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2024届高考物理热点核心卷—新高考一卷
学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．[2024届·全国·模拟考试]如图所示，新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，标志着我国磁约束核聚变研究向高性能聚变等离子体运行迈出重要一步。“中国环流三号”发生核聚变时的核反应方程为，光速，则下列说法正确的是( )
A.新核X为
B.因为核聚变释放能量，根据可知核聚变后的总质量数减少
C.高温能使所有的原子核克服核力而聚变
D.一个和一个聚变时，质量亏损约为
2．[2024届·全国·模拟考试]2023年10月28日，中国科学院院士褚君浩展示了利用特殊材料实现的下半身“隐身”，其原理是柱镜光栅：由一排排微小圆柱状凸透镜排列组成柱镜光栅，每一根柱状凸透镜把背后的物体压缩成一个细条，透镜数量足够多时，物体被分解成无数个相同的细条，让人仿佛看不见了，从而在视觉上达到“隐身”效果。褚君浩院士还展示了其他的隐身方式：当使用高硼硅玻璃材质的物体在与之折射率相同的甘油中运动时，也能实现隐身效果。下列说法正确的是( )
A.院士的腿隐身利用的原理是光的折射成像
B.使柱镜与褚君浩院士的腿垂直时才能让腿“隐身”
C.如果薄膜做成紧贴院士腿的隐身衣也能实现“隐身”
D.高硼硅玻璃材质的物体在甘油中隐身利用的是光的全反射
3．[2024届·全国·模拟考试]汽车内燃机利用火花塞产生的电火花来点燃汽缸中的燃料空气混合物，其产生电火花的电路原理图如图所示，汽车蓄电池的电压只有12 V，而要使火花塞产生电火花需要几千伏的高压。开关断开的一瞬间，可以在原线圈两端产生的交变电压（持续时间很短）。已知变压器原线圈匝数为，副线圈匝数为，图中变压器可以视为理想变压器，若火花塞产生的电火花恰好可以点燃汽缸中的燃料空气混合物，则副线圈两端电压瞬时最大值为( )
A. B. C. D.
4．[2024届·全国·模拟考试]某科幻电影里，人类在赤道附近修建垂直于水平面的太空电梯，航天员通过太空电梯直通空间站。太空电梯的原理并不复杂，只需在地球同步轨道建造一个空间站，并用某种足够结实的缆绳将其与地面相连，航天员、乘客以及货物都可以通过太空电梯的升降舱沿缆绳竖直进入空间站。如图所示，假设有一太空电梯连接地球赤道上的固定基地c与地球同步轨道上的空间站a（相对地球静止），轨道半径为r（r小于同步卫星的轨道半径）的卫星b与空间站a的运行方向相同，在图示位置时卫星b和空间站a相距最近。已知地球的半径为R，地球自转周期为T，地球表面重力加速度为g。则下列说法正确的是( )
A.太空电梯上各点均处于完全失重状态
B.卫星b的周期大于赤道上基地c随地球自转的周期T
C.太空电梯停在和卫星b一样高处的轨道位置时，该位置处的重力加速度为
D.卫星b与空间站a相距最近后，经过时间，卫星b又与空间站a相距最近
5．[2024届·全国·模拟考试]甲、乙两列相同的火车沿直轨道进站，均以1号车厢车头与某路牌平齐时开始匀减速并计时，测得甲车5号车厢和乙车4号车厢的车头与该路牌平齐时恰好停止，用时之比，两车图像如图，下列说法正确的是( )
A.甲、乙两车的加速度之比为3:2
B.甲、乙两车的初速度之比为9:4
C.甲车的1号车厢与4号车厢通过路牌的时间之比为
D.甲车4号车厢和乙车3号车厢通过路牌的时间之比为
