2024届新疆乌鲁木齐市高考压轴卷物理试卷含解析

2024届新疆乌鲁木齐市名校高考压轴卷物理试卷

请考生注意：

1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答

案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。

2.答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。

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、如图所示，空间「点离地面足够高，从尸点以很小的速度向右水平抛出一个小球，小球能打在竖直的墙壁上，若

不断增大小球从尸点向右水平抛出的初速度，则小球打在竖直墙壁上的速度大小

I

P-

A.一定不断增大

B.一定不断减小

C.可能先增大后减小

D.可能先减小后增大

2、2019年8月31日7时41分，我国在酒泉卫星发射中心用“快舟一号”甲运载火箭，以“一箭双星”方式，成功将微

重力技术实验卫星和潇湘一号07卫星发射升空，卫星均进入预定轨道。假设微重力技术试验卫星轨道半径为,潇

湘一号07卫星轨道半径为&，两颗卫星的轨道半径为＜《，两颗卫星都作匀速圆周运动。已知地球表面的重力加速

度为g,则下面说法中正确的是（）

A.微重力技术试验卫星在预定轨道的运行速度为麻

B.卫星在与轨道上运行的线速度大于卫星在用轨道上运行的线速度

C.卫星在R2轨道上运行的向心加速度小于卫星在R｝轨道上运行的向心加速度

D.卫星在此轨道上运行的周期小于卫星在与轨道上运行的周期

3、图甲所示为氢原子能级图，大量处于〃=4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从

〃=4能级向〃=2能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K时，电路中有光电流产生，则

nE/eV

DO----------0

4-----------------0.85

3------------------1.51

2-----------------3.40

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

图甲图乙

A.改用从〃=4能级向〃=1能级跃迁时辐射的光，一定能使阴极K发生光电效应

B.改用从〃=3能级向〃=1能级跃迁时辐射的光，不能使阴极K发生光电效应

C.改用从〃=4能级向〃=1能级跃迁时辐射的光照射，逸出光电子的最大初动能不变

D.入射光的强度增大，逸出光电子的最大初动能也增大

4、带电粒子仅在电场力作用下，从电场中〃点以初速度-进入电场并沿虚线所示的轨迹运动到力点，如图所示，实

.

线是电场线，关于粒子，下列说法正确的是（

A.在。点的加速度大于在力点的加速度

B.在〃点的电势能小于在力点的电势能

C.在。点的速度小于在8点的速度

D.电场中。点的电势一定比力点的电势高

5、关于分子间相互作用力与分子间势能，下列说法正确的是（）

A.在10m（八）为分子间作用力为零的间距，其值为10一|。01）距离范围内，分子间总存在着相互作用的引力

B.分子间作用力为零时，分子间的势能一定是零

C.当分子间作用力表现为引力时，分子间的距离越大，分子势能越小

D.分子间距离越大，分子间的斥力越大

6、如图甲所示，一个圆形线圈放于一个随时间变化的匀强磁场内，磁场方向垂直线圈所在的平面（纸面），以垂直纸

面向里为正方向。磁感应强度以随时间，的变化规律如图乙所示。取图示线圈中电流方向为正方向，用i表示线圈中

的感应电流，则下列表示电流随时间变化的4幅i-t图像正确的是（）

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。分。

7、如图所示，水平面内的等边三角形ABC的边长为L,顶点C恰好位于光滑绝缘直轨道CD的最低点，光滑直导轨

的上端点D到A、B两点的距离均为L,D在AB边上的竖直投影点为O.一对电荷量均为一Q的点电荷分别固定于

A、B两点.在D处将质量为m、电荷量为+q的小球套在轨道上（忽略它对原电场的影响），将小球由静止开始释放，

已知静电力常量为k、重力加速度为g,且中=*mg,忽略空气阻力，则

A.轨道上D点的场强大小为警

2q

B.小球刚到达C点时，其加速度为零

c.小球刚到达C点时，其动能为¥，,%心

D.小球沿直轨道CD下滑过程中，其电势能先增大后减小

8、图示为振幅、频率相同的两列横波相遇时形成的干涉图样，实线与虚线分别表示的是波峰和波谷，图示时刻，M是

波峰与波峰的相遇点，已知两列波的振幅均为A,下列说法中正确的是（）

C.弹簧恢复原长时滑块的动能为工〃八，2

2

2

V*

D.滑块与木板AB间的动摩擦因数为7：

2gi

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）某同学设计出如图所示的实验装置来“验证机械能守恒定律％让小球从A点自由下落，下落过程中经过A

点正下方的光电门B时，光电计时器记录下小球通过光电门时间f,当地的重力加速度为g。

（1）为了验证机械能守恒定律，该实验还需要测量下列哪些物理量________.

