2027届山西省大同市高考压轴卷物理试卷（含答案解析）

这是一份2027届山西省大同市高考压轴卷物理试卷（含答案解析）
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。
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、一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，该反应放出的能量为Q，则氘核的比结合能为（ ）
A．B．QC．D．2Q
2、物体做匀速圆周运动时，在任意相同时间间隔内，速度的变化量（ ）
A．大小相同、方向相同B．大小相同、方向不同
C．大小不同、方向不同D．大小不同、方向相同
3、如图所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个带电小球，t=0时，甲静止，乙以6m/s的初速度向甲运动。它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动（整个运动过程中没有接触），它们运动的v—t图像分别如图（b）中甲、乙两曲线所示。则由图线可知
A．两小球带电的电性一定相反
B．甲、乙两球的质量之比为2∶1
C．t2时刻，乙球的电势能最大
D．在0~t3时间内，甲的动能一直增大，乙的动能一直减小
4、光电效应实验，得到光电子最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示。普朗克常量、金属材料的逸出功分别为（ ）
A．，B．，C．，D．，
5、氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定
A．对应的前后能级之差最小
B．同一介质对的折射率最大
C．同一介质中的传播速度最大
D．用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能
6、质量为m的长木板放在光滑的水平面上，质量为的物块放在长木板上，整个系统处于静止状态.若对物块施加水平拉力（如图甲），使物块能从长木板上滑离，需要的拉力至少为F1；若对长木板施加水平拉力（如图乙），也使物块能从长木板上滑离，需要的拉力至少为F2，则为
A．B．2C．D．
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、下列说法中正确的是（ ）
A．物体在竖直方向上作匀加速运动时就会出现失重现象B．合力与该合力的分力同时作用在物体上
C．两物体间的摩擦力一定与两物体间的压力垂直D．物体的运动方向不一定与它所受合外力的方向一致
8、如图（甲）所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内，导轨间距为1.0m，左端连接阻值R=4.0Ω的电阻，匀强磁场磁感应强度B=0.5T、方向垂直导轨所在平面向下。质量m=0.2kg、长度l=1.0m、电阻r=1.0Ω的金属杆置于导轨上，向右运动并与导轨始终保持垂直且接触良好，t=0时对杆施加一平行于导轨方向的外力F，杆运动的v－t图像如图（乙）所示，其余电阻不计、则（ ）
A．t=0时刻，外力F水平向右，大小为0.7N
B．3s内，流过R的电荷量为3.6C
C．从t=0开始，金属杆运动距离为5m时电阻R两端的电压为1.6V
D．在0~3.0s内，外力F大小随时间t变化的关系式是F=0.1+0.1t（N）
9、如图，在光滑的水平面上有一个长为L的木板，小物块b静止在木板的正中间，小物块以某一初速度从左侧滑上木板。已知物块、与木板间的摩擦因数分别为、，木块与木板质量均为，、之间的碰撞无机械能损失，滑动摩擦力等于最大静摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A．若没有物块从木板上滑下，则无论多大整个过程摩擦生热均为
B．若，则无论多大，都不会从木板上滑落
C．若，则一定不相碰
D．若，则可能从木板左端滑落
10、如图是一定质量的理想气体的p－V图，气体状态从A→B→C→D→A完成一次循环，A→B(图中实线)和C→D为等温过程，温度分别为T1和T2.下列判断正确的是( )
A．T1>T2
B．C→D过程放出的热量等于外界对气体做的功
C．若气体状态沿图中虚线由A→B，则气体的温度先降低后升高
D．从微观角度讲B→C过程压强降低是由于分子的密集程度减少而引起的
E.若B→C过程放热200 J，D→A过程吸热300 J，则D→A过程气体对外界做功100 J
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）在“DIS描绘电场等势线”的实验中，
(1)给出下列器材，ab处的电源应选用_______，传感器应选用_______（用字母表示）。
A．6V的交流电源
B．6V的直流电源
C．100V的直流电源
D．电压传感器
E．电流传感器
F．力传感器
(2)该实验装置如图所示，如果以c、d两个电极的连线为x轴，以c、d连线的中垂线为y轴，并将一个探针固定置于y轴上的某一点，合上开关S，而将另一探针由O点左侧沿x轴正方向移到O点右侧的过程中，则传感器示数的绝对值变化情况是__
A．逐渐增大 B．逐渐减小 C．先变大后变小 D．先变小后变大
12．（12分）如图甲所示，在“探究功与速度变化的关系”的实验中，主要过程如下：
