河南省許昌市示范中學2024屆高考壓軸卷物理試卷含解析

河南省許昌市示范中學2024屆高考壓軸卷物理試卷

注意事項：

1.答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號、考場號和座位號填寫在試題卷和答題卡上。用2B鉛筆將試卷類型（B）

填涂在答題卡相應位置上。將條形碼粘貼在答題卡右上角"條形碼粘貼處”。

2.作答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目選項的答案信息點涂黑；如需改動，用橡皮擦

干凈后，再選涂其他答案。答案不能答在試題卷上。

3.非選擇題必須用黑色字跡的鋼筆或簽字筆作答，答案必須寫在答題卡各題目指定區(qū)域內(nèi)相應位置上；如需改動，先

劃掉原來的答案，然后再寫上新答案；不準使用鉛筆和涂改液。不按以上要求作答無效。

4.考生必須保證答題卡的整潔?？荚嚱Y(jié)束后，請將木試卷和答題卡一并交回。

一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。

1、如圖，傾角為a=45。的斜面A8C固定在水平面上，質(zhì)量為〃，的小球從頂點A先后以初速度也）和2網(wǎng)向左水平拋出,

分別落在斜面上的凸、尸2點，經(jīng)歷的時間分別為dti;A點與乃、乃與P2之間的距離分別為L和〃，不計空氣阻力

影響。下列說法正確的是（）

B.Zi：/2=1：2

C.兩球剛落到斜面上時的速度比為1：4

D.兩球落到斜面上時的速度與斜面的夾角正切值的比為1：1

2、物理學中用磁感應強度3表征磁場的強弱，磁感應強度的單位用國際單位制（SI）中的基本單位可表示為（）

B,￡D.除

3、氫原子的能級圖如圖所示，有一群處于〃=4能級的氫原子，若氫原子從〃=4能級向〃=2能級躍遷時所輻射出的光

恰能使某種金屬A發(fā)生光電效應，則下列說法中正確的是（）

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

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

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

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

A.這群氫原子輻射出的光中共有3種頻率的光能使金屬A發(fā)生光電效應

B.如果輻射進來能量為0.32eV的光子，可以使氫原子從〃=4能級向〃=5能級躍遷

C.如果輻射進來能量為1.32eV的光子，不可以使處于n=4能級的氫原子發(fā)生電離

D.用氫原子從〃=4能級向〃=1能級沃遷時輻射出的光照射金屬A,所產(chǎn)生的光電子的最大初動能為10.2eV

4、硅光電池是一種直接把光能轉(zhuǎn)換成電能的半導體器件，它的工作原理與光電效應類似：當光照射硅光電池，回路里

就會產(chǎn)生電流。關于光電效應，下列說法正確的是（）

A.任意頻率的光照射到金屬上，只要光照時間足夠長就能產(chǎn)生光電流

B.只要吸收了光子能量，電子一定能從金屬表面逸出

C.逸出的光電子的最大初動能與入射光的頻率有關

D.超過截止頻率的入射光光強越強，所產(chǎn)生的光電子的最大初動能就越大

5、關于近代物理的知識，下列說法正確的有（）

A.結(jié)合能越大，原子核內(nèi)核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定

B.鈾核裂變的一種核反應方程為*Ba+腎Kr+2（；n

c.2北Uf2*rh+x中X為中子，核反應類型為P衰變

D.平均結(jié)合能小的原子核結(jié)合成或分解成平均結(jié)合能大的原子核時一定放出核能

6、如圖所示，由均勻?qū)Ь€繞成的直角扇形導線框OMN繞。點在豎直面內(nèi)從勻強磁場邊界逆時針勻速轉(zhuǎn)動，周期為T,

磁場的方向垂直于紙面向里，線框電阻為K,線框在進入磁場過程中回路的電流強度大小為/,則（）

XXXX

XXXX

。力.

