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2024年高考押题预测卷—物理（安徽卷02）（全解全析）
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这是一份2024年高考押题预测卷—物理（安徽卷02）（全解全析），共20页。
物理·全解全析
注意事项：
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10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每题4分，第9~10题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
1．2023年9月15日，三星堆遗址考古入选世界重大田野考古发现。三星堆古遗址距今已有5000至3000年历史，昭示长江流域与黄河流域一样同属中华文明的母体。应用碳14测定年代是考古中的重要方法，在高空大气中，来自宇宙射线的中子轰击氮14，不断以一定的速率产生碳14，接着碳14就发生放射性衰变，其半衰期为5730年，反应方程分别为：。以下说法中正确的是（ ）
A．核反应方程要遵循电荷数守恒和质量守恒
B．碳14发生的放射性衰变是β衰变
C．埋入地下的植物中，其碳14的半衰期将变长
D．4个碳14原子核在经过一个半衰期后，一定还剩2个
【答案】B
【详解】A．核反应方程要遵循电荷数守恒和质量数守恒，而质量会亏损，释放核能，故A错误；
B．碳14发生的放射性衰变方程是
是β衰变，故B正确；
C．放射性元素的半衰期与物理环境和化学状态均无关，由原子核自身的结构有关，故埋入地下的植物中，其碳14的半衰期将不变，故C错误；
D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，则4个碳14原子核在经过一个半衰期后，不一定剩2个，故D错误。
故选B。
2．图（a）所示的送餐机器人从过道上甲处静止出发做直线运动到乙处停下，其位移x与时间t的关系曲线如图（b）。若将机器人视为质点，则从甲到乙机器人的运动依次是（ ）
A．匀加速运动，匀速运动，匀减速运动
B．加速度减小的加速运动，匀速运动，加速度增大的减速运动
C．加速度增大的加速运动，匀速运动，加速度减小的减速运动
D．加速度增大的加速运动，匀加速运动，加速度减小的减速运动
【答案】A
【详解】根据匀变速直线运动位移与时间关系
可得，若图线为抛物线，则物体做匀变速直线运动，且x-t图线切线的斜率表示物体运动的速度，由图可知，物体的速度先增大，后不变，再减小，则物体应先做匀加速运动，后做匀速运动，再做匀减速运动。
故选A。
3．我国已经在空间站上开展过四次精彩的太空授课，在亿万中小学生心里播撒下科学的种子。“天宫课堂”的教师们曾经做过两个有趣实验：一个是微重力环境下液桥演示实验，在两个固体表面之间可形成大尺寸液桥，如图a所示；另一个是微重力环境下液体显著的“毛细现象”演示，把三根粗细不同的塑料管，同时放入装满水的培养皿，水在管内不断上升，直到管顶，如图b所示。对于这两个实验的原理及其就用的理解，下列说法正确的是（ ）
A．液体表而张力使得液桥表面形状得以维持，而不会“垮塌”
B．分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图c所示，能总体上反映水表面层中水分子势能Ep的是图中“A”位置
C．农民使用“松土保墒”进行耕作，通过松土形成了土壤毛细管，使得土壤下面的水分更容易被输送到地表
D．航天员在太空微重力环境中会因为无法吸墨、运墨而写不成毛笔字
【答案】A
【详解】A．液体表而张力使得液桥表面形状得以维持，而不会“垮塌”，故A正确；
B．分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图c所示，水表面层中水分子间距离大于内部水分子的距离，能总体上反映水表面层中水分子势能Ep的是图中“C”位置，故B错误；
C．农民使用“松土保熵”进行耕作，通过松土阻断了土壤毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表，故C错误；
D．毛笔书写过程中，在毛细现象作用下，墨汁与可以被浸润的毛笔材料发生相互作用力的平衡，于是墨汁便被吸入毛笔材料中，并牢牢“困”在毛笔内部。而当毛笔尖与纸张接触时，留在毛笔表面的墨汁，同样在毛细作用下，被吸附到纸上，其间根本无须重力作用。故D错误。
故选A。
4．与岳阳隔江相望的监利市正处北纬30°线上。若有一颗绕地球做匀速圆周运动的极地卫星某时经过了监利市正上方，12小时后，该卫星又经过了监利市正上方，问再过多少小时，该卫星还会出现在监利市正上方（ ）
A．24B．36C．48D．60
【答案】D
【详解】极地卫星的周期为
地球自转周期为，由于
卫星再次出现在监利市正上方，经历的时间为
另外一种情形极地卫星的周期为
此时ABC均不能满足要求，故选D。
