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物理（全国旧教材版）2024年高考冲刺押题卷 06（新情景题）（全解全析）
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这是一份物理（全国旧教材版）2024年高考冲刺押题卷 06（新情景题）（全解全析），共17页。
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8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
14．小明同学乘坐动车时发现，车道旁每隔相同距离会有一根为动车组输电的电线杆，夕阳照射下电线杆会在前行车厢内留下一个个的阴影，于是他将手机平放在车的窗台上，利用手机内置的光传感器测量动车向正北方向前行时，光照强度随时间的变化曲线如下图所示。查阅资料可知每两根电线杆的间隔为，则下列说法正确的是（ ）
A．动车做减速运动
B．内动车做匀加速运动
C．内动车平均速率为
D．时动车速率为25m/s
【答案】C
【详解】AB．由图像可知，动车做加速运动，内动车做匀速运动。故AB错误；
CD．内动车平均速率为时动车速率为，故C正确，D错误。故选C。
15．某放射性元素的衰变曲线如图，T为半衰期，以下说法正确的是（ ）
A．k=3
B．k=4
C．若T＝5天，那么200个该元素的原子核经kT后一定还剩下25个
D．根据图像可以知道，该元素的半衰期逐渐减小
【答案】A
【详解】AB．根据衰变剩余该元素质量公式，解得k=3，A选项正确，B错误；
C．半衰期是统计规律，少量原子核衰变时是随机的，不遵从统计规律，C错误；
D．半衰期是描述原子核性质的物理量，取决于放射性元素的原子核自身，与原子数目、所处的物理环境、化学状态无关。因此半衰期不变，D错误。
故选A。
16．图为某游客荡秋千的示意图，两摆绳长均为、与水平横梁的夹角均为。某时刻，两摆绳与竖直方向的夹角为（，游客速度大小为）时，该游客脚部的拖鞋以大小为的速度瞬间脱落。已知重力加速度为，忽略空气阻力和绳重，该游客可视为质点，则（ ）
A．拖鞋脱落后运动的最小速度为
B．拖鞋脱落前、后瞬时，加速度相同
C．拖鞋脱落后运动的最高点比游客运动的最高点要高
D．拖鞋脱落后至落地期间，相同时间内的动量变化量始终不变
【答案】D
【详解】A．设拖鞋脱落瞬时，两摆绳所在平面与竖直面的夹角为，由题分析可知。拖鞋脱落后运动的最小速度为，A错误；
B．拖鞋脱落前、后瞬时，加速度方向不同，B错误；
C．拖鞋脱落后运动的高度，游客运动的最大高度满足，，C错误；
D．拖鞋脱落后至落地期间，拖鞋仅受重力作用，相同时间内的动量变化量，始终不变，D正确。
故选D。
17．在家庭电路中，接地故障通断器在用电器发生漏电时，能保护人的生命和财产安全。当用电器正常工作时，紧靠的两根绝缘电线电流大小相等、方向相反；当用电器漏电时，线圈中就会产生感应电流，断路器切断电路。若某次漏电瞬间，电线1和电线2中电流流向如题图所示，且电线2中电流小于电线1中电流，则线圈内（ ）
A．磁通量增加，感应电流从N到M
B．磁通量减少，感应电流从N到M
C．磁通量增加，感应电流从M到N
D．磁通量减少，感应电流从M到N
【答案】A
【详解】当用电器正常工作时，紧靠的两根绝缘电线电流大小相等、方向相反，此时穿过线圈的磁通量为零；当用电器漏电时，且电线2中电流小于电线1中电流，则线圈内磁通量增加，根据楞次定律可知感应电流从N到M。
故选A。
18．天问一号是中国行星探测任务名称，该名称源于屈原长诗《天问》，表达了中华民族对真理追求的坚韧与执着。如图是天问一号的运行轨迹图，在运行过程中进行了多次轨道修正，天问一号进入火星轨道后，飞行轨迹是一个绕着火星的椭圆形。远火点则是这个椭圆轨迹上距离火星最远的一点，远火点平面轨道调整就是将天问一号的绕火星飞行路线从横着绕变成竖着绕并进入遥感使命轨道，这样天问一号就能够对火星的两极进行拍摄，从而完成对火星全球的遥感成像任务（ ）
A．天问一号发射阶段的速度必须大于第二宇宙速度
B．天问一号在进入火星轨道前只受到地球和火星的引力影响
C．天问一号在远火平面制动点的加速度比其他绕火星轨道的加速度都要大
D．天问一号的遥感使命轨道是火星的同步轨道，在这个轨道上天问一号相当于火星的同步卫星
【答案】A
【详解】A．天问一号要脱离地球的吸引，发射阶段的速度必须大于第二宇宙速度，故A正确；
B．天问一号在地球附近时，只受到地球的引力影响，故B错误；
C．根据牛顿第二定律，解得，远火点则是这个椭圆轨迹上距离火星最远的一点，故天问一号在远火平面制动点的加速度比其他绕火星轨道的加速度都要小，故C错误；
D．天问一号的遥感使命轨道是椭圆轨道，不是火星的同步卫星轨道，故D错误。
故选A。
