【高考真题】2024年高考江西卷物理真题
1．（2024·江西）极板间一蜡烛火焰带有正离子、电子以及其他的带电粒子，两极板电压保持不变，当电极板距离减小时，电场强度如何变？电子受力方向？（ ）
A．电场强度增大，方向向左 B．电场强度增大，方向向右
C．电场强度减小，方向向左 D．电场强度减小，方向向右
2．（2024·江西）近年来，江西省科学家发明硅衬底氮化镓基系列发光二极管，开创了国际上第三条技术路线。某氮化镓基材料的简化能级如图所示，若能级差为（约），普朗克常量，则发光频率约为（ ）
A． B．
C． D．
3．（2024·江西）某物体位置随时间的关系为x = 1＋2t＋3t2，则关于其速度与1s内的位移大小，下列说法正确的是（ ）
A．速度是刻画物体位置变化快慢的物理量，1s内的位移大小为6m
B．速度是刻画物体位移变化快慢的物理量，1s内的位移大小为6m
C．速度是刻画物体位置变化快慢的物理量，1s内的位移大小为5m
D．速度是刻画物体位移变化快慢的物理量，1s内的位移大小为5m
4．（2024·江西）两个质量相同的卫星绕月球做匀速圆周运动，半径分别为、，则动能和周期的比值为（ ）
A． B．
C． D．
5．（2024·江西）庐山瀑布“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”瀑布高150m，水流量10m3/s，假设利用瀑布来发电，能量转化效率为70%，则发电功率为（ ）
A．109W B．107W C．105W D．103W
6．（2024·江西）如图（a）所示，利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图（b）、（c）所示。已知超声波在机翼材料中的波速为。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d，下列选项正确的是（ ）
A．振动减弱； B．振动加强；
C．振动减弱； D．振动加强；
7．（2024·江西）石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构新材料，具有丰富的电学性能．现设计一电路测量某二维石墨烯样品的载流子（电子）浓度。如图（a）所示，在长为a，宽为b的石墨烯表面加一垂直向里的匀强磁场，磁感应强度为B，电极1、3间通以恒定电流I，电极2、4间将产生电压U。当时，测得关系图线如图（b）所示，元电荷，则此样品每平方米载流子数最接近（ ）
A． B． C． D．
8．（2024·江西）一条河流某处存在高度差，小鱼从低处向上跃出水面，冲到高处．如图所示，以小鱼跃出水面处为坐标原点，x轴沿水平方向，建立坐标系，小鱼的初速度为，末速度v沿x轴正方向．在此过程中，小鱼可视为质点且只受重力作用。关于小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度和竖直方向分速度与时间t的关系，下列图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
9．（2024·江西）某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是（ ）
A．光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件
B．透镜的作用是使光更集中
C．单缝的作用是获得线光源
D．双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目内越多
10．（2024·江西）如图所示，垂直于水平桌面固定一根轻质绝缘细直杆，质量均为m、带同种电荷的绝缘小球甲和乙穿过直杆，两小球均可视为点电荷，带电荷量分别为q和Q。在图示的坐标系中，小球乙静止在坐标原点，初始时刻小球甲从处由静止释放，开始向下运动。甲和乙两点电荷的电势能（r为两点电荷之间的距离，k为静电力常量）。最大静摩擦力等于滑动摩擦力f，重力加速度为g。关于小球甲，下列说法正确的是（ ）
A．最低点的位置
B．速率达到最大值时的位置
C．最后停留位置x的区间是
D．若在最低点能返回，则初始电势能
11．（2024·江西）某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系。实验装置如图（a）所示，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定一遮光片，细线一端与小车连接，另一端跨过定滑轮挂上钩码。
（1）实验前调节轨道右端滑轮高度，使细线与轨道平行，再适当垫高轨道左端以平衡小车所受摩擦力。
（2）小车的质量为。利用光电门系统测出不同钩码质量m时小车加速度a。钩码所受重力记为F，作出图像，如图（b）中图线甲所示。
（3）由图线甲可知，F较小时，a与F成正比；F较大时，a与F不成正比。为了进一步探究，将小车的质量增加至，重复步骤（2）的测量过程，作出图像，如图（b）中图线乙所示。
（4）与图线甲相比，图线乙的线性区间 ，非线性区间 。再将小车的质量增加至，重复步骤（2）的测量过程，记录钩码所受重力F与小车加速度a，如表所示（表中第组数据未列出）。
序号 1 2 3 4 5
钩码所受重力 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100
小车加速度 0.26 0.55 0.82 1.08 1.36
序号 6 7 8 15
钩码所受重力 0.120 0.140 0.160 …… 0.300
小车加速度 1.67 1.95 2.20 …… 3.92
（5）请在图（b）中补充描出第6至8三个数据点，并补充完成图线丙 。
