2024年高考江西卷物理真題（解析版）

第1頁(yè)/共1頁(yè)2024年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試物理（江西卷）注意事項(xiàng)：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)等填寫(xiě)在答題卡和試卷指定位置。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(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫(xiě)在答題卡上。寫(xiě)在本試卷上無(wú)效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、選擇題：本題共10小題，共46分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求，每小題6分，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。1.極板間一蠟燭火焰帶有正離子、電子以及其他的帶電粒子，兩極板電壓保持不變，當(dāng)電極板距離減小時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度如何變？電子受力方向？（）A.電場(chǎng)強(qiáng)度增大，方向向左 B.電場(chǎng)強(qiáng)度增大，方向向右C.電場(chǎng)強(qiáng)度減小，方向向左 D.電場(chǎng)強(qiáng)度減小，方向向右【答案】B【解析】【詳解】由題知，兩極板電壓保持不變，則根據(jù)電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系有當(dāng)電極板距離減小時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度E增大，再結(jié)合題圖可知極板間的電場(chǎng)線水平向左，則可知電子受到的電場(chǎng)力方向向右。故選B。2.近年來(lái)，江西省科學(xué)家發(fā)明硅襯底氮化鎵基系列發(fā)光二極管，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)際上第三條技術(shù)路線。某氮化鎵基材料的簡(jiǎn)化能級(jí)如圖所示，若能級(jí)差為（約）,普朗克常量，則發(fā)光頻率約為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)題意可知，輻射出的光子能量，由光子的能量得故選C3.某物體位置隨時(shí)間的關(guān)系為x=1＋2t＋3t2，則關(guān)于其速度與1s內(nèi)的位移大小，下列說(shuō)法正確的是（）A.速度是刻畫(huà)物體位置變化快慢的物理量，1s內(nèi)的位移大小為6mB.速度是刻畫(huà)物體位移變化快慢的物理量，1s內(nèi)的位移大小為6mC.速度是刻畫(huà)物體位置變化快慢的物理量，1s內(nèi)的位移大小為5mD.速度是刻畫(huà)物體位移變化快慢的物理量，1s內(nèi)的位移大小為5m【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)速度的定義式表明，速度等于位移與時(shí)間的比值。位移是物體在一段時(shí)間內(nèi)從一個(gè)位置到另一個(gè)位置的位置變化量，而時(shí)間是這段時(shí)間的長(zhǎng)度。這個(gè)定義強(qiáng)調(diào)了速度不僅描述了物體運(yùn)動(dòng)的快慢，還描述了物體運(yùn)動(dòng)的方向。因此，速度是刻畫(huà)物體位置變化快慢的物理量。再根據(jù)物體位置隨時(shí)間的關(guān)系x=1＋2t＋3t2，可知開(kāi)始時(shí)物體的位置x0=1m，1s時(shí)物體的位置x1=6m，則1s內(nèi)物體的位移為Δx=x1－x0=5m故選C。4.兩個(gè)質(zhì)量相同的衛(wèi)星繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑分別為、，則動(dòng)能和周期的比值為（）A. B.C. D.【答案】A【解析】【詳解】?jī)蓚€(gè)質(zhì)量相同的衛(wèi)星繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則月球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力提供向心力，設(shè)月球的質(zhì)量為M，衛(wèi)星的質(zhì)量為m，則半徑為r1的衛(wèi)星有半徑為r2的衛(wèi)星有再根據(jù)動(dòng)能，可得兩衛(wèi)星動(dòng)能和周期的比值分別為，故選A。