19．图示为某同学用平行板电容器测量材料竖直方向的尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化而上下移动，两极板间电压不变。若材料温度升高，极板上所带电荷量增加，则（ ）
A．材料竖直方向的尺度减小
B．材料竖直方向的尺度增大
C．极板间的电场强度减小
D．极板间的电场强度增大
【答案】BD
【详解】CD．根据题意可知极板之间电压U不变，极板上所带电荷量Q变多，根据电容定义式，可知电容器得电容C增大，根据电容的决定式，由于电容C增大，可知极板间距d减小，再根据，由于电压U不变，可知极板间电场强度增大，故C错误，D正确；
AB．由于极板间距d减小，即下极板向上移动，则材料竖直方向尺度增大，故A错误，故B正确。
故选BD。
20．某同学将远距离输电实况巧妙的移入室内进行科学实验与研究。如图甲所示，将6卷导线（每卷为100m）串联后接入电路，其中L1、L2两灯完全相同，电表均为理想电表。将学生电源的电压调至4V，可以看到灯L1正常发光，灯L2几乎不亮，此时电流表的示数为250mA，电压表的示数为0.5V；如图乙所示，在两灯附近分别接理想变压器T1和T2，将学生电源的电压仍调至4V，电流表的示数为190mA，电压表的示数为3.8V，可以观察到灯L1和L2的亮度相差不大，不考虑温度对灯丝阻值的影响。下列说法正确的是（ ）
A．6卷导线的总电阻为14Ω
B．乙图电路中6卷导线上损失的总功率约为0.51W
C．变压器T1的匝数比为1：5
D．变压器T2的匝数比为10：1
【答案】ABD
【详解】A．由题可知，甲图中电压表的示数为，电流表的示数为，根据欧姆定律得，６卷导线的电阻为，灯泡电阻为，A正确；
B．乙图中电压表的示数为，电流表的示数为，所以6卷导线上损失的总功率约为，B正确；
C．由上分析可知，图乙中所在回路的电流为，根据变压器的原理，变压器的匝数比为 ，，变压器的匝数比为，C错误，D正确。
故选ABD。
21．如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，质量为1.5kg的箱子静止在斜面上，质量为0.1kg的小球通过细绳悬挂在箱子顶面的O点。现给箱子一沿斜面向下的力，箱子沿斜面向下运动，稳定后细绳与竖直方向成角。已知重力加速度g取。下列说法正确的是（ ）
A．稳定时细绳上的拉力为1N
B．稳定时细绳上的拉力为2N
C．改变F大小系统再次稳定后细绳处于竖直方向，此时力F为4N
D．改变F大小系统再次稳定后细绳处于竖直方向，此时力F为8N
【答案】AC
【详解】AB．设小球质量为m，箱子质量为M，稳定时具有共同的沿斜面向下的加速度a，此时对小球垂直斜面方向，沿斜面方向，解得，，对整体分析得，解得箱子受到斜面的滑动摩擦力大小为，故A正确，B错误；
CD．稳定后当细绳处于竖直方向时，可知此时小球加速度为零，故整体加速度为零，处于平衡状态，由于此时箱子处于运动状态，受到沿斜面向上的滑动摩擦力f，对整体根据平衡条件可得，解得，故C正确，D错误。
故选AC。
二、非选择题：共62分。第22~25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~34题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共47分
22．（5分）某实验小组计划利用物体作自由落体运动来测量当地的重力加速度。小明找到一把特殊的工件，工件的镂空部分为若干个大小相同的正方形，两个相邻正方形间有大小相同的“梁”，两相邻镂空正方形的上边界之间的间距为h，实验小组用如图甲所示的装置进行实验，过程如下：
（1）用游标卡尺测量两个相邻镂空正方形之间“梁”的宽度d，示数如图乙所示，宽度 mm。
（2）固定光电门的位置，在光电门的正上方某高度处竖直悬挂工件，静止释放工件，工件保持竖直状态完全通过光电门。
（3）测量时，应 （选填“A”或“B”，其中A为“先释放工件，后接通数字计时器”，B为“先接通数字计时器，后释放工件”）。数字计时器记录下工件上每一条“梁”通过光电门的遮光时间，其中第一条“梁”遮光时间为。
（4）计算第一条“梁”通过光电门的速度 （用题中已知或测得的物理量符号表示），如此类推可得到其它“梁”通过光电门的速度。
（5）以每条“梁”通过光电门的速度平方为纵坐标，h为横坐标作出图丙，已知图像的截距为b，斜率为k，可得当地的重力加速度 （用题中已知或测得的物理量符号表示）。
【答案】 5.1 B
【详解】（1）图示读数为
（3）测量时，应先接通数字计时器，后释放工件。
（4）第一条梁通过光电门的速度为
（5）设工件下边缘与光电门中心的距离为，
当第一条梁通过光电门时，有，，由图丙可知，
当第二条梁通过光电门时，有，
当第三条梁通过光电门时，有，
以此类推，当第n条梁通过光电门时，有
所以图像的斜率为
则重力加速度为
23．（10分）某探究小组利用图1所示电路来测量定值电阻的阻值，并测定直流电源的电动势E与内阻r。所用实验器材有：直流电源、电压表（可视为理想电表）、定值电阻、电阻箱R、待测电阻、开关S1、单刀双掷开关S2和导线若干。
