宁夏回族自治区固原市2027年高考压轴卷物理试卷（含答案解析）

这是一份宁夏回族自治区固原市2027年高考压轴卷物理试卷（含答案解析），共11页。试卷主要包含了考生要认真填写考场号和座位序号等内容，欢迎下载使用。
1．考生要认真填写考场号和座位序号。
2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。
3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。
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、利用示波器可以显示输入信号的波形，单匝正方形金属线框abed处在匀强磁场中，当以线圈平面内某虚线为轴匀速转动时，线圈内产生的电流随时间的变化关系如图甲所示。则在四个选项所示的情景中，无论从线圈平面处于哪个位置开始计时，都不可能产生该电流的是（ ）
A．
B．
C．
D．
2、如图，水平放置的圆环形窄槽固定在桌面上，槽内有两个大小相同的小球a、b，球b静止在槽中位置P。球a以一定初速度沿槽运动，在位置P与球b发生弹性碰撞，碰后球a反弹，并在位置Q与球b再次碰撞。已知∠POQ=，忽略摩擦，且两小球可视为质点，则a、b两球质量之比为（ ）
A．3︰1B．1︰3C．5︰3D．3︰5
3、图1所示为一列简谐横波在t=0时的波动图象，图2所示为该波中x=2m处质点P的振动图象，下列说法正确的是（ ）
A．该波的波速为2m/s
B．该波沿x轴负方向传播
C．t= 1.0s时，质点P的速度最小，加速度最大
D．在t=0到t=2.0s的时间内，质点P的速度和加速度方向均未发生改变
4、某同学用单摆测当地的重力加速度．他测出了摆线长度L和摆动周期T，如图(a)所示．通过改变悬线长度L，测出对应的摆动周期T，获得多组T与L，再以T2为纵轴、L为横轴画出函数关系图像如图(b)所示．由此种方法得到的重力加速度值与测实际摆长得到的重力加速度值相比会（ ）
A．偏大B．偏小C．一样D．都有可能
5、2019年12月16日，第52、53颗北斗导航卫星成功发射，北斗导航卫星中包括地球同步卫星和中圆轨道卫星，它们都绕地球做圆周运动，同步卫星距地面的高度大于中圆轨道卫星距地面的高度．与同步卫星相比，下列物理量中中圆轨道卫星较小的是( )
A．周期B．角速度C．线速度D．向心加速度
6、如图甲所示，一线圈匝数为100匝，横截面积为0.01m2，磁场与线圈轴线成30°角向右穿过线圈。若在2s时间内磁感应强度随时间的变化关系如图乙所示，则该段时间内线圈两端a和b之间的电势差Uab为（ ）
A．VB．2V
C．VD．从0均匀变化到2V
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，a、b、c、d为匀强电场中的等势面，一个质量为m，电荷量为q的质子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两个点。已知该粒子在A点的速度大小为v1，且方向与等势面平行，在B点的速度大小为v2，A、B连线长为L，连线与等势面间的夹角为θ，不计粒子受到的重力，则（ ）
A．粒子的速度v2一定大于v1
B．等势面b的电势比等势面c的电势低
C．粒子从A点运动到B点所用的时间为
D．匀强电场的电场强度大小为
8、如图为一电源电动势为E，内阻为r的稳定电路。电压表A的内阻为5kΩ。B为静电计，C1，C2为两个理想的电容器且耐压值足够高。在开关闭合一段时间后，下列说法正确的是
A．C1上电荷量为0
B．若将甲右滑，则C2上电荷量增大
C．若C1>C2，则电压表两端大于静电计两端电压
D．将S断开，使C2两极距离增大，B张角变大
9、下列说法中正确的是________
A．悬浮在液体中的微粒越小，则在某一瞬间跟它相撞的液体分子数越少，布朗运动越不明显
B．随着分子间距离的增大，分子势能一定先减小后增大
C．人们感到特别闷热时，说明空气的相对湿度较大
D．热量可以自发的从内能小的物体转移给内能大的物体
E.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关
