2024年全國(guó)甲卷高考物理真題卷（解析版）

第第頁(yè)2024年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試物理注意事項(xiàng)：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上，并將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)、座位號(hào)填寫在本試卷上。2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用2B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)。涂寫在本試卷上無(wú)效。3.作答非選擇題時(shí)，將答案書(shū)寫在答題卡上，書(shū)寫在本試卷上無(wú)效。4.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8小題，每小題6分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~5題只有一項(xiàng)符合題目要求，第6~8題有多項(xiàng)符合題目要求。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.氘核可通過(guò)一系列聚變反應(yīng)釋放能量，總的反應(yīng)效果可用表示，式中x、y的值分別為（）A.， B.， C.， D.，【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得解得，故選C。2.如圖，一輕繩跨過(guò)光滑定滑輪，繩的一端系物塊P，P置于水平桌面上，與桌面間存在摩擦；繩的另一端懸掛一輕盤（質(zhì)量可忽略），盤中放置砝碼。改變盤中砝碼總質(zhì)量m，并測(cè)量P的加速度大小a，得到圖像。重力加速度大小為g。在下列圖像中，可能正確的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】設(shè)P的質(zhì)量為，P與桌面的動(dòng)摩擦力為；以P為對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律可得以盤和砝碼為對(duì)象，根據(jù)牛頓第二定律可得聯(lián)立可得可知當(dāng)砝碼的重力大于時(shí)，才有一定的加速度，當(dāng)趨于無(wú)窮大時(shí)，加速度趨近等于。故選D。3.2024年5月，嫦娥六號(hào)探測(cè)器發(fā)射成功，開(kāi)啟了人類首次從月球背面采樣返回之旅。將采得的樣品帶回地球，飛行器需經(jīng)過(guò)月面起飛、環(huán)月飛行、月地轉(zhuǎn)移等過(guò)程。月球表面自由落體加速度約為地球表面自由落體加速度的。下列說(shuō)法正確的是（）A.在環(huán)月飛行時(shí)，樣品所受合力為零B.若將樣品放置在月球正面，它對(duì)月球表面壓力等于零C.樣品在不同過(guò)程中受到的引力不同，所以質(zhì)量也不同D.樣品放置在月球背面時(shí)對(duì)月球的壓力，比放置在地球表面時(shí)對(duì)地球的壓力小【答案】D【解析】【詳解】A．在環(huán)月飛行時(shí)，樣品所受合力提供所需的向心力，不為零，故A錯(cuò)誤；BD．若將樣品放置在月球正面，它對(duì)月球表面壓力大小等于它在月球表面的重力大?。挥捎谠虑虮砻孀杂陕潴w加速度約為地球表面自由落體加速度的，則樣品在地球表面的重力大于在月球表面的重力，所以樣品放置在月球背面時(shí)對(duì)月球的壓力，比放置在地球表面時(shí)對(duì)地球的壓力小，故B錯(cuò)誤，D正確；C．樣品在不同過(guò)程中受到的引力不同，但樣品的質(zhì)量相同，故C錯(cuò)誤。故選D。4.如圖，一光滑大圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，質(zhì)量為m的小環(huán)套在大圓環(huán)上，小環(huán)從靜止開(kāi)始由大圓環(huán)頂端經(jīng)Q點(diǎn)自由下滑至其底部，Q為豎直線與大圓環(huán)的切點(diǎn)。則小環(huán)下滑過(guò)程中對(duì)大圓環(huán)的作用力大小（）A.在Q點(diǎn)最大 B.在Q點(diǎn)最小 C.先減小后增大 D.先增大后減小【答案】C【解析】【詳解】方法一（分析法）：設(shè)大圓環(huán)半徑為，小環(huán)在大圓環(huán)上某處（點(diǎn)）與圓環(huán)的作用力恰好為零，如圖所示設(shè)圖中夾角為，從大圓環(huán)頂端到點(diǎn)過(guò)程，根據(jù)機(jī)械能守恒定律在點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律聯(lián)立解得從大圓環(huán)頂端到點(diǎn)過(guò)程，小環(huán)速度較小，小環(huán)重力沿著大圓環(huán)圓心方向的分力大于小環(huán)所需的向心力，所以大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的彈力背離圓心，不斷減小，從點(diǎn)到最低點(diǎn)過(guò)程，小環(huán)速度變大，小環(huán)重力和大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的彈力合力提供向心力，所以大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的彈力逐漸變大，根據(jù)牛頓第三定律可知小環(huán)下滑過(guò)程中對(duì)大圓環(huán)的作用力大小先減小后增大。