A．设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……；
B．分析纸带，求出橡皮筋做功使小车获得的速度v1、v2、v3、……；
C．作出W-v图象；
D．分析W- v图象．如果W-v图象是一条直线，表明W∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等关系．
(1)实验中得到的一条如图乙所示的纸带，求小车获得的速度应选______________（选填“AB”或“CD”）段来计算．
(2)关于该实验，下列说法正确的有_______________
A．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加
B．通过改变小车质量可以改变橡皮筋对小车做的功
C．每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必需保持一致
D．先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出
(3)在该实验中，打点计时器正常工作，纸带足够长，点迹清晰的纸带上并没有出现一段等间距的点，造成这种情况的原因可能是___________．（写出一条即可）
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，用两个质量均为m、横截面积均为S的密闭活塞将开口向下竖直悬挂的导热气缸内的理想气体分成Ⅰ、Ⅱ两部分，当在活塞A下方悬挂重物后，整个装置处于静止状态，此时Ⅰ、Ⅱ两部分气体的高度均为l0。已知环境温度、大气压强p0均保持不变，且满足5mg=p0S，不计一切摩擦。当取走物体后，两活塞重新恢复平衡，活塞A上升的高度为，求悬挂重物的质量。
14．（16分）某种弹射装置的示意图如图所示，光滑的水平导轨MN右端N处于倾斜传送带理想连接，传送带长度L=15.0m，皮带以恒定速率v=5m/s顺时针转动，三个质量均为m=1.0kg的滑块A、B、C置于水平导轨上，B、C之间有一段轻弹簧刚好处于原长，滑块B与轻弹簧连接，C未连接弹簧，B、C处于静止状态且离N点足够远，现让滑块A以初速度v0=6m/s沿B、C连线方向向B运动，A与B碰撞后粘合在一起．碰撞时间极短，滑块C脱离弹簧后滑上倾角θ=37°的传送带，并从顶端沿传送带方向滑出斜抛落至地面上，已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1，重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.1．
（1）滑块A、B碰撞时损失的机械能；
（2）滑块C在传送带上因摩擦产生的热量Q；
（3）若每次实验开始时滑块A的初速度v0大小不相同，要使滑块C滑离传送带后总能落至地面上的同一位置，则v0的取值范围是什么？（结果可用根号表示）
15．（12分）两物体A、B并排放在水平地面上，且两物体接触面为竖直面，现用一水平推力F作用在物体A上，使A、B由静止开始一起向右做匀加速运动，如图(a)所示，在A、B的速度达到6m/s时，撤去推力F.已知A、B质量分别为mA＝1kg、mB＝3kg，A与地面间的动摩擦因数μ＝0.3，B与地面间没有摩擦，B物体运动的v-t图象如图(b)所示.g取10m/s2，求：
(1)推力F的大小.
(2)A物体刚停止运动时，物体A、B之间的距离.
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、A
【解析】
一个中子与某原子核发生核反应生成一个氘核的核反应方程为
自由核子组合释放的能量Q就是氘核的结合能，而氘核由两个核子组成，则它的比结合能为，故A正确，BCD错误。
故选A。
2、B
【解析】
物体做匀速圆周运动时，速度的变化量，由于加速度的大小不变但方向时刻在变化，所以在任意相同时间间隔内， 速度的变化量大小相等，方向不同。
A. 大小相同、方向相同，与分析不符，故A错误；
B. 大小相同、方向不同，与分析相符，故B正确
C. 大小不同、方向不同，与分析不符，故C错误；
D. 大小不同、方向相同，与分析不符，故D错误。
3、B
【解析】
A．由图可知乙球减速的同时，甲球正向加速，说明两球相互排斥，带有同种电荷，故A错误；
B．两球作用过程动动量守恒
m乙△v乙=m甲△v甲
解得
故B正确；
C．t1时刻，两球共速，距离最近，则乙球的电势能最大，故C错误；
D．在0〜t3时间内，甲的动能一直増大，乙的动能先减小，t2时刻后逐渐增大，故D错误。
故选B。
4、A
【解析】
根据得纵轴截距的绝对值等于金属的逸出功，等于b，图线的斜率
故A正确，BCD错误；
故选A。
5、A
【解析】试题分析：根据分析前后能级差的大小；根据折射率与频率的关系分析折射率的大小；根据判断传播速度的大小；根据发生光电效应现象的条件是入射光的频率大于该光的极限频率判断是否会发生光电效应．
波长越大，频率越小，故的频率最小，根据可知对应的能量最小，根据可知对应的前后能级之差最小，A正确；的频率最小，同一介质对应的折射率最小，根据可知的传播速度最大，BC错误；的波长小于的波长，故的频率大于的频率，若用照射某一金属能发生光电效应，则不一定能，D错误．
【点睛】光的波长越大，频率越小，同一介质对其的折射率越小，光子的能量越小．
6、A
【解析】
设物块与长木板间的动摩擦因数为，要使物块滑离，则
求得
.