A.線框在進入磁場過程中回路產(chǎn)生的電流方向為順時針

B.線框在進入與離開磁場的過程中ON段兩端電壓大小相等

C.線框轉(zhuǎn)動一周過程中產(chǎn)生的熱量為1-左7

2

D.線框轉(zhuǎn)動一周過程中回路的等效電流大小為,

2

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。

全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

7、如圖所示，實線為正電荷與接地的很大平板帶電體電場的電場線，虛線為一以點電荷為中心的圓，。、力、c是圓與

電場線的交點.下列說法正確的是（）

A.虛線為該電場的一條等勢線B.。點的強度大于〃點的強度

C.〃點的電勢高于力點的電勢D.檢驗電荷呻在力點的電勢能比c點的大

8、如圖所示，勁度數(shù)為幺的輕彈簧的一端固定在墻上，另一端與置于水平面上質(zhì)量為/〃的物體接觸（未連接），彈簧

水平且無形變.用水平力*緩慢推動物體，在彈性限度內(nèi)彈簧長度被壓縮了小，此時物體靜止.撤去尸后，物體開始

向左運動，運動的最大距離為4%.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為〃，重力加速度為g.則（）

A.撤去尸后，物體先做勻加速運動，再做勻減速運動

B.撤去尸后，物體剛運動時的加速度大小為豆

m

C.物體做勻減速運動的時間為2J旦

丫4g

D.物體開始向左運動到速度最大的過程中克服摩擦力做的功為〃〃吆（％-牛）

k

9、如圖甲所示，傾角內(nèi)30。的光滑斜面固定在水平面上，自然伸長的輕質(zhì)彈簧一端固定在斜面底端的擋板上。一質(zhì)

量為機的小球，從離彈簧上端一定距離的位置靜止釋放，接觸彈簧后繼續(xù)向下運動，小球運動的了一，圖像如圖乙所

示，其中。4段為直線段，4A段是與Q4相切于A點的平滑曲線，HC是平滑曲線，不考慮空氣阻力，重力加速度

為g。關于小球的運動過程，下列說法正確的是（）

A.小球在與時刻所受彈簧的彈力等于〃電

B.小球在q時刻的加速度大于;g

C.小球從，c時刻所在的位置由靜止釋放后，能回到出發(fā)點

D.小球從G時刻到，c時刻的過程中，重力勢能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量

10、如圖所示，游樂場中，從高處A到水面“處有兩條長度相等的光滑軌道.甲、乙兩小孩沿不同軌道同時從A處自

由滑向B處，下列說法正確的有

B.甲、乙在同一高度的速度大小相等

C.甲、乙在同一時刻總能到達同一高度

D.甲比乙先到達B處

三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。

11.（6分）某實驗小組設計如圖甲所示的實驗裝置測量滑塊與木板之間的動摩擦因數(shù)：一木板固定在桌面上，一端裝

有定滑輪；滑塊的左端與穿過打點計時器（未畫出）的紙帶相連，右端用細線通過定滑輪與托盤連接。在托盤中放入

適量祛碼，接通電源，釋放滑塊，打點計時器在紙帶上打出一系列的點。

（1）如圖乙為實驗中獲取的一條紙帶：0、1、2、3、4、5、6是選取的計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個計時點（圖

中未標出），測得計數(shù)點間的距離如圖所示。已知交流電源的頻率為50Hz,根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算滑塊加速度。

=m/s2,計數(shù)點3對應的滑塊速度內(nèi)=m/sc（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

⑵滑塊、托盤（含祛碼）的質(zhì)量分別用M、機表示，滑塊的加速度用。表示，重力加速度為g,則滑塊與木板間的動

摩擦因數(shù)〃=（用題中字母表示）。

（3）若實驗測得的動摩擦因數(shù)偏大，主要原因可能是

A.紙帶與打點計時器間有摩擦

B.滑輪存在摩擦阻力

C.木板未調(diào)節(jié)水平，左端偏高

D.未滿足M遠大于m

12.(12分)如圖所示，為“探究加速度與力、質(zhì)量的關系”實驗裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a與鉤碼的

質(zhì)量及小車和硅碼的質(zhì)量對應關系圖.鉤碼的質(zhì)量為犯，小車和祛碼的質(zhì)量為帆2,重力加速度為g.

(1)下列說法正確的是__________.