方法二（數(shù)學(xué)法）：設(shè)大圓環(huán)半徑為，小環(huán)在大圓環(huán)上某處時(shí)，設(shè)該處與圓心的連線與豎直向上的夾角為，根據(jù)機(jī)械能守恒定律在該處根據(jù)牛頓第二定律聯(lián)立可得則大圓環(huán)對(duì)小環(huán)作用力的大小根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知的大小在時(shí)最小，結(jié)合牛頓第三定律可知小環(huán)下滑過(guò)程中對(duì)大圓環(huán)的作用力大小先減小后增大。故選C。5.在電荷量為Q的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中，將無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)規(guī)定為零時(shí)，距離該點(diǎn)電荷r處的電勢(shì)為，其中k為靜電力常量，多個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)，等于每個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)存在的該點(diǎn)的電勢(shì)的代數(shù)和。電荷量分別為和的兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)的等勢(shì)線如圖中曲線所示（圖中數(shù)字的單位是伏特），則（）A.， B.， C.， D.，【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)兩點(diǎn)電荷周圍的電勢(shì)分布可知帶正電，帶負(fù)電；由圖中電勢(shì)為0的等勢(shì)線可知由圖中距離關(guān)系可知聯(lián)立解得故選B。6.如圖，理想變壓器的副線圈接入電路的匝數(shù)可通過(guò)滑動(dòng)觸頭T調(diào)節(jié)，副線圈回路接有滑動(dòng)變阻器R、定值電阻和、開(kāi)關(guān)S。S處于閉合狀態(tài)，在原線圈電壓不變的情況下，為提高的熱功率，可以（）A.保持T不動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R的滑片向f端滑動(dòng)B.將T向b端移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R的滑片位置不變C.將T向a端移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R的滑片向f端滑動(dòng)D.將T向b端移動(dòng)，滑動(dòng)變阻器R的滑片向e端滑動(dòng)【答案】AC【解析】【詳解】A．保持T不動(dòng)，根據(jù)理想變壓器的性質(zhì)可知副線圈中電壓不變，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片向f端滑動(dòng)時(shí)，R與串聯(lián)后的總電阻減小，電流增大，根據(jù)可知此時(shí)熱功率增大，故A正確；B．將T向b端移動(dòng)，副線圈匝數(shù)變小，故副線圈兩端電壓變小，滑動(dòng)變阻器R的滑片位置不變時(shí)，通過(guò)的電流減小，故熱功率減小，故B錯(cuò)誤；C．將T向a端移動(dòng)，副線圈匝數(shù)增加，故副線圈兩端電壓變大，滑動(dòng)變阻器R的滑片向f端滑動(dòng)，R與串聯(lián)后的總電阻減小，電流增大，此時(shí)熱功率增大，故C正確；D．將T向b端移動(dòng)，副線圈匝數(shù)減少，故副線圈兩端電壓變小，滑動(dòng)變阻器R的滑片向e端滑動(dòng)，R與串聯(lián)后的總電阻增大，電流減小，此時(shí)熱功率減小，故D錯(cuò)誤。故選AC。7.蹦床運(yùn)動(dòng)中，體重為的運(yùn)動(dòng)員在時(shí)剛好落到蹦床上，對(duì)蹦床作用力大小F與時(shí)間t的關(guān)系如圖所示。假設(shè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員身體始終保持豎直，在其不與蹦床接觸時(shí)蹦床水平。忽略空氣阻力，重力加速度大小取。下列說(shuō)法正確的是（）A.時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能最大B.時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的速度大小為C時(shí)，運(yùn)動(dòng)員恰好運(yùn)動(dòng)到最大高度處D.