2024届江苏省高三下学期高考物理三轮冲刺卷（4）物理试卷（原卷版+解析版）

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2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号等用0.5毫米黑色墨水的签字笔填写在答题卡的规定位置。
3.请认真核对答题卡表头规定填写或填涂的项目是否准确。
4.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，作答非选择题，必须用0.5毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效。
5.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、单项选择题：共11题，每题4分，共44分，每小题只有一个选项最符合题意。
1. 氢原子能级如图甲所示，一群处于高能级的氢原子，向低能级跃迁时发出多种可见光，分别用这些可见光照射图乙电路的阴极K，其中3条光电流I随电压U变化的图线如图丙所示，已知可见光波长范围约为到之间，a光的光子能量为。则（ ）

A. 氢原子从能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的可见光
B. 当滑片P向a端移动时，光电流I将增大
C. a光照射得到的光电流最弱，所以a光光子动量最小
D. 图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有
【答案】D
【解析】
【详解】A．可见光波长范围约为到之间，可知可见光的光子能量范围约为到之间。氢原子从能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的光，只有2种可见光，分别为从能级向能级跃迁和从能级向能级跃迁，故A错误；
B．当滑片P向a端移动时，施加反向电压，光电流I将减小，故B错误；
C．根据
可知频率越大，遏止电压越大，故a光的频率最大，根据
可知频率越大，波长越短，故a光的波长最短，根据
可知a光光子动量最大，故C错误；
D．可见光波长范围约为到之间，根据氢原子能级图可知氢光谱可见光只有4条，而a光的能量最大，故排除氢原子从能级向能级跃迁的可能，故a光是氢原子从能级向能级跃迁发出的光，能量为2.86，b光是氢原子从能级向能级跃迁发出的光，能量为2.55，c光是氢原子从能级向能级跃迁发出的光，能量为1.89，故图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有
故D正确。
故选D。
2. 核电池是利用放射性同位素衰变放出载能粒子（如粒子、粒子和射线）并将其能量转换为电能的装置．人造心脏的放射性同位素动力源用的燃料是钚，其衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A. 不具有放射性B. 该衰变为衰变
C. 原子核X和射线均属于实物粒子D. 的比结合能比的比结合能大
【答案】B
【解析】
【详解】A．仍具有放射性，选项A错误；
B．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为4，电荷数为2，则该衰变为衰变，选项B正确；
C．原子核X是实物粒子，射线属于电磁波，选项C错误；
D．该反应放出核能，生成更稳定的原子核，则的比结合能比的比结合能小，选项D错误。
故选B。
3. 三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C为地球同步卫星，某时刻A、B相距最近，如图所示。已知地球自转周期为T1，B的周期为T2，则下列说法正确的是（ ）
A. A加速可追上同一轨道上的C
B. 经过时间，A、B相距最远
C. A、C向心加速度大小相等，且大于B的向心加速度
D. A、B与地心连线在相同时间内扫过的面积相等
【答案】B
【解析】
【详解】A．卫星A加速后做离心运动，轨道变高，不可能追上卫星C，故A错误；
B．A、B两卫星由相距最近至相距最远时，圆周运动转过角度相差π，即
ωBt－ωAt=π
其中
，
解得经历的时间
故B正确；
C．根据万有引力提供向心力有
得
可知A、C向心加速度大小相等，且小于B的向心加速度，故C错误；
D．绕地球运动的卫星与地心连线在相同时间t内扫过的面积
其中
则
可知A、B与地心连线在相同时间内扫过的面积不等，故D错误。
故选：B。
4. 如图所示，小明取山泉水时发现水平细水管到水平地面的距离为水桶高的两倍，在地面上平移水桶，水恰好从桶口中心无阻挡地落到桶底边沿A。已知桶高为h，直径为D，则水离开出水口的速度大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】设出水孔到水桶中心距离为x，则
落到桶底A点时
解得
故选C。
5. 如图所示，A、B、C三个物体的质量满足，A、B两物体通过绳子绕过定滑轮相连，B、C用劲度系数为k2的弹簧相连，劲度系数为k1的弹簧一端固定在天花板上，另一端与滑轮相连。开始时，A、B两物体在同一水平面上，不计滑轮、绳子、弹簧的重力和一切摩擦，重力加速度为g。现用竖直向下的力缓慢拉动A物体，在拉动过程中，弹簧及与A、B相连的绳子都始终竖直，到C物体刚要离开地面（A没落地，B没有与滑轮相碰），此时A、B两物体的高度差为（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设开始时上面的弹簧伸长量为，绳子拉力为T，对物体A根据平衡条件可得
对滑轮根据平衡条件可得
解得
设C物体刚要离开地面时BC间弹簧的伸长量为x2，上面的弹簧伸长量为，绳子拉力为，对物体C根据平衡条件可得
解得
C物体刚要离地时，上端弹簧的拉力为
对滑轮根据平衡条件可得
解得
所以此过程中A下降的高度为
此过程中B物体上升的高度
此时A、B两物体的高度差为
故D正确，ABC错误。
故选D。
6. 将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、4块固定在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角均为30°，石块间的摩擦力可以忽略不计。则第1块对第2块的弹力F1和第1块对第3块的弹力F2的大小之比为（ ）

