2024年江苏高考物理最后一卷（新情景题）（江苏卷03）（全解全析）

这是一份2024年江苏高考物理最后一卷（新情景题）（江苏卷03）（全解全析），共14页。试卷主要包含了纵波也可以发生干涉现象，如图甲所示是电机的示意图等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如
需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回
一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。
1．铯无色无味，会发生衰变同时释放射线，半衰期约30年，放射性较强，如果人接触到一定剂量，会对人体造成伤害甚至致死。下列说法正确的是（ ）
A．铯发生衰变时，原子核中放出一个电子
B．铯发生衰变时释放的射线，来自铯
C．粒子的速度为光速的十分之一
D．一定量的铯，经过60年将全部衰变完
【答案】A
【详解】A．铯发生衰变时，原子核中放出一个电子,衰变过程中的电子是由核内中子转化为质子时释放出来的，故A正确；
B．铯发生衰变时释放的射线，来自衰变产生的新核，故B错误；
C．粒子速度约为光速的十分之九，故C错误；
D．一定量的铯，经过60年即经过两个半衰期，还剩原来的没有衰变，故D错误。
故选A。
2．用各种频率的光照射两种金属材料得到遏止电压Uc随光的频率ν变化的两条图线1、2，图线上有P和Q两点。下列说法正确的是（ ）
A．图线1、2一定平行
B．图线1对应金属材料的逸出功大
C．照射同一金属材料，用Q对应的光比P对应的光产生的饱和电流大
D．照射同一金属材料，用P对应的光比Q对应的光溢出的电子初动能大
【答案】A
【详解】A．根据光电效应方程可得，，可得，由此可知，图线1、2斜率相同，两图线一定平行，故A正确；
B．结合图线可知，图线2对应金属材料的逸出功大，故B错误；
C．P光对应的频率较小，当不能确定光的强度，所以不可以确定饱和光电流的大小，故C错误；
D．P光对应的频率较小，Q光的频率较大，所以照射同一金属材料，用Q对应的光比P对应的光溢出的电子初动能大，故D错误。
故选A。
3．如图，在墙内或地面埋有一根通有恒定电流的长直导线。为探测该导线的走向，现用一个与灵敏电流计（图中未画出）串联的感应线圈进行探测，结果如下表。忽略地磁场的影响，则该导线可能的走向是（ ）
A．Oa方向B．Ob方向C．Oc方向D．Oe方向
【答案】D
【详解】通电直导线周围的磁场的是以导线为圆心的一个个同心圆，当线圈平面平行于地面Oabc移动时，线圈中无感应电流产生，则穿过线圈的磁通量不变，说明线圈平面与磁场所在平面平行，即通电导线应垂直于Oabc平面，当线圈平面平行于墙面Oade移动时，沿Oa方向平移有电流，磁通量变化，沿Oe方向平移无电流，磁通量不变，说明导线应该沿Oe方向。
故选D。
4．如图所示为抛圈套物游戏，若大人与小孩先后在同一地点正上方，从不同高度以相同的初速度水平抛出套圈，大人的出手点比小孩高，（不计空气阻力，套圈落地后不弹起），他们都套中奖品，每个奖品间距离一致。则（ ）
A．若小孩套中的是C奖品，那么大人可能套中奖品B
B．若大人套中奖品D，小孩套中B，大人的速度和小孩速度相等，那么大人所在高度应为小孩的
C．小孩想要套大人套中的奖品仅需初速度减小并斜向下抛出
D．小孩想要套大人套中的奖品仅需适当增大初速度与地面的夹角
【答案】D
【详解】A．根据平抛运动的规律，，可得，因此套圈飞行时间由下落高度决定，大人的出手点比小孩高，大人扔出的套圈飞行时间长，在相同的初速度作用下，大人扔出去的套圈水平距离大，因此若小孩套中的是C奖品，那么大人不可能套中奖品B，故A错误；