6．[2024届·山东泰安·模拟考试校考]如图所示，匀强电场方向与水平虚线ab间的夹角，将一质量为m、电荷量大小为q的小球（可视为质点）从水平虚线上的O点沿电场方向以某一速度抛出，M是小球运动轨迹的最高点，，轨迹与虚线ab相交于N点右侧的P点（图中没有画出）。已知重力加速度为g，忽略空气阻力，则下列说法正确的是( )
A.若，则小球带负电
B.若，则小球带正电
C.若，则电场强度大小可能等于
D.若，则电场强度大小一定等于
7．[2024届·全国·模拟考试]如图，竖直放置的T形光滑框架上有三个质量均为m的物块，A固定不动，均串在竖直杆上。A与与C间均用原长为L、劲度系数为k的轻弹簧相连；B与与D间均用长度为L的轻杆通过铰链连接。D是质量为的物块，可以以可变的角速度ω绕T形框架的竖直杆匀速旋转。重力加速度为g，α是两轻杆间的夹角，已知时，CD杆恰好没有弹力，，则( )
A.弹簧的劲度系数为 B.若层，则α一定是60°
C.间弹簧总比间弹簧长 D.间距离不会小于
二、多选题
8．[2024届·全国·模拟考试]小宋同学根据静电除尘原理设计了如图所示的高压电场中药干燥器。在大导体板MN上铺一层薄中药，针状电极O和平板电极MN接在高压直流电源上，其间产生了如图所示的电场E。水分子是极性分子，可以看成棒状带电体，一端带正电，另一端带等量的负电。水分子在电场力的作用下从中药材中被加速分离出去，在鼓风机的作用下飞离电场区域从而达到快速干燥的目的。已知虚线ABCD是某一水分子从A处由静止开始的运动轨迹，下列说法正确的是( )
A.水分子在C处时，水分子受到的合力为零
B.水分子沿轨迹ABCD运动，从A点运动到离O最近之前，电场力对水分子中的负电荷始终做正功
C.水分子沿轨迹ABCD运动的过程中，电势能一直减小
D.若只把高压直流电源的正、负极反接，则水分子的运动轨迹不变
9．[2024届·山东泰安·模拟考试校考]过山车是一种深受年轻人喜爱的游乐项目。实验表明：当普通人所承受的加速度约为5倍的重力加速度时就会发生晕厥。图甲中，过山车轨道的回环部分是半径为R的经典圆环轨道，A为圆轨道最高点、B为最低点；图乙中，过山车轨道的回环部分是倒水滴形轨道，上半部分是半径为R的半圆轨道、C为最高点，下半部分为两个半径为2R的四分之一圆弧轨道、D为最低点。若过山车可视为质点，分别从两轨道顶峰上部由静止开始下降，沿轨道内侧经过A、C点时均恰好和轨道没有相互作用，点B、D等高，忽略空气阻力和摩擦。则下列说法正确的是( )
A.过山车经过A、C点时速度为0
B.图甲过山车轨道比图乙轨道更安全
C.图乙过山车轨道比图甲轨道更安全
D.“图乙中轨道顶峰的高度”比“图甲中轨道顶峰的高度”高R
10．[2024届·山东泰安·模拟考试校考]如图所示，P、Q是两根固定在水平面内的光滑平行金属导轨，间距为L，导轨足够长且电阻可忽略不计。图中EFGH矩形区域有一方向垂直导轨平面向上、感应强度大小为B的匀强磁场。在时刻，两均匀金属棒a、b分别从磁场边界进入磁场，速度大小均为；一段时间后，在时刻流经a棒的电流为0，b棒仍处于磁场区域内。已知金属棒a、b由相同材料制成，长度均为L，电阻分别为和R，a、b棒的质量分别为和m。在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，a、b棒没有相碰，则( )
A.时刻a棒加速度大小为
B.时刻a棒的速度为
C.时间内，通过a、b棒横截面的电荷量相等
D.时间内，a棒产生的焦耳热为
三、实验题
11．某同学测量玻璃的折射率，实验过程如下：
①将玻璃砖平放在水平桌面上的白纸上，用大头针在白纸上标记玻璃砖的边界；
②激光笔发出的激光从玻璃砖上的P点水平入射，到达bc面上的Q点后折射出玻璃砖，用大头针在白纸上标记P点、Q点和激光笔出光孔S的位置；