A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】如图对第一个石块进行受力分析，由几何关系知
θ＝60°
所以有
F1∶F2＝sin 60°＝
故选A。

7. 如图，M、N是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，导轨足够长且电阻可忽略不计；导轨间有一垂直于水平面向下的匀强磁场，其左边界垂直于导轨；阻值恒定的两均匀金属棒a、b均垂直于导轨放置，b始终固定。a以一定初速度进入磁场，此后运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，并与b不相碰。以O为坐标原点，水平向右为正方向建立轴坐标；在运动过程中，a的速度记为v，a克服安培力做功的功率记为P。下列v或P随x变化的图像中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】AB．设导轨间磁场磁感应强度为B，导轨间距为L，金属棒总电阻为R，由题意导体棒a进入磁场后受到水平向左的安培力作用，做减速运动，根据动量定理有
根据
可得
又因为
联立可得
根据表达式可知v与x成一次函数关系，故A正确，B错误；
CD．a克服安培力做功的功率为
故图像为开口向上的抛物线，由于F和v都在减小，故P在减小,故CD错误。
故选A。
8. 空间中一静电场的电场强度E在x轴上分布情况如图所示，其中图像关于E轴对称，x轴上的A、B两点关于原点O对称。一电子仅在电场力的作用下从静止开始，由A点沿轴运动到B点。下列说法正确的是（ ）
A. x轴上的电场强度方向沿x轴正方向
B. A、B两点的电势相等
C. 电子从A点运动到B点的过程中，电子的加速度先增大后减小
D. 电子从A点运动到B点的过程中，其所受电场力先做负功再做正功
【答案】C
【解析】
【详解】A．电子仅在电场力的作用下从静止开始，由A点沿轴运动到B点，说明电子所受电场力沿x轴正方向，而电子带负电，则x轴上的电场强度方向沿x轴负方向，A错误；
B．沿电场线电势降低，电场线由B指向A，则A点电势低于B点电势，B错误；
C．根据
由图知，电子从A点运动到B点的过程中电场强度先增大后减小，所以电子的加速度先增大后减小，C正确；
D．电子从A点运动到B点的过程中，电场强度方向沿x轴负方向，故电场力一直做正功，D错误。
故选C。
9. 如图，理想变压器原、副线圈匝数比为，输入端、接入电压有效值恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻的阻值相同。在滑动变阻器的滑片从端滑动到端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（ ）
A. L1先变暗后变亮，L2一直变亮
B. L1先变亮后变暗，L2一直变亮
C. L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗
D. L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】副线圈的总电阻为
解得
则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中，副线圈的总电阻先增大后减小，根据等效电阻关系有
则等效电阻先增大后减小，由欧姆定律有
，
先减小后增大，先减小后增大，则先变暗后变亮，根据
，
由于先减小后增大，则副线圈的电压先增大后减小，通过L2的电流为
则滑动变阻器R的滑片从a端滑到b端过程中，逐渐减小，副线圈的电压增大过程中 增大；在副线圈的电压减小过程中，通过R0的电流为
逐渐增大，则越来越小，则
则先变暗后变亮，一直变亮；
故选A。
10. 两个质量均为m的A、B小球用轻杆连接，A球与固定在斜面上的光滑竖直挡板接触，B球放在倾角为 的斜面上，A、B均处于静止，B球没有滑动趋势，则A球对挡板的压力大小为
A. mg tanθB. C. D. 2mg tan θ
【答案】D
【解析】
【详解】以整体为对象受力分析如图所示：
根据平衡可知： ，故D对；ABC错；
故选D
【点睛】本题考查了物体的平衡，注意整体法和隔离法的应用问题，在平时训练时加强注意．
11. 如图所示，水平地面上放置着用轻质弹簧竖直连接的A、B物块（两端栓接），其中A的质量为m，弹簧的劲度系数为k。压缩弹簧后释放，A开始做简谐振动，最高点恰好位于弹簧原长。某次A恰好到达最高点时，质量为m的物块C以速度与A发生完全非弹性碰撞后粘在一起做简谐振动，当它们运动到最高点时，物块B恰好与地面无弹力。已知弹簧弹性势能的表达式为，质量为m的弹簧振子的周期，重力加速度为g。不计一切阻力及碰撞时间，弹簧足够长且始终在弹性限度内。下列说法正确的是（ ）
A. B的质量
B. A、C成为整体后，做简谐振动的振幅为
C. A、C碰撞后，再次回到弹簧原长位置时间为
D. A、C运动到最低点时，地面对B的支持力为
【答案】D
【解析】
【详解】AB．物块C以速度与A发生完全非弹性碰撞后粘在一起，根据动量守恒定律有
当它们运动到最高点时，物块B恰好与地面无弹力，根据能量守恒定律有
对B受力分析有
解得
，
AC达到平衡位置时有
振幅为
故AB错误；
C．碰后AC一起做简写振动的周期为
C碰撞后，经过时间对应的角度为，碰撞时距离平衡位置的位移为
因此向下运动又回到初始碰撞点， 故C错误；
D．A、C运动到最低点时，地面对B的支持力为
故D正确；
故选D。
二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题-第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和必要的演算步骤，只写出答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数和单位。
12. 在验证机械能守恒定律的实验中，某同学采用如下图装置，绕过定滑轮的细线上悬挂质量相等的重物和，在下面再挂钩码。已知打点计时器所用交流电源的频率为50Hz。