A.每次在小車上加減硅碼時，應重新平衡摩擦力

B.實驗時若用打點計時器應先釋放小車后接通電源

C.本實驗，"2應遠小于"〃

1

D.在用圖象探究加速度與質(zhì)量關系時，應作a和一圖象

m2

(2)實驗時，某同學遺漏了平衡摩擦力這一步驟，若軌道水平，他測量得到的圖象，如圖，設圖中直線的斜

m2

率為k,在縱軸上的截距為b,則小車與木板間的動摩擦因數(shù)〃=一,鉤碼的質(zhì)量叫=.

(3)實驗中打出的紙帶如圖所示.相鄰計數(shù)點間的時間間隔是0.1s,圖中長度單位是cm,由此可以算出小車運動的加

四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算

步驟。

13.(10分)如圖，一固定的水平氣缸有一大一小兩個同軸圓筒組成，兩圓筒中各有一個活塞，已知大活塞的橫截面

積為5,小活塞的橫截面積為5；兩活塞用剛性輕桿連接，間距保持為1,氣缸外大氣壓強為P0,溫度為八初始時大

活塞與大圓筒底部相距!，兩活塞間封閉氣體的溫度為2T,活塞在水平向右的拉力作用下處于靜止狀態(tài)，拉力的大小

為尸且保持不變?，F(xiàn)氣缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降，活塞緩慢向右移動，忽略兩活塞與氣缸壁之間的摩擦，貝人

⑴請列式說明，在大活塞到達兩圓筒銜接處前，缸內(nèi)氣體的壓強如何變化？

⑵在大活塞到達兩圓筒銜接處前的瞬間，缸內(nèi)封閉氣體的溫度是多少？

⑶缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達到熱平衡時，缸內(nèi)封閉氣體的壓強是多少？

14.（16分）如圖所示，一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A開始經(jīng)過狀態(tài)B變化到狀態(tài)C,己知氣休在狀態(tài)C時壓強為外,

內(nèi)能為U。，該理想氣體的內(nèi)能與熱力學溫度成正比。

（1）求出狀態(tài)八時氣體的壓強心和溫度

（2）從狀態(tài)A經(jīng)過狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中，氣體是吸熱還是放熱？求出氣體吸收或放出的熱量。

0

15.（12分）一容積為片的容器通過細管與一個裝有水銀的粗細均勻的U形管相連（U形管和細管中的氣體體積遠小

于容器的容積燈）,U形管的右管與大氣相通，大氣壓為750mmHg。關閉閥門，U形管的左、右管中水銀面高度相同,

此時氣體溫度為300K。現(xiàn)僅對容器內(nèi)氣體進行加熱。

①如圖所示，當U形管右側(cè)管中的水銀面比左側(cè)管中的水銀面高"=50mm時，求封閉容器內(nèi)氣體的溫度；

②保持①問中的溫度不變，打開閥門K緩慢抽出部分氣體，當U形管左側(cè)管中的水銀面比右側(cè)管中的水銀面高50mm

時（水銀始終在U形管內(nèi)），求封閉容器內(nèi)剩余氣體的質(zhì)量與原來總質(zhì)量的比值；

③判斷在抽氣的過程中剩余氣體是吸熱還是放熱，并闡述原因。

參考答案

一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。

1、D

【解析】

A.根據(jù)

12

t

tan^=-——=—g

卬2%

得

L2%tan。

g

因為初速度之比為1：2,則運動的時間之比為1：2,故A錯誤。

B.水平位移

『尸

因為初速度之比為1：2,則水平位移之比為1：4,由

l=>/2x

可知

Z1：/2=1：4

故B錯誤。

C.根據(jù)動能定理

1,12

—mv~=—+mgy

其中產(chǎn)x,則

y=#；+2gy=M+4"tan45

則兩球剛落到斜面上時的速度比為1：2,選項C錯誤;

