2024年高考物理最后一卷（全國新課標(biāo)卷）（全解全析）

2024年高考最后一卷（全國新課標(biāo)卷）物理·全解全析注意事項(xiàng)：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號等填寫在答題卡和試卷指定位置上。2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號。回答非選擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回二、選擇題：本題共8小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第14~18題只有一項(xiàng)符合題目要求，第19~21題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)或不答的得0分。14．如圖所示，在xOy坐標(biāo)系中一質(zhì)量為m的小球繞原點(diǎn)O做順時(shí)針方向圓周運(yùn)動，半徑為R。一束平行光沿x軸正方向照射小球，在處放置一垂直于x軸的足夠大屏幕，觀察到影子在y軸方向上的運(yùn)動滿足。則（??）A．影子做簡諧運(yùn)動，周期為 B．小球做勻速圓周運(yùn)動的向心力為C．，小球坐標(biāo)是 D．，小球速度沿y軸正方向【答案】B【詳解】A．根據(jù)影子在y軸方向運(yùn)動的位移時(shí)間關(guān)系，可知影子做簡諧運(yùn)動，周期，故A錯(cuò)誤；B．由向心力公式，故B正確；C．根據(jù)題中信息可知時(shí)，小球位置坐標(biāo)為，沿y軸正方向運(yùn)動，，即經(jīng)過四分之一個(gè)周期，小球坐標(biāo)是，故C錯(cuò)誤；D．，小球速度沿y軸負(fù)方向，故D錯(cuò)誤。故選B。15．釷基熔鹽核反應(yīng)堆不僅發(fā)電效率高，而且核廢料污染小，具有廣闊的應(yīng)用前景。本身不能直接使用，需經(jīng)過一系列核反應(yīng)后先生成，再衰變生成，利用中子轟擊發(fā)生裂變后釋放核能，其典型產(chǎn)物是和，已知的半衰期為27天，則（）A．裂變反應(yīng)的方程為B．的結(jié)合能大于的結(jié)合能C．大量的經(jīng)過54天后有四分之一發(fā)生了衰變D．發(fā)生的是β衰變【答案】D【詳解】A．發(fā)生裂變反應(yīng)時(shí)要有中子參加反應(yīng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．利用中子轟擊發(fā)生裂變后釋放核能，其產(chǎn)物是和，生成物更穩(wěn)定，比結(jié)合能更大，但是質(zhì)量數(shù)不同無法判斷的結(jié)合能與的結(jié)合能的關(guān)系，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．已知的半衰期為27天，則大量的經(jīng)過54天后有四分之三發(fā)生了衰變，剩下原來的四分之一沒有衰變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．衰變生成的反應(yīng)方程為，則發(fā)生的是β衰變，選項(xiàng)D正確。故選D。16．根據(jù)玻爾的原子理論，可認(rèn)為氫原子的核外電子繞核做勻速圓周運(yùn)動。若處于基態(tài)的氫原子具有的電勢能為，當(dāng)其吸收頻率為的光子時(shí)恰好發(fā)生電離。電子的電荷量為e，質(zhì)量為m，靜電力常量為k，普朗克常量為h。以下說法正確的是（）A．氫原子的核外電子由離核較遠(yuǎn)軌道躍遷到離核較近軌道上時(shí)，原子能量減小B．氫原子處于基態(tài)時(shí)的能量是C．氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)后，核外電子動能增加，電勢能減小D．