2024年高考真题 物理 (江西卷)
精品
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单选题 本大题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的4个选项中,有且只有一项是符合题目要求。
1
题型: 单选题
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分值: 4分

极板间一蜡烛火焰带有正离子、电子以及其他的带电粒子,两极板电压保持不变,当电极板距离减小时,电场强度如何变?电子受力方向?(   )

A电场强度增大,方向向左

B电场强度增大,方向向右

C电场强度减小,方向向左

D电场强度减小,方向向右

正确答案

B

解析

这道题主要考查了电场强度的概念以及电场力的相关知识点。

当两极板距离减小时,根据平行板电容器的电场强度公式(其中E为电场强度,U为电压,d为极板间距离),电压不变,距离减小,所以电场强度增大。排除CD

对于电子,带负电,它受到的电场力方向与电场强度方向相反,而电场强度方向是从正极板指向负极板,即向左,所以电子受力方向向右,B正确。

1
题型: 单选题
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分值: 4分

近年来,江西省科学家发明硅衬底氮化镓基系列发光二极管,开创了国际上第三条技术路线。某氮化镓基材料的简化能级如图所示,若能级差为普朗克常量则发光频率约为(    )

A

B

C

D

正确答案

C

解析

这道题主要考查了光子能量公式以及频率与能量的关系等知识点

根据光子能量公式(其中E为能量,h为普朗克常量,ν为频率),可得

已知能级差为 普朗克常量  则发光频率v

正确答案为:C。

1
题型: 单选题
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分值: 4分

某物体位置随时间的关系为则关于其速度与1s内的位移大小,下列说法正确的是(   )

A速度是刻画物体位置变化快慢的物理量,1s内的位移大小为6m

B速度是刻画物体位移变化快慢的物理量,1s内的位移大小为6m

C速度是刻画物体位置变化快慢的物理量,1s内的位移大小为5m

D速度是刻画物体位移变化快慢的物理量,1s内的位移大小为5m

正确答案

C

解析

这道题主要考查了速度的概念以及位移的计算。速度是刻画物体位置变化快慢的物理量,这是一个很重要的知识点

根据定义:速度是描述物体运动快慢的物理量,也是指物体位置变化快慢的物理量。排除BD.对于位移,已知:时,时,

所以1s内的位移大小为 C正确

1
题型: 单选题
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分值: 4分

两个质量相同的卫星绕月球做匀速圆周运动,半径分别为则动能和周期的比值为(   )

A

B

C

D

正确答案

A

解析

这道题主要考查了万有引力定律、匀速圆周运动以及动能和周期的相关知识

卫星绕月球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力, 即 可得

动能  因为两卫星质量相同,所以

周期

正确答案为:A

1
题型: 单选题
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分值: 4分

庐山瀑布“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”瀑布高150m,水流量假设利用瀑布来发电,能量转化效率为70%,则发电功率为(   )

A

B

C

D

正确答案

B

解析

这道题主要考查了重力势能、功率以及能量转化效率等知识点

水的重力势能转化为电能,水的质量(ρ为水的密度,V为水的体积) ,水的体积为 水的密度为 则质量为

重力势能减少量等于重力做的功,重力做功 (9为重力加速度,取 为高度) , 则重力做功为

转化为电能为

功率 时间取1秒,则功率为 接近。正确答案为:B。

1
题型: 单选题
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分值: 4分

如图(a)所示,利用超声波可以检测飞机机翼内部缺陷。在某次检测实验中,入射波为连续的正弦信号,探头先后探测到机翼表面和缺陷表面的反射信号,分别如图(b)、(c)所示。已知超声波在机翼材料中的波速为关于这两个反射信号在探头处的叠加效果和缺陷深度d,下列选项正确的是(    )

A振动减弱;

B振动加强;

C振动减弱;

D振动加强;

正确答案

A

解析

这道题主要考查了波的叠加以及波速、波长和周期的关系等知识点。由图b、图c知,波的传播周期为两个反射信号在探头处振动减弱,排除BD.

