河北省2024年高考物理壓軸卷含解析

PAGE14-河北省2024年高考物理壓軸卷（含解析）一、單選題（每題4分，共24分）1．物塊B套在傾斜桿上，并用輕繩與物塊A相連，今使物塊B沿桿由點M勻速下滑到N點，運動中連接A、B的輕繩始終保持繃緊狀態(tài)，在下滑過程中，下列說法正確的是（）A．物塊A的速度先變大后變小B．繩上的拉力先大于物體A的重力，再小于物體A的重力C．物塊A先處于超重狀態(tài)再處于失重狀態(tài)D．物塊A始終處于超重狀態(tài)2．兩根通電的長直導(dǎo)線平行放置，電流大小，電流的方向如圖所示，在與導(dǎo)線垂直的平面上有a、b、c、d四點，其中a、b在導(dǎo)線橫截面連接的延長線上，c、d在導(dǎo)線橫截面連接的垂直平分線上。則導(dǎo)體中的電流在這四點產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為零的是（）A．a(chǎn)點B．b點C．c點D．d點3．當(dāng)氫原子從的能級躍遷到的能級時，輻射出光子a；當(dāng)氫原子從的能級躍遷到的能級時，輻射出光子b，則下列說法正確的是（）A．光子a的能量大于光子b的能量 B．光子a的波長大于光子b的波長C．光子a的頻率小于光子b的頻率 D．光子a、b都是實物粒子，不具有波動性4．一列簡諧橫波沿x軸正方向傳播，波速。已知坐標(biāo)原點處質(zhì)點的振動圖像如圖所示，在選項的四幅圖中，能夠正確表示時波形的是（）A． B．C． D．5．如圖所示，在傾角為30°的斜面上的P點釘有一光滑小鐵釘，以P點所在水平虛線將斜面一分為二，上部光滑，下部粗糙。一繩長為3R輕繩一端系與斜面O點，另一端系一質(zhì)量為m的小球，現(xiàn)將輕繩拉直小球從A點由靜止釋放，小球恰好能第一次通過圓周運動的最高點B點，已知OA與斜面底邊平行，OP距離為2R，且與斜面底邊垂直，則小球從A到B的運動過程中（）A．合外力做功B．重力做功C．克服摩擦力做功D．機(jī)械能削減6．碰碰車是大人和小孩都喜愛的消遣活動。游樂場上，大人和小孩各駕著一輛碰碰車迎面相撞，碰撞前后兩人的位移-時間圖象（圖象）如圖所示。已知小孩的質(zhì)量為，大人的質(zhì)量為，碰碰車質(zhì)量相同，碰撞時間極短。說法正確的是（）A．碰撞前后小孩的運動方向沒有變更B．碰碰車的質(zhì)量為C．碰撞過程中小孩和其駕駛的碰碰車受到的總沖量大小為D．碰撞過程中損失的機(jī)械能為二、多選題（每題6分，共24分。選對但不全得3分，選錯得0分）7．2024年7月23日“天問一號”火星探測器勝利放射，開啟了火星探測之旅，邁出了我國行星探測第一步.“天問一號”將完成“繞、落、巡”系列步驟.假設(shè)在著陸前，“天問一號”距火星表面高度為h，繞火星做周期為T的勻速圓周運動，已知火星半徑為R，引力常量為G，下列說法正確的是（）A．火星的平均密度為B．“天問一號”圓周運動的角速度大小為C．火星表面重力加速度為D．“天問一號”圓周運動的線速度大小為8．如圖，一志向變壓器原，副線圈的匝數(shù)分別為n1，n2.原線圈通過一志向電流表接正弦溝通電源，一個二極管和阻值為R的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端．假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大，用溝通電壓表測得a，b端和c，d端的電壓分別為Uab和Ucd，則()A．Uab∶Ucd＝n1∶n2B．增大負(fù)載電阻的阻值R，電流表的讀數(shù)變小C．負(fù)載電阻的阻值越小，cd間的電壓Ucd越大D．將二極管短路，電流表的讀數(shù)加倍9．