2024年高考押题预测卷—物理（全国旧教材版03）（全解全析）

这是一份2024年高考押题预测卷—物理（全国旧教材版03）（全解全析），共17页。
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，有选错或不答的得0分。
14．呼气实验可用于检测胃部有无感染幽门螺杆菌，通过检测呼吸呼出的CO2是否具有放射性即可诊断。已知发生衰变的半衰期为5730年，衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A．X为
B．射线比射线的穿透能力弱
C．衰变产生的是核外电子被电离产生的
D．一般服下药物15分钟后再检测，是为了避免由于的衰变而明显降低检测准确性
【答案】B
【解析】A．根据核反应前后，质量数和电荷数守恒，可以得到X为，故A错误；
B．三种射线穿透能力依次是，故B正确；
C．衰变释放的电子是原子的核内一个中子转化为质子和一个电子，来自原子核内部，故C错误；
D．的半衰期为5730年，15分钟几乎不影响。服药15分钟后再检测，是为了使药里面的充分消化分解，释放到呼吸系统，提高检测准确性，故D错误。
故选B。
15．某次灭火时，消防员在A处用高压水枪将水喷出，水柱经最高点B后落在失火处C，已知喷出的水在空中的轨迹在同一竖直面内，A、B间的高度差与B、C间的高度差之比为9∶4，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．水从A处运动到B点与从B点运动到C处的速度变化量大小之比为3∶2
B．水从A处运动到B点与从B点运动到C处的水平位移大小之比为9∶4
C．水从A处运动到B点与从B点运动到C处的时间之比为9∶4
D．水在A处的速度大小与在C处的速度大小之比为3∶2
【答案】A
【详析】ABC．设水从A处运动到B点的时间为，从B点运动到C处的时间为，竖直方向有，，可得水从A处运动到B点与从B点运动到C处的时间之比为，根据，可得水从A处运动到B点与从B点运动到C处的速度变化量大小之比为，根据，可得水从A处运动到B点与从B点运动到C处的水平位移大小之比为，故A正确，BC错误；
D．根据，可得水在A处的竖直分速度大小与在C处的竖直分速度大小之比为，则水在A处的速度大小与在C处的速度大小之比满足，故D错误。
故选A。
16．图甲是淄博市科技馆的一件名为“最速降线”的展品，在高度差一定的不同光滑轨道中，小球滚下用时最短的轨道叫做最速降线轨道。取其中的“最速降线”轨道Ⅰ和直线轨道Ⅱ进行研究，如图乙所示，两轨道的起点M高度相同，终点N高度也相同，轨道Ⅰ的末端与水平面相切于N点。若将两个相同的小球a和b分别放在Ⅰ、Ⅱ两轨道的起点M，同时由静止释放，发现在Ⅰ轨道上的小球a先到达终点。下列描述两球速率v与时间t、速率平方与下滑高度h的关系图像可能正确的是（ ）
A． B． C．D．
【答案】A
【解析】AB．根据机械能守恒可得，可得小球a和b到达轨道底端的速度大小均为，小球b沿直线轨道Ⅱ做匀加速直线运动，其图像为一条倾斜直线，小球a沿“最速降线”轨道Ⅰ运动过程，加速度逐渐减小，则其图像的切线斜率逐渐减小，且小球a所用时间小于小球b所用时间，故A正确，B错误；
CD．根据机械能守恒可得，可得小球a和b下滑过程速率平方与下滑高度h的关系为，可知小球a和b的图像均为一条过原点的倾斜直线，故CD错误。
故选A。
17．图甲是正在做送餐工作的“机器人服务员”，该机器人正在沿图乙中ABCD曲线给16号桌送餐，已知弧长和半径均为的圆弧BC与直线路径AB、CD相切，AB段长度也为，CD段长度为，机器人从A点由静止匀加速出发，到达B点时速率恰好达到1m/s，接着以1m/s的速率匀速通过BC弧段，通过C点以1m/s的速率匀速运动到某位置后开始做匀减速直线运动，最终停在16号桌旁的D点。已知餐盘与托盘间的动摩擦因数，关于该机器人送餐运动的说法正确的是（ ）
A．从B运动到C过程中机器人的向心加速度
B．为防止餐盘与水平托盘之间发生相对滑动，机器人在BC段运动的最大速率为4m/s