5．如图甲所示为烤肠机，香肠放置在两根水平的平行金属杆中间，其截面图如图乙所示。假设香肠可视为质量为m的均匀圆柱体，烤制过程中香肠质量不变，半径变大。忽略摩擦及金属杆的热胀冷缩，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．香肠烤熟前，金属杆1对烤肠的支持力大小为
B．香肠烤熟后，金属杆1对烤肠的支持力与竖直方向的夹角比烤熟前变大
C．香肠烤熟后，金属杆1对烤肠的支持力比烤熟前变大
D．香肠烤熟后与烤熟前相比，两根金属杆对烤肠的合力不变
【答案】D
【详解】A．对香肠受力分析如图所示
根据平衡条件有
解得香肠烤熟前，金属杆1对烤肠的支持力大小为
故A错误；
BC．设金属杆之间的距离为，金属杆的直径为，香肠的直径为，根据几何关系有
香肠烤熟后，半径变大，金属杆1对烤肠的支持力与竖直方向的夹角比烤熟前变小，金属杆1对烤肠的支持力比烤熟前变小，故BC错误；
D．香肠烤熟后与烤熟前相比，两根金属杆对烤肠的合力与烤肠的重力平衡，等大反向，故两根金属杆对烤肠的合力不变，故D正确。
故选D。
6．磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架，分子层之间具有弹性，可近似类比成劲度系数为的轻质弹簧。细胞膜上的离子泵可以输运阴阳离子，使其均匀地分布在分子层上，其结构示意如图所示。已知无限大均匀带电薄板周围的电场为匀强电场，静电力常量为k，介质的相对介电常数为，细胞膜的面积。当内外两膜层分别带有电荷量Q和-Q时，关于两分子膜层之间距离的变化情况，下列说法正确的是（ ）
A．分子层间的距离增加了B．分子层间的距离减小了
C．分子层间的距离增加了D．分子层间的距离减小了
【答案】B
【详解】内外两膜层分别带有电荷量Q和-Q时，两膜层之间电场力为引力，在该引力作用下，分子层之间的距离减小，令距离减小量为，分子层之间具有弹性，可近似类比成劲度系数为的轻质弹簧，由于无限大均匀带电薄板周围的电场为匀强电场，细胞膜的面积，则膜层周围的电场也可近似看为匀强电场，令电场强度为E，可知单独一个极板产生的场强为，则有
根据电容的表达式有
，
根据电场强度与电势差的关系有
结合上述解得
即分子层间的距离减小了。
故选B。
7．2024年1月17日22时37分，天舟七号货运飞船发射升空，顺利进入近地点200km、远地点363km的近地轨道（LEO），经转移轨道与位于离地高度400km的正圆轨道上的中国空间站完成对接，整个对接过程历时约3小时，轨道简化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．天舟七号的发射速度大于7.9km／s
B．天舟七号在LEO轨道的运行周期大于空间站的运行周期
C．天舟七号在转移轨道经过N点时的加速度小于空间站经过N点时的加速度
D．空间站的运行速度大于近地卫星的运行速度
【答案】A
【详解】A．天舟七号绕地球运动，发射速度需大于7.9km／s，故A正确；
B．根据开普勒第三定律可知，天舟七号在LEO轨道的运行周期小于空间站的运行周期，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力有
解得
则天舟七号在转移轨道经过N点时的加速度等于空间站经过N点时的加速度，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力有
解得
则空间站的运行速度小于近地卫星的运行速度，故D错误；
故选A。
8．已知电荷均匀分布的球壳对内部点电荷的库仑力为零。如图所示，在半径为R、电荷均匀分布的带正电球体内有一穿过球心O的光滑真空细通道，带负电的绝缘小球从入口A点由静止释放穿过通道到达球体另一端的B点，其中C点到O点的距离为x。若小球由A点释放瞬间加速度大小为a，不计小球重力，细通道及小球对球体电荷分布无影响。下列说法正确的是（ ）
A．带电小球在C点处的加速度大小为
B．带电小球在隧道内先做匀加速运动后做匀减速运动
C．带电小球的最大速度为
D．带电小球由A点运动到B点的时间大于
【答案】C
【详解】A．设电荷均匀分布的带正电球体所带的电荷量为，带负电的绝缘小球所带的电荷量为，根据牛顿第二定律
A点的加速度为
C点以内带正电球体所带电荷量为
根据牛顿第二定律，带电小球在C点处
解得带电小球在C点处的加速度为
故A错误；
B．根据A项分析知小球在任一点的加速度大小与到O点的距离成正相关，故带电小球在隧道内先做加速度减小的加速运动后做加速度增大的减速运动，故B错误；
C．取A点为坐标原点，AB方向为正方向建立坐标系，如图
故图线与坐标轴所围面积乘以质量为合外力做的功，根据B项分析知O点时小球的加速度为零，速度最大，根据动能定理
解得带电小球的最大速度为
故C正确；
D．根据B项分析画出带电小球由A点运动到B点的图，如下
知这个过程中的平均速度大于，根据运动学规律知，带电小球由A点运动到B点的时间
故D错误。
故选C。
