2024年高考物理考前信息必刷卷02（人教版）

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2024年新高考考前信息必刷卷（RJ2019版）02

物理

（试卷满分：100分考试时间：75分钟）

从近几年的高考试题可以看出，综合应用/量和能量观点解决碰撞模型问

题将仍是今后命题的热点，既可以将动量与力学知识结合，也可将动量和电学知

识结合，作为理综试卷压轴计算题进行命题。

动量属于物理观念中运动与相互作用观念，是解决力和运动问题常用的知识

点之一。本卷第15题借助生活中的实际情境为素材创设问题情境，以综合题的

形式考查动量守恒定律，这类题往往需要结合牛顿运动定律、功和能等物理观念

解决问题，考查考生的综合能力，难度也比较大。

\_________________________________________________y

一、单项选择题:本题共8小题，每小题4分，共32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.如图所示为氢原子能级图，以及从〃=3、4、5、6能级跃迁到〃=2能级时辐射的四条光

谱线.则下列叙述正确的有（）

1---------------------13.6

A.Ha、H0、%、%的频率依次增大

B.可求出这四条谱线的波长之比，Ha、Hp、Hy、”的波长依次增大

C.处于基态的氢原子要吸收3.4eV的能量才能被电离

D.如果H6可以使某种金属发生光电效应，Hp一定可以使该金属发生光电效应

答案A

［试题解析］根据加=£〃一日（心〃，〃八〃都只能取正整数），可以判定Ha、Hp.%、K的

频率依次增大，波长依次减小，且能定量地计算出频率或波长的大小之比，故A正确，B

错误；处于基态的氢原子至少要吸收13.6eV的能量才能被电离，故C错误；出的频率大于

Hp的频率，根据光电效应产生的条件可以判定，出可以使某种金属发生光电效应，由不一

定可以使该金属发生光电效应，故D错误.故选A.

2.理论研究表明：通电长直导线之间相互作用力/=/山，人为一常数、厂为直线电流之间

r

的距离.如图，在光滑水平面上放置三根长度相同、平行通电直导线，它们在安培力作用下

处于平衡状态，下列电流人、/2、/3的大小可以使三根导线平衡的是（）

+/］-4+4

A.1A、1A、2A

B.2A、2A、4A

C.2A、1A、2A

D.1A、1A、1A

答案C

［试题解析］设月、4导线之间的距离为B、。导线之间的距离为则对于力导线

k£=k//,对于。导线〃_任_=%必，整理后得J_+J_=_L,带入数据检险可知，

4«+弓）«+幻GAh，2

只有C正确.故选C.

3.弹力球的弹性很好，一小孩释放弹力球后，仔细观察它在竖直方向上反复地“反弹下落”

过程，他发现弹力球每次反弹能达到的高度几乎不变，他要用位移时间图像或速度时间图像

描述连续多次“反弹下落”过程，下列选项中最合适的是（）

［试题解析］CD.球从最高点释放，先做自由落体运动，后弹回后速度大小不变做竖直上

抛运动，加速度均为向下的g不变，则、”图像的斜率不变，则选项C正确，D错误：AB.因

球上升和下落过程都做夕变速运动，则门图像不可能是首线，选项AR错误故选C

4.“星下点”是指卫星和地心连线与地球表面的交点.图甲是人造地球卫星力的运行圆轨道

及“星下点”示意图，卫星力的绕行方向与地球自转方向一致，加点是某时刻的“星下点”，

图乙是卫星力的“星下点”在完整地球平面图上一段时间内的轨迹，已知地球同步卫星以图

答案C

［试题解析］由轨迹图可知：地球自转一圈，卫星运动3图，卫星做圆周运动，根据万有引

力提供向心力丝？=加（生了,.,可得同步卫星的周期为T=2乃回，卫星A的周期为

r2TVGM

「=2乃—=工,则卫星A的轨道半径/=」_，故ABD错误，C正确.故选C.