10、如图1所示，光滑的平行竖直金属导轨AB、CD相距L，在A、C之间接一个阻值为R的电阻，在两导轨间abcd矩形区域内有垂直导轨平面竖直向上、宽为5d的匀强磁场，磁感应强度为B，一质量为m、电阻为r、长度也刚好为L的导体棒放在磁场下边界ab上（与ab边重合），．现用一个竖直向上的力F拉导体棒，使它由静止开始运动，已知导体棒离开磁场前已开始做匀速直线运动，导体棒与导轨始终垂直且保持良好接触，导轨电阻不计，F随导体棒与初始位置的距离x变化的情况如图2所示，下列判断正确的是（ ）
A．导体棒经过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为
B．导体棒离开磁场时速度大小为
C．离开磁场时导体棒两端电压为
D．导体棒经过磁场的过程中，电阻R产生焦耳热为
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）在一次课外活动中，某同学用图甲所示装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与金属板B间的动摩擦因数。已知铁块A的质量mA＝0.5kg，金属板B的质量mB＝1kg。用水平力F向左拉金属板B，使其一直向左运动，稳定后弹簧秤示数的放大情况如图甲所示，则A、B间的动摩擦因数μ＝________（g取10m/s2）。该同学还将纸带连接在金属板B的后面，通过打点计时器连续打下一系列的点，测量结果如图乙所示，图中各计数点间的时间间隔为0.1s，可求得拉金属板的水平力F＝________N。
12．（12分）某课外活动小组使用如图所示的实验装置进行《验证机械能守恒定律》的实验，主要步骤：
A、用游标卡尺测量并记录小球直径d
B、将小球用细线悬于O点，用刻度尺测量并记录悬点O到球心的距离l
C、将小球拉离竖直位置由静止释放，同时测量并记录细线与竖直方向的夹角θ
D、小球摆到最低点经过光电门，光电计时器（图中未画出）自动记录小球通过光电门的时间Δt
E、改变小球释放位置重复C、D多次
F、分析数据，验证机械能守恒定律
请回答下列问题：
(1)步骤A中游标卡尺示数情况如下图所示，小球直径d=________mm
(2)实验记录如下表，请将表中数据补充完整（表中v是小球经过光电门的速度
(3)某同学为了作出v 2- csθ图像，根据记录表中的数据进行了部分描点，请补充完整并作出v 2- csθ图像（______）
(4)实验完成后，某同学找不到记录的悬点O到球心的距离l了，请你帮助计算出这个数据l=____m （保留两位有效数字），已知当地重力加速度为9.8m/s2。
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）某透明介质的截面图如图所示，直角三角形的直角边BC与半圆形直径重合，∠ACB = 30°，半圆形的半径为R， —束光线从E点射入介质，其延长线过半圆形的圆心O，且E、O两点距离为R，已知光在真空的传播速度为c，介质折射率为。求：
(1)光线在E点的折射角并画出光路图；
(2)光线进入介质到射到圆弧的距离和时间。
14．（16分）在xOy平面的x轴上方区域范围内存在着范围足够大的匀强磁场（如图甲所示）。在空间坐标（x=0，y=a）处有一粒子源，在某一时刻向平面内各个方向均匀发射N个（N足够大）质量为m、电荷量为-q，速度为v0的带电粒子：（不计粒子重力及粒子间的相互作用，题中N、a 、m、-q、v0均为已知量）
(1)若放射源所发出的粒子恰好有不能到达x轴，求磁感应强度为多大；
(2)求解第(1)问中，x轴上能接收到粒子的区域长度L；
(3)若磁场仅限制在一个半径为a的圆形区域内，圆心在坐标处。保持磁感应强度不变，在x轴的正半轴 区间上铺设挡板，粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上并被挡板吸收，求：这部分粒子在先后到达板上的时间内对挡板的平均作用力。
15．（12分）如图所示，直角三角形ABC为一玻璃三棱镜的横截面其中∠A=30°，直角边BC=a．在截面所在的平面内，一束单色光从AB边的中点O射入棱镜，入射角为i．如果i=45°，光线经折射再反射后垂直BC边射出，不考虑光线沿原路返回的情况．(结果可用根式表示)
(i)求玻璃的折射率n