氫原子處于基態(tài)時(shí)的軌道半徑【答案】A【詳解】A．氫原子的核外電子由離原子核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離原子核較近的軌道上時(shí)，能量減小，減小的能量以光子的形式釋放出來。故A正確；B．為發(fā)生光電效應(yīng)的光子能量，并非氫原子基態(tài)能量。故B錯(cuò)誤；C．氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)后，其運(yùn)動半徑變大，此時(shí)電場力對核外電子做負(fù)功，故電勢能增大，動能減小。故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)光電效應(yīng)逸出功公式可知，因此，電場力提供了電子運(yùn)動時(shí)的向心力，可得，，與之前的公式聯(lián)立可得，故D錯(cuò)誤。故選A。17．如圖甲是國產(chǎn)科幻大片《流浪地球2》中人類在地球同步靜止軌道上建造的空間站，人類通過地面和空間站之間的“太空電梯”往返于天地之間。圖乙是人乘坐“太空電梯”時(shí)由于隨地球自轉(zhuǎn)而需要的向心加速度a與其到地心距離r的關(guān)系圖像，已知為地球半徑，為地球同步衛(wèi)星軌道半徑，下列說法正確的是（）A．地球自轉(zhuǎn)的角速度B．地球同步衛(wèi)星的周期C．上升過程中電梯艙對人的支持力保持不變D．從空間站向艙外自由釋放一物體，物體將做自由落體運(yùn)動【答案】B【詳解】A．根據(jù)，可知圖像中，其斜率為角速度的平方，A錯(cuò)誤；B．由于，解得，故其周期，B正確；C．上升過程中，處于超重狀態(tài)，支持力會變大，C錯(cuò)誤；D．太空中處于失重狀態(tài)，從艙釋放一物體，不會做自由落體運(yùn)動，D錯(cuò)誤。故選B。18．餐桌在中國飲食文化中具有非常重要的意義，它是家庭團(tuán)聚、社會交往和文化傳承的重要平臺。如圖所示為一圓形餐桌，由圓形水平桌面和圓形水平轉(zhuǎn)盤疊合組成，圓心均位于轉(zhuǎn)軸上。轉(zhuǎn)盤邊緣放有一質(zhì)量為m的小碟子隨著轉(zhuǎn)盤角速度由零緩慢增加到某一值（未知）時(shí)，碟子從轉(zhuǎn)盤邊緣滑離，恰好滑到桌子邊緣停下來。已知轉(zhuǎn)盤半徑為R，碟子與轉(zhuǎn)盤間的動摩擦因數(shù)為，碟子與桌面的動摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，忽略碟子大小的影響以及轉(zhuǎn)盤與桌面的落差和縫隙影響，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，下列說法正確的是（）A．的值為B．轉(zhuǎn)盤對碟子做功為C．桌面半徑是轉(zhuǎn)盤半徑的倍D．碟子在桌面上運(yùn)動過程中受桌面摩擦力的沖量大小為【答案】D【詳解】A．碟子恰好滑動時(shí)，解得，故A錯(cuò)誤；B．轉(zhuǎn)盤對碟子做功，故B錯(cuò)誤；C．如圖，碟子沿切線飛出，之后在桌面上做勻減速直線運(yùn)動，解得，故C錯(cuò)誤；D．碟子在桌面運(yùn)動過程中受摩擦力沖量大小，故D正確。故選D。19．如圖1所示，河南小將冀高星與隊(duì)友奪得杭州亞運(yùn)會男子八人單槳有舵手賽艇項(xiàng)目冠軍。若在決賽中賽艇達(dá)到某一速度后，在相鄰兩個(gè)劃槳周期T內(nèi)的加速度a與時(shí)間t的圖像如圖2所示，賽艇前進(jìn)方向?yàn)檎较?，圖2中，賽艇（含選手）總質(zhì)量為m，這兩個(gè)劃槳周期內(nèi)的運(yùn)動視為直線運(yùn)動，則（）A．第一個(gè)劃槳周期后賽艇的動量方向與正方向相同B．經(jīng)過相鄰兩個(gè)劃槳周期后速度變化量為C．該相鄰兩個(gè)劃槳周期內(nèi)合外力的總沖量為D．