C．从A点运动到B点过程中机器人的加速度且餐盘和水平托盘不会发生相对滑动
D．餐盘和水平托盘不发生相对滑动的情况下，机器人从C点到D点的最短时间秒
【答案】C
【解析】A．从B运动到C的过程中机器人的向心加速度，故A错；
B．餐盘与托盘恰好不发生相对滑动，摩擦力提供向心力有，解得，故B错；
C．由，知，该加速度小于发生相对滑动的临界加速度，故C正确；
D．机器人以的速度匀减速至D点的最大加速度，故最短的减速时间，匀减速的最小位移为，故从C点开始匀速运动的时间，故从C运动到D点的最短时间为，D错。
故选C。
18．静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置。如图，一电子在电场中仅受电场力的作用，实线描绘出了其运动轨迹，虚线表示等势线，各等势线关于y轴对称，a、b、c、d分别是轨迹与等势线的交点。已知电子在经过a点时动能为60eV，各等势线的电势高低标注在图中，则（ ）
A．a、d两点的电场强度相同
B．电子从a到b运动时，电场力做负功
C．电子从c到d运动时，电势能逐渐减小
D．电子在经过等势线d点时的动能为60eV
【答案】D
【解析】A．各等势面关于y轴对称，疏密相同，所以电场线疏密也相同，场强大小相等；根据等势线与电场线垂直，可知a、d两点的电场强度方向不同，故a、d两点的电场强度不同，故A错误；
B．根据等势线与电场线垂直，故电子在y轴左侧受到一个斜向右下方的电场力，速度方向沿轨迹的切线方向，故电子从a到b运动时，电场力做正功，故B错误；
C．根据负电荷在电势低处电势能大，可知电子从c到d运动时，电势能逐渐增大，故C错误；
D．a、d两点的电势相等，故从a到d电场力不做功，所以电子在经过等势线d点时的动能为60eV，故D正确。
故选D。
19．2023年7月19日，新华社援引中科院消息，国产电磁弹射微重力实验装置试运行取得圆满成功。现将测试过程适当简化：如图所示，质量为m的实验舱于电磁作用区由静止开始在向上的电磁力的驱动下沿竖直轨道上升，随即失去电磁力进入抛射阶段，返回电磁作用区时在电磁力的作用下又下降了速度减小到零，整个测试过程获得了4s的完全失重环境。设实验舱在电磁力的作用下做匀变速运动，实验舱始终未离开轨道，空气及摩擦阻力忽略不计，重力加速度g取，下列判断中正确的是（ ）
A．实验舱沿轨道向上运动阶段处于超重状态，而沿轨道向下运动阶段处于失重状态
B．实验舱脱离电磁作用区时的速度大小为20m/s
C．本次测试中，实验舱内电磁作用力的最大值约为2.25mg
D．本次测试中，实验舱内电磁作用力的最大值约为2.43mg
【答案】BD
【解析】A．实验舱在电磁作用区，有向上的加速度，处于超重状态，在抛射阶段，只受重力作用，处于失重状态，故A错误；
B．整个测试过程获得了4s的完全失重环境，根据对称性可知，实验舱脱离电磁作用区运动至最高处所用的时间为，则实验舱脱离电磁作用区时的速度大小为，故B正确；
CD．在电磁作用区上升阶段，根据牛顿第二定律有，在电磁作用区下降阶段，根据牛顿第二定律有，解得，，由于，本次测试中，实验舱内电磁作用力的最大值有，解得，故C错误，D正确。
故选BD。
20．如图所示，重量为G，半径为R的粗细均匀的金属圆环用绝缘细线悬挂于天花板上，P、Q是位于圆环上同一高度的两个点，且。用轻质柔软导线将P、Q两点与已固定平行金属导轨连接，金属导轨和金属圆环处于同一竖直平面内，图中的虚线将竖直平面分为两个区域，区域Ⅰ和区域Ⅱ中均存在垂直于该竖直平面且范围足够大的匀强磁场，现将水平放置在金属导轨上的导体棒由静止释放，导体棒与金属导轨接触良好，一段时间后，绝缘细线中的拉力减小为0，则下列说法中正确的是（ ）
A．区域Ⅰ和区域Ⅱ中的磁场方向相反
B．区域Ⅰ和区域Ⅱ中的磁场方向相同
C．劣弧PQ受到的安培力大小为
D．劣弧PQ受到的安培力大小为
【答案】AD
【解析】AB．根据题意，假设区域Ⅱ中的磁场方向垂直纸面向里（外），由右手定则可得，导体棒向下移动，产生逆时针（顺时针）的感应电流，一段时间后，绝缘细线中的拉力减小为0，可知，区域Ⅰ内金属圆环受向上的安培力，由左手定则可知，区域Ⅰ磁场方向垂直纸面向外（里），综上所述，区域Ⅰ和区域Ⅱ中的磁场方向相反，故B错误，A正确；