（1）如图所示，在重物下方固定打点计时器，用纸带连接，测量的运动情况。下列操作过程正确的是______________；
A.固定打点计时器时应将复写纸定位轴置于系重物的细线的正下方
B.安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直线上
C.接通电源前让重物尽量靠近打点计时器
D.应选取最初第1、2两点间距离接近2mm的纸带
（2）某次实验结束后，打出纸带的一部分如图所示，、、为三个相邻计时点。则打下点时重锤的速度________m/s；（结果保留三位有效数字）

（3）如果本实验室电源频率大于50Hz，则瞬时速度的测量值__________（选填“偏大”或“偏小”）；
（4）已知重物和的质量均为，钩码的质量为，某次实验中从纸带上测量重物由静止上升高度为时对应计时点的速度为，取重力加速度为，则验证系统机械能守恒定律的表达式是_________；
（5）为了测定当地的重力加速度，改变钩码的质量，测得多组和对应的加速度，作出图像如图所示，图线与纵轴截距为，则当地的重力加速度为__________。

【答案】 ①. BC##CB ②. 1.05 ③. 偏小 ④. ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]A．为减小纸带运动过程中所受的摩擦阻力，打点计时器振针应置于系重锤A的细线的正下方，而定位轴的位置在复写纸中心，在振针旁边，所以定位轴不应在重锤A的细线的正下方，A错误；
B．安装打点计时器时要竖直架稳，使其两限位孔在同一竖直线上，B正确；
C．为了能在长度有限的纸带上尽可能多地获取间距适当的数据点，接通电源前让重锤A尽量靠近打点计时器，C正确；
D．本实验研究对象不是做自由落体运动，无需选取最初第1、2两点间距离接近2mm的纸带，D错误。
故选BC。
（2）[2]打B点时重锤的瞬时速度等于打A、C两点间的平均速度，即
（3）[3]如果本实验室电源频率大于50Hz，则计算瞬时速度时所代入的值比实际值偏大，从而使瞬时速度的测量值偏小。
（4）[4]根据机械能守恒定律有
整理得
（5）[5]对A、B、C整体根据牛顿第二定律有
整理得
由题意可知
解得
13. (2)如图所示，一个开口向右的圆筒汽缸固定于地面上，距缸底2L处固定一个中心开孔的隔板a，在小孔处装有一个能向左开启的单向阀门b，C是一截面积为S的活塞．开始时隔板左侧封闭的理想气体压强为1.5P0；隔板右侧封闭了另一部分同种理想气体，刚开始活塞c与隔板距离为L．现对活塞c施加一水平向左的力F，其大小由0缓慢增大到F0时，b恰好打开．已知外界气压为p0，气体温度保持不变活塞与隔板厚度均不计，活塞与汽缸、阀门与隔板间的摩擦也不计．求
(1)F0的大小
(2)当力F缓慢增大到1.2F0时，活塞c距缸底距离；
(3)当力F缓慢增大到2F0时，缸内气体压强．
【答案】(1)0.5p0S；(2)2.5L；(3)2p0
【解析】
【详解】(1)对阀门，刚打开时左右气体压强应相等，即右侧气体压强也为1.5p0．
故对c
1.5p0S=p0S+F0
故
F0=0.5p0S
(2)对右侧气体，从开始到b刚开启的过程，根据玻意耳定律得
p0L=1.5p0L1
解得
对全部气体，当力为1.2F0时

