2024年高考物理猜押密卷（江苏卷）（原卷版+全解全析）

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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11小题，每小题4分，共44分。
1．在医学上，放射性同位素锶90（）制成表面敷贴器，可贴于体表治疗神经性皮炎等疾病。锶90（）会发生β衰变，其衰变产物中有钇（Y）的同位素，半衰期为28.8年。下列说法正确的是（ ）
A．该衰变过程质量守恒
B．的比结合能比衰变产物中钇（Y）的同位素的比结合能大
C．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的
D．0.4ml的原子核经过57.6年后还剩余0.3ml
【答案】C
【详解】A．衰变过程释放核能，根据质能方程可知，该衰变过程存在质量亏损，即衰变过程质量减小了，故A错误；
B．衰变过程释放核能，表明生成核比反应核更加稳定，原子核越稳定，比结合能越大，即的比结合能比衰变产物中钇（Y）的同位素的比结合能小，故B错误；
C．β衰变的本质是原子核内的一个中子转变成一个质子与一个电子，电子从原子核内射出的过程，可知衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的，故C正确；
D．根据半衰期的规律有，可知，0.4ml的原子核经过57.6年后还剩余0.1ml，故D错误。
故选C。
2．奥斯特实验表明通电导线周围和永磁体周围一样都存在磁场。一束彼此绝缘的细铜导线被约束在半径为R的圆柱体内，在圆柱体外距中心轴线为r的P点产生的磁场等同于全部电流集中于轴线的直线电流I产生的磁场，即，其中为常数。若P点在圆柱体内，上述公式中的I则为以轴线上一点为圆心、以r为半径的截面所通过的电流，则下列图像正确的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】由电流微观表达式可知，其中S为圆柱体的横截面积，当圆柱体的截面为圆形、半径为r时，则在圆柱体内部有，与r成正比，在圆柱体外部有，与r成反比，故A图符合题意。故选A。
3．某科学小组在进行光纤的模拟试验过程中，如图把中空透明玻璃管水平放置在试验台上，从玻璃管外平视观察到管的内径为d，若该玻璃管的折射率为n，则管的实际内径约为（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】作出光路图如图所示：
从内壁上发出任意两根光线，它们折射出空气反向延长线交点位置即为管外观察到的内径位置，设玻璃管外径L，由题意可得，，折射率，解得，故选C。
4．体外冲击波治疗具有非侵入性、患者易于接受、对人体组织损伤少、治疗成功率高等优点，目前在临床医疗上得到广泛的应用。一种冲击波治疗仪的充电和瞬时放电电路如图甲所示。交流电经调压、整流后向电容器C充电储能。当触发器S导通时，电容器经置于水中的冲击波源W瞬时放电，高压强电场的巨大能量瞬间释放使水迅速汽化、膨胀而形成冲击波。如图乙所示，冲击波向四周传播，碰到反射体光滑的内表面而反射，波源发出的冲击波经反射后在F点聚焦，形成压力强大的冲击波焦区，当人体深处的病变处于该焦区时，就会得到治疗的作用。冲击波治疗对放电时间要求不超过1μs，电容器C的电容一般在0.3~1.0μF之间，充电电压大约10kV。下列说法正确的是（ ）
A．治疗仪产生的冲击波是电磁波
B．电容器放电电流不能达到104A数量级
C．若仅减小电路中电阻R的阻值，可减小电容器的充电时间
D．若仅增大电容器C的电容，放电时间仍符合冲击波的要求
【答案】C
【详解】A．治疗仪产生的冲击波是机械波，故A错误；
B．电容器C的电容为1.0μF时，充满电后所带电荷量，电容器平均放电电流，故B错误；
C．若仅减小电路中电阻R的阻值，充电电流增大，电容器的充电时间减小，故C正确；
D．由，得，若仅增大电容器C的电容，电容器所带电荷量将变大，放电时间变长，不符合冲击波的要求，故D错误。
故选C。
5．如图所示，光滑水平面上停着一辆质量为M的长平板车，平板车最左端叠放着两个质量分别为、的木箱A和B，一小孩站立于木箱旁。现让小孩先将A、B一起搬运到平板车最右端，然后再将其中一个木箱搬运回最左端，搬运完成后小孩仍站立于原位置。已知木箱的质量，不计木箱及小孩的大小，下列关于平板车最后静止位置的说法中正确的是（ ）