A.小球的质量in

B.AB之间的距离”

C小球从A到B的下落时间以8

D.小球的直径d

（2）小球通过光电门时的瞬时速度（用题中所给的物理量表示）。

（3）调整AB之间距离〃，多次重复上述过程，作出［随//的变化图象如图所示，当小球下落过程中机械能守恒时,

V

该直线斜率脉=。

（4）在实验中根据数据实际绘出：一”图象的直线斜率为A（AVA。），则实验过程中所受的平均阻力/与小球重力

mg的比值丫=，XSXPD=!X^X3=^

________________（用八ko表示）。

3344

12,（12分）某同学利用气垫导轨验证动量守恒定律，同时测量弹簧的弹性势能，实验装置如图甲所示，两滑块A、B

上各固定一相同窄片。部分实验步骤如下：

L用螺旋测微器测量窄片的宽度d；

H.将气垫导轨调成水平；

II.将A、B用细线绑住，在A.B间放入一个被压缩的轻小弹簧；

IV烧断细线，记录A、B上的窄片分别通过光电门C、D的挡光时间外、d

甲乙

⑴若测量窄片的宽度d时，螺旋测微器的示数如图乙所示，贝I」仁mm。

⑵实验中，还应测量的物理量是______

A.滑块A的质量mi以及滑块B的质量m2

B.烧断细线后滑块A、B运动到光电门C、D的时间人、/B

C.烧断细线后滑块A、B运动到光电门C、D的路程由、X2

⑶验证动量守恒定律的表达式是______________;烧断细线前弹簧的弹性势能Ep=o（均用题中相关物理量的

字母表示）

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）一列简谐横波在戈轴上传播，。、〃是工轴上相距.％=6m的两质点。，=0时，〃质点正好到达正方向

最大位移处，且〃质点到％轴的距离%=5cm,而此时。质点恰好经过平衡位置向下运动。已知这列波的频率

/=10Hzo

①求经过时间。=Is,。质点运动的路程S；

②若.心大于一个波长，求该波的波速上

14.（16分）从安全的角度出发，驾校的教练车都经过改装，尤其是刹车装置。为了测试改装后的教练车刹车性能，

教练们进行了如下试验：当车速达到某一值月时关闭发动机，让车自由滑行直到停下来。假设车做的是匀减速直线运

动，测得车在关闭发动机后的第1s内通过的位移为16m,第3s内通过的位移为1m。回答下面问题。

（1）改装后的教练车的加速度。的大小及开始做匀减速运动的速度%的大小是多少？

⑵如果想让教练车用时f=2s停下来，那么教练员应额外提供多大的加速度？

15.（12分）如图所示，在直线和尸。之间有一匀强电场和一圆形匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，MN、PQ

与磁场圆相切，CD是圆的一条直径，长为2,，匀强电场的方向与CD平行向右，其右边界线与圆相切于C点。一比

荷为k的带电粒子（不计重力）从尸。上的A点垂直电场射入，初速度为vo,刚好能从。点沿与。夹角为a的方向

进入磁场，最终从。点离开磁场。求：

⑴电场的电场强度E的大小；

⑵磁场的磁感应强度B的大小。

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、D

【解析】

设尸点到墙壁的距离为d,小球抛出的初速度为运动时间，=4

%

竖直速度匕,=/=£

匕）

刚小球打到墙壁上时速度大小为

根据数学知识：

J片+（月且）2之2卜；.（g3~）2=2gd

Vvov%

即\后向i0由此可见速度有最小值，则小球打在竖直墙壁上的速度大小可能先减小后增大。

A.一定不断增大。故A不符合题意。

B.一定不断减小。故B不符合题意。

C.可能先增大后减小。故C不符合题意。

D.可能先减小后增大。故D符合题意。

2、C

【解析】

A.由万有引力提供向心力有

Mm

G2£

R；R

得

设地球半径为R,则有

_M，n

联立得

由于

RwR1

则

片。底

故A错误；

B.由公式

「Mmv2

G—「二m——

得

由于Ri〈&则卫星在R?轨道上运行的线速度小于卫星在Ri轨道上运行的线速度，故B错误;