（6）根据以上实验结果猜想和推断：小车的质量 时，a与F成正比。结合所学知识对上述推断进行解释： 。
12．（2024·江西）某小组欲设计一种电热水器防触电装置，其原理是：当电热管漏电时，利用自来水自身的电阻，可使漏电电流降至人体安全电流以下．为此，需先测量水的电阻率，再进行合理设计。
（1）如图（a）所示，在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极，将自来水倒入其中，测得水的截面宽和高。
（2）现有实验器材：电流表（量程，内阻）、电压表（量程或，内阻未知）、直流电源、滑动变阻器、开关和导线．请在图（a）中画线完成电路实物连接 。
（3）连接好电路，测量的水在不同长度l时的电阻值。将水温升到，重复测量。绘出和水的图，分别如图（b）中甲、乙所示。
（4）若图线的斜率为k，则水的电阻率表达 （用k、d、h表示）。实验结果表明，温度 （填“高”或“低”）的水更容易导电。
（5）测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变，选用内直径为的水管。若人体的安全电流为，热水器出水温度最高为，忽略其他电阻的影响（相当于热水器的工作电压直接加在水管两端），则该水管的长度至少应设计为 m。（保留两位有效数字）
13．（2024·江西）可逆斯特林热机的工作循环如图所示。一定质量的理想气体经完成循环过程，和均为等温过程，和均为等容过程。已知，气体在状态A的压强，体积，气体在状态C的压强。求：
（1）气体在状态D的压强；
（2）气体在状态B的体积。
14．（2024·江西）雪地转椅是一种游乐项目，其中心传动装置带动转椅在雪地上滑动。如图（a）、（b）所示，传动装置有一高度可调的水平圆盘，可绕通过中心O点的竖直轴匀速转动。圆盘边缘A处固定连接一轻绳，轻绳另一端B连接转椅（视为质点）。转椅运动稳定后，其角速度与圆盘角速度相等。转椅与雪地之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，不计空气阻力。
（1）在图（a）中，若圆盘在水平雪地上以角速度匀速转动，转椅运动稳定后在水平雪地上绕O点做半径为的匀速圆周运动。求与之间夹角的正切值。
（2）将圆盘升高，如图（b）所示。圆盘匀速转动，转椅运动稳定后在水平雪地上绕点做半径为的匀速圆周运动，绳子与竖直方向的夹角为，绳子在水平雪地上的投影与的夹角为。求此时圆盘的角速度。
15．（2024·江西）如图（a）所示，轨道左侧斜面倾斜角满足sinθ1 = 0.6，摩擦因数，足够长的光滑水平导轨处于磁感应强度为B = 0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向上，右侧斜面导轨倾角满足sinθ2 = 0.8，摩擦因数。现将质量为m甲 = 6kg的导体杆甲从斜面上高h = 4m处由静止释放，质量为m乙 = 2kg的导体杆乙静止在水平导轨上，与水平轨道左端的距离为d。已知导轨间距为l = 2m，两杆电阻均为R = 1Ω，其余电阻不计，不计导体杆通过水平导轨与斜面导轨连接处的能量损失，且若两杆发生碰撞，则为完全非弹性碰撞，取g = 10m/s2，求：
（1）甲杆刚进入磁场，乙杆的加速度？
（2）乙杆第一次滑上斜面前两杆未相碰，距离d满足的条件？
（3）若乙前两次在右侧倾斜导轨上相对于水平导轨的竖直高度y随时间t的变化如图（b）所示（t1、t2、t3、t4、b均为未知量），乙第二次进入右侧倾斜导轨之前与甲发生碰撞，甲在0 ~ t3时间内未进入右侧倾斜导轨，求d的取值范围。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】电场强度；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】本题考查平行板电容器的电容和场强的变化问题，会根据题意进行准确分析和判断。两极板电压保持不变，则根据电势差和电场强度的关系有
当电极板距离减小时，电场强度E增大，再结合题图可知极板间的电场线水平向左，电场力方向与则可知电子受到的电场力方向向右。
故选B。
【分析】根据平行板电容器的电容决定式和计算式结合极板距离变化情况分析解答，由场强方向结合电子带负电特点分析电场力方向。
2．【答案】C
【知识点】光子及其动量
【解析】【解答】根据题意可知，辐射出的光子能量，由光子的能量
得
故选C。
【分析】
频率为ν的光子的能量ε＝hν，其中h＝6.63×10－34 J·s(称为普朗克常量)。可以计算发光频率。
3．【答案】C
【知识点】位移与路程；速度与速率
【解析】【解答】根据速度的定义式
表明，速度等于位移与时间的比值。位移是物体在一段时间内从一个位置到另一个位置的位置变化量，而时间是这段时间的长度。这个定义强调了速度不仅描述了物体运动的快慢，还描述了物体运动的方向。因此，速度是刻画物体位置变化快慢的物理量。再根据物体位置随时间的关系
可知开始时物体的位置x0 = 1m，1s时物体的位置x1 = 6m，则1s内物体的位移为
故选C。
【分析】
1.速度的物理意义：表示物体位置变化快慢的物理量。
2.根据题目已知位置随时间的关系，确定初始时刻和1s末物体的位置坐标。研究直线运动时，在物体运动的直线上建立x轴，物体的初、末位置可用位置坐标x1、x2表示，那么物体的位移等于两个位置的坐标变化，即Δx。
4．【答案】A
【知识点】卫星问题；动能
【解析】【解答】设月球的质量为M，两个质量相同的卫星绕月球做匀速圆周运动， 设卫星的质量均为m， 由万有引力提供向心力结合牛顿第二定律可得：
动能，结合卫星质量相等可得两卫星动能和周期的比值分别为
，
故答案为：A。
