2024年全国新课程高考理综物理试题（含解析）（辽宁吉林黑龙江）

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2024年全国新课程高考理综 物理试题解析
二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
14．一质点做直线运动，下列描述其位移x或速度v随时间t变化的图像中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
参考答案 C
解题思路 本题考查的考点：位移图像和速度图像。
质点做直线运动，不能出现同一时间两个位移，AB错误；不能出现同一时间两个速度，D错误C正确。
15．福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。借助配重小车可以进行弹射测试，测试时配重小车被弹射器从甲板上水平弹出后，落到海面上。调整弹射装置，使小车水平离开甲板时的动能变为调整前的4倍。忽略空气阻力，则小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的（ ）
A．0.25倍 B．0.5倍 C．2倍 D．4倍
参考答案 C
解题思路 本题考查的考点：平抛运动规律、动能。
小车平抛运动，x=vt， ，解得x=，
动能变为调整前的4倍，由动能公式，可知初速度v为调整前的2倍，由x=可知，小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的2倍，C正确。
16．天文学家发现，在太阳系外的一颗红矮屋有两颗行星绕其运行，其中行星GJ1002c的轨道近似为圆，轨道半径约为日地距离的0.07倍，周期约为0.06年，则这颗红矮星的质量约为太阳质量的（ ）
A．0.001倍 B．0.1倍 C．10倍 D．1000倍
参考答案 B
解题思路 本题考查的考点：万有引力定律、牛顿运动定律。
设红矮星质量为M1，行星GJ1002c的质量为m1，太阳质量为M2，地球的质量为m2，地球绕太阳匀速圆周运动的轨道半径为r，周期为T，由万有引力提供向心力，
=. =., 联立解得=0.1，B正确。
17．三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了2023年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。现有两种量子点分别发出蓝光和红光，下列说法正确的是（ ）
A．蓝光光子的能量大于红光光子的能量
B．蓝光光子的动量小于红光光子的动量
C．在玻璃中传播时，蓝光的速度大于红光的速度
D．蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率
参考答案 A
解题思路 本题考查的考点：光子能量、动量、光的传播、光速。
由于蓝光的频率大于红光，根据光子能量公式，E=hν，可知蓝光光子的能量大于红光光子能量，A正确；根据光子动量公式，p= hν/c，可知蓝光光子的动量大于红光光子的动量，B错误；由于玻璃中蓝光折射率大于红光，n=c/v，可知在玻璃中传播时，蓝光速度小于红光速度，C错误；光在不同介质中传播时频率不变，D错误。
18．如图，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的O点上，下端分别系有均带正电荷的小球P、小球处在某一方向水平向右的匀强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等。则（ ）
A．两绳中的张力大小一定相等
B．P的质量一定大于Q的质量
C．P的电荷量一定小于Q的电荷量
D．P的电荷量一定大于Q的电荷量
参考答案 B
解题思路 本题考查的考点：平衡条件，静电力
由题意可知设Q和P两球之间库仑力为F，绳子的拉力分别为T1，T2，质量分别为m1，m2；与竖直方向夹角为θ，对于小球Q有
对于小球P有
联立有
所以可得
又因为
可知，即P的质量一定大于Q的质量；两小球的电荷量则无法判断。故选B。
19．位于坐标原点O的波源在时开始振动，振动图像如图所示，所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在处的质点P开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置，则（ ）
A．波的周期是0.1s
B．波的振幅是0.2m
C．波的传播速度是10m/s
D．平衡位置在处的质点Q开始振动时，质点P处于波峰位置
参考 答案 AC
解题思路 本题考查的考点：振动图像、波动传播。
由振动图像，可知波动周期T=0.2s，振幅为0.2m，A错误B正确；根据题述，平衡位置在x=3.5m处的质点开始振动时，波源恰好第二次处于波谷位置，t=7T/4，波动传播速度v=x/t=10m/s，C正确；由波长λ=vT=2m，可知PQ两点为反相点，平衡位置在x=4.5m处的质点Q开始振动时，质点P运动到平衡位置向下运动，D错误。
【关键点拨】波动传播时，相距整数波长的两个质点为同相点，振动情况相同；相距半波长奇数倍的两个质点为反相点，振动情况相反。