B．对于大人，有，对于小孩，因此大人和小孩所用时间之比为，大人和小孩所在高度之比为，故B错误；
C．如果小孩想要套中大人套中的奖品，则小孩应向前移动适当距离；如果小孩抛出套圈的初速度减小并斜向下抛出，则套圈的水平分速度将更小，竖直方向上由于具有了向下的初速度，套圈在空中的运动时间将减小，从而使套圈的水平位移更小，不可能套中大人套中的奖品，故C错误；
D．如果适当增大初速度与地面的夹角，虽然套圈的水平分速度将更小，但是竖直方向上由于具有了向上的初速度，套圈在空中的运动时间将增大，从而使套圈的水平位移更大，因此有可能套中大人套中的奖品，故D错误。
故选D。
5．纵波也可以发生干涉现象。图甲是可以使轻质泡沫颗粒悬浮的声悬浮仪，上、下两圆柱体间的两列振幅相同的同频超声波相遇发生干涉现象。泡沫颗粒能在振幅几乎为零的点附近保持悬浮状态。以上、下两波源的连线为x轴，轴上两列超声波的叠加情况可简化为图乙所示，实线表示振动加强点的位置，虚线表示振动减弱点的位置。已知这两列超声波传播的速度均为。则下列说法正确的是（ ）
A．振动加强点的质点，位移始终最大
B．泡沫颗粒能悬浮在的M点附近
C．该声悬浮仪发出的超声波频率为
D．增大该声悬浮仪所发出的超声波频率，泡沫颗粒可悬浮的点的个数增加
【答案】D
【详解】A．振动加强点的质点，其振幅最大，可仍做周期性的振动，因此位移不是始终最大，A错误；
B．的M点是振动加强点，泡沫颗粒在该点附近振动剧烈，不能悬浮在M点附近，B错误；
C．由图乙可知，相邻两振动加强点（或相邻两减弱点）之间的距离为0.50cm，因此两波的波长为，由于波速为，因此波的频率为，C错误；D．增大该声悬浮仪所发出的超声波频率，则超声波的波长减小，则在相同的距离内振动减弱点的个数增加，因此泡沫颗粒可悬浮的点的个数增加，D正确。
故选D。
6．如图所示，狭缝及平面镜M均与虚线所在水平面平行放置，用蓝光垂直照射狭缝，可以在光屏上看到明暗相间的条纹。下列判断正确的是（ ）
A．看到的条纹是不平行的
B．看到的条纹间距不相等
C．若将蓝光换成红光，看到的条纹间距变小
D．若将平面镜M向上平移到虚线处，看到的条纹间距变大
【答案】D
【详解】AB．狭缝与其经平面镜所成的像关于平面镜对称，和等效为相干光源，在光屏上出现干涉条纹，条纹平行且等间距，AB错误；
C．若将蓝光换成红光，光的波长变长，根据知，条纹间距变大，C错误；
D．若将平面镜向上平移到虚线处，与之间的距离变小，则条纹间距变大，D正确。
故选D。
7．操场上两同学练习排球，在空中同一水平直线上A、B两点处分别把1、2相同的两球同时击出，A做平抛运动，B做斜抛运动，两球的运动轨迹在同一竖直平面内，如图，轨迹交于P点，P是AB连线中垂线上一点，球1的初速度为v1，球2的初速度为v2，不考虑排球的旋转，不计空气阻力，两球从抛出到P点的过程中（ ）
A．单位时间内，1球速度的变化大于2球速度的变化
B．两球在P点相遇
C．2球在最高点的速度小于v1
D．1球动量的变化大于2球动量的变化
【答案】C
【详解】A．由于两球的加速度均为重力加速度，所以单位时间内，1球速度的变化等于2球速度的变化，故A错误；
BC．若两球在P点相遇，下落的高度相同，则运动的时间相同，对1球，有，，对2球，有，，由此可知，，所以1球先经过P点，两球不会在P点相遇，2球在最高点的速度小于v1，故B错误，C正确；
D．根据动量定理可得，由于，所以1球动量的变化小于2球动量的变化，故D错误。
故选C。
