2024年高考物理最后一卷（黑龙江、吉林、江西、广西卷）（全解全析）

2024年高考最后一卷（适用：黑龙江、吉林、江西、广西）（考试时间：75分钟试卷满分：100分）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46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1．2023年12月14日，在法国卡达拉奇，中核集团核工业西南物理研究院与国际热核聚变实验堆ITER总部签署协议，宣布新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放，邀请全世界科学家来中国集智公关，共同追逐“人造太阳”梦想。“人造太阳”内部发生的一种核反应其反应方程为，已知的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为，光在真空中的传播速度为c。下列说法正确的是（）A．核反应方程中X为B．该核反应是一个吸热反应C．的比结合能小于的比结合能D．核反应中的质量亏损为【答案】D【详解】A．根据质量数与电荷数守恒可知X为，A错误；B．该核反应为轻核聚变，释放热能，B错误；C．反应过程中释放大量热量，的比结合能大于及的比结合能，C错误；D．对该核反应，由能量守恒可得，解得，D正确。故选D。2．如图甲所示，盛沙的漏斗下面的薄木板被沿箭头方向水平加速拉出时，漏斗漏出的沙在木板上形成的一段曲线如图乙所示，漏斗的运动可看作简谱报动。当该摆摆动经过平衡位置时开始计时（设为第1次经过平衡位置），当它第30次经过平衡位置时测得所需的时间为29s（忽略摆长的变化）。根据以上信息，下列说法正确的是（）A．图甲中的箭头方向为图乙中从左到右的方向B．该摆的周期为2s，是秒摆，摆长约为50cmC．当图乙中的C点通过沙摆正下方时，薄木板的速率约为0.095m/sD．由图乙可知薄木板做的是匀加速运动，且加速度大小约为7.5×10-3m/s2【答案】C【详解】A．木板被沿图甲中箭头方向水平加速拉出，则沿箭头相反方向波形应该越来越长，即图甲中的箭头方向为图乙中从右到左的方向，故A错误；B．设单摆的周期为T，则，解得，是秒摆，由单摆周期公式，可得摆长约为，故B错误；C．匀变速直线运动在一段时间间隔的中间时刻的瞬时速度，等于这段时间内的平均速度，所以有，故C正确；D．由图乙中数据可知，木板在连续且相等的时间段内的位移差恒定，约为3cm，由匀变速直线运动的规律可知木板做匀加速运动，加速度大小为。故D错误。故选C。3．利用静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近年来材料领域的重要技术。如图所示，初始时无电场，喷嘴处的球形液滴保持静止；随着高压电场逐渐增强，液滴带上正电荷且由球形变为圆锥形（即“泰勒锥”）；当电压增至某个临界值时（假设此后电压保持不变），液滴从尖端喷出，在非匀强电场的作用下向下方运动，M、N为直线路径上的两点。以下说法正确的是（）A．喷嘴处的球形液滴在无电场的情况下只受重力B．液滴从M到N的过程做匀加速直线运动C．液滴从M到N的过程电场力做负功D．液滴向下做螺旋运动时电势能减小【答案】D【详解】A．喷嘴处的球形液滴在无电场的情况下受重力和表面张力，A错误；B．液滴在非匀强电场中运动，电场力是变力，则加速度是变化的，所以液滴从到的过程做变加速直线运动，B错误；C．液滴带正电，从到的过程中电场力方向竖直向下，与位移方向相同，则电场力做正功，C错误；D．液滴向下做螺旋运动时电场力做正功，电势能减小，D正确。故选D。4．某同学根据光的干涉原理设计了探究不同材料热膨胀程度的实验装置，如图所示。材料甲置于玻璃平板之间，材料乙的上表面3与上层玻璃下表面2间形成空气劈尖。单色光垂直照射到玻璃平板上，就可以观察到干涉条纹。下列说法正确的是（）A．表面3可以与表面2平行B．该条纹是由上层玻璃上表面1与下层玻璃上表面4的反射光发生干涉形成的C．