解得
L2=2.5L
(3)当力F为2F0时，设隔板右侧的气体压强为p，则p=2p0．
解得
L3=2L
故全部气体恰在隔板a左侧
则压强
p4=2p0
14. 一列横波时刻的波形如图甲所示，点是轴正方向上离原点处的质点（图中未画）。图乙表示介质中P质点此后一段时间内的振动图象，求：
（1）此横波的波速多大？
（2）假设时刻此横波刚传到P点，从该时刻开始计时经过时间，试确定质点Q所通过的路程大小；
（3）试画出时刻的波形图。
【答案】（1）0.5m/s；（2）8cm；（3）
【解析】
【详解】（1）由图甲可知波的波长为
由图乙可知波的周期为
则波速为
（2）波从点传播到点的时间
时质点振动2s，即半个周期，所以质点的路程为
（3）根据波传播的周期性可知，时波形图与时相同，如图所示
15. 如图所示，小周设计的玩具滑动的固定轨道分成三部分，倾斜粗糙的AB轨道，水平光滑的BC轨道，还有一段光滑的圆弧轨道与斜面AB相切于A点，圆弧轨道的圆心为O，半径为，N为圆弧上的一点，且半径ON竖直，水平轨道上有一个轻弹簧，轻弹簧的左端与墙壁相连，右端与质量为的小物块Q相连接，均处于静止状态。现在A处由静止释放一个质量为的小滑块P，小滑块P与小物块Q发生弹性碰撞，已知AB轨道长为，AB段与水平面的夹角为，小滑块P与AB轨道间的动摩擦因数为0.5，且通过B点时无能量损失。（空气阻力不计，取重力加速度，，）
（1）求小滑块P第一次运动到B点时的速度的大小。
（2）求轻弹簧的最大弹性势能。
（3）若取走小滑块P和小物块Q，在第（2）问中弹簧压缩到最短地方放置一个与小滑块P材料相同、质量为的小滑块，该小滑块恰能到最高点N，求小滑块的质量。（结果保留三位有效数字）
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）对小滑块P，从A到B，由动能定理得
解得
（2）设小滑块P与小物块Q碰撞后速度分别、，以水平向左为正方向，弹性碰撞过程满足系统动量守恒和机械能守恒，则有
联立解得
，
当小物块Q的速度减为0时，弹簧被压缩到最短，弹簧的弹性势能最大，则有
（3）设N点到水平轨道的高度为，小滑块恰能到最高点N，由重力提供向心力得
解得
由能量守恒定律得
其中
联立解得
16. 在竖直平面内建立一平面直角坐标系xy，x轴沿水平方向，如图所示。第一象限内OBAD区域（AB=2R，AD=R）有一水平向左的匀强电场E，第二象限内有一半径为R的垂直纸面的匀强磁场B1，边界与XY轴相切，与X轴的切点为C，与Y轴的切点为P，第四象限内有垂直纸面的匀强磁场B2，如图（E、B１、B２均未知）。已知一个质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子（可视为质点）从AB边界任意一点无初速度释放，经电场加速后获得速度v0，然后进入第二象限，再经磁场偏转后都从同一点C离开第二象限。（m、q、R、v0已知）求：
（1）电场强度E；
（2）磁感应强度B1；
（3）此粒子从坐标（R，）处无初速度释放，依次经过一二三四象限后恰好垂直与X轴再次射入第一象限，求该情况下磁感应强度B2及粒子从出发到再次回到第一象限所用的时间（结果中保留根号和，不必通分）。
【答案】（1）；（2）；（3），
【解析】
【详解】（1）带电粒子在电场中运动时，根据牛顿第二定律及运动学方程，得：
电场强度为
（2）任意一点入射都从C离开，取E点为入射点，作轨迹，作辅助线如图
由几何关系得CO1EO1´为菱形，运动半径r=R，根据洛伦兹力提供向心力，得
解得
（3）在电场中
得
在第二象限磁场外，匀速直线运动，由几何关系得
在磁场B1中运动角度为120º，运动时间为
在第三象限做匀速直线运动
进入第四象限时，速度与y轴负方向成30º，做入射速度垂线，回到x轴时速度与x轴垂直，因此圆心在x轴上，由几何关系得，
，
解得
在第四象限做圆周运动的角度为150º