如圖所示為質(zhì)譜儀的原理圖，、兩個離子從離子源“飄”出，無初速地進(jìn)入加速電場，加速后從點進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后分別打在熒光屏上的點和點，不計離子的重力及離子間的相互作用，則下列推斷正確的是（）A．兩個離子肯定都帶正電B．若兩個離子的質(zhì)量相等，則的帶電量大于的帶電量C．若兩個離子的帶電量相等，則的質(zhì)量大于的質(zhì)量D．若，則，兩離子的比荷之比為10．如圖所示，邊長為l的正方形四個頂點a、b、c、d分別放置一個點電荷，M、N為db延長線上兩點，MRN和MPN是由M到N的兩條不同路徑。a、b、c三處電荷的電荷量為q（q>0），b處電荷受到的靜電力為（k為靜電力常量），方向由b指向N。則（）A．d處電荷的電荷量為-qB．M點的電勢比N點的電勢高C．正方形中心O處的電場方向從b指向dD．將一點電荷分別沿路徑MRN和MPN由M移到N過程中，靜電力做功相等三、非選擇題，共52分。11~14題為必考題，15~16題為選考題。11．（6分）用如圖甲所示裝置探討平拋運動，將白紙和復(fù)寫紙對齊重疊并固定在豎直的硬板上，鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點水平飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時，鋼球側(cè)面會在白紙上擠壓出一個痕跡點。移動擋板，重新釋放鋼球，如此重復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點。(1)下列試驗條件必需滿意的有____________；A．斜槽軌道光滑B．斜槽軌道末段水平C．擋板高度等間距變更D．每次從斜槽上相同的位置無初速度釋放鋼球(2)為定量探討，建立以水平方向為x軸、豎直方向為y軸的坐標(biāo)系。a．取平拋運動的起始點為坐標(biāo)原點，將鋼球靜置于Q點，鋼球的________（選填“最上端”、“最下端”或者“球心”）對應(yīng)白紙上的位置即為原點；b．若遺漏記錄平拋軌跡的起始點，也可按下述方法處理數(shù)據(jù)：如圖乙所示，在軌跡上取A、B、C三點，AB和BC的水平間距相等且均為x，測得AB和BC的豎直間距分別是y1和y2，則______（選填“>”、“=”或者“<”）。可求得鋼球平拋的初速度大小為______（已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，結(jié)果用上述字母表示）。12．（9分）某同學(xué)想將滿偏電流Ig=100μA、內(nèi)阻未知的微安表改裝成電壓表．（1）該同學(xué)設(shè)計了圖甲所示電路測量該微安表的內(nèi)阻，所用電源的電動勢為4V．請幫助該同學(xué)按圖甲所示電路完成實物圖乙的連接______．（2）該同學(xué)先閉合開關(guān)S1，調(diào)整R2的阻值，使微安表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；保持開關(guān)S1閉合，再閉合開關(guān)S2，保持R2的阻值不變，調(diào)整R1的阻值，當(dāng)微安表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的時，R1的阻值如圖丙所示，則該微安表內(nèi)阻的測量值Rg=_____Ω，該測量值_____（填“大于”“等于”或“小于”）真實值．（3）若要將該微安表改裝成量程為1V的電壓表，需_____（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）阻值R0=_____Ω的電阻．13．