5.廬山瀑布“飛流直下三千尺，疑是銀河落九天”瀑布高150m，水流量10m3/s，假設(shè)利用瀑布來(lái)發(fā)電，能量轉(zhuǎn)化效率為70%，則發(fā)電功率為（）A109W B.107W C.105W D.103W【答案】B【解析】【詳解】由題知，Δt時(shí)間內(nèi)流出的水量為m=ρQΔt=1.0×104Δt發(fā)電過(guò)程中水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，則有故選B。6.如圖（a）所示，利用超聲波可以檢測(cè)飛機(jī)機(jī)翼內(nèi)部缺陷。在某次檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，入射波為連續(xù)的正弦信號(hào)，探頭先后探測(cè)到機(jī)翼表面和缺陷表面的反射信號(hào)，分別如圖（b）、（c）所示。已知超聲波在機(jī)翼材料中的波速為。關(guān)于這兩個(gè)反射信號(hào)在探頭處的疊加效果和缺陷深度d,下列選項(xiàng)正確的是（）A.振動(dòng)減弱； B.振動(dòng)加強(qiáng)；C.振動(dòng)減弱； D.振動(dòng)加強(qiáng)；【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)反射信號(hào)圖像可知，超聲波的傳播周期為又波速v=6300m/s，則超聲波在機(jī)翼材料中的波長(zhǎng)結(jié)合題圖可知，兩個(gè)反射信號(hào)傳播到探頭處的時(shí)間差為故兩個(gè)反射信號(hào)的路程差解得兩個(gè)反射信號(hào)在探頭處振動(dòng)減弱，A正確。故選A。7.石墨烯是一種由碳原子組成的單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)新材料，具有豐富的電學(xué)性能．現(xiàn)設(shè)計(jì)一電路測(cè)量某二維石墨烯樣品的載流子（電子）濃度。如圖（a）所示，在長(zhǎng)為a，寬為b的石墨烯表面加一垂直向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，電極1、3間通以恒定電流I，電極2、4間將產(chǎn)生電壓U。當(dāng)時(shí)，測(cè)得關(guān)系圖線如圖（b）所示，元電荷，則此樣品每平方米載流子數(shù)最接近（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】設(shè)樣品每平方米載流子(電子)數(shù)為n，電子定向移動(dòng)的速率為v，則時(shí)間t內(nèi)通過(guò)樣品的電荷量q=nevtb根據(jù)電流的定義式得當(dāng)電子穩(wěn)定通過(guò)樣品時(shí)，其所受電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，則有聯(lián)立解得結(jié)合圖像可得解得故選D。8.一條河流某處存在高度差，小魚(yú)從低處向上躍出水面，沖到高處．如圖所示，以小魚(yú)躍出水面處為坐標(biāo)原點(diǎn)，x軸沿水平方向，建立坐標(biāo)系，小魚(yú)的初速度為，末速度v沿x軸正方向．在此過(guò)程中，小魚(yú)可視為質(zhì)點(diǎn)且只受重力作用。關(guān)于小魚(yú)的水平位置x、豎直位置y、水平方向分速度和豎直方向分速度與時(shí)間t的關(guān)系，下列圖像可能正確的是（）A. B. C. D.【答案】AD【解析】【詳解】AC．小魚(yú)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只受重力作用，則小魚(yú)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即為定值，則有水平位移故A正確，C錯(cuò)誤；BD．小魚(yú)在豎直方向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，則，且最高點(diǎn)時(shí)豎直方向的速度為0，故B錯(cuò)誤，D正確。故選AD。9.某同學(xué)用普通光源進(jìn)行雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)。下列說(shuō)法正確的是（）A.