CD．根据题意，由几何关系可知，所对圆心角为，设感应电流为，则流过劣弧的电流为，流过优弧的感应电流为，由于劣弧和优弧在区域Ⅰ内有效长度相等，由公式可知，劣弧PQ受到的安培力大小为优弧PQ受到的安培力大小的2倍，设劣弧PQ受到的安培力大小为，则有，解得，故C错误，D正确。故选AD。
21．如图甲所示，光滑绝缘水平面上有两个间距为L且不计电阻的平行金属导轨，将其固定放置在水平向右的匀强磁场中（磁场未画出），磁感应强度大小为B，其中导轨左侧半圆的半径为1.5R，右侧半圆的半径为R，其正视图如图乙所示。金属棒M、N完全相同、电阻均为r，其在外力作用下同时由金属导轨半圆顶端以角速度沿顺时针方向做匀速圆周运动至圆心等高处。金属棒始终与金属导轨接触良好，金属棒M、N在此运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．无电流流过金属棒
B．流过导轨某一截面的电荷量
C．流过金属棒的电流有效值
D．回路中产生的焦耳热
【答案】BD
【解析】A．根据可知两导体棒切割磁感线的速度不同，则有电流通过金属棒，故A错误；
B．根据法拉第电磁感应定律可知，根据电流的定义式有 ，故B正确；
C．流过金属棒的电流的最大值为，根据题意可知金属棒在垂直磁感线方向切割磁感线的速度满足正余弦关系，故产生的感应电动势满足正余弦关系，故有效值为，故C错误；
D．根据焦耳定律可知，故D正确；
故选BD。
二、非选择题：共62分。第22~25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~34题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共47分
22．（5分）小勤同学思考发现“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置可用于“探究物体所受合力做功与动能变化的关系”，于是他采用如图所示实验装置进行探究。实验中小勤研究了砂和砂桶的运动过程所受合力做功是否等于其动能增量。忽略细线与滑轮间的摩擦阻力。
(1)本实验 （填“需要”或者“不需要”）满足m远小于M的条件。
(2)小勤同学实验前测出砂和砂桶的总质量m，重力加速度为g。接通打点计时器的电源，静止释放砂和砂桶，带着小车开始做加速运动，读出运动过程中力传感器的读数T，通过纸带得出起始点O（初速度为零的点）到某点A的位移L，并通过纸带算出A点的速度v。实验过程中 （填“需要”或者“不需要”）平衡小车M所受的摩擦力。
(3)对m研究，所需验证的动能定理的表达式为________。
A．B．
C．D．
（4）小勤同学通过纸带测出了起始点O到不同点A、B、C、D……的位移及A、B、C、D……的速度，并做出了图中所示的实线。
(4)小勤同学在让小车质量不变的情况下逐渐增加砂的质量多次做实验，得到如图中虚线 （填“甲”或者“乙”）所示的图线。
【答案】(1)不需要 （1分） (2)需要 （1分） (3)A （1分） (4)甲（2分）
【解析】（1）实验中，根据力传感器的读数可以直接求出小车受到的拉力，不需要满足小车的质量M远大于砂和砂桶的总质量m这一条件。
（2）尽管实验装置采用了力传感器，也需要平衡摩擦力，否则力传感器的示数不等于合力大小。
（3）对m研究，根据动能定理有，故选A。
（4）对小车，根据动能定理有，联立解得，逐渐增加砂的质量m，图像的斜率越大，故在让小车质量不变的情况下逐渐增加砂的质量多次做实验，得到图中虚线“甲”所示的图线。
23．（10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) （1分） 见解析 （2分） (2)105.80 （1分）
(3) （2分） 无影响 （2分） （2分）
