[物理]江苏省2024届高考终极押题卷07(解析版)

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考生在答题前请认真阅读本注意事项
1．本试卷包含选择题和非选择题两部分．考生答题全部答在答题卡上，答在本试卷上无效．全卷共16题，本次考试时间为75分钟，满分100分．
2.答选择题必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案．答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置，在其它位置答题一律无效．
3.如需作图，必须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗
一、单选题
1．轻绳两端分别固定在两根竖直杆上，重力为的衣服用光滑轻钩挂于绳上，在水平向右的恒定风力作用下处于静止状态，如图所示。已知风力大小为衣服重力的倍，则轻绳的拉力大小为（ ）
A．B．C．D．
【答案】D
【详解】对衣服受力分析可知，钩子对衣服的拉力为
对钩子受力分析，因钩子光滑，则两边绳子的拉力相等，且钩子的拉力方向在两绳的角平分线上，两边绳子的夹角为 则
解得
故选D。
2．两列简谐横波Ⅰ和Ⅱ分别沿轴正方向和负方向传播，波速都为。时刻两列波的图像如图所示，此时和的质点刚开始振动，下列判断正确的是（ ）
A．简谐波Ⅰ的频率小于简谐波Ⅱ的频率
B．两列波都是简谐波，相遇时发生稳定干涉
C．两列波同时到达的位置，此时该位置的质点的振动是加强的，所以振动位移为
D．第一次振动位移达到最大时的质点在处
【答案】D
【详解】A．由图可知简谐波Ⅰ的波长小于简谐波Ⅱ的波长，根据可知简谐波Ⅰ的频率大于简谐波Ⅱ的频率，故A错误；
B．两列波都是简谐波，由于频率不同，所以相遇时不能发生稳定干涉，故B错误；
C．由图可知t=0时两列波传播到的位置到O的距离相等，所以两列波同时到达的位置，根据“上下坡法”可知两列波到达O点时引起O点的振动方向相同，此时该位置的质点的振动是加强的，振幅为10cm，而位移随着振动而时刻变化，且在该时刻位移为零，故C错误；
D．易知两列波最靠近原点的波峰同时传播到的点第一次振动位移达到最大，设该点坐标为x，可得
解得
故D正确。故选D。
3．太阳系八大行星公转轨道可近似看做圆轨道。地球与太阳之间平均距离约为1.5×108km，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为（ ）
A．1.2×108kmB．2.3×108kmC．4.6×108kmD．6.9×108km
【答案】B
【详解】根据万有引力提供向心力得
解得
由公式可以知道火星与太阳之间的平均距离r′与地球与太阳之间的平均距离r的比为
即
故选B。
4．下列说法正确的是（ ）
A．使用免洗洗手液洗手后，洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体，酒精内能不变
B．氢气和氧气温度相同时，氢气分子的平均速率等于氧气分子的平均速率
C．密闭容器中体积不变的气体，温度升高，气体分子对器壁单位面积上碰撞的平均作用力增大
D．布朗运动是悬浮在液体中花粉分子的运动，反映了液体分子对固体颗粒撞击的不平衡性
【答案】C
【详解】A．使用免洗洗手液洗手后，洗手液中的酒精由液体变为同温度的气体，此为汽化现象，需要吸热，则酒精内能增加，故A错误；
B．氢气和氧气温度相同时，由于氢气分子质量不等于氧气分子质量，则氢气分子的平均速率不等于氧气分子的平均速率，故B错误；
C．密闭容器中体积不变的气体，温度升高，气体分子平均动能增大，气体分子对器壁单位面积上碰撞的平均作用力增大，故C正确；
D．布朗运动是悬浮微粒的运动，不是分子的直接运动，故D错误。故选C。
5．如图所示，用一根长为L质量不计的细杆与一个上弧长为l0、下弧长为d0的金属线框的中点连结并悬挂于O点，悬点正下方存在一个上弧长为2l0、下弧长为2d0的方向垂直纸面向里的匀强磁场，且d0≪L。先将线框拉开到如图所示位置，松手后让线框进入磁场，忽略空气阻力和摩擦力，下列说法正确的是( )
A．金属线框进入磁场时感应电流的方向为a→b→c→d→a
