块上升过程中，加速度方向向下，取初速度方向为正方向，则加速度为负值，故AB错误；CD．由于物块所受阻力与速度大小成正比，所以加速度随速度变化而变化，其速度－时间图像不是直线，而是曲线，故C错误，D正确。故选D。5、B【解析】

根据开普勒第三定律解得故选B。6、D【解析】设折射角为α，在右界面的入射角为β，根据几何关系有：，根据折射定律：，增大入射角i，折射角α增大，β减小，而β增大才能使b光发生全反射，故A错误；由光路图可知，a光的折射率小于b光的折射率（），则a光的波长大于b光的波长（），故B错误；根据光电效应方程和遏止电压的概念可知：最大初动能，再根据动能定理：，即遏止电压，可知入射光的频率越大，需要的遏止电压越大，，则a光的频率小于b光的频率（），a光的遏止电压小于b光的遏止电压，故D正确；光是一种横波，横波有偏振现象，纵波没有，有无偏振现象与光的频率无关，故C错误．点睛：本题考查的知识点较多，涉及光的折射、全反射、光电效应方程、折射率与波长的关系、横波和纵波的概念等，解决本题的关键是能通过光路图判断出两种光的折射率的关系，并能熟练利用几何关系．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、BCD【解析】

由图乙知该波的周期是0.20s。故A错误。由甲图知波长λ=8m，则波速为：，故B正确。在t=0.10s时，由乙图知质点Q正向下运动，根据波形平移法可知该波沿x轴负方向传播，故C、D正确。该波沿x轴负方向传播，此时P点正向上运动。从t=0.10s到0.25s经过的时间为△t=0.15s=T，由于t=0.10s时刻质点P不在平衡位置或波峰、波谷处，所以质点P通过的路程不是3A=30cm，故E错误。8、BCE【解析】

A．热量能从温度高的物体传递到温度低的物体，但温度高的物体的内能不一定大，故A错误；B．在绝热条件下压缩气体，外界对气体做功而没有热传递，根据热力学第一定律可知气体的内能一定增加，故B正确；C．人对空气干爽与潮湿的感受主要取决于空气的相对湿度，空气的相对湿度越大，人们感觉越潮湿，相对湿度越小感觉越干燥，故C正确；D．液体具有流动性是因为液体分子不具有固定的平衡位置，故D错误；E．根据分子力的特点可知，当两分子间距离为r0时，分子力为0，当分子间距离小于r0时，分子间表现为斥力，故E正确；故选BCE。9、ABD【解析】

由v=gt可得物体的速度减为零需要的时间t=v0g=3010s=3s，故4s时物体正在下落；路程应等于向上的高度与下落1s内下落的高度之和，由v2=2gh可得，h=v22g=45m，后1s下落的高度h'=12gt′【点睛】竖直上抛运动中一定要灵活应用公式，如位移可直接利用位移公式求解；另外要正确理解公式，如平均速度一定要用位移除以时间；速度变化量可以用△v=at求得．10、BCE【解析】

由图乙可知，在t=1s时刻质点向轴负方向振动，则根据质点振动方向与波的传播方向可知，该波沿x轴负方向传播，故A错误；由图甲可知波长为，由图乙可知周期为，则波速为，故B正确；由于，则质点通过路程为，故C正确；由于P1、P2之间的距离为，在振动过程中P1、P2的位移不一定总是相同，故D错误；由于，则，则图乙可知质点P2做简谐运动的表达式为：，故E正确．故选BCE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、BC小【解析】

(1)A、为减小空气阻力对实验的影响，从而减小实验误差，组装单摆须选用密度大而直径都较小的摆球，故A错误；B、为减小实验误差，组装单摆须选用轻且不易伸长的细线，故B正确；C、实验时须使摆球在同一竖直面内摆动，不能使单摆成为圆锥摆，故C正确；D、测量时间应从单摆摆到最低点开始，因为最低位置摆球速度最大，相同的视觉距离误差，引起的时间误差较小，则周期测量比较准确，故D错误；(2)根据单摆的周期公式得：，该同学用OM的长L作为摆长，摆长偏小，根据上述表达式得知，g的测量值偏小，设摆线的结点到大理石质心的距离为r，则根据单摆的周期公式得：，而，联立解得：。12、1.010【解析】

(1)[1]遮光条宽度：d=10mm+2×0.05mm=10.10mm=1.010cm.(2)[2]设小木块运动的加速度为a，由题知：解得：结合图象可以得到：解得：根据牛顿第二定律得：mg－μMg=（m+M）a结合，解得：。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在