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2024年高考广东卷物理
一、单选题
1.将阻值为50Ω的电阻接在正弦式交流电源上。电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是(
)
A.该交流电的频率为100Hz
B.通过电阻电流的峰值为0.2A
C.电阻在1秒内消耗的电能为1J
D.电阻两端电压表达式为u=10√2sin(100πt)V
【答案】D
1
【详解】A.由图可知交流电的周期为0.02s,则频率为f = =50Hz,A错误;
T
U 10√2V
B.根据图像可知电压的峰值为10√2V,根据欧姆定律可知电流的峰值I = m = =0.2√2A,B错误;
m R 50Ω
C.电流的有效值为 I ,所以电阻在1s内消耗的电能为 ,C错误;
I= m =0.2A W =I2Rt=0.22×50×1J=2J
√2
2π
D.根据图像可知其电压表达式为u=U sinωt=10√2sin t(V)=10√2sin100πt(V),D正确。
m T
故选D。
2.我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”。其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素,科学
家尝试使用核反应
Y+243Am→ AX+21n
产生该元素。关于原子核Y和质量数A,下列选项正确的是( )
95 119 0
A.Y为 B.Y为
❑
58Fe,A=299
❑
58Fe,A=301
26 26
C.Y为 D.Y为
❑
54Cr,A=295
❑
54Cr,A=297
24 24
【答案】C
【详解】根据核反应方程
Y+243Am→ AX+21n
95 119 0
根据质子数守恒设Y的质子数为y,则有
y+95=119+0
可得y=24
即Y为 ;根据质量数守恒,则有
54Cr
24
54+243=A+2
可得A=295
故选C。
3.一列简谐横波沿x轴正方向传播。波速为1m/s,t=0时的波形如图所示。t=1s时,x=1.5m处的质点相对平
衡位置的位移为( )A.0 B.0.1m C.-0.1m D.0.2m
【答案】B
λ 2m
【详解】由图可知简谐波的波长为λ=2m,所以周期为T= = =2s
v 1m/s
当t=1s时,x=1.5m处的质点运动半个周期到达波峰处,因此相对平衡位置的位移为0.1m。
故选B。
4.电磁俘能器可在汽车发动机振动时利用电磁感应发电实现能量回收,结构如图甲所示。两对永磁铁可随发动机
一起上下振动,每对永磁铁间有水平方向的匀强磁场,磁感应强度大小均为B.磁场中,边长为L的正方形线圈竖
直固定在减震装置上。某时刻磁场分布与线圈位置如图乙所示,永磁铁振动时磁场分界线不会离开线圈。关于图
乙中的线圈。下列说法正确的是( )
A.穿过线圈的磁通量为BL2
B.永磁铁相对线圈上升越高,线圈中感应电动势越大
C.永磁铁相对线圈上升越快,线圈中感应电动势越小
D.永磁铁相对线圈下降时,线圈中感应电流的方向为顺时针方向
【答案】D
【详解】A.根据图乙可知此时穿过线圈的磁通量为0,A错误;
BC.根据法拉第电磁感应定律可知永磁铁相对线圈上升越快,磁通量变化越快,线圈中感应电动势越大,BC错
误;
D.永磁铁相对线圈下降时,根据安培定则可知线圈中感应电流的方向为顺时针方向,D正确。
故选D。
5.如图所示,在细绳的拉动下,半径为r的卷轴可绕其固定的中心点O在水平面内转动。卷轴上沿半径方向固定
l