C.由公式

-Mm

G——=nui

得

GM

则卫星在小轨道上运行的向心加速度小于卫星在/?,轨道上运行的向心加速度，故C正确；

D.由开普勒第三定律二二k可知，由于凡则卫星在R、轨道上运行的周期大于卫星在与轨道上运行的周期，故

D错误。

故选C。

3、A

【解析】

在跃迁的过程中释放或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，=-0.85eV-(-3.40)=2.55eV=hv,此种光的

频率大于金属的极限频率，故发生了光电效应.A、AE*=-0.85eV-(-13.6)=12.75eV>AE-同样光的频率大于金

属的极限频率，故一定发生了光电效应，则A正确.B、AE?1=-1.5leV-(-13.6)=12.09eV>AE41,也能让金属发生

光电效应，则B错误；C、由光电效应方程4,”=/山-叱)，入射光的频率变大，飞出的光电子的最大初动能也变大，

故C错误；D、由且,”=/?卜一叱,知光电子的最大初动能由入射光的频率和金属的逸出功决定，而与人射光的光强无关,

则D错误；故选A.

【点睛】波尔的能级跃迁和光电效应规律的结合；掌握跃迁公式△£■=£,,,一£“，光的频率£1=/?!/,光电效应方程

纥〃="'一卬。・

4、C

【解析】

电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，可知EAVEB,所以a、b两点比较，粒子的加速度在

b点时较大，故A错误；由粒子的运动的轨迹可以知道，粒子受电场力的方向应该指向轨迹的内侧，根据电场力方向

与速度方向的夹角得电场力先做负功后做正功，电势能先增大后减小，整个过程电场力做正功，电势能减小，即在a

点的电势能大于在b点的电势能，故B错误；整个过程电场力做正功，根据动能定理得经b点时的动能大于经a点时

的动能，所以无论粒子带何种电，经b点时的速度总比经a点时的速度大，故C正确；由于不知道粒子的电性，也不

能确定电场线的方向，所以无法确定a点的电势和b点的电势大小关系，故D错误；故选C.

5、A

【解析】

A.分子间同时存在引力和斥力，在平衡距离以内表现为斥力，在平衡距离以外表现为引力，在lOro距离范围内，分

子间总存在着相互作用的引力，A正确；

BC.设分子平衡距离为八)，分子距离为/*,当r>八)，分子力表现为引力，分子距离越大，分子势能越大；当女人)，分

子力表现为斥力，分子距离越小，分子势能越大；故当/*=e,分子力为0,分子势能最小；由于分子势能是相对的，

其值与零势能点的选择有关，所以分子距离为平衡距离时分子势能最小，但不一定为零，B、C错误；

D.分子间距离越大，分子间的斥力越小，D错误。

故选A。

6、B

【解析】

AB.由楞次定律判定感应电流方向。O~1S、4〜5s两时间段内电流方向与题意正方向相反，1~2S、2〜3s两时间段内电

流方向与题意正方向相同。所以B正确，A错误；

CD.由电磁感应定律和欧姆定律得感应电流

.E△①S

I------------•___

RAr/?RZ

则i的大小与竺的大小成正比。结合题图乙知，3〜4s时间内

△1

AD

无感应电流。其他时间段内一的大小相等，则感应电流大小恒定，即各段电流大小相等。所以CD错误。

Ar

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、BC

【解析】

由点电荷场强公式可得,轨道上D点的场强为:用）=2学cos30°二些，选项A错误；同理可得轨道上C点的场强

匚Q

也为:Ec=,在C点，由牛顿定律可得：7??^sin45cos45-ma,解得a=0,选项B正确；从D到C,电

场力做功为零，根据动能定理可得：EKC=mgLsin60=^-mgLf选项C正确；小球沿直轨道CD下滑过程中，电

场力先做正功，后做负功，则其电势能先减小后增大，选项D错误；故选BC.

点睛：解答此题关键是搞清两个点电荷周围的电场分布情况，利用对称的思想求解场强及电势的关系；注意立体图与

平面图形的转化关系.

