GY - GYEDU

2024届新高考基地学校第五次大联考

物理

注意事项

考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求

1.本试卷共6页，满分100分，考试时间为75分钟。考试结束后，请将答题卷交回。

2.答题前，请您务必将自己的姓名、准考证号、座位号用0.5毫米黑色字迹签字笔填写在答题卷上。

3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、考试证号与你本人的是否相符。

4.作答选择题必须用2B铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其它答案。作答非选择题必须用书写黑色字迹的0.5毫米的签字笔写在答题卷上的指定位置，在其它位置作答一律无效。

一、单项选择题：共11题，每题4分，共44分。每题只有一个选项最符合题意。

1. 把一个棉线圈系在铁丝环上，环上布满肥皂液的薄膜，这时薄膜上的棉线仍是松弛的。用烧热的针刺破棉线左侧的薄膜，则棉线将（　　）

A 向左侧绷紧 B. 向右侧绷紧

C. 向纸外绷紧 D. 向纸内绷紧

【答案】B

【解析】

【详解】由于液体的表面张力作用使液面收缩，因此棉线向右侧绷紧。

故选B。

2. 一列简谐横波沿直线由a向b传播，ab相距4m，a、b两质点的振动图像如图甲和乙，则这列波的波长可能是（　　）

A. 16m B. 10m C. 8m D. 4m

【答案】A

【解析】

【详解】由振动图像可知0时刻，a质点经过平衡位置向下运动，b质点处于波峰，作出0时刻ab之间的可能波形图如下，由周期性可知

解得

当n=0时

故选A。

3. LC振荡电路中，此时电容器上极板带正电，电流方向如图所示，则（　　）

A. 线圈两端电压减小

B. 线圈中的电流减小

C. 线圈中的磁通量减小

D. 线圈中的磁场能减小

【答案】A

【解析】

【详解】ABD．根据安培定则，线圈中的电流从上看是逆时针，上极板带正电，表明电容器正在放电，磁场能在增大，电流增大，电容放电变慢，线圈中感应电动势变小，线圈两端电压减小，故A正确，BD错误；

C．电流增大，线圈中的磁通量增大，故C错误。

故选A。

4. 如图所示“用双缝干涉测量光的波长”的实验装置中，要使模糊的干涉条纹变得清晰，值得尝试的是（　　）

A. 旋转目镜 B. 增大单缝与双缝间距离

C. 减小双缝与毛玻璃间距离 D. 调节拨杆使单缝与双缝平行

【答案】D

【解析】

【详解】在该实验中看到的是模糊不清的条纹，则可能原因是单缝与双缝不平行，所以值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行。

故选D。

5. 如图甲所示为电场中的一条电场线，在电场线上建立坐标轴，则坐标轴上间各点的电势分布如图乙所示，则（　　）

A. 在间，场强先减小后增大

B. 在间，场强方向一定发生了变化

C. 若一负电荷从O点运动到点，电势能逐渐减小

D. 从O点静止释放一仅受电场力的正电荷，则该电荷在间一直做加速运动

【答案】D

【解析】

【详解】AB．φ−x图象的斜率的绝对值大小等于电场强度，由几何知识得知，斜率先增大后减小，则电场强度先增大后减小，但斜率一直是负，场强方向没有改变。故AB错误；

C．由图看出O～x₂间，电势逐渐降低，负电荷在高电势处电势能小，故负电荷从O点运动到x₂点，电势能逐渐升高。故C错误；

D．从O点静止释放一仅受电场力作用的正电荷，受到的电场力方向与速度方向相同，做加速运动，即该电荷在O～x₂间一直做加速运动，故D正确；

故选D。

6. 家庭装修中，不合格的天然大理石有可能释放出过量的放射性元素氡。氡的衰变曲线如图，则氡的半衰期为（　　）

A. 3.8天 B. 7.6天 C. 10天 D. 17.6天

【答案】A

【解析】

【详解】根据题意可知

联立可得，的半衰期为

故选A。

7. 一定质量的理想气体从状态a变化到状态b，其体积V和热力学温度T变化图像如图所示，此过程中该系统（   ）

A. 对外界做正功 B. 压强保持不变 C. 向外界放热 D. 内能减少

【答案】A

【解析】

【详解】A．理想气体从状态a变化到状态b，体积增大，理想气体对外界做正功，A正确；

B．由题图可知

V = V₀ + kT

根据理想气体的状态方程有

联立有

可看出T增大，p增大，B错误；

D．理想气体从状态a变化到状态b，温度升高，内能增大，D错误；

C．理想气体从状态a变化到状态b，由选项AD可知，理想气体对外界做正功且内能增大，则根据热力学第一定律可知气体向外界吸收热量，C错误

故选A。

8. 为节省燃料，可在火星与地球处于特殊位置时，在地球上发射火星探测器，探测器沿“地火转移轨道”到达火星附近后绕火星飞行，如图所示。已知火星的公转周期约是地球公转周期的1.9倍。则火星探测器下一个发射时机需要再等约（　　）