着长度为l的细管,管底在O点。细管内有一根原长为 、劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧底端固定在管底,顶端
2
连接质量为m、可视为质点的插销。当以速度v匀速拉动细绳时,插销做匀速圆周运动。若v过大,插销会卡进固
定的端盖。使卷轴转动停止。忽略摩擦力,弹簧在弹性限度内。要使卷轴转动不停止,v的最大值为( )
√ k √ k √2k √2k
A.r B.l C.r D.l
2m 2m m m
【答案】Al
【详解】有题意可知当插销刚卡紧固定端盖时弹簧的伸长量为Δx= ,根据胡克定律有
2
kl
F=k Δx=
2
插销与卷轴同轴转动,角速度相同,对插销有弹力提供向心力F=mlω2
对卷轴有v=rω
√ k
联立解得v=r
2m
故选A。
6.如图所示,红绿两束单色光,同时从空气中沿同一路径以θ角从MN面射入某长方体透明均匀介质。折射光束
在NP面发生全反射。反射光射向PQ面。若θ逐渐增大。两束光在NP面上的全反射现象会先后消失。已知在该介
质中红光的折射率小于绿光的折射率。下列说法正确的是( )
A.在PQ面上,红光比绿光更靠近P点
B.θ逐渐增大时,红光的全反射现象先消失
C.θ逐渐增大时,入射光可能在MN面发生全反射
D.θ逐渐减小时,两束光在MN面折射的折射角逐渐增大
【答案】B
【详解】A.红光的频率比绿光的频率小,则红光的折射率小于绿光的折射率,在MN面,入射角相同,根据折射
sinθ
定律n= ,可知绿光在MN面的折射角较小,根据几何关系可知绿光比红光更靠近P点,A错误;
sinα
1
B.根据全反射发生的条件sinC= 可知红光发生全反射的临界角较大,θ逐渐增大时,折射光线与NP面的交点
n
左移过程中,在NP面的入射角先大于红光发生全反射的临界角,所以红光的全反射现象先消失,B正确;
C.在MN面,光是从光疏介质到光密介质,无论θ多大,在MN面都不可能发生全反射,C错误;
sinθ
D.根据折射定律n= 可知θ逐渐减小时,两束光在MN面折射的折射角逐渐减小,D错误。
sinα
故选B。
7.如图所示,轻质弹簧竖直放置,下端固定。木块从弹簧正上方H高度处由静止释放。以木块释放点为原点,取
竖直向下为正方向。木块的位移为y。所受合外力为F,运动时间为t。忽略空气阻力,弹簧在弹性限度内。关于
木块从释放到第一次回到原点的过程中。其F- y图像或y-t图像可能正确的是( )A. B. C. D.
【答案】B
【详解】AB.在木块下落H高度之前,木块所受合外力为木块的重力保持不变,即
F=mg
当木块接触弹簧后,弹簧弹力向上,则木块的合力
F=mg-k(y-H)
到合力为零前,随着y增大F减小;当弹簧弹力大于木块的重力后到最低点过程中木块所受合外力向上,随着y增
大F增大,F- y图像如图所示
B正确,A错误;
1
CD.在木块下落H高度之前,木块做匀加速直线运动,根据y= gt2
2
速度逐渐增大, y-t图像斜率逐渐增大,当木块接触弹簧后到合力为零前,根据牛顿第二定律
mg-k(y-H)=F=ma
木块的速度继续增大,做加速度减小的加速运动,所以y-t图像斜率继续增大,当弹簧弹力大于木块的重力后到
最低点过程中F=k(y-H)-mg
木块所受合外力向上,木块做加速度增大的减速运动,所以y-t图斜率减小,到达最低点后,木块向上运动,经
以上分析可知,木块先做加速度减小的加速运动,再做加速度增大的减速运动,再做匀减速直线运动到最高点,
y-t图像大致为
CD错误。
故选B。
二、多选题
8.污水中的污泥絮体经处理后带负电,可利用电泳技术对其进行沉淀去污,基本原理如图所示。涂有绝缘层的金
属圆盘和金属棒分别接电源正、负极、金属圆盘置于底部、金属棒插入污水中,形成如图所示的电场分布,其中