【分析】由万有引力提供向心力得到线速度与半径关系，再根据动能与周期的定义式求解。
5．【答案】B
【知识点】功率及其计算；能量转化和转移的方向性
【解析】【解答】本题考查了能量的转化与守恒，根据瀑布的水减少的重力势能乘以能量转化效率等于转化的电能解答。瀑布高h=150m，水流量Q=10m3/s，Δt时间内流出的水量为
发电过程中水的重力势能转化为电能，则有
故选B。
【分析】根据题目已知条件求得单位时间内瀑布的水减少的重力势能，再乘以能量转化效率即为发电功率。
6．【答案】A
【知识点】波长、波速与频率的关系；波的叠加
【解析】【解答】根据图像读出超声波的传播周期，结合波速求得波长，根据两个反射信号传播到探头处的时间差计算出故两个反射信号的路程差，此路程差等于缺陷深度的2倍。根据反射信号图像可知，超声波的传播周期为
又波速v=6300m/s，则超声波在机翼材料中的波长
结合题图可知，两个反射信号传播到探头处的时间差为
故两个反射信号的路程差
解得
两个反射信号在探头处振动减弱，A正确。
故选A。
【分析】 根据波的干涉现象的振动加强与振动减弱的条件判断两个反射信号在探头处的叠加效果。
7．【答案】D
【知识点】电流的微观表达式及其应用；电磁流量计；速度选择器
【解析】【解答】 电极1、3间通以恒定电流I， 设样品每平方米载流子(电子)数为n，电子定向移动的速率为v，则时间t内通过样品的电荷量
根据电流的定义式得
电极2、4间将产生电压U，当电子稳定通过样品时，其所受电场力与洛伦兹力平衡，则有
联立解得
结合题图（b）的U-B图像的斜率，可得
I=1.00×10-3A，e=1.60×10-19C，解得：n≈2.3×1016（个），故D正确，ABC错误。
故答案为：D。
【分析】先确定时间t内通过样品的电荷量，根据电流的定义式得到电流的微观表达式。当产生的电压稳定时，电子所受电场力与洛伦兹力平衡，据此求得电压U与磁感应强度B的关系式，结合题图（b）的U-B图像的斜率求解此样品每平方米载流子数。
8．【答案】A,D
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】本题考查斜上抛运动的问题，会利用分运动和合运动的思想分析解决实际问题。
AC．小鱼可视为质点且只受重力作用，小鱼做斜抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，即为定值，则有水平位移
故A正确，C错误；
BD．小鱼在竖直方向上做竖直上抛运动，则
，
且最高点时竖直方向的速度为0，故B错误，D正确。
故选AD。
【分析】根据小鱼运动过程的受力情况结合水平分运动的速度和位移进行分析求解；根据小鱼在竖直方向上的位移规律和速度规律列式结合图线进行判断。
9．【答案】B,C
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】AC.为了获取单色的线光源，光具座上应该依次摆放光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、测量头等元件，先通过单缝得到线光源，然后通过双缝得到两列完全相同的相干光，故A错误，C正确；B.透镜的作用是使射向滤光片的光更集中，故B正确；
D．根据条纹间距公式
可知双缝间距越小，相邻亮条纹的间距较大，测量头中观察到的条纹数目内越少，故D错误。
故答案为：BC。
【分析】光源经过透镜会聚后射向滤光片的光更集中，然后经过滤光片变成单色光，经过单缝得到线光源，然后通过双缝得到两列完全相同的相干光；根据双缝干涉条纹间距公式 判断条纹间距的变化。
10．【答案】B,D
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】本题考查了带电体在电场中的运动问题，考查了库仑定律的应用，力与运动逻辑分析能力，能量守恒与功能关系的应用。解答时注意处于临界状态时摩擦力的方向问题。A．小球在运动过程中受重力，库仑力以及摩擦力等于，结合甲和乙两点电荷的电势能
全过程，根据动能定理以及功能关系可得
解得
故A错误；
B．当小球甲的加速度为零时，速率最大，则有
解得
故B正确；
C．小球甲最后停留时，满足
解得位置x的区间
故C错误；
D．若在最低点能返回，即在最低点满足
结合动能定理
又
联立可得
故D正确。
故选BD。
【分析】小球甲从开始运动至第一次运动到最低点的过程，根据能量守恒定律与功能关系求解最低点的位置；小球甲第一次向下运动至速度最大的位置时加速度为零，根据平衡条件求解速率达到最大值时的位置；根据平衡条件分别求得小球甲最终恰好不向上运动和恰好不向下运动的位置，这两个位置之间（包括这两个位置）是小球甲最后停留位置的区间；若小球甲在最低点能返回，在最低点电场力要大于重力与滑动摩擦力之和。结合A选项的结论可求解初始电势能满足的条件。
11．【答案】较大；较小；；远大于钩码质量；见解析
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】（4）线性区间图像为倾斜直线的区间，由题图（b）分析可知，与图线甲相比，图线乙的线性区间较大，非线性区间较小；
（5）在坐标系中进行描点，结合其他点用平滑的曲线拟合，使尽可能多的点在线上，不在线上的点均匀分布在线的两侧，图像尽量充满整个坐标纸，如下图所示
（6）设绳子拉力为，钩码受自身重力和绳子拉力，对钩码根据牛顿第二定律有
对小车根据牛顿第二定律有
联立解得
变形得
当时，可认为
则
即a与F成正比。
【分析】 （4）根据图乙图线解答；
（5）用描点法用平滑曲线连线作图；描点时用平滑的曲线拟合，使尽可能多的点在线上，不在线上的点均匀分布在线的两侧；
