2024年重庆市高考物理试卷（含答案解析）

重庆市2024年普通高等学校统一招生考试物理试卷注意事项:1.作答前，考生务必将自己的姓名、考场号、座位号填写在试卷的规定位置上。2.作答时，务必将答案写在答题卡上，写在试卷及草稿纸上无效。3.考试结束后，须将答题卡、试卷、草稿纸一并交回。一、选择题：共43分（一）单项选择题：共7题，每题4分，共28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.如图所示，某滑雪爱好者经过M点后在水平雪道滑行。然后滑上平滑连接的倾斜雪道，当其达到N点时速度如果当0，水平雪道上滑行视为匀速直线运动，在倾斜雪道上的运动视为匀减速直线运动。则M到N的运动过程中，其速度大小v随时间t的变化图像可能是（）A. B.C. D.2.2024年5月3日，嫦娥六号探测成功发射，开启月球背面采样之旅，探测器着陆器上升器组合体着陆月球要经过减速、悬停、自由下落等阶段。则组合体着陆月球的过程中（）A.减速阶段所受合外力为0 B.悬停阶段不受力C.自由下落阶段机械能守恒 D.自由下落阶段加速度大小g=9.8m/s23.某救生手环主要由高压气罐密闭。气囊内视为理想气体。密闭气囊与人一起上浮的过程中。若气囊内气体温度不变，体积增大，则（）A.外界对气囊内气体做正功 B.气囊内气体压强增大C.气囊内气体内能增大 D.气囊内气体从外界吸热4.活检针可用于活体组织取样，如图所示。取样时，活检针的针蕊和针鞘被瞬间弹出后仅受阻力。针鞘在软组织中运动距离d1后进入目标组织，继续运动d2后停下来。若两段运动中针翘鞘整体受到阻力均视为恒力。大小分别为F1、F2，则针鞘（）A.被弹出时速度大小为B.到达目标组织表面时的动能为F1d1C.运动d2过程中，阻力做功为(F1＋F2)d2D.运动d2过程中动量变化量大小为5.某同学设计了一种测量液体折射率的方案。容器过中心轴线的剖面图如图所示，其宽度为16cm，让单色光在此剖面内从空气入射到液体表面的中心。调整入射角，当反射光与折射光垂直时，测出竖直器壁上的反射光点与液体表面的距离h，就能得到液体的折射率n。忽略气壁厚度，由该方案可知（）A.若h=4cm，则 B.若h=6cm，则C.若，则h=10cm D.若，则h=5cm6.沿空间某直线建立x轴，该直线上的静电场方向沿x轴，其电电势的φ随位置x变化的图像如图所示，一电荷都为e带负电的试探电荷，经过x2点时动能为1.5eV，速度沿x轴正方向若该电荷仅受电场力。则其将（）A.不能通过x3点 B.在x3点两侧往复运动C.能通过x0点 D.在x1点两侧往复运动7.在万有引力作用下，太空中的某三个天体可以做相对位置不变的圆周运动，假设a、b两个天体的质量均为M，相距为2r，其连线的中点为O，另一天体（图中未画出）质量为m（m<<M），若c处于a、b连线的垂直平分线上某特殊位置，a、b、c可视为绕O点做角速度相同的匀速圆周，且相对位置不变，忽略其他天体的影响。引力常量为G。则（）A.c的线速度大小为a的倍 B.c的向心加速度大小为b的一半C.c在一个周期内的路程为2πr D.c的角速度大小为（二）多项选择题:共3题，每题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hβ分别为氢原子由n=3和n=4能级向n=2能级跃迁产生的谱线（如图），则（）A.Hα的波长比Hβ的小B.Hα的频率比Hβ的小C.Hβ对应的光子能量为3.4eVD.Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态9.小明设计了台灯的两种调光方案，电路图分别如图甲，乙所示，图中额定电压为6V灯泡的电阻恒定，R为滑动变阻器，理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。