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冲刺2024 年高考物理真题重组卷((全国专用)
真题重组卷03
(考试时间:90 分钟 试卷满分:110 分)
第I 卷(选择题)
一、单项选择题:本题共5 小题,每小题6 分,共30 分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要
求的。
14.(2013·山东·高考真题)下列关于热现象的描述正确的是( )
A.根据热力学定律,热机的效率可以达到100%
B.做功和热传递都是通过能量转化的方式改变系统内能的
C.温度是描述热运动的物理量,一个系统与另一个系统达到热平衡时两系统温度相同
D.物体由大量分子组成,其单个分子的运动是无规则的,大量分子的运动也是无规律的
【答案】C
【详解】A.热机在工作过程中不可避免的要有能量耗散,其效率不可能达到100%,A 错误;
B.热传递是靠能量的转移改变系统内能的,B 错误;
C.系统达到热平衡的标志是温度相同,C 正确;
D.分子动理论告诉我们,物质是由分子组成的,分子永不停息地做无规则运动,但大量分子的运动遵从
一定的统计规律,如温度升高,所有分子的平均动能增大,D 错误;
故选C。
15.(2020·浙江·统考高考真题)如图所示,固定在水平面上的半径为r 的金属圆环内存在方向竖直向上、
磁感应强度大小为B 的匀强磁场。长为l 的金属棒,一端与圆环接触良好,另一端固定在竖直导电转轴
上,随轴以角速度
匀速转动。在圆环的A 点和电刷间接有阻值为R 的电阻和电容为C、板间距为d
的平行板电容器,有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态。已知重力加速度为g,不计其它电阻和摩
擦,下列说法正确的是( )
A.棒产生的电动势为
1
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B.微粒的电荷量与质量之比为
C.电阻消耗的电功率为
D.电容器所带的电荷量为
【答案】B
【详解】A.如图所示,金属棒绕
轴切割磁感线转动,棒产生的电动势
A 错误;
B.电容器两极板间电压等于电源电动势
,带电微粒在两极板间处于静止状态,则
即
B 正确;
C.电阻消耗的功率
C 错误;
D.电容器所带的电荷量
D 错误。
故选B。
16.(2022·辽宁·高考真题)完全失重时,液滴呈球形,气泡在液体中将不会上浮。2021 年12 月,在中国
空间站“天宫课堂”的水球光学实验中,航天员向水球中注入空气形成了一个内含气泡的水球。如图所示,
若气泡与水球同心,在过球心O 的平面内,用单色平行光照射这一水球。下列说法正确的是( )
A.此单色光从空气进入水球,频率一定变大
B.此单色光从空气进入水球,频率一定变小
C.若光线1 在M 处发生全反射,光线2 在N 处一定发生全反射
D.若光线2 在N 处发生全反射,光线1 在M 处一定发生全反射
【答案】C
【详解】AB.光的频率是由光源决定的,与介质无关,频率不变,AB 错误;
2
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CD.如图可看出光线1 入射到水球的入射角小于光线2 入射到水球的入射角,则光线1 在水球外表面折射
后的折射角小于光线2 在水球外表面折射后的折射角,设水球半径为R、气泡半径为r、光线经过水球后的
折射角为α、光线进入气泡的入射角为θ,根据几何关系有
则可得出光线2 的θ 大于光线1 的θ,故若光线1 在M 处发生全反射,光线2 在N 处一定发生全反射,C 正
确、D 错误。
故选C。
17.(2022·福建·高考真题)2021 年美国“星链”卫星曾近距离接近我国运行在距地
近圆轨道上的
天宫空间站。为避免发生危险,天宫空间站实施了发动机点火变轨的紧急避碰措施。已知质量为m 的物体
从距地心r 处运动到无穷远处克服地球引力所做的功为
,式中M 为地球质量,G 为引力常量;现将
空间站的质量记为
,变轨前后稳定运行的轨道半径分别记为
、
,如图所示。空间站紧急避碰过程发
动机做的功至少为( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【详解】空间站紧急避碰的过程可简化为加速、变轨、再加速的三个阶段;空间站从轨道
变轨到
过程,
根据动能定理有
3
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依题意可得引力做功
万有引力提供在圆形轨道上做匀速圆周运动的向心力,由牛顿第二定律
求得空间站在轨道上运动的动能为
动能的变化
解得
故选A。
18.(2023·天津·统考高考真题)下图为输电线为用户输电的情景,电路中升压变压器
和降压变压器
都认为是理想变压器,中间输电电路电阻为R,下列说法正确的有( )
A.
