2024年高考物理最后一卷（辽宁卷）（全解全析）

2024年高考最后一卷（辽宁卷）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，有选错或不答的得0分。1．如图所示，网球比赛中，运动员甲某次在点直线救球倒地后，运动员乙将球从距水平地面上点高度为的点水平击出，落点为。乙击球瞬间，甲同时起身沿直线奔跑，恰好在球落地时赶到点。已知，，，网球和运动员甲均可视为质点，忽略空气阻力，则甲此次奔跑的平均加速度大小与当地重力加速度大小之比为（

）A． B． C． D．【答案】A【详解】设甲此次奔跑的平均加速度大小为，当地重力加速度大小为，对甲有，对网球有，联立可得，故选A。2．转动惯量（）是物体绕转轴转动时惯性的量度，其中是微元到转轴的距离。复摆是由大小和形状不发生变化的物体，绕固定水平轴在重力作用下做微小摆动的运动体系，如图所示，l是质心到转轴的距离。复摆和单摆类似，可以视为简谐运动。根据所学物理知识，判断复摆的周期公式可能是（）A． B． C． D．【答案】A【详解】单摆的周期其单位为秒，由题意可知，转动惯量的公式为，根据量纲法则可知，其单位为，由量纲法则的知识可知，四个选项的单位分别是秒（s）、秒分之一（）、秒方（）以及秒方分之一（）。根据上述量纲法则分析可知，其复摆的周期公式可能是，故选A。3．2023年，我国“双曲线二号”火箭完成垂直起降飞行试验，意味着运载火箭的可重复使用技术取得了重要突破。试验过程中，火箭持续向下喷射燃气获得竖直向上的推力，若地面测控系统测出火箭竖直起降全过程的图像如图所示，火箭在时刻离开地面，在时刻落回起点。不计空气阻力及火箭质量的变化，下列说法正确的是（  ）A．在时刻，火箭上升到最高位置B．在时间内，火箭受到的推力先增大后逐渐减小为零C．在时间内，火箭动能的减少量小于重力势能的增加量D．在时间内，火箭处于失重状态【答案】C【详解】A．时间内速度始终为正，说明火箭一直在向上运动，时间内火箭的速度为0，处于静止状态，时间内速度始终为负，说明火箭一直在向下运动，故时刻上升到最高点，故A错误；B．v-t图像的斜率表示加速度，在时间内，火箭加速度先增大后逐渐减小为零，则火箭受到的推力先增大后逐渐减小，在时刻，火箭受到的推力等于其重力，故B错误；C．在时间内，根据动能定理，火箭受到的推力做功与其重力做功之和等于动能的变化量，所以火箭动能的减少量小于重力势能的增加量，故C正确；D．在时间内，火箭加速度方向先向下后向上，先处于失重状态后处于超重状态，故D错误。故选C。4．如图所示，两端开口的细玻璃管竖直插入水中，由于毛细现象管中水会沿管上升一段高度。如果沿虚线处将玻璃管上方截去，则稳定后的现象是（）A．B．C． D．【答案】D【详解】因开始时液柱在管中上升一定高度且液面呈现凹状，可知液体关于玻璃管是浸润的；如果沿虚线处将玻璃管上方截去，则稳定后液面仍呈现凹状，且液体不可能向外喷出。故选D。5．如图所示，宽度为L的区域内存在着同方向的匀强磁场，以中线为界左右两侧的磁感强度大小分别为B和2B，有边长为L的正方形线框abcd，在外力作用力下以中央线为中心做简谐运动，振幅，周期为，其振动速度，设线框的总电阻为R，质量为m，以下说法正确的是（）A．线框中产生交流电的周期为B．线框中交流电动势有效值为C．外力的最大值为D．外力的最小值为零【答案】B【详解】A．线框中产生交流电的周期等于线圈做简谐振动的周期，为，选项A错误；B．ab边在左侧磁场中产生的感应电动势最大值，有效值cd边在右侧磁场中产生的感应电动势最大值，有效值，根据有效值的概念，解得线框中交流电动势有效值，选项B正确；C．