NGM3炳

5.某物理兴趣小组在学习《机械能守恒定律》后，用仿真物理实验室软件模拟了如下实验:

轻绳一端固定在天花板上，在轻绳中点和另一端各固定一个等质量小球，开始时系统在外力

作用下处于水平状态，以下四幅图为两球由水平状态弹放后向左运动过程中不同时刻的位置

图.下列说法正确的是（）

A.甲图中轻绳末端小球机械能正在减少

B.乙图中轻绳末端小球机械能达到最大值

C.丙图中轻绳末端小球机械能正在增加

D.丁图中轻绳末端小球机械能达到最大值

答案B

［试题解析］A.甲图中轻绳对末端小球的拉力与末端小球运动方向夹角为锐角，拉力对小

球做正功，末端小球机械能会增加，故A错误；B.乙图中轻绳对末端小球的拉力与末端小

球运动方向垂直，拉力对，卜球做功功率为零，末端小球机械能达到最大值，故B正确：C.丙

落，经过一段时间后，其匀速下落的速率为10m/s；当发动机以最大推力推动飞行器竖直向

上运动，经过一段时间后，飞行器匀速向上的速率为5m/s.已知重力加速度大小为g,不考

虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化，下列说法正确的是（）

A.发动机的最大推力为l.5Mg

B.当飞行器以5m/s匀速水平飞行时，发动机推力的大小为5〃这

4

C.发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为53m/s

D.当飞行器以5m/s的速率飞行时，其加速度大小可以达到3g

答案C

［试题解析］A.飞行器竖直下落，其匀速下落的速率为10m/s时，飞行器的合力为零

川；=Mg解得A念=100£发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动，飞行器匀速向上的速

率为5m/s时，飞行器的合力为零/仆=如；+」意,解得凡s=125A=l.25Mg故A错误：B.当

飞行器以5m/s匀速水平飞行时，受到与运动方向相反的水平方向的阻力，大小为尸用

■R52-25&-0.25Mg同时飞行器受到竖直向下的重力，若要■保持匀速飞行，发动机的推力应

该跟阻力与重力的合力等大、反向：受力分析如下图：Lwg由此可得，此时发动机

的推力为

尸=:琮+（的）2=胆脆，故B错误;C.发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，

设飞行器速率为V：结合B中的方法可以求出飞行器受到的阻力大小为

府=后二=飙，而由A求得帆尸100£所以一石m/s，故C正确；D.当飞行器

以5m/s的速率飞行时，产生的阻力大小为EJ=A・52=25D.25吸，飞行器的重力为yWg,最大

推力为Em=l.25〃?g,当最大推力与重力同向时，飞行器向下运动，此时飞行器受到的合力最

大,设此时的加速度为m,则有1.25初^+吸0.251伤Mai,解得m=2g,当飞行器以5m/s的速

率是向上飞行时，由题意可知，飞行器在某种状态下可以保持这一速率做匀速飞行，即飞行

器的最小加速度为0;所以飞行器的加速度范围是0%&g,故D错误；故选C.

8.如图所示为研究光电效应和龙尔效应的装置示意图.光电管和霍尔片串联，霍尔片的长、

宽、高分别为小b、c，该霍尔片放在磁感应强度大小为仄方向平行于c边的匀强磁场中.

闭合电键5,入射光照到阴极时，电流表/显示的示数为/,该电流/在霍尔片中形成沿电

流方向的恒定电场为E,电子在霍尔片中的平均速度其中电子迁移率〃为己知常数.

电子电量为e，电子的质量为江霍尔片单位体积内的电子数为〃，则（）

A.霍尔片前后侧面的电压为--

neb

B.霍尔片内的电场强度为一+~2

nebc\

C.通过调节滑动变阻器，可以使电流表的示数减为零

D.当滑动变阻器滑片右移后，单位时间到达光电管阳极的光电子数一定大于」

e

答案B

［试题解析］A.设霍尔片前后侧面的电压为根据洛伦兹力与电场力平衡可得中归

其中/=〃eSv=“，&二巨,联立解得°=旦，故A错误；B.霍尔片内沿前后侧面的电

bnec

场强度大小为&=〃.=〃_,沿电流方向的恒定电场为七=2=_/_，则霍尔片内的电场强

bnebcf.ipnehc

度为E「唇了=，故B正确；C.由于光电管所加的电压为正向电压，则

通过调节滑动变阻器，不可以使电流表的示数减为零，故C错误：D.若/已经为光也效应

达到的饱和也流，则当滑动变阻器滑片右移后，电流/保持不变，则单位时间到达光也管阳

极的光电子数等于，，故D错误.故选B.