運(yùn)動(dòng)員每次與蹦床接觸到離開(kāi)過(guò)程中對(duì)蹦床的平均作用力大小為【答案】BD【解析】【詳解】A．根據(jù)牛頓第三定律結(jié)合題圖可知時(shí)，蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的彈力最大，蹦床的形變量最大，此時(shí)運(yùn)動(dòng)員處于最低點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能最小，故A錯(cuò)誤；BC．根據(jù)題圖可知運(yùn)動(dòng)員從離開(kāi)蹦床到再次落到蹦床上經(jīng)歷的時(shí)間為，根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知，運(yùn)動(dòng)員上升時(shí)間為1s，則在時(shí)，運(yùn)動(dòng)員恰好運(yùn)動(dòng)到最大高度處，時(shí)運(yùn)動(dòng)員的速度大小故B正確，C錯(cuò)誤；D．同理可知運(yùn)動(dòng)員落到蹦床時(shí)的速度大小為，以豎直向上為正方向，根據(jù)動(dòng)量定理其中代入數(shù)據(jù)可得根據(jù)牛頓第三定律可知運(yùn)動(dòng)員每次與蹦床接觸到離開(kāi)過(guò)程中對(duì)蹦床的平均作用力大小為，故D正確。故選BD。8.如圖，一絕緣細(xì)繩跨過(guò)兩個(gè)在同一豎直面（紙面）內(nèi)的光滑定滑輪，繩的一端連接一矩形金屬線框，另一端連接一物塊。線框與左側(cè)滑輪之間的虛線區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)上下邊界水平，在時(shí)刻線框的上邊框以不同的初速度從磁場(chǎng)下方進(jìn)入磁場(chǎng)。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，線框始終在紙面內(nèi)且上下邊框保持水平。以向上為速度的正方向，下列線框的速度v隨時(shí)間t變化的圖像中可能正確的是（）A. B.C. D.【答案】AC【解析】【詳解】設(shè)線圈的上邊進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度為v，設(shè)線圈的質(zhì)量M，物塊的質(zhì)量m，圖中線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線圈的加速度向下，則對(duì)線圈由牛頓第二定律可知對(duì)滑塊其中即線圈向上做減速運(yùn)動(dòng)，隨速度的減小，向下的加速度減?。划?dāng)加速度為零時(shí)，即線圈勻速運(yùn)動(dòng)的速度為A．若線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速度較小，則線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，線圈的速度和加速度都趨近于零，則圖像A可能正確；B．因t=0時(shí)刻線圈就進(jìn)入磁場(chǎng)，則進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)線圈向上不可能做勻減速運(yùn)動(dòng)，則圖像B不可能；CD．若線圈的質(zhì)量等于物塊的質(zhì)量，且當(dāng)線圈進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，且速度大于v0，線圈進(jìn)入磁場(chǎng)做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，完全進(jìn)入磁場(chǎng)后線圈做勻速運(yùn)動(dòng)；當(dāng)線圈出離磁場(chǎng)時(shí)，受向下的安培力又做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng)，最終出離磁場(chǎng)時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，則圖像C有可能，D不可能。故選AC。二、非選擇題：9.學(xué)生小組為了探究超重和失重現(xiàn)象，將彈簧測(cè)力計(jì)掛在電梯內(nèi)，測(cè)力計(jì)下端掛一物體。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮椤＃?）電梯靜止時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為_(kāi)____N（結(jié)果保留1位小數(shù)）；（2）電梯上行時(shí)，一段時(shí)間內(nèi)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為，則此段時(shí)間內(nèi)物體處于_____（填“超重”或“失重”）狀態(tài)，電梯加速度大小為_(kāi)____（結(jié)果保留1位小數(shù)）?！敬鸢浮浚?）5.0（2）①.失重②.1.0【解析】【小問(wèn)1詳解】由圖可知彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.5N，則讀數(shù)為5.0N?！