当cd边在右侧磁场中速度最大时，感应电流最大，此时安培力最大，此时外力等于安培力，则外力最大，则外力的最大值为，选项C错误；D．当ab边在左侧磁场中速度为零时，安培力最小，但此时线框的加速度不等于零，则根据F=ma可知，外力的最小值不为零，选项D错误。故选B。6．氢原子能级图如图甲所示。某基态氢原子受激后可辐射出三种不同频率的光，其中有两种能使乙图中逸出功为2.25eV的K极钾金属发生光电效应，通过乙图实验装置得到这两种光分别实验时的电流和电压读数，绘出图丙①②两根曲线，则下列说法正确的是（）A．不能使K极金属产生光电效应的光是从n＝2跃迁到n＝1时产生的B．丙图中②曲线对应的入射光光子能量为12.09eVC．丙图中①曲线对应的入射光光子能使钾金属产生最大初动能为10.20eV的光电子D．丙图中【答案】B【详解】A．依题意，基态氢原子受激后可辐射出三种不同频率的光的光子能量分别为，，，可知不能使K极金属产生光电效应的光是从n＝3跃迁到n＝2时产生的。故A错误；BD．根据，可知丙图中②曲线对应的入射光光子能量为光子能量较大的光子即12.09eV。丙图中①曲线的遏制电压为，故B正确；D错误；C．丙图中①曲线对应的入射光光子能量为10.20eV，能使钾金属产生光电子最大初动能为，故C错误。故选B。7．如图所示，小行星带是太阳系内介于火星和木星轨道之间的小行星密集区域。已知木星周期是火星周期的n倍。若只考虑太阳万有引力对其他星体运行的影响，小行星运动轨迹视为圆形，下列说法正确的是（）A．小行星带中的各个行星周期均相同B．外侧小行星受到的引力一定小于内侧小行星受到的引力C．可以求出木星与火星的速率之比D．可以求出相邻两次太阳、火星、木星三者共线的时间间隔【答案】C【详解】A．根据开普勒第三定律，可知小行星带中的行星轨道半径越大，周期越大，故A错误；B．根据万有引力公式，若外侧小行星的质量大于内侧小行星的质量，外侧小行星受到的引力可能大于内侧小行星受到的引力，故B错误；C．根据开普勒第三定律，可得，根据万有引力提供向心力，可得，可得木星与火星的速率之比为，故C正确；D．相邻两次太阳、火星、木星三者共线有，由于火星周期不知，故不可以求出相邻两次太阳、火星、木星三者共线的时间间隔，故D错误。故选C。8．霓是大气中有时和虹一起出现的一种光现象，也叫“副虹”。它是太阳光经过水珠发生两次折射和两次全反射形成的，其成因的简化示意图如图所示，其中a、b是两种不同频率的单色光，下列说法正确的是（）A．b光的频率比a光的频率小B．a光在真空中的波长大于b光在真空中的波长C．在水珠中，a光的传播速度大于b光的传播速度D．使用同一双缝干涉实验装置做干涉实验时，用b光观测到的干涉条纹比用a光宽一些【答案】AD【详解】A．根据题中光路图可知，第一次折射时，b光的折射角较大，而入射角相等，根据折射定律可知，水对a光的折射率比对b光的折射率大，则a光的频率比b光的频率大，故A正确：C．由公式，可知在同一介质中传播时，a光的传播速度小于b光的传播速度，故C错误；BD．由于a光的频率比b光的频率大，因此a光的波长小于b光的波长，使用同双缝干涉实验装置做于涉实验时，用b光观测到的干涉条纹比用a光宽一些，故B错误，D正确。故选AD。9．如图甲所示的xOy坐标系中，y轴上固定有两个等量同种点电荷P，与原点O的距离相同，x轴上各点的电势随x坐标变化的图像如图乙所示。a、b是x轴上两点，其电势分别为和，对应图线上的、两点，这两点切线斜率的绝对值相等。现将一质量为m、电荷量为q的正点电荷M从a点由静止释放，M运动过程中仅受电场力作用，下列说法正确的是（）A．a、b两点场强不相同B．