e

二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，每题

有多项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得。分。

9.在如图所示的直角坐标系中，xOz平面为介质I和II的分界面（z轴垂直纸面向外）.在介质

I中的P（0,42）处有一点波源，产生波长为人速度为-的波・波传到介质H中，其速度为2v,

图示时刻介质II中仅有一个波峰，与x轴和y轴分别交于H和S点，此时波源也恰好位于波

峰为O、R连线的中点，入射波与反射波在O点相干加强，则（）

%P(0.4X)

A/\i

A.介质II中波的频率为JB.S点的坐标为（0,-V2A）

C.入射波与反射波在M点相下减弱D.折射角。的正弦值sina近

答案BD

［试题解析］A.波从一种介质到另一种介质，频率不变，故介质H中波的频率为r=上,故

A错误；B.在介质II中波长为十二处由于图示时刻介质II中仅有一个波峰，与x

f

轴和y轴分别交于R和S点，故S点的坐标为（0,故B正确；C.由于S为波峰，

且波传到介质H中，其速度为后y图示时刻介质II中仅有一个波峰，与x轴和y轴分别交于

H和S点，则R也为波峰，故P到R比P到。多一个波峰，则〃《=5/1,则0火=3/1由于|"。月”|

工2〃/或（2〃+1）2，故不在减弱点，故C错误；D.根据〃=4=&则〃=@吧，解得

222OR

~PR

sina=3j5,故D正确.故选BD.

5

10.最近，韩国声称“首次”发现了室温常压超导材料LK99,而北航和中科院实验团队重新

实验后发文称未能发现LK99的超导性.某兴趣小红将柱形磁铁沿竖直方向缓慢向上移动，

直至使一由LK99制成、质量为m的导电圆环在/=0时刻悬浮在某一高度，此时导电圆环边

缘的磁感应强度的方向与竖直方向的夹角为"理论上，如果实现了室温超导，圆环的电阻率

将为零，此后圆环将一直保持悬浮，经过一段时间/o后，小组同学发现该导电圆环缓慢下移

了凶（动能变化量可视为零），如图I所示.圆环下移过程中线圈中电流的平力与时间的关系

图像如图2所示，圆环的半径为八重力加速度为g,不计空气阻力，则（）

A.圆环缓慢下移过程中感应电流的方向视为逆时针

B./二°时,圆环所处位置的磁感应强度大小为奇而

C.07。时间内，通过圆环电流的有效值为「手

4//zgA/z

D.由功能关系可求出导电圆环的电阻为(…)"

答案BC

［试题解析］A.圆环缓慢下移过程中穿过圆环的磁通量增加，根据楞次定律，可知从上往下

看感应电流的方向为顺时针，故A错误；B.质量为〃?的导电圆环在/=（）时刻悬浮在某一高

度，处于平衡状态，对圆环受力分析，可等效成直导线，竖直方向有〃唁=4〃sin。,圆环周

长£=

联立解得8=—统一，故B正确；CD.根据焦耳定律有0=八放，变形有2=/2,,可知/2T

2w/［sin0R

图像中图线与时间轴所囤几何图形的面积表示2得绞=,o〜/o时间内通过圆环电流

RR20

的有效值为92=八及0,联立解得/导电圆环缓慢下移了凶，由能量守恒定律可

知，减少的重力势能等于圆环产生的焦耳热〃噌凶=/2用0、解得电圆环的电阻为R二mg'h

此

把/=lf\+f2代入得R_2mgM7，故」正确.D错误故选RC.

V2一（彳+“。

三、非选择题:本题共5小题，共58分。

11.（6分）一位学生为了测量某一电阻R,的阻值，实验室为其提供了如下实验器材：灵敏

电流计G（一只）、电流表（多个）、电压表（多个），滑动变阻器（多个）、电阻箱（多个）、定值

电阻（若干）、学生电源（内阻很小）、开关、导线若干，该生利用提供的器材设计了如图所示

的电路，其中心为待测电阻，R为电阻箱，R为定值电阻，R、&为滑动变阻器，根据实

验电路进行了如卜实验:

（I）断开开关Si、S2,按照电路图连接好实验电路；

（2）闭合开关Si、S2前，将滑动变阻器R的滑片调至最端（填“左”或“右”），滑动变阻器

治的滑片调至适当位置：

（3）闭合开关Si、S2,将滑动变阻器R的滑片逐步向右滑动，并反复调节Q和&，使灵敏电

流计G示数为零，此时电路中M、N两点的电势的关系满足9M0v（选填“〉或"="），

并记下此时电阻箱尺的数值为R），电流表Ai的示数为匕电流表A2的示数心，由此计算出

待测电阻.

