湖南省湘南中学新高考压轴卷物理试卷及答案解析

湖南省湘南中学新高考压轴卷物理试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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，粗细均匀的正方形金属线框abcd用轻质导线悬吊，线框一半处在匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，给导线通以如图的恒定电流，静止时每根导线的拉力为F。保持电流不变，将金属线框向下平移刚好完全进入磁场中，静止时每根导线的拉力为2F。ab边始终保持水平，导线始终竖直，则金属框的重力为()A． B． C．F D．2、如图所示，边长为L的正六边形ABCDEF的5条边上分别放置5根长度也为L的相同绝缘细棒。每根细棒均匀带上正电。现将电荷量为+Q的点电荷置于BC中点，此时正六边形几何中心O点的场强为零。若移走+Q及AB边上的细棒，则O点强度大小为(k为静电力常量)(不考虑绝缘棒及+Q之间的相互影响)A．B．C．D．3、石拱桥是中国传统的桥梁四大基本形式之一。假设某拱形桥为圆的一部分，半径为。一辆质量为的汽车以速度匀速通过该桥，图中为拱形桥的最高点，圆弧所对的圆心角为，关于对称，汽车运动过程中所受阻力恒定，重力加速度为。下列说法正确的是（）A．汽车运动到点时对桥面的压力大于B．汽车运动到点时牵引力大于阻力C．汽车运动到点时，桥面对汽车的支持力等于汽车重力D．汽车从点运动到点过程中，其牵引力一定一直减小4、如图所示，在光滑水平面上一小球以某一速度运动到A点，遇到一段半径为R的1/4圆弧曲面AB后，落到水平地面的C点．已知小球没有跟圆弧曲面的任何点接触，则BC的最小距离为（）A．R B．R C．R D．（－1）R5、如图所示，一根长为L的金属细杆通有电流时，在竖直绝缘挡板作用下静止在倾角为的光滑绝缘固定斜面上。斜面处在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场中。若电流的方向和磁场的方向均保持不变，金属细杆的电流大小由I变为0.5I，磁感应强度大小由B变为4B，金属细杆仍然保持静止，则（）A．金属细杆中电流方向一定垂直纸面向外 B．金属细杆受到的安培力增大了C．金属细杆对斜面的压力可能增大了BIL D．金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了BIL6、如图所示，传送带AB长为16m，水平地面BC的长为8m，传送带与水平地面之间B处由光滑小圆弧连接，物块在B处由传送带滑到水平地面速度大小不变，物块与水平地面间、传送带间的动摩擦因数均为0.5，光滑半圆形轨道CD的半径为1.25m，与水平地面相切于C点，其直径CD右侧有大小为100V/m、方向水平向左的匀强电场。传送带以l0m/s的速度顺时针运动，带正电的物块可看成质点，其质量为5kg，带电荷量为0.5C，从静止开始沿倾角为37°的传送带顶端A滑下。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，则下列说法正确的是（）A．物块在传送带上先加速后匀速B．物块在传送带上运动的时间为3sC．物块到达C点时对C点的压力为306ND．物块可以运动到D点，在D点速度为m/s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，光滑、平行的金属轨道分水平段(左端接有阻值为R的定值电阻)和半圆弧段两部分，两段轨道相切于N和N′点，圆弧的半径为r，两金属轨道间的宽度为d，整个轨道处于磁感应强度为B，方向竖直向上的匀强磁场中．质量为m、长为d、电阻为R的金属细杆置于框架上的MM′处，MN=r.在t=0时刻，给金属细杆一个垂直金属细杆、水平向右的初速度v0，之后金属细杆沿轨道运动，在t=t1时刻，金属细杆以速度v通过与圆心等高的P和P′；在t=t2时刻，金属细杆恰好通过圆弧轨道的最高点，金属细杆与轨道始终接触良好，轨道的电阻和空气阻力均不计，重力加速度为g.以下说法正确的是()A．t=0时刻，金属细杆两端的电压为Bdv0B．t=t1时刻，金属细杆所受的安培力为C．从t=0到t=t1时刻，通过金属细杆横截面的电量为D．从t=0到t=t2时刻，定值电阻R产生的焦耳热为8、如图所示，、是两列波的波源，时，两波源同时开始垂直纸面做简谐运动。其振动表达式分别为m，m，产生的两列波在同一种均匀介质中沿纸面传播。是介质中的一点，时开始振动，已知，，则_________。A．两列波的波速均为B．两列波的波长均为C．两列波在点相遇时，振动总是减弱的D．点合振动的振幅为E.，沿着传播的方向运动了9、一列周期为0.8s的简谐波在均匀介质中沿x轴传播，该波在某一时刻的波形如图所示；A、B、C是介质中的三个质点，平衡位置分别位于2m、3m、6m处．此时B质点的速度方向为－y方向，下列说法正确的是()A．该波沿x轴正方向传播，波速为10m/sB．A质点比B质点晚振动0.1sC．B质点此时的位移为1cmD．由图示时刻经0.2s，B质点的运动路程为2cmE.该列波在传播过程中遇到宽度为d＝4m的障碍物时不会发生明显的衍射现象10、下列说法正确的是A．声波在空气中的传播速度比在水中的传播速度快B．受迫振动中驱动力的频率不一定等于物体的固有频率C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，在镜头前加装一个偏振片是为了增加透射光的强度D．宇航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，地球上的人认为飞船上的时钟变慢E.机械波的波长越长，则该波越容易发生衍射现象三、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）如图所示是“验证动量守恒定律”实验中获得的频闪照片，已知A、B两滑块的质量分是在碰撞，，拍摄共进行了四次。第一次是在两滑块相撞之前，以后的三次是在碰撞墙之后。B滑块原来处于静止状态，并且A、B滑块在拍摄频闪照片的这段时间内是在10cm至105cm这段范围内运动（以滑块上的箭头位置为准），试根据频闪照片（闪光时间间隔为0.5s）回答问题。(1)根据频闪照片分析可知碰撞发生位置在__________cm刻度处；(2)A滑块碰撞后的速度__________，B滑块碰撞后的速度_____，A滑块碰撞前的速度__________。(3)根据频闪照片分析得出碰撞前两个滑块各自的质量与各自的速度的乘积之和是___；碰撞后两个滑块各自的质量与各自的速度的乘积之和是____。本实验中得出的结论是______。12．（12分）某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度（圈数）的关系．实验装置如图所示：一均匀长弹簧竖直悬挂，7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处；通过旁边竖直放置的刻度尺，可以读出指针的位置，P0指向0刻度．设弹簧下端未挂重物时，各指针的位置记为x0；挂有质量为0.100kg的砝码时，各指针的位置记为x．测量结果及部分计算结果如下表所示（n为弹簧的圈数，重力加速度取9.80m/s2）．已知实验所用弹簧总圈数为60，整个弹簧的自由长度为11.88cm．（1）将表中数据补充完整：①________；②________．