(ⅱ)若入射角i在0~90°之间变化时，求从O点折射到AC边上的光线射出的宽度．
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、A
【解析】
A．当以线圈平面内某虚线为轴匀速转动时，线圈中的磁通量始终不变，没有感应电流产生，故A不可能产生该电流，故A符合题意；
BCD．三图中线圈绕垂直于磁场方向的轴转动，磁通量发生变化，根据交变电流的产生原理可知，三者均产生示波器中的正弦式交变电流，故BCD不符合题意。
故选A。
2、D
【解析】
由动量守恒可知，碰后两球的速度方向相反，且在相同时间内，b球运动的弧长为a球运动的弧长为3倍，则有
由动量守恒定律有
由能量守恒有
联立解得
故ABC错误，D正确。
故选D。
3、C
【解析】
A.由图1读出波长，由图2读出，因此该波的波速，故选项A错误；
B.由图2可以看出，质点P在时向上振动，根据“同侧法”知，波沿轴正方向传播，故选项B错误；
C.由图2可知，时，质点位于波峰位置，速度最小，加速度最大，故选项C正确；
D.从到是半个周期，质点从平衡位置向上振动到波峰位置，然后再回到平衡位置，它的速度方向先向上再向下，加速度方向是由回复力方向决定的，该过程中回复力的方向一直向下，所以加速度方向一直向下，故选项D错误。
4、C
【解析】
根据单摆的周期公式：得：，T2与L图象的斜率，横轴截距等于球的半径r．
故
根据以上推导，如果L是实际摆长，图线将通过原点，而斜率仍不变，重力加速度不变，故对g的计算没有影响，一样，故ABD错误，C正确．
故选C．
5、A
【解析】
根据卫星所受的万有引力提供向心力可知：
可得
同步卫星的轨道半径大于中圆轨道卫星，则中圆轨道卫星的周期小，角速度、线速度和向心加速度均大，故A正确，BCD错误。
故选A。
6、A
【解析】
与线圈轴线成30°角穿过线圈的向右磁感应强度均匀增加，故产生恒定的感应电动势，根据法拉第电磁感应定律，有：
由图可知：
Wb/s
代入数据解得：
V
A正确，BCD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、AC
【解析】
A．电场为匀强电场，等势面沿水平方向，则电场线的方向沿竖直方向，带正电的质子弯曲的方向向下，所以质子受力的方向向下，从A到B的过程中电场力做正功，所以质子的速度增大，故A正确；
B．质子受力的方向向下，质子带正电，则电场的方向向下，而沿着电场线电势逐渐降低，故b的电势高于c的电势；故B错误；
C．质子在A点的速度大小为v1，在B点的速度大小为v2，质子在沿等势面方向的分速度不变为v1，所以质子运动的时间
故C正确；
D．在沿电场线的方向的位移为y=Lsinθ，由动能定理有
联立解得
故D错误。
故选AC。
8、AD
【解析】
A．由于电容器和静电计均为断路，故开关闭合一段时间后，电路中电流为0，故电压表两端电压为0，因此C1上电荷量为0，故A正确；
B．由于整个电路中没有电流，C2相当于直接接在电源两端，故滑动滑动变阻器对电路没有影响，C2上电压不变，故电荷量不变，故B错误；
C．电压表两端电压为0，静电计两端电压不为0，故C错误；
D．S断开后，C2上电荷量保持不变，故当两极板距离增大时，电容减小，由可知，电压增大，故静电计张角变大，故D正确；
故选AD。
9、BCE
【解析】
A.悬浮在液体中的微粒越小，受到液体分子碰撞时运动状态越容易改变，则布朗运动越明显，选项A错误；
B.随着分子间距离的增大，分子力先做正功后做负功，故分子势能一定先减小后增大，选项B正确；
C.人们感到特别闷热时，说明空气的相对湿度较大，选项C正确；
D.热量可以自发的从温度高的物体转移给温度低的物体，选项D错误；
E.气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关，温度越高，单位体积的分子数越多，则气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数越多，选项E正确；
10、B
【解析】