B．金属线框离开磁场时感应电流的方向为a→d→c→b→a
C．金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小总是相等
D．向左摆动进入或离开磁场的过程中，所受安培力方向向右；向右摆动进入或离开磁场的过程中，所受安培力方向向左
【答案】D
【详解】A．金属线框进入磁场时，由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为a→d→c→b→a，故A错误；
B．金属线框离开磁场时由于电磁感应，产生电流，根据楞次定律判断电流的方向为a→b→c→d→a，故B错误；
C．根据能量转化和守恒，线圈每次经过边界时都会消耗机械能，故可知，金属线框dc边进入磁场与ab边离开磁场的速度大小不相等，故C错误；
D．根据楞次定律，感应电流产生的安培力总是阻碍物体与磁场之间的相对运动，所以向左摆动进入或离开磁场的过程中，所受安培力方向向右；向右摆动进入或离开磁场的过程中，所受安培力方向向左，故D正确。故选D。
6．如图所示，电源电动势为E，内阻为r，平行板电容器两金属板水平放置，开关S是闭合的，两板间一质量为m，电荷量大小为q的油滴恰好处于静止状态，G为灵敏电流计．则下列说法正确的是( )
A．若电阻R2断路，油滴向上加速运动，G中有从b到a的电流
B．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴向下加速运动，G中有从a到b的电流
C．在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，油滴仍然静止，G中有从a到b的电流
D．在将S断开后，油滴仍保持静止状态，G中无电流通过
【答案】A
【详解】A.若电阻R2断路，则外电路电阻变大，总电流变小，路端电压变大，R1两端电压变小，所以电容器两端的电压变大，根据Q＝CU，可知电容器要充电，所以G中有从b到a的电流，由于电压增大，所以电容器两极板间的电场强度会变大，导致油滴向上加速运动，故A对；
BC.在将滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，回路中总电阻变大，总电流变小，所以电容器两端的电压变大，根据Q＝CU，可知电容器要充电，故G中有从b到a的电流，由于电压变大，所以电容器中的电场强度变大，所以油滴要加速向上运动，故B、C错；
D.在将S断开后，电容器放电，板间场强减小，油滴受到的电场力减小，则油滴向下加速运动，G中有从a到b的电流，故D错.
7．如图所示，A、B、C、D是真空中一正四面体的四个顶点（正四面体是由四个全等正三角形围成的空间封闭图形），所有棱长都为a，现在A、B两点分别固定电荷量为＋q和－q的两个点电荷，静电力常量为k，下列说法正确的是（ ）
A．C点的场强大于D点的场强
B．C点的场强大小为
C．C点电势高于D点电势
D．将一正电荷从C点移动到D点，其电势能减小
【答案】B
【详解】AC．由题意知，+q、−q是两个等量异种点电荷，通过AB的中垂面是一等势面，C、D在同一等势面上，电势相等；C、D两点的场强都与等势面垂直，方向指向B一侧，方向相同，根据对称性可知，场强大小相等；故AC错误；
B．两个电荷在C点产生的场强大小
方向的夹角为120°，则C点的合场强，如图
故B正确；
D．由题，通过AB的中垂面是一等势面，C、D在同一等势面上，电势相等，将一正电荷从C点移动到D点，电场力不做功，其电势能不变，故D错误。
故选B。
8．如图所示，平行金属导轨竖直放置，仅在虚线MN下面的空间存在着匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，导轨上端跨接一定值电阻R，质量为m、电阻r的金属棒两端各套在导轨上并可在导轨上无摩擦滑动，导轨的电阻不计，将金属棒从图示位置由静止释放，则进入磁场后（ ）
A．a点的电势高于b点的电势
B．金属棒中产生的焦耳热小于金属棒机械能的减少量
C．金属棒受到的安培力大小为2mg
D．金属棒刚进入磁场过程中可能做匀减速运动
【答案】B
【详解】A．根据右手定则判断可知：ab中产生的感应电流方向从a到b，a点相当于电源的负极，b点相当于电源的正极，则a点的电势低于b点的电势，故A错误；