原线圈两端接电压为220V的交流电，滑片P可调节灯泡L的亮度，P在R最左端时，甲、乙图中灯泡L均在额定功率下工作，则（）A.n1：n2=110：3B.当P滑到R中点时，图甲中L功率比图乙中的小C.当P滑到R最左端时，图甲所示电路比图乙更节能D.图甲中L两端电压可调范围比图乙中的大10.一列沿x轴传播的简谐波，在某时刻的波形图如图甲所示，一平衡位置与坐标原点距离为3米的质点从该时刻开始的振动图像如图乙所示，若该波的波长大于3米。则（）A.最小波长B.频率C.最大波速D.从该时刻开始2s内该质点运动的路程为二、非选择题:共5题，共57分。11.元代王祯《农书》记载了一种人力汲水灌田农具——戽斗。某兴趣小组对库斗汲水工作情况进行模型化处理，设计了如图甲所示实验，探究库斗在竖直面内的受力与运动特点。该小组在位于同一水平线上的P、Q两点，分别固定一个小滑轮，将连结沙桶的细线跨过两滑轮并悬挂质量相同的砝码，让沙桶在竖直方向沿线段PQ的垂直平分线OO′运动。当沙桶质量为136.0g时，沙桶从A点由静止释放，能到达最高点B，最终停在C点。分析所拍摄的沙桶运动视频，以A点为坐标原点，取竖直向上为正方向。建立直角坐标系，得到沙桶位置y随时间t的图像如图乙所示。（1）若将沙桶上升过程中的某一段视为匀速直线运动，则此段中随着连结沙桶的两线间夹角逐渐增大，每根线对沙桶的拉力_____（选填“逐渐增大”“保持不变”“逐渐减小”）。沙桶在B点的加速度方向_____（选填“竖直向上”“竖直向下”）。（2）一由图乙可知，沙桶从开始运动到最终停止，机械能增加_____J（保留两位有效数字，g=9.8m/s2）。12.探究电容器充放电规律，实验装置如图甲所示，有电源E，定值电阻R0，电容器C，单刀双置开关S。（1）为测量电容器充放电过程电压U和电流I变化，需在①、②处接入测量仪器，位置②应该接入测_____（电流、电压）仪器。（2）接通电路并接通开关，当电压表示数最大时，电流表示数为_____。（3）根据测到数据，某过程中电容器两端电压U与电流I的关系图如图乙所示。该过程为_____（充电，放电）。放电过程中电容器两端电压U随时间t变化关系如图丙所示。0.2s时R0消耗的功率_____W。13.小明设计了如图所示的方案，探究金属杆在磁场中的运动情况，质量分别为2m、m的金属杆P、Q用两根不可伸长的导线相连，形成闭合回路，两根导线的间距和P、Q的长度均为L，仅在Q的运动区域存在磁感应强度大小为B、方向水平向左的匀强磁场。Q在垂直于磁场方向的竖直面内向上运动，P、Q始终保持水平，不计空气阻力、摩擦和导线质量，忽略回路电流产生的磁场。重力加速度为g，当P匀速下降时，求（1）P所受单根导线拉力的大小；（2）Q中电流大小。14.有人设计了一粒种子收集装置。如图所示，比荷为的带正点的粒子，由固定于M点的发射枪，以不同的速率射出后，沿射线MN方向运动，能收集各方向粒子的收集器固定在MN上方的K点，O在MN上，且KO垂直于MN。若打开磁场开关，空间将充满磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里的匀强磁场，速率为v0的粒子运动到O点时，打开磁场开关，该粒子全被收集，不计粒子重点，忽略磁场突变的影响。（1）求OK间的距离；（2）速率为4v0的粒子射出瞬间打开磁场开关，该粒子仍被收集，求MO间的距离；（3）速率为4v0粒子射出后，运动一段时间再打开磁场开关，该粒子也能被收集。以粒子射出的时刻为计时O点。求打开磁场的那一时刻。15.