9．某工厂用水平绝缘传送带输送完全相同的正方形单匝铜圈。为了检测出个别未闭合的不合格铜圈，让图示传送带以速度v匀速通过一方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场区域，进入磁场前，铜圈与传送带相对静止且等距离排列，根据穿过磁场后铜圈间的距离，就能检测出不合格铜圈。已知铜圈质量为m，边长为L，每条边的电阻为R，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。则（ ）
A．由图可知，3号铜圈不合格
B．合格铜圈进入磁场的过程中，通过该铜圈的电荷量为
C．要利用该系统识别不合格铜圈，铜圈与传送带之间的动摩擦因数必须小于
D．如果该系统能识别边长为L的不合格铜圈，那么该系统也一定能识别同种材料制成的边长为2L的不合格铜圈
【答案】AD
【详解】A． 若铜圈不合格，则铜圈未闭合，铜圈穿过磁场过程中没有感应电流产生，铜圈不受安培力，铜圈相对传送带没有相对位移，由图可知，铜圈3相对传送带没有相对位移，是不合格的铜圈，A正确；
B．合格铜圈进入磁场的过程中，通过该铜圈的的电荷量为
B错误；
C．要利用该系统识别不合格铜圈，对铜圈
铜圈所受安培力
解得铜圈与传送带之间的动摩擦因素为
C错误；
D．若该系统能识别同种材料制成的边长为的不合格铜圈，则同规格合格铜圈安培力
满足
假设成立，D正确。
故选AD。
10．如图，质量为的物块和质量为的B物块通过轻质细线连接，细线跨过轻质定滑轮，B的正下方有一个固定在水平面上的轻质弹簧，劲度系数为。开始时锁定在地面上，整个系统处于静止状态，B距离弹簧上端的高度为，现在对解除锁定，A、B开始运动，上升的最大高度未超过定滑轮距地面的高度。已知当B距离弹簧上端的高度时，不能做竖直上抛运动，（重力加速度为，忽略一切摩擦，弹簧一直处在弹性限度内）下列说法正确的是（ ）
A．当弹簧的弹力等于物块B的重力时，两物块具有最大动能
B．当B物块距离弹簧上端的高度时，B物块下落过程中绳拉力与弹簧弹力的合力冲量方向竖直向上
C．当B物块距离弹簧上端的高度时，弹簧最大弹性势能为
D．当B物块距离弹簧上端的高度时，物块上升的最大高度为
【答案】BC
【详解】A．当物块B接触到弹簧后，由于受到弹簧向上的弹力作用，故B的加速度逐渐减小，但速度仍然变大，当满足弹簧的弹力等于物块B的重力与绳子拉力的差值时，即满足
即弹簧弹力为
拉力不为0，物体的加速度为零，此时两物体的速度最大，动能最大，故A错误；
BC．因为当B物块距离弹簧上端的高度时，A物块恰不能做竖直上抛运动，则当物体B到达最低点时，AB系统的加速度为向上的g，则B物块下落过程中，绳拉力与弹簧弹力的合力冲量方向竖直向上，对物体B由牛顿第二定律有
对物体A
解得
，
则弹簧的压缩量为
则整个过程中，物体A上升的高度应该等于，由能量关系可知B到达最低点时弹簧的最大弹性势能为
故BC正确；
D．当B物块距离弹簧上端的高度为时，则B物体压缩弹簧下降时，物体A就将做上抛运动，此时刻根据能量关系可知
解得
则物体上抛运动的高度则A物块上升的最大高度为
故D错误。
故选BC。
二、非选择题：本题共5小题，共58分。
11．（6分）测定当地的重力加速度的装置如图甲所示，该实验要在暗室中进行，实验器材包括：频闪仪、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、带荧光刻度的米尺、支架、漏斗、橡皮管等。
实验步骤如下：
（1）在漏斗内盛满水，旋松螺丝夹子，使水滴以一定的频率一滴滴落下。
（2）用该频闪仪发出的白闪光将水滴照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率，直到频闪仪的闪光频率为12.5Hz时，第一次看到一串仿佛固定不动的水滴，此时水滴滴落的频率为 Hz。
（3）用竖直放置的米尺测得各水滴所对应的刻度。
（4）采集数据进行处理。若读出其中几个连续的水滴的距离关系如图乙所示，则当地的重力加速度大小g= m/s2。（结果保留两位有效数字）
（5）该实验中引起系统误差的原因可能是 。（写出一条即可）
【答案】 12.5 9.6 存在空气阻力
【详解】（2）[1]当频闪仪频率等于水滴滴落的频率时，可看到一串仿佛固定不动的水滴，可知水滴滴落的频率为
（4）[2]此时频闪仪的闪光频率为12.5Hz，则闪光周期为
由逐差法可知
解得
（5）[3]该实验中引起系统误差的原因可能是：存在空气阻力，水滴不是做自由落体运动。
12．（10分）干电池用久后通常电动势会减小，内阻增大。某同学利用DIS系统、定值电阻、电阻箱R等实验器材分别研究新、旧两节干电池的电动势和内阻，实验装置如图甲所示。首先测量电池a的电动势和内阻，实验时多次改变R的阻值，用电流传感器测得对应的电流值I，在计算机上显示出如图乙所示的的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b。
(1)某次实验电阻箱调节后如图丙所示，则此时电阻箱的读数为 Ω。
(2)若定值电阻，令，，由图乙中实验图线a的拟合方程可得，电池a的电动势 V，内阻 Ω。
(3)根据图乙可以判断，图线 对应的是新电池（选填“a”或“b”）。