該相鄰兩個(gè)劃槳周期內(nèi)的位移差大小為【答案】ABD【詳解】A．由a-t圖像面積的物理意義為速度的變化量可知，第一個(gè)劃槳周期速度增量為，故第一個(gè)劃槳周期后賽艇的動量方向與正方向相同，故A正確；B．經(jīng)過連續(xù)兩個(gè)劃槳周期速度增量為，即經(jīng)過連續(xù)兩個(gè)劃槳周期后速度比初始速度增加，故B正確；C．每個(gè)劃槳周期內(nèi)合外力的沖量為為，所以相鄰兩個(gè)劃槳周期內(nèi)合外力的沖量為，故C錯(cuò)誤；D．作出連續(xù)兩個(gè)劃槳周期的v-t圖像如圖所示由v-t圖像面積的物理意義為位移可知，該相鄰兩個(gè)劃槳周期的位移增量為圖中陰影部分為，故D正確。故選ABD。20．如圖所示，豎直放置的導(dǎo)熱良好的汽缸由橫截面面積不同的上、下兩部分組成，上半部分的橫截面面積為，下半部分的橫截面面積為，上半部分的汽缸內(nèi)有一個(gè)質(zhì)量為的活塞A，下半部分的汽缸內(nèi)有一個(gè)質(zhì)量為的活塞B，兩個(gè)活塞之間用一根長為的輕質(zhì)細(xì)桿連接，兩個(gè)活塞之間封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，兩活塞可在汽缸內(nèi)無摩擦滑動而不漏氣。初始時(shí)，兩活塞均處于靜止?fàn)顟B(tài)，缸內(nèi)封閉氣體溫度為，兩活塞到汽缸粗細(xì)部分交接處的距離均為，重力加速度為，環(huán)境大氣壓強(qiáng)為，則下列說法正確的是（）A．初始時(shí)，汽缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)為B．初始時(shí)，細(xì)桿對活塞B的作用力大小為C．若汽缸內(nèi)密封氣體溫度緩慢降低到，則兩活塞向下移動的距離為D．若汽缸內(nèi)密封氣體溫度緩慢升高到，則缸內(nèi)氣體對外做功為【答案】BD【詳解】A．設(shè)初始時(shí)?內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為，則兩活塞受力平衡有，解得，A錯(cuò)誤；B．對活塞受力分析有，解得，B正確；C．若汽缸內(nèi)密封氣體溫度緩慢降低到，氣體發(fā)生等壓變化，則有，解得，設(shè)兩活塞向下移動的距離為，則有，解得，C錯(cuò)誤；D．若汽缸內(nèi)密封氣體溫度緩慢升高到，氣體發(fā)生等壓變化有，解得，汽缸內(nèi)等壓膨脹對外做功為，D正確。故選BD。21．如圖所示，邊長為2d的正方形OPNQ區(qū)域中，存在沿OQ方向、大小為E的勻強(qiáng)電場，電場的周圍分布著垂直紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，OQ方向?yàn)閥軸正向，OP方向?yàn)閤軸正向建立直角坐標(biāo)系，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從OP的中點(diǎn)A以平行于y軸正方向的某一初速度v0第一次進(jìn)入電場，離開電場后從P點(diǎn)第二次進(jìn)入電場，在電場的作用下從Q點(diǎn)第二次離開電場。不計(jì)粒子重力，下列說法正確的是（）A．帶電粒子第二次進(jìn)入電場前，在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為2.5dB．帶電粒子第二次進(jìn)入電場時(shí)速度與x軸正向的夾角為37°C．粒子的初速度D．粒子第二次進(jìn)入磁場的半徑為【答案】ACD【詳解】A．根據(jù)題意作出示意圖，如圖所示設(shè)粒子第一次經(jīng)電場加速后進(jìn)入磁場的速度大小為，在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為，粒子從點(diǎn)第二次進(jìn)入電場時(shí)速度的方向與軸負(fù)方向的夾角為，第二次在電場中運(yùn)動的時(shí)間為，則由動能定理得，在磁場中，由幾何關(guān)系得，解得，故A正確；B．