光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、雙縫、單縫、遮光筒、測(cè)量頭等元件B.透鏡的作用是使光更集中C.單縫的作用是獲得線光源D.雙縫間距越小，測(cè)量頭中觀察到的條紋數(shù)目?jī)?nèi)越多【答案】BC【解析】【詳解】A．進(jìn)行雙縫干涉測(cè)光的波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)，光具座上依次擺放光源、透鏡、濾光片、單縫、雙縫、遮光筒、測(cè)量頭等元件，故A錯(cuò)誤；B．透鏡的作用是使光更集中，故B正確；C．單縫的作用是獲得線光源，故C正確；D．根據(jù)條紋間距公式可知雙縫間距越小，相鄰亮條紋的間距較大，測(cè)量頭中觀察到的條紋數(shù)目?jī)?nèi)越少，故D錯(cuò)誤。故選BC。10.如圖所示，垂直于水平桌面固定一根輕質(zhì)絕緣細(xì)直桿，質(zhì)量均為m、帶同種電荷的絕緣小球甲和乙穿過(guò)直桿，兩小球均可視為點(diǎn)電荷，帶電荷量分別為q和Q。在圖示的坐標(biāo)系中，小球乙靜止在坐標(biāo)原點(diǎn)，初始時(shí)刻小球甲從處由靜止釋放，開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)。甲和乙兩點(diǎn)電荷的電勢(shì)能（r為兩點(diǎn)電荷之間的距離，k為靜電力常量）。最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力f，重力加速度為g。關(guān)于小球甲，下列說(shuō)法正確的是（）A.最低點(diǎn)的位置B.速率達(dá)到最大值時(shí)的位置C.最后停留位置x的區(qū)間是D.若在最低點(diǎn)能返回，則初始電勢(shì)能【答案】BD【解析】【詳解】A．全過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理解得故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)小球甲的加速度為零時(shí)，速率最大，則有解得故B正確；C．小球甲最后停留時(shí)，滿(mǎn)足解得位置x的區(qū)間故C錯(cuò)誤；D．若在最低點(diǎn)能返回，即在最低點(diǎn)滿(mǎn)足結(jié)合動(dòng)能定理又聯(lián)立可得故D正確。故選BD。二、非選擇題：本題共5小題，共54分。11.某小組探究物體加速度與其所受合外力的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)裝置如圖（a）所示，水平軌道上安裝兩個(gè)光電門(mén)，小車(chē)上固定一遮光片，細(xì)線一端與小車(chē)連接，另一端跨過(guò)定滑輪掛上鉤碼。（1）實(shí)驗(yàn)前調(diào)節(jié)軌道右端滑輪高度，使細(xì)線與軌道平行，再適當(dāng)墊高軌道左端以平衡小車(chē)所受摩擦力。（2）小車(chē)的質(zhì)量為。利用光電門(mén)系統(tǒng)測(cè)出不同鉤碼質(zhì)量m時(shí)小車(chē)加速度a。鉤碼所受重力記為F，作出圖像，如圖（b）中圖線甲所示。（3）由圖線甲可知，F(xiàn)較小時(shí)，a與F成正比；F較大時(shí)，a與F不成正比。為了進(jìn)一步探究，將小車(chē)的質(zhì)量增加至，重復(fù)步驟（2）的測(cè)量過(guò)程，作出圖像，如圖（b）中圖線乙所示。（4）與圖線甲相比，圖線乙的線性區(qū)間____________，非線性區(qū)間____________。再將小車(chē)的質(zhì)量增加至，重復(fù)步驟（2）的測(cè)量過(guò)程，記錄鉤碼所受重力F與小車(chē)加速度a，如表所示（表中第組數(shù)據(jù)未列出）。序號(hào)12345鉤碼所受重力0.0200.04000600.0800.100小車(chē)加速度0.260.550.821.081.36序號(hào)67815鉤碼所受重力0.1200.1400.160……0.300小車(chē)加速度1.671.952.20……3.92（5）請(qǐng)?jiān)趫D（b）中補(bǔ)充描出第6至8三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，并補(bǔ)充完成圖線丙_________。（6）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果猜想和推斷：小車(chē)的質(zhì)量____________時(shí)，a與F成正比。