【解析】（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
24．（14分）如图所示，三个可视为质点的小球a、b、c质量分别为2m、2m、3m，通过不可伸长的轻绳跨过轻质定滑轮连接，小球a离地面的高度为h，a、b间绳长为h，小球b、c等高，将小球a、b、c从图示位置由静止释放，所有小球着地后均不反弹，小球a着地后立刻烧断a、b间细绳并撤去小球a，滑轮高度足够，摩擦及空气阻力均不计，重力加速度大小为g，求：
（1）小球a着地前瞬间的速度大小；
（2）从释放到小球a着地的过程中绳子对小球a做的功；
（3）小球b运动过程中所能到达的最大离地高度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）根据题意，设释放后b、c间绳子拉力为，对小球有 （1分）
对a、b整体有 （1分）
联立解得 （1分）
小球a着地前瞬间的速度大小 （1分）
（2）根据题意，设从释放到小球a着地的过程中绳子对小球a做的功为，对小球由动能定理有 （2分）
解得 （1分）
（3）设剪断a、b间细绳后，b、c间绳子拉力为，对小球有 （1分）
对小球有
解得 （1分）
则小球向下运动的最大距离为 （1分）
之后开始向上加速直到小球落地，则有 （1分）
小球落地后，小球开始向上减速，加速度为向下的重力加速度，则有 （1分）
联立解得 （1分）
则小球b运动过程中所能到达的最大离地高度 （1分）
25．（18分）如图所示，以长方体的边中点为坐标原点、方向为轴正方向、方向为轴正方向、方向为轴正方向建立坐标系，已知。长方体中存在沿轴负方向的匀强磁场，现有质量为、电荷量为的带正电粒子（不计重力）．从点沿轴正方向以初速度射入磁场中，恰好从点射出磁场。
（1）求磁场的磁感应强度的大小；
（2）若在长方体中加上沿轴负方向的匀强电场，让粒子仍从点沿轴正方向以初速度射入磁场中，为使粒子能从点射出磁场，求电场强度的大小；
（3）若在长方体中加上电场强度大小为、方向沿轴负方向的匀强电场，让该粒子仍从点沿轴正方向以初速度射入磁场中，求粒子射出磁场时与点的距离。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）粒子在平面内做匀速圆周运动，如图中轨迹1所示
根据几何关系有 （1分）
由洛伦兹力提供向心力，有 （1分）
解得 （1分）
（2）粒子在电磁复合场中的运动为匀速圆周运动与类平抛运动的合运动，在长方体中运动的时间
（1分）
在轴方向上做初速度为零的匀加速直线运动，则 （1分）
又 （1分）
解得 （2分）
（3）将初速度分解为，使对应的洛伦兹力恰好与电场力平衡，分解如图所示
即 （1分）
其中
解得 （1分）
则根据勾股定理可得 （1分）
根据几何关系易知与轴正方向的夹角 （1分）
若仅在对应的洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，即 （1分）
则轨道半径 （1分）
解得 （1分）
该分运动的情况如图中轨迹2所示。粒子在磁场中运动的时间 （1分）
由于粒子也参与速度大小为，方向沿轴正方向的匀速运动，
粒子射出磁场时与点的距离 （1分）
解得 （1分）
（二）选考题：共15分。请考生从给出的2道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。
33．【物理—选修3-3】（15分）
（1）（5分）某同学在探究气体等温变化规律的实验中，得到以密闭容器内气体压强p为纵坐标，体积V的倒数为横坐标的图像如图所示。在1、2、3三种不同状况下，得到斜率不同的图形。若以与分别代表三种情况下的气体分子摩尔数与气体温度，则下列叙述正确的是（ ）
A．若温度，则气体分子摩尔数
B．若温度，则气体分子摩尔数
C．若气体分子摩尔数，则气体温度
D．若气体分子摩尔数，则气体温度
E．实验结果表明，一定质量的气体，在温度一定的情况下，则气体压强p与体积V成反比
【答案】BCE
【解析】AB．根据克拉博龙方程，变式可得，若温度，则根据图像的斜率可得，故A错误，B正确；
