河南省许昌市示范中学2024届高考压轴卷物理试卷含解析

河南省许昌市示范中学2024届高考压轴卷物理试卷

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）

填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处”。

2.作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦

干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。

3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先

划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。

4.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将木试卷和答题卡一并交回。

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，倾角为a=45。的斜面A8C固定在水平面上，质量为〃，的小球从顶点A先后以初速度也）和2网向左水平抛出,

分别落在斜面上的凸、尸2点，经历的时间分别为dti;A点与乃、乃与P2之间的距离分别为L和〃，不计空气阻力

影响。下列说法正确的是（）

B.Zi：/2=1：2

C.两球刚落到斜面上时的速度比为1：4

D.两球落到斜面上时的速度与斜面的夹角正切值的比为1：1

2、物理学中用磁感应强度3表征磁场的强弱，磁感应强度的单位用国际单位制（SI）中的基本单位可表示为（）

B,£D.除

3、氢原子的能级图如图所示，有一群处于〃=4能级的氢原子，若氢原子从〃=4能级向〃=2能级跃迁时所辐射出的光

恰能使某种金属A发生光电效应，则下列说法中正确的是（）

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

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

2-------------------------3.4

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

A.这群氢原子辐射出的光中共有3种频率的光能使金属A发生光电效应

B.如果辐射进来能量为0.32eV的光子，可以使氢原子从〃=4能级向〃=5能级跃迁

C.如果辐射进来能量为1.32eV的光子，不可以使处于n=4能级的氢原子发生电离

D.用氢原子从〃=4能级向〃=1能级沃迁时辐射出的光照射金属A,所产生的光电子的最大初动能为10.2eV

4、硅光电池是一种直接把光能转换成电能的半导体器件，它的工作原理与光电效应类似：当光照射硅光电池，回路里

就会产生电流。关于光电效应，下列说法正确的是（）

A.任意频率的光照射到金属上，只要光照时间足够长就能产生光电流

B.只要吸收了光子能量，电子一定能从金属表面逸出

C.逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率有关

D.超过截止频率的入射光光强越强，所产生的光电子的最大初动能就越大

5、关于近代物理的知识，下列说法正确的有（）

A.结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定

B.铀核裂变的一种核反应方程为*Ba+肾Kr+2（；n

c.2北Uf2*rh+x中X为中子，核反应类型为P衰变

D.平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时一定放出核能

6、如图所示，由均匀导线绕成的直角扇形导线框OMN绕。点在竖直面内从匀强磁场边界逆时针匀速转动，周期为T,

磁场的方向垂直于纸面向里，线框电阻为K,线框在进入磁场过程中回路的电流强度大小为/,则（）

XXXX

XXXX

。力.

A.线框在进入磁场过程中回路产生的电流方向为顺时针

B.线框在进入与离开磁场的过程中ON段两端电压大小相等

C.线框转动一周过程中产生的热量为1-左7

2

D.线框转动一周过程中回路的等效电流大小为,

2

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、如图所示，实线为正电荷与接地的很大平板带电体电场的电场线，虚线为一以点电荷为中心的圆，。、力、c是圆与

电场线的交点.下列说法正确的是（）

A.虚线为该电场的一条等势线B.。点的强度大于〃点的强度

C.〃点的电势高于力点的电势D.检验电荷呻在力点的电势能比c点的大

8、如图所示，劲度数为幺的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为/〃的物体接触（未连接），弹簧

水平且无形变.用水平力*缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了小，此时物体静止.撤去尸后，物体开始