結(jié)合所學(xué)知識(shí)對(duì)上述推斷進(jìn)行解釋?zhuān)篲_____________________。【答案】①.較大②.較?、?④.遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量⑤.見(jiàn)解析【解析】【詳解】（4）[1][2]由題圖（b）分析可知，與圖線甲相比，圖線之的線性區(qū)間較大，非線性區(qū)間較?。唬?）[3]在坐標(biāo)系中進(jìn)行描點(diǎn)，結(jié)合其他點(diǎn)用平滑的曲線擬合，使盡可能多的點(diǎn)在線上，不在線上的點(diǎn)均勻分布在線的兩側(cè)，如下圖所示（6）[4][5]設(shè)繩子拉力為，對(duì)鉤碼根據(jù)牛頓第二定律有對(duì)小車(chē)根據(jù)牛頓第二定律有聯(lián)立解得變形得當(dāng)時(shí)，可認(rèn)為則即a與F成正比。12.某小組欲設(shè)計(jì)一種電熱水器防觸電裝置，其原理是：當(dāng)電熱管漏電時(shí)，利用自來(lái)水自身的電阻，可使漏電電流降至人體安全電流以下．為此，需先測(cè)量水的電阻率，再進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。（1）如圖（a）所示，在絕緣長(zhǎng)方體容器左右兩側(cè)安裝可移動(dòng)的薄金屬板電極，將自來(lái)水倒入其中，測(cè)得水的截面寬和高。（2）現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材：電流表（量程,內(nèi)阻）、電壓表（量程或,內(nèi)阻未知）、直流電源、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線．請(qǐng)?jiān)趫D（a）中畫(huà)線完成電路實(shí)物連接_____。（3）連接好電路，測(cè)量的水在不同長(zhǎng)度l時(shí)的電阻值。將水溫升到，重復(fù)測(cè)量。繪出和水的圖，分別如圖（b）中甲、乙所示。（4）若圖線的斜率為k，則水的電阻率表達(dá)____________（用k、d、h表示）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溫度____________（填“高”或“低”）的水更容易導(dǎo)電。（5）測(cè)出電阻率后，擬將一段塑料水管安裝于熱水器出水口作為防觸電裝置。為保證出水量不變，選用內(nèi)直徑為的水管。若人體的安全電流為，熱水器出水溫度最高為，忽略其他電阻的影響（相當(dāng)于熱水器的工作電壓直接加在水管兩端），則該水管的長(zhǎng)度至少應(yīng)設(shè)計(jì)為_(kāi)___________m。（保留兩位有效數(shù)字）【答案】①.②.③.高④.0.46【解析】【詳解】（2）[1]電源電動(dòng)勢(shì)為，故電壓表量程選擇；由于電流表的內(nèi)阻已知，故采用電流表內(nèi)接時(shí)，可以消除系統(tǒng)誤差，故電流表采用內(nèi)接法，實(shí)物圖如下：（4）[2]根據(jù)電阻定律故可得得[3]電阻率越小更容易導(dǎo)電，根據(jù)圖像可知的水的電阻率更小，故可知溫度高的水更容易導(dǎo)電。（5）[4]根據(jù)前面分析可知的水的電阻率為故當(dāng)選用內(nèi)直徑為的水管。若人體的安全電流為，接入電壓時(shí)，得解得水管長(zhǎng)度至少應(yīng)設(shè)計(jì)為13.可逆斯特林熱機(jī)的工作循環(huán)如圖所示。一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)完成循環(huán)過(guò)程，和均為等溫過(guò)程，和均為等容過(guò)程。已知，氣體在狀態(tài)A的壓強(qiáng)，體積，氣體在狀態(tài)C的壓強(qiáng)。求：（1）氣體在狀態(tài)D的壓強(qiáng)；（2）氣體在狀態(tài)B的體積?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）從D到A狀態(tài)，根據(jù)查理定律解得（2）從C到D狀態(tài)，根據(jù)玻意耳定律解得14.雪地轉(zhuǎn)椅是一種游樂(lè)項(xiàng)目，其中心傳動(dòng)裝置帶動(dòng)轉(zhuǎn)椅在雪地上滑動(dòng)。如圖（a）、（b）所示，傳動(dòng)裝置有一高度可調(diào)的水平圓盤(pán)，可繞通過(guò)中心O點(diǎn)的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。