(4)根据实验测得的电池a的R、I数据，若令，，则由计算机拟合得出的图线如图丁所示，则图线最高点A的坐标值应为 Ω， W（结果均保留2位有效数字）。
【答案】(1)12.0
(2) 2.0
(3)b
(4) 2.0 0.22
【详解】（1）由电阻箱的读数规则有
（2）[1][2]由闭合电路欧姆定律有
整理有
结合题中图线a的解析式，有
解得
（3）由之前的分析可知，图像的斜率为电池的电动势的倒数，由题图可知，其图像a的斜率大，所以图线a的电动势小。根据题意，旧电池的电动势减小，所以图线a为旧电池，图线b为新电池。
（4）[1][2]分析题图中电路可知，外电路的用电器为电阻R和，结合题意可知，题图的y轴为电池的输出功率，题图的x轴为外电路的电阻。对电池有
结合题图有
由之前的分析可知，有
题图中A点为y最大值，由上述公式可知，当，即外电路电阻等于电池内阻时，取得最大值，所以
13．（10分）如图所示，光源S位于装有某液体的容器底部，容器右侧的内壁固定一平面镜，平面镜上端与容器顶端平齐、下端与液面平齐。光源S沿方向发射一束红光，经O点折射后照到平面镜上的P点，反射光线刚好过容器左侧上端点Q。已知入射角，容器宽度为，反射点P分别到平面镜上端点M、下端点N的距离为、，液体深度为，光在真空中的传播速度，，。求：
（1）红光在该液体中的折射率n；
（2）这束红光在液体中的传播时间。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）根据几何关系可知在MN平面发生的反射，入射角符合
则
则光从液体中射出时的折射角
根据折射定律可知
（2）传播距离
红光在液体中的传播速度
这束红光在液体中的传播时间
14．（14分）如图所示，竖直虚线的左侧有水平向左的匀强电场，右侧存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，比荷为k的负粒子甲由电场中的M点无初速释放，由O点进入磁场，OM在一条直线上，经过一段时间与静止在N点的不带电粒子乙发生无能量损失的碰撞，碰后两粒子的电荷量均分。已知粒子乙的质量为粒子甲质量的，，N到两虚线的距离均为L。忽略粒子的重力以及碰后粒子间的相互作用。
（1）求竖直虚线左侧电场强度的大小；
（2）若粒子甲、乙碰后的瞬间，立即将粒子乙拿走，求粒子甲从释放到第四次通过竖直虚线时到O点的距离。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）粒子甲在磁场中做匀速圆周运动经过N点，由几何关系可知粒子甲在磁场中做圆周运动的轨迹半径为L，由洛伦兹力提供向心力有
解得
设电场强度大小为E，粒子甲从M到O的过程，由动能定理有
解得
（2）粒子甲、乙碰撞过程无机械能损失，设粒子甲的质量为m，碰后瞬间粒子甲、乙的速度分别为、，则粒子乙的质量为，取碰前瞬间甲的速度方向为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律有
解得
由洛伦兹力提供向心力有
解得
则碰撞后粒子甲在磁场中做圆周运动的轨迹半径仍为L，则再偏转个圆周后垂直竖直虚线进入电场，粒子甲在电场中先向左做匀减速直线运动，再向右做匀加速直线运动，由对称性可知粒子甲再次进入磁场时速度大小不变，做圆周运动的轨迹半径仍为L，可知粒子甲第四次通过竖直虚线时到O点的距离为
15．（18分）如图所示，倾角为30°的绝缘粗糙斜面在B点与光滑绝缘的水平面平滑连接，B点左侧的斜面上方存在平行于斜面向下的匀强电场，电场强度，B点右侧有一缓冲装置，劲度系数足够大的绝缘轻弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，轻杆与槽间的滑动摩擦力，轻杆向右移动的距离不超过l时，装置可安全工作。在斜面上有一质量为m、电荷量为＋q且可视为质点的滑块，滑块与斜面间的动摩擦因数，若将滑块由距B点x＝4.5l处的A点静止释放，滑块撞击弹簧后将导致轻杆向右移动，已知重力加速度为g，轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）求滑块第一次到达B点时的速度大小；
（2）在保证装置安全工作的前提下，求滑块的静止释放点距B点的最远距离；
（3）在缓冲装置安全工作的前提下，试讨论该滑块第一次被弹回后上升到距B点的最大距离s＇与释放时距B点的距离s之间的关系。
【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【详解】（1）由动能定理有
得
（2）因杆是轻杆，故当杆开始移动后弹簧的形变量就保持不变，设弹簧压缩到最短时弹簧的弹性势能是。从滑块接触弹簧到减速为0的过程中，根据能量守恒定律有
得
当释放点距B点最远，即滑块速度最大，对应轻杆移动的距离为时，滑块速度减为0，弹性势能仍为，则
对滑块，从距B点处由静止释放到速度最大，由动能定理得
得
（3）设滑块从距B点时由静止下滑，轻杆刚好没被推动，弹簧压缩到最短时，弹簧弹性势能为，则
结合
得
当释放点距B点的距离
