全国乙卷2024年高考理综物理试卷
一、单选题(共8题；共48分)
1．（6分）交流发电机的示意图如图所示，当线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动时，电路中产生的最大电流为，已知线圈转动的周期为T，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置磁通量最大，磁通量的变化率最大
B．图示位置电流最大，方向为A→B
C．从图示位置开始经过，电流方向将发生改变
D．从图示位置计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为
2．（6分）一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时的中Φ-t图象如图所示，将此交变电流与 的电阻连接，R的功率为 ，不计线圈的电阻，下列说法正确的是（ ）
A．交变电流的频率为50Hz
B． 时线圈中的电流最大
C． 时线圈处于“中性面”位置
D．线圈产生电动势的最大值是
3．（6分）分析下列三种情况下各力做功的正负情况：（1）如图甲所示，光滑水平面上有一光滑斜面b，物块a从斜面顶端由静止开始下滑的过程；（2）人造地球卫星在椭圆轨道上运行，由图乙中的a点运动到b的过程中；（3）小车M静止在光滑水平轨道上，球m用细绳悬挂在车上，由图丙中的位置无初速度释放，小球下摆的过程，则（ ）
A．图甲中，斜面对物块不做功，
B．图乙中，万有引力对卫星做正功
C．图丙中，绳的拉力对小车做负功
D．图丙中，绳的拉力对小球做负功
4．（6分）某景区的栈道漂流备受欢迎，如图所示，游客乘坐充气垫顺着水流沿倾斜直线栈道匀速向下运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．充气垫对游客的作用力一定做正功
B．充气垫对游客的作用力不做功
C．游客的机械能保持不变
D．游客的机械能减小
5．（6分）甲乙两车同时同地同向运动，两车的v–t图象如图所示。其中质量m=7.5 t甲车以恒定功率P=50 kW启动，最后匀速运动。乙车做初速为0做匀加速运动，则乙车追上甲车的时间是（ ）
A．40 s B．20 s C．60 s D．30 s
6．（6分）在我市雨污分流改造施工中，需把钢材运送到水池的底部。如图，工人甲将钢材放到一定深度时拉住手中的绳保持静止，乙通过拉绳将钢材微调到准确位置。设乙所拉轻绳始终保持水平，不考虑滑轮的摩擦及大小，在乙缓慢释放手中的绳子，钢材向左移动的过程中（ ）
A．甲对地面的压力不变
B．甲手中绳子上的拉力不断增大
C．甲受到地面的摩擦力大于乙受到地面的摩擦力
D．乙手中绳子上的拉力不断增大
7．（6分）工人将重物从高台运送到地面，如图所示，轻绳穿过与重物固定连接的光滑圆环，一端固定在A点，另一端被建筑工人握住，工人站在B点缓慢放长轻绳，使重物缓慢下降。在工人释放一小段轻绳的过程中，以下说法正确的是（ ）
A．绳对工人的拉力变大 B．高台对工人的作用力变小
C．高台对工人的摩擦力变大 D．高台对工人的支持力变大
8．（6分）如图所示，平直木板AB倾斜放置，小物块与木板间的动摩擦因数由A到B逐渐减小，先让物块从A由静止开始滑到B，然后将A端着地，抬高B端，使木板的倾角与前一过程相同，再让物块从B由静止开始滑到A。上述两过程相比较，下列说法中正确的是（ ）
A．物块从顶端滑到底端，两过程中物块克服摩擦力做功相同
B．物块从顶端滑到底端，两过程中物块所受摩擦力冲量大小相等
C．物块滑到底端时的速度，前一过程较大
D．物块从顶端滑到底端两过程，前一过程用时较短
二、综合题(共5题；共62分)
9．（7分）如图所示，在倾角为 =30°的斜面上，固定一宽L=0.5m的平行光滑金属导轨，在导轨上端接入电源和滑动变阻器R。电源电动势E=12V、内阻r=1 ，一质量m=50g的金属棒ab与两导轨垂直并接触良好。整个装置处于磁感应强度B=0.50T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场中（导轨与金属棒的电阻不计）。g取10m/s2，要保持金属棒在导轨上静止，求：
（1）（2分）金属棒所受到的安培力的大小；
（2）（2分）通过金属棒的电流的大小；