（6）以钩码和小车分别为研究对象，分别对其受力分析，根据牛顿第二定律列式求解。
12．【答案】；；高；0.46
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（2） 由于电流表内阻为已知的确定值，故电流表的分压可以求出，所以电流表采用内接法。电源电动势为3V，则电压表应以量程0～3V接入电路，完成电路实物连接如下图所示。
（4）根据电阻定律
故Rx-l图像的斜率
得
根据题图（b）可知，温度高的水的Rx-l图线（图乙）斜率较小，则温度高的水的电阻率较小、更容易导电。
（5）根据前面分析可知的水的电阻率为
故当选用内直径为的水管。若人体的安全电流为，接入电压时，得
解得水管的长度至少应设计为
【分析】（2）电流表内阻为已知的确定值，电流表采用内接法可避免出现系统误差。根据电源电动势选择电压表的量程，据此完成电路实物连接。
（4）根据电阻定律得求解电阻率表达式。根据题图（b）中两图线斜率大小关系，判断水的电阻率与温度高低的关系。
（5）由图（b）中图线乙的斜率求出65℃水的电阻率，根据欧姆定律和电阻定律求解该水管的长度最小值。
13．【答案】解：（1）从D到A状态，根据查理定律
解得
（2）从C到D状态，根据玻意耳定律
解得
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；气体的等容变化及查理定律
【解析】【分析】 （1）气体从状态D到状态A的过程发生等容变化，根据查理定律求解气体在状态D的压强。
（2）气体从状态C到状态D的过程发生等温变化，根据玻意耳定律求解气体在状态C的体积，由题意可知气体在状态B的体积等于状态C的体积。
14．【答案】解：（1）转椅做匀速圆周运动，设此时轻绳拉力为T，转椅质量为m，受力分析可知轻绳拉力沿切线方向的分量与转椅受到地面的滑动摩擦力平衡，沿径向方向的分量提供圆周运动的向心力，故可得
联立解得
（2）设此时轻绳拉力为，沿和垂直竖直向上的分力分别为
，
对转椅根据牛顿第二定律得
沿切线方向
竖直方向
联立解得
【知识点】向心力；生活中的圆周运动
【解析】【分析】（1）对转椅受力分析，确定其做匀速圆周运动所需向心力的来源，根据牛顿第二定律与几何关系求解。
（2）转椅在题图（b）情况下，由滑动摩擦力与绳拉力沿BA1方向的分力的合力提供所需的向心力。在竖直方向上受力平衡，沿圆周运动的切线方向也受力平衡。根据牛顿第二定律与平衡条件解答。
15．【答案】解：（1）甲从静止运动至水平导轨时，根据动能定理有
甲刚进入磁场时，平动切割磁感线有
则根据欧姆定律可知此时回路的感应电流为
根据楞次定律可知，回路中的感应电流沿逆时针方向（俯视），结合左手定则可知，乙所受安培力方向水平向右，由牛顿第二定律有
BI0l = m2a乙0
代入数据有
a乙0 = 2m/s2，方向水平向右
（2）甲和乙在磁场中运动的过程中，系统不受外力作用，则系统动量守恒，若两者共速时恰不相碰，则有
m1v0 = (m1＋m2)v共
对乙根据动量定理有
其中
联立解得
dmin = Δx = 24m
则d满足
d ≥ 24m
（3）根据（2）问可知，从甲刚进入磁场至甲、乙第一次在水平导轨运动稳定，相对位移为Δx = 24m，且稳定时的速度v共 = 6m/s乙第一次在右侧斜轨上向上运动的过程中，根据牛顿第二定律有
m2gsinθ2＋μ2m2gcosθ2 = m2a乙上
根据匀变速直线运动位移与速度的关系有
2a乙上x上 = v共2
乙第一次在右侧斜轨上向下运动的过程中，根据牛顿第二定律有
m2gsinθ2－μ2m2gcosθ2 = m2a乙下
再根据匀变速直线运动位移与速度的关系有
2a乙下x下 = v12
且
x上 = x下
联立解得乙第一次滑下右侧轨道最低点的速度
v1 = 5m/s
由于两棒发生碰撞，则为完全非弹性碰撞，则甲乙整体第一次在右侧倾斜轨道上向上运动有
（m1＋m2）gsinθ2＋μ2（m1＋m2）gcosθ2 = (m1＋m2)a共上
同理有
2a共上x共上 = v2
且由图（b）可知
x上 = 4.84x共上
解得甲、乙碰撞后的速度
乙第一次滑下右侧轨道最低点后与甲相互作用的过程中，甲、乙组成的系统合外力为零，根据动量守恒有
m1v2－m2v1 = (m1＋m2))v
解得乙第一次滑下右侧轨道最低点时甲的速度为
若乙第一次滑下右侧轨道最低点时与甲发生碰撞，则对应d的最小值，乙第一次在右侧斜轨上运动的过程，对甲根据动量定理有
其中
解得
根据位移关系有
dmin'－Δx = Δx1
解得
若乙返回水平导轨后，当两者共速时恰好碰撞，则对应d的最大值，对乙从返回水平导轨到与甲碰撞前瞬间的过程，根据动量定理有
其中
解得
根据位移关系有
dmax－Δx－Δx1 = Δx2
解得
则d的取值范围为
【知识点】电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）根据动能定理求得甲从静止到运动至P1P2处的速度大小。根据法拉第电磁感应定律，闭合电路欧姆定律，安培力计算公式，牛顿第二定律求解乙的加速度大小。根据楞次定律判断回路中的感应电流方向，由左手定则判断乙所受安培力方向，可知其加速度方向。
（2）甲和乙在磁场中的运动过程，两者组成的系统动量守恒，若两者共速时恰不相碰，则d的值最小。根据动量守恒定律，动量定理求解d的最小值。
（3）对乙第一次在右侧倾斜导轨上运动的过程中，根据牛顿第二定律与运动学公式求得乙第一次从右侧倾斜轨道上滑下经Q1Q2时的速度大小。对甲、乙结合体第一次在右侧斜轨上运动的过程，根据牛顿第二 定律与运动学公式求得两者碰撞后的速度大小。根据动量守恒定律求得乙第一次从右侧斜轨上滑下经Q1Q2时甲的速度大小。若乙第一次返回水平导轨时在Q1Q2处恰与甲发生碰撞，则对应d取最小值；若乙第一次返回水平导轨后，当两者共速时恰好碰撞，则对应d取最大值。分别根据动量定理，结合位移大小关系求解d的最小值与最大值，可得d的取值范围。