如图所示，M、N两个钉子固定于相距a的两点，M的正下方有不可伸长的轻质细绳，一端固定在M上，另一端连接位于M正下方放置于水平地面质量为m的小木块B，绳长与M到地面的距离均为10a，质量为2m的小木块A，沿水平方向于B发生弹性碰撞，碰撞时间极短，A与地面间摩擦因数为，重力加速为g，忽略空气阻力和钉子直径，不计绳被钉子阻挡和绳断裂时的机械能损失。（1）若碰后，B在竖直面内做圆周运动，且能经过圆周运动最高点，求B碰后瞬间速度的最小值；（2）若改变A碰前瞬间的速度，碰后A运动到P点停止，B在竖直面圆周运动旋转2圈，经过M正下方时细绳子断开，B也来到P点，求B碰后瞬间的速度大小；（3）若拉力达到12mg细绳会断，上下移动N的位置，保持N在M正上方，B碰后瞬间的速度与（2）间中的相同，使B旋转n圈。经过M正下的时细绳断开，求MN之间距离的范围，及在n的所有取值中，B落在地面时水平位移的最小值和最大值。

参考答案重庆市2024年普通高等学校统一招生考试物理试卷一、选择题：共43分（一）单项选择题：共7题，每题4分，共28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.C2.C3.D4.A5.B6.B7.A（二）多项选择题:共3题，每题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.BD9.AC10.BD二、非选择题:共5题，共57分。11.（1）①.逐渐增大②.竖直向下（2）0.1112.（1）电压（2）0（3）①.放电②.0.3213.（1）mg；（2）14.（1）（2）（3）15.（1）（2）（3）（n=1，2，3，…），，答案与解析一、选择题1.如图所示，某滑雪爱好者经过M点后在水平雪道滑行。然后滑上平滑连接的倾斜雪道，当其达到N点时速度为0，水平雪道上滑行视为匀速直线运动，在倾斜雪道上的运动视为匀减速直线运动。则M到N的运动过程中，其速度大小v随时间t的变化图像可能是()答案:C。解析：在v-t图像中，速度不变时图线在水平方向不变，速度减小时图线向下倾斜，减速过程中加速度不变，图线为倾斜向下的直线，且从水平雪道向倾斜雪道运动时速度不会增加，倾斜图线不能高出水平图线，由图可知ABD错误，C正确。2.2024年5月3日，嫦娥六号探测成功发射，开启月球背面采样之旅，探测器的着陆器上升器组合体着陆月球要经过减速、悬停、自由下落等阶段。则组合体着陆月球的过程中()A.减速阶段所受合外力为0B.悬停阶段不受力C.自由下落阶段机械能守恒D.自由下落阶段加速度大小g=9.8m/s²答案:C。解析：减速阶段合外力方向竖直向上，不为0，故A错误；悬停阶段受到重力和向上的作用力，合力为0，故B错误；自由下落阶段只受重力作用，重力做正功，机械能守恒，故C正确；由于是在月球表面自由下落，其加速度小于地球表面自由落体加速度9.8m/s²,故D错误。3.某救生手环主要由高压气囊密闭。气囊内视为理想气体。密闭气囊与人一起上浮的过程中。第1页(共15页)若气囊内气体温度不变，体积增大，则()A.外界对气囊内气体做正功B.气囊内气体压强增大C.气囊内气体内能增大D.气囊内气体从外界吸热答案:D。解析：气囊内气体温度不变，由玻意耳定律pV=C可知，体积增大，则压强变小，气体对外做功，故AB错误；CD、气囊内气体温度不变，内能不变，气体对外做功，W<0，由热力学第一定律可知ΔU=Q+W,则Q>0,需要从外界吸热,故C错误,D正确。4.活检针可用于活体组织取样，如图所示。取样时，活检针的针蕊和针鞘被瞬间弹出后仅受阻力。针鞘(质量为m)在软组织中运动距离d₁后进入目标组织，继续运动(d₂后停下来。若两段运动中针鞘整体受到阻力均视为恒力。大小分别为F₁、A.被弹出时速度大小为2B.到达目标组织表面时的动能为F₁d₁C.运动d₂过程中，阻力做功为(F₁+F₂D.