输出电压与
输入电压相等
B.
输出功率大于
输入功率
C.若用户接入的用电器增多,则R 功率降低
D.若用户接入的用电器增多,则
输出功率降低
【答案】B
【详解】AB.由于输电过程中电阻R 要产生热量,会损失功率,故
输出功率大于
输入功率;
输出
电压大于
输入电压,故A 错误,B 正确;
C.由于输入电压不变,所以变压器
的输出变压不变,随着用户接入的用电器增多,导致用户端的等效
4
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电阻变小,则电流变大,根据
可知R 功率增大;故C 错误;
D.用户接入电路的用电器越多,用电器消耗功率增大,即
输出功率增大,故D 错误。
故选B。
二、多项选择题:本题共3 小题,每小题6 分,共18 分,在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目的
要求,全部选对的得6 分,部分选对的得3 分,有选错的得0 分。
19.(2022·湖南·统考高考真题)如图,间距
的U 形金属导轨,一端接有
的定值电阻
,固定
在高
的绝缘水平桌面上。质量均为
的匀质导体棒a 和b 静止在导轨上,两导体棒与导轨接触
良好且始终与导轨垂直,接入电路的阻值均为
,与导轨间的动摩擦因数均为0.1(设最大静摩擦力等
于滑动摩擦力),导体棒
距离导轨最右端
。整个空间存在竖直向下的匀强磁场(图中未画出),
磁感应强度大小为
。用
沿导轨水平向右的恒力拉导体棒a,当导体棒a 运动到导轨最右端时,
导体棒b 刚要滑动,撤去
,导体棒a 离开导轨后落到水平地面上。重力加速度取
,不计空气阻力,
不计其他电阻,下列说法正确的是( )
A.导体棒a 离开导轨至落地过程中,水平位移为
B.导体棒a 离开导轨至落地前,其感应电动势不变
C.导体棒a 在导轨上运动的过程中,导体棒b 有向右运动的趋势
D.导体棒a 在导轨上运动的过程中,通过电阻
的电荷量为
【答案】BD
【详解】C.导体棒a 在导轨上向右运动,产生的感应电流向里,流过导体棒b 向里,由左手定则可知安
培力向左,则导体棒b 有向左运动的趋势,故C错误;
A.导体棒b 与电阻R 并联,有
当导体棒a 运动到导轨最右端时,导体棒b 刚要滑动,有
联立解得a 棒的速度为
5
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a 棒做平抛运动,有
,
联立解得导体棒a 离开导轨至落地过程中水平位移为
故A 错误;
B.导体棒a 离开导轨至落地前做平抛运动,水平速度切割磁感线,则产生的感应电动势不变,故B 正确;
D.导体棒a 在导轨上运动的过程中,通过电路的电量为
导体棒b 与电阻R 并联,流过的电流与电阻成反比,则通过电阻
的电荷量为
故D 正确。
故选BD。
20.(2023·河北·高考真题)如图,在
轴上放置四个点电荷
和
位于
点两侧,
位于
点两侧。
点在
轴上,且
。取无穷远处电势为零,电荷位置与电荷量满足一定关系,
使得以
点为球心、以
为半径的球面上各点的电势均为零。下列说法正确的是( )
A.