向左运动，运动的最大距离为4%.物体与水平面间的动摩擦因数为〃，重力加速度为g.则（）

A.撤去尸后，物体先做匀加速运动，再做匀减速运动

B.撤去尸后，物体刚运动时的加速度大小为豆

m

C.物体做匀减速运动的时间为2J旦

丫4g

D.物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为〃〃吆（％-牛）

k

9、如图甲所示，倾角内30。的光滑斜面固定在水平面上，自然伸长的轻质弹簧一端固定在斜面底端的挡板上。一质

量为机的小球，从离弹簧上端一定距离的位置静止释放，接触弹簧后继续向下运动，小球运动的了一，图像如图乙所

示，其中。4段为直线段，4A段是与Q4相切于A点的平滑曲线，HC是平滑曲线，不考虑空气阻力，重力加速度

为g。关于小球的运动过程，下列说法正确的是（）

A.小球在与时刻所受弹簧的弹力等于〃电

B.小球在q时刻的加速度大于;g

C.小球从，c时刻所在的位置由静止释放后，能回到出发点

D.小球从G时刻到，c时刻的过程中，重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量

10、如图所示，游乐场中，从高处A到水面“处有两条长度相等的光滑轨道.甲、乙两小孩沿不同轨道同时从A处自

由滑向B处，下列说法正确的有

B.甲、乙在同一高度的速度大小相等

C.甲、乙在同一时刻总能到达同一高度

D.甲比乙先到达B处

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）某实验小组设计如图甲所示的实验装置测量滑块与木板之间的动摩擦因数：一木板固定在桌面上，一端装

有定滑轮；滑块的左端与穿过打点计时器（未画出）的纸带相连，右端用细线通过定滑轮与托盘连接。在托盘中放入

适量祛码，接通电源，释放滑块，打点计时器在纸带上打出一系列的点。

（1）如图乙为实验中获取的一条纸带：0、1、2、3、4、5、6是选取的计数点，每相邻两计数点间还有4个计时点（图

中未标出），测得计数点间的距离如图所示。已知交流电源的频率为50Hz,根据图中数据计算滑块加速度。

=m/s2,计数点3对应的滑块速度内=m/sc（结果保留两位有效数字）。

⑵滑块、托盘（含祛码）的质量分别用M、机表示，滑块的加速度用。表示，重力加速度为g,则滑块与木板间的动

摩擦因数〃=（用题中字母表示）。

（3）若实验测得的动摩擦因数偏大，主要原因可能是

A.纸带与打点计时器间有摩擦

B.滑轮存在摩擦阻力

C.木板未调节水平，左端偏高

D.未满足M远大于m

12.(12分)如图所示，为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的

质量及小车和硅码的质量对应关系图.钩码的质量为犯，小车和祛码的质量为帆2,重力加速度为g.

(1)下列说法正确的是__________.

A.每次在小车上加减硅码时，应重新平衡摩擦力

B.实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源

C.本实验，"2应远小于"〃

1

D.在用图象探究加速度与质量关系时，应作a和一图象

m2

(2)实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的图象，如图，设图中直线的斜

m2

率为k,在纵轴上的截距为b,则小车与木板间的动摩擦因数〃=一,钩码的质量叫=.

(3)实验中打出的纸带如图所示.相邻计数点间的时间间隔是0.1s,图中长度单位是cm,由此可以算出小车运动的加

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)如图，一固定的水平气缸有一大一小两个同轴圆筒组成，两圆筒中各有一个活塞，已知大活塞的横截面

积为5,小活塞的横截面积为5；两活塞用刚性轻杆连接，间距保持为1,气缸外大气压强为P0,温度为八初始时大

活塞与大圆筒底部相距!，两活塞间封闭气体的温度为2T,活塞在水平向右的拉力作用下处于静止状态，拉力的大小

为尸且保持不变。现气缸内气体温度缓慢下降，活塞缓慢向右移动，忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦，贝人