部分实验步骤如下：
① 连接好电路后，将电阻箱R调至适当阻值，开关S2，闭合开关S1；
② 读取电阻箱的阻值R和电压表的示数U；
③ 改变电阻箱的阻值，重复步骤② ，测得多组R和U的数值；
④ 断开开关S1，作出的线性关系图像如图所示，其中a、b、c已知。
(1)图像的横坐标x应为 （选填“R”或“”）。
(2)开关S2接2，闭合开关S1，读出电压表的示数，且，则在图中可以查出对应的待测电阻 。
(3)利用图像还可以测量该直流电源的电动势和内阻，则该直流电源的电动势 ，内阻 。（用a、b、c、表示）
【答案】(1) (2) (3)
【详解】（1）由闭合电路欧姆定律得
解得
可知
（2）由图像可知，当时
故
（3）结合图像可知，
解得，
24．（14分）2023年12月1日晚间，绚丽的极光现身北京市门头沟区。极光是由太阳抛射出的高能带电粒子受到地磁场作用，在地球南北极附近与大气碰撞产生的发光现象。从北极地区看赤道平面的地磁场，可简化为下图：O为地球球心，R为地球半径，将地磁场在半径为R到3R之间的圆环区域看成是匀强磁场，磁感应强度为B。假设高能粒子的质量为m，电荷量为。不计粒子重力及大气对粒子运动的影响，且不考虑相对论效应。
（1）若高能粒子从A点以速度沿切线进入磁场边界位置时，粒子恰好绕着磁场边界做圆周运动，求粒子的速度的大小。
（2）地球磁层是保护地球的一道天然屏障，它阻挡着高能粒子直接到达地球表面，从而保护了地球上的生态环境。
a．假设高能粒子从磁场边缘A点以速率v沿半径方向射入磁场时恰不能到达地球表面，求粒子的比荷；
b．高能粒子实际上可在赤道平面内向各个方向均匀地射入磁场。若高能粒子仍以速率v射入地球磁场，求到达地球粒子数与进入地磁场粒子总数比值。（结果用反三角函数表示，例：，则，θ为弧度）
【答案】（1）；（2）a．；b．
【详解】（1）若高能粒子从A点以速度沿切线进入磁场边界位置时，粒子恰好绕着磁场边界做圆周运动，可知粒子的轨道半径为
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得粒子的速度的大小为
（2）a．假设高能粒子从磁场边缘A点以速率v沿半径方向射入磁场时恰不能到达地球表面，如图所示
由几何关系可得
解得
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得粒子的比荷为b．若高能粒子仍以速率v射入地球磁场，可知沿径向方向射入的粒子会和地球相切而出，和AO方向成角向上方射入磁场的粒子也恰从地球上沿相切射出，在此角范围内的粒子能到达地球，其余进入磁场粒子不能到达地球，作A点该速度垂直和过切点与O点连线延长线交于F点，则F点为圆心，如图所示
由图中几何关系可得，
则有
可得
故到达地球粒子数与进入地磁场粒子总数比值为
25．（18分）如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，斜面上AB、BC段长度分别为L、2L，BC段粗糙，斜面其余部分均光滑，底端D处固定一垂直于斜面的挡板。两块质量分布均匀的木板P、Q紧挨着放在斜面上，P的下端位于A点。将P、Q从图示位置由静止释放，已知P、Q质量均为m，长度均为L，与BC段的动摩擦因数均为，重力加速度为g，求：
（1）木板P刚到B点时速度的大小；
（2）木板P刚好完全进入BC段时，P、Q之间弹力的大小；
（3）若木板Q刚好完全离开BC段时木板P还未与挡板发生碰撞，求此时P速度的大小；
（4）若木板Q刚好完全离开BC段时恰好与木板P发生碰撞，求此次碰撞后木板Q速度减为零时其下端到C点的距离。已知木板P与挡板及木板Q之间的碰撞均为弹性碰撞，碰撞时间忽略不计。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）从两木板由静止释放到木板P刚到B点，对两木板组成的整体，根据动能定理
解得
（2）木板P刚好完全进入BC段时，对两木板组成的整体
对木板Q，根据牛顿第二定律
解得
（3）木板P、Q进入BC段时仍相对静止，所受摩擦力大小随着进入BC的长度线性增加，从两木板白静止释放到木板P刚到C点，对两木板组成的整体
解得
木板P开始冲出C点后，木板P加速，木板Q匀速，两者分离，木板P滑过C点过程
解得
（4）PQ碰撞时P的速度大小为
解得
PQ碰撞时Q的速度大小为
PQ发生弹性碰撞时，以沿斜面向上为正方向，则有
解得，
设C点以上的粗糙部分长度足够，设Q减速为零时下端离C点距离为x，从碰后到Q静止，根据动能定理
解得
（二）选考题：共15分。请考生从给出的2道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。
33．【物理—选修3-3】（15分）