两点电场强度的方向一定沿
轴正方向
B.若在
点放一正点电荷,则
两点的电势一定升高
C.试探电荷
沿
轴运动过程中,若静电力始终不做功,则它受到的静电力始终为零
D.试探电荷
沿
轴运动过程中,若静电力始终不做功,则
点的电场强度一定为零
【答案】BD
【详解】A.以
点为球心、以
为半径的球面为等势面,由电场强度和等势面的关系可知,
两点电
场强度的方向与半径垂直,与
轴重合。由于无法判断各个电荷的电性,故
两点电场强度的方向无法
判断,故A 错误;
B.取无穷远处为零电势点,由于正点电荷周围的电势为正值,若在0 点放一正点电荷,则
两点的电势
一定升高,故B 正确;
6
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C.试探电荷
沿
轴运动过程中,根据电荷分布,若静电力始终不做功,则经过
轴且垂直于
轴的平面
为等势面,但静电力不一定为零,故C 错误;
D.根据以
点为球心、以
为半径的球面为等势面,可知
点的电场强度方向应与
轴重合,再根据
经过
轴且垂直于
轴的平面为等势面,可知
点的电场强度方向应与
轴垂直,同一点电场强度的方向
是唯一的,故
点的电场强度一定为零,故D 正确。
故选BD。
21.(2021·海南·高考真题)如图,在平面直角坐标系
的第一象限内,存在垂直纸面向外的匀强磁场,
磁感应强度大小为B。大量质量为m、电量为q 的相同粒子从y 轴上的
点,以相同的速率在纸面
内沿不同方向先后射入磁场,设入射速度方向与y 轴正方向的夹角为
。当
时,粒子
垂直x 轴离开磁场。不计粒子的重力。则( )
A.粒子一定带正电
B.当
时,粒子也垂直x 轴离开磁场
C.粒子入射速率为
D.粒子离开磁场的位置到O 点的最大距离为
【答案】ACD
【详解】A.根据题意可知粒子垂直
轴离开磁场,根据左手定则可知粒子带正电,A 正确;
BC.当
时,粒子垂直
轴离开磁场,运动轨迹如图
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粒子运动的半径为
洛伦兹力提供向心力
解得粒子入射速率
若
,粒子运动轨迹如图
根据几何关系可知粒子离开磁场时与
轴不垂直,B 错误,C 正确;
D.粒子离开磁场距离
点距离最远时,粒子在磁场中的轨迹为半圆,如图
根据几何关系可知
解得
,D 正确。
故选ACD。
第II 卷(非选择题)
三、实验题:本题共2 小题,22 题6 分,23 题9 分,共15 分。
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22.(2023·北京·统考高考真题)(6 分)用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置,探究平抛运动的特
点。
(1)关于实验,下列做法正确的是 (填选项前的字母)。
A.选择体积小、质量大的小球 B.借助重垂线确定竖直方向
C.先抛出小球,再打开频闪仪 D.水平抛出小球
(2)图1 所示的实验中,A 球沿水平方向抛出,同时B 球自由落下,借助频闪仪拍摄上述运动过程。图2
为某次实验的频闪照片,在误差允许范围内,根据任意时刻A、B 两球的竖直高度相同,可判断A 球竖直
方向做 运动;根据 ,可判断A 球水平方向做匀速直线运动。
(3)某同学使小球从高度为
的桌面水平飞出,用频闪照相拍摄小球的平抛运动(每秒频闪25 次),
最多可以得到小球在空中运动的 个位置。
(4)某同学实验时忘了标记重垂线方向,为解决此问题,他在频闪照片中,以某位置为坐标原点,沿任
意两个相互垂直的方向作为x 轴和y 轴正方向,建立直角坐标系
,并测量出另外两个位置的坐标值
、
,如图3 所示。根据平抛运动规律,利用运动的合成与分解的方法,可得重垂线方向与y
轴间夹角的正切值为 。
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【答案】 ABD 自由落体运动 A 球相邻两位置水平距离相等 10