⑴请列式说明，在大活塞到达两圆筒衔接处前，缸内气体的压强如何变化？

⑵在大活塞到达两圆筒衔接处前的瞬间，缸内封闭气体的温度是多少？

⑶缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时，缸内封闭气体的压强是多少？

14.（16分）如图所示，一定质量的理想气体从状态A开始经过状态B变化到状态C,己知气休在状态C时压强为外,

内能为U。，该理想气体的内能与热力学温度成正比。

（1）求出状态八时气体的压强心和温度

（2）从状态A经过状态B到状态C的过程中，气体是吸热还是放热？求出气体吸收或放出的热量。

0

15.（12分）一容积为片的容器通过细管与一个装有水银的粗细均匀的U形管相连（U形管和细管中的气体体积远小

于容器的容积灯）,U形管的右管与大气相通，大气压为750mmHg。关闭阀门，U形管的左、右管中水银面高度相同,

此时气体温度为300K。现仅对容器内气体进行加热。

①如图所示，当U形管右侧管中的水银面比左侧管中的水银面高"=50mm时，求封闭容器内气体的温度；

②保持①问中的温度不变，打开阀门K缓慢抽出部分气体，当U形管左侧管中的水银面比右侧管中的水银面高50mm

时（水银始终在U形管内），求封闭容器内剩余气体的质量与原来总质量的比值；

③判断在抽气的过程中剩余气体是吸热还是放热，并阐述原因。

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】

A.根据

12

t

tan^=-——=—g

卬2%

得

L2%tan。

g

因为初速度之比为1：2,则运动的时间之比为1：2,故A错误。

B.水平位移

『尸

因为初速度之比为1：2,则水平位移之比为1：4,由

l=>/2x

可知

Z1：/2=1：4

故B错误。

C.根据动能定理

1,12

—mv~=—+mgy

其中产x,则

y=#；+2gy=M+4"tan45

则两球刚落到斜面上时的速度比为1：2,选项C错误;