A. 1.0年 B. 1.9年 C. 2.1年 D. 4.0年

【答案】C

【解析】

【详解】由题意可知火星的公转周期为1.9年，设下一个发射时机需要再经过时间t，则有

可得

解得

故选C。

9. 如图所示，轻绳将一条形磁铁悬挂于O点，在其正下方的水平绝缘桌面上放置一铜质圆环。现将磁铁从A处由静止释放，圆环始终保持静止，则磁铁在A到E摆动过程中（　　）

A. 圆环中感应电流方向相同

B. 圆环受到摩擦力方向相同

C. 圆环对桌面的压力始终大于自身的重力

D. 磁铁在A、E两处的重力势能可能相等

【答案】B

【解析】

【详解】A．从A到最低点的过程中，圆环中的磁场向上且磁通量增大，据“增反减同”可判断产生顺时针方向的电流（从上往下看），从最低点到E的过程中，产生逆时针方向的电流（从上往下看），故A错误；

B．由楞次定律的推论“来拒去留”可知，从A到最低点和从最低点到E的过程中，圆环受到摩擦力方向均向右，故B正确；

C．由楞次定律的推论“来拒去留”可知，从最低点到E的过程中，圆环对桌面的压力小于自身的重力，故C错误；

D．由于有部分机械能转化为内能，故在A、E两处的重力势能不相等，故D错误。

故选B。

10. 大量处于第三激发态的氢原子向低能级跃迁时，发出不同频率的光，其中只有a、b两种光能使光电管产生光电流，且测得光电流随电压变化的关系如图所示。则（　　）

A. 两光子的波长λ_a<λ_b

B. 两光子的动量p_a<p_b

C. 氢原子共能发出三种频率的光

D. 光电管的逸出功一定大于eU_cb

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据

因b光的遏止电压较大，则b光波长较小，即两光子的波长

λ_a>λ_b

选项A错误；

B．根据

可知，两光子的动量

p_a<p_b

选项B正确；

C．大量处于第三激发态（n=4）的氢原子向低能级跃迁时，共能发出种频率不同的光，选项C错误；

D．根据

可知光电管的逸出功不一定大于eU_cb，选项D错误。

故选B。

11. 某弹射管沿足够高的光滑竖直轨道自由下落，每隔相同时间以相同速度水平弹出一小球，且弹射管保持水平。若先后弹出a、b、c三只小球，忽略空气阻力，则（　　）

A. c球先落地

B. 落地时三球速度方向不同

C. 三球在空中始终在竖直线上

D. b球落地时在a、c两球连线的中点

【答案】D

【解析】

【详解】AC．由于弹射管沿竖直轨道自由下落，则弹出的三个小球和弹射管始终保持在相同的高度，即三个小球和弹射管具有相同的竖直速度，弹出后始终处于同一水平线上继续自由下落，最终同时落地，故AC错误；

BD．三个小球每隔相同时间以相同速度水平弹出，则a、b两球之间的水平距离始终等于b、c两球之间的水平距离，且等于弹射速度与弹射时间间隔的乘积，所以b球落地时在a、c两球连线的中点处；三个小球始终具有相同的竖直速度和水平速度，则落地时速度方向也必然相同，故B错误，D正确。

故选D。

二、非选择题：共5题，共56分。其中第12题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

12. 实验小组用图甲所示装置测量木块与木板间的动摩擦因数μ，提供的器材有：带定滑轮的长木板，有凹槽的木块，质量相同的钩码若干，电磁打点计时器，电源，纸带，细线，刻度尺等。

（1）电磁打点计时器工作时应使用___________（选填“8V”或“220V”）交流电源

（2）实验中将部分钩码悬挂在细线下，剩余的钩码放在凹槽中，保持长木板水平。正确进行实验操作，得到一条纸带，如图乙所示，从某个清晰的打点开始，依次标注0、1、2、3、4、5、6，测出位置0到位置2、位置4、位置6间的距离分别为x₁=2.70cm；x₂=5.82cm；x₃=9.36cm。已知打点周期T=0.02s，则木块的加速度a=___________m/s^2.

（3）将木块凹槽中的钩码逐个添加到细线下端，改变悬挂钩码的个数n，测得相应的加速度a记录如下表；请根据表中数据在图丙中作出a—n图像___________，已知当地重力加速度g=9.8m/s²，由图线可求得木块与木板间的动摩擦因数μ=___________。（结果保留两位有效数字）

（4）实验中若木板未调节水平，右端偏高，则μ的测量值___________真实值（选填“>”、“<”和“=”），其原因是___________。

【答案】（1）8V    （2）2.625    

（3）    ①. 见解析    ②. 0.34    

（4）    ①. <    ②. 见解析

【解析】

【小问1详解】

[1]电磁打点计时器工作时应使用8V交流电源。

小问2详解】

[1]相邻两个计数点间的时间间隔

根据

可得

【小问3详解】

[1][2]作出a—n图像如图所示

设每个钩码的质量为m，所有钩码质量的之和为M，木块质量为m₀，当细线下端挂有n个钩码时，对这n个钩码，根据牛顿第二定律有

对小车及剩余钩码，根据牛顿第二定律有

联立解得

根据图像可得

解得

【小问4详解】

[1][2]木板未调节水平，右端偏高，加速度偏大，阻力变小，则测量值偏小。

13. 如图所示电路，电源电动势E=6V，内阻忽略不计，电容C=10μF，R₁=R₂=10kΩ，R₃=20kΩ。当开关S接“1”时，电源给电容器充电，稳定后S接“2”。求：