拘?wèn)2詳解】[1]電梯上行時(shí)，一段時(shí)間內(nèi)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為，小于物體的重力可知此段時(shí)間內(nèi)物體處于失重狀態(tài)；[2]根據(jù)根據(jù)牛頓第二定律代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得電梯加速度大小10.電阻型氧氣傳感器阻值會(huì)隨所處環(huán)境中的氧氣含量發(fā)生變化。在保持流過(guò)傳感器的電流（即工作電流）恒定的條件下，通過(guò)測(cè)量不同氧氣含量下傳感器兩端的電壓，建立電壓與氧氣含量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這一過(guò)程稱為定標(biāo)。一同學(xué)用圖（a）所示電路對(duì)他制作的一個(gè)氧氣傳感器定標(biāo)。實(shí)驗(yàn)器材有：裝在氣室內(nèi)的氧氣傳感器（工作電流）、毫安表（內(nèi)阻可忽略）、電壓表、電源、滑動(dòng)變阻器、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線若干、5個(gè)氣瓶（氧氣含量分別為、、、、）。（1）將圖（a）中的實(shí)驗(yàn)器材間的連線補(bǔ)充完整_____，使其能對(duì)傳感器定標(biāo)；（2）連接好實(shí)驗(yàn)器材，把氧氣含量為1%的氣瓶接到氣體入口；（3）把滑動(dòng)變阻器的滑片滑到_____端（填“a”或“b”），閉合開(kāi)關(guān)；（4）緩慢調(diào)整滑動(dòng)變阻器的滑片位置，使毫安表的示數(shù)為，記錄電壓表的示數(shù)U；（5）斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，更換氣瓶，重復(fù)步驟（3）和（4）；（6）獲得的氧氣含量分別為、、和的數(shù)據(jù)已標(biāo)在圖（b）中；氧氣含量為時(shí)電壓表的示數(shù)如圖（c），該示數(shù)為_(kāi)_____V（結(jié)果保留2位小數(shù)）?，F(xiàn)測(cè)量一瓶待測(cè)氧氣含量的氣體，將氣瓶接到氣體入口，調(diào)整滑動(dòng)變阻器滑片位置使毫安表的示數(shù)為，此時(shí)電壓表的示數(shù)為1.50V，則此瓶氣體的氧氣含量為_(kāi)____（結(jié)果保留整數(shù)）?！敬鸢浮竣?②.③.1.40④.17【解析】【詳解】（1）[1]為了保持流過(guò)傳感器的電流恒定，電阻型氧氣傳感器兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍較大，所以滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，由于毫安表內(nèi)阻可忽略，所以電流表采用內(nèi)接法，實(shí)物連接圖如圖所示（3）[2]為了保護(hù)電路，閉合開(kāi)關(guān)前，需要電阻型氧氣傳感器兩端的電壓為零，故滑動(dòng)變阻器的滑片滑到端口；（6）[3]由圖可知，電壓表的分度值為0.1V，需要估讀到分度值下一位，其讀數(shù)為1.40V；[4]當(dāng)瓶氣體的氧氣含量為時(shí)，電壓為1.40V，在圖（b）中描出該點(diǎn)，用平滑的曲線將各點(diǎn)連接起來(lái)，如圖所示可知電壓表的示數(shù)為1.50V時(shí)，此瓶氣體的氧氣含量為。11.為搶救病人，一輛救護(hù)車緊急出發(fā)，鳴著笛沿水平直路從時(shí)由靜止開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度大小，在時(shí)停止加速開(kāi)始做勻速運(yùn)動(dòng)，之后某時(shí)刻救護(hù)車停止鳴笛，時(shí)在救護(hù)車出發(fā)處的人聽(tīng)到救護(hù)車發(fā)出的最后的鳴笛聲。已知聲速，求：（1）救護(hù)車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小；（2）在停止鳴笛時(shí)救護(hù)車距出發(fā)處的距離。【答案】（1）20m/s；（2）680m【解析】【詳解】（1）根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)速度公式可得救護(hù)車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小（2）救護(hù)車加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的位移設(shè)在時(shí)刻停止鳴笛，根據(jù)題意可得停止鳴笛時(shí)救護(hù)車距出發(fā)處的距離代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得12.如圖，金屬導(dǎo)軌平行且水平放置，導(dǎo)軌間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌光滑無(wú)摩擦。