M从a点运动到b点的过程中电势能先增大后减小C．M从a点运动到b点的过程中加速度大小先减小后增大D．M先后两次经过b点的过程，电场力的冲量大小为【答案】AD【详解】A．根据电场强度与电势的关系，可知，图线的斜率可以表达电场强度的大小，由题知，、这两点切线斜率的绝对值相等。说明场强大小相同，但该两点在y轴左右两侧，故场强方向不相同，A正确；B．若两电荷为等量的正电荷，两电荷的垂直平分线与y轴的交点处的电势最高，而图乙中可知，两电荷的垂直平分线与y轴的交点处的电势最低。则为等量的负电荷；M从a点运动到b点的过程中电场力先做正功后做负功，故电势能先减小后增大，B错误；C．电荷量为q的正点电荷M从a点由静止释放，由图乙分析知，图线的斜率先增大后减小再增大，故M从a点运动到b点的过程中加速度大小先增大后减小再增大，C错误；D．M从a经过b点的过程，由动能定理知，设初动量为，为正方向，则，解得，设末动量为，M从b点经过一段距离返回b点的过程，由对称性知，电场力的冲量为，故M先后两次经过b点的过程，电场力的冲量大小为，D正确；故选AD。10．如图所示，某公司研制了一种专门用于高塔、悬崖等垂直运输场景的无动力运输装置，其左侧为一足够高的竖直铁架，铁架上每隔安装一对强磁体，每个强磁体的高度也为L，强磁体产生的磁场可以认为是匀强磁场，磁感应强度为.一质量为线圈阻尼装置通过一轻质缆绳绕过定滑轮与一载物平台相连，载物平台质量为，被输送的物体轻放于载物平台内，阻尼装置内有一边长为L，匝数匝，电阻的正方形线圈，系统工作时（为了便于研究问题，可认为系统工作过程中，不受缓冲弹簧弹力作用），线圈平面始终与磁场垂直，系统允许的最大速度为，忽略缆绳质量和空气、摩擦阻力，忽略磁场的边缘效应，g取，则（）A．系统工作时物体先做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动B．将重为的物体放在平台上，系统刚释放时的加速度为C．载物平台向下运输物体时的物体最大质量比向上运输物体时的物体最小质量大D．将重为的物体放在平台上，物体由静止上升到高时（系统已平衡）线圈内产生的焦耳热为【答案】AD【详解】A．系统工作时开始时线圈受安培力为零，随速度的增加，与速度方向相反的安培力变大，可知系统加速度减小，直到加速度为零时速度最大，此后系统做匀速运动，即系统工作时先做加速度减小的加速运动，最后做匀速直线运动，选项A正确；B．将重为的物体放在平台上，系统刚释放时线圈向下运动，加速度方向向下，大小为，选项B错误；C．系统运动时最大安培力为，载物平台向下运输物体时的物体最大质量满足，载物平台向上运输物体时的物体最大质量满足，解得mmax1=60kg，mmax2=30kg，即载物平台向下运输物体时的物体最大质量比向上运输物体时的物体最小质量大30kg，选项C错误；D．将重为的物体放在平台上，物体由静止上升，系统平衡时满足，解得，由能量关系可知，解得Q=9955J，选项D正确。故选AD。二.实验题（本大题共2小题，共14.0分。第一小题8分，第二小题6分）11．（8分）某学习小组测量电源的电动势和内阻，并测量某样品管中污水（含有大量正、负离子）的电导率σ（电导率σ为电阻率ρ的倒数）。该样品管由绝缘材料制成，粗细均匀且左右两端封闭，在左右两个内侧面上固定有正对的导线连接，左右两侧面厚度不计，如图1所示。(1)测得该样品管的长度为L，用20分度的游标卡尺测量该样品管的内径D，示数如图2所示，则D=cm。(2)用图3所示电路（电流表为理想电表），测量电源的电动势和内阻，并测量该样品管中污水的电阻Rx。①闭合开关S2和S1，调节电阻箱的阻值，记下电阻箱接入电路的阻值R与相应的电流表示数I，并绘制图像，得到图线Ⅰ，如图4所示。