实线为电场线,虚线为等势面。M点和N点在同一电场线上,M点和P点在同一等势面上。下列说法正确的有(
)A.M点的电势比N点的低
B.N点的电场强度比P点的大
C.污泥絮体从M点移到N点,电场力对其做正功
D.污泥絮体在N点的电势能比其在P点的大
【答案】AC
【详解】AC.根据沿着电场线方向电势降低可知M点的电势比N点的低,污泥絮体带负电,根据E =qφ可知污
p
泥絮体在M点的电势能比在N点的电势能大,污泥絮体从M点移到N点,电势能减小,电场力对其做正功,AC
正确;
B.根据电场线的疏密程度可知N点的电场强度比P点的小,B错误;
D. M点和P点在同一等势面上,则污泥絮体在M点的电势能与在P点的电势能相等,结合AC选项分析可知污
泥絮体在P点的电势能比其在N点的大,D错误。
故选AC。
9.如图所示,探测器及其保护背罩通过弹性轻绳连接降落伞。在接近某行星表面时以60m/s的速度竖直匀速下落。
此时启动“背罩分离”,探测器与背罩断开连接,背罩与降落伞保持连接。已知探测器质量为1000kg,背罩质量
1 1
为50kg,该行星的质量和半径分别为地球的 和 。地球表面重力加速度大小取g=10m/s2。忽略大气对探测器
10 2
和背罩的阻力。下列说法正确的有( )
A.该行星表面的重力加速度大小为4m/s2
B.该行星的第一宇宙速度为7.9km/s
C.“背罩分离”后瞬间,背罩的加速度大小为80m/s2
D.“背罩分离”后瞬间,探测器所受重力对其做功的功率为30kW
【答案】AC
Mm
【详解】A.在星球表面,根据G =mg
R2
GM 1 1
可得g= ,行星的质量和半径分别为地球的 和 。地球表面重力加速度大小取g=10m/s2,可得该行星表面
R2 10 2
的重力加速度大小g'=4m/s2,A正确;
B.在星球表面上空,根据万有引力提供向心力 Mm v2,可得星球的第一宇宙速度 √GM,行星的质量
G =m v=
R2 R R
1 1
和半径分别为地球的 和 ,可得该行星的第一宇宙速度
10 2
√5
v = v
行 5 地
地球的第一宇宙速度为7.9km/s,所以该行星的第一宇宙速度√5
v = ×7.9km/s
行 5
B错误;
C.“背罩分离”前,探测器及其保护背罩和降落伞整体做匀速直线运动,对探测器受力分子,可知探测器与保护
背罩之间的作用力F=mg'=4000N
“背罩分离”后,背罩所受的合力大小为4000N,对背罩,根据牛顿第二定律F=m'a
解得a=80m/s2,C正确;
D.“背罩分离”后瞬间探测器所受重力对其做功的功率P=mg'v=1000×4×60W=240kW,D错误。
故选AC。
10.如图所示,光滑斜坡上,可视为质点的甲、乙两个相同滑块,分别从H 、H 高度同时由静止开始下滑。斜
甲 乙
坡与水平面在O处平滑相接,滑块与水平面间的动摩擦因数为μ,乙在水平面上追上甲时发生弹性碰撞。忽略空气
阻力。下列说法正确的有( )
A.甲在斜坡上运动时与乙相对静止
B.碰撞后瞬间甲的速度等于碰撞前瞬间乙的速度
C.乙的运动时间与H 无关
乙
H
D.甲最终停止位置与O处相距 乙
μ
【答案】ABD
【详解】A.两滑块在光滑斜坡上加速度相同,同时由静止开始下滑,则相对速度为0,A正确;
B.两滑块滑到水平面后均做匀减速运动,由于两滑块质量相同,且发生弹性碰撞,可知碰后两滑块交换速度,即
碰撞后瞬间甲的速度等于碰撞前瞬间乙的速度,B正确;
C.设斜面倾角为θ,乙下滑过程有
1
H = gsinθt2
乙 2 1
在水平面运动一段时间t 后与甲相碰,碰后以甲碰前速度做匀减速运动t,乙运动的时间为
2 3
t=t +t +t 由于t 与H 有关,则总时间与H 有关,C错误;