仅温度升高，若干涉条纹向左移动，则材料甲膨胀程度大D．仅换用频率更小的单色光，干涉条纹将向左移动【答案】C【详解】AB．该条纹是由上层玻璃下表面2与下层玻璃上表面3的反射光发生干涉形成的，由空气尖劈原理可知，若表面3与表面2平行，则两表面的反射光之间的光程差始终恒定，则不会形成明暗相间的条纹，故AB错误；C．若温度升高，干涉条纹向左移动，则上层玻璃下表面2与下层玻璃上表面3之间的空气膜厚度增加，即材料甲膨胀程度大，故C正确；D．若换用频率更小的单色光，则波长变长，根据条纹间距公式，可知，干涉条纹间距增大，对应空气膜厚度符合条件的位置向右移动，故D错误。故选C。5．如图所示1，竖直线、两端点固定两个等量点电荷，带电量大小均为，长，为连线的中点，以中垂线为轴，其正半轴的场强变化如图2所示，图中的阴影“面积”为（），以沿轴正方向为电场强度的正方向，静电力常数为。下列说法正确的是（）A．、两点的点电荷为异种电荷B．直线上场强最大值为C．将一电子从点沿轴移到无穷远的过程中，电势能先增大后减小D．将一带电量为的点电荷由处静止释放，到达点时的动能为【答案】B【详解】A．由题图2可知点的电场强度为零，轴上的场强方向沿轴正方向，则A、B两点的点电荷为等量正点电荷，A错误；B．在的处放一正试探电荷，、点电荷在该点的场强方向如图所示根据对称性可知该点的合场强，又根据几何关系可知，解得沿轴正半轴场强最大值，B正确；C．将一电子从点沿轴移到无穷远的过程中，电场力做负功，电势能一直增加，C错误；D．根据的面积表示电势的变化量，即，从到根据动能定理，可得到达点时的动能为，D错误。故选B。6．如图甲运动员从离开跳板开始计时，其重心的图像如图乙所示，不计空气阻力，则下列说法正确的是（

）A．运动员在空中做的是自由落体运动 B．运动员在时，刚好到达最高点C．运动员在水中的加速度逐渐增大 D．运动员双脚离开跳板后重心上升的高度为【答案】D【详解】A．运动员离开跳板时有向上的速度，所以在空中不是做自由落体运动，故A错误；B．由图可知，运动员在时，刚好到达最高点，故B错误；C．在图中，图线的斜率表示加速度，由图可知，运动员在水中时的斜率逐渐变小，加速度逐渐变小，故C错误；D．在内，由题意可得，故D正确。故选D。7．由多个点电荷组成的系统的电势能与它们的电荷量和相对位置有关。如图甲所示，a、b、c三个质量均为m，带等量正电荷的小球，用长度相等不可伸长的绝缘轻绳连接，静置于光滑绝缘水平面上，设此时系统的电势能为。现剪断a、c两小球间的轻绳，一段时间后c球的速度大小为v，方向如图乙所示。关于这段时间内的电荷系统，下列说法中正确的是（

）A．动量不守恒 B．机械能守恒C．c球受到的电场力冲量大小为mv D．图乙时刻系统的电势能为【答案】D【详解】A．系统受合外力为零，则系统的动量守恒，选项A错误；B．电场力做正功，则系统的机械能增加，选项B错误；C．根据动量定理，c球受到的电场力和细绳拉力的合力的冲量等于c球动量变化，大小为mv，选项C错误；D．由对称性可知，a球的速度大小也为v，方向与ac连线成30°角斜向左下方，因系统动量守恒，则b球的速度方向垂直ac向上，由动量守恒，解得，则此时三个小球的动能为，因系统的电势能和动能之和守恒，则图乙时刻系统的电势能为，选项D正确。故选D。8．如图所示，太空电梯的工作原理是从地球同步卫星所在高度的空间站竖直放下由纳米材料做成的太空电梯，另一端固定在地面上，这样电梯可以随地球同步转动。已知地球的质量为M、半径为R、自转周期为T，引力常量为G，太空电梯的一节梯厢的质量为m且距地面高度为h，关于该梯厢下列说法正确的是（）A．该梯厢处于平衡状态B．该梯厢所受合外力为C．该梯厢与空间站线速度的比值为D．该梯厢的线速度与相同高度的地球卫星的线速度的比值【答案】CD【详解】A．该梯厢停在轨道上时相对于空间站静止，仍绕地球做匀速圆周运动，A项错误；B．该梯厢所受合力，B项错误；C．设空间站距地心为r，则有，该梯厢与空间站具有相同的角速度，C项正确；D．又，相同高度的地球卫星满足，，D项正确。