新课标高考压轴卷二物理试题带解析

新课标高考压轴卷二物理试题带解析

新课标高考压轴卷（二）‎ 物理试题 本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分，共300分。‎ 二、选择题（本题共8小题，每小题6分。在每小题给出的四个选项中，15、18、19、21题有多项符合题目要求，其余只有一项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）‎ ‎14．下列四幅图片涉及物理学史上的四个重大发现，其中说法正确的是(　　)‎ A．库仑利用图甲实验测出了引力常量 B．安培利用图乙实验，发现了电流周围存在磁场 C．牛顿根据图丙理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因 D．法拉第利用图丁实验，总结出了电磁感应定律 ‎15．如图甲所示，一物块m在粗糙斜面上，在平行斜面向上的外力F作用下，斜面和物块始终处于静止状态．当外力F按照图乙所示规律变化时，下列说法正确的是(　　)‎ A．地面对斜面的摩擦力逐渐减小　　　‎ B．地面对斜面的摩擦力逐渐增大 C．物块对斜面的摩擦力可能一直增大 ‎ D．物块对斜面的摩擦力可能一直减小 ‎16．如图所示是某质点做直线运动的v－t图象，由图可知这个质点的运动情况是(　　)‎ A．前5 s做匀速运动 B．5 s～15 s内做匀加速运动，加速度为‎1 m/s2‎ C．15 s～20 s内做匀减速运动，加速度为‎3.2 m/s2‎ D．质点15 s末离出发点最远，20 s末回到出发点 ‎17．“探月热”方兴未艾，我国研制的月球卫星“嫦娥二号”已发射升空，“嫦娥三号”将于2013年下半年在海南文昌发射场择机发射并落月，落月点有一个富有诗意的名字———“广寒宫”。若已知月球质量为m月，半径为R，引力常量为G，以下说法正确的是(　　)‎ A．若在月球上以初速度v0竖直上抛一个物体，则物体上升的最大高度为 B．若在月球上以初速度v0竖直上抛一个物体，则物体落回到抛出点所用时间为 C．若在月球上发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则最大运行速度为 D．若在月球上发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则最小周期为2π ‎18．在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项．质量为m的跳水运动员入水后受到水的阻力而竖直向下做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F.那么在他减速下降深度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)(　　)‎ A．他的动能减少了Fh B．他的重力势能减少了mgh C．他的动能减少了(F－mg)h D．他的机械能减少了Fh ‎19．在如图甲所示的电路中，电源的电动势为3.0 V，内阻不计，L1、L2、L3为3个用特殊材料制成的同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示．当开关S闭合稳定后(　　)‎ A．通过L1电流的大小为通过L2电流的2倍 B．L1消耗的电功率为0.75 W C．L2消耗的电功率约为0.3 W D．L2的电阻为6 Ω ‎20.如图所示，在两等量异种点电荷的电场中，MN为两电荷连线的中垂线，a、b、c三点所在直线平行于两电荷的连线，且a与c关于MN对称，b点位于MN上，d点位于两电荷的连线上，以下判断正确的是( )‎ A．b点场强大于d点场强 B．b点电势高于d点电势 C．试探电荷＋q在a点的电势能小于在c点的电势能 D．a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差 ‎21．