B．金属棒进入磁场时回路中产生电能，转化为电阻R和金属棒的内能，根据能量转化和守恒定律得知：金属棒中产生的焦耳热小于金属棒机械能的减少量，故B正确；
C．若棒做减速运动，最终做匀速运动，此时安培力最小为mg；若棒做加速运动，最终做匀速运动，此时安培力最大为mg；若匀速运动，安培力不变大小为mg，故C错误；
D．金属棒刚进入磁场的过程中，若安培力大于重力，棒做减速运动，随着速度的减小，根据安培力公式可知，安培力不断减小，合力减小，加速度减小，所以棒做加速度减小的变减速运动，不可能做匀减速运动，故D错误。
故选B。
9．如图1所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间t变化的规律如图2所示。已知线圈匝数为20匝，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈转动的角速度为B．1.5s时线圈所在平面与中性面垂直
C．100s内线圈中电流方向改变100次D．感应电动势的最大值为
【答案】C
【详解】A．由图乙可得交流电的周期，故线圈转动的角速度
故A错误；
B．由图2可知，1.5s时磁通量最大，则线圈处于中性面位置，故B错误；
C．交变电流一个周期内电流方向改变两次，则100s内线圈中电流方向改变100次，故C正确；
D．感应电动势的最大值
故D错误。
故选C。
10．能量是物质的重要属性之一，它有许多形式，如内能、机械能、光能、电能、核能和化学能等。下列关于能量和能源的说法中，不正确的是（ ）
A．能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从一种形式转化为另一种形式
B．能量耗散仍然遵循能量守恒定律
C．能量的耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性
D．核聚变比核裂变的产能效率高，目前核电站中大多采用核聚变来发电
【答案】D
【详解】A．能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从一种形式转化为另一种形式，在转移和转化的过程中总量保持不变，故A正确，不符合题意；
B．能量耗散是能量从一种形式转化为另一种形式，总量保持不变，仍然遵循能量守恒定律，故B正确，不符合题意；
C．根据热力学第二定律，能量的耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性，故C正确，不符合题意；
D．目前核电站中大多采用核裂变来发电，故D错误，符合题意。
故选D。
二、实验题
11．小组同学设计了如图甲所示的装置来测量滑块与长木板间的动摩擦因数。将装有力传感器的滑块放置于水平长木板上，向小桶中加入细砂，滑块在小桶的牵引下运动，记下传感器的示数，重力加速度为。
(1)某次实验中打出的一条纸带如图乙所示，测出纸带上点迹清晰的相邻六个点中第1、3两点间的距离为，第4、6两点间的距离为，已知打点周期为，则滑块运动的加速度
（用、、表示）；
(2)小组同学用图象法处理数据，改变小桶中细砂的质量，多次重复实验，获得多组数据，作出力传感器的示数与滑块加速度的关系图象如图丙所示。若图象的斜率为，在纵轴上的截距为，则力传感器和滑块的总质量为 ，滑块与木板间动摩擦因数为 。
【答案】(1) (2)
【详解】(1)[1]
有
所以
(2)[2][3]由
得
所以在图象中有
故
三、解答题
12．如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上电键，调节滑动变阻器，当电压表读数为0.60 V时，电流表读数恰好为零，已知普朗克常量，试求：
（1）光电子的最大初动能Ek；
（2）该金属的极限频率νC．
【答案】（1）0.6eV（2）4.6×1014Hz
【详解】（1）因为反向电压为0.60V时，电流表读数为零，则光电子的最大初动能：Ekm=eU=0.6eV．
（2）由光电效应方程可知：W=2.5eV−0.6eV=1.9eV
所以极限频率：f=W/h=4.6×1014Hz
13．图甲为一列简谐横波在t=0.10s时刻的波形图，P是平衡位置为x=1m处的质点，Q是平衡位置为x=4m处的质点，图乙为质点Q的振动图像，求：