故选CD。9．如图所示，abcd是一质量为m的“U”形均匀金属框架，其电阻可忽略不计，ef是一质量也为m、两端有光滑小环的均匀金属杆，将ef两端的小环套在框架顶端，刚好构成一个边长为L的正方形。PQ是水平匀强磁场的水平边界。将此正方形线框在与匀强磁场垂直的竖直平面内由静止释放（此时bc边距PQ为h），当bc刚越过PQ时刚好匀速运动，ab边刚好有一半进入磁场时，ef恰到达PQ位置。运动中框架不转动，小环与框架接触良好，不计空气阻力，重力加速度大小为g。则（）A．B．C．ef刚越过PQ时加速度大小为gD．ef刚越过PQ时加速度大小为2g【答案】BC【详解】AB．线框自由下落过程，有，金属框架ab边刚好有一半进入磁场所需时间为，此过程金属杆做匀加速直线运动，可得，联立，解得，故A错误；B正确；CD．依题意，线框匀速下落过程，有，金属杆刚越过PQ时，有，联立，解得，此时闭合回路中的金属杆所受安培力为，根据牛顿第二定律，可得，故C正确；D错误。故选BC。10．除夕夜23点59分广西万炮齐鸣，各式礼花冲上夜空，把天空照耀得五彩缤纷，年味十足。假设某种型号的礼花弹从专用炮筒中以初速度v₀沿竖直方向射出，到达最高点时炸开，炸开产生的每个小块抛出的速度v大小相等、方向不同，重力加速度大小为g。忽略一切空气阻力，下列说法正确的是（）A．礼花弹从专用炮筒中射出至炸开前瞬间，上升的最大高度B．炸开后向任意方向飞出的小块均做非匀变速运动C．以最高点为坐标原点，以水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立坐标系。炸开后水平向右飞出的一小块，其落地前的运动轨迹方程为D．大量小块落地前会形成一个随时间不断扩大的球面【答案】AD【详解】A．忽略空气阻力，礼花弹上升过程机械能守恒，解得，A正确；B．忽略一切空气阻力，炸开后飞出的小块均只受重力，做匀变速运动，B错误；C．以最高点为坐标原点，以水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立坐标系，小块平抛运动，，联立可得，C错误；D．设某小块的抛出速度为v，与水平方向夹角为，将v沿水平方向（x轴）和竖直方向（y轴，向下为正方向）正交分解。由抛体运动的研究可知质点的位置坐标为，，联立以上两式，消去即得，这是一个以坐标为圆心、以vt为半径的圆的方程式。可见，只要初速度v相同，无论初速度方向怎样，各发光质点均落在一个圆上（在空间形成一个球面，其球心在不断下降，“礼花”球一面扩大，一面下落），如图所示D正确。故选AD。二、非选择题：本题共5小题，共54分。11．（6分）某同学要将量程为0~1V的电压表V的量程扩大为0~3V。他先用半偏法测出电压表V1的内阻，然后进行改装，最后再用一标准电压表V2对改装后的电压表进行校准。(1)利用半偏法测电压表Vl的内阻。可供选择的器材有：待测电压表、滑动变阻器R1（0～20Ω）、电阻箱R2，电源、两个单刀单掷开关和若干导线。该同学设计了如图（a）所示的电路图，正确连线后进行如下操作：①把滑动变阻器R1的滑片滑到a端，闭合开关S2，并将电阻箱R2的阻值调到最大；②闭合开关S1，调节滑动变阻器R1的滑片位置，使电压表V1的指针指到满偏刻度；③保持开关S1闭合，滑动变阻器R1滑片的位置不变，断开开关S2，调整电阻箱R2的阻值，当电阻箱R2的阻值如图（b）所示时电压表V1示数为0.5V。由此可得，电压表V1的内阻为Ω；该测量值（填“大于”“小于”或“等于”）真实值。(2)利用电阻箱R2对电压表V1进行改装。需将电阻箱R2与电压表V1（填“串联”或“并联”），并且将电阻箱R2调至Ω。(3)用标准电压表V2与改装后的电压表并联进行校准。当电压表V2示数为1.5V时，电压表V1示数为0.48V，则电阻箱R2的阻值应调至Ω（结果保留1位小数）。【答案】(1)835.4（1分）大于（1分）(2)串联（1分）1670.8（1分）(3)1572.5（2分）【详解】（1）（1）③[1]利用“半偏法”测电阻时，当被测电压表半偏时与之串联的电阻箱的阻值为电压表内阻的测量值，由图（b）可知电压表V1的内阻为835.4Ω。