滑块接触弹簧后以原速率反弹回来，由能量守恒定律得
得
当释放点距B点的距离时，滑块被弹簧弹回，弹簧的弹性势能转化为动能，设速度为，有
得
即当时；当时，。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
A
A
D
D
B
A
C
AD
BC
物理·全解全析
注意事项：
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10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每题4分，第9~10题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
1．2023年9月15日，三星堆遗址考古入选世界重大田野考古发现。三星堆古遗址距今已有5000至3000年历史，昭示长江流域与黄河流域一样同属中华文明的母体。应用碳14测定年代是考古中的重要方法，在高空大气中，来自宇宙射线的中子轰击氮14，不断以一定的速率产生碳14，接着碳14就发生放射性衰变，其半衰期为5730年，反应方程分别为：。以下说法中正确的是（ ）
A．核反应方程要遵循电荷数守恒和质量守恒
B．碳14发生的放射性衰变是β衰变
C．埋入地下的植物中，其碳14的半衰期将变长
D．4个碳14原子核在经过一个半衰期后，一定还剩2个
【答案】B
【详解】A．核反应方程要遵循电荷数守恒和质量数守恒，而质量会亏损，释放核能，故A错误；
B．碳14发生的放射性衰变方程是
是β衰变，故B正确；
C．放射性元素的半衰期与物理环境和化学状态均无关，由原子核自身的结构有关，故埋入地下的植物中，其碳14的半衰期将不变，故C错误；
D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，则4个碳14原子核在经过一个半衰期后，不一定剩2个，故D错误。
故选B。
2．图（a）所示的送餐机器人从过道上甲处静止出发做直线运动到乙处停下，其位移x与时间t的关系曲线如图（b）。若将机器人视为质点，则从甲到乙机器人的运动依次是（ ）
A．匀加速运动，匀速运动，匀减速运动
B．加速度减小的加速运动，匀速运动，加速度增大的减速运动
C．加速度增大的加速运动，匀速运动，加速度减小的减速运动
D．加速度增大的加速运动，匀加速运动，加速度减小的减速运动
【答案】A
【详解】根据匀变速直线运动位移与时间关系
可得，若图线为抛物线，则物体做匀变速直线运动，且x-t图线切线的斜率表示物体运动的速度，由图可知，物体的速度先增大，后不变，再减小，则物体应先做匀加速运动，后做匀速运动，再做匀减速运动。
故选A。
3．我国已经在空间站上开展过四次精彩的太空授课，在亿万中小学生心里播撒下科学的种子。“天宫课堂”的教师们曾经做过两个有趣实验：一个是微重力环境下液桥演示实验，在两个固体表面之间可形成大尺寸液桥，如图a所示；另一个是微重力环境下液体显著的“毛细现象”演示，把三根粗细不同的塑料管，同时放入装满水的培养皿，水在管内不断上升，直到管顶，如图b所示。对于这两个实验的原理及其就用的理解，下列说法正确的是（ ）
A．液体表而张力使得液桥表面形状得以维持，而不会“垮塌”
B．分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图c所示，能总体上反映水表面层中水分子势能Ep的是图中“A”位置
C．农民使用“松土保墒”进行耕作，通过松土形成了土壤毛细管，使得土壤下面的水分更容易被输送到地表
D．航天员在太空微重力环境中会因为无法吸墨、运墨而写不成毛笔字
【答案】A
【详解】A．液体表而张力使得液桥表面形状得以维持，而不会“垮塌”，故A正确；
B．分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图c所示，水表面层中水分子间距离大于内部水分子的距离，能总体上反映水表面层中水分子势能Ep的是图中“C”位置，故B错误；
C．农民使用“松土保熵”进行耕作，通过松土阻断了土壤毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表，故C错误；
D．毛笔书写过程中，在毛细现象作用下，墨汁与可以被浸润的毛笔材料发生相互作用力的平衡，于是墨汁便被吸入毛笔材料中，并牢牢“困”在毛笔内部。而当毛笔尖与纸张接触时，留在毛笔表面的墨汁，同样在毛细作用下，被吸附到纸上，其间根本无须重力作用。故D错误。
故选A。
4．与岳阳隔江相望的监利市正处北纬30°线上。若有一颗绕地球做匀速圆周运动的极地卫星某时经过了监利市正上方，12小时后，该卫星又经过了监利市正上方，问再过多少小时，该卫星还会出现在监利市正上方（ ）
A．24B．36C．48D．60
【答案】D
【详解】极地卫星的周期为
地球自转周期为，由于
卫星再次出现在监利市正上方，经历的时间为
另外一种情形极地卫星的周期为
此时ABC均不能满足要求，故选D。