（3）（3分）滑动变阻器R接入电路中的阻值。
10．（9分）已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船在绕月球的圆形轨道Ⅰ上运动，轨道半径为r，r＝4R，到达轨道Ⅰ的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。已知引力常量G，求：
（1）（3分）第一次点火和第二次点火分别是加速还是减速；
（2）（3分）飞船在轨道Ⅰ上的运行速率；
（3）（3分）飞船在轨道Ⅲ上绕月运行一周所需的时间。
11．（12分）如图所示，一截面为正方形的塑料管道固定在水平桌面上，管道内充满液体，其右端面上有一截面积为s的小喷口，喷口离地的高度为h（h远远大于喷口的直径）。管道中有一与截面平行的活塞，活塞沿管道向右匀速推动液体使液体从喷口水平射出，液体落地点离喷口的水平距离为 。若液体的密度为ρ，重力加速度为g。液体在空中不散开，不计空气阻力，液体不可压缩且没有黏滞性。
（1）（4分）液体从小喷口水平射出速度的大小v0；
（2）（4分）喷射过程稳定后，空中液体的质量m；
（3）（4分）假设液体击打在水平地面上后速度立即变为零，求液体击打地面水平向右的平均作用力Fx的大小。
12．（14分）如图所示，在光滑的水平面上有一长为L的木板B，上表面粗糙，在其左端有一光滑的 圆弧槽C，与长木板接触但不相连，圆弧槽的下端与木板上表面相平，B、C静止在水平面上．现有滑块A以初速V0从右端滑上B，并以 V0滑离B，恰好能到达C的最高点．A、B、C的质量均为m，试求：
（1）（4分）木板B上表面的动摩擦因数μ；
（2）（4分） 圆弧槽C的半径R；
（3）（6分）当A滑离C时，C的速度．
13．（20分）如图所示，边长为l的正三角形PMN区域内存在匀强磁场，磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外，在PMN区域外存在足够大的匀强磁场，磁感应强度大小也为B、方向垂直于纸面向里。大量质量为m、电荷量为q的粒子，以大小不同的速度从MN的中点O垂直射入正三角形PMN区域内部，不计重力及离子间的相互作用，一部分粒子经过磁场偏转后垂直MN回到O点。求：
（1）（6分）垂直MN回到O点的粒子速度的最大值；
（2）（6分）所有经过磁场偏转后能垂直MN回到O点粒子速度的大小；
（3）（8分）上述先后相邻到达O点粒子的时间差的最小值。
答案解析部分
1．【答案】D
【解析】【解答】ABC.图示位置为中性面，磁通量最大，磁通量的变化率最小，电流最小，每经过一次图示位置的中性面，电流方向就改变一次，ABC不符合题意；
D．从图示位置计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为 ，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】其图中线圈处于中性面其磁通量最大，其有效速度最小则磁通量变化率和电流最小；线圈经过中性面一次电流方向改变一次；利用其峰值和周期可以求出电流随时间变化的表达式。
2．【答案】D
【解析】【解答】A．根据图像可知，周期为2s，故频率为0.5Hz，A不符合题意；
B． 时磁通量变化率为零，则感应电动势为零，感应电流为零，B不符合题意；
C． 时磁通量为零，位置与“中性面”垂直，C不符合题意；
D． 交变电流与 的电阻连接，R的功率为 ，电流为
电动势有效值
最大值为
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】导体棒做切割磁感线运动时，导体棒的两端就会形成电势差，结合公式E＝Blv求解即可，当导体棒的速度与磁场垂直时，产生的电动势最大，当速度与磁场平行时。电动势为零。
3．【答案】D
【解析】【解答】物块a下滑过程中，因为支持力与位移之间的夹角大于90°，所以支持力所负功，A不符合题意；因为卫星由a点运动到b点的过程中，万有引力的方向和速度的方向的夹角大于90°，所以万有引力对卫星做负功，B不符合题意；小球下摆过程中，绳子的拉力使小车的动能增加了，故绳子的拉力对小车做正功，C不符合题意；因为小车与小球构成的系统机械能守恒，小车的机械能增加了，则小球的机械能减小，故绳子的拉力对小球做负功，D符合题意；