定值電阻大小為R，其余電阻忽略不計(jì)，電容大小為C。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，金屬棒始終與導(dǎo)軌保持垂直。整個(gè)裝置處于豎直方向且磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。(1)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，對(duì)金屬棒施加以水平向右的恒力，金屬棒能達(dá)到的最大速度為v0。當(dāng)外力功率為定值電阻功率的兩倍時(shí)，求金屬棒速度v的大小。(2)當(dāng)金屬棒速度為v時(shí)，斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，改變水平外力并使金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)外力功率為定值電阻功率的兩倍時(shí)，求電容器兩端的電壓以及從開(kāi)關(guān)斷開(kāi)到此刻外力所做的功?！敬鸢浮浚?）；（2），【解析】【詳解】（1）開(kāi)關(guān)S閉合后，當(dāng)外力與安培力相等時(shí)，金屬棒的速度最大，則由閉合電路歐姆定律金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為聯(lián)立可得，恒定的外力為在加速階段，外力的功率為定值電阻功率為若時(shí)，即化簡(jiǎn)可得金屬棒速度v的大小為（2）斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，電容器充電，則電容器與定值電阻串聯(lián)，則有當(dāng)金屬棒勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，電容器不斷充電，電荷量q不斷增大，電路中電流不斷減小，則金屬棒所受安培力不斷減小，而拉力的功率定值電阻功率當(dāng)時(shí)有可得根據(jù)可得此時(shí)電容器兩端電壓為從開(kāi)關(guān)斷開(kāi)到此刻外力所做的功為其中聯(lián)立可得（二）選考題：共45分。請(qǐng)考生從給出的2道物理題、2道化學(xué)題、2道生物題中每科任選一題作答，并用2B鉛筆在答題卡上把所選題目題號(hào)后的方框涂黑。注意所做題目的題號(hào)必須與所涂題目的題號(hào)一致，并且在解答過(guò)程中寫清每問(wèn)的小題號(hào)，在答題卡指定位置答題。如果多做則每學(xué)科按所做的第一題計(jì)分。[物理——選修3-3]（15分）13.如圖，四個(gè)相同的絕熱試管分別倒立在盛水的燒杯a、b、c、d中，平衡后燒杯a、b、c中的試管內(nèi)外水面的高度差相同，燒杯d中試管內(nèi)水面高于試管外水面。已知四個(gè)燒杯中水的溫度分別為、、、，且。水的密度隨溫度的變化忽略不計(jì)。下列說(shuō)法正確的是（）A.a中水的飽和氣壓最小B.a、b中水的飽和氣壓相等C.c、d中水的飽和氣壓相等D.a、b中試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)相等E.d中試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)比c中的大【答案】ACD【解析】【詳解】A．同一物質(zhì)的飽和氣壓與溫度有關(guān)，溫度越大，飽和氣壓越大，a中水的溫度最低，則a中水的飽和氣壓最小，故A正確；B．同理，a中水的溫度小于b中水的溫度，則a中水的飽和氣壓小于b中水的飽和氣壓，故B錯(cuò)誤；C．c中水的溫度等于d中水的溫度，則c、d中水的飽和氣壓相等，故C正確；D．設(shè)大氣壓強(qiáng)為，試管內(nèi)外水面的高度差為，則a、b中試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)均為故D正確；E．d中試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為c中試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)為可知故E錯(cuò)誤。故選ACD。14.如圖，一豎直放置的汽缸內(nèi)密封有一定量的氣體，一不計(jì)厚度的輕質(zhì)活塞可在汽缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)，移動(dòng)范圍被限制在卡銷a、b之間，b與汽缸底部的距離，活塞的面積為。初始時(shí)，活塞在卡銷a處，汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)、溫度與活塞外大氣的壓強(qiáng)、溫度相同，分別為和。在活塞上施加豎直向下的外力，逐漸增大外力使活塞緩慢到達(dá)卡銷b處（過(guò)程中氣體溫度視為不變），外力增加到并保持不變。（1）求外力增加到時(shí)，卡銷b對(duì)活塞支持力大??；（2）再將汽缸內(nèi)氣體加熱使氣體溫度緩慢升高，求當(dāng)活塞剛好能離開(kāi)卡銷b時(shí)氣體的溫度。【答案】（1）100N；（2）327K【解析】