（1）（5分）一定质量的理想气体从状态a经过状态b变化到状态c，其图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．从a到b是吸热过程
B．从b到c是放热过程
C．从c到a气体内能不变
D．从c到a气体对外界做功
E．从a到b气体内能不变
【答案】ABE
【详解】AE．由图可知，从a到b是等温过程，气体的内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知，气体体积变大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知，气体吸热，故AE正确；
B．由图可知，从a到b温度降低，气体的内能减小，压强不变，由盖吕萨克定律可知，气体体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体放热，故B正确；
CD．由图可知，从c到a气体温度升高，气体内能增加，由于图像过原点可知，从c到a过程为等容变化，气体与外界不做功，故CD错误。
故选ABE。
（2）（10分）鱼类在适宜的水温中才能生存，某探究小组设计的一个水温监测报警装置如图所示，圆柱形导热容器下半部分竖直放置在水中，上半部分处于空气中，容器用质量、面积的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，水的热力学温度时，活塞与容器底的距离，且刚好与低温报警传感器无压力接触，此时低温报警器报警。水温升高后，活塞缓慢上升后接触高温报警传感器，当活塞对高温报警传感器的压力时，高温报警器开始报警。水温从280K到恰好达到高温报警的温度的过程中，容器内的气体从外界吸收的热量，大气压强恒为，取重力加速度大小。求：
（1）水温为280K时容器内气体的压强及高温报警时容器内气体的热力学温度；
（2）水温从280K到恰好达到高温报警的温度的过程中，容器内气体内能的变化量。
【答案】（1），；（2）内能增加30J
【详解】（1）设水温为280K时容器内气体的压强为，对活塞受力分析
解得
设高温报警时容器内气体的压强为，对此时活塞受力分析
解得
对以上两个状态，根据理想气体状态方程
其中
解得
（2）水温从280K到恰好达到高温报警的温度的过程中，
根据热力学第一定律
所以，水温从280K到恰好达到高温报警的温度的过程中，容器内气体的内能增加了30J。
（2）（10分）充气拱门广泛应用于品牌营销、开业庆典、节日婚庆等场合。有一小型充气拱门，现使用打气筒往拱门内充气，充气前，拱门内原有气体的体积为，压强为，打气筒每次打入拱门内气体的体积为，压强为，充好气后，拱门内气体的体积为，压强为，充气拱门内原有的气体和后充入的气体均可视为理想气体，充气拱门导热良好，环境温度始终保持不变。求：
（1）此过程中打气筒打气的次数；
（2）由于充气拱门气密性不是太好，会有一部分气体泄漏，过了一段时后气体的压强的减小为，气体泄漏过程中拱门的体积不变，从拱门内泄漏气体的质量与刚充完气后拱门内气体质量的比值。
【答案】（1）150；（2）
【详解】（1）拱门内原有气体的体积为，压强为，充好气后气体的体积为，压强为，设打气次数为n，以充好气后拱门内所有气体为研究对象，根据玻意耳定律有
解得n＝150（次）
（2）漏气过程将漏出的气体和拱门内剩余气体整体为研究对象，设漏出气体的体积为，根据玻意耳定律有
解得
设气体的密度为，则泄漏气体的质量为
气体的总质量为
从拱门内泄漏气体的质量与刚充完气后拱门内气体质量的比值
解得
34．【物理—选修3-4】（15分）
（1）（5分）某一沿x轴负方向传播的简谐横波，在时刻的波形图如图所示，此时刻质点A到平衡位置距离为1cm，质点B恰运动到波峰处，若质点B从此时刻开始计时的振动方程为（t的单位为s，y的单位为cm），则（ ）
A．该波的传播速度为
B．该波的传播速度为
C．从时刻开始，质点A在内通过的路程为7cm
D．从时刻开始，质点A在内通过的路程为7cm
E．该波的周期为2s
【答案】ACE
【详解】ABE．由图像知，该列波的波长，由质点B的振动方程，可知该波的周期为，则该波的传播速度，AE正确，B错误；
C．该波沿x轴负方向传播，从时刻开始，质点A的振动方程为，则经过，后，质点A位于处，由质点B的振动方程可知，该列波的振幅， 则从时刻开始，质点A在内通过的路程为，C正确；
D．从时刻开始，根据质点A的振动方程，经过后，质点A位于，处，则质点A在内通过的路程，D错误。
故选ACE。
（2）（10分）导光柱是将光以最小的损耗从一个光源传输到距离该光源一定距离的另一个点的装置，其中，光滑内凹输入端的导光柱将有效提高光线捕获能力。如图为某一导光柱的纵截面简化示意图，导光柱下端AEB为半球凹形输入端，半径为R，O为圆心。导光柱横截面直径与半圆形直径相等，其高度为。球心O处有一点光源，能发出各个方向的单色光。该纵截面内只有120°范围的光线才能够在进入导光柱后不被折射出AD或BC侧面，从而导致光传输的损耗。
（1）求导光柱介质的折射率；