如图甲所示,abcd是位于竖直平面内的正方形闭合金属线框,金属线框的质量为m，电阻为R0，在金属线框的下方有一匀强磁场区域，MN和PQ是匀强磁场区域的水平边界，并与线框的bc边平行，磁场方向垂直于线框平面向里。现使金属线框从MN上方某一髙度处由静止开始下落，如图乙是金属线框由开始下落到完全穿过匀强磁场区域瞬间的v-t图象，图象中内数据均为已知量。重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）‎ A. 金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿adcba方向 B. 金属线框的边长为v1(t2 -t1)‎ C. 磁场的磁感应强度为 D. 金属线框在O - t4的时间内所产生的热量为 第Ⅱ卷 三、非选择题(包括必考题和选考题两部分．第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答．第33题～第40题为选考题，考生根据要求作答)‎ ‎(一)必考题(11题，共129分)‎ ‎22．(5分)（1）某同学用刻度尺测金属丝的长度l，用螺旋测微器测金属丝的直径d，其示数分别如图1和图2所示，则金属丝长度l=________cm，金属丝直径d= mm。他还用多用电表按正确的操作程序测出了它的阻值，测量时选用“×‎1”‎欧姆挡，示数如图3所示，则金属丝的电阻R=_________Ω。‎ 图1‎ ‎0‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎0‎ ‎20‎ ‎25‎ ‎15‎ ‎30‎ 图2 图3‎ ‎（2）如图是某同学用打点计时器研究小车做匀变速直线运动时得到的一条纸带．‎ 图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔T＝0.1 s．由图中的数据可计算得出，打C点时小车的速度大小是________m/s，小车运动的加速度大小是________m/s2.(保留两位有效数字)‎ ‎23．(10分)用电流表和电压表测一个电阻值约为25 kΩ、额定功率为 W的电阻Rx的阻值，备用器材有：‎ ‎①量程0～100 μA，内阻约为500 Ω的电流表A1‎ ‎②量程0～500 μA，内阻约为300 Ω的电流表A2‎ ‎③量程0～1 V，内阻约为10 kΩ的电压表V1‎ ‎④量程0～15 V，内阻约为100 kΩ的电压表V2‎ ‎⑤量程0～50 V，内阻约为500 kΩ的电压表V3‎ ‎⑥直流稳压电源，两端的输出电压为16 V ‎⑦滑动变阻器，阻值范围0～500 Ω，允许最大电流‎1 A ‎⑧待测电阻Rx，开关和导线若干 ‎(1)为了测量准确，电压表应选________，电流表应选________(填写仪器前的序号)．‎ ‎(2)在如图所示的方框内画出实验电路图．‎ ‎(3)若测量值为R测，真实值为R真，那么在操作、读数、计算均正确无误的情况下，R测___R真(选填“大于”、“等于”或“小于”)．‎ ‎24．(14分)如图所示，质量m＝‎1.0 kg的物块放在倾角为θ的斜面上，从A点由静止开始释放，过B点时速度为‎2.0 m/s，过C点时速度为‎3.0 m/s.已知BD长为‎2.1 m，CD长为‎1.6 m．(g取‎10 m/s2)‎ ‎(1)物块下滑的加速度多大？‎ ‎(2)选D处为零势能面，写出物块下滑过程中最大重力势能与倾角θ的关系式．‎ ‎(3)假设物块下滑过程中机械能守恒，则倾角θ是多少？‎ ‎25．(18分)如图所示，MN、PQ是平行金属板，板长为L，两板间距离为d，PQ板带正电，MN板带负电，在PQ板的上方有垂直纸面向里的匀强磁场．一个电荷量为q、质量为m的带负电粒子以速度v0从MN板边缘沿平行于板的方向射入两板间，结果粒子恰好从PQ板左边缘飞进磁场，然后又恰好从PQ板的右边缘飞进电场．不计粒子重力．试求：‎ ‎(1)两金属板间所加电压U的大小；‎ ‎(2)匀强磁场的磁感应强度B的大小．‎ ‎33.