1 / 1【高考真题】2024年高考江西卷物理真题
1．（2024·江西）极板间一蜡烛火焰带有正离子、电子以及其他的带电粒子，两极板电压保持不变，当电极板距离减小时，电场强度如何变？电子受力方向？（ ）
A．电场强度增大，方向向左 B．电场强度增大，方向向右
C．电场强度减小，方向向左 D．电场强度减小，方向向右
【答案】B
【知识点】电场强度；电势差与电场强度的关系
【解析】【解答】本题考查平行板电容器的电容和场强的变化问题，会根据题意进行准确分析和判断。两极板电压保持不变，则根据电势差和电场强度的关系有
当电极板距离减小时，电场强度E增大，再结合题图可知极板间的电场线水平向左，电场力方向与则可知电子受到的电场力方向向右。
故选B。
【分析】根据平行板电容器的电容决定式和计算式结合极板距离变化情况分析解答，由场强方向结合电子带负电特点分析电场力方向。
2．（2024·江西）近年来，江西省科学家发明硅衬底氮化镓基系列发光二极管，开创了国际上第三条技术路线。某氮化镓基材料的简化能级如图所示，若能级差为（约），普朗克常量，则发光频率约为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】光子及其动量
【解析】【解答】根据题意可知，辐射出的光子能量，由光子的能量
得
故选C。
【分析】
频率为ν的光子的能量ε＝hν，其中h＝6.63×10－34 J·s(称为普朗克常量)。可以计算发光频率。
3．（2024·江西）某物体位置随时间的关系为x = 1＋2t＋3t2，则关于其速度与1s内的位移大小，下列说法正确的是（ ）
A．速度是刻画物体位置变化快慢的物理量，1s内的位移大小为6m
B．速度是刻画物体位移变化快慢的物理量，1s内的位移大小为6m
C．速度是刻画物体位置变化快慢的物理量，1s内的位移大小为5m
D．速度是刻画物体位移变化快慢的物理量，1s内的位移大小为5m
【答案】C
【知识点】位移与路程；速度与速率
【解析】【解答】根据速度的定义式
表明，速度等于位移与时间的比值。位移是物体在一段时间内从一个位置到另一个位置的位置变化量，而时间是这段时间的长度。这个定义强调了速度不仅描述了物体运动的快慢，还描述了物体运动的方向。因此，速度是刻画物体位置变化快慢的物理量。再根据物体位置随时间的关系
可知开始时物体的位置x0 = 1m，1s时物体的位置x1 = 6m，则1s内物体的位移为
故选C。
【分析】
1.速度的物理意义：表示物体位置变化快慢的物理量。
2.根据题目已知位置随时间的关系，确定初始时刻和1s末物体的位置坐标。研究直线运动时，在物体运动的直线上建立x轴，物体的初、末位置可用位置坐标x1、x2表示，那么物体的位移等于两个位置的坐标变化，即Δx。
4．（2024·江西）两个质量相同的卫星绕月球做匀速圆周运动，半径分别为、，则动能和周期的比值为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【知识点】卫星问题；动能
【解析】【解答】设月球的质量为M，两个质量相同的卫星绕月球做匀速圆周运动， 设卫星的质量均为m， 由万有引力提供向心力结合牛顿第二定律可得：
动能，结合卫星质量相等可得两卫星动能和周期的比值分别为
，
故答案为：A。
【分析】由万有引力提供向心力得到线速度与半径关系，再根据动能与周期的定义式求解。
5．（2024·江西）庐山瀑布“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”瀑布高150m，水流量10m3/s，假设利用瀑布来发电，能量转化效率为70%，则发电功率为（ ）
A．109W B．107W C．105W D．103W
【答案】B
【知识点】功率及其计算；能量转化和转移的方向性
【解析】【解答】本题考查了能量的转化与守恒，根据瀑布的水减少的重力势能乘以能量转化效率等于转化的电能解答。瀑布高h=150m，水流量Q=10m3/s，Δt时间内流出的水量为
发电过程中水的重力势能转化为电能，则有
故选B。
【分析】根据题目已知条件求得单位时间内瀑布的水减少的重力势能，再乘以能量转化效率即为发电功率。
6．（2024·江西）如图（a）所示，利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中，入射波为连续的正弦信号，探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号，分别如图（b）、（c）所示。已知超声波在机翼材料中的波速为。关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d，下列选项正确的是（ ）
A．振动减弱； B．振动加强；
C．振动减弱； D．振动加强；
【答案】A
【知识点】波长、波速与频率的关系；波的叠加
【解析】【解答】根据图像读出超声波的传播周期，结合波速求得波长，根据两个反射信号传播到探头处的时间差计算出故两个反射信号的路程差，此路程差等于缺陷深度的2倍。根据反射信号图像可知，超声波的传播周期为
又波速v=6300m/s，则超声波在机翼材料中的波长
结合题图可知，两个反射信号传播到探头处的时间差为
故两个反射信号的路程差
解得
两个反射信号在探头处振动减弱，A正确。
故选A。
【分析】 根据波的干涉现象的振动加强与振动减弱的条件判断两个反射信号在探头处的叠加效果。