③移走玻璃砖，在白纸上描绘玻璃砖的边界和激光的光路，作法线PM和光线PQ的反向延长线PN，过法线上的M点分别作PS和PN的垂线，垂足分别为点A和点B，如图甲所示；
④用刻度尺测量MA和MB的长度和。
（1）利用所测量的物理量，写出玻璃砖的折射率表达式为_______，MA的长度读数如图乙所示，则_______cm，测得为1.60 cm，由测得的数据可得折射率n为_______（结果保留3位有效数字）。
（2）为了减小实验的相对误差，下列说法正确的是_______。
A.选取的点M尽量靠近入射点P B.选取的点M尽量远离入射点P
C.激光在ab界面的入射角尽量大些 D.激光在ab界面的入射角尽量小些
12．[2024届·全国·模拟考试]某物理兴趣小组设计了如图甲所示的电路来探究NTC热敏电阻的特性，已知NTC热敏电阻在35 ℃到40 ℃范围内的阻值约为几千欧姆。
（1）在图乙中用笔画线代替导线画出实物连线图。
（2）现有最大阻值为200 Ω的滑动变阻器A和最大阻值为6000 Ω的滑动变阻器B，本实验中应该选择滑动变阻器_______（选填“A”或“B”）。
（3）先将单刀双掷开关S掷于1处，调节滑动变阻器，使电压表示数为1.00 V；再将单刀双掷开关S掷于2处，调节电阻箱，当电压表示数为_______V时，电阻箱的示数等于NTC热敏电阻的阻值。
（4）若该小组通过实验作出NTC热敏电阻的阻值R随温度t变化的图像如图丙，将该NTC热敏电阻与干电池和电流表连接成闭合电路，如图丁所示，则电流表示数随温度的升高而_______（选填“增大”“减小”或“不变”）。不计电池内阻和电流表内阻，干电池电动势为1.5 V，则电流表示数为_______mA时，NTC热敏电阻的温度为37 ℃。
四、计算题
13．[2024届·全国·模拟考试]如图所示，足够长的圆柱形导热汽缸内用一质量为m、面积为S的活塞密封一定质量的理想气体，汽缸与活塞在轻质弹簧的作用下静止于倾角的光滑斜面上，此时活塞到汽缸底部的距离为，弹簧的弹力大小为，汽缸与活塞间无摩擦且不漏气。已知大气压强恒为，环境温度为，重力加速度为g，缸内气体质量忽略不计。若环境温度缓慢上升为，求该过程中气体对外界做的功。
14．[2024届·全国·模拟考试]如图所示，在区间存在方向垂直纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，坐标原点O处有粒子源可发射带负电的粒子，当粒子以初速度（大小未知）沿与x轴正方向成的方向射入磁场区域，经磁场偏转后，其轨迹恰好与磁场右边界相切。已知粒子的比荷为k，忽略粒子重力和粒子间的相互作用。
（1）求粒子的初速度的大小；
（2）若粒子射入磁场区域的方向不变，速率v满足，求经过时粒子位置横纵坐标的关系式。
15．[2024届·全国·模拟考试]质量为的木板B静止于光滑水平面上，质量为的物块A停在B的左端，质量为的小球用长为的轻绳悬挂在固定点O上。将轻绳拉直至水平位置后，由静止释放小球，小球在最低点与A发生碰撞，碰撞时间极短且无机械能损失，物块与小球可视为质点，不计空气阻力。已知A、B间的动摩擦因数，重力加速度。求：
（1）小球与A碰撞前的瞬间，绳子对小球的拉力F的大小；
（2）小球与A碰撞后的瞬间物块A的速度的大小及使A恰好不滑离木板时木板的长度L。
参考答案
1．答案：D
解析：根据质量数守恒及电荷数守恒可得氘核和氚核聚变时的核反应方程为，新核X为，A错误；核聚变时释放能量，出现质量亏损，但是其总质量数是不变的，B错误；要使轻核发生核聚变，必须使它们的距离达到以内，核力才能起作用，热核反应时要将轻核加热到很高的温度，使它们具有足够的动能来克服核力而聚变在一起形成新的原子核，即高温能使轻核克服核力而聚变，但不是能使所有的原子核克服核力而聚变，C错误；根据质能方程，代入数据得，D正确。