已知,则波长

由图b、图c知,时间差所以,正确答案A。

1
题型: 单选题
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分值: 4分

石墨烯是一种由碳原子组成的单层二维蜂窝状晶格结构新材料,具有丰富的电学性能.现设计一电路测量某二维石墨烯样品的载流子(电子)浓度。如图(a)所示,在长为a,宽为b的石墨烯表面加一垂直向里的匀强磁场,磁感应强度为B,电极1、3间通以恒定电流I,电极删除2、4间将产生电压U。当时,测得关系图线如图(b)所示,元电荷则此样品每平方米载流子数最接近(    )

A

B

C

D

正确答案

D

解析

这道题考查了以下知识点:

洛伦兹力的相关知识,包括带电粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用,其大小和方向的判断。

电场力与洛伦兹力平衡的条件。

电流的微观表达式,通过载流子的定向移动形成电流,以及相关物理量之间的关系

电流的微观表达式为,当载流子在磁场中运动时,受到洛伦兹力作用, 当电场力和洛伦兹力平衡时,有  两式联立可得,由图 (b)可得,由题可得:,解得,所以D正确。

多选题 本大题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的4个选项中,有多项符合题目要求,全对得6分,选对但不全得3分,有选错的得0分。
1
题型: 多选题
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分值: 6分

一条河流某处存在高度差,小鱼从低处向上跃出水面,冲到高处.如图所示,以小鱼跃出水面处为坐标原点,x轴沿水平方向,建立坐标系,小鱼的初速度为末速度v沿x轴正方向.在此过程中,小鱼可视为质点且只受重力作用。关于小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度和竖直方向分速度与时间t的关系,下列图像可能正确的是(    )

A

B

C

D

正确答案

A,D

解析

本题主要用到以下知识点:

平抛运动的概念:物体以一定的初速度水平抛出,仅在重力作用下所做的运动。

平抛运动的分解:水平方向为匀速直线运动,竖直方向为自由落体运动。

匀速直线运动的位移公式: 其中 为水平初速度,x为水平位移,t为运动时间。

自由落体运动的位移公式: 其中g为重力加速度,y为竖直位移,t为运动时间。

自由落体运动的速度公式: 其中 为竖直方向的速度。

①当小鱼在竖直方向上做竖直上抛运动时,

到达最高点时竖直方向的速度为0,图像开口向下,所以B错误,D正确。

②当小鱼在运动过程中只受重力作用时,小鱼在水平方向上做匀速直线运动,即 为定值,则有水平位移公式呈线性关系,A正确,C错误。

1
题型: 多选题
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分值: 6分

某同学用普通光源进行双缝干涉测光的波长实验。下列说法正确的是(  )

A光具座上依次摆放光源、透镜、滤光片、双缝、单缝、遮光筒、测量头等元件

B透镜的作用是使光更集中

C单缝的作用是获得线光源

D双缝间距越小,测量头中观察到的条纹数目内越多

正确答案

B,C

解析

本题主要用到以下知识点:

双缝干涉实验的装置组成及元件排列顺序。

透镜在实验中的作用,即把光源发出的光变成平行光。

单缝和双缝在实验中的作用,单缝获得相干光源,双缝获得线光源。

选项A :光具座上依次摆放光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、测量头等元件,A 选项顺序错误。

选项B :透镜的作用是将光源发出的光变成平行光,使光更集中,B 项说法正确。

选项C :单缝的作用是获得线光源,C 项说法正确。

选项D :根据双缝干涉条纹间距公式(其中为条纹间距,为波长,L 为双缝到屏的距离,d 为双缝间距),双缝间距 d 越小,条纹间距越大,但不是条纹数目越多,D 项说法错误。