8．我国的火星探测器“天问一号”的发射过程采用了椭圆形转移轨道，如图所示为发射变轨简图。已知地球和火星绕太阳公转的轨道半径分别为r和，探测器需在地球运行至一个预先设定的位置A时发射，该位置也是椭圆形转移轨道的近日点，在此位置探测器通过火箭点火实施变速，进入椭圆形转移轨道，沿此轨道到达远日点B再次变速进入火星公转轨道。下列说法正确的是（ ）
A．探测器由A点大约经0.7年才能抵达B点
B．探测器由A点大约经0.9年才能抵达B点
C．为完成变轨，探测器在A点需要加速，在B点需要减速
D．为完成变轨，探测器在A、B两点均需要减速
【答案】A
【详解】AB．根据开普勒第三定律可知，则有，年，所以，从A点抵达B点的时间年，A正确，B错误；
CD．为完成变轨，在A需做离心运动，上升至更高的轨道上，到达B点，继续加速，上升至更高的火星公转轨道上，因此在A、B两点均需加速变轨，CD错误。
故选A。
9．如图甲所示是电机的示意图。如图乙所示，将两个完全相同的电机正对放置，用直杆连接两个电机的转轴，电机与电源相连，电机与毫安表相连。先闭合开关，再闭合开关，发现毫安表指针发生偏转。下列说法正确的是（ ）
A．电机相当于发电机
B．毫安表指针会在中央零刻度的左右晃动
C．闭合开关瞬间，电机转动变快，其线圈发热明显
D．将电机和的磁极N、S都交换，毫安表的指针偏转方向不变
【答案】D
【详解】A．由于所在电路中有电源，且当开关闭合后会转动，说明是电动机，电动机是利用通电导线在磁场中受到力的作用而制成的，故A错误；
B．由于与用转轴相连，当转动时会带动转动，而当转动时，闭合开关，与串联而构成闭合的毫安表指针发生偏转，说明是发电机，发电机内部有磁场和线圈，在的带动下，内部线圈将会做切割磁感线的运动，从而产生感应电动势，在其所在回路中产生感应电流，因此毫安表发生偏转，但在稳定转动的情况下，毫安表指针不会在中央零刻度的左右晃动，毫安表显示的是感应电流的有效值，若是稳定转动，则其指针将稳定的指在某一刻度，故B错误；
C．闭合开关瞬间，电机转速将降低，电流增大，其线圈发热明显，故C错误；
D．将中的磁极N、S交换，根据左手定则可知，的转动方向将与原来反向，若同时将中的磁极N、S交换，则在带动下转动产生感应电流的方向不发生变化，毫安表的指针偏转方向不变，故D正确。
故选D。
10．2023年7月，由中国科学院研制的电磁弹射实验装置启动试运行，该装置在地面构建微重力实验环境，把“太空”搬到地面。实验装置像一个“大电梯”，原理如图所示，在电磁弹射阶段，电磁弹射系统推动实验舱竖直向上加速运动至A位置，撤除电磁作用。此后，实验舱做竖直上抛运动，到达最高点后返回A位置，再经历一段减速运动后静止。某同学查阅资料了解到：在上述过程中的某个阶段，忽略阻力，实验舱处于完全失重状态，这一阶段持续的时间为4s，实验舱的质量为500kg。他根据上述信息，取重力加速度，做出以下判断，其中正确的是（ ）
A．实验舱向上运动的过程始终处于超重状态
B．实验舱运动过程中的最大速度为40m/s
C．向上弹射阶段，电磁弹射系统对实验舱做功大于
D．向上弹射阶段，电磁弹射系统对实验舱的冲量等于
【答案】C
【详解】A．实验舱在电磁弹射阶段处于超重状态，在竖直上抛阶段处于失重状态，选项A错误；
B．实验舱在电磁弹射结束后开始竖直上抛时的速度最大，根据竖直上抛运动的对称性可知该速度为，选项B错误；
C．在向上弹射过程中，根据动能定理有，所以，选项C正确；
D．在向上弹射过程中，根据动量定理有，所以，选项D错误。
故C正确。
11．如图将直角△ABC上，AB两点分别固定放置电荷量为Q和的正电荷，AC边长为l，在C点放置一点质量为m电荷量为q的电荷，已知q<A．不管q带正电还是负电，电荷q都不可能做匀速圆周运动
B．若电荷q可以做圆周运动，则电荷q带负电，且∠CBA=30°，圆周运动的速度大小为