（12分）如圖所示，絕緣水平面上有三個寬度都為L的區(qū)域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，區(qū)域I內(nèi)有豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。用粗細(xì)勻稱的電阻絲制成邊長為L的單匝金屬線框，線框總電阻為R，質(zhì)量為，線框制作平整，與水平面貼合良好，除區(qū)域Ⅲ內(nèi)水平面與線框間有恒定的動摩擦因數(shù)外，其余部分光滑，線框以初速度進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，最終線框中心對稱線恰好停在處。已知重力加速度為g。(1)求線框剛好完全進(jìn)入?yún)^(qū)域I時的速度大??；(2)求區(qū)域Ⅲ與線框間的動摩擦因數(shù)；(3)換用始終徑為L，電阻也為R的圓形線框，線框在外力F作用下以速度v勻速穿過區(qū)域I，求整個過程F對線框的沖量大小。14．（16分）如圖所示，一個傾角、長的光滑傾斜軌道固定在水平地面上，傾斜軌道底部通過一段很小的光滑圓弧與靜止在水平地面上、質(zhì)量為的薄木板B平滑連接（不拴接），薄木板左側(cè)某處靜止著一質(zhì)量為的薄木板C，B、C等高。現(xiàn)讓質(zhì)量為的小物塊（可以視為質(zhì)點），從傾斜軌道頂端由靜止滑下，物塊A滑上薄木板B后，B起先向左運動，當(dāng)A滑到B的左端時，A、B速度剛好相等，且B、C剛好發(fā)生碰撞，碰撞過程中無機(jī)械能損失且碰撞時間極短。已知A與B、C間的動摩擦因數(shù)均為，B、C與地面間的動摩擦因數(shù)均為，重力加速度大小。求：(1)小物塊A到達(dá)傾斜軌道底部時的速度大小和在傾斜軌道上運動的時間；(2)起先時B、C之間的距離；(3)整個運動過程中，薄木板B和地面間因摩擦產(chǎn)生的熱量。選考題：兩道題中任選一道作答，多答按首題計分。15．（9分）土衛(wèi)六是太陽系唯一擁有穩(wěn)定大氣的衛(wèi)星，又被稱為泰坦星。已知土衛(wèi)六表面的平均溫度約為－173℃，土衛(wèi)六表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的?，F(xiàn)將肯定質(zhì)量的志向氣體用可自由移動的質(zhì)量不計的活塞密封在導(dǎo)熱性能良好的氣缸內(nèi)，將氣缸開口向上放置在地球表面的水平面上，穩(wěn)定時缸內(nèi)氣體的高度為，已知地球上外界溫度恒為27℃、外界大氣壓恒為：假如將質(zhì)量為的砝碼放在活塞上，再次平衡時，活塞下降的高度為，地球表面的重力加速度為。忽視一切摩擦。(1)活塞的橫截面積應(yīng)為多大？(2)若將其次次處于平衡狀態(tài)的氣缸移到土衛(wèi)六上，將氣缸開口向上放置，當(dāng)再次平衡時，活塞又下降了，則土衛(wèi)六表面大氣壓與地球表面大氣壓之比為多少？16．（9分）如圖所示橫截面為直角三角形的玻璃磚，面鍍有反光膜，邊長為d，，一束光線經(jīng)面上的D點垂直射入玻璃磚，已知C、D兩點間的距離為，玻璃磚對光的折射率，真空中的光速為C。(1)畫出光在玻璃磚中傳播的光路圖；(2)計算光在玻璃磚中的傳播時間t。參考答案1．【答案】D【解析】將B的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向，如圖：依據(jù)平行四邊形定則，沿繩子方向的速度為可知在增大到的過程中，A的速度方向向下，且漸漸減?。