（1）S接通“1”的瞬间，流过R₁的电流强度I；

（2）S接通“2”后，通过R₂的电量Q。

【答案】（1）0.6mA；（2）

【解析】

【详解】（1）S接通“1”的瞬间，流过R₁的电流强度

（2）电容器充满电后，电量

根据并联电路电流与电阻成反比，则电量与电阻成反比，所以通过R₂的电量

14. 一透明材料做成的立方体中空光学元件，中空部分是以立方体中心O为球心的圆球，球心处有一点光源，元件的截面如图所示。已知立方体的边长为2a，中空圆球的半径为r，透明材料的折射率为n=2，真空中光速为c、求：

（1）光线从元件中射出的最短时间t；

（2）元件顶部有光线直接射出区域的面积S。

【答案】（1） ；（2）

【解析】

【详解】（1）由得

光线从元件中射出的最短时间

（2）设光线恰好发生全反射

元件顶部有光线直接射出区域半径

元件顶部有光线直接射出区域的面积

15. 如图所示，木板B静止于光滑水平面上，物块A放在B的左端，A、B质量均为M=3kg，另一质量m=1kg的小球用长L=0.8m的轻绳悬挂在固定点O。锁定木板B，将小球向左拉至轻绳呈水平状态并由静止释放小球，小球在最低点与A发生弹性正碰，碰撞时间极短，碰后A在B上滑动，恰好未从B的右端滑出。已知A、B间的动摩擦因数μ=0.2，物块与小球可视为质点，不计空气阻力，取g=10m/s²。

（1）求小球与A碰撞前瞬间绳中的拉力大小F；

（2）求木板B的长度d；

（3）若解除B的锁定，仍将小球拉到原处静止释放，在小球与A碰撞结束后对B施加一个水平方向的恒力F，使得A不滑离B。求恒力F的可能值。

【答案】（1）30N；（2）1m；（3）见解析

【解析】

【详解】（1）设小球下摆至最低点时，速度的大小为v₀，小球下摆的过程根据动能定理有

受力分析可得最低点有

解得

F=30N

（2）小球与A碰撞动量守恒，故有

机械能守恒则有

解得

v₁=-2m/s

v₂= 2 m/s

A在B上滑行的过程能量守恒，则有

解得

x=1m

（3）物块和木板间的摩擦力大小为

如果当水平方向恒力向左，且为6N，由题目已知条件可知，物块A刚好未从木板B右端滑出，使得A不滑离B，则

如果当水平方向恒力向右，物块的最大加速度

当整体一起相对静止时

为了A不滑离B，则

16. 现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。如图所示的xOy平面内，x轴上方有一沿y轴正方向的匀强电场，电场强度为。在x轴下方相邻并排着两个宽度为d的匀强磁场，磁场区域1、2的感应强度分别为B₁=B、B₂=2B，方向都垂直平面向外。现有一可在y轴正半轴上移动的粒子源，能释放不计初速度，质量为m，带电量为的粒子（重力忽略不计，不考虑粒子之间的相互影响）。

（1）若粒子从A（0，y₀）处释放，求粒子在磁场区域1内做圆周运动的轨道半径；

（2）若某粒子恰好不从磁场区域2的下边界射出，求粒子在y轴上释放的位置y₁；

（3）若粒子源在（0，4d）处释放，求粒子打在x轴上的位置及在磁场中运动的时间。

【答案】（1）；（2）；（3），

【解析】

【详解】（1）带点粒子在电场中加速，有

粒子在磁场中做匀速圆周运动，有

联立解的

（2）粒子在磁场2中运动轨迹与磁场2的下边界相切时，粒子恰好不从磁场2的下边界射出，则粒子在磁场区域中的运动轨迹如下图所示

设粒子在磁场1、2中的运动半径分别为、，，则有

由题意可得

又

联立解得

（3）若粒子源在（0，4d）处释放，求粒子打在x轴上的位置及在磁场中运动的时间。设粒子在磁场1中的运动半径分别为，则有

联立解得

则粒子在磁场2中的运动半径为

所以粒子会经过磁场1、2区域，且运动轨迹关于某一竖直线对称。根据（2）中的分析可知，该对称轴为

所以粒子打在x轴上的位置为

根据洛伦兹力提供向心力可得

整理得

所以

根据几何关系可得，粒子在磁场1中运动轨迹的圆心角为，在磁场2中运动轨迹的圆心角为，所以粒子在磁场中运动的时间为