C．若q做匀速圆周运动，则电荷q运动过程中电场强度不变
D．若给电荷q的初速度能沿CD方向做直线运动，则整个运动过程中电荷q的电势能一定先减小再增大
【答案】B
【详解】A．如果AB两点分别固定放置电荷量为Q和的正电荷，在C点的合场强沿DC方向，若此时q带负电，电荷q可能做匀速圆周运动，A错误；
B．AB两点分别固定放置电荷量为Q和的正电荷，且∠CBA=30°，则Q正电荷在C点的场强为，正电荷在C点的场强为，由几何关系可得两点电荷在C点的合场强为，且方向沿DC方向，电荷q带负电，由牛顿第二定律可得，其中，联立求得，B正确；
C．若q做匀速圆周运动，则电荷q运动过程中电场强度大小不变，方向时刻改变，C错误；
D．若给电荷q的初速度能沿CD方向做直线运动，但是不知道电荷q的电性，如果q带正电，则电荷q的电势能先增大再减小，如果q带负电，电荷q的电势能先减小再增大，D错误。
故选B。
二、实验题：本题共15分。
12．（15分）某课外研究性学习小组设计了测量盐水电阻率的实验原理图如图甲。所用器材有：电源（电动势约为，内阻一定），毫安表（量程为，内阻不可忽略）；滑动变阻器（最大阻值为，允许通过的最大电流为），电压表（量程为，内阻约为）；电压表（量程为，内阻约为）；装有耐腐蚀固定电极板、可动电极板和温度计的长方体有机玻璃样品池；开关，导线若干。
(1)为了使电压表和电流表均有较大的偏转，则电压表应选用 （选填“”或“”），根据图甲所示的原理图，在图乙的实物图中，完成连线 ；
(2)用20分度游标卡尺测量样品池的深度如图丙所示，则 mm，用游标卡尺测量样品池的宽度d，用毫米刻度尺测量固定电极板和可动电极板间的距离；
(3)在样品池中注满待测盐水，闭合开关，调节滑动变阻器，读出电压表的示数和电流表的示数，并记录此时固定电极板和可动电极板间的距离；然后改变固定电极板和可动电极板间的距离，分别记录电压表的示数、电流表的示数和固定电极板和可动电极板间的距离；如此完成6次测量并记录相应数据；应用图像法对数据进行处理，以为纵轴，以为横轴，作出如图丁所示的图像，图中为已知量，测量并记录盐水的温度，则此温度下盐水的电阻率 （结果用字母表示），电流表的内阻对电阻率的测量值 （选填“有影响”或“无影响”），电流表的内阻 （结果用字母表示）。
【答案】(1) （2分） 见解析（3分） (2)105.80 （2分）
(3) （3分） 无影响 （2分） （3分）
【详解】（1）因为电源的电动势约，为了电压表有较大的偏转，所以应选择电压表；根据电路图连线如图所示
（2）游标卡尺的读数为
（3）因为
所以斜率
解得
电流表的内阻对电阻率的测量值无影响，电流表的内阻
三、计算题：本题共4小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
13．（6分）我国自主研发的094型战略核潜艇，使我国核威慑力量更加有效，被称为“镇国神器”。一个体积为V的简易核潜艇模型如图所示，当储水舱中的气体体积为、压强为时，核潜艇总体积的浸没在海水中。当核潜艇用空气压缩泵缓慢排出储水舱上方的部分气体时，会吸入一定量的海水，使核潜艇恰好全部浸没在海水里并处于静止状态，此时储水舱上方气体的压强为。已知储水舱中的气体可视为理想气体，且气体温度不发生变化。求：
（1）进入储水舱的海水的体积；
（2）储水舱剩余气体与原有气体的质量之比k。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）设海水的密度为，由平衡条件得
解得
（2）由玻意耳定律得
储水舱剩余气体的质量与原有气体的质量之比为