D.平拋運動某時刻速度方向與水平方向夾角的正切值是位移與水平方向夾角正切值的2倍，由于落在斜面上，位移

方向相同，則速度方向相同，即兩球落到斜面上時的速度與斜面的夾角正切值的比為1：1,故D正確。

故選D。

2、A

【解析】

根據(jù)磁感應強度的定義式口==，可得T=三=呼=三，N、Wb不是基本單位，所以A正確

□CAaAn-Ar

3、D

【解析】

A.氫原子從〃=4能級向低能級躍遷時可以輻射出6種頻率的光子，其中只有從〃=4能級向〃=3能級躍遷時所輻射出

的光子以及從〃=3能級向〃=2能級躍遷時所輻射出的光子的能量小于從〃=4能級向〃=2能級躍遷時所輻射出的光子的

能量，不能使金屬A發(fā)生光電效應，故共有4種頻率的光能使金屬A發(fā)生光電效應，故A錯誤；

B.因為從〃=4能級向〃=5能級躍遷時所需要的能量為

△E=紇一旦=0.31eV

不等于光子能量為0.32CV,故B錯誤；

C.因為要使處于〃=4能級的氫原子發(fā)生電離，所需要的能量只要大于0.85eV就可以，故C錯誤；

D.由題意可知，金屬A的逸出功為255eV,氫原子從〃=4能級向〃=1能級躍遷時所輻射出光子的能量為

的=區(qū)-鳥=12.75eV

由愛因斯坦光電效應方程可得最大初動能

線=/w-叱）=10.2eV

故D正確。

故選D。

4、C

【解析】

AB.當入射光的頻率大于金屬的截止頻率時就會有光電子從金屬中逸出，發(fā)生光電效應現(xiàn)象，并且不需要時間的積累,

瞬間就可以發(fā)生。所以AB錯誤；

CD.根據(jù)愛因斯坦的光電效應方程

紇=加一？

對于同一種金屬，可知光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，與入射光的光強無關。所以C正確，D錯誤。

故選C。

5、D

【解析】

A.比結(jié)合能越大，原子核內(nèi)核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，選項A錯誤；

B.鈾核裂變的核反應方程中，反應物必須有中子，選項B錯誤：

C.若Uf端Th+X中X質(zhì)量數(shù)為4電荷數(shù)為2,為a粒子，核反應類型為a衰變，選項C錯誤；

D.平均結(jié)合能是核子與核子結(jié)合成原子核時平均每個核子放出的能量，平均結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，平均結(jié)合能

小的原子核結(jié)合成或分解成平均結(jié)合能大的原子核時出現(xiàn)質(zhì)量虧損，一定放出核能。故D正確。

故選D。

6、C

【解析】

A.線框在進入磁場過程中，磁通量向里增加，由楞次定律判斷知回路產(chǎn)生的電流方向為逆時針，故A錯誤；

B.線框在進入磁場時，ON段電壓是外電壓的一部分；線框在離開磁場時，ON段電壓是外電壓，而兩個過程外電壓

相等，所以線框在進入與離開磁場的過程中ON段兩端電壓大小不等，故B錯誤；

C.線框轉(zhuǎn)動一周過程中產(chǎn)生的熱量為

Q=2I2R-=^I2RT

故C正確：

D.設線框轉(zhuǎn)動一周過程中回路的等效電流大小為，則

Q=I,2RT

解得

故D錯誤。

故選C。

二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。

全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。

7、CD

【解析】

A.虛線上各點的電場線與虛線不都是垂直的，則虛線不是該電場的一條等勢線，選項A錯誤；

B.因8點的電場線較。點密集，則。點的強度小于8點的強度，選項B錯誤；

C.正電荷到。點間平均場強比正電荷到8點的平均場強小，則正電荷與。點間電勢差小于正電荷與》點間電勢差，

可知。點的電勢高于方點的電勢，選項C正確；

D.通過畫出過力點的等勢線可知，力點的電勢低于c點，則檢驗電荷-q在8點的電勢能比c點的大，選項D正確。

8、BD

【解析】

A.撤去F后，物體水平方向上受到彈簧的彈力和滑動摩擦力，滑動摩擦力不變，而彈簧的彈力隨著壓縮量的減小而

減小，彈力先大于滑動摩擦力，后小于滑動摩擦力，則物體向左先做加速運動后做減速運動，隨著彈力的減小，合外

力先減小后增大，則加速度先減小后增大，故物體先做變加速運動，再做變減速運動，最后物體離開彈簧后做勻減速

運動，A錯誤；

B.剛開始時，由牛頓第二定律有：

=ma

解得：a=—/.tg

tn

B正確；

C.由題意知，物體離開彈簧后通過的最大距離為3x。，由牛頓第二定律得：

將此運動看成向右的初速度為零的勻加速運動，貝！J：

3%)=不生產(chǎn)

聯(lián)立解得：f=粽,C錯誤；

D.當彈簧的彈力與滑動摩擦力大小相等、方向相反時，速度速度最大時合力為零，則有

F==kx

解得x二牛,所以物體開始向左運動到速度最大的過程中克服摩擦力做的功為：

K

叱=[img(x0-x)=ping(%-

D正確。

故選BD.