（2）某条从光源O发出的光线与AB边界的夹角为，求此条光线到达输出端CD的时间t。
【答案】（1）2；（2）
【详解】（1）由几何关系及全反射临界角可知
（2）此条光线在半球凹形输入端的时间为
由折射率与速度公式得
绘出光路图如下
有几何关系得此条光线在导光柱中传播的距离为
此条光线在导光柱中传播的时间为
此条光线到达输出端CD的时间为
解得
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8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。
14．小明同学乘坐动车时发现，车道旁每隔相同距离会有一根为动车组输电的电线杆，夕阳照射下电线杆会在前行车厢内留下一个个的阴影，于是他将手机平放在车的窗台上，利用手机内置的光传感器测量动车向正北方向前行时，光照强度随时间的变化曲线如下图所示。查阅资料可知每两根电线杆的间隔为，则下列说法正确的是（ ）
A．动车做减速运动
B．内动车做匀加速运动
C．内动车平均速率为
D．时动车速率为25m/s
【答案】C
【详解】AB．由图像可知，动车做加速运动，内动车做匀速运动。故AB错误；
CD．内动车平均速率为时动车速率为，故C正确，D错误。故选C。
15．某放射性元素的衰变曲线如图，T为半衰期，以下说法正确的是（ ）
A．k=3
B．k=4
C．若T＝5天，那么200个该元素的原子核经kT后一定还剩下25个
D．根据图像可以知道，该元素的半衰期逐渐减小
【答案】A
【详解】AB．根据衰变剩余该元素质量公式，解得k=3，A选项正确，B错误；
C．半衰期是统计规律，少量原子核衰变时是随机的，不遵从统计规律，C错误；
D．半衰期是描述原子核性质的物理量，取决于放射性元素的原子核自身，与原子数目、所处的物理环境、化学状态无关。因此半衰期不变，D错误。
故选A。
16．图为某游客荡秋千的示意图，两摆绳长均为、与水平横梁的夹角均为。某时刻，两摆绳与竖直方向的夹角为（，游客速度大小为）时，该游客脚部的拖鞋以大小为的速度瞬间脱落。已知重力加速度为，忽略空气阻力和绳重，该游客可视为质点，则（ ）
A．拖鞋脱落后运动的最小速度为
B．拖鞋脱落前、后瞬时，加速度相同
C．拖鞋脱落后运动的最高点比游客运动的最高点要高
D．拖鞋脱落后至落地期间，相同时间内的动量变化量始终不变
【答案】D
【详解】A．设拖鞋脱落瞬时，两摆绳所在平面与竖直面的夹角为，由题分析可知。拖鞋脱落后运动的最小速度为，A错误；
B．拖鞋脱落前、后瞬时，加速度方向不同，B错误；
C．拖鞋脱落后运动的高度，游客运动的最大高度满足，，C错误；
D．拖鞋脱落后至落地期间，拖鞋仅受重力作用，相同时间内的动量变化量，始终不变，D正确。
故选D。
17．在家庭电路中，接地故障通断器在用电器发生漏电时，能保护人的生命和财产安全。当用电器正常工作时，紧靠的两根绝缘电线电流大小相等、方向相反；当用电器漏电时，线圈中就会产生感应电流，断路器切断电路。若某次漏电瞬间，电线1和电线2中电流流向如题图所示，且电线2中电流小于电线1中电流，则线圈内（ ）
A．磁通量增加，感应电流从N到M
B．磁通量减少，感应电流从N到M
C．磁通量增加，感应电流从M到N
D．磁通量减少，感应电流从M到N
【答案】A
【详解】当用电器正常工作时，紧靠的两根绝缘电线电流大小相等、方向相反，此时穿过线圈的磁通量为零；当用电器漏电时，且电线2中电流小于电线1中电流，则线圈内磁通量增加，根据楞次定律可知感应电流从N到M。
故选A。
18．天问一号是中国行星探测任务名称，该名称源于屈原长诗《天问》，表达了中华民族对真理追求的坚韧与执着。如图是天问一号的运行轨迹图，在运行过程中进行了多次轨道修正，天问一号进入火星轨道后，飞行轨迹是一个绕着火星的椭圆形。远火点则是这个椭圆轨迹上距离火星最远的一点，远火点平面轨道调整就是将天问一号的绕火星飞行路线从横着绕变成竖着绕并进入遥感使命轨道，这样天问一号就能够对火星的两极进行拍摄，从而完成对火星全球的遥感成像任务（ ）
A．天问一号发射阶段的速度必须大于第二宇宙速度
B．天问一号在进入火星轨道前只受到地球和火星的引力影响
C．天问一号在远火平面制动点的加速度比其他绕火星轨道的加速度都要大
D．天问一号的遥感使命轨道是火星的同步轨道，在这个轨道上天问一号相当于火星的同步卫星
【答案】A
【详解】A．天问一号要脱离地球的吸引，发射阶段的速度必须大于第二宇宙速度，故A正确；
B．天问一号在地球附近时，只受到地球的引力影响，故B错误；
C．根据牛顿第二定律，解得，远火点则是这个椭圆轨迹上距离火星最远的一点，故天问一号在远火平面制动点的加速度比其他绕火星轨道的加速度都要小，故C错误；
D．天问一号的遥感使命轨道是椭圆轨道，不是火星的同步卫星轨道，故D错误。
故选A。
19．图示为某同学用平行板电容器测量材料竖直方向的尺度随温度变化的装置示意图，电容器上极板固定，下极板可随材料尺度的变化而上下移动，两极板间电压不变。若材料温度升高，极板上所带电荷量增加，则（ ）