CD．若气体分子摩尔数，则根据图像的斜率可得，故C正确，D错误；
E．根据理想气体的状态方程，变式可得，可知，一定质量的气体，在温度一定的情况下，则气体压强p与体积V成反比，故E正确。
故选BCE。
（2）（10分）如图，两端开口、下端连通的导热汽缸，用两个绝热活塞封闭一定质量的理想气体，初始时，左端活塞在位置M，右端活塞通过外力控制保持位置不变，左、右两端活塞距离汽缸底部高度分别为h、，系统处于平衡状态。已知左、右两端活塞质量分别为4m、m，横面积分别为2S、S，环境温度始终保持不变，重力加速度为g、大气压强恒为。两活塞与汽缸壁间无摩擦，下端连通处的气体体积忽略不计。现向左端活塞上缓慢加细沙，使其下降至与右端活塞等高的位置N。
（1）求所加细沙的质量。
（2）若用外力竖直向下缓慢推右端活塞，使左端活塞恰好回到位置M，求此过程外力做的功。
【答案】（1）m；（2）
【解析】（1）研究左端活塞受力，初始时 （1分）
加细沙后 （1分）
研究理想气体，初始时
加细沙后 （1分）
根据理想气体状态方程 （1分）
联立解得 （1分）
（2）加细沙后，用外力缓慢推活塞过程，气体压强保持不变，则气体体积不变。
设左端活塞恰好回到位置M时，右端活塞距离汽缸底部的高度为。
研究右端活塞 （1分）
研究气体 （1分）
此过程外力F做的功（1分）
联立解得（2分）
34．【物理—选修3-4】（15分）
（1）（5分）如图所示，在某介质中有坐标系，在及两点分别有两个波源A和B，时刻两波源同时开始沿y轴正向振动，形成沿x轴传播简谐波，波速均为。某时刻波源A产生的简谐波的波形图如图甲所示，波源B的振动图像如图乙所示，以下说法正确的是（ ）
A．波源A的周期为4s
B．波源B产生的简谐波的波长为8m
C．在A、B之间会产生干涉现象
D．时，位于处质点的位移为5cm
E．两列波初次在O点相遇时质点的位移为5cm
【答案】BDE
【解析】A．由图甲可知，波源A的波长为，波速为v=，由可得波源A的周期为，
A错误；
B．由图乙可知，波源B的周期为，波速为v=，由可得波源B的波长， B正确；
C．由可得波源A的频率，波源B的频率，由于两波的频率不相同，因此在A、B之间不会产生干涉现象，C错误；
D．由题意可知，若两波沿x轴相向传播时，在两波相遇时所用时间均为，因时刻两波源同时开始沿y轴正向振动，因此在时，波源A、B在位于处使质点振动了1s，由于波源A的周期是2s，则此时质点在平衡位置；波源B的周期为4s，波源B在位于处使质点振动到正方向最大位移处，波源B的振幅为5cm，所以时，位于处质点的位移为5cm，D正确；
E．波源A传到O点时所用时间为，波源B传到O点时所用时间为，可知在时，两波初次在O点相遇，初次相遇时，则有波源A在位于O点处使质点在平衡位置，波源B在位于O点处使质点振动到正方向最大位移5cm处，因此两列波初次在O点相遇时质点的位移为5cm，E正确。
故选BDE。
（2）（10分）导光柱是将光以最小的损耗从一个光源传输到距离该光源一定距离的另一个点的装置，其中，光滑内凹输入端的导光柱将有效提高光线捕获能力。如图为某一导光柱的纵截面简化示意图，导光柱下端AEB为半球凹形输入端，半径为R，O为圆心。导光柱横截面直径与半圆形直径相等，其高度为。球心O处有一点光源，能发出各个方向的单色光。该纵截面内只有120°范围的光线才能够在进入导光柱后不被折射出AD或BC侧面，从而导致光传输的损耗。
（1）求导光柱介质的折射率；
（2）某条从光源O发出的光线与AB边界的夹角为，求此条光线到达输出端CD的时间t。
【答案】（1）2； （2）
【解析】（1）由几何关系及全反射临界角可知 （4分）
（2）此条光线在半球凹形输入端的时间为 （1分）
由折射率与速度公式得（1分）
绘出光路图如下
有几何关系得此条光线在导光柱中传播的距离为（1分）
此条光线在导光柱中传播的时间为（1分）
此条光线到达输出端CD的时间为（1分）
解得（1分）
14
15
16
17
18
19
20
21
B
A
A
C
D
BD
AD
BD