设导体棒离开磁场时速度大小为v．此时导体棒受到的安培力大小为： ．由平衡条件得：F=F安+mg；由图2知：F=3mg，联立解得： ．故B正确．导体棒经过磁场的过程中，通过电阻R的电荷量为： ．故A错误．离开磁场时，由F=BIL+mg得： ，导体棒两端电压为：．故C错误．导体棒经过磁场的过程中，设回路产生的总焦耳热为Q．根据功能关系可得：Q=WF-mg•5d-mv2，而拉力做功为：WF=2mgd+3mg•4d=14mgd；电阻R产生焦耳热为：；联立解得：．故D错误．
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、0.50 4.50
【解析】
（1）[1]A处于平衡状态，所受摩擦力等于弹簧秤示数
根据
得
μ＝0.50
[2]由题意可知，金属板做匀加速直线运动，根据
其中
，T＝0.1 s
解得
根据牛顿第二定律得
代入数据解得
F＝4.50 N
12、9.80 1.63 2.66 1.0
【解析】
(1)[1]游标卡尺的主尺读数为9mm，游标尺上第16个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为16×0.05mm=0.80mm，所以最终读数为：9mm+0.80mm=9.80mm；
(2)[2]根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球经过光电门时的速度为：
[3]则有：
(3)[4]先根据记录表中的数据进行了描点，作出图像如图：
(4)[5]由图像可得图像斜率的绝对值为：
要验证机械能守恒定律，必须满足：
化简整理可得：
则有：
解得：
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)30°；；(2)； 。
【解析】
(1)由题
OE＝OC＝R
则：△OEC为等腰三角形
∠OEC＝∠ACB＝30°
所以入射角：
θ1＝60°
由折射定律：n＝ 可得：
sinθ2=，θ2＝30°
由几何关系：∠OED＝30°，则折射光平行于AB的方向，如图；
(2)折射光平行于AB的方向，所以：
ED=2Rcs30°=
光在介质内的速度：v＝，传播的时间：
t＝
联立可得：
t＝
14、 (1)；(2)；(3)
【解析】
(1)由几关系可知左右两个相切圆为临界条件，由于有不能到达要x轴，所以
由几何关系知，磁场中做圆周运动半径为R=a
洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得
解得
则磁感应强度
(2)粒子打x轴上的范围如图所示，
x轴右侧长度为
x轴左侧，与轴相切，由几何关系知
联立可得
(3)粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上，根据几何关系则有
解得
粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上的动量的变化量
粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上运动的最短时间
粒子源打出的部分粒子恰好垂直打在挡板上运动的最长时间
这部分粒子在先后到达板上的时间内对挡板的平均作用力
15、 (i) (ii)
【解析】
正确画出光路图，根据几何关系找到入射角和折射角求出折射率，再根据全反射的条件求解从O点折射到AC边上的光线射出的宽度
【详解】
(i)设光线进入棱镜是的折射角为r，如图1所示，
由几何关系可知
根据折射定律可求得
(ⅱ)设光线进入棱镜在AC面发生全发射时的临界角为C，
解得：
如图2所示，当 时，关系进入棱镜在AC面的入射点计为P，随着入射角的增大，光线在AC面的入射点由移，入射角增大，入射角等于C时发生全发射，此时入射点计为Q，所以在AC面上PQ之间有光线射出．
由几何关系知 ，作OD垂直AC，则


所以AC边三有光线射出的宽度
故本题答案是：(i) (ii)
对于光路图的题目来说，最主要的是正确画出光路图，在借助几何关系求解．
θ
10°
20°
30°
40°
50°
60°
csθ
0.98
0.94
0.87
0.77
0.64
0.50
Δt/ms
18.0
9.0
6.0
4.6
3.7
3.1
v/ms-1
0.54
1.09
①_____
2.13
2.65
3.16
v 2/m2s-2
0.30
1.19
②_______
4.54
7.02
9.99