P1

P2

P3

P4

P5

P6

x0（cm）

2.04

4.06

6.06

8.05

10.03

12.01

x（cm）

2.64

5.26

7.81

10.30

12.93

15.41

n

10

20

30

40

50

60

k（N/m）

163

①

56.0

43.6

33.8

28.8

（m/N）

0.0061

②

0.0179

0.0229

0.0296

0.0347

（2）以n为横坐标，为纵坐标，在答题卷给出的坐标纸上画出1/k－n图像．（3）题（2）图中画出的直线可近似认为通过原点．若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧，该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k＝_____N/m；该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0（单位为m）的关系的表达式为k＝_____N/m．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，从离子源A发出的初速度为零、带电荷量为质量为的正离子，被电压为的电场加速后，沿中心轴线射入带电的平行板电容器。电容器的板长为、板间距离为，板间电压为。离子射出电场一段时间后又进入一个环状区域的匀强磁场，磁场的外半径为，宽度，磁场方向垂直于纸面向里，磁场的圆心与平行板电容器的中心重合，求：(1)该离子进入偏转电场时速度的大小；(2)为使该离子不能从磁场外边缘射出，磁场的磁感应强度的最小值；(3)为保证该离子不从磁场外边缘射出，离子在磁场中运动的最长时间。14．（16分）如图所示，在大气中有一水平放置的固定刚性圆筒，它由圆心共轴的圆筒a、b连接而成，其横截面积分别为3S和S。已知大气压强为p0，温度为T0。两活塞A、B圆心处用一根长为3l的不可伸长的轻线相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示。若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，现对被密封的气体缓慢加热，求：①当B活塞刚好碰到b部分圆筒的左侧时，气体温度为多少？②当气体温度为3T0时，气体的压强为多少？15．（12分）某品牌汽车轮胎充气后，温度为时，胎内气体的压强为。已知该轮胎在胎压小于或大于时，汽车行驶中会造成安全事故。胎内气体可看做理想气体，轮胎容积恒为。（下列计算结果均保留一位小数）(1)求汽车安全工作环境的温度范围。（汽车工作环境的温度与轮胎内气体的温度相同）(2)若该汽车在的环境中工作，为了使其胎压达到，求应再向轮胎内充入压强为1atm、温度为的理想气体的体积。