②断开开关S2，闭合开关S1，调节电阻箱的阻值，记下电阻箱接入电路的阻值R与相应的电流表示数I，并绘制图像，得到图线Ⅱ，如图4所示。③由图像可得，该电源的电动势E=，内阻r=；该样品管中污水的电阻Rx=。（用a、b、c、d表示）(3)该样品管中污水的电导率σ=（用L、D、a、b、c、d表示）。【答案】(1)3.035(2)(3)【详解】（1）游标卡尺的读数为主尺读数与游标尺读数之和，所以（2）当闭合开关S2和S1，根据闭合电路欧姆定律可得，所以，断开开关S2，闭合开关S1，有，所以，结合图像可得，，，所以，，。（3）根据电阻定律有，，，联立可得12．（6分）如图所示是某同学在进行“探究小车与空中盘和钩码组成的系统的加速度与力、质量的关系”的实验时，(1)按要求连接好实验装置，正要打开夹子开始实验时的情况，已知该同学的实验存在4处错误；其中两处错误是：电源应用交流电源；小车应靠近计时器，还有两处分别是①；②。(2)正确安装仪器后，正确操作，描绘图像如图中实线所示，并画出其渐近线为图中虚线所示，则渐近线对应的加速度为。（已知重力加速度为g）【答案】(1)没有平衡摩擦力没有调节滑落高度使细线与木板平行(2)g【详解】（1）已知该同学的实验存在4处错误；其中两处错误是：电源应用交流电源；小车应靠近计时器，还有两处分别是①没有平衡摩擦力；②小车与滑轮间的轻绳应与轨道平行。（2）设小车质量为，盘和钩码的质量为，其中图像中的用代替；根据牛顿第二定律可得，，联立可得，可知图像，随的增大，即的增大，渐近线对应的加速度为g。三.解答题（本大题共3小题，共40.0分）13．（10分）2023年6月13日外卖小哥彭清林在杭州西兴大桥跳水救人的义举感动全网。根据现场视频，彭清林是以身体竖直的姿态从桥面静止跳下，从静止跳下到他的脚刚接触水面激起水花，视频共36帧；从脚接触水面激起水花到高举的手没入水中，视频共6帧。假设触水瞬间受到水的冲击力Fs=ρCsAv2，式中水的密度ρ=103kg/m3，冲击系数Cs=5.0，入水时运动方向的投影面积A=0.02m2。已知彭清林手上举离地高度L=2.0m，体重m=70kg，忽略空气阻力，视频的帧频为24帧/秒（即每秒显示24帧图像），g=10m/s2。求：（1）彭清林身体触水瞬间受到的冲击力大小；（2）假设将彭清林入水过程视作匀减速直线运动，忽略其自身重力和浮力，计算其入水过程中受到水的平均冲击力大小F。【答案】（1）22500N；（2）3920N【详解】（1）从双手离开栏杆静止跳下到脚接触水面共36帧视频，即脚刚接触水面时速度入水瞬间受到水的冲击力（2）从脚接触水面激起水花到高举的手没入水中的入水过程视作匀减速直线运动，时间为有解得忽略其自身重力和浮力，其入水过程中受到水的平均冲击力大小为14．（13分）亥姆霍兹线圈是一对平行的完全相同的圆形线圈。如图所示，两线圈通入方向相同的恒定电流，线圈间形成平行于中心轴线O1O2的匀强磁场。沿O1O2建立x轴，一圆形探测屏垂直于x轴放置，其圆心位于x轴上的P点。在线圈间加上平行于x轴的匀强电场，粒子源从x轴上的O点以垂直于x轴的方向持续发射初速度大小为v0的粒子。已知粒子质量为m，电荷量为q（q>0），电场强度大小为E，磁感应强度大小为B，电场和磁场均沿x轴正方向，探测屏半径为R，不计粒子重力和粒子间相互作用。（1）若未加电场，求粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径r；（2）若线圈中不通电，粒子恰好打在探测屏边缘，求探测屏中心与粒子源间的距离d1；（3）若要使粒子恰好打在探测