20．电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90°时，线圈中（ ）
A．电流最小
B．电流最大
C．电流方向由P指向Q
D．电流方向由Q指向P
参考答案 BD
解题思路 本题考查的考点：交变电流的产生、楞次定律
如图开始线圈处于中性面位置，当磁极再转过90°时，此时穿过线圈的磁通量为0，线圈边垂直切割磁感线，磁通量变化率最大，产生的感应电动势和感应电流最大，A错误B正确；在磁极转动的过程中，穿过线圈的磁通量在减小，根据楞次定律可知，此时感应电流方向由Q指向P。D正确C错误。
21．如图，一定量理想气体的循环由下面4个过程组成1→2为绝热过程（过程中气体不与外界交换热量），2→3为等压过程，3→4为绝热过程，4→1为等容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是（ ）
A．1→2过程中，气体内能增加
B．2→3过程中，气体向外放热
C．3→4过程中，气体内能不变
D．4→1过程中，气体向外放热
参考 答案 AD
解题思路 本题考查的考点：热学图像、气体做功和热力学第一定律。
1→2绝热压缩，外界做功，气体内能增加，A正确；2→3过程等圧膨胀，对外做功，温度升高，内能增加，气体吸收热量，B错误；3→4绝热膨胀，对外做功，内能减小，C错误；4→1等容过程，压强减小，由查理定律可知，温度降低，内能减小，由热力学第一定律，气体向外放热，D正确。
三、非选择题：共174分。
22．（6分）
某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。将斜槽轨道固定在水平桌面上，轨道末段水平，右侧端点在水平木板上的垂直投影为O，木板上叠放着白纸和复写纸。实验时先将小球a从斜槽轨道上Q处由静止释放，a从轨道右端水平飞出后落在木板上；重复多次，测出落点的平均位置P与O点的距离x，将与a半径相等的小球b置于轨道右侧端点，再将小球a从Q处由静止释放，两球碰撞后均落在木板上；重复多次，分别测出a、b两球落点的平均位置M、N与O点的距离、。
完成下列填空：
（1）记a、b两球的质量分别为、，实验中须满足条件______（填“>”或“<”）；
（2）如果测得的、、、和在实验误差范围内满足关系式______，则验证了两小球在碰撞中满足动量守恒定律。实验中，用小球落点与O点的距离来代替小球水平飞出时的速度，依据是______。
【参考答案】（1）> （2） ①. ②. 小球离开斜槽末端后做平抛运动，竖直方向高度相同故下落时间相同，水平方向匀速运动直线运动，小球水平飞出时的速度与平抛运动的水平位移成正比。
解题思路 本题考查的考点：验证动量守恒定律实验
（1）为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求；
（2）两球离开斜槽后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它们做平抛运动的时间t相等，碰撞前a球的速度大小
碰撞后a的速度大小
碰撞后b球的速度大小
如果碰撞过程系统动量守恒，则碰撞前后系统动量相等，则
整理得
实验中，用小球落点与O点的距离来代替小球水平飞出时的速度，依据是：小球离开斜槽末端后做平抛运动，竖直方向高度相同故下落时间相同，水平方向匀速运动直线运动，小球水平飞出时的速度与平抛运动的水平位移成正比。
23．（12分）
学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻。可选用的器材有：多用电表，电源E（电动势5V），电压表V1（量程5V，内阻约3kΩ），定值电阻（阻值为800Ω），滑动变阻器（最大阻值50Ω），滑动变阻器（最大阻值5kΩ），开关S，导线若干。
完成下列填空：
（1）利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应______（把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列）；
A．将红、黑表笔短接
B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆
C．将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置
再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的______填“正极、负极”或“负极、正极”）相连，欧姆表的指针位置如图（a）中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡______（填“×1”“×100”或“”）位置，重新调节后，测量得到指针位置如图（a）中实线Ⅱ所示，则组测得到的该电压表内阻为______kΩ（结果保留1位小数）；
（2）为了提高测量精度，他们设计了如图（b）所示的电路，其中滑动变阻器应选______（填“”或“”），闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于______（填“a”或“b”）端；