8、BDE

【解析】

A.图示时刻位于M处的质点只在平衡位置附件上下振动，并不随波迁移，故A错误；

BC.P处的质点图示时刻处于波峰和波谷相遇，二者运动的步调始终相反，合位移为0,始终处于平衡位置，故B正

确，C错误；

D.从图示时刻开始经过四分之一周期，M处的质点到达平衡位置，位移为0,故D正确；

E.M处的质点为振动加强点，其振幅为2A,故E正确。

故选BDEo

9、BC

【解析】

AB.污水中正、负离子向右移动，受到洛伦兹力，根据左手定则，正离子向前表面c偏，负离子向后表面Q偏，所以

。侧电势比c侧低，与污水中正、负离子的数量无关，故A正确，不符合题意；B错误，符合题意；

C.稳定后，离子受到洛伦兹力和电场力作用，受力平衡，有

吟=9田

解得

U

v=----

DB

流量为

DUD兀

Q=v（一）2冗=-------

248

分析可知，显示仪器的示数。与离子的浓度无关，故C错误，符合题意；

D.同理可知。与U成正比，与L无关，故D正确，不符合题意。

故选BC,

10、ABD

【解析】

A.细绳被拉断瞬间，对木板分析，由于。4段光滑，没有摩擦力，在水平方向上只受到弹簧给的弹力，细绳被拉断

瞬间弹簧的弹力等于R根据牛顿第二定律有：

F=Ma

解得。=—,A正确；

M

B.滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧，到弹簧压缩量最大时速度为0,由系统的机械能守恒得：细绳被拉断瞬

间弹簧的弹性势能为:B正确；

C.弹簧恢复原长时木板获得的动能，所以滑块的动能小于工机1，2,C错误；

2

D.由于细绳被拉断瞬间，木板速度为零，小滑块速度为零，所以小滑块的动能全部转化为弹簧的弹性势能，即

小滑块恰未掉落时滑到木板的右端，且速度与木板相同，设为M，取向左为正方向，由动量守恒定律和

能量守恒定律得

O=m+M)v/

Ep=g(〃?+M)/+

v2

联立解得〃=「，D正确。

2gl

故选ABDo

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。

2g

11、BD；

济：k。

【解析】

该题利用自由落体运动来验证机械能守恒，因此需要测量物体自由下落的高度hAB,以及物体通过B点的速度大小，

在测量速度时我们利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，因此明白了实验原理即可知道需要测量的数据；

由题意可知，本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度；则根据机械能守恒定律可知，当减小的机械能应

等于增大的动能；由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容。

【详解】

(D根据机械能守恒的表达式可知，方程两边可以约掉质量，因此不需要测量质量，故A错误；根据实验原理可知,

需要测量的是A点到光电门B的距离H,故B正确；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度，不需要测量下

落时间，故C错误；利用小球通过光电门的平均速度来代替瞬时速度时，需要知道挡光物体的尺寸，因此需要测量小

球的直径，故D正确。故选BD。

(2)己知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度；

.d

故

(3)若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；则有：mgH=1mv2；

即：2gH=(-)2

t

解得：!=空.“，那么该直线斜率卜尸学。

Vd~d~

(4)乙图线-V=kH,因存在阻力，贝lj有：mgH-fH=-mv2；

r2

fkq-k

所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为

mgk0

【点睛】

考查求瞬时速度的方法，理解机械能守恒的条件，掌握分析的思维，同时本题为创新型实验，要注意通过分析题意明

确实验的基本原理才能正确求解。

叫d1'm,叫)

12、4.80。A—=一-----+―

%k25t\)

【解析】

(1)口］螺旋测微器主尺的示数为4.5mm,可动刻度的示数为0.01mmx30.0=0.300mm,故

<Z=4.5miii+0.300nim=4.800nini

(2)［2］验证动量守恒定律，需要测量滑块A、B的质量网和加2

故选A

(3)［3］根据动量守恒定律

码匕一㈣玲=0

其中

4

可得

叫m2

~~G

⑷根据能量守恒定律可得，烧断细线前弹簧的弹性势能

11d~(小/小,

综二5阳】匕2+5'%眩2=彳7'+了

22zx

Vii)

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。

24()

13、①2in；②若波由质点。传向质点人波速1，=:；——m/s(n=l,2,3,)；波由质点/?传向质点。，波速

4/2+1

240.、

v=-----m/s1(/2=1,2,3,…)

4/7+31