（1）从t=0.10s到t=0.25s 波沿x轴传播的距离
（2）t=0.25s时，质点P的位移。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）由图甲可知，该波的波长为，由图乙可知，周期为，则波速为
则从到，波沿x轴传播的距离为
（2）又图乙可知，质点Q从平衡位置向上振动，则该波沿x轴正方向传播，根据图甲可知波动方程为
可知质点P的位移为
设质点P的振动方程为
代入，
可得
则时，质点P的位移为
14．如图所示，在光滑水平平台上有一轻弹簧一端固定在左侧的墙壁上，另一端与物块相连，初始时弹簧处于原长。平台的右侧有一个与平台相切且足够长的水平传送带，传送带以的速度逆时针运行，物块与传送带共速后一起运动，某时刻物块离开传送带滑上平台与物块发生碰撞，碰撞时间极短，碰撞过程中没有机械能损失，每次物块与碰撞并分离后物块在极短的时间内，在外力作用下重新静止在弹簧原长位置。已知物块、的质量分别为、，物块与传送带间的动摩擦因数，初始时平台右端到物块的距离，重力加速度取。求：
（1）物块、第一次碰撞后瞬间物块的速度；
（2）物块、从第一次碰撞到第二次碰撞所经历的时间；
（3）在第一次碰撞之后的整个过程中，物块与传送带间因摩擦产生的热量。
【答案】（1），方向水平向右；（2）；（3）
【详解】（1）物块离开传送带后在水平平台上做匀速运动，然后与发生碰撞，以水平向左为正方向，由动量守恒定律得
由机械能守恒定律得
解得，碰后瞬间的速度
即速度大小为，方向水平向右；的速度为
方向水平向左。
（2）物块、第一次碰撞后物块在平台上匀速向右运动，匀速运动时间为
物块在传送带上向右做匀减速运动至零后返回，具有对称性。对物块，由牛顿第二定律得
向右做匀减速运动的时间
物块向左返回离开传送带时的速度小于传送带的速度，以速度向左离开传送带，物块、从第一次碰撞到第二次碰撞所经历的时间为
（3）物块、第一次碰撞后，物块滑上传送带到离开传送带过程中，与传送带的相对位移
第二次碰撞后物块、的速度分别为
物块、第二次碰撞后物块滑上传送带到离开传送带过程中，与传送带的相对位移
依此类推可知每次、碰撞后物块与传送带间发生相对滑动的路程为等比数列，公比为
故整个过程发生相对滑动的总路程
整个过程产生的总热量
代入数据解得
15．如图所示，光滑平行金属导轨固定在水平面上，导轨间距 L=0.5m，左端连接R=0.3Ω的电阻，右端连接一对金属卡环，导轨间 MN右侧（含MN）存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁感强度的B-t图如图乙所示，质量为m=1kg，电阻r=0.2Ω的金属棒与质量也为m的物块通过光滑定滑轮由绳相连，绳始终处于绷紧状态，PQ、MN到右端卡环距离分别为17.5 m和15m，t=0时刻由 PQ位置静止释放金属棒，棒与导轨始终接触良好，滑至导轨右端被卡环卡住不动，金属导轨、卡环的电阻均不计，g取10 m/s2。求：
（1）金属棒进入磁场时的速度；
（2）金属棒进入磁场时通过导体棒的感应电流；
（3）在0~8s时间内电路中产生的焦耳热。
【答案】（1）；（2）10A；（3）375 J
【详解】（1）设棒到达 MN时的速度为v，物块下落的高度为
这个过程中棒和物块组成的系统机械能守恒
解得
（2）设这个过程所用时间为 t1，由运动学公式，解得
t1=1 s
由图乙可知此时磁感应强度
B=2T
在MN位置进入磁场时感应电动势为
E=BLv
回路中的电流
解得
I=10A
（3）棒进入磁场时安培力F=BIL，解得
F=10N=mg
进入磁场时，棒受的安培力大小等于物块所受的重力，所以棒在磁场中做匀速直线运动，设在磁场中的运动时间为t2，由运动学公式xMN=vt2，解得
t2=3s
则
t1+t2=4s
所以棒被卡住的同时磁感应强度B开始变化，0~4s电路中产生的焦耳热
4~6s，由法拉第电磁感应定律
产生的热量
6~8s没有感应电流产生，产生的热量
Q3=0J
所以0~8s产生的焦耳热
Q=Q1+Q2=375 J
水星
金星
地球
火星
木星
土星
公转周期（年）
0.241
0.615
1.0
1.88
11.86
29.5