A．平板车最后静止于原位置
B．平板车最后静止于原位置左侧
C．平板车最后静止于原位置右侧
D．因不知道搬回哪个木箱，故无法确定平板车最后静止的位置
【答案】B
【详解】水平面光滑，故系统满足动量守恒，由于，故小孩先将A、B一起搬运到平板车最右端的过程中，满足，设小孩将A搬回最左端，则，设平板车长度为L，则，联立得，平板车向左运动的位移为，平板车向右运动的位移为，由于，故平板车最后静止于原位置左侧。若小孩将B搬回最左端，同理，结论相同。故选B。
6．如图所示，某同学在A点将同一个飞镖（可视为质点）以大小相等的速度v0先后沿着AO方向、斜向上两个方向掷出，运动轨迹分别如图中①、②所示，并分别击中靶心O点正下方的P点和靶心。已知A点和O点在同一水平面上，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．飞镖两次飞行轨迹的位移相同
B．飞镖沿轨迹①飞行的时间一定大于沿轨迹②飞行的时间
C．飞镖沿轨迹①飞行的时间一定小于沿轨迹②飞行的时间
D．飞镖沿轨迹②到达靶心O点时的速率大于沿轨迹①到达P点时的速率
【答案】C
【详解】A．飞镖两次飞行轨迹的位移分别为和，可知位移大小不相等，方向不同，故A错误；
BC．飞镖水平方向做匀速直线运动，则有，由于飞镖两处飞行的水平位移相等，轨迹①的水平速度大于轨迹②的水平速度，则飞镖沿轨迹①飞行的时间一定小于沿轨迹②飞行的时间，故B错误，C正确；
D．根据对称性可知，飞镖沿轨迹②到达靶心O点时的速率等于；轨迹①做平抛运动，飞镖到达P点时的速率大于，故飞镖沿轨迹②到达靶心O点时的速率小于沿轨迹①到达P点时的速率，故D错误。
故选C。
7．图甲为一列简谐波在时刻的波形图，是平衡位置为处的质点，是平衡位置为处的质点，图乙为质点的振动图像，则（ ）
A．在时，质点的速度与0时刻的速度方向相反
B．质点做简谐运动的表达式为
C．从到，质点通过的路程为
D．从到，质点通过的路程为
【答案】D
【详解】A．由振动图像知，时，处于平衡位置向上振动，波沿轴正方向传播，当时，即从开始经过，质点在平衡位置以下且与0时刻关于轴对称的位置，振动方向与0时刻相同，均沿轴负方向，选项A错误；
B．因为，所以质点做简谐运动的表达式为，选项B错误；
CD．由于质点在平衡位置附近上下振动，而不随波迁移，因此点在0时刻的纵坐标为，在时刻为，故其路程为cm，选项C错误、D正确。
故选D。
8．利用薄膜干涉原理可以测量金属丝的直径。将矩形的平行薄玻璃板AB放在水平标准工件的上面，右侧垫有粗细均匀的直金属丝，在标准工件与玻璃板之间形成一个楔形空气膜，其截面如图所示。用波长为入的光，垂直标准工件方向射向玻璃板，在玻璃板上方形成平行条纹，测出相邻亮条纹中心间的距离为△x，金属丝与标准工件的接触点D到楔形顶端C点的距离为L，以下说法正确的是（ ）
A．条纹方向平行于CD
B．金属丝的直径为
C．当金属丝向右移动少许时，变小
D．在同一位置换用更细的金属丝时，变小
【答案】B
【详解】A．根据薄膜干涉原理，干涉条纹平行等宽，方向应垂直于CD方向，故A错误；
B．设金属丝直径为d，玻璃板与标准工件间夹角为α，由几何关系有，当光垂直标准工件方向射向玻璃板时，得到干涉条纹，相邻两条纹对应劈尖厚度差为，由几何关系有，则，则，故B正确；
CD．根据，可得，当金属丝向右移动少许时，即L增大，则变大；在同一位置换用更细的金属丝时，L不变，d减小，则变大；故CD错误。
故选B。
9．2023年10月26日10时34分，神舟十六号航天员乘组和神舟十七号航天员乘组在“天宫”空间站胜利会师。如图所示，空间站和中轨道卫星在同一轨道平面内分别在近地轨道和半径为2R的中轨道上绕地球做匀速圆周运动，运行方向相同。地球半径为R，自转周期为T，表面重力加速度为g，忽略地球自转。下列说法正确的是（ ）
A．发射“天宫”空间站的最小速度为
B．中轨道卫星的公转周期为
C．中轨道卫星的机械能一定大于“天宫”空间站的机械能
D．中轨道卫星和 “天宫”空间站相邻两次相距最近的时间间隔为
【答案】D
【详解】A．设空间站的轨道半径为，则根据万有引力提供向心力可知，解得，而是地球表面物体的线速度，把天宫空间站近似看成绕地球表面做圆周运动的近地卫星，其周期应小于地球的自转周期，A错误；
B．对于中轨道卫星，则有，解得，又因为，由此可得，B错误；