故答案为：D
【分析】利用力的方向和位移的方向可以判别力是否对物体做功。
4．【答案】D
【解析】【解答】AB．游客匀速向下运动过程中，由动能定理可知合外力做功为零，重力做正功，故充气垫对游客的作用力做负功，故AB错误；
CD．因为故充气垫对游客的作用力做负功，故游客的机械能减小，C错误，D正确。
故选D。
【分析】根据动能定理得出充气垫对游客的作用力做功情况，结合功能关系得出机械能的变化情况。
5．【答案】D
【解析】【解答】设乙车追上甲车的时间为 ，对乙车：
对甲车：当甲车速度最大时，牵引力等于阻力，则
由图可知，当乙车追上甲车时，甲车已经达到最大速度，并且以最大速度做匀速运动
对甲车根据动能定理有：
联立以上方程式可以得到： ， D符合题意，ABC不符合题意。
故答案为：D
【分析】由图象可知两汽车的运动情况，甲乙两车同时同地同向运动，相遇时二者位移相等，对甲车根据动能定理即可求解，注意首先求解甲车的摩擦阻力。
6．【答案】C
【解析】【解答】ABD．对物体所连接的绳子节点进行受力分析，设甲绳在节点的作用力与水平夹角为 ，物体缓慢移动，所以该节点合力时时刻刻为零，得出公式
乙释放手中的绳子， 变大， 变小， 变小， 不变，根据
可得 变小；因为工人甲保持静止，在此过程中，绳对工人甲的力的角度 不变。对工人甲受力分析得
为地面对甲的支持力，因为 减小， 不变，所以N变大，N与甲对地面的压力是一对反作用力，所以甲对地面的压力不断增大，ABD不符合题意；
C．因为
对工人乙受力分析得
因为 大于 ，所以
C符合题意。
故答案为：C。
【分析】利用结点的平衡条件结合角度的变化可以判别其绳子的拉力大小变化；利用拉力的平衡方程可以判别甲对地面的压力大小变化；利用平衡方程可以求出甲乙摩擦力的大小。
7．【答案】B
【解析】【解答】设重物的重力为G，绳子的拉力为T，绳子与竖直方向夹角为，由平衡条件可知，工人释放绳子后，减小，G不变，拉力T变小，A错误；对人受力分析可知，由A可知T减小，减小，则f减小，C错误；由AC可知，T和f的合力始终竖直向下，且合力为重力的一半，故工人受到高台的作用力保持不变，B正确，D错误。
故答案为：B
【分析】对重物和工人分别进行受力分析进行正交分解，根据平衡条件列方程求解。
8．【答案】A
【解析】【解答】A、设斜面倾角为 ，利用微元法，将斜面分割成无数个小段，则每一小段克服摩擦力的功为 ，则整个过程中克服摩擦力的功为： ，可知两过程中物块克服摩擦力做功相同，A符合题意；
B、两过程中，由于重力做功相同，克服摩擦力做功相同，则根据动能定理可知，两过程到达底端的速度大小相等，先让物块从A由静止开始滑到B，又因为动摩擦因数由A到B逐渐减小，则合力增大，即加速度增大，同理可知当物块由B到A，则合力减小，即加速度减小，最终速度的大小相等，而且位移大小相等，则 图像如图所示：
则前一过程即由A到B用时 较长，则两个过程中摩擦力的冲量的大小不相等，BCD不符合题意。
故答案为：A
【分析】对物体进行受力分析，做出两种运动形式的v-t图像，通过分析运动图像求解做功、冲量的大小。
9．【答案】（1）解：金属棒受力分析可知，金属棒静止处于平衡状态，由平衡条件得mgsinθ=F安
代入数据解得F安=0.25N
（2）解：由安培力公式F安=BIL可知，电流
（3）解：设变阻器接入电路的阻值为R，根据闭合电路欧姆有
解得：
【解析】【分析】（1） 金属棒静止处于平衡状态，由平衡条件可求得安培力大小。（2）由安培力公式可以求出电流大小。（3）用闭合电路欧姆定律进行求解。
10．【答案】（1）解：由高轨道到低轨道，需要出卫星所需要的向心力小于万有引力，故要减速才可实现，即第一次点火与第二次点火都是减速；
（2）解：由题意可知轨道I的轨道半径为4R，由万有引力提向心力，设飞船的质量为m，运行速率为v，根据牛顿第二定律有
解得
（3）解：由题意可知轨道Ⅲ的轨道半径为R，设运行周期为T，根据牛顿第二定律有
代入月球质量可得
【解析】【分析】（1）卫星从高轨道到低轨道需要减速；
（2）根据万有引力提供向心力得出飞船在轨道1上的运行速率；
（3）飞船在轨道3上根据万有引力提供向心力得出周期的表达式。
11．【答案】（1）解：因为液体做平抛运动，水平方向上
竖直方向上
解得
（2）解：由于喷出的时间为t=
故空中液体的质量