A．材料竖直方向的尺度减小
B．材料竖直方向的尺度增大
C．极板间的电场强度减小
D．极板间的电场强度增大
【答案】BD
【详解】CD．根据题意可知极板之间电压U不变，极板上所带电荷量Q变多，根据电容定义式，可知电容器得电容C增大，根据电容的决定式，由于电容C增大，可知极板间距d减小，再根据，由于电压U不变，可知极板间电场强度增大，故C错误，D正确；
AB．由于极板间距d减小，即下极板向上移动，则材料竖直方向尺度增大，故A错误，故B正确。
故选BD。
20．某同学将远距离输电实况巧妙的移入室内进行科学实验与研究。如图甲所示，将6卷导线（每卷为100m）串联后接入电路，其中L1、L2两灯完全相同，电表均为理想电表。将学生电源的电压调至4V，可以看到灯L1正常发光，灯L2几乎不亮，此时电流表的示数为250mA，电压表的示数为0.5V；如图乙所示，在两灯附近分别接理想变压器T1和T2，将学生电源的电压仍调至4V，电流表的示数为190mA，电压表的示数为3.8V，可以观察到灯L1和L2的亮度相差不大，不考虑温度对灯丝阻值的影响。下列说法正确的是（ ）
A．6卷导线的总电阻为14Ω
B．乙图电路中6卷导线上损失的总功率约为0.51W
C．变压器T1的匝数比为1：5
D．变压器T2的匝数比为10：1
【答案】ABD
【详解】A．由题可知，甲图中电压表的示数为，电流表的示数为，根据欧姆定律得，６卷导线的电阻为，灯泡电阻为，A正确；
B．乙图中电压表的示数为，电流表的示数为，所以6卷导线上损失的总功率约为，B正确；
C．由上分析可知，图乙中所在回路的电流为，根据变压器的原理，变压器的匝数比为 ，，变压器的匝数比为，C错误，D正确。
故选ABD。
21．如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，质量为1.5kg的箱子静止在斜面上，质量为0.1kg的小球通过细绳悬挂在箱子顶面的O点。现给箱子一沿斜面向下的力，箱子沿斜面向下运动，稳定后细绳与竖直方向成角。已知重力加速度g取。下列说法正确的是（ ）
A．稳定时细绳上的拉力为1N
B．稳定时细绳上的拉力为2N
C．改变F大小系统再次稳定后细绳处于竖直方向，此时力F为4N
D．改变F大小系统再次稳定后细绳处于竖直方向，此时力F为8N
【答案】AC
【详解】AB．设小球质量为m，箱子质量为M，稳定时具有共同的沿斜面向下的加速度a，此时对小球垂直斜面方向，沿斜面方向，解得，，对整体分析得，解得箱子受到斜面的滑动摩擦力大小为，故A正确，B错误；
CD．稳定后当细绳处于竖直方向时，可知此时小球加速度为零，故整体加速度为零，处于平衡状态，由于此时箱子处于运动状态，受到沿斜面向上的滑动摩擦力f，对整体根据平衡条件可得，解得，故C正确，D错误。
故选AC。
二、非选择题：共62分。第22~25题为必考题，每个试题考生都必须作答。第33~34题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共47分
22．（5分）某实验小组计划利用物体作自由落体运动来测量当地的重力加速度。小明找到一把特殊的工件，工件的镂空部分为若干个大小相同的正方形，两个相邻正方形间有大小相同的“梁”，两相邻镂空正方形的上边界之间的间距为h，实验小组用如图甲所示的装置进行实验，过程如下：
（1）用游标卡尺测量两个相邻镂空正方形之间“梁”的宽度d，示数如图乙所示，宽度 mm。
（2）固定光电门的位置，在光电门的正上方某高度处竖直悬挂工件，静止释放工件，工件保持竖直状态完全通过光电门。
（3）测量时，应 （选填“A”或“B”，其中A为“先释放工件，后接通数字计时器”，B为“先接通数字计时器，后释放工件”）。数字计时器记录下工件上每一条“梁”通过光电门的遮光时间，其中第一条“梁”遮光时间为。
（4）计算第一条“梁”通过光电门的速度 （用题中已知或测得的物理量符号表示），如此类推可得到其它“梁”通过光电门的速度。
（5）以每条“梁”通过光电门的速度平方为纵坐标，h为横坐标作出图丙，已知图像的截距为b，斜率为k，可得当地的重力加速度 （用题中已知或测得的物理量符号表示）。
【答案】 5.1 B
【详解】（1）图示读数为
（3）测量时，应先接通数字计时器，后释放工件。
（4）第一条梁通过光电门的速度为
（5）设工件下边缘与光电门中心的距离为，
当第一条梁通过光电门时，有，，由图丙可知，
当第二条梁通过光电门时，有，
当第三条梁通过光电门时，有，
以此类推，当第n条梁通过光电门时，有
所以图像的斜率为
则重力加速度为
23．（10分）某探究小组利用图1所示电路来测量定值电阻的阻值，并测定直流电源的电动势E与内阻r。所用实验器材有：直流电源、电压表（可视为理想电表）、定值电阻、电阻箱R、待测电阻、开关S1、单刀双掷开关S2和导线若干。
部分实验步骤如下：
① 连接好电路后，将电阻箱R调至适当阻值，开关S2，闭合开关S1；