A．，与结论相符，选项A正确；
B．2，与结论不相符，选项B错误；
C．，与结论不相符，选项C错误；
D．，与结论不相符，选项D错误；
故选A.
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．物体做向下的加速运动时才是失重现象，选项A错误；
B．合力与分力是等效替代的关系，不能同时作用在物体上，选项B错误；
C．物体间的摩擦力方向一定与压力方向垂直，选项C正确；
D．物体的运动方向不一定与它所受合外力的方向一致，如做曲线运动的物体，选项D正确。
故选CD。
8、CD
【解析】
A．根据v－t图象可以知道金属杆做匀减速直线运动，加速度为
当t=0时刻，设向右为正方向，根据牛顿第二定律有
根据闭合电路欧姆定律和法拉第电磁感应定律有
联立以上各式代入数据可得，负号表示方向水平向左，故A错误；
B．根据
联立可得
又因为v－t图象与坐标轴围成的面积表示通过的位移，所以有
故代入数据可解得
q=0.9C
故B错误；
C．设杆运动了5m时速度为v1，则有
此时金属杆产生的感应电动势
回路中产生的电流
电阻R两端的电压
联立以上几式结合A选项分析可得，故C正确；
D．由A选项分析可知t=0时刻外力F的方向与v0反向，由牛顿第二定律有
设在t时刻金属杆的速度为v，杆的电动势为E，回路电流为I，则有
联立以上几式可得
N
负号表示方向水平向左，即大小关系为
N
故D正确。
故选CD。
9、ABD
【解析】
A．若没有物块从木板上滑下，则三者最后共速，以三者为整体，水平方向动量守恒，
mv0=3mv1 ①
则整个过程产生的热量等于动能的变化，有
Q=mv02−×3mv12 ②
联立①②，得
Q=mv02
故A正确；
BD．a、b之间的碰撞无机械能损失，故碰撞过程中动量守恒和机械能守恒，设碰前速度分别为v1、v2，碰后分别为v1'、v2'，且有v1＞v2，以v1方向为正方向，则有
mv1+mv2=mv1'+mv2'③
mv12+mv22＝mv1′2+mv2′2 ④
联立③④，得
v1'=v2
v2'=v1
即碰后a和木板共速，b向右运动，以a和木板为整体，此时
a和木板的加速度
a1=
对a分析知，a的加速度最大值为
a0=μag
若μb＜2μa 则a1＜a0，a和木板保持相对静止，则无论v0多大，a都不会从木板上滑落；故B正确；
若μb＞2μa，则a1＞a0，a相对木板向左运动，故a可能从木板左端滑落，故D正确；
C．若a与b碰前三者已经共速，则ab一定不相碰，此时有
⑤
联立①⑤，得

故若，则ab一定不相碰，故C错误；
故选ABD。
10、ABE
【解析】
由图示图象可知，D→A过程为等压过程，气体体积变大，由盖吕萨克定律可知，气体温度升高，即A点的温度高于D点的温度，则，故A正确；C→D过程是等温变化，气体内能不变，，气体体积减小，外界对气体做功，，由热力学第一定律得，气体放出热量，由以上分析可知，C→D过程放出的热量等于外界对气体做的，故B正确；若气体状态沿图中虚线由A→B，则气体的温度先升高后降低，故C错误；从B→C过程，气体体积不变，压强减小，由查理定律可知，气体的温度T降低，分子的平均动能减小，由于气体体积不变，分子数密度不变，单位时间内撞击器壁的分子数不变，分子平均动能减小，分子撞击器壁的作用力变小，气体压强减小，故D错误；由热力学第一定律可知，若B→C过程放热200J，D→A过程吸热300J，则D→A过程气体对外界做功100J，故E正确；
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、B D D
【解析】
(1)解答本题应抓住：本实验利用恒定电流场模拟静电场，要描绘电场等势线，需要电源与电压表．电源要分正负即为直流电源，确保电势的高低；需要电压传感器；
(2)根据顺着电场线，电势逐渐降低，分析感器示数的绝对值变化情况。
【详解】
(1)[1]本实验利用恒定电流场模拟静电场，要描绘电场等势线，需要6V的直流电源，故选B；
[2]要描绘电场等势线，要寻找等势点，即电势差为零的点，而电势差就是电压，所以传感器应选用电压传感器，故选D；
(2)[3]从一个电极沿x轴到另一电极，电势逐渐升高或降低，则将一个探针固定置于y轴上的某一点，另一探针从一个电极沿连线逐渐移动到另一电极的过程中，两探针处的电势差先变小后变大，则传感器示数的绝对值先变小后变大，故D正确，ABC错误；
故选D。
本题关键理解并掌握实验的原理，懂得根据实验原理选择实验器材。
12、CD ACD 没有平衡摩擦力或木板的倾角过大或过小
【解析】
（1）由图知：在AB之间，由于相邻计数间的距离不断增大，而打点计时器每隔0.02s打一个点，所以小车做加速运动．在CD之间相邻计数间距相等，说明小车做匀速运动．小车离开橡皮筋后做匀速运动，应选用CD段纸带来计算小车的速度v．求小车获得的速度应选CD段来计算；
（2）该实验中利用相同橡皮筋形变量相同时对小车做功相同，通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加．故A正确，B错误；为保证每根橡皮条对小车做功一样多每次实验中，橡皮筋拉伸的长度必需保持一致，故C正确；在中学阶段，用打点计时器测量时间时，为有效利用纸带，总是先接通电源后释放纸带，故D正确；故选ACD.