5．如图甲所示为烤肠机，香肠放置在两根水平的平行金属杆中间，其截面图如图乙所示。假设香肠可视为质量为m的均匀圆柱体，烤制过程中香肠质量不变，半径变大。忽略摩擦及金属杆的热胀冷缩，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．香肠烤熟前，金属杆1对烤肠的支持力大小为
B．香肠烤熟后，金属杆1对烤肠的支持力与竖直方向的夹角比烤熟前变大
C．香肠烤熟后，金属杆1对烤肠的支持力比烤熟前变大
D．香肠烤熟后与烤熟前相比，两根金属杆对烤肠的合力不变
【答案】D
【详解】A．对香肠受力分析如图所示
根据平衡条件有
解得香肠烤熟前，金属杆1对烤肠的支持力大小为
故A错误；
BC．设金属杆之间的距离为，金属杆的直径为，香肠的直径为，根据几何关系有
香肠烤熟后，半径变大，金属杆1对烤肠的支持力与竖直方向的夹角比烤熟前变小，金属杆1对烤肠的支持力比烤熟前变小，故BC错误；
D．香肠烤熟后与烤熟前相比，两根金属杆对烤肠的合力与烤肠的重力平衡，等大反向，故两根金属杆对烤肠的合力不变，故D正确。
故选D。
6．磷脂双分子层是构成细胞膜的基本支架，分子层之间具有弹性，可近似类比成劲度系数为的轻质弹簧。细胞膜上的离子泵可以输运阴阳离子，使其均匀地分布在分子层上，其结构示意如图所示。已知无限大均匀带电薄板周围的电场为匀强电场，静电力常量为k，介质的相对介电常数为，细胞膜的面积。当内外两膜层分别带有电荷量Q和-Q时，关于两分子膜层之间距离的变化情况，下列说法正确的是（ ）
A．分子层间的距离增加了B．分子层间的距离减小了
C．分子层间的距离增加了D．分子层间的距离减小了
【答案】B
【详解】内外两膜层分别带有电荷量Q和-Q时，两膜层之间电场力为引力，在该引力作用下，分子层之间的距离减小，令距离减小量为，分子层之间具有弹性，可近似类比成劲度系数为的轻质弹簧，由于无限大均匀带电薄板周围的电场为匀强电场，细胞膜的面积，则膜层周围的电场也可近似看为匀强电场，令电场强度为E，可知单独一个极板产生的场强为，则有
根据电容的表达式有
，
根据电场强度与电势差的关系有
结合上述解得
即分子层间的距离减小了。
故选B。
7．2024年1月17日22时37分，天舟七号货运飞船发射升空，顺利进入近地点200km、远地点363km的近地轨道（LEO），经转移轨道与位于离地高度400km的正圆轨道上的中国空间站完成对接，整个对接过程历时约3小时，轨道简化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．天舟七号的发射速度大于7.9km／s
B．天舟七号在LEO轨道的运行周期大于空间站的运行周期
C．天舟七号在转移轨道经过N点时的加速度小于空间站经过N点时的加速度
D．空间站的运行速度大于近地卫星的运行速度
【答案】A
【详解】A．天舟七号绕地球运动，发射速度需大于7.9km／s，故A正确；
B．根据开普勒第三定律可知，天舟七号在LEO轨道的运行周期小于空间站的运行周期，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力有
解得
则天舟七号在转移轨道经过N点时的加速度等于空间站经过N点时的加速度，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力有
解得
则空间站的运行速度小于近地卫星的运行速度，故D错误；
故选A。
8．已知电荷均匀分布的球壳对内部点电荷的库仑力为零。如图所示，在半径为R、电荷均匀分布的带正电球体内有一穿过球心O的光滑真空细通道，带负电的绝缘小球从入口A点由静止释放穿过通道到达球体另一端的B点，其中C点到O点的距离为x。若小球由A点释放瞬间加速度大小为a，不计小球重力，细通道及小球对球体电荷分布无影响。下列说法正确的是（ ）
A．带电小球在C点处的加速度大小为
B．带电小球在隧道内先做匀加速运动后做匀减速运动
C．带电小球的最大速度为
D．带电小球由A点运动到B点的时间大于
【答案】C
【详解】A．设电荷均匀分布的带正电球体所带的电荷量为，带负电的绝缘小球所带的电荷量为，根据牛顿第二定律
A点的加速度为
C点以内带正电球体所带电荷量为
根据牛顿第二定律，带电小球在C点处
解得带电小球在C点处的加速度为
故A错误；
B．根据A项分析知小球在任一点的加速度大小与到O点的距离成正相关，故带电小球在隧道内先做加速度减小的加速运动后做加速度增大的减速运动，故B错误；
C．取A点为坐标原点，AB方向为正方向建立坐标系，如图
故图线与坐标轴所围面积乘以质量为合外力做的功，根据B项分析知O点时小球的加速度为零，速度最大，根据动能定理
解得带电小球的最大速度为
故C正确；
D．根据B项分析画出带电小球由A点运动到B点的图，如下
知这个过程中的平均速度大于，根据运动学规律知，带电小球由A点运动到B点的时间
故D错误。
故选C。
9．某工厂用水平绝缘传送带输送完全相同的正方形单匝铜圈。为了检测出个别未闭合的不合格铜圈，让图示传送带以速度v匀速通过一方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场区域，进入磁场前，铜圈与传送带相对静止且等距离排列，根据穿过磁场后铜圈间的距离，就能检测出不合格铜圈。已知铜圈质量为m，边长为L，每条边的电阻为R，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。则（ ）