正确答案为:BC

1
题型: 多选题
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分值: 6分

如图所示,垂直于水平桌面固定一根轻质绝缘细直杆,质量均为m带同种电荷的绝缘小球甲和乙穿过直杆,两小球均可视为点电荷,带电荷量分别为qQ。在图示的坐标系中,小球乙静止在坐标原点,初始时刻小球甲从处由静止释放,开始向下运动。甲和乙两点电荷的电势能r为两点电荷之间的距离,k为静电力常量)。最大静摩擦力等于滑动摩擦力f,重力加速度为g。关于小球甲,下列说法正确的是(  )

A最低点的位置

B速率达到最大值时的位置

C最后停留位置x的区间是

D若在最低点能返回,则初始电势能

正确答案

B,D

解析

本题主要用到以下知识点:

库仑定律:   用于计算两个点电荷之间的库仑力。

电势能的表达式:

动能定理:合外力做功等于动能的变化量。

受力分析:分析小球甲受到的重力、库仑力、摩擦力等力的情况。

能量守恒定律:系统的机械能与电势能的总和保持不变。

选项A:设甲球运动到最低点时距离原点为x,从开始到最低点,根据能量守恒定律,重力势能的减少量等于电势能的增加量与克服摩擦力做功之和,即

移项化简可得 A选项错误。

选项B:当甲球所受合力为0时速率最大,此时重力等于静电力与摩擦力的合力, 即  移项可得B选项正确。

选项C.当小球甲最后停留时,满足

所以位置x的区间 ,C错误;

选项D.若小球在最低点能返回,即在最低点满足 时,由动能定理

可得  ,即

所以,D正确。

填空题 本大题共2小题,每小题8分,共16分。把答案填写在题中横线上。
1
题型:填空题
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分值: 8分

某小组探究物体加速度与其所受合外力的关系。实验装置如图(a)所示,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定一遮光片,细线一端与小车连接,另一端跨过定滑轮挂上钩码。

(1)实验前调节轨道右端滑轮高度,使细线与轨道平行,再适当垫高轨道左端以平衡小车所受摩擦力。

(2)小车的质量为利用光电门系统测出不同钩码质量m时小车加速度a。钩码所受重力记为F,作出图像,如图(b)中图线甲所示。

(3)由图线甲可知,F较小时,aF成正比;F较大时,aF不成正比。为了进一步探究,将小车质量增加至重复步骤(2)的测量过程,作出图像,如图(b)中图线乙所示。

(4)与图线甲相比,图线乙的线性区间____________,非线性区间____________。再将小车的质量增加至重复步骤(2)的测量过程,记录钩码所受重力F与小车加速度a,如表所示(表中第组数据未列出)。

(5)请在图(b)中补充描出第6至8三个数据点,并补充完成图线丙_________。

(6)根据以上实验结果猜想和推断:小车的质量____________时,aF成正比。结合所学知识对上述推断进行解释:______________________。

正确答案

①. 较大

②. 较小

③.

④. 远大于钩码质量

⑤. 略

解析

本题主要考查知识点:

牛顿第二定律:F = ma,用于分析物体所受合外力与加速度的关系。

平衡摩擦力:通过垫高轨道左端使小车在不受拉力时能沿斜面匀速下滑,以消除摩擦力对实验的影响。

光电门测速度:根据遮光片通过光电门的时间计算瞬时速度。

图像分析:通过分析a - F图像的特征,得出相关结论。

控制变量法:在实验中保持一些量不变,研究其他量之间的关系。

(4)由图(b)可知,与图线甲相比,图线乙幅度较小线性区间较大,则非线性区间较小;

(5)如上图

(6)设绳子拉力为,对钩码由牛顿第二定律可得

对小车由牛顿第二定律有;

所以 所以;