完成上述实验过程中的填空，并回答：

①在完成上述步骤（3）的过程中，若发现灵敏电流计中有力N到"的电流，为了让灵敏电流

计G示数为零，保持/?、Rz不变，需将R的阻值（选填“调高”或“调低”）即可实现.

②根据上述步骤分析，电流表Ai、A2的内阻对&的测量结果影响（选填“有”或“无”）.

答案（2）左（1分）（3）=（1分）/凡（2分）①调低（1分）②无（1分）

［试题解析］（2）为了保护电表，闭合开关前应将衣滑片置于分压为零处，故滑至最左玳：（3）

灵敏电流计示数为零，即UMV=0微为=外，因此%=4,即/园=/述、，4=人凡①电流

12

由N流向说明8“＜外，调低电阻凡，可提高M点巴势.②［5］在利用测量数据计算凡的

原理中未体现出电流表ApA、的内阻，故无影响.

12.（10分）甲乙两位同学利用的连拍功能和平抛演示仪研究平抛运动特点及当地重力加

速度.设连拍的时间间隔为7秒，甲同学以竖直墙为拍照背景，在墙上用胶带贴上•张白纸,

通过铅垂线找出了竖直方向，在白纸上画一竖直线，并垂直该竖线画一水平线，并在水平直

线上标记两个记号A点和B点，测得AB间距为L将一个平抛演示仪放在一张桌子上紧靠墙

放置，轨道末端水平.将固定好并调整好高度，乙同学将小钢球从一个固定位置释放时，

甲同学开始连拍，从连拍图中挑选4张连续的图片并用纭打印出来，如图所示，测得打印纸

上月5两点距离为d.甲同学测得第三、第四幅照片中小钢球离竖直线距离为R和X2,测得第

二、三、四幅照片中小球中心离水平线的距离分别为yi、刈和心，求：

（1）小钢球做平抛运动的水平速度大小为,当地的重力加速度大小为.

（2）甲同学拍第三张照片时小球的速度大小为.

（3）若甲同学画好竖直线后，画水平线时导致斜向下倾斜，测量小球到水平线距离时，保证

亳米刻度尺与竖直线平行，在不考虑空气阻力的情况下，由于此操作导致所测出来的重力加

速度（填偏大、偏小或不变）.

9-

■

・

»■・—•

答案（1）£（*2-*）Q分）“n-28+必）Q分）

dTdT2

Q）券»分）

（3）不变（3分）

［试题解析］（1）力4实际间距为L打印纸上力8两点距离为d,则实际值与照片上测量值的

比例为即题中给出的照片上的数据的实际值分别为巨、且、生、生.、幺，第

dddddd

三、第四幅照片中小钢球离竖直线距离为*和*,小钢球水平方向做匀速直线运动，则有

I2

年一史%小解得“生口)第二、三四幅照片中小球中心离水平线的距离分别

为乂、%和内，小球在竖直方向做自由落体运动，则有(与_与).(与-牛)=gT?

03孙

解得0=U乃-2为+凹)；(2)甲同学拍第三张照片时小球的竖直分速度大小为y=_d_d_,

&dT2y2T

第三张照片时小球的竖直分速度大小为丫=及而■，结合上述解得

丫=白"(，-,)+仇-乃)2(3)若甲同学画好竖直线后,画水平线时导致斜向下倾斜，令

倾角为8,水平方向相邻，卜钢球照片间距为.”,此时第二、三、四幅照片中小球中心离水平

线的距离分别为必、为和耳，对应的长度分别为与■、生■、幺，则有

ddd

［华+3xtan夕一（华+2x°tan夕）］一［与+2xtan（华

00，由于1

Ay=+x0tan6^Ay=gT

解得巫3J21),可知，重力加速度的求解与画水平线时导致斜向下倾斜无关，即测

'dT2

量小球到水平线距离时，保证毫米刻度尺与竖直线平行，在不考虑空气阻力的情况下，由于

此操作导致所测出来的手力加速度不变.