A．由图可知，3号铜圈不合格
B．合格铜圈进入磁场的过程中，通过该铜圈的电荷量为
C．要利用该系统识别不合格铜圈，铜圈与传送带之间的动摩擦因数必须小于
D．如果该系统能识别边长为L的不合格铜圈，那么该系统也一定能识别同种材料制成的边长为2L的不合格铜圈
【答案】AD
【详解】A． 若铜圈不合格，则铜圈未闭合，铜圈穿过磁场过程中没有感应电流产生，铜圈不受安培力，铜圈相对传送带没有相对位移，由图可知，铜圈3相对传送带没有相对位移，是不合格的铜圈，A正确；
B．合格铜圈进入磁场的过程中，通过该铜圈的的电荷量为
B错误；
C．要利用该系统识别不合格铜圈，对铜圈
铜圈所受安培力
解得铜圈与传送带之间的动摩擦因素为
C错误；
D．若该系统能识别同种材料制成的边长为的不合格铜圈，则同规格合格铜圈安培力
满足
假设成立，D正确。
故选AD。
10．如图，质量为的物块和质量为的B物块通过轻质细线连接，细线跨过轻质定滑轮，B的正下方有一个固定在水平面上的轻质弹簧，劲度系数为。开始时锁定在地面上，整个系统处于静止状态，B距离弹簧上端的高度为，现在对解除锁定，A、B开始运动，上升的最大高度未超过定滑轮距地面的高度。已知当B距离弹簧上端的高度时，不能做竖直上抛运动，（重力加速度为，忽略一切摩擦，弹簧一直处在弹性限度内）下列说法正确的是（ ）
A．当弹簧的弹力等于物块B的重力时，两物块具有最大动能
B．当B物块距离弹簧上端的高度时，B物块下落过程中绳拉力与弹簧弹力的合力冲量方向竖直向上
C．当B物块距离弹簧上端的高度时，弹簧最大弹性势能为
D．当B物块距离弹簧上端的高度时，物块上升的最大高度为
【答案】BC
【详解】A．当物块B接触到弹簧后，由于受到弹簧向上的弹力作用，故B的加速度逐渐减小，但速度仍然变大，当满足弹簧的弹力等于物块B的重力与绳子拉力的差值时，即满足
即弹簧弹力为
拉力不为0，物体的加速度为零，此时两物体的速度最大，动能最大，故A错误；
BC．因为当B物块距离弹簧上端的高度时，A物块恰不能做竖直上抛运动，则当物体B到达最低点时，AB系统的加速度为向上的g，则B物块下落过程中，绳拉力与弹簧弹力的合力冲量方向竖直向上，对物体B由牛顿第二定律有
对物体A
解得
，
则弹簧的压缩量为
则整个过程中，物体A上升的高度应该等于，由能量关系可知B到达最低点时弹簧的最大弹性势能为
故BC正确；
D．当B物块距离弹簧上端的高度为时，则B物体压缩弹簧下降时，物体A就将做上抛运动，此时刻根据能量关系可知
解得
则物体上抛运动的高度则A物块上升的最大高度为
故D错误。
故选BC。
二、非选择题：本题共5小题，共58分。
11．（6分）测定当地的重力加速度的装置如图甲所示，该实验要在暗室中进行，实验器材包括：频闪仪、尖嘴玻璃管、螺丝夹子、接水铝盒、带荧光刻度的米尺、支架、漏斗、橡皮管等。
实验步骤如下：
（1）在漏斗内盛满水，旋松螺丝夹子，使水滴以一定的频率一滴滴落下。
（2）用该频闪仪发出的白闪光将水滴照亮，由大到小逐渐调节频闪仪的频率，直到频闪仪的闪光频率为12.5Hz时，第一次看到一串仿佛固定不动的水滴，此时水滴滴落的频率为 Hz。
（3）用竖直放置的米尺测得各水滴所对应的刻度。
（4）采集数据进行处理。若读出其中几个连续的水滴的距离关系如图乙所示，则当地的重力加速度大小g= m/s2。（结果保留两位有效数字）
（5）该实验中引起系统误差的原因可能是 。（写出一条即可）
【答案】 12.5 9.6 存在空气阻力
【详解】（2）[1]当频闪仪频率等于水滴滴落的频率时，可看到一串仿佛固定不动的水滴，可知水滴滴落的频率为
（4）[2]此时频闪仪的闪光频率为12.5Hz，则闪光周期为
由逐差法可知
解得
（5）[3]该实验中引起系统误差的原因可能是：存在空气阻力，水滴不是做自由落体运动。
12．（10分）干电池用久后通常电动势会减小，内阻增大。某同学利用DIS系统、定值电阻、电阻箱R等实验器材分别研究新、旧两节干电池的电动势和内阻，实验装置如图甲所示。首先测量电池a的电动势和内阻，实验时多次改变R的阻值，用电流传感器测得对应的电流值I，在计算机上显示出如图乙所示的的关系图线a，重复上述实验方法测量电池b的电动势和内阻，得到图乙中的图线b。
(1)某次实验电阻箱调节后如图丙所示，则此时电阻箱的读数为 Ω。
(2)若定值电阻，令，，由图乙中实验图线a的拟合方程可得，电池a的电动势 V，内阻 Ω。
(3)根据图乙可以判断，图线 对应的是新电池（选填“a”或“b”）。
(4)根据实验测得的电池a的R、I数据，若令，，则由计算机拟合得出的图线如图丁所示，则图线最高点A的坐标值应为 Ω， W（结果均保留2位有效数字）。
【答案】(1)12.0
(2) 2.0
(3)b
(4) 2.0 0.22
【详解】（1）由电阻箱的读数规则有
（2）[1][2]由闭合电路欧姆定律有
整理有
结合题中图线a的解析式，有