② 读取电阻箱的阻值R和电压表的示数U；
③ 改变电阻箱的阻值，重复步骤② ，测得多组R和U的数值；
④ 断开开关S1，作出的线性关系图像如图所示，其中a、b、c已知。
(1)图像的横坐标x应为 （选填“R”或“”）。
(2)开关S2接2，闭合开关S1，读出电压表的示数，且，则在图中可以查出对应的待测电阻 。
(3)利用图像还可以测量该直流电源的电动势和内阻，则该直流电源的电动势 ，内阻 。（用a、b、c、表示）
【答案】(1) (2) (3)
【详解】（1）由闭合电路欧姆定律得
解得
可知
（2）由图像可知，当时
故
（3）结合图像可知，
解得，
24．（14分）2023年12月1日晚间，绚丽的极光现身北京市门头沟区。极光是由太阳抛射出的高能带电粒子受到地磁场作用，在地球南北极附近与大气碰撞产生的发光现象。从北极地区看赤道平面的地磁场，可简化为下图：O为地球球心，R为地球半径，将地磁场在半径为R到3R之间的圆环区域看成是匀强磁场，磁感应强度为B。假设高能粒子的质量为m，电荷量为。不计粒子重力及大气对粒子运动的影响，且不考虑相对论效应。
（1）若高能粒子从A点以速度沿切线进入磁场边界位置时，粒子恰好绕着磁场边界做圆周运动，求粒子的速度的大小。
（2）地球磁层是保护地球的一道天然屏障，它阻挡着高能粒子直接到达地球表面，从而保护了地球上的生态环境。
a．假设高能粒子从磁场边缘A点以速率v沿半径方向射入磁场时恰不能到达地球表面，求粒子的比荷；
b．高能粒子实际上可在赤道平面内向各个方向均匀地射入磁场。若高能粒子仍以速率v射入地球磁场，求到达地球粒子数与进入地磁场粒子总数比值。（结果用反三角函数表示，例：，则，θ为弧度）
【答案】（1）；（2）a．；b．
【详解】（1）若高能粒子从A点以速度沿切线进入磁场边界位置时，粒子恰好绕着磁场边界做圆周运动，可知粒子的轨道半径为
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得粒子的速度的大小为
（2）a．假设高能粒子从磁场边缘A点以速率v沿半径方向射入磁场时恰不能到达地球表面，如图所示
由几何关系可得
解得
由洛伦兹力提供向心力可得
联立解得粒子的比荷为b．若高能粒子仍以速率v射入地球磁场，可知沿径向方向射入的粒子会和地球相切而出，和AO方向成角向上方射入磁场的粒子也恰从地球上沿相切射出，在此角范围内的粒子能到达地球，其余进入磁场粒子不能到达地球，作A点该速度垂直和过切点与O点连线延长线交于F点，则F点为圆心，如图所示
由图中几何关系可得，
则有
可得
故到达地球粒子数与进入地磁场粒子总数比值为
25．（18分）如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，斜面上AB、BC段长度分别为L、2L，BC段粗糙，斜面其余部分均光滑，底端D处固定一垂直于斜面的挡板。两块质量分布均匀的木板P、Q紧挨着放在斜面上，P的下端位于A点。将P、Q从图示位置由静止释放，已知P、Q质量均为m，长度均为L，与BC段的动摩擦因数均为，重力加速度为g，求：
（1）木板P刚到B点时速度的大小；
（2）木板P刚好完全进入BC段时，P、Q之间弹力的大小；
（3）若木板Q刚好完全离开BC段时木板P还未与挡板发生碰撞，求此时P速度的大小；
（4）若木板Q刚好完全离开BC段时恰好与木板P发生碰撞，求此次碰撞后木板Q速度减为零时其下端到C点的距离。已知木板P与挡板及木板Q之间的碰撞均为弹性碰撞，碰撞时间忽略不计。
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）
【详解】（1）从两木板由静止释放到木板P刚到B点，对两木板组成的整体，根据动能定理
解得
（2）木板P刚好完全进入BC段时，对两木板组成的整体
对木板Q，根据牛顿第二定律
解得
（3）木板P、Q进入BC段时仍相对静止，所受摩擦力大小随着进入BC的长度线性增加，从两木板白静止释放到木板P刚到C点，对两木板组成的整体
解得
木板P开始冲出C点后，木板P加速，木板Q匀速，两者分离，木板P滑过C点过程
解得
（4）PQ碰撞时P的速度大小为
解得
PQ碰撞时Q的速度大小为
PQ发生弹性碰撞时，以沿斜面向上为正方向，则有
解得，
设C点以上的粗糙部分长度足够，设Q减速为零时下端离C点距离为x，从碰后到Q静止，根据动能定理
解得
（二）选考题：共15分。请考生从给出的2道题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。
33．【物理—选修3-3】（15分）
（1）（5分）一定质量的理想气体从状态a经过状态b变化到状态c，其图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．从a到b是吸热过程
B．从b到c是放热过程
C．从c到a气体内能不变
D．从c到a气体对外界做功