7．（2024·江西）石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构新材料，具有丰富的电学性能．现设计一电路测量某二维石墨烯样品的载流子（电子）浓度。如图（a）所示，在长为a，宽为b的石墨烯表面加一垂直向里的匀强磁场，磁感应强度为B，电极1、3间通以恒定电流I，电极2、4间将产生电压U。当时，测得关系图线如图（b）所示，元电荷，则此样品每平方米载流子数最接近（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【知识点】电流的微观表达式及其应用；电磁流量计；速度选择器
【解析】【解答】 电极1、3间通以恒定电流I， 设样品每平方米载流子(电子)数为n，电子定向移动的速率为v，则时间t内通过样品的电荷量
根据电流的定义式得
电极2、4间将产生电压U，当电子稳定通过样品时，其所受电场力与洛伦兹力平衡，则有
联立解得
结合题图（b）的U-B图像的斜率，可得
I=1.00×10-3A，e=1.60×10-19C，解得：n≈2.3×1016（个），故D正确，ABC错误。
故答案为：D。
【分析】先确定时间t内通过样品的电荷量，根据电流的定义式得到电流的微观表达式。当产生的电压稳定时，电子所受电场力与洛伦兹力平衡，据此求得电压U与磁感应强度B的关系式，结合题图（b）的U-B图像的斜率求解此样品每平方米载流子数。
8．（2024·江西）一条河流某处存在高度差，小鱼从低处向上跃出水面，冲到高处．如图所示，以小鱼跃出水面处为坐标原点，x轴沿水平方向，建立坐标系，小鱼的初速度为，末速度v沿x轴正方向．在此过程中，小鱼可视为质点且只受重力作用。关于小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度和竖直方向分速度与时间t的关系，下列图像可能正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A,D
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】本题考查斜上抛运动的问题，会利用分运动和合运动的思想分析解决实际问题。
AC．小鱼可视为质点且只受重力作用，小鱼做斜抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，即为定值，则有水平位移
故A正确，C错误；
BD．小鱼在竖直方向上做竖直上抛运动，则
，
且最高点时竖直方向的速度为0，故B错误，D正确。
故选AD。
【分析】根据小鱼运动过程的受力情况结合水平分运动的速度和位移进行分析求解；根据小鱼在竖直方向上的位移规律和速度规律列式结合图线进行判断。
9．（2024·江西）某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是（ ）
A．光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件
B．透镜的作用是使光更集中
C．单缝的作用是获得线光源
D．双缝间距越小，测量头中观察到的条纹数目内越多
【答案】B,C
【知识点】用双缝干涉测光波的波长
【解析】【解答】AC.为了获取单色的线光源，光具座上应该依次摆放光源、透镜、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、测量头等元件，先通过单缝得到线光源，然后通过双缝得到两列完全相同的相干光，故A错误，C正确；B.透镜的作用是使射向滤光片的光更集中，故B正确；
D．根据条纹间距公式
可知双缝间距越小，相邻亮条纹的间距较大，测量头中观察到的条纹数目内越少，故D错误。
故答案为：BC。
【分析】光源经过透镜会聚后射向滤光片的光更集中，然后经过滤光片变成单色光，经过单缝得到线光源，然后通过双缝得到两列完全相同的相干光；根据双缝干涉条纹间距公式 判断条纹间距的变化。
10．（2024·江西）如图所示，垂直于水平桌面固定一根轻质绝缘细直杆，质量均为m、带同种电荷的绝缘小球甲和乙穿过直杆，两小球均可视为点电荷，带电荷量分别为q和Q。在图示的坐标系中，小球乙静止在坐标原点，初始时刻小球甲从处由静止释放，开始向下运动。甲和乙两点电荷的电势能（r为两点电荷之间的距离，k为静电力常量）。最大静摩擦力等于滑动摩擦力f，重力加速度为g。关于小球甲，下列说法正确的是（ ）
A．最低点的位置
B．速率达到最大值时的位置
C．最后停留位置x的区间是
D．若在最低点能返回，则初始电势能
【答案】B,D
【知识点】带电粒子在电场中的运动综合
【解析】【解答】本题考查了带电体在电场中的运动问题，考查了库仑定律的应用，力与运动逻辑分析能力，能量守恒与功能关系的应用。解答时注意处于临界状态时摩擦力的方向问题。A．小球在运动过程中受重力，库仑力以及摩擦力等于，结合甲和乙两点电荷的电势能
全过程，根据动能定理以及功能关系可得
解得
故A错误；
B．当小球甲的加速度为零时，速率最大，则有
解得
故B正确；
C．小球甲最后停留时，满足
解得位置x的区间
故C错误；
D．若在最低点能返回，即在最低点满足
结合动能定理
又
联立可得
故D正确。
故选BD。
【分析】小球甲从开始运动至第一次运动到最低点的过程，根据能量守恒定律与功能关系求解最低点的位置；小球甲第一次向下运动至速度最大的位置时加速度为零，根据平衡条件求解速率达到最大值时的位置；根据平衡条件分别求得小球甲最终恰好不向上运动和恰好不向下运动的位置，这两个位置之间（包括这两个位置）是小球甲最后停留位置的区间；若小球甲在最低点能返回，在最低点电场力要大于重力与滑动摩擦力之和。结合A选项的结论可求解初始电势能满足的条件。