C．二者的质量都是未知的，无法比较其机械能的大小，C错误；
D．设两次相距最近的时间间隔为，设天宫号空间站的角速度为，中轨道卫星的角速度为，则有，结合上述分析，D正确。
故选D。
10．如图所示，点电荷a、b、c固定在平面内，a、b位于x轴上2d和3d处，c位于y轴上3d处。已知b、c带等量异种电荷且原点O处的电场强度沿y轴正方向。则（ ）

A．点电荷a、b为同种电荷
B．点电荷c一定带负电
C．a的电荷量是c的倍
D．O点电势高于P点电势
【答案】B
【详解】AB．由于原点O处的电场方向沿y轴正方向，所以点电荷c一定带负电，点电荷a、b为异种电荷，由于b、c带等量异种电荷，b带正电，a带负电，且点电荷a、b在O点的电场强度等大反向，故A错误，B正确；
C．点电荷a在O点的电场强度，点电荷b在O点的电场强度，由于点电荷a、b在O点的电场强度等大反向，所以a的电荷量是b的倍，b、c带等量异种电荷，则a的电荷量是c的倍，故C错误；
D．电势是标量，运算法则符合代数运算法则。O点电势，由于，所以，O点电势，由于，所以，所以O点电势等于P点电势，故D错误。
故选B。
11．如图所示，一个正四棱锥形框架放置在地面上，各侧棱边长和底边的对角线长均为L，在各侧棱都有轻质光滑圆环，对面圆环被同一根弹性绳连接，在弹性绳的交叉穿过一个轻质小圆环，其半径忽略不计，在环上用轻质硬绳挂一个质量为m的重物，初始时由于重物被手托举，弹性绳均处于各侧棱的中点位置，若整个过程中都处于弹性限度内，弹性绳的劲度系数均为k，弹性势能，则自由释放重物以后（ ）
A．重物下落过程中，该重物的机械能守恒
B．重物下落的过程中，各侧棱的轻质小环不会运动
C．重物下落过程中，重物的最大速度为
D．重物下落到最低点时，弹性绳对重物做的功为
【答案】C
【分析】本题考查了系统机械能守恒的应用，要掌握机械能守恒的条件，明确物块速度最大时合力为零，由机械能守恒定律求最大速度，由动能定理求弹性绳对重物做的功。
【详解】A．重物下落过程中，有弹性绳弹性势能的参与，故重物和绳组成的系统机械能守恒，重物机械能不守恒，故A错误；
B．重物下落的过程中，侧棱上的轻质小环会有一定的下降，则B错误；
CD．重物下落过程中，由于轻质小环和侧棱之间是光滑的，释放重物后，由于小环轻质，重物下落至任何位置，绳与侧棱均垂直，设每根弹性绳的长度是x，则经分析，交叉点到棱尖S的距离也为x，环是轻质的，故可知初始弹性绳处于原长状态，当物块速度最大时，有，解得，由机械能守恒定律，得，求得最大速度，此过程重力对重物做的功为，到最低点的过程重力继续对重物做的功，有，而在最低点速度为零，根据动能定理可知重物下落到最低点时，弹性绳对重物做的功，故C正确，D错误。
故选C。
二、实验题：本题共15分。
12．（15分）某同学用如图（a）所示的电路描绘电动机的伏安特性曲线，并同时测量电源的电动势和内阻。现有实验器材：待测电源、电压表（内阻很大）、电流表（内阻很小）、电阻箱、滑动变阻器、待测电动机M、开关若干、导线若干。
(1)描绘电动机的伏安特性曲线步骤如下：
①断开、、，先将滑动变阻器的滑片P滑到 （填“c”或“d”）端；
②闭合开关，接a，调节滑动变阻器，读出电流表、电压表的示数，将数据记入表格；
③以电动机两端的电压U为纵坐标，以通过电动机的电流I为横坐标，根据数据描点作图，得到电动机的伏安特性曲线如图（b）所示。请简要说明图中OA段为直线的原因： 。
(2)测电源的电动势和内阻步骤如下：
①断开，闭合，接b；
②调节电阻箱，读出相应的阻值和电压表示数；
③多次测量后，以为横坐标，为纵坐标，描点连线，得到图（c），由此可得电源电动势E= V，内阻r= Ω；（结果均保留2位有效数字）
(3)把上述两个规格相同的电动机串联后接在该电源两端，则其中一个电动机的电功率为 W（结果保留2位有效数字）。
【答案】(1) c 见解析 (2) 2.0 2.0 (3)0.25（0.23~0.27）
【详解】（1）滑动变阻器采用分压式，为了确保安全，闭合开关之前，需要使得控制电路输出电压为0，即应先将滑动变阻器的滑片P滑到c端；
图像中，图线上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻，OA段为直线表明电阻不变，原因是电压较小，电动机不转动，可视为纯电阻。
（2）断开，闭合，接b，根据闭合电路欧姆定律有，则有，结合图像有，，解得，