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】

线框有一半在磁场中时，对整体根据平衡条件得到：当线框全部在磁场中时，根据并联电路特点可知ab边和cd边电流之比为，则根据平衡条件可知：求得：A.由以上分析可知线框的重力为，故选项A错误；B.由以上分析可知线框的重力为，故选项B错误；C.由以上分析可知线框的重力为，故选项C错误；D.由以上分析可知线框的重力为，故选项D正确。2、D【解析】

根据对称性，AF与CD上的细棒在O点产生的电场强度叠加为零，AB与ED上的细棒在O点产生的电场强度叠加为零.BC中点的点电荷在O点产生的电场强度为，因EF上的细棒与BC中点的点电荷在O点产生的电场强度叠加为零，EF上的细棒在O点产生的电场强度为，故每根细棒在O点产生的电场强度为，移走+Q及AB边上的细棒，O点的电场强度为EF与ED上的细棒在O点产生的电场强度叠加，这两个场强夹角为60°，所以叠加后电场强度为；故选D。A．，与结论不相符，选项A错误；B．，与结论不相符，选项B错误；C．，与结论不相符，选项C错误；D．，与结论相符，选项D正确；3、D【解析】

A．汽车运动到点时，重力垂直于桥面的分力等于，由于汽车在竖直面内做匀速圆周运动，沿半径方向有向心加速度，所以汽车对桥面的压力小于，故A错误；B．汽车在竖直面内做匀速圆周运动，运动到点（圆弧最高点）时牵引力等于阻力，故B错误；C．由于汽车在竖直面内做匀速圆周运动，沿半径方向有向心加速度，所以汽车运动到点时，桥面对汽车的支持力小于汽车重力，故C错误；D．汽车从点运动到点过程中，重力沿圆弧切线方向的分力一直减小，设汽车与之间圆弧所对圆心角为，其牵引力一直减小，汽车从点运动到点过程中，重力沿圆弧切线方向的分力一直增大，其牵引力一直减小，所以汽车从点运动到点过程中其牵引力一定一直减小，故D正确。故选D。4、D【解析】在A点，小球开始离开圆弧曲面，只受重力，则有：得：,之后小球做平抛运动，则：，得：则平抛运动的最小水平位移为：,所以BC的最小距离为：A、B、C错误；D正确；故选D．5、D【解析】

A．金属细杆受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和安培力作用，根据力的平衡条件可知，金属细杆中电流方向可能垂直纸面向外，也可能垂直纸面向里，故A错误；B．由于磁场与电流方向垂直，开始安培力为，后来的安培力为则金属细杆受到的安培力增大了故B错误；C．金属细杆受到重力、斜面的支持力、挡板的支持力和安培力作用，根据力的平衡条件可知，将斜面的支持力分解成水平方向和竖直方向，则水平方向和竖直方向的合力均为零，由于金属细杆的重力不变，故斜面的支持力不变，由牛顿第三定律可知，金属细杆对斜面的压力不变，故C错误；D．由于金属细杆受到斜面的支持力不变，故安培力的大小变化量与挡板的支持力的大小变化量相等；如果金属细杆中电流方向垂直纸面向里，安培力方向水平向右，当安培力增大，则金属细杆对挡板的压力增大，由于安培力增大BIL，所以金属细杆对竖直挡板的压力增大了BIL；如果金属细杆中电流方向垂直纸面向外，安培力方向水平向左，当安培力增大BIL，则金属细杆对挡板的压力减小BIL，故金属细杆对竖直挡板的压力可能增大了BIL，D正确。故选D。6、C【解析】