D.平抛运动某时刻速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，由于落在斜面上，位移

方向相同，则速度方向相同，即两球落到斜面上时的速度与斜面的夹角正切值的比为1：1,故D正确。

故选D。

2、A

【解析】

根据磁感应强度的定义式口==，可得T=三=呼=三，N、Wb不是基本单位，所以A正确

□CAaAn-Ar

3、D

【解析】

A.氢原子从〃=4能级向低能级跃迁时可以辐射出6种频率的光子，其中只有从〃=4能级向〃=3能级跃迁时所辐射出

的光子以及从〃=3能级向〃=2能级跃迁时所辐射出的光子的能量小于从〃=4能级向〃=2能级跃迁时所辐射出的光子的

能量，不能使金属A发生光电效应，故共有4种频率的光能使金属A发生光电效应，故A错误；

B.因为从〃=4能级向〃=5能级跃迁时所需要的能量为

△E=纥一旦=0.31eV

不等于光子能量为0.32CV,故B错误；

C.因为要使处于〃=4能级的氢原子发生电离，所需要的能量只要大于0.85eV就可以，故C错误；

D.由题意可知，金属A的逸出功为255eV,氢原子从〃=4能级向〃=1能级跃迁时所辐射出光子的能量为

的=区-鸟=12.75eV

由爱因斯坦光电效应方程可得最大初动能

线=/w-叱）=10.2eV

故D正确。

故选D。

4、C

【解析】

AB.当入射光的频率大于金属的截止频率时就会有光电子从金属中逸出，发生光电效应现象，并且不需要时间的积累,

瞬间就可以发生。所以AB错误；

CD.根据爱因斯坦的光电效应方程

纥=加一？

对于同一种金属，可知光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的光强无关。所以C正确，D错误。

故选C。

5、D

【解析】

A.比结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项A错误；

B.铀核裂变的核反应方程中，反应物必须有中子，选项B错误：

C.若Uf端Th+X中X质量数为4电荷数为2,为a粒子，核反应类型为a衰变，选项C错误；

D.平均结合能是核子与核子结合成原子核时平均每个核子放出的能量，平均结合能越大的原子核越稳定，平均结合能

小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时出现质量亏损，一定放出核能。故D正确。

故选D。

6、C

【解析】

A.线框在进入磁场过程中，磁通量向里增加，由楞次定律判断知回路产生的电流方向为逆时针，故A错误；

B.线框在进入磁场时，ON段电压是外电压的一部分；线框在离开磁场时，ON段电压是外电压，而两个过程外电压

相等，所以线框在进入与离开磁场的过程中ON段两端电压大小不等，故B错误；

C.线框转动一周过程中产生的热量为

Q=2I2R-=^I2RT

故C正确：

D.设线框转动一周过程中回路的等效电流大小为，则

Q=I,2RT

解得

故D错误。

故选C。

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、CD

【解析】

A.虚线上各点的电场线与虚线不都是垂直的，则虚线不是该电场的一条等势线，选项A错误；

B.因8点的电场线较。点密集，则。点的强度小于8点的强度，选项B错误；

C.正电荷到。点间平均场强比正电荷到8点的平均场强小，则正电荷与。点间电势差小于正电荷与》点间电势差，

可知。点的电势高于方点的电势，选项C正确；

D.通过画出过力点的等势线可知，力点的电势低于c点，则检验电荷-q在8点的电势能比c点的大，选项D正确。

8、BD

【解析】

A.撤去F后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而

减小，弹力先大于滑动摩擦力，后小于滑动摩擦力，则物体向左先做加速运动后做减速运动，随着弹力的减小，合外

力先减小后增大，则加速度先减小后增大，故物体先做变加速运动，再做变减速运动，最后物体离开弹簧后做匀减速

运动，A错误；

B.刚开始时，由牛顿第二定律有：

=ma

解得：a=—/.tg

tn

B正确；

C.由题意知，物体离开弹簧后通过的最大距离为3x。，由牛顿第二定律得：

将此运动看成向右的初速度为零的匀加速运动，贝！J：

3%)=不生产

联立解得：f=粽,C错误；

D.当弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反时，速度速度最大时合力为零，则有

F==kx

解得x二牛,所以物体开始向左运动到速度最大的过程中克服摩擦力做的功为：

K

叱=[img(x0-x)=ping(%-

D正确。

故选BD.

9、BC

【解析】

A.小球在7月时刻速度达到最大，此时弹簧的弹力等于重力沿斜面的分力，则有

F为=mgsin30°=-mg

故A错误；

B.在乙图中，关于A点对称的点可知此时弹簧的弹力为火，由对称性得由对称轴到对称点的弹簧的弹力再变化

0.5mg,故到达C点时弹簧的弹力大于2x0.5〃?g=〃?g,所以弹力大于〃吆，根据牛顿第二定律可知

〃弹一"gsinO=，〃4

解得

1

a>2g

故B正确；

c.整个过程中，弹簧和小球组成的系统，机械能守恒，故从C点释放，小球能到达原来的释放点，故C正确；

D.小球从(时刻到a时刻的过程中，系统机械能守恒，则有重力势能的减小量与动能的减小量等于弹簧弹性势能的

增加量，所以重力势能的减小量小于弹簧弹性势能的增加量，故D错误。

故选BC.

10、BD

【解析】

试题分析：由受力分析及牛顿第二定律可知，甲的切向加速度先比乙的大，后比乙的小，故A错误；由机械能守恒定

律可知，各点的机械能保持不变，高度(重力势能)相等处的动能也相等，故B错误；由甲乙的速度时间图像可知C

错误D正确

考点：牛顿第二定律；机械能守恒定律

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。

m^-(M4-m)a

11、0.50m/s20.26m/s或0.27m/sR=———----------AB

Mg

【解析】

(1)[1]每相邻两计数点间还有4个打点，说明相邻的计数点时间间隔T=O.ls,根据逐差法有

(%+/+/)一(七+七+%)

=0.5m/s2

9T2

[2]根据匀变速直线运动规律知道3点的瞬时速度等于2点到4点的平均速度有

v3=il=0.26m/s

(2)[3]以整个系统为研究对象，根据牛顿第二定律有

mg_/=(M+机”

f=〃Mg

联立解得

，ng-(M+in)a

R=-------------

Mg

(3)[41纸带与打点计时器间的摩擦力和滑轮存在摩擦阻力都会使测得的摩擦力增大，根据

/=

可知，摩擦力增大，故摩擦因数增大。木板未调节水平，左端偏高和未满足M远大于〃，均不会影响摩擦力变大，故

AB正确，CD错误。

故选AB.

b1

12、D--—~0.46

gkgk

【解析】

(1)A.小车与长木板的间的粗糙情况与小车的质量无关，所以在同一个实验中，每次改变小车的质量，不需要平衡摩

擦力。故A错误。

B.实验时应先接通电源，后释放小车。故B错误。

町丸g町g

C.根据牛顿第二定律可得系统的加速度〃=—―,则绳子的拉力2〃2,十班|4班，由此可知钩码的

m.+z1+——

-ni2

质量町远小于小车和祛码的质量〃”时，绳子的拉力才等于钩码的重力。故C错误。

「11

D.由牛顿第二定律可知尸，当E一定是，a与一成正比，所以应作出"--图象。故D正确。

n

m2m2h

1141

(2)根据牛顿第二定律可知町8-4吗8=机2。，结合——0图象可得——=旦+—。，由此可得钩码的质量为

叫团2"4/〃1g

町二」7，小车与木板间的动摩擦因数为〃=二。

gkgk

2

(3)设S]=1.24CT/7,s4=2.62(.777,有公式$4-5]=3〃/2，化简可得4='"J=4区_L^lxlO2用/$2=0.46/77/5

3厂3x0.1-

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。

43F3

13、(1)在大活塞到达两圆筒衔接处前，缸内气体的压强保持不变；(2)§丁；(3)玉；+