2．答案：A
解析：院士的腿隐身的原理是柱镜通过折射成缩小实像，选项A正确；根据光的折射原理，物体与圆柱较远且平行时才能成与圆柱平行的缩小的细条像，选项B、C错误；折射率相同的透明物体放在一起，光通过界面不折射也不反射，直线前进，好像不存在界面一样，达到隐身目的，不是利用光的全反射，选项D错误。
3．答案：B
解析：原线圈中输入电压的有效值，根据理想变压器变压公式，副线圈输出电压的有效值，若火花塞产生的电火花恰好可以点燃汽缸中的燃料空气混合物，则副线圈中电压瞬时最大值，B项正确。
4．答案：C
解析：太空电梯只有在地球同步轨道上时才处于完全失重状态，不是各点都处于完全失重状态，A项错误；假设太空电梯的长度为l，根据开普勒第三定律，有，可知卫星b的周期，其周期小于赤道上基地c随地球自转的周期，B项错误；在地球表面有，太空电梯停在距地心为r的轨道位置时，设太空电梯对内部货物的支持力大小为，根据合力提供向心力，有，其中，解得，C项正确；当卫星b与太空电梯再次相距最近时，有，对卫星b，又有，解得，D项错误。
5．答案：D
解析：由题可知两车从开始计时到停止的位移之比为4:3，结合逆向思维分析，由，，可知两车加速度之比27:16，A错误；由可知两车的初速度之比为3:2，B错误；逆向分析，根据初速度为0的匀加速直线运动通过相邻等位移的时间之比为推论可知，甲车1号车厢与4号车厢通过路牌的时间之比为，C错误；根据C项分析可知，甲车4号车厢通过路牌的时间为，乙车3号车厢通过路牌的时间为，又，可知甲车4号车厢和乙车3号车厢通过路牌的时间之比为，D正确。
6．答案：D
解析：根据题意，小球在竖直方向上先做匀减速直线运动再做匀加速直线运动，在M点处时竖直分速度减小为0，根据对称性可知，小球从O运动到M点的时间与从M点运动到P点的时间相等，若，表明小球在水平方向上做匀加速直线运动，则小球所受电场力沿电场方向，即小球带正电；若，表明小球在水平方向上做匀减速直线运动，则小球所受电场力与电场方向相反，即小球带负电，故A、B项错误；若，则小球带正电，因为小球在竖直方向上先做匀减速直线运动，则有，即，C项错误。若，则小球带负电，在水平方向做匀减速直线运动，由于小球从O运动到M点的时间与从M点运动到P点的时间相等，说明在P点时，水平方向分速度恰好减为0，设小球被抛出的初速度大小为，水平方向有，竖直方向上有，联立解得，D项正确。
7．答案：B
解析：由时CD杆恰好无弹力可知，，得，此时B、C间的距离，对C受力分析，有，解得，故A错误；当时，设轻杆与水平方向间的夹角均为θ，两轻杆的弹力大小分别为，对D受力分析，竖直方向有，水平方向有，解得，此时B、C间的距离所受弹簧的弹力，以C为研究对象，C受力平衡，有，联立解得，则，故B正确；以B、C、D整体为研究对象，分析可知，为定值，则AB的长度为定值，而B、C间弹簧长度随ω变化而变化，故C错误；由余弦定理可知AB与BD间的夹角β越小，AD越小，，当时，，实际上，故，而，故当ω很大时，A、D间距离会小于，故D错误。
8．答案：BD
解析：A.水分子做曲线运动，在C处时，受到的合力不为零，故A错误；
B.水分子沿轨迹ABCD运动过程中，从A点运动到离O最近之前，水分子中的负电荷受到的电场力方向与运动的方向夹角小于90°，故电场力做正功，故B正确；
C.水分子沿轨迹ABCD运动过程中，电场力先做正功，后做负功，故电势能先减小后增大，故C错误；
D.如果把高压直流电源的正负极反接，产生的电场方向发生反转，但水分子是一端带正电，另一端带等量负电，故水分子的正负端发生反转，水分子运动轨迹不变，故D正确。故选BD。
9．答案：CD
解析：A.已知过山车经过A、C点时和轨道没有相互作用，重力充当向心力有，解得，故A错误；