1 2 3 1 乙 乙
1
D.乙下滑过程有mgH = mv2
乙 2 乙
由于甲和乙发生弹性碰撞,交换速度,则可知甲最终停止位置与不发生碰撞时乙最终停止的位置相同;则如果不
发生碰撞,乙在水平面运动到停止有
v2 =2μgx
乙
H
联立可得x= 乙
μ
H
即发生碰撞后甲最终停止位置与O处相距 乙。D正确。
μ
故选ABD。
三、实验题
11.下列是《普通高中物理课程标准》中列出的三个必做实验的部分步骤,请完成实验操作和计算。
(1)图甲是“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”实验装置示意图。图中木板右端垫高的目的是 。图乙
是实验得到纸带的一部分,每相邻两计数点间有四个点未画出。相邻计数点的间距已在图中给出。打点计时器电源频率为50Hz,则小车的加速度大小为 m/s2(结果保留3位有效数字)。
(2)在“长度的测量及其测量工具的选用”实验中,某同学用50分度的游标卡尺测量一例柱体的长度,示数如图丙
所示,图丁为局部放大图,读数为 cm。
(3)在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中,在光具座上安装光源、遮光筒和光屏。遮光筒不可调节。
打开并调节 。使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮。取下光屏,装上单缝、双缝和测量头。调节测量头,并缓
慢调节单缝的角度直到目镜中观察到 。
【答案】(1) 平衡摩擦力 2.86
(2)4.108
(3) 光源 干涉条纹
【详解】(1)[1]木板右端抬高的目的是平衡摩擦力;
[2]小车的加速度大小
(16.29+13.43+10.59-7.72-4.88-2.01)×10-2
a= m/s2=2.86m/s2
9×0.12
(2)游标卡尺读数为4.1cm+4×0.02mm=4.108cm
(3)[1][2]在“用双缝干涉实验测量光的波长”实验调节过程中,在光具座上安装光源、遮光筒和光屏,遮光筒不
可调节,打开并调节光源,使光束沿遮光筒的轴线把光屏照亮,取下光屏,装上、双缝和测量头,调节测量头,
并缓慢调节单缝的角度直到目镜中观察到干涉条纹。
12.某科技小组模仿太阳能发电中的太阳光自动跟踪系统,制作光源跟踪演示装置,实现太阳能电池板方向的调
整,使电池板正对光源。图甲是光照方向检测电路。所用器材有:电源E(电动势3V)、电压表(V)和(V)
1 2
(量程均有3V和15V,内阻均可视为无穷大):滑动变阻器R:两个相同的光敏电阻R 和R ;开关S:手电筒:
G1 G2
导线若干。图乙是实物图。图中电池板上垂直安装有半透明隔板,隔板两侧装有光敏电阻,电池板固定在电动机
转轴上。控制单元与检测电路的连接未画出。控制单元对光照方向检测电路无影响。请完成下列实验操作和判断。
(1)电路连接。
图乙中已正确连接了部分电路,请完成虚线框中滑动变阻器R、电源E、开关S和电压表(V)间的实物图连线
。
(2)光敏电阻阻值与光照强度关系测试。
①将图甲中R的滑片置于 端。用手电筒的光斜照射到R 和R ,使R 表面的光照强度比R 表面的小。
G1 G2 G1 G2
②闭合S,将R的滑片缓慢滑到某一位置。(V)的示数如图丙所示,读数U 为 V,U 的示数为1.17V。由此
1 2
可知,表面光照强度较小的光敏电阻的阻值 (填“较大”或“较小”)。③断开S。
(3)光源跟踪测试。
①将手电筒的光从电池板上方斜照射到R 和R 。②闭合S。并启动控制单元。控制单元检测并比较两光敏电阻
G1 G2
的电压,控制电动机转动。此时两电压表的示数U