解得
14．（8分）如图所示，一圆柱形均质实心玻璃体竖直固定在真空中，其上底面中心S处有一点光源，可向下方各个方向发射某种单色光。该点光源从S处射向该玻璃体下底面边缘圆周上的光恰好发生全反射，已知该玻璃体的底面圆半径为r、高为d，其下底面到水平屏的高度为h，真空中的光速为c，不考虑光在玻璃体侧面的折射以及光的反射。求：
（1）该玻璃体对该单色光的折射率；
（2）该单色光从S处沿竖直向下方向到达水平屏所经过的时间。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）设该玻璃体对该单色光的折射率为n，该单色光的全反射临界角为C，则
由几何关系得
解得
（2）该单色光在该玻璃体中传播的速度大小
该单色光从S处沿竖直向下方向到达水平屏所经过的时间
联立解得
15．（12分）如图所示，两根光滑平行金属导轨间距为L，与水平面夹角为θ，两导轨上端用阻值为R的电阻相连，该装置处于方向垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B的匀强磁场中。质量为m的金属杆ab以沿导轨平面向上的初速度v0从导轨底端上滑，ab运动到最高点的时间为t1，ab从最高点返回到出发位置的下滑时间为t2。运动过程中ab与导轨始终垂直且接触良好，不计ab和导轨的电阻及空气阻力。重力加速度为g。求：
（1）ab沿导轨上滑的速度为时的加速度a；
（2）ab沿导轨上滑的最大距离s；
（3）ab沿导轨下滑到出发位置时的速度大小。
【答案】（1），方向沿斜面向下；（2）；（3）v2 = g(t1＋t2)sinθ－v0【解析】（1）ab沿导轨上滑的速度为时产生的感应电动势
回路中的感应电流
杆所受安培力
杆受力如右图
由牛顿定律mgsinθ＋F安 = ma
可得，方向沿斜面向下
（2）对ab沿导轨上滑过程应用动量定理∑(－mgsinθ－F安)·t = ∑(m·v)
整理有
可得
（3）对ab沿导轨下滑过程应用动量定理∑（mgsinθ－F安）·t = ∑(m·v)
整理有
可得ab沿导轨下滑到出发位置时的速度v2 = g(t1＋t2)sinθ－v0
16．（15分）如图所示，在平面直角坐标系xOy第二象限内存在一理想边界，边界下侧和x轴上侧存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场，边界上侧与y轴左侧存在沿x轴负方向、电场强度大小为E的匀强电场，在第三、四象限内存在垂直纸面向里、磁感应强度大小为2B的匀强磁场，y轴上半轴均匀分布着电荷量为q、质量为m的带正电粒子，带电粒子由静止被电场加速后进入磁场区域，均能垂直穿过x轴，图中P点坐标为，不计粒子受到的重力及粒子间的相互作用，求：
（1）边界曲线的方程；
（2）粒子经过P点时的最大速度；
（3）所有能经过P点的粒子释放点的纵坐标满足的关系。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设粒子由静止释放的纵坐标为y，到达边界时的速度大小为v，对应边界上点的坐标为，则有，
方程联立解得
（2）经过P点前后，粒子速度不变，设粒子在x轴上方磁场中运动的轨迹半径为，在x轴下方磁场中运动的轨迹半径为，根据洛伦兹力提供向心力，有
解得
当运动轨迹如图甲所示时，经过P点的粒子速度最大，有
解得
（3）能经过P点的粒子轨迹如图乙所示，设释放点纵坐标为y，则有
即满足
时粒子能经过P点。
探测
灵敏电流计有无示数
线圈平面平行于地面Oabc
沿Oa方向平移
无
沿Oc方向平移
无
线圈平面平行于墙面Oade
沿Oa方向平移
有
沿Oe方向平移
无