BC.分别运动到轨道最低点B、D时，人所受加速度最大，由动能定理，对图甲圆环轨道有
经过B点时加速度，
解得，
图甲过山车轨道存在安全隐患；
对图乙倒水滴形轨道有，
经过D点时加速度，
解得，
故图乙过山车轨道比图甲轨道更安全，故B错误，C正确；
D.相同过山车在顶峰处动能为0，经A、C点时动能相等，根据机械能守恒，
有，
其中，
可得，
即“图乙中轨道顶峰的高度”比“图甲中轨道顶峰的高度”高R，故D正确。
故选CD。
10．答案：BCD
解析：A.根据右手定则，金属棒a、b进入磁场时产生的感应电流均为逆时针方向，则回路的电动势为a、b各自产生的电动势之和，即
感应电流
对a由牛顿第二定律得
解得，故A错误；
B.根据左手定则可知a棒受到的安培力向左，b棒受到的安培力向右，由于流过a、b的电流大小一直相等，故两棒受到的安培力大小相等，方向相反，则a与b组成的系统合外力为零，系统动量守恒，由题知，时刻流过a的电流为零时，说明a、b之间的磁通量不变，即a、b在时刻达到了共同速度，设为v，取向右为正方向，
根据系统动量守恒有，
解得，故B正确；
C.在时间内，根据，因通过两棒的电流时刻相等，所用时间相同，所以通过两棒横截面的电荷量相等，故C正确；
D.在时间内，对a、b组成的系统，根据能量守恒有，
解得回路中产生的总热量为，
有因a、b流过的电流一直相等，所用时间相同，由焦耳定律
可知a、b产生的热量与电阻成正比，即，
所以时间内，a棒产生的焦耳热为，故D正确。
11．答案：（1）；2.40；1.50
（2）BC
解析：（1）玻璃砖的折射率，又，则，由题图乙可知，，则。
（2）为了减小测量的相对误差，的测量值应尽量大一些，所以选取的点M应尽量远离入射点P，激光在ab界面的入射角应尽量大些，BC正确，AD错误。
12．答案：（1）见解析
（2）B
（3）1.00
（4）增大；0.5
解析：（1）如图所示
（2）由于实验电路中采用滑动变阻器限流接法，待测电阻NTC热敏电阻在35 ℃到40 ℃范围内的阻值约为几千欧姆，因此实验中应该选择最大阻值与待测电阻相差不多的滑动变阻器B。
（3）本实验采用等效法测量电阻，所以将单刀双掷开关S掷于2处，调节电阻箱，当电压表示数为1.00 V时，电阻箱的示数等于NTC热敏电阻的阻值。
（4）根据闭合电路欧姆定律，有，而热敏电阻阻值R随温度升高而减小，所以电流表示数I随温度的升高而增大。由图丙可知，温度为37 ℃时对应的热敏电阻阻值为，由，可知。
13．答案：
解析：对汽缸与活塞整体进行受力分析有
对汽缸进行受力分析有
升温过程气体发生等压变化，根据盖-吕萨克定律有
气体对外界做功
因为
联立解得。
14．答案：（1）
（2）
解析：（1）根据题意，画出粒子的运动轨迹如图所示
设粒子轨迹半径为R，由几何关系可知①
解得②
根据洛伦兹力提供向心力知③
又④
联立②③④解得⑤
（2）设粒子速率为v，则有
粒子做圆周运动的周期⑥
根据洛伦兹力提供向心力可知
解得⑦
结合⑦知，经过，即经过，此时粒子做圆周运动时轨迹所对圆心角⑧
设此时粒子所在位置的横坐标为x，纵坐标为y，则⑨
⑩
联立⑧⑨⑩解得。
15．答案：（1）
（2）
解析：（1）小球下摆过程机械能守恒，由机械能守恒定律得，
解得，
对小球由牛顿第二定律得，
解得。
（2）小球与A碰撞过程系统动量守恒，以小球的初速度方向为正方向，
由动量守恒定律得，
由机械能守恒定律得，
联立解得，
物块A与木板B相互作用过程，系统动量守恒，以A的速度方向为正方向，
由动量守恒定律得，
解得，
由能量守恒定律得，
解得。

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