【详解】(1)[1]A.用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置,选择体积小质量大的小球可以减小空气
阻力的影响,A 正确;
B.本实验需要借助重垂线确定竖直方向,B 正确;
CD.实验过程先打开频闪仪,再水平抛出小球,C 错误,D 正确。
故选ABD。
(2)[2][3]根据任意时刻A、B 两球的竖直高度相同,可以判断出A 球竖直方向做自由落体运动;根据A
球相邻两位置水平距离相等,可以判断A 球水平方向做匀速直线运动。
(3)[4]小球从高度为0.8m 的桌面水平抛出,根据运动学公式
,解得
频闪仪每秒频闪25 次,频闪周期
故最多可以得到小球在空中运动个数为
(4)[5]如图
、
分别表示水平和竖直方向,设重垂线方向
与y 轴间的夹角为
,建立坐标系存在两
种情况,如图所示
当建立的坐标系为
、
时,则x 轴方向做匀减速运动,根据逐差法计算加速度有
y 轴方向在
联立解得
当建立的坐标系为
、
时,则x 轴方向做匀加速运动,根据逐差法计算加速度有
,y 轴方向在
10
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联立解得
综上所述,重垂线方向与y 轴间夹角的正切值为
23.(2023·湖南·统考高考真题)(9 分)某探究小组利用半导体薄膜压力传感器等元件设计了一个测量微
小压力的装置,其电路如图(a)所示,
为电阻箱,
为半导体薄膜压力传感器,
间连接
电压传感器(内阻无穷大).
(1)先用欧姆表“
”挡粗测
的阻值,示数如图(b)所示,对应的读数是
;
(2)适当调节
,使电压传感器示数为0,此时,
的阻值为 (用
表示);
(3)依次将
的标准砝码加载到压力传感器上(压力传感器上所受压力大小等于砝码重力大小),读
出电压传感器示数
,所测数据如下表所示:
次数
1
2
3
4
5
6
砝码质量
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
电压
0
57
115
168
22
0
280
根据表中数据在图(c)上描点,绘制
关系图线 ;
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(4)完成前面三步的实验工作后,该测量微小压力的装置即可投入使用.在半导体薄膜压力传感器上施
加微小压力
,电压传感器示数为
,则
大小是
(重力加速度取
,保留2 位有效数
字);
(5)若在步骤(4)中换用非理想毫伏表测量
间电压,在半导体薄膜压力传感器上施加微小压力
,
此时非理想毫伏表读数为
,则
(填“>”“=”或“<”).
【答案】 1000#1000.0
1.7×10-2 >
【详解】(1)[1]欧姆表读数为10×100Ω=1000Ω
(2)[2]当电压传感器读数为零时,CD 两点电势相等,即
即
解得
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(3)[3]绘出U-m 图像如图
(4)[4]由图像可知,当电压传感器的读数为200mV 时,所放物体质量为1.75g,则
(5)[5]可将CD 以外的电路等效为新的电源,电动势E',内阻r',CD 两点电压看做路端电压,因为
换用非理想电压传感器时内阻不是无穷大,此时电压传感器读数
当读数为U'=200mV 时,实
际CD 间断路(接理想电压传感器时)时的电压等于E'大于200mV,则此时压力传感器的读数F1>F0。
四、计算题:本题共3 小题,共47 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。
24.(2023·北京·统考高考真题)(12 分)如图所示,质量为m 的小球A 用一不可伸长的轻绳悬挂在O 点,
在O 点正下方的光滑桌面上有一个与A 完全相同的静止小球B,B 距O 点的距离等于绳长L。现将A 拉至
某一高度,由静止释放,A 以速度v 在水平方向和B 发生正碰并粘在一起。重力加速度为g。求:
(1)A 释放时距桌面的高度H;
(2)碰撞前瞬间绳子的拉力大小F;