E．从a到b气体内能不变
【答案】ABE
【详解】AE．由图可知，从a到b是等温过程，气体的内能不变，压强减小，由玻意耳定律可知，气体体积变大，气体对外界做功，由热力学第一定律可知，气体吸热，故AE正确；
B．由图可知，从a到b温度降低，气体的内能减小，压强不变，由盖吕萨克定律可知，气体体积减小，外界对气体做功，由热力学第一定律可知，气体放热，故B正确；
CD．由图可知，从c到a气体温度升高，气体内能增加，由于图像过原点可知，从c到a过程为等容变化，气体与外界不做功，故CD错误。
故选ABE。
（2）（10分）鱼类在适宜的水温中才能生存，某探究小组设计的一个水温监测报警装置如图所示，圆柱形导热容器下半部分竖直放置在水中，上半部分处于空气中，容器用质量、面积的活塞密封一定质量的理想气体，活塞能无摩擦滑动，水的热力学温度时，活塞与容器底的距离，且刚好与低温报警传感器无压力接触，此时低温报警器报警。水温升高后，活塞缓慢上升后接触高温报警传感器，当活塞对高温报警传感器的压力时，高温报警器开始报警。水温从280K到恰好达到高温报警的温度的过程中，容器内的气体从外界吸收的热量，大气压强恒为，取重力加速度大小。求：
（1）水温为280K时容器内气体的压强及高温报警时容器内气体的热力学温度；
（2）水温从280K到恰好达到高温报警的温度的过程中，容器内气体内能的变化量。
【答案】（1），；（2）内能增加30J
【详解】（1）设水温为280K时容器内气体的压强为，对活塞受力分析
解得
设高温报警时容器内气体的压强为，对此时活塞受力分析
解得
对以上两个状态，根据理想气体状态方程
其中
解得
（2）水温从280K到恰好达到高温报警的温度的过程中，
根据热力学第一定律
所以，水温从280K到恰好达到高温报警的温度的过程中，容器内气体的内能增加了30J。
（2）（10分）充气拱门广泛应用于品牌营销、开业庆典、节日婚庆等场合。有一小型充气拱门，现使用打气筒往拱门内充气，充气前，拱门内原有气体的体积为，压强为，打气筒每次打入拱门内气体的体积为，压强为，充好气后，拱门内气体的体积为，压强为，充气拱门内原有的气体和后充入的气体均可视为理想气体，充气拱门导热良好，环境温度始终保持不变。求：
（1）此过程中打气筒打气的次数；
（2）由于充气拱门气密性不是太好，会有一部分气体泄漏，过了一段时后气体的压强的减小为，气体泄漏过程中拱门的体积不变，从拱门内泄漏气体的质量与刚充完气后拱门内气体质量的比值。
【答案】（1）150；（2）
【详解】（1）拱门内原有气体的体积为，压强为，充好气后气体的体积为，压强为，设打气次数为n，以充好气后拱门内所有气体为研究对象，根据玻意耳定律有
解得n＝150（次）
（2）漏气过程将漏出的气体和拱门内剩余气体整体为研究对象，设漏出气体的体积为，根据玻意耳定律有
解得
设气体的密度为，则泄漏气体的质量为
气体的总质量为
从拱门内泄漏气体的质量与刚充完气后拱门内气体质量的比值
解得
34．【物理—选修3-4】（15分）
（1）（5分）某一沿x轴负方向传播的简谐横波，在时刻的波形图如图所示，此时刻质点A到平衡位置距离为1cm，质点B恰运动到波峰处，若质点B从此时刻开始计时的振动方程为（t的单位为s，y的单位为cm），则（ ）
A．该波的传播速度为
B．该波的传播速度为
C．从时刻开始，质点A在内通过的路程为7cm
D．从时刻开始，质点A在内通过的路程为7cm
E．该波的周期为2s
【答案】ACE
【详解】ABE．由图像知，该列波的波长，由质点B的振动方程，可知该波的周期为，则该波的传播速度，AE正确，B错误；
C．该波沿x轴负方向传播，从时刻开始，质点A的振动方程为，则经过，后，质点A位于处，由质点B的振动方程可知，该列波的振幅， 则从时刻开始，质点A在内通过的路程为，C正确；
D．从时刻开始，根据质点A的振动方程，经过后，质点A位于，处，则质点A在内通过的路程，D错误。
故选ACE。
（2）（10分）导光柱是将光以最小的损耗从一个光源传输到距离该光源一定距离的另一个点的装置，其中，光滑内凹输入端的导光柱将有效提高光线捕获能力。如图为某一导光柱的纵截面简化示意图，导光柱下端AEB为半球凹形输入端，半径为R，O为圆心。导光柱横截面直径与半圆形直径相等，其高度为。球心O处有一点光源，能发出各个方向的单色光。该纵截面内只有120°范围的光线才能够在进入导光柱后不被折射出AD或BC侧面，从而导致光传输的损耗。
（1）求导光柱介质的折射率；
（2）某条从光源O发出的光线与AB边界的夹角为，求此条光线到达输出端CD的时间t。
【答案】（1）2；（2）
【详解】（1）由几何关系及全反射临界角可知
（2）此条光线在半球凹形输入端的时间为
由折射率与速度公式得
绘出光路图如下
有几何关系得此条光线在导光柱中传播的距离为
此条光线在导光柱中传播的时间为
此条光线到达输出端CD的时间为
解得
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