AB.刚开始运动时，对物块受力分析可知解得a1=10m/s2物块与传送带达到共同速度时解得t1=ls物块的位移此后对物块受力分析可知解得a2=2m/s2，物块在传送带上的第二段运动解得t2=1s，物块在传送带上运动的时间物体在传送带上先以a1=10m/s2加速，再以a2=2m/s2加速，AB错误；C.物块到达传送带底端的末速度在水平地面BC上，物块做匀减速直线运动，其加速度大小设物块到达C点时的速度为v3，则解得v3=8m/s设此时C点对物块的支持力为FN，根据牛顿第二定律，有解得FN=306N根据牛顿第三定律可知，物块对C点的压力大小为306N，故C正确；D.由于物块在电场中有重力和电场力合力为方向与竖直方向成45°角，所以物块的等效最高点在上半部圆弧与竖直方向成45°角处，要过等效最高点需要的最小速度为，代入数据得而实际上，物块由C点运动到等效最高点时的速度，由动能定理可得代入数据可得所以物块过不了等效最高点，物块就不可能到达D点，故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、CD【解析】

A．t=0时刻，金属细杆产生的感应电动势金属细杆两端的电压故A错误；B．t=t1时刻，金属细杆的速度与磁场平行，不切割磁感线，不产生感应电流，所以此时，金属细杆不受安培力，故B错误；C．从t=0到t=t1时刻，电路中的平均电动势回路中的电流在这段时间内通过金属细杆横截面的电量解得故C正确；D．设杆通过最高点速度为，金属细杆恰好通过圆弧轨道的最高点，对杆受力分析，由牛顿第二定律可得解得从t=0到t=t2时刻，据功能关系可得，回路中的总电热定值电阻R产生的焦耳热解得故D正确故选CD。【点睛】感应电量，这个规律要能熟练推导并应用．8、ACD【解析】

A．两列波在同一种均匀介质中沿纸面传播，故两列波的波速相同；根据质点P开始振动的时间可得故A正确；B．由振动方程可得，两列波的周期T相同，由公式T=1s故两列波的波长均为λ=vT=0.2m故B错误；CD．根据两波源到P点的距离差可知，B波比A波传到P点的时间晚，根据振动方程可得，A波起振方向与B波起振方向相同，故两波在P点的振动反向，那么，P点为振动减弱点，故两列波在P点相遇时振动总是减弱的，P点合振动的振幅为0.5m－0.1m=0.4m故CD正确；E．介质中的各质点不随波逐流，只能在各自平衡位置附近振动，故E错误。故选ACD。9、BCD【解析】

由题图知，波长λ＝8m，则波速为v＝m/s＝10m/s．此时B质点的速度方向为－y方向，由波形的平移法知，该波沿x轴负方向传播，故A错误；A质点与B质点平衡位置相距x＝1m，则波从B质点传到A质点的时间t＝s＝0.1s，故B正确；B质点此时的位移为y＝sinπcm＝1cm，故C正确；由题图所示时刻经0.2s＝T，由波形平移法可知，x＝5m处质点的状态传到B质点，B质点的运动路程为s＝2y＝2cm，故D正确；因该列波的波长为8m，则该列波在传播过程中遇到宽度为d＝4m的障碍物时会发生明显的衍射现象，故E错误．10、BDE【解析】

A．声波属于机械波，其在水中的传播速度比在空气中的传播速度快，故A错误；B．在受迫振动中，物体振动的频率等于驱动力的频率，与固有频率不一定相等，故B正确；C．拍摄玻璃橱窗内的物品时，由于玻璃表面反射光的干扰，影像会不清楚，如果在镜头前加装一个偏振片就可以减弱反射光的强度，故C错误；D．字航员驾驶宇宙飞船以接近光速经过地球时，根据时间的相对性可知，地球上的人观察到飞船上的时间间隔变长，时钟变慢，故D正确；E．障碍物、孔的尺寸越小或者机械波波长越长，越容易发生衍射现象，故E正确。故选BDE。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、300.4m/s0.6m/s0.8m/s1.21.2两滑块组