河北省保定市涞水波峰中学2024年高考压轴卷物理试卷含解析

河北省保定市涞水波峰中学2024年高考压轴卷物理试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、在空间P点以初速度v0水平抛出一个小球，小球运动到空中A点时，速度与水平方向的夹角为60°，若在P点抛出的初速度方向不变，大小变为，结果小球运动到空中B点时速度与水平方向的夹角也为60°，不计空气阻力，则下列说法正确的是A．PB长是PA长的2倍B．PB长是PA长的4倍C．PA与水平方向的夹角小于PB与水平方向的夹角D．PA与水平方向的夹角大于PB与水平方向的夹角2、滑索速降是一项具有挑战性、刺激性和娱乐性的现代化体育游乐项目。可跨越草地、湖泊、河流、峡谷，借助高度差从高处以较高的速度向下滑行，使游客在有惊无险的快乐中感受刺激和满足。下行滑车甲和乙正好可以简化为下图所示的状态，滑车甲的钢绳与索道恰好垂直，滑车乙的钢绳正好竖直。套在索道上的滑轮质量为m，滑轮通过轻质钢绳吊着质量为M的乘客，则（）A．滑轮a、b都只受三个力作用B．滑轮b不受摩擦力的作用C．甲一定做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动D．乙中钢绳对乘客的拉力小于乘客的总重力3、如图所示，轻弹簧的一端固定在地面上，另一端固定一质量不为零的托盘，在托盘上放置一小物块，系统静止时弹簧顶端位于B点（未标出）。现对小物块施加以竖直向上的力F，小物块由静止开始做匀加速直线运动。以弹簧处于原长时，其顶端所在的位置为坐标原点，竖直向下为正方向，建立坐标轴。在物块与托盘脱离前，下列能正确反映力F的大小随小物块位置坐标x变化的图像是（）A． B． C． D．4、在物理学建立与发展的过程中，有许多科学家做出了理论与实验贡献。关于这些贡献，下列说法正确的是（）A．牛顿发现了万有引力定律，并通过扭秤实验测量了引力常量B．安培提出了分子电流假说，研究了安培力的大小与方向C．法拉第发现了磁生电的现象，提出了法拉第电磁感应定律D．爱因斯坦在物理学中最早引入能量子，破除了“能量连续变化”的传统观念5、如图所示，一磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，圆心为O，半径为r，MN是直径，一粒子发射装置S置于M端，可从M端向圆平面内任意方向发射速率相等的同种带电粒子，某个粒子从N端离开磁场，在磁场中运动的时间为，其中k为带电粒子的比荷，下列说法正确的是（）A．该粒子的速率为krB，发射方向垂直于MNB．该粒子的速率为krB，发射方向与MN的夹角为45°C．该粒子在磁场中运动的时间最短D．若该粒子沿直径MN方向射入磁场，其运动的时间为6、下列属于理想化物理模型的是（）A．电阻 B．点电荷 C．力的合成 D．瞬时速度二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、下列关于热学现象的说法，正确的是。A．在水中撒入适量花椒粉，加热发现花椒粉在翻滚，说明温度越高，布朗运动越剧烈B．为了把地下的水分引上来，采用磙子将地面压紧，是利用了毛细现象C．将与水面接触的干净玻璃板提离水面，实验时发现拉力大于玻璃板重力，主要原因是玻璃板受大气压力D．密闭容器内的液体经很长时间液面也不会降低，但容器内仍有液体分子飞离液面E.同等温度下，干湿泡湿度计温度差越大，表明该环境相对湿度越小8、如图所示，在光滑水平桌面上有一xOy平面直角坐标系，y轴右侧有两根完全相同的均匀金属丝M和N连接成闭合回路，金属丝M的形状满足，电阻为R。在y轴左侧有垂直于桌面向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场宽度为，两金属丝在沿x轴负方向的外力作用下，以速度v匀速穿过磁场，下列判断正确的是A．金属丝中感应电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向B．金属丝中感应电流的最大值为C．金属丝运动过程中外力的最大功率为D．金属丝穿过磁场过程中产生的热量为9、图中小孩正在荡秋千，在秋千离开最高点向最低点运动的过程中，下列说法中正确的是（）A．绳子的拉力逐渐增大B．绳子拉力的大小保持不变C．小孩经图示位置的加速度可能沿a的方向D．小孩经图示位置的加速度可能沿b的方向10、在粗糙地面上，某吋刻乒乓球的运动状态如图所示，判断一段时间后乒乓球的可能运动状况（）A．静止B．