（3）把上述两个规格相同的电动机串联后接在该电源两端，通过两电动机的电流相等，两电动机两端电压相等，根据电动机的伏安特性曲线可知，当电流为0.45A时，每个电动机两端电压约为0.55V，此时有
可知，此时恰好为把上述两个规格相同的电动机串联后接在该电源两端时电路的工作状态，则其中一个电动机的电功率为
三、计算题：本题共4小题，共41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。
13．（6分）图甲为气压式升降椅，它通过活塞上下运动来控制椅子的升降，图乙为其核心部件模型简图，圆筒形导热汽缸开口向上竖直放置在水平地面上，活塞（连同细连杆）与椅面的总质量m=4kg，活塞的横截面积S=4×10-4m2，汽缸内封闭一定质量的理想气体，活塞与汽缸之间无摩擦且不漏气，活塞上放有一质量M=8kg的物块，气柱高度h=0.6m。已知大气压强p0=1×105pa，重力加速度g取10m/s2。
（1）若拿掉物块活塞上升，求稳定时气柱的高度；
（2）拿掉物块后，如果缓慢降低环境温度，使活塞下降10cm，此过程中气体放出热量20J，求气体内能的变化量。
【答案】（1）1.2m；（2）
【详解】（1）由玻意耳定律
其中，
，
解得稳定时气柱的高度为
（2）在降温过程中，气体做等压变化，外界对气体做功为
由热力学第一定律
其中
代入数据解得
气体内能减少了12J。
14．（8分）如图所示一个水平转盘装置可绕着中心轴旋转，转盘上有一质量为m的物块放在距离转轴r处，随着转盘一起做匀速圆周运动，已知物块与转盘之间的动摩擦因数为µ。若该装置在地面上以某一角速度转动时，物块恰好发生滑动。重力加速度为g，万有引力常数为G。请用题目中所给的字母表示以下物理量（最大静摩擦等于滑动摩擦力）。
（1）转盘装置转动的角速度大小；
（2）若把该装置放到另一个半径为R的星球上时，物块也恰好发生滑动时，转盘转动的角速度是地球上的倍，求该星球的质量M。
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）若该装置在地面上以某一角速度转动时，物块恰好发生滑动，则
解得
（2）当把该装置放到另一个半径为R的星球上时，物块也恰好发生滑动时，有
根据万有引力与重力的关系有
解得
15．（12分）据报道，2023年11月福建号航母成功完成了舰载电磁弹射实验，电磁弹射是利用运动磁场对闭合线圈的电磁力来驱动物体运动的。如图所示是某个电磁驱动的模拟场景，水平面上等距分布着宽度和间距都为L = 0.2m的有界匀强磁场，磁场方向竖直向上。通过控制使整个磁场以v0 = 20m/s的速度水平向右匀速运动。两个放在水平面上的导线框a、b，表面绝缘，它们的质量均为m = 0.2kg、边长均为L = 0.2m、电阻均为R = 1Ω，与水平面间的动摩擦因数分别为μ1 = 0.2、μ2 = 0.4。两线框在如图位置静止释放，b恰能保持静止，a在安培力驱动下向右运动，然后与b发生弹性碰撞。已知a在与b碰撞前已达到最大速度，忽略a、b产生的磁场，以及运动磁场的电磁辐射效应，重力加速度g取10m/s2。试求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）导线框a与b碰撞前的最大速度和首次碰撞后a、b速度的大小；
（3）首次碰撞后a、b相距最远瞬间，a的速度为多大？若首次碰撞后到两者相距最远用时t = 3.5s，且在这段时间内a移动的距离Sa = 9.7m，则在这段时间内b的位移为多大？
【答案】（1）1T；（2）vam = 10m/s，va = 0，vb = 10m/s；（3）5m/s，25m
【详解】（1）由题知，一开始b恰能保持相对静止，则有BIbL = μ2mg
其中Eb = BLv0
联立解得B = 1T
（2）当a达到最大速度时，有BIaL = μ1mg
其中Ea = BL(v0－vam)
联立解得vam = 10m/s
a、b发生弹性碰撞有
mvam = mbvb＋mava
解得va = 0，vb = 10m/s
（3）由于碰撞后a、b组成的系统合外力为零，则a、b组成的系统动量守恒，则a、b共速时相距最远，有
mvam = 2mv共
解得v共 = 5m/s
对b列动量定理有
其中
联立解得xb = 25m
16．（15分）如图，Oxyz坐标系中，在空间x