解得
（3）由之前的分析可知，图像的斜率为电池的电动势的倒数，由题图可知，其图像a的斜率大，所以图线a的电动势小。根据题意，旧电池的电动势减小，所以图线a为旧电池，图线b为新电池。
（4）[1][2]分析题图中电路可知，外电路的用电器为电阻R和，结合题意可知，题图的y轴为电池的输出功率，题图的x轴为外电路的电阻。对电池有
结合题图有
由之前的分析可知，有
题图中A点为y最大值，由上述公式可知，当，即外电路电阻等于电池内阻时，取得最大值，所以
13．（10分）如图所示，光源S位于装有某液体的容器底部，容器右侧的内壁固定一平面镜，平面镜上端与容器顶端平齐、下端与液面平齐。光源S沿方向发射一束红光，经O点折射后照到平面镜上的P点，反射光线刚好过容器左侧上端点Q。已知入射角，容器宽度为，反射点P分别到平面镜上端点M、下端点N的距离为、，液体深度为，光在真空中的传播速度，，。求：
（1）红光在该液体中的折射率n；
（2）这束红光在液体中的传播时间。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）根据几何关系可知在MN平面发生的反射，入射角符合
则
则光从液体中射出时的折射角
根据折射定律可知
（2）传播距离
红光在液体中的传播速度
这束红光在液体中的传播时间
14．（14分）如图所示，竖直虚线的左侧有水平向左的匀强电场，右侧存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，比荷为k的负粒子甲由电场中的M点无初速释放，由O点进入磁场，OM在一条直线上，经过一段时间与静止在N点的不带电粒子乙发生无能量损失的碰撞，碰后两粒子的电荷量均分。已知粒子乙的质量为粒子甲质量的，，N到两虚线的距离均为L。忽略粒子的重力以及碰后粒子间的相互作用。
（1）求竖直虚线左侧电场强度的大小；
（2）若粒子甲、乙碰后的瞬间，立即将粒子乙拿走，求粒子甲从释放到第四次通过竖直虚线时到O点的距离。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）粒子甲在磁场中做匀速圆周运动经过N点，由几何关系可知粒子甲在磁场中做圆周运动的轨迹半径为L，由洛伦兹力提供向心力有
解得
设电场强度大小为E，粒子甲从M到O的过程，由动能定理有
解得
（2）粒子甲、乙碰撞过程无机械能损失，设粒子甲的质量为m，碰后瞬间粒子甲、乙的速度分别为、，则粒子乙的质量为，取碰前瞬间甲的速度方向为正方向，由动量守恒定律和机械能守恒定律有
解得
由洛伦兹力提供向心力有
解得
则碰撞后粒子甲在磁场中做圆周运动的轨迹半径仍为L，则再偏转个圆周后垂直竖直虚线进入电场，粒子甲在电场中先向左做匀减速直线运动，再向右做匀加速直线运动，由对称性可知粒子甲再次进入磁场时速度大小不变，做圆周运动的轨迹半径仍为L，可知粒子甲第四次通过竖直虚线时到O点的距离为
15．（18分）如图所示，倾角为30°的绝缘粗糙斜面在B点与光滑绝缘的水平面平滑连接，B点左侧的斜面上方存在平行于斜面向下的匀强电场，电场强度，B点右侧有一缓冲装置，劲度系数足够大的绝缘轻弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，轻杆与槽间的滑动摩擦力，轻杆向右移动的距离不超过l时，装置可安全工作。在斜面上有一质量为m、电荷量为＋q且可视为质点的滑块，滑块与斜面间的动摩擦因数，若将滑块由距B点x＝4.5l处的A点静止释放，滑块撞击弹簧后将导致轻杆向右移动，已知重力加速度为g，轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）求滑块第一次到达B点时的速度大小；
（2）在保证装置安全工作的前提下，求滑块的静止释放点距B点的最远距离；
（3）在缓冲装置安全工作的前提下，试讨论该滑块第一次被弹回后上升到距B点的最大距离s＇与释放时距B点的距离s之间的关系。
【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【详解】（1）由动能定理有
得
（2）因杆是轻杆，故当杆开始移动后弹簧的形变量就保持不变，设弹簧压缩到最短时弹簧的弹性势能是。从滑块接触弹簧到减速为0的过程中，根据能量守恒定律有
得
当释放点距B点最远，即滑块速度最大，对应轻杆移动的距离为时，滑块速度减为0，弹性势能仍为，则
对滑块，从距B点处由静止释放到速度最大，由动能定理得
得
（3）设滑块从距B点时由静止下滑，轻杆刚好没被推动，弹簧压缩到最短时，弹簧弹性势能为，则
结合
得
当释放点距B点的距离
滑块接触弹簧后以原速率反弹回来，由能量守恒定律得
得
当释放点距B点的距离时，滑块被弹簧弹回，弹簧的弹性势能转化为动能，设速度为，有
得
即当时；当时，。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
A
A
D
D
B
A
C
AD
BC
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