可能原地向前无滑滚动C．原地向左滚动D．原地向右滚动三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某实验小组欲将一量程为2V的电压表V1改装成量程为3V的电压表，需准确测量电压表V1的内阻，经过粗测，此表的内阻约为2kΩ。可选用的器材有：电压表V2(量程为5V，内阻为5kΩ)滑动变阻器R1(最大值为100Ω)电流表(量程为0.6A，内阻约为0.1Ω)电源(电动势E=6V，内阻不计)定值电阻R(阻值已知且满足实验要求)。图甲为测量电压表V的内阻实验电路图，图中M、N为实验小组选用的电表。(1)请选择合适的电表替代M、N，按照电路图用线条替代导线连接实验电路_____；(2)实验电路正确连接，调节滑动变阻器，M表的读数为Y，N表的读数为X，请用两表的读数和定值电阻R表示电压表V1的内阻__________；(3)改变滑动变阻器滑片的位置，得到多组M表和与之对应的N表的读数，建立直角坐标系，通过描点作出M表(纵坐标)和与之对应的N表的读数(横坐标)的函数图象。若使M表和N表可同时达到满偏，则函数图象的斜率约为_______；(结果保留2位有效数字)(4)若测得电压表V的内阻准确值为R0，则将此表改成量程为3V的电压表需______(选填“串”或“并”)联电阻的阻值为__________。12．（12分）一般的话筒用的是一块方形的电池(层叠电池)，如图甲所示，标称电动势为9V。某同学想要测量该电池实际的电动势和内阻，实验室提供了以下器材：A．待测方形电池B．电压表(量程0~3V，内阻约为4kΩ)C．电流表(量程0~0.6A，内阻为1.0Ω)D．电流表(量程0~3A，内阻为1.0Ω)E.电阻箱(阻值范围0~999.9Ω)F.电阻箱(阻值范围0~9999.9Ω)G.滑动变阻器(阻值范围0~20Ω)H.滑动变阻器(阻值范围0~20kΩ)I.开关、导线若干(1)该同学根据现有的实验器材，设计了如图乙所示的电路图。根据如图乙所示电路图和如图丙所示图像，为完成该实验，电流表应选_____，电阻箱应选______，滑动变阻器应选_______(均填写器材前字母标号)(2)实验需要把电压表量程扩大为0~9V。该同学按图乙连接好实验器材，检查电路无误后，将R1的滑片移到最左端，将电阻箱R2调为零，断开S3，闭合S1，将S2接a，适当移动R1的滑片，电压表示数为2.40V；保持R1接入电路中的阻值不变，改变电阻箱R2的阻值，当电压表示数为________V时，完成扩大量程，断开S1。(3)保持电阻箱R2阻值不变，开关S2接b，闭合S3、S1，从右到左移动R1的滑片，测出多组U、I，并作出U－I图线如图丙所示，可得该电池的电动势为________V，内阻为________Ω。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示是一个水平横截面为圆形的平底玻璃缸，玻璃缸深度为，缸底面圆心处有一单色点光源，缸中装有某种液体，深度为，点为液面的圆心，垂直于水平面。用面积为的黑纸片覆盖在液面上，则液面上方恰好无光线射出。若在上述黑纸片上，以为圆心剪出一个面积为的圆孔，把余下的黑纸环仍放置在液面上原来的位置，使所有出射光线都从缸口射出，则缸口的最小面积为多少？14．（16分）如图甲所示，两根由弧形部分和直线部分平滑连接而成的相同光滑金属导轨平行放置，弧形部分竖直，直线部分水平且左端连线垂直于导轨，已知导轨间距为L。金属杆a、b长度都稍大于L，a杆静止在弧形部分某处，b杆静止在水平部分某处。水平区域有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B。a杆从距水平导轨高度h处释放，运动过程中a杆没有与b杆相碰，两杆与导轨始终接触且垂直。已知a、b的质量分别为2m和m，电阻分别为2R和R，重力加速度为g；导轨足够长，不计电阻。(1)求a杆刚进入磁场时，b杆所受安培力大小；(2)求整个过程中产生的焦耳热；(3)若a杆从距水平导轨不同高度h释放，则要求b杆初始位置与水平导轨左端间的最小距离x不同。求x与h间的关系式，并在图乙所示的x2-h坐标系上画出h=hl到h=h2区间的关系图线。15．（12分）如图所示，空中固定一粗糙的水平直杆，将质量为的小环静止套在固定的水平直杆上环的直径略大于杆的截面直径，小环和直杆间的动摩擦因数，现对小环施加一位于竖直面内斜向上，与杆的夹角为的拉力F，使小环以的加速度沿杆运动，求拉力F的大小．已知重力加速度，，