結(jié)合上述，根據(jù)幾何關(guān)系有，，可知與軸負(fù)方向的夾角為，與正向夾角為，故B錯(cuò)誤；C．從點(diǎn)第二次進(jìn)入電場后，在電場中運(yùn)動時(shí)，由運(yùn)動學(xué)公式得，，第一次在電場中運(yùn)動有，聯(lián)立可得，故C正確；D．結(jié)合上述，粒子從點(diǎn)離開電場時(shí)，速度大小為，粒子在磁場中有，解得，故D正確。故選ACD。三、非選擇題：共62分。22．（6分）7．冰墩墩小巧玲瓏可愛，某同學(xué)用如圖所示裝置確定冰墩墩重心位置，實(shí)驗(yàn)如下：將冰墩墩用不可伸長的長長的細(xì)線固定在豎直平面內(nèi)的O點(diǎn)，O點(diǎn)有拉力傳感器，將拉力傳感器與計(jì)算機(jī)相連接。（重力加速度為g）（1）先讓冰墩墩做小角度擺動，計(jì)算機(jī)顯示曲線如圖甲所示，冰墩墩的周期為；（2）將寬度為d的遮光條固定在冰墩墩的下方，當(dāng)冰墩墩靜止時(shí)，在冰墩墩下方的遮光條處安裝有光電門（圖中未畫出），將冰墩墩拉起到不同位置由靜止釋放，測出遮光條經(jīng)過光電門的擋光時(shí)間。（3）改變冰墩墩釋放的位置，測得多組力傳感器的示數(shù)F和擋光時(shí)間，畫出圖像，如圖乙所示。已知該圖線的斜率為k，縱截距為c，則冰墩墩的質(zhì)量為，冰墩墩的重心位置到懸掛點(diǎn)O的距離為?！敬鸢浮浚?）（3）【詳解】（1）根據(jù)圖甲，冰墩墩的周期為（3）遮光條經(jīng)過光電門的速度，根據(jù)牛頓第二定律，聯(lián)立得，可知，c=mg，得冰墩墩的質(zhì)量為，冰墩墩的重心位置到懸掛點(diǎn)O的距離為。23．（12分）某小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路同時(shí)測量電壓表內(nèi)阻與定值電阻的阻值?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)器材如下：A．待測電壓表（量程，未知）B．待測電阻（約為1000Ω）C．滑動變阻器（）D．滑動變阻器（）E.電阻箱（）F.電阻箱（）G.電源（電動勢為3V，內(nèi)阻不計(jì)）；H.開關(guān)，導(dǎo)線若干。(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路，為盡可能精確測量，滑動變阻器應(yīng)該選用，電阻箱應(yīng)該選用。（填器材前字母序號）(2)該小組選定實(shí)驗(yàn)器材后進(jìn)行了如下操作：①先將電阻箱R調(diào)至零，先后閉合開關(guān)S2，S1，調(diào)節(jié)至電壓表讀數(shù)恰好如圖乙所示，此時(shí)電壓表示數(shù)為V；②斷開開關(guān)S2；③調(diào)節(jié)電阻箱R，記錄此時(shí)電壓表示數(shù)U與電阻箱示數(shù)R；④多次改變電阻箱R阻值，重復(fù)步驟③；⑤根據(jù)圖像法科學(xué)分析、計(jì)算結(jié)果。(3)該小組同學(xué)根據(jù)所測數(shù)據(jù)作出圖像如圖丙所示，根據(jù)該圖像可計(jì)算出電壓表內(nèi)阻kΩ，待測電阻kΩ?！敬鸢浮?1)CF(2)2.40(3)3.01.0【詳解】（1）由題圖可知，電路的控制電路采用的是分壓式接法，為保證誤差盡可能的小，選用總阻值小的滑動變阻器。故選C。電阻箱要能夠調(diào)節(jié)電路中的電流，而待測電阻的阻值約為1000Ω，所以其電阻箱的阻值應(yīng)該大一些，即應(yīng)該為。故選F。（2）量程為3V的電壓表最小分?jǐn)?shù)值為0.1V，所以其讀數(shù)為。（3）由歐姆定律，電壓表示數(shù)U與電阻箱阻值R關(guān)系，有，整理有，結(jié)合題圖可知，對于圖像，有，，解得，24．