13.(1()分)如图所示是消防高压水枪的结构原理图.已知储气储水罐的容积为12匕空气压缩

机的气罐体积为匕管子的体积可忽略不计.现在通过进水口向储气储水罐中注入6V的水，

然后关闭其他通道，仅打开进气口让空气压缩机连续工作了12次，假设大气压强为A，储

气储水罐•开始灌水后的罐内气体压强以及空气压缩机每••次压气时气罐内气体压强均等

于大气压强，空气压缩机每一次压气都能把气罐内气体全部压入储气储水罐，压气过程两罐

内气体温度变化可忽略不计，环境温度为加

(1)求压缩机停止压缩后，储气储水罐内的气体压强；

(2)消防车到达火灾现场时的环境温度为1.27°,假设储气储水罐导热性能良好，则当储气储

水罐内水即将用完时罐内气体压强为多少？

其中气体初始的体积为匕=（12-6）1+（12x1）2=18/（2分）

气体压缩后的体积为匕=6V（1分）

解得p[=3Po（1分）

⑵根据理想气体状态方程有隹=2匕（2分）

口T2

其中7；="；[=1.2"；匕=12V（1分）

解得=1.8P0（1分）

14.（14分）2023年11月，首台国产质子治疗装置在上海正式走向临床治疗（如图甲），该

装置的原理是质子加速后汇聚到圆柱形管道中轴线形成质子束，然后经高能运输线运送至各

治疗室.现有质子加速后，沿圆柱形管道中轴线00'以，o=2xlO'm/s匀速运动，如图乙，现

由于某些客观原因，管道需要"拐弯''到另一对接圆柱形管道，对接管道与原管道夹角60。，

现在“拐弯”处矩形力以⑦X域内加上电场或磁场，使得管道中质子从该区域出射时刚好沿对

接管道的中轴线运动（从EO的中点并与水平方向成60。射出）.已知：AC=BD=ED=d=Q.5v（\,

质子电荷量q=+L6xl（）i9c,质子质量〃?=1.6x102?kg,质子重力不计，下面有两种设计方案：

（1）方案一：在矩形力8。。区域，区域内设计一沿4C方向的匀强电场，使质子最终从EO的

中点并与水平方向成60。射出，求电场强度的大小，以及48与CQ间需施加多大电压才能

形成该电场；

（2）方案二：在矩形48c。区域内设计一垂直48CQ所在平面的匀强磁场，使质子最终从

的中点并与水平方向成60。射出，求所需的磁场强度B的大小和方向；

（3）你认为上述两种方案中哪种方案更符合实际情况，便于实施，简要说明理由.

解：（1）方案一：设计一沿力。方向的匀强电场，则质子在该区域内做类平抛运动，如因

AB

Eq=ma（2分）

得£=24x109v/m（1分）

故。=&/=1.2*1（）9丫（1分）

（2）方案二：加入垂直力平面向外的磁场，质子在磁场中做匀速圆周运动，设轨道半径

为r,如图

由洛仑兹力提供向心力得=6型（2分）

r

如图已知两点速度方向，分别做垂线，交点即为圆心

d

由几何关系得cos60°=——2（2分）

r

得8=4T方向垂直于纸面向外（1分）

（3）方案一施加电压明显过高，从安全和技术角度已经无法实现，且电场会改变粒子的能量，

因此无法使用；方案二所需磁感应强度，从安全和技术上看完全可以实现，同时也不会改变

粒子的动能.因此，方案二更符合实际情况，便于实现.（2分）

15.（18分）如图所示，在倾角为6=30。的斜面上等距放置着编号为1、2、3.....的一系列

物块，每两个物块间的距离均为小物块的质量均为人第一个物块带电量为+4.其余物块不

带电，物块与斜面之间的动摩擦因数均为〃=虫■.整个斜面处于沿斜面向下的匀强电场中，

电场强度石=晒.开始时所有物块均被底部的卡扣固定在斜面上.每个物块的右上方均带有

q

检测装置，可以在物块发生碰撞前瞬间自动打开卡扣，释放该物块./=（）时刻释放物块1,

物块1先与物块2发生碰撞后粘在一起，然后继续下滑与物块3碰撞粘在一起，……，如此

重复下去.重力加速度为g.试求：

（1）从释放物块1到发生第1次碰撞的时间；

（2）发生第2次碰撞后物块1