挥蓤D可知，當(dāng)B到達(dá)P點時，B與滑輪之間的距離最短，，A的速度等于0，隨后A向上運動，且速度增大所以在B沿桿由點M勻速下滑到N點的過程中，A的速度先向下減小，然后向上增大，故A錯誤；物體A向下做減速運動和向上做加速運動的過程中，加速度的方向都向上，所以A始終處于超重狀態(tài)，繩上的拉力始終大于物體A的重力，故D正確，BC錯誤。2．【答案】B【解析】依據(jù)安培定則可以推斷出在兩電流在四點的磁場方向如圖所示依據(jù)安培定則可知兩電流在a點的磁場方向相反，由于又a點離I1近，所以故在a點磁感應(yīng)強(qiáng)度不行能為0，故A錯誤；依據(jù)安培定則可知兩電流在b點的磁場方向相反，由于，又b點離I2近，所以有可能出現(xiàn)。故在b點磁感應(yīng)強(qiáng)度可能為0，故B正確；依據(jù)安培定則可知兩電流在c、d兩點的磁場方向如圖所示，兩磁場方向有肯定夾角，故c、d兩點的磁感應(yīng)強(qiáng)度不行能為0，故CD錯誤。3．【答案】A【解析】與的能級差大于與的能級差，依據(jù)，光子a的能量大于光子b的能量﹐光子a的頻率大于光子b的頻率，光子a的波長小于光子b的波長，故A正確，B、C錯誤；光子a、b不是實物粒子，具有波粒二象性，故D錯誤。4．【答案】D【解析】分析各個選項的圖像可知，A選項中，坐標(biāo)原點處的質(zhì)點處在y軸上方且向上振動；B選項中，質(zhì)點處在y軸上方，正向下振動；C選項中，質(zhì)點處在y軸下方，正向下振動；D選項中，質(zhì)點處在y軸下方，正向上振動；依據(jù)坐標(biāo)原點處質(zhì)點的振動圖像可知：時該點在y軸下方且向上振動。依據(jù)波動規(guī)律可知，D正確，ABC錯誤5．【答案】D【解析】以小球為探討的對象，則小球恰好能第一次通過圓周運動的最高點B點時，繩子的拉力為0，小球受到重力與斜面的支持力，重力沿斜面對下的分力恰好通過向心力，則有解得，小球從A到B的運動過程中，合外力做功等于動能的增加，合外力做功為故A錯誤；小球從A到B的運動過程中，重力做功為故B錯誤；小球從A到B的運動過程中，設(shè)摩擦力做功為，依據(jù)動能定理可得解得即物體克服摩擦力做功為，故C錯誤；由于物體克服摩擦力做功為，依據(jù)功能關(guān)系可知機(jī)械能損失為，故D正確；故選D。6．【答案】D【解析】規(guī)定小孩初始運動方向為正方向，由圖可知，碰后兩車一起向反方向運動，故碰撞前后小孩的運動方向發(fā)生了變更，故A錯誤；由圖可知，碰前瞬間小孩的速度為，大人的速度為，碰后兩人的共同速度為，設(shè)碰碰車的質(zhì)量為，由動量守恒定律有；解得故B錯誤；碰前小孩與其駕駛的碰碰車的總動量為；碰后總動量為；由動量定理可知碰撞過程中小孩和其駕駛的碰碰車受到的總沖量為；故其大小為，故C錯誤；由能量守恒定律可得碰撞過程中損失的機(jī)械能為；故D正確。7．【答案】BD【解析】“天問一號”距火星表面高度為h，繞火星做周期為T的勻速圓周運動,解得火星的平均密度為，故A錯誤；“天問一號”圓周運動的角速度大小為故B正確；依據(jù)，解得：故C錯誤；D．“天問一號”圓周運動的線速度大小為故D正確；8．【答案】BD【解析】假設(shè)副線圈兩端電壓的有效值為U2，依據(jù)志向變壓器的電壓與匝數(shù)成正比，即有：Uab：U2=n1：n2；而因二極管的單向?qū)щ娦裕琧d間電壓的有效值并不等于副線圈兩端的電壓有效值，所以Uab：Ucd不等于n1：n2；，故A錯誤；副線圈兩段的電壓依靠于輸入電壓和匝數(shù)，所以副線圈兩端的電壓不變，電阻增大，則電流減小，副線圈的功率減小，最終使得輸入功率減小，而輸入電壓不變，最終使得電流減小，所以電流表的示數(shù)減小，故B正確；cd間的電壓由原線圈的輸入電壓以及原、副線圈的匝數(shù)比有關(guān)，與負(fù)載電阻無關(guān)，所以cd間的電壓Ucd不會隨著負(fù)載電阻變更，故C錯誤；假設(shè)副線圈兩端交變電壓的峰值為Um，副線圈回路的電流峰值為Im，則二極管短路前有：副線圈兩端電壓的有效值，由計算電阻R的電能得：，求得。