11．（2024·江西）某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系。实验装置如图（a）所示，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定一遮光片，细线一端与小车连接，另一端跨过定滑轮挂上钩码。
（1）实验前调节轨道右端滑轮高度，使细线与轨道平行，再适当垫高轨道左端以平衡小车所受摩擦力。
（2）小车的质量为。利用光电门系统测出不同钩码质量m时小车加速度a。钩码所受重力记为F，作出图像，如图（b）中图线甲所示。
（3）由图线甲可知，F较小时，a与F成正比；F较大时，a与F不成正比。为了进一步探究，将小车的质量增加至，重复步骤（2）的测量过程，作出图像，如图（b）中图线乙所示。
（4）与图线甲相比，图线乙的线性区间 ，非线性区间 。再将小车的质量增加至，重复步骤（2）的测量过程，记录钩码所受重力F与小车加速度a，如表所示（表中第组数据未列出）。
序号 1 2 3 4 5
钩码所受重力 0.020 0.040 0.060 0.080 0.100
小车加速度 0.26 0.55 0.82 1.08 1.36
序号 6 7 8 15
钩码所受重力 0.120 0.140 0.160 …… 0.300
小车加速度 1.67 1.95 2.20 …… 3.92
（5）请在图（b）中补充描出第6至8三个数据点，并补充完成图线丙 。
（6）根据以上实验结果猜想和推断：小车的质量 时，a与F成正比。结合所学知识对上述推断进行解释： 。
【答案】较大；较小；；远大于钩码质量；见解析
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】（4）线性区间图像为倾斜直线的区间，由题图（b）分析可知，与图线甲相比，图线乙的线性区间较大，非线性区间较小；
（5）在坐标系中进行描点，结合其他点用平滑的曲线拟合，使尽可能多的点在线上，不在线上的点均匀分布在线的两侧，图像尽量充满整个坐标纸，如下图所示
（6）设绳子拉力为，钩码受自身重力和绳子拉力，对钩码根据牛顿第二定律有
对小车根据牛顿第二定律有
联立解得
变形得
当时，可认为
则
即a与F成正比。
【分析】 （4）根据图乙图线解答；
（5）用描点法用平滑曲线连线作图；描点时用平滑的曲线拟合，使尽可能多的点在线上，不在线上的点均匀分布在线的两侧；
（6）以钩码和小车分别为研究对象，分别对其受力分析，根据牛顿第二定律列式求解。
12．（2024·江西）某小组欲设计一种电热水器防触电装置，其原理是：当电热管漏电时，利用自来水自身的电阻，可使漏电电流降至人体安全电流以下．为此，需先测量水的电阻率，再进行合理设计。
（1）如图（a）所示，在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极，将自来水倒入其中，测得水的截面宽和高。
（2）现有实验器材：电流表（量程，内阻）、电压表（量程或，内阻未知）、直流电源、滑动变阻器、开关和导线．请在图（a）中画线完成电路实物连接 。
（3）连接好电路，测量的水在不同长度l时的电阻值。将水温升到，重复测量。绘出和水的图，分别如图（b）中甲、乙所示。
（4）若图线的斜率为k，则水的电阻率表达 （用k、d、h表示）。实验结果表明，温度 （填“高”或“低”）的水更容易导电。
（5）测出电阻率后，拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变，选用内直径为的水管。若人体的安全电流为，热水器出水温度最高为，忽略其他电阻的影响（相当于热水器的工作电压直接加在水管两端），则该水管的长度至少应设计为 m。（保留两位有效数字）
【答案】；；高；0.46
【知识点】导体电阻率的测量
【解析】【解答】（2） 由于电流表内阻为已知的确定值，故电流表的分压可以求出，所以电流表采用内接法。电源电动势为3V，则电压表应以量程0～3V接入电路，完成电路实物连接如下图所示。
（4）根据电阻定律
故Rx-l图像的斜率
得
根据题图（b）可知，温度高的水的Rx-l图线（图乙）斜率较小，则温度高的水的电阻率较小、更容易导电。
（5）根据前面分析可知的水的电阻率为
故当选用内直径为的水管。若人体的安全电流为，接入电压时，得
解得水管的长度至少应设计为
【分析】（2）电流表内阻为已知的确定值，电流表采用内接法可避免出现系统误差。根据电源电动势选择电压表的量程，据此完成电路实物连接。
（4）根据电阻定律得求解电阻率表达式。根据题图（b）中两图线斜率大小关系，判断水的电阻率与温度高低的关系。
（5）由图（b）中图线乙的斜率求出65℃水的电阻率，根据欧姆定律和电阻定律求解该水管的长度最小值。
13．（2024·江西）可逆斯特林热机的工作循环如图所示。一定质量的理想气体经完成循环过程，和均为等温过程，和均为等容过程。已知，气体在状态A的压强，体积，气体在状态C的压强。求：
（1）气体在状态D的压强；
（2）气体在状态B的体积。
【答案】解：（1）从D到A状态，根据查理定律
解得
（2）从C到D状态，根据玻意耳定律
解得
【知识点】气体的等温变化及玻意耳定律；气体的等容变化及查理定律
【解析】【分析】 （1）气体从状态D到状态A的过程发生等容变化，根据查理定律求解气体在状态D的压强。
（2）气体从状态C到状态D的过程发生等温变化，根据玻意耳定律求解气体在状态C的体积，由题意可知气体在状态B的体积等于状态C的体积。
14．（2024·江西）雪地转椅是一种游乐项目，其中心传动装置带动转椅在雪地上滑动。如图（a）、（b）所示，传动装置有一高度可调的水平圆盘，可绕通过中心O点的竖直轴匀速转动。圆盘边缘A处固定连接一轻绳，轻绳另一端B连接转椅（视为质点）。转椅运动稳定后，其角速度与圆盘角速度相等。转椅与雪地之间的动摩擦因数为，重力加速度为g，不计空气阻力。