由于电阻箱的接入，测量电路部分的总电阻增大，分得的电压增大，导致电阻箱的阻值大于被测电压表的阻值，因此测量值大于真实值。（2）要想扩大电压表V1的量程至0～3V，需要将电阻箱R2与之串联。根据串联分压有，解得R2=1670.8Ω。（3）用标准电压表V2与改装后的电压表并联进行校准，当电压表V2示数为1.5V时，电压表V2示数为0.48V，此时电阻箱分得的电压为1.02V，设电压表V1的真实阻值为，根据串联分压有，再根据，联立，解得R2=1572.5Ω12．（8分）某同学利用现有的实验器材想要测量当地的重力加速度。一光滑桌面倾斜放置，其与水平面间的夹角为，在桌面上固定一悬挂点O，轻绳通过拉力传感器拴接在O点，另一端连接一个质量为m的物块。①现给物块足够大的初速度，使其在桌面内做圆周运动，分别记录物块在最低点时绳子的拉力和最高点时绳子的拉力，改变不同的初速度，记录多组和；②建立坐标系，以拉力为纵轴、拉力为横轴，得到了一条线性图像，测得图线斜率为k，纵轴截距为b(1)根据以上数据，可得重力加速度的表达式为（用m、b、表示）；(2)在本次实验中，斜率，若改变斜面的倾角，斜率k的值（选填“会”或者“不会”）发生变化；(3)若仅考虑物块运动过程中的受到桌面的滑动摩擦力，不计其他阻力，此时的斜率将（选填“大于”“小于”或者“等于”）该值。【答案】(1)（2分）(2)1（2分）不会（2分）(3)等于（2分）【详解】（1）小球在最低点在最高点从最低点到最高点根据动能定理有可知故得（2）由可知，斜率k始终为1，与斜面的倾角无关。（3）若考虑滑动摩擦力，则动能定理的方程为其中整理得故仍然为1，保持不变。13．（8分）小明一家人假期自驾游览祖国大好河山。如图所示为他家汽车胎压标识牌，标牌内容为厂家建议冷态时（汽车长时间静止停放）轮胎充气压力标准。出发前汽车停放在室温为27℃的车库内，小明根据厂家建议将后轮胎压调整为2.3bar，途中到达服务区时，小明发现胎压仪表盘显示后轮胎压为2.76bar，已知轮胎内气体可视为理想气体，车轮胎的容积视为不变，，。求（1）汽车开进服务区时，后轮轮胎内气体的温度；（2）为了保证行驶安全，汽车开进服务区后，小明立即从后轮胎内放出一部分气体让胎压回到2.3bar，若放气前后轮胎内气体温度不变，则从后轮胎内放出气体的质量占后轮胎内气体总质量的百分比。（结果保留两位有效数值）【答案】（1）；（2）【详解】（1）轮胎压强为和。车胎容积视为不变，由查理定律得解得（2）设轮胎容积为，放气后压强为设在该压强下体积变为，放气前后轮胎内气压的温度不变，根据波意耳定律得得从后轮胎放出气体的质量，占后轮胎内气体总质量的百分比为14．（13分）芯片制造中，离子注入是一道重要的工序。如图是一部分离子注入工作原理示意图。从离子源A处飘出带正电的离子初速度不计，经匀强电场加速后，从P点以速度v沿半径方向射入圆形磁分析器，磁分析器中存在垂直于纸面向外的匀强磁场（大小未知），与矩形离子控制区abcd相切于Q点，ad边长为L，开始时控制区无任何场，离子从Q点离开磁分析器后可匀速穿过控制区，注入cd处的硅片上。已知离子质量为m，电荷量为q，在圆形磁分析器中运动的时间为t，图中a、P、Q三点连线正好可构成一个等边三角形，bQ足够长，不计离子的重力和离子间的相互作用。（1）求加速电场的电压U；（2）求圆形磁分析器的半径r；（3）若在控制区加上垂直于纸面向里磁场，其磁感应强度大小沿ad方向按的规律均匀变化，x为该点到ab边的距离，k为已知的常数且，则要使离子不打到硅片上，ab边所在位置的磁感应强度至少为多少？【答案】（1）；（2）；（3）【详解】（1）在加速电场有解得（2）在圆形磁分析器中，做圆周运动，运动轨迹如图其周期为在磁场中运动时间有有几何关系有解得（3）要使离子恰好不打到硅片上，离子运动到cd边时，速度应与cd边相切，又因为洛伦兹力不改变速度大小，因此分解洛伦兹力，在平行于