9、BC

【解析】

A.小球在7月時刻速度達到最大，此時彈簧的彈力等于重力沿斜面的分力，則有

F為=mgsin30°=-mg

故A錯誤；

B.在乙圖中，關于A點對稱的點可知此時彈簧的彈力為火，由對稱性得由對稱軸到對稱點的彈簧的彈力再變化

0.5mg,故到達C點時彈簧的彈力大于2x0.5〃?g=〃?g,所以彈力大于〃吆，根據(jù)牛頓第二定律可知

〃彈一"gsinO=，〃4

解得

1

a>2g

故B正確；

c.整個過程中，彈簧和小球組成的系統(tǒng)，機械能守恒，故從C點釋放，小球能到達原來的釋放點，故C正確；

D.小球從(時刻到a時刻的過程中，系統(tǒng)機械能守恒，則有重力勢能的減小量與動能的減小量等于彈簧彈性勢能的

增加量，所以重力勢能的減小量小于彈簧彈性勢能的增加量，故D錯誤。

故選BC.

10、BD

【解析】

試題分析：由受力分析及牛頓第二定律可知，甲的切向加速度先比乙的大，后比乙的小，故A錯誤；由機械能守恒定

律可知，各點的機械能保持不變，高度(重力勢能)相等處的動能也相等，故B錯誤；由甲乙的速度時間圖像可知C

錯誤D正確

考點：牛頓第二定律；機械能守恒定律

三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。

m^-(M4-m)a

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

Mg

【解析】

(1)[1]每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點，說明相鄰的計數(shù)點時間間隔T=O.ls,根據(jù)逐差法有

(%+/+/)一(七+七+%)

=0.5m/s2

9T2

[2]根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律知道3點的瞬時速度等于2點到4點的平均速度有

v3=il=0.26m/s

(2)[3]以整個系統(tǒng)為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律有

mg_/=(M+機”

f=〃Mg

聯(lián)立解得

，ng-(M+in)a

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

Mg

(3)[41紙帶與打點計時器間的摩擦力和滑輪存在摩擦阻力都會使測得的摩擦力增大，根據(jù)

/=

可知，摩擦力增大，故摩擦因數(shù)增大。木板未調(diào)節(jié)水平，左端偏高和未滿足M遠大于〃，均不會影響摩擦力變大，故

AB正確，CD錯誤。

故選AB.

b1

12、D--—~0.46

gkgk

【解析】

(1)A.小車與長木板的間的粗糙情況與小車的質(zhì)量無關，所以在同一個實驗中，每次改變小車的質(zhì)量，不需要平衡摩

擦力。故A錯誤。

B.實驗時應先接通電源，后釋放小車。故B錯誤。

町丸g町g

C.根據(jù)牛頓第二定律可得系統(tǒng)的加速度〃=—―,則繩子的拉力2〃2,十班|4班，由此可知鉤碼的

m.+z1+——

-ni2

質(zhì)量町遠小于小車和祛碼的質(zhì)量〃”時，繩子的拉力才等于鉤碼的重力。故C錯誤。

「11

D.由牛頓第二定律可知尸，當E一定是，a與一成正比，所以應作出"--圖象。故D正確。

n

m2m2h

1141

(2)根據(jù)牛頓第二定律可知町8-4嗎8=機2。，結(jié)合——0圖象可得——=旦+—。，由此可得鉤碼的質(zhì)量為

叫團2"4/〃1g

町二」7，小車與木板間的動摩擦因數(shù)為〃=二。

gkgk

2

(3)設S]=1.24CT/7,s4=2.62(.777,有公式$4-5]=3〃/2，化簡可得4='"J=4區(qū)_L^lxlO2用/$2=0.46/77/5

3廠3x0.1-

四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算

步驟。

43F3

13、(1)在大活塞到達兩圓筒銜接處前，缸內(nèi)氣體的壓強保持不變；(2)§??；(3)玉；+