[物理——选修3-3]（15分）‎ ‎（1）（6分）下列叙述中，正确的是________(填入正确选项前的字母．选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分；每选错1个扣3分，最低得分为0分)．‎ A．布朗运动是固体小颗粒的运动，是液体分子的热运动的反映 B．分子间距离越大，分子势能越大；分子间距离越小，分子势能也越小 C．两个铅块紧压后能连在一起，说明分子间有引力 D．用打气筒向篮球充气时需用力，说明气体分子间有斥力 E．温度升高，物体的内能却不一定增大 ‎（2）（9分）两个完全相同的钢瓶，甲装有‎3 L的液体和‎1 L、6个大气压的高压气体；乙内有1个大气压的‎4 L气体；现将甲瓶倒置按如图所示连接，将甲瓶内液体缓慢压装到乙瓶中(不计连接管道的长度和体积以及液体产生的压强)．‎ ‎①试分析在压装过程中随着甲瓶内液体减少，甲瓶内部气体压强如何变化，试用分子动理论做出解释．‎ ‎②甲瓶最多可向乙瓶内压装多少液体？‎ ‎34.[物理——选修3-4]（15分）‎ ‎（1）（6分）如图所示是一列简谐波在t＝0时的波形图象，波速为v＝‎10 m/s，此时波恰传到I点，下列说法中正确的是________(填入正确选项前的字母．选对1个给3分，选对2个给4分，选对3个给6分；每选错一个扣3分，最低得分为0分)．‎ A．此列波的周期为T＝0.4 s B．质点B、F在振动过程中位移总是相等 C．质点I的起振方向沿y轴负方向 D．当t＝5.1 s时，x＝‎10 m的质点处于平衡位置处 E．质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同 ‎（2）（9分）桌面上有一玻璃圆锥，圆锥的轴(图中的虚线)与桌面垂直，过轴线的截面为等边三角形，此三角形的边长为L，如图所示．有一半径为的圆柱形平行光束垂直底面射到圆锥上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃圆锥的折射率为，求：‎ ‎①光在玻璃圆锥中的传播速度；‎ ‎②光束在桌面上形成光斑的面积．‎ ‎35.[物理——选修3-5]（15分）‎ ‎（1）（6分）‎2013年2月12日朝鲜进行了第三次核试验,韩美情报部门通过氙（Xe）和氪（Kr）等放射性气体，判断出朝鲜使用的核原料是铀（U）还是钚（Pu），若核实验的核原料是，则 ‎①完成核反应方程式．‎ ‎②本次核试验释放的能量大约相当于7000吨 TNT 当量，已知铀核的质量为235.043 9 u，中子质量为1.008 7 u，锶（Sr）核的质量为89.907 7 u，氙（Xe）核的质量为135.907 2 u，1 u相当于931.5 MeV的能量，求一个原子裂变释放的能量．‎ ‎（2）（9分）光滑水平面有两个物块A、B在同一直线上相向运动，A的速度为‎4 m/s，质量为‎2 kg，B的速度为‎2 m/s，二者碰后粘在一起沿A原来的方向运动，且速度大小变为‎1 m/s.求B 的质量及这一过程产生的内能．‎ KS5U2013新课标高考压轴卷 理综试题物理答案 ‎14．D ‎【解析】卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量，故A选项错误；奥斯特利用图乙实验，发现了电流的磁效应，B选项错误；伽利略通过理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因，故C选项错误，正确选项为D．‎ ‎15．AC ‎【解析】设斜面的倾角为θ，物块和斜面均处于平衡状态，以物块和斜面作为整体研究，在水平方向上有Ff＝Fcosθ，外力不断减小，故地面对斜面的摩擦力不断减小，选项A正确．对于物块m，沿斜面方向：(1)若F0>mgsinθ，随外力F不断减小，斜面对物块的摩擦力先沿斜面向下减小为零，再沿斜面向上逐渐增大；(2)若F0≤mgsinθ，随外力F不断减小，斜面对物块的摩擦力沿斜面向上不断增大，故选项C正确．‎ ‎16．