（1）在图（a）中，若圆盘在水平雪地上以角速度匀速转动，转椅运动稳定后在水平雪地上绕O点做半径为的匀速圆周运动。求与之间夹角的正切值。
（2）将圆盘升高，如图（b）所示。圆盘匀速转动，转椅运动稳定后在水平雪地上绕点做半径为的匀速圆周运动，绳子与竖直方向的夹角为，绳子在水平雪地上的投影与的夹角为。求此时圆盘的角速度。
【答案】解：（1）转椅做匀速圆周运动，设此时轻绳拉力为T，转椅质量为m，受力分析可知轻绳拉力沿切线方向的分量与转椅受到地面的滑动摩擦力平衡，沿径向方向的分量提供圆周运动的向心力，故可得
联立解得
（2）设此时轻绳拉力为，沿和垂直竖直向上的分力分别为
，
对转椅根据牛顿第二定律得
沿切线方向
竖直方向
联立解得
【知识点】向心力；生活中的圆周运动
【解析】【分析】（1）对转椅受力分析，确定其做匀速圆周运动所需向心力的来源，根据牛顿第二定律与几何关系求解。
（2）转椅在题图（b）情况下，由滑动摩擦力与绳拉力沿BA1方向的分力的合力提供所需的向心力。在竖直方向上受力平衡，沿圆周运动的切线方向也受力平衡。根据牛顿第二定律与平衡条件解答。
15．（2024·江西）如图（a）所示，轨道左侧斜面倾斜角满足sinθ1 = 0.6，摩擦因数，足够长的光滑水平导轨处于磁感应强度为B = 0.5T的匀强磁场中，磁场方向竖直向上，右侧斜面导轨倾角满足sinθ2 = 0.8，摩擦因数。现将质量为m甲 = 6kg的导体杆甲从斜面上高h = 4m处由静止释放，质量为m乙 = 2kg的导体杆乙静止在水平导轨上，与水平轨道左端的距离为d。已知导轨间距为l = 2m，两杆电阻均为R = 1Ω，其余电阻不计，不计导体杆通过水平导轨与斜面导轨连接处的能量损失，且若两杆发生碰撞，则为完全非弹性碰撞，取g = 10m/s2，求：
（1）甲杆刚进入磁场，乙杆的加速度？
（2）乙杆第一次滑上斜面前两杆未相碰，距离d满足的条件？
（3）若乙前两次在右侧倾斜导轨上相对于水平导轨的竖直高度y随时间t的变化如图（b）所示（t1、t2、t3、t4、b均为未知量），乙第二次进入右侧倾斜导轨之前与甲发生碰撞，甲在0 ~ t3时间内未进入右侧倾斜导轨，求d的取值范围。
【答案】解：（1）甲从静止运动至水平导轨时，根据动能定理有
甲刚进入磁场时，平动切割磁感线有
则根据欧姆定律可知此时回路的感应电流为
根据楞次定律可知，回路中的感应电流沿逆时针方向（俯视），结合左手定则可知，乙所受安培力方向水平向右，由牛顿第二定律有
BI0l = m2a乙0
代入数据有
a乙0 = 2m/s2，方向水平向右
（2）甲和乙在磁场中运动的过程中，系统不受外力作用，则系统动量守恒，若两者共速时恰不相碰，则有
m1v0 = (m1＋m2)v共
对乙根据动量定理有
其中
联立解得
dmin = Δx = 24m
则d满足
d ≥ 24m
（3）根据（2）问可知，从甲刚进入磁场至甲、乙第一次在水平导轨运动稳定，相对位移为Δx = 24m，且稳定时的速度v共 = 6m/s乙第一次在右侧斜轨上向上运动的过程中，根据牛顿第二定律有
m2gsinθ2＋μ2m2gcosθ2 = m2a乙上
根据匀变速直线运动位移与速度的关系有
2a乙上x上 = v共2
乙第一次在右侧斜轨上向下运动的过程中，根据牛顿第二定律有
m2gsinθ2－μ2m2gcosθ2 = m2a乙下
再根据匀变速直线运动位移与速度的关系有
2a乙下x下 = v12
且
x上 = x下
联立解得乙第一次滑下右侧轨道最低点的速度
v1 = 5m/s
由于两棒发生碰撞，则为完全非弹性碰撞，则甲乙整体第一次在右侧倾斜轨道上向上运动有
（m1＋m2）gsinθ2＋μ2（m1＋m2）gcosθ2 = (m1＋m2)a共上
同理有
2a共上x共上 = v2
且由图（b）可知
x上 = 4.84x共上
解得甲、乙碰撞后的速度
乙第一次滑下右侧轨道最低点后与甲相互作用的过程中，甲、乙组成的系统合外力为零，根据动量守恒有
m1v2－m2v1 = (m1＋m2))v
解得乙第一次滑下右侧轨道最低点时甲的速度为
若乙第一次滑下右侧轨道最低点时与甲发生碰撞，则对应d的最小值，乙第一次在右侧斜轨上运动的过程，对甲根据动量定理有
其中
解得
根据位移关系有
dmin'－Δx = Δx1
解得
若乙返回水平导轨后，当两者共速时恰好碰撞，则对应d的最大值，对乙从返回水平导轨到与甲碰撞前瞬间的过程，根据动量定理有
其中
解得
根据位移关系有
dmax－Δx－Δx1 = Δx2
解得
则d的取值范围为
【知识点】电磁感应中的动力学问题；电磁感应中的能量类问题
【解析】【分析】（1）根据动能定理求得甲从静止到运动至P1P2处的速度大小。根据法拉第电磁感应定律，闭合电路欧姆定律，安培力计算公式，牛顿第二定律求解乙的加速度大小。根据楞次定律判断回路中的感应电流方向，由左手定则判断乙所受安培力方向，可知其加速度方向。
（2）甲和乙在磁场中的运动过程，两者组成的系统动量守恒，若两者共速时恰不相碰，则d的值最小。根据动量守恒定律，动量定理求解d的最小值。
（3）对乙第一次在右侧倾斜导轨上运动的过程中，根据牛顿第二定律与运动学公式求得乙第一次从右侧倾斜轨道上滑下经Q1Q2时的速度大小。对甲、乙结合体第一次在右侧斜轨上运动的过程，根据牛顿第二 定律与运动学公式求得两者碰撞后的速度大小。根据动量守恒定律求得乙第一次从右侧斜轨上滑下经Q1Q2时甲的速度大小。若乙第一次返回水平导轨时在Q1Q2处恰与甲发生碰撞，则对应d取最小值；若乙第一次返回水平导轨后，当两者共速时恰好碰撞，则对应d取最大值。分别根据动量定理，结合位移大小关系求解d的最小值与最大值，可得d的取值范围。
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