（3）在该实验中，打点计时器正常工作，纸带足够长，点迹清晰的纸带上并没有出现一段等间距的点，造成这种情况的原因可能是没有平衡摩擦力或木板的倾角过大或过小.
明确了该实验的实验原理以及实验目的，即可了解具体操作的含义，以及如何进行数据处理；数据处理时注意数学知识的应用，本题是考查实验操作及数据处理的方法等问题．
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、2m
【解析】
对气体I分析，初状态的压强为
末状态的压强为
由玻意耳定律有
对气体1分析，初状态
末状态
由玻意耳定律
A活塞上升的高度
联立解得
m'=2m。
14、 (1) (2) (3)
【解析】
试题分析：（1）A、B碰撞过程水平方向的动量守恒，由此求出二者的共同速度；由功能关系即可求出损失的机械能；（2）A、B碰撞后与C作用的过程中ABC组成的系统动量守恒，应用动量守恒定律与能量守恒定律可以求出C与AB分开后的速度，C在传送带上做匀加速直线运动，由牛顿第二定律求出加速度，然后应用匀变速直线运动规律求出C相对于传送带运动时的相对位移，由功能关系即可求出摩擦产生的热量．（3）应用动量守恒定律、能量守恒定律与运动学公式可以求出滑块A的最大速度和最小速度．
（1）A与B位于光滑的水平面上，系统在水平方向的动量守恒，设A与B碰撞后共同速度为，选取向右为正方向，对A、B有：
碰撞时损失机械能
解得：
（2）设A、B碰撞后，弹簧第一次恢复原长时AB的速度为，C的速度为
由动量守恒得：
由机械能守恒得：
解得：
C以滑上传送带，假设匀加速的直线运动位移为x时与传送带共速
由牛顿第二定律得：
由速度位移公式得：
联立解得：x=11.25m＜L
加速运动的时间为t，有：
所以相对位移
代入数据得：
摩擦生热
（3）设A的最大速度为，滑块C与弹簧分离时C的速度为，AB的速度为，则C在传送带上一直做加速度为的匀减速直线运动直到P点与传送带共速
则有：
根据牛顿第二定律得：
联立解得：
设A的最小速度为，滑块C与弹簧分离时C的速度为，AB的速度为，则C在传送带上一直做加速度为的匀加速直线运动直到P点与传送带共速
则有：
解得：
对A、B、C和弹簧组成的系统从AB碰撞后到弹簧第一次恢复原长的过程中
系统动量守恒，则有：
由机械能守恒得：
解得：
同理得：
所以
15、 (1) F=15N (2) 物体A、B之间的距离为6m
【解析】
(1)在水平推力F作用下，设物体A、B一起做匀加速运动的加速度为a，由B物体的v-t图象得
a=3m/s2
对于A、B整体，由牛顿第二定律得
代入数据解得
F=15N
(2)设物体A匀减速运动的时间为t，撤去推力F后，A、B两物体分离。A在摩擦力作用下做匀减速直线运动，B做匀速运动，对于A物体有
解得
根据匀变速规律
解得
t=2s
物体A的位移为
=6m
物体B的位移为
=12m
所以，A物体刚停止运动时，物体A、B之间的距离为
=6m