(3)碰撞过程中系统损失的机械能
。
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【答案】(1)
;(2)
;(3)
【详解】(1)A 释放到与B 碰撞前,根据动能定理得
解得
(2)碰前瞬间,对A 由牛顿第二定律得
解得
(3)A、B 碰撞过程中,根据动量守恒定律得
解得
则碰撞过程中损失的机械能为
25.(2023·山东·统考高考真题)(15 分)如图所示,在
,
的区域中,存在沿y 轴正
方向、场强大小为E 的匀强电场,电场的周围分布着垂直纸面向外的恒定匀强磁场。一个质量为m,电量
为q 的带正电粒子从OP 中点A 进入电场(不计粒子重力)。
(1)若粒子初速度为零,粒子从上边界垂直QN 第二次离开电场后,垂直NP 再次进入电场,求磁场的磁
感应强度B 的大小;
(2)若改变电场强度大小,粒子以一定的初速度从A 点沿y 轴正方向第一次进入电场、离开电场后从P 点
第二次进入电场,在电场的作用下从Q 点离开。
(i)求改变后电场强度
的大小和粒子的初速度
;
(ii)通过计算判断粒子能否从P 点第三次进入电场。
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【答案】(1)
;(2)(i)
,
;(ii)不会
【详解】(1)由题意粒子在电场中做匀加速直线运动,根据动能定理有
粒子在磁场中做匀速圆周运动,有
粒子从上边界垂直QN 第二次离开电场后,垂直NP 再次进入电场,轨迹如图
根据几何关系可知
联立可得
(2)(i)由题意可知,做出粒子在电场和磁场中运动轨迹如图
在磁场中做匀速圆周运动,根据几何关系可知
解得
所以有
,
洛伦兹力提供向心力
带电粒子从A 点开始做匀加速直线运动,根据动能定理有
再一次进入电场后做类似斜抛运动,沿x 方向有
15
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沿y 方向上有
其中根据牛顿第二定律有
联立以上各式解得
,
,
(ii)粒子从P 到Q 根据动能定理有
可得从Q 射出时的速度为
此时粒子在磁场中的半径
根据其几何关系可知对应的圆心坐标为
,
而圆心与P 的距离为
故不会再从P 点进入电场。
26.(2023·海南·统考高考真题)(20 分)如图所示,有一固定的光滑
圆弧轨道,半径
,一质
量为
的小滑块B 从轨道顶端滑下,在其冲上长木板C 左端时,给木板一个与小滑块相同的初速度,
已知
,B、C 间动摩擦因数
,C 与地面间的动摩擦因数
,C 右端有一个挡板,C 长
为
。
求:
(1)
滑到
的底端时对
的压力是多大?
(2)若
未与
右端挡板碰撞,当
与地面保持相对静止时,
间因摩擦产生的热量是多少?
(3)在
时,B 与C 右端挡板发生碰撞,且碰后粘在一起,求
从滑上
到最终停止所用
的时间。
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【答案】(1)30N;(2)1.6J;(3)
【详解】(1)滑块下滑到轨道底部,有
解得
在底部,根据牛顿第二定律
解得
由牛顿第三定律可知B 对A 的压力是
。
(2)当B 滑上C 后,对B 分析,受摩擦力力向左,根据牛顿第二定律得
解得加速度向左为
对C 分析,受B 向右的摩擦力
和地面向左的摩擦力
根据牛顿第二定律
解得其加速度向左为
由运动学位移与速度关系公式
,得B 向右运动的距离
C 向右运动距离
由功能关系可知,B、C 间摩擦产生的热量
可得
(3)由上问可知,若B 还末与C 上挡板碰撞,C 先停下,用时为
,有
解得
,B 的位移为
则此刻的相对位移为
此时
由
,一定是C 停下之后,B 才与C 上挡板碰撞。设再经
时间B 与C 挡板碰撞,有
解得
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碰撞时B 速度为
碰撞时由动量守恒可得
解得碰撞后B、C 速度为
之后二者一起减速,根据牛顿第二定律得
后再经
后停下,则有
故
从滑上
到最终停止所用的时间总时间
18