所以当 时,

所以,即a与F成正比。

1
题型:填空题
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分值: 7分

某小组欲设计一种电热水器防触电装置,其原理是:当电热管漏电时,利用自来水自身的电阻,可使漏电电流降至人体安全电流以下.为此,需先测量水的电阻率,再进行合理设计。

(1)如图(a)所示,在绝缘长方体容器左右两侧安装可移动的薄金属板电极,将自来水倒入其中,测得水的截面宽和高

(2)现有实验器材:电流表(量程内阻)、电压表(量程内阻未知)、直流电源滑动变阻器、开关和导线.请在图(a)中画线完成电路实物连接_____。

(3)连接好电路,测量的水在不同长度l时的电阻值将水温升到重复测量。绘出水的图,分别如图(b)中甲、乙所示。

(4)若图线的斜率为k,则水的电阻率表达(用kdh表示)。实验结果表明,温度____________(填“高”或“低”)的水更容易导电。

(5)测出电阻率后,拟将一段塑料水管安装于热水器出水口作为防触电装置。为保证出水量不变,选用内直径为的水管。若人体的安全电流为热水器出水温度最高为忽略其他电阻的影响(相当于热水器的工作电压直接加在水管两端),则该水管的长度至少应设计为____________m。(保留两位有效数字)

正确答案

(2)

(4)  ;高

(5) 0.46

解析

(2)电源电动势为3V,故电压表量程选择3V.如上图

(4)由电阻定律可得化简得

因为电阻率越小更容易导电,由图像可知的水的电阻率更小,故可知温度高的水更容易导电。

(5)由(4)可知 的水的电阻率为

所以当用内直径为的水管时,且人体

的安全电流为接入电压时,

所以水管的长度至少应设计为

简答题(综合题) 本大题共39分。简答应写出文字说明、证明过程或演算步骤。
1
题型:简答题
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分值: 10分

可逆斯特林热机的工作循环如图所示。一定质量的理想气体经完成循环过程,均为等温过程,均为等容过程。已知气体在状态A的压强体积气体在状态C的压强求:

(1)气体在状态D的压强

(2)气体在状态B的体积

正确答案

(1)(2)

解析

本题主要考查以下知识点:

理想气体状态方程: (其中p为压强,V为体积,n为物质的量,R为普适气体常量,T为热力学温度)。

等温过程的特点:温度不变,为定值。

等容过程的特点:体积不变, 为定值。

气体实验定律,如玻意耳定律、查理定律等。

(1)DA为等容过程,根据查理定律

所以气体在状态D的压强.

(2)AB为等温过程,根据玻意耳定律.

1
题型:简答题
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分值: 11分

雪地转椅是一种游乐项目,其中心传动装置带动转椅在雪地上滑动。如图(a)、(b)所示,传动装置有一高度可调的水平圆盘,可绕通过中心O点的竖直轴匀速转动。圆盘边缘A处固定连接一轻绳,轻绳另一端B连接转椅(视为质点)。转椅运动稳定后,其角速度与圆盘角速度相等。转椅与雪地之间的动摩擦因数为,重力加速度为g,不计空气阻力。

(1)在图(a)中,若圆盘在水平雪地上以角速度匀速转动,转椅运动稳定后在水平雪地上绕O点做半径为的匀速圆周运动。求之间夹角的正切值。

(2)将圆盘升高,如图(b)所示。圆盘匀速转动,转椅运动稳定后在水平雪地上绕点做半径为的匀速圆周运动,绳子与竖直方向的夹角为绳子在水平雪地上的投影的夹角为求此时圆盘的角速度

正确答案

(1)(2)

解析

本题主要考查以下知识点:

匀速圆周运动的相关知识,包括线速度、角速度、向心力等。

牛顿第二定律在圆周运动中的应用,分析物体的受力情况以确定向心力的来源。

摩擦力的计算与分析,尤其是动摩擦力的大小与方向。

三角函数在力的分解与合成中的应用。

几何关系在物理问题中的运用,通过图形确定角度和线段长度之间的关系。

(1)此时转椅做匀速圆周运动,设此时轻绳拉力为F,转椅质量为,对转椅受力分析可知轻绳拉力沿切线方向的分量与转椅受到地面的滑动摩擦力受力平衡,即,沿竖直方向的分量做圆周运动的向心力,即