运动d₂的过程中动量变化量大小为m答案:A。解析：根据动能定理有-F1d1-F针鞘到达目标组织表面后，继续前进d₂减速至零，有-EK=0-F₂d₂到达目标组织表面时的动能为E针鞘运动d₂的过程中，克服阻力做功为F₂d₂，故C错误；针鞘运动d₂的过程中，动量变化量大小p=2mEk第2页(共15页)5.某同学设计了一种测量液体折射率的方案。容器过中心轴线的剖面图如图所示，其宽度为16cm，让单色光在此剖面内从空气入射到液体表面的中心。调整入射角，当反射光与折射光垂直时，测出竖直器壁上的反射光点与液体表面的距离h，就能得到液体的折射率n。忽略器壁厚度，由该方案可知()A.若h=4cm,则n=3B.若h=6cm,则C.若n=54,则h=10cmD.若n=3答案:B。解析：根据几何关系画出光路图，如图所示标注入射角θ₁，折射角θ₂，根据折射定律可得n=若h=4cm,则n=2,故A错误;若h=6cm,则n=43,若n=54,则h=若n=32,则h=6.沿空间某直线建立x轴，该直线上的静电场方向沿x轴，某点电势的φ随位置x变化的图像如图所示，一电荷量为e带负电的试探电荷，经过x₂点时动能为1.5eV，速度沿x轴正方向，若该电荷仅受电场力，则其将()第3页(共15页)A.不能通过x₃点B.在x₃点两侧往复运动C.能通过x₀点D.在x₁点两侧往复运动答案:B。解析：在φ-x图像中，图像的斜率表示电场强度的大小，因此在x₃处，场强为零。假设试探电荷能到达x₃，电场力做功W₁=-e根据动能定理W₁=Eₖ₃-Eₖ₂代入数据解得E当x>x₃，场强方向沿x轴正方向，试探电荷所受电场力沿x轴负方向，试探电荷做减速运动至速度为零，再向左做加速运动，重新回到x₂处时，动能为1.5eV，速度方向沿x轴负方向；在x₁<x<x₃范围，场强方向沿x轴负方向，电场力方向沿x轴正方向，试探电荷做减速运动；设动能减为零时的电势为φ,根据动能定理-e(1-φ)V=0-1.5eV解得φ=-0.5V因此，试探电荷还未运动到x₁处，速度减速至零；当试探电荷减速至零后，试探电荷又向右做加速运动，再次到达x₃处速度达到最大，在x>x₃区域，试探做减速运动至速度为零，再向左先做加速运动，后做减速运动至零，即试探电荷在x₃点两侧往复运动，故B正确，CD错误。7.在万有引力作用下，太空中的某三个天体可以做相对位置不变的圆周运动，假设a、b两个天体的质量均为M，相距为2r，其连线的中点为O，另一天体(图中未画出)质量为m(m《M)，若c处于a、b连线的垂直平分线上某特殊位置，a、b、c可视为绕O点做角速度相同的匀速圆周运动，且相对位置不变，忽略其他天体的影响，引力常量为G。则()第4页(共15页)A.c的线速度大小为a的3倍B.c的向心加速度大小为b的一半C.c在一个周期内的路程为2πrD.c的角速度大小为Gh答案:A。解析：由于m≪M，因此c天体对ab、天体的万有引力可以忽略不计；a、b天体之间的万有引力F设角速度为ω，对天体a，万有引力提供向心力F联立解得ω=GM4R3因此设c到O点的距离为R，则ac之间的距离ra、c之间的万有引力F天体c做匀速圆周运动的向心力Fc=2F根据向心力公式：Fc=mRω2联立上述D，解得R=根据线速度与角速度的关系，c的线速度、va、b的线速度va=vb=rω因此Vc根据向心加速度公式：a=rω²c、b的向心加速度之比a因此c的向心加速度大小为b的3倍,故B错误;c在一个周期内的路程为sc=2πR=23(多选)8.