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、B【解析】

CD．小球到达A点时，PA为位移，设PA与水平方向的夹角为，则，小球到达B点时，PB为位移，设PB与水平方向的夹角为，则，因此PA与水平方向的夹角等于PB与水平方向的夹角，选项CD错误；AB．因为，可知P、A、B在同一直线上，假设PAB为斜面，小球从P点运动到A点的时间水平位移则，同理得因此PB长是PA长的4倍，选项A错误，选项B正确.故选B.2、C【解析】

AB．设索道的倾角为，甲图中，对乘客，根据牛顿第二定律得解得对滑轮和乘客组成的整体，设滑轮受到的摩擦力大小为，由牛顿第二定律得解得故滑轮只受重力和钢绳的拉力两个力作用；乙图中，对乘客分析知，乘客只受重力和钢绳的拉力两个力作用，这两个力必定平衡，若这两个力的合力不为零，且合力与速度不在同一直线上，乘客不能做直线运动，故该乘客做匀速直线运动，对滑轮和乘客组成的整体可知，滑轮一定受到摩擦力，故A、B错误；C．由上分析知，甲一定做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动，故C正确；D．乙做匀速直线运动，乙中钢绳对乘客的拉力等于乘客的总重力，故D错误；故选C。3、B【解析】

根据有可知F随着x增大而减小；由于以弹簧处于原长时，其顶端所在的位置为坐标原点，当F=m(a+g)时，物块与弹簧脱离，初始时刻F=ma>0故B正确。故选B。4、B【解析】

A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验测量了引力常量，选项A错误；B．安培提出了分子电流假说，研究了安培力的大小与方向，选项B正确；C．法拉第发现了“磁生电”的现象，纽曼和韦伯归纳出法拉第电磁感应定律，故C错误；D．普朗克在物理学中最早引入能量子，破除了“能量连续变化”的传统观念，选项D错误。故选B。5、B【解析】

ABC．由题设条件带电粒子在磁场中运动的周期为，根据粒子在磁场中运动的时间可知，带电粒子从M到N运动了四分之一周期，由几何知识作图知道该粒子运动轨迹的圆心在边界圆上，半径为，由则发射方向与MN的夹角为45°，此轨迹对应弧长最长，运动时间最长，选项AC错误，B正确；D．根据前面的数据再画出沿MN方向的粒子运动轨迹，经计算轨迹圆弧对应的圆心角为，则时间不等于，D错误．故选B。6、B【解析】

理想化模型的特点是现实生活中不存在。通过想象合理分析得出忽略次要因素，只考虑主要因素，据此判断即可。【详解】建立理想化模型的一般原则是首先突出问题的主要因素，忽略问题的次要因素．物理学是一门自然学科，它所研究的对象、问题往往比较复杂，受诸多因素的影响有的是主要因素，有的是次要因素．为了使物理问题简单化，也为了便于研究分析，我们往往把研究的对象、问题简化，忽略次要的因素，抓住主要的因素，建立理想化的模型如质点、电场线、理想气体、点电荷、自由落体运动等，电阻、力的合成以及瞬时速度均不符合理想化模型的定义，ACD不符合题意，B符合题意。故选B。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BDE【解析】