所以

(2)设此时轻绳拉力为, 沿 和垂直 竖直向上的分力分别为

对转椅受力使用牛顿第二定律可得沿切线方向的受力分析可得

竖直方向受力分析可得

由上解得

1
题型:简答题
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分值: 18分

如图(a)所示,轨道左侧斜面倾斜角满足摩擦因数足够长的光滑水平导轨处于磁感应强度为的匀强磁场中,磁场方向竖直向上,右侧斜面导轨倾角满足摩擦因数现将质量为的导体杆甲从斜面上高处由静止释放,质量为的导体杆乙静止在水平导轨上,与水平轨道左端的距离为d。已知导轨间距为两杆电阻均为其余电阻不计,不计导体杆通过水平导轨与斜面导轨连接处的能量损失,且若两杆发生碰撞,则为完全非弹性碰撞,取求:

(1)甲杆刚进入磁场,乙杆的加速度?

(2)乙杆第一次滑上斜面前两杆未相碰,距离d满足的条件?

(3)若乙前两次在右侧倾斜导轨上相对于水平导轨的竖直高度y随时间t的变化如图(b)所示乙第二次进入右侧倾斜导轨之前与甲发生碰撞,甲在时间内未进入右侧倾斜导轨,求d的取值范围。

正确答案

(1)方向水平向右;(2)(3)

解析

本题主要考查以下知识点:

机械能守恒定律:分析导体杆甲在斜面上的运动,确定其进入磁场时的速度。

法拉第电磁感应定律:计算导体杆甲进入磁场时产生的感应电动势。

闭合电路欧姆定律:确定回路中的电流。

安培力的计算:F = BIL,分析导体杆乙所受的安培力。

牛顿第二定律:用于计算导体杆乙的加速度。

匀变速直线运动的规律:分析导体杆乙在水平导轨上的运动。

动能定理:处理导体杆在斜面上的运动。

完全非弹性碰撞的规律:分析两杆碰撞时的动量和能量变化。

(1) 当甲刚进人磁场时,平均切割磁感线有

当甲从静止运动到水平导轨时,根据动能定理有

所以

所以

根据欧姆定律,回路中的感应电流

根据楞次定律,可得乙所受安培力方向水平向右,

所以 ,即方向水平向右

(2)甲和乙在磁场运动过程中,不受外力作用时,则系统动量守恒,只有当两者共速时刚好不相碰,则有

对乙由动量定理可得 ,所以

解得

则当d满足 时,乙杆第一次滑上斜面前两杆未相碰

(3)由(2)问可知,当甲刚进入磁场稳定时,相对位移24m,稳定时的速度 ,

当乙第一次在右侧斜轨上向上运动时,可得

所以

当乙第一次在右侧斜轨上向下运动时,可得

所以 ,又

所以

所以

所以

即当乙第一次滑下右侧轨道最低点时的速度

由于甲乙两棒发生碰撞,则为完全非弹性碰撞,则甲乙整体第一次在右侧倾斜轨道上向上运动时:

所以

同理可得

又因为

所以甲、乙碰撞后的速度

当乙第一次滑下右侧轨道最低点后与甲相互作用的过程时,甲、乙组成的系统合外力为0,

由动量守恒可得

所以当乙第一次滑下右侧轨道最低点时甲的速度为

当乙第一次滑下右侧轨道最低点且与甲发生碰撞时,则此时对应d的最小值,在乙第一次在右侧斜轨上运动的过程中,由动量定理可得甲:

所以

所以

解得

当乙返回水平导轨后,此时两者共速时恰好碰撞,则此时对应d的最大值,在乙从返回水平导轨到与甲碰撞前瞬间的过程中,

由动量定理可得

解得

所以

解得

则d的取值范围为

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