我国太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”在国际上首次成功实现空间太阳Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hβ分别为氢原子由n=3和n=4能级向tn=2第5页(共15页)线(如图),则()113.60A.Hα的波长比Hβ的小B.Hα的频率比Hβ的小C.Hβ对应的光子能量为3.4eVD.Hβ对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态答案:BD。解析：根据能级跃迁公式，对α谱线E对β谱线E由于Eβ>Eα,因此频率vβ>vα,波长λHβ对应的光子能量为Eβ=E₄-E₂=-0.85eV--3.40氢原子从基态跃迁到激发态需要吸收的最小能量ΔE=E₂-E₁=-3.40eV--13.60eV=10由于Eβ<ΛE,，因此HB对应的光子不能使氢原子从基态跃迁到激发态，故(多选)9.小明设计了台灯的两种调光方案，电路图分别如图甲、乙所示，图中额定电压为6V灯泡的电阻恒定，R为滑动变阻器，理想变压器原、副线圈匝数分别为n₁、n₂。原线圈n₁、n₂。两端接电压为220V的交流电，滑片P可调节灯泡L的亮度，P在R第6页(共15页)A.n₁:n₂=110:3B.当P滑到R中点时，图甲中L功率比图乙中的小C.当P滑到R最左端时，图甲所示电路比图乙更节能D.图甲中L两端电压的可调范围比图乙中的大答案:AC。解析：图甲中，P在R最左端时，甲灯泡正常发光，变压器副线圈两端电压为U2=UL=6V根据理想变压器电压与匝数比的关系当P滑到R中点时，甲电路负载的总电阻R甲=1灯泡L两端电压U甲=U2-12乙电路负载的总电阻R通过变压器副线圈的电流I乙=U2R乙灯泡L消耗的功率P乙=[当P滑到R最左端时，图甲消耗的功率P甲=U由于R并<RL,因此当滑动片在最右端时，图甲中通过灯泡的电流I此时灯泡L两端电压UR当滑动片在最右端时，图乙中通过灯泡的电流I₂=0因此灯泡L两端电压的条件范围0≤综上分析可知，图甲中L两端电压的可调范围比图乙中的小，故D错误。第7页(共15页)10.一列沿x轴传播的简谐波，在某时刻的波形图如图甲所示，平衡位置与坐标原点距离为3米的质点从该时刻开始的振动图像如乙所示。若该波的波长大于3米。则()A.最小波长10B.频率5C.最大波速15D.从该时刻开始2s内该质点运动的路程为4答案:B。解析：由题意可知，该波波长大于3m，所以最小波长就不可能等于.105m,故A错误;设平衡位置与坐标原点距离为3m米的质点的初相位为φ₀，角速度为该质点的振动方程y=sin(ωt+φ₀)(cm)将点032和(2,0)代入上式解得质点的振动方程y=sin振动周期T=2πω2π56π从x=3m处的质点开始振动到位移y=32cπ所用的时间为t0π32πT=若波沿x轴负方向传播则为P点，则.16λ=3m,即λ第8页(共15页)对应的波速分别为v若波沿x轴正方向传播则为Q点，则.13λ'对应的波速v2=λ'T=周期T=2.4s振动时间.t=2s=T-质点在T时间内通过的路程s₁=4A=4×1cm=4cm此时质点的振动方程为y=sin将t=13T=0.8s即质点在23T至T时间内通过的路程；从该时刻开始2s内该质点运动的路程为s=s₁-s₂代入数据解得s=3+32二、非选择题11.元代王祯《农书》记载了一种人力汲水灌田农具——戽斗。某兴趣小组对戽斗汲水工作情况进行模型化处理，设计了如图甲所示实验，探究戽斗在竖直面内的受力与运动特点。该小组在位于同一水平线上的P、Q两点，分别固定一个小滑轮，将连结沙桶的细线跨过两滑轮并悬挂质量相同的砝码，让沙桶在竖直方向沿线段PQ的垂直平分线OO′运动。当沙桶质量为136.0g时，沙桶从A点由静止释放，能到达最高点B，最终停在C点。分析所拍摄的沙桶运动视频，以A点为坐标原点，取竖直向上为正方向。建立直角坐标系，得到沙桶位置y随时间t的图像如图乙所示。