（3）闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表，待测电压表的示数分别为、，则待测电压表内阻______（用、U和表示）；
（4）测量得到，则待测电压表内阻______（结果保留3位有效数字）。
参考答案 （1）CAB 负极、正极 ×100 1.6
（2）R1 a （3） （4）1.57
解题思路 本题考查的考点：电压表内阻测量、多用电表使用、欧姆定律。
（1）由于电压表内阻约3kΩ，多用电表测量电阻先选欧姆档，然后红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，所以步骤为CAB。
由于多用电表黑表笔接内部电池的正极，所以测量电压表内阻，应将多用电表红、黑表笔分别与待测电压表的负极、正极相连。
由于指针位置I偏转角太小，说明待测电阻大，需要选择欧姆档较大倍率×100，重新调零后，实线II所指位置，读数为16×100Ω=1600Ω=1.6kΩ。
（2）滑动变阻器分压接法应该选择阻值范围较小的滑动变阻器R1.闭合开关S前，应该将滑动变阻器调节到待测电路电压最小位置，即滑动变阻器的滑片应该置于a端。
（3）由欧姆定律，U1-U=，解得RV=
（4）RV== ×800Ω=1566Ω≈1.57kΩ
【方法归纳】此实验测量电压表内阻的方法原理还是欧姆定律。
24．（10分）
将重物从高层楼房的窗外运到地面时，为安全起见，要求下降过程中重物与楼墙保持一定的距离。如图，一种简单的操作方法是一人在高处控制一端系在重物上的绳子P，另一人在地面控制另一根一端系在重物上的绳子Q，二人配合可使重物缓慢竖直下降。若重物的质量，重力加速度大小，当P绳与竖直方向的夹角时，Q绳与竖直方向的夹角
（1）求此时P、Q绳中拉力的大小；
（2）若开始竖直下降时重物距地面的高度，求在重物下降到地面的过程中
【参考答案】（1），；（2）
解题思路 本题考查的考点：平衡条件 动能定理
（1）重物下降的过程中受力平衡，设此时P、Q绳中拉力的大小分别为和，竖直方向
水平方向
联立代入数值得
，
（2）整个过程根据动能定理得
解得两根绳子拉力对重物做总功为
25．（14分）
如图，一长度的均匀薄板初始时静止在一光滑平台上，薄板的右端与平台的边缘O对齐。薄板上的一小物块从薄板的左端以某一初速度向右滑动，当薄板运动的距离时，物块从薄板右端水平飞出；当物块落到地面时，薄板中心恰好运动到O点。已知物块与薄板的质量相等。它们之间的动摩擦因数，重力加速度大小。求
（1）物块初速度大小及其在薄板上运动的时间；
（2）平台距地面的高度。
解题思路 本题考查的考点：动量守恒定律、动能定理、平抛运动规律。
（1）设物块质量m，初速度为v0，薄板质量m，物块滑上薄板，由动量守恒定律 mv0=mv1+mv2
μmgl= mv02-mv12-mv22
物块在薄板上运动加速度a1=μg=3m/s2
物块在薄板上运动位移s=7l/6
v02-v12=2a1s
联立解得：v0=4m/s，v1=3m/s，v2=1m/s
由v0-v1=at1，解得t1=s
（2）物块抛出后薄板匀速运动，=v2t2
解得t2=s
平台距地面的高度 h==m
26．（20分）
一质量为m、电荷量为的带电粒子始终在同一水平面内运动，其速度可用图示的直角坐标系内，一个点表示，、分别为粒子速度在水平面内两个坐标轴上的分量。粒子出发时P位于图中点，粒子在水平方向的匀强电场作用下运动，P点沿线段ab移动到点；随后粒子离开电场，进入方向竖直、磁感应强度大小为B的匀强磁场，P点沿以O为圆心的圆弧移动至点；然后粒子离开磁场返回电场，P点沿线段ca回到a点。已知任何相等的时间内P点沿图中闭合曲线通过的曲线长度都相等。不计重力。求
（1）粒子在磁场中做圆周运动的半径和周期；
（2）电场强度的大小；
（3）P点沿图中闭合曲线移动1周回到a点时，粒子位移的大小。
思路分析 题图给出的是粒子速度在水平面内两个坐标轴上的分量关系图像，不要理解成轨迹图像。在a点，粒子速度沿y方向，做类平抛运动，运动到b点，粒子做匀速圆周运动到c点，逆方向类平抛运动，轨迹如图。
解题思路 本题考查的考点：带电粒子在匀强电场中的类平抛运动和在匀强磁场中的匀速圆周运动。
（1）根据题述，粒子出发时P位于图中点，粒子在水平方向的匀强电场作用下运动，P点沿线段ab移动到点；可知带电粒子在磁场中做匀速圆周运动时的速度v==v0，
由 qvB=m
解得 r=
周期 T=2πr/v=
（2）根据题述，已知任何相等的时间内P点沿图中闭合曲线通过的曲线长度都相等，由于曲线表示的为速度相应的曲线，所以P点沿图中闭合曲线的加速度相等，故可得 =
解得 E=
（3）根据题意分析，可知，P点从b到c，转过270°。P点返回a点时，根据对称性可知与初始位置等高，从a到b过程中，粒子做类平抛运动，t=v0，
沿y方向位移L=v0t。
联立解得 L=
根据几何知识可知 bc之间距离xbc=r=
由粒子在两次电场中运动的对称性可知移动一周时粒子位移大小
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