（3）解：设液体与水平地面间的作用时间为△t，取△t时间内液体为研究对象，液体水平向右的初速度为v0，末速度为0，取向右为正方向，根据动量定理得
解得
【解析】【分析】1.根据平抛公式，水平 ，竖直 ，求解初速度。
2.根据质量公式 求解m。
3.根据动量定理， ，结合质量 ，求解Fx。
12．【答案】（1）解：当A在B上滑动时，A与BC整体发生作用，规定向左为正方向，由于水平面光滑，A与BC组成的系统动量守恒，有：
mv0=m× v0+2mv1
得：v1= v0
由能量守恒得知系统动能的减小量等于滑动过程中产生的内能，有：
Q=μmgL= m ﹣ m ﹣ ×2m
得：μ=
（2）解：当A滑上C，B与C分离，A与C发生作用，设到达最高点时速度相等为V2，规定向左为正方向，由于水平面光滑，A与C组成的系统动量守恒，有：
m× v0+mv1=（m+m）V2，
得：V2=
A与C组成的系统机械能守恒，有：
m + m = ×（2m） +mgR
得：R=
（3）解：当A滑下C时，设A的速度为VA，C的速度为VC，规定向左为正方向，A与C组成的系统动量守恒，有：
m× v0+mv1=mvA+mvC
A与C组成的系统动能守恒，有：
m + m = m + m
解得：VC=
【解析】【分析】1、当A在B上滑动时，A与BC整体发生相互作用，由于水平面光滑，A与BC组成的系统动量守恒列出等式，
由能量守恒得知系统动能的减少量等于滑动过程中产生的内能列出等式，联立求解；2、当A滑上C，B与C分离，A、C发生相互作用，A、C组成的系统水平方向动量守恒，由A、C组成的系统机械能守恒列出等式，联立求解；3、根据AC系统动量守恒列出等式，AC系统初、末状态动能相等列出等式，联立求出滑离C时C的速度．
13．【答案】（1）解：粒子速度为最大值时的运动轨迹如图所示
洛伦兹力提供向心力
解得
（2）解：粒子经过磁场偏转后垂直MN的回到O点有多种可能性，如图所示
，，其中n=0，1，2，3，…
，，其中n’=0，1，2，3，…
如果半径、速度的表达式写出
、，其中n=0，1，2，3，…
（3）解：粒子在磁场中运动的周期
第一种情形φ1=，其中n=0，1，2，3，…
第二种情形φ2=，其中n’=0，1，2，3，…
Δφmin=
Δtmin=
【解析】【分析】（1）画出粒子运动轨迹， 洛伦兹力提供向心力 ，由几何关系可得垂直MN回到O点的粒子速度的最大值。
（2）画出粒子运动轨迹，粒子运动有多条路径，根据几何关系得出半径、速度的表达式。
（3）粒子在磁场中周期不变，求出两种到达O点的最特殊的粒子的运动时间，求出时间差的最小值。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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、
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毫米黑色字迹的签字笔填写，字体工整
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、
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5
、保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、刮纸刀。
6
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■
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错误
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√
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非选择题（请在各试题的答题区内作答）
9.1.答：
9.2.答：
9.3.答：
10.1.答：
10.2.答：
10.3.答：
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11.2.答：
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