A ‎【解析】前5 s质点做速度是‎8 m/s的匀速运动，A正确；5 s～15 s内做匀加速运动，加速度为a1＝＝ m/s2＝‎0.8 m/s2，B错误；15 s～20 s内做匀减速运动，加速度为a2＝＝ m/s2＝－‎3.2 m/s2，C错误，质点在0～20 s内一直沿着正方向运动，20 s末质点离出发点最远，D错误．‎ ‎17．A ‎【解析】在月球表面上有G＝mg′，在月球表面上竖直上抛有h＝，联立解得h＝，选项A正确，由t＝易知选项B错误．若发射绕月卫星，当匀速圆周运动的半径等于月球半径时，速度最大，周期最小，此时有G＝m，解得v＝，选项C错误．最小周期为T＝＝2πR，选项D错误．‎ ‎18．BCD ‎【解析】跳水运动员入水减速下降h的过程中，他的重力势能减少了mgh，则B选项正确；由动能定理知，动能减少了(F－mg)h，则C选项正确；重力以外的力做的功等于机械能的变化，则D选项正确．‎ ‎19．BC ‎【解析】开关S闭合后，小灯泡L1两端电压为3.0 V，由图乙可知通过小灯泡L1的电流为‎0.25 A，小灯泡L1消耗的功率为3.0×0.25＝0.75(W)，选项B正确．小灯泡L2、L3共同分得电压3.0 V，每个小灯泡均分得1.5 V ，由图乙可知通过小灯泡L2、L3的电流为‎0.20 A，选项A错误．小灯泡L2消耗的功率为1.5×0.20＝0.3(W)，选项C正确，而＝7.5(Ω)，选项D错误．‎ ‎20．D ‎【解析】由场强叠加原理可知，b点场强小于d点场强，选项A错误；MN是等量异种电荷的等势面，因沿着电场线的方向电势逐渐降低，所以b点电势低于d点电势，选项B错误；a点的电势高于c点的电势，所以正电荷在a点的电势能高于在c点的电势能，选项C错误；由对称性可知a、b两点的电势差等于b、c两点间的电势差，选项D正确．‎ ‎21．BC ‎【解析】由楞次定律可知金属线框刚进入磁场时感应电流方向沿abcda方向，A错误。由图乙可知，金属框进入磁场过程中是做匀速直线运动，速度为v1，运动时间为t2-t1，所以金属框的边长：l=v1（t2-t1），B正确。在金属框进入磁场的过程中，金属框所受安培力等于重力：mg=Bil，I=Bl v1/R，解得：B=，C正确。金属框在进入磁场过程中金属框产生的热量为Q1，重力对其做正功，安培力对其做负功，由能量守恒定律得：Q1=mgl=mgv1（t2-t1），金属框在离开磁场过程中金属框产生的热为Q2，重力对其做正功，安培力对其做负功，由能量守恒定律得：Q2=mgl+m（），Q总= Q1+Q2=2mgv1（t2-t1）+m（），D错误。．‎ ‎22．（1）40.25±0.01 0.227±0.002 9 （2）0.24　0.80‎ ‎【解析】（1）毫米刻度尺估读到毫米的下一位，即‎40.25cm；螺旋测微器的固定刻度读数‎0.0mm，可动刻度读数为0.01×22.5=‎0.225mm，所以最终读数为：固定刻度读数+可动刻度读数=‎0.0mm+‎0.225mm=‎0.225mm. 欧姆表表盘读数为9Ω，由于选择的是“×1”倍率，故待测电阻的阻值是9Ω。‎ ‎（2）vC＝＝＝‎24.05 cm/s≈‎0.24 m/s.‎ a＝≈‎0.80 m/s2.‎ ‎23．．(1)④　②　(2)如图所示 (3)大于 ‎ ‎【解析】(1)因为待测电阻的阻值25 kΩ远大于滑动变阻器的阻值(0～500 Ω)，所以供电电路应选择滑动变阻器的分压式接法，待测电阻接在电路中，最大电流Im＝＝＝640 μA，故电流表选②；待测电阻的阻值25 kΩ远大于电流表A2‎ 的内阻，故测量电路应选用电流表内接法；U＝500×10－6×25000 V＝12.5 V，故电压表应选④.‎ ‎(2)按照(1)的分析可画出实验电路图，电路图见答案．‎ ‎(3)R测＝，R真＝，两式比较可以得出R测大于R真 ‎24．(1)‎5m/s2　(2) ＝25sinθ　(3)30°‎ ‎【解析】(1)从B到C过程中，x＝‎0.5 m(1分)‎ 由v－v＝2ax(2分)‎ 所以a＝‎5 m/s2.