A．在加热时发现花椒粉在翻滚，该运动是由水的翻滚引起的，不是布朗运动，故A错误；B．为了把地下的水分引上来，采用磙子将地面压紧，是利用了毛细现象，故B正确；C．将与水面接触的干净玻璃板提离水面，实验时发现拉力大于玻璃板重力，主要原因是因为玻璃板受到水分子的分子引力，故C错误；D．密闭容器内的液体经很长时间液面也不会降低，但容器内仍有液体分子飞离液面，只是飞离液面的分子数与进入液面的分子数相等，故D正确；E．干泡温度计和湿泡温度计组成，由于蒸发吸热，湿泡所示的温度小于干泡所示的温度。干湿泡温度计温差的大小与空气湿度有关，温度相差越大，表明该环境相对湿度越小，空气越干燥。故E正确。故选BDE。8、AB【解析】

A．导体切割磁感线，根据右手定则可知，金属丝进入磁场过程中感应电流沿逆时针方向，离开磁场过程中感应电流沿顺时针方向，A正确；B．金属丝在磁场中切割磁感线的最大有效长度为：最大的感应电动势：最大感应电流：B正确；C．导体棒匀速运动，外力与安培力等大反向，最大外力：最大功率：C错误；D．根据金属丝形状的表达式可知回路中产生的是正弦式交变电流，电流的有效值：电流存在的时间：根据焦耳定律：D错误。故选AB。9、AC【解析】小孩在最高点时，速度为零；受重力和拉力，合力沿着切线方向，绳子的拉力是重力沿绳子方向的分力，小于重力；而在最低点，小孩受到的拉力与重力的合力提供向上的向心力，所以绳子的拉力大于重力．可知在秋千离开最高点向最低点运动的过程中，绳子的拉力逐渐增大，故A正确，故B错误；当秋千离开最高点，向最低点运动的过程中，小孩的速度增大，合外力的一个分力指向圆心，提供向心力，另一个分力沿着切线方向，使小孩速度增大所以加速度方向可能沿图中的a方向，故C正确，D错误。所以AC正确，BD错误。10、ABCD【解析】

由图可知乒乓球角速度的方向与平动速度造成的效果是相反的，故到稳定状态过程中选项中选项中的过程都有可能出现的，故ABCD均正确。故选ABCD。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、2.5串【解析】

(1)[1]将一量程为2V的电压表V1改装成量程为3V的电压表，应将定值电阻与电压表V1(N)串联，为测量电压表V1的内阻，再将电压表V2(M)并联到电压表V1和定值电阻两端，电路如图(2)[2]根据欧姆定律可得，M表（纵坐标）和与之对应的N表的读数（横坐标）的函数关系为(3)[3]Rv1约为2kΩ，而电路分压需要5V，Rv1分到电压为2V，故要求R分压为3V，电阻约为3kΩ，图象斜率约为(4)[4][5]将电压表改装成大量程的电压表时应串联电阻分压，根据串联电路规律可知，串联电阻应分1V电压即为电压表V1的一半，串联电路中电流相等，则串联电阻应为电压表V1的一半即为。12、DFG0.808.942.0【解析】

(1)[1]由图示图象可知，所测最大电流约为2A，则电流表应选择D；[2]电源电动势约为9V，需要把电压表改装成9V的电压表，串联电阻分压为6V，是电压表量程的2倍，由串联电路特点可知，分压电阻阻值为电压表内阻的2倍，约为8KΩ，电阻箱应选择F；[3]由于要测量该电池实际的电动势和内阻，为方便实验操作，滑动变阻器应选择G；(2)[4]把量程为3V的电压表量程扩大为9V，分压电阻分压为6V，分压电阻分压是电压表两端电压的2倍，由题意可知，电压表所在支路电压为2.40V，分压电阻两端电压为电压表两端电压的2倍，实验时应保持位置不变，改变阻值，当电压表示数为0.80V，此时电阻箱分压1.60V，完成电压表扩大量程；(3)[5]分压电阻箱两端电压是电压表两端电压