副線圈回路電流的有效值，由W=I2Rt計算電阻R的電能得：，求得．則二極管短路后有：cd兩端電壓等于副線圈兩端電壓，即，流經(jīng)定值電阻R的電流．則P′cd=U′cdI′cd=。所以P′cd=2Pcd．由于志向變壓器原線圈上的功率與副線圈的相等，而原線圈上的電壓有效值不變，所以二極管短路后的電流表讀數(shù)是二極管短路前的2倍，故D正確。故選BD9．【答案】ACD【解析】依據(jù)離子在磁場中的運動，結(jié)合左手定則可知，兩個離子肯定帶正電，A項正確；依據(jù)動能定理；離子在磁場中運動的半徑；由圖可知，離子運動的半徑大，若兩個離子的質(zhì)量相等，則的帶電量小于的帶電量，若兩個離子的帶電量相等，則的質(zhì)量大于的質(zhì)量，B項錯誤、C項正確；若，即由前面關(guān)系可解得、離子比荷之比為，則D正確。10．【答案】ACD【解析】a、c處電荷對b處電荷的作用力為；所以d處電荷對b處電荷的作用力為；解得；A正確；因為N點更靠近正電荷，所以M點的電勢比N點的電勢低，B錯誤；a、c兩處電荷在中心O處的電場為零，b、d兩處電荷在中心O處的電場方向從b指向d，C正確；靜電力做功與路徑無關(guān)，所以將一點電荷分別沿路徑MRN和MPN由M移到N過程中，靜電力做功相等。D正確。11．【答案】BD球心>【解析】(1)[1]通過步驟理解試驗原理和方法，限制試驗條件，確保平拋的初速度大小肯定、方向水平，只要無初速度等高點釋放，由動能定理知道，到斜槽末端速度大小肯定，和斜槽是否光滑無關(guān)；為了描出運動軌跡，和擋板是否豎直等間距移動無關(guān)，故選BD。(2)[2]為了凸顯探討質(zhì)點的運動，應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)球心，所以選球心為原點；[3]由水平間距相等，知道時間等時，在豎直方向勻變速，若初速度為零，豎直間距的比值應(yīng)當(dāng)是1：3：5，而A點不是拋出點，比值應(yīng)當(dāng)更大，填寫“>”；[4]由；可得12．【答案】如圖所示142；小于串聯(lián)9858【解析】（1）實物連線如圖所示；（2）由電路圖可知，當(dāng)微安表的讀數(shù)偏轉(zhuǎn)到2Ig/3時，通過電阻箱的電流為Ig/3，則電阻箱的阻值等于微安表內(nèi)阻的2倍，由圖可知電阻箱的讀數(shù)為284Ω，則微安表的內(nèi)阻為142Ω；閉合S2后，電路總電阻變小，電路總電流變大，通過電阻箱的電流大于Ig/3，則該試驗測出的電表內(nèi)阻偏??；（3）若要將該微安表改裝成量程為1V的電壓表，需串聯(lián)阻值的電阻，13．【答案】(1)；(2)；(3)【解析】(1)設(shè)線框剛好完全進(jìn)入?yún)^(qū)域I時的速度大小為，進(jìn)入過程線框內(nèi)的平均電流為，進(jìn)入時間為，依據(jù)動量定理有；依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有；回路電流；；解得(2)線框出磁場的過程，邊受向左的安培力，仍舊在安培力的作用下做減速運動，同理可得線框完全出磁場時速度為；設(shè)線框和區(qū)域Ⅲ水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，線框進(jìn)入?yún)^(qū)域Ⅲ后邊受到的恒定摩擦力為；邊和邊受到的摩擦力漸漸增大，平均摩擦力大小為；依據(jù)動能定理有；解得(3)對圓形線框一半進(jìn)入磁場過程有