(1分)‎ ‎(2)A点速度为零，设从A到B距离为x′‎ 由v－02＝2ax′(2分)‎ 得x′＝‎0.4 m(1分)‎ 所以D、A之间的高度为 H＝(x′＋BD)sinθ＝2.5sinθ(2分)‎ 最大重力势能Epm＝mgH＝25sinθ(2分)‎ ‎(3)若机械能守恒，有EkB＋EpB＝EkC＋EpC 即：mgxsinθ＝m(v－v)(2分)‎ 解得θ＝30°.(1分)‎ ‎25．（1） （2）‎ ‎【解析】(1)分析知，粒子的运动轨迹如图所示，‎ 粒子在电场中运动的时间为t＝ (1分)‎ 加速度为a＝ (1分)‎ 偏转位移为 y＝at2＝ (2分)‎ 由题意知y＝d 得U＝.(1分)‎ ‎(2)由 (2分)‎ 得粒子离开电场时的竖直分速度为vy＝ (2分)‎ 速度大小为v＝＝ (2分)‎ 设速度方向和PQ所在直线的夹角为θ，‎ sinθ＝＝ (1分)‎ 粒子在磁场中的运动半径为 R＝＝ (2分)‎ 由qBv＝m (2分)‎ 得R＝ (1分)‎ B＝ (1分)‎ ‎33．(1)ACE　(2)①压强变小，理由见解析　②‎‎2L ‎【解析】(1)布朗运动不是液体分子的运动，而是悬浮在液体中的小颗粒的运动，它反映了液体分子的运动，A正确；若取两分子相距无穷远时的分子势能为零，则当两分子间距离大于r0时，分子力表现为引力，分子势能随间距的减小而减小(此时分子力做正功)．当分子间距离小于r0时，分子力表现为斥力，分子势能随间距的减小而增大(此时分子力做负功)，故B错误；用打气筒向篮球充气时需用力，是由于篮球内气体压强在增大，不能说明分子间有斥力，D也不正确．物体的内能取决于温度、体积及物体的质量，温度升高，内能不一定增大，E正确．‎ ‎(2)①缓慢压装过程中甲瓶内气体膨胀，单位体积内的分子数减少，温度不变，分子的平均动能不变，单位时间内撞击到器壁单位面积上的分子数减少，压强变小．(3分)‎ ‎②设甲瓶内最多有体积为x的液体进入乙瓶，乙瓶中灌装液体前，气体压强为p乙＝1 atm，体积为V乙＝‎4 L；灌装后体积最小变为＝‎4 L－x，此时乙瓶中气体压强与甲瓶内气体压强相等为p，由等温变化得：p乙V乙＝p (2分)‎ 甲瓶中气体开始时气压为p甲＝6 atm，体积为V甲＝‎1 L，结束后压强为p，体积为＝‎1 L＋x 由等温变化得p甲V甲＝p (2分)‎ 联立并代入数据解得x＝‎2 L(2分)‎ ‎34．(1)ABC　(2)①1.73×‎108 m/s　②‎ ‎【解析】(1)从图象中可以看出，波长为λ＝‎4 m，周期T＝＝0.4 s，A对；质点B、F 是同处在波峰的两个点，它们的振动步调完全相同，在振动过程中位移总是相等，B对；各点的起振方向都一样，此时I点刚起振且起振方向沿y轴负方向，C对；当t＝5.1 s时，x＝‎10 m的质点处于负的最大位移处，D错；从图象中可以看出质点A、C、E、G、I在该时刻的位移都是零，由于波的传播方向是向右的，容易判断出质点A、E、I的速度方向是向下的，而质点C、G的速度方向是向上的，因而这五个点的位移不总是相同，E错．‎ ‎(2)①由n＝ (2分)‎ 解得：v＝1.73×‎108 m/s(1分)‎ ‎②光路如图，‎ 由几何知识可得，‎ 光束边缘光线在侧面上的入射角θ1＝60°‎ 由n＝ (2分)‎ 得折射角θ2＝30°(1分)‎ 又因为OA＝‎ ‎△OBE为等边三角形，所以BE＝L－OA＝‎ 光斑半径R＝ (2分)‎ 所以光斑面积S＝ (1分)‎ ‎35．(1) ① ②140.4 (2)‎2 kg　18 J ‎【解析】(1) ①根据电荷数守恒和质量数守恒可得：；‎ ‎②该反应的质量亏损是：‎ Δm=235.0439 u+1.0087 u—89.9077 u—135.9072 u—10×1.0087 u=0.1507 u 根据爱因斯坦方程= 0.150 7×931.5 MeV =140.4 MeV。‎ ‎ (2)设A、B两物块的质量分别为，碰前速度为，碰后共同速度为v，以A物块的运动方向为正向，由碰撞过程动量守恒有 ‎ (3分)‎ 则 (kg)(3分)‎ 碰撞过程产生的内能为 Q＝ΔEk＝×(2＋2)×12‎ ‎＝18(J)(3分)‎