圓盤(pán)邊緣A處固定連接一輕繩，輕繩另一端B連接轉(zhuǎn)椅（視為質(zhì)點(diǎn)）。轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后，其角速度與圓盤(pán)角速度相等。轉(zhuǎn)椅與雪地之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力。（1）在圖（a）中，若圓盤(pán)在水平雪地上以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后在水平雪地上繞O點(diǎn)做半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。求與之間夾角的正切值。（2）將圓盤(pán)升高，如圖（b）所示。圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)椅運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后在水平雪地上繞點(diǎn)做半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，繩子與豎直方向的夾角為，繩子在水平雪地上的投影與的夾角為。求此時(shí)圓盤(pán)的角速度?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）轉(zhuǎn)椅做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)此時(shí)輕繩拉力為T(mén)，轉(zhuǎn)椅質(zhì)量為m，受力分析可知輕繩拉力沿切線方向的分量與轉(zhuǎn)椅受到地面的滑動(dòng)摩擦力平衡，沿徑向方向的分量提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故可得聯(lián)立解得（2）設(shè)此時(shí)輕繩拉力為，沿和垂直豎直向上的分力分別為，對(duì)轉(zhuǎn)椅根據(jù)牛頓第二定律得沿切線方向豎直方向聯(lián)立解得15.如圖（a）所示，軌道左側(cè)斜面傾斜角滿(mǎn)足sinθ1=0.6，摩擦因數(shù)，足夠長(zhǎng)的光滑水平導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向上，右側(cè)斜面導(dǎo)軌傾角滿(mǎn)足sinθ2=0.8，摩擦因數(shù)?，F(xiàn)將質(zhì)量為m甲=6kg的導(dǎo)體桿甲從斜面上高h(yuǎn)=4m處由靜止釋放，質(zhì)量為m乙=2kg的導(dǎo)體桿乙靜止在水平導(dǎo)軌上，與水平軌道左端的距離為d。已知導(dǎo)軌間距為l=2m，兩桿電阻均為R=1Ω，其余電阻不計(jì)，不計(jì)導(dǎo)體桿通過(guò)水平導(dǎo)軌與斜面導(dǎo)軌連接處的能量損失，且若兩桿發(fā)生碰撞，則為完全非彈性碰撞，取g=10m/s2，求：（1）甲桿剛進(jìn)入磁場(chǎng)，乙桿的加速度？（2）乙桿第一次滑上斜面前兩桿未相碰，距離d滿(mǎn)足的條件？（3）若乙前兩次在右側(cè)傾斜導(dǎo)軌上相對(duì)于水平導(dǎo)軌的豎直高度y隨時(shí)間t的變化如圖（b）所示（t1、t2、t3、t4、b均為未知量），乙第二次進(jìn)入右側(cè)傾斜導(dǎo)軌之前與甲發(fā)生碰撞，甲在0~t3時(shí)間內(nèi)未進(jìn)入右側(cè)傾斜導(dǎo)軌，求d的取值范圍?！敬鸢浮浚?）a乙0=2m/s2，方向水平向右；（2）d≥24m；（3）【解析】【詳解】（1）甲從靜止運(yùn)動(dòng)至水平導(dǎo)軌時(shí)，根據(jù)動(dòng)能定理有甲剛進(jìn)人磁場(chǎng)時(shí)，平動(dòng)切割磁感線有E0=Blv0則根據(jù)歐姆定律可知此時(shí)回路的感應(yīng)電流為根據(jù)楞次定律可知，回路中的感應(yīng)電流沿逆時(shí)針?lè)较颍ǜ┮暎?，結(jié)合左手定則可知，乙所受安培力方向水平向右，由牛頓第二定律有BI0l=m2a乙0帶入數(shù)據(jù)有a乙0=2m/s2，方向水平向右（2）甲和乙在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，系統(tǒng)不受外力作用，則系統(tǒng)動(dòng)量守恒，若兩者共速時(shí)恰不相碰，則有m1v0=(m1＋m2)v共對(duì)乙根據(jù)動(dòng)量定理有其中聯(lián)立解得dmin=Δx=24m則d滿(mǎn)足d≥24m（3）根據(jù)