（10分）如圖甲所示，滑梯是一種有趣的娛樂設(shè)施，可以簡化為如圖乙所示的圓弧形滑道，其在豎直面內(nèi)的半徑，過A點(diǎn)的切線與豎直方向的夾角為30°。一質(zhì)量的小孩（可視為質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)由靜止開始下滑，利用速度傳感器測得小孩到達(dá)圓弧最低點(diǎn)B（切線水平）時(shí)的速度大小為，g取。（1）求小孩在B點(diǎn)時(shí)，滑梯對小孩的支持力和在下滑過程中損失的機(jī)械能；（2）若用外力將小孩緩慢從B點(diǎn)推到A點(diǎn)，設(shè)摩擦阻力大小恒為重力的倍，求外力做的功?！敬鸢浮浚?），方向豎直向上；；（2）【詳解】（1）小孩在B點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律有解得方向豎直向上。根據(jù)題意可知，小孩在下滑過程中損失的機(jī)械能代入數(shù)據(jù)解得（2）根據(jù)題意，設(shè)外力做的功為，由動能定理有代入數(shù)據(jù)解得25．（14分）如圖甲，平行板電容器兩極板M、N的間距為d，M板接地（電勢為零），時(shí)一帶正電的粒子沿兩板中心線PQ以某一速度進(jìn)入極板，當(dāng)N板電勢為零時(shí)，粒子從平行板右端中間Q點(diǎn)飛出，在極板間運(yùn)動時(shí)間為T，當(dāng)N板電勢為時(shí)，粒子恰從M板右端邊緣飛出。忽略邊界效應(yīng)，板間的場強(qiáng)為勻強(qiáng)電場，不計(jì)粒子重力。（1）求粒子的比荷；（2）若N板電勢隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，粒子恰從平行板右端中間Q點(diǎn)飛出，求k的值及的最大值?！敬鸢浮浚?）；（2）3，【詳解】（1）根據(jù)題意，當(dāng)N板電勢為0時(shí)，粒子沿著兩板中線做勻速直線運(yùn)動，當(dāng)N板電勢為時(shí)粒子在M、N板間做類平拋運(yùn)動，設(shè)其在垂直M、N板的方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的加速度為，則有其中聯(lián)立解得（2）粒子從的過程中，豎直向上做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動，設(shè)其加速度大小為，加速結(jié)束時(shí)的末速度大小為，則有由于粒子水平方向上所受合外力為零，因此水平方向上始終做勻速直線運(yùn)動，穿過平行板電容器的時(shí)間為，因此可知，在時(shí)間內(nèi)粒子在豎直方向上先做勻減速直線運(yùn)動，后做勻加速直線運(yùn)動，設(shè)加速度大小為，粒子從Q點(diǎn)離開平行板時(shí)豎直方向的末速度大小為，則有兩個(gè)階段粒子在豎直方向上發(fā)生的位移大小相等、方向相反，因此有聯(lián)立可得，根據(jù)牛頓第二定律有，由此可知當(dāng)最大時(shí)，粒子在豎直方向速度減為0時(shí)恰好達(dá)到上極板，則豎直方向加速時(shí)的位移豎直方向減速到0時(shí)的位移豎直方向的總位移聯(lián)立解得而根據(jù)（1）中可得解得因此可知26．（20分）如圖所示，水平面內(nèi)足夠長的兩光滑平行金屬直導(dǎo)軌，左側(cè)有電動勢E＝36V的直流電源、C＝0.1F的電容器和R＝0.05的定值電阻組成的圖示電路。右端和兩半徑r＝0.45m的豎直面內(nèi)光滑圓弧軌道在PQ處平滑連接，PQ與直導(dǎo)軌垂直，軌道僅在PQ左側(cè)空間存在豎直向上，大小為B＝1T的勻強(qiáng)磁場。將質(zhì)量為、電阻為的金屬棒M靜置在水平直導(dǎo)軌上，圖中棒長和導(dǎo)軌間距均為L＝1m，M距R足夠