第9页(共15页)(1)若将沙桶上升过程中的某一段视为匀速直线运动，则此段中随着连结沙桶的两线间夹角逐渐增大，每根线对沙桶的拉力(选填“逐渐增大”“保持不变”“逐渐减小”)。沙桶在B点的加速度方向(选填“竖直向上”“竖直向下”)。(2)由图乙可知，沙桶从开始运动到最终停止，机械能增加J(保留两位有效数字,g=9.8m/s²)。答案:(1)逐渐增大,竖直向下;(2)0.11。解析：(1)设细线与竖直方向夹角为θ，沙桶匀速上升2Tcosθ=Mg当θ逐渐增大时，T逐渐增大，沙桶上升到最高点B然后下落，在最高点的加速度方向竖直向下。(2)沙桶从开始运动到静止上升高度为8.4cm，机械能增加量为Mgh=0.136×9.8×0.084J=0.11J12.探究电容器充放电规律，实验装置如图甲所示，有电源E，定值电阻R₀，电容器C，单刀双掷开关S。(1)为测量电容器充放电过程电压U和电流Ⅰ变化，需在①、②处接入测量仪器，位置②应该接入测(电流、电压)仪器。(2)接通电路并接通开关，当电压表示数最大时，电流表示数为。(3)根据测到数据，某过程中电容器两端电压U与电流Ⅰ的关系图如图乙所示。该过程为(充电、放电)。放电过程中电容器两端电压U随时间t变化关系如图丙所示。0.2s时R₀消耗的功率W。答案:(1)电压;(2)60mA;(3)放电,0.32W。解析：(1)①处把原电路断开串联接入测量仪器，应该是电流表，②处与电容器并联连接，应该是测电压的仪器；(2)接通电路并接通开关，当电压表示数最大为12V时，根据图乙电流表示数为60mA；第10页(共15页)(3)电容器充电时电压低，充电电流强，放电时电流随电压的降低而减小，所以图乙对应放电过程，根据图丙，当t=0.2s时，对应的电压为8V，结合图乙，此时的放电电流为40mA，电路中只有R₀消耗电功率，所以R₀消耗的功率为P=UI=8×40×10⁻³W=0.32W13.小明设计了如图所示的方案，探究金属杆在磁场中的运动情况，质量分别为2m、m的金属杆P、Q用两根不可伸长的导线相连，形成闭合回路，两根导线的间距和P、Q的长度均为I。仅在Q的运动区域存在磁感应强度大小为B，方向水平向左的匀强磁场。Q在垂直于磁场方向的竖直面内向上运动，P、Q始终保持水平，不计空气阻力、摩擦和导线质量，忽略回路电流产生的磁场。重力加速度为g，当P匀速下降时，(1)求P所受单根导线拉力的大小。(2)Q中电流的大小。答案：(1)P所受单根导线拉力的大小mg。(2)Q中电流的大小mg解析：(1)由P匀速下降可知，P处于平衡状态，所受合力为O，设导线的拉力大小为T，对P有2T=2mg解得T=mg(2)设Q所受安培力大小为F，对P、Q整体受力分析，有mg+F=2mg又F=BIL解得:I=14.有人设计了一粒种子收集装置。如图所示，比荷为410的带正电的粒子，由固定于M点的发射枪，以不同的速率射出后，沿射线MN方向运动，能收集各方向粒子的收集器固定在MN上方的K点，O在MN上，且KO垂直于MN。若打开磁场开关，空间将充满磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向里的匀强磁场，速率为v₀的粒子运动到O(1)求OK间的距离。(2)速率为4v₀的粒子射出瞬间打开磁场开关，该粒子仍被收集，求MO间的距离。(3)速率为4v₀的粒子射出后，运动一段时间再打开磁场开关，该粒子也能被收集。以粒子射出的时刻为计时0点。求打开磁场的那一时刻。第11页(共15页)答案:(1)OK间的距离2m(2)MO间的距离2(3)打开磁场的那一时刻3解析：(1)当粒子到达O点时打开磁场开关，粒子做匀速圆周运动，设轨迹半径为r₁，如图所示由洛伦兹力提供向心力得qv0B=mv02x1(2)速率为4v₀的粒子射出瞬间打开磁场开关，则粒子在磁场中运动的轨迹半径