2024年高考物理（河北卷）真題詳細(xì)解讀及評析

河北2024年高考物理河北卷試題依托《中國高考評價體系》,在總結(jié)近年命題經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，更加銜接高中課程標(biāo)準(zhǔn)，以科學(xué)素養(yǎng)立意，注重深化基礎(chǔ)，豐富問題情境，增強(qiáng)探究性，突出思維考查，在夯實(shí)知識基礎(chǔ)的同時，突出試題的選拔性。今年的高考河北卷物理試卷共16道物理試題，其中6道試題屬于力學(xué)模塊(4道選擇題，1道實(shí)驗(yàn)題，1道計(jì)算題),7道試題屬于電磁學(xué)模塊(4道選擇題，1道實(shí)驗(yàn)題2道計(jì)算題),1道熱學(xué)試題(選擇題),1道近代物理(選擇題)和1道光學(xué)試題(實(shí)驗(yàn)題)。屬于必修一、二、三的共7題，其中力學(xué)四題，電物理觀念是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，也是學(xué)生適應(yīng)未來學(xué)習(xí)和發(fā)展的重要知識基礎(chǔ)。2024河北卷第2題場的觀念，第3題，運(yùn)動的觀念，第5題有效值為能量觀念，第6題力與平衡觀念。2024年高考物理河北卷重視科學(xué)思維的考查，豐富試題的呈現(xiàn)形式、轉(zhuǎn)換問題的表達(dá)方式、改變試題的設(shè)問方向等，引導(dǎo)學(xué)生從不同角度思考問題，建構(gòu)物理模型，開展科學(xué)推理和論證，強(qiáng)化對學(xué)生創(chuàng)新思第16題考查模型思維和逆向思維、對稱思維；通過不同的情景，不同的表述方式描述，很好地考查了學(xué)生實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的重要途學(xué)探究能力。2024年高考物理河北卷共有三個實(shí)驗(yàn)題，分別是光學(xué)、力學(xué)和電學(xué)，加強(qiáng)了科學(xué)探究考查。引導(dǎo)學(xué)生在平時的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過程，體1.試題情境新穎，如河北卷第1題，取材于新能源汽車、儲能和信息通信等新興產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料——鋰；第2題，尖端放電；第3題籃球下落的速度圖像等。情境是學(xué)科評價的載體，也是學(xué)科育人的載體。2.試題綜合性強(qiáng)。河北卷第15題將電磁感應(yīng)中的轉(zhuǎn)動切割磁感線和金屬棒導(dǎo)軌上平動切割磁感線有機(jī)組合，學(xué)生需通過分析不同過程，正確運(yùn)用對應(yīng)的物理規(guī)律來解決問題，很好地考查了學(xué)生的科學(xué)思維。3.題目的呈現(xiàn)方式別具一格。河北卷實(shí)驗(yàn)題第13題將教材上的光控開關(guān)電路轉(zhuǎn)化為光強(qiáng)報警器，將多用電表使用、電路連接、圖像法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、傳感器簡單運(yùn)用有機(jī)結(jié)合，增加了試題考查知識的廣度。第16題號分值題型考查內(nèi)容考查知識點(diǎn)14分質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒24分等差等勢面比較電場強(qiáng)度34分44分交變電流圖像54分靜止在斜面擋板上的小球64分光點(diǎn)振動x-t圖像簡諧運(yùn)動74分場強(qiáng)疊加點(diǎn)電荷場強(qiáng)公式、矢量合成86分鵲橋二號衛(wèi)星萬有引力與航天96分氣缸內(nèi)活塞移動相關(guān)知識點(diǎn)6分帶電粒子在有界勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動相關(guān)知識點(diǎn)6分實(shí)驗(yàn)題10分實(shí)驗(yàn)題10分實(shí)驗(yàn)題制作簡易光強(qiáng)報警器實(shí)驗(yàn)繩系小球在豎直面內(nèi)勻強(qiáng)電場中轉(zhuǎn)動動能定理、牛頓運(yùn)動定律、轉(zhuǎn)動切割磁感線和導(dǎo)軌時平動切割磁感線運(yùn)用知識的能力相關(guān)知識點(diǎn)和創(chuàng)新性，尤其強(qiáng)調(diào)了對思維品質(zhì)和關(guān)鍵能力的考查要求。教學(xué)中要充分利裝置、過程、數(shù)據(jù)處理和誤差分析為主，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)拓展，提高實(shí)驗(yàn)探究能力。4.關(guān)鍵能力、思維品質(zhì)和學(xué)科素養(yǎng)已經(jīng)成為新高考的考查重心，開放性、探究性和創(chuàng)新性已成為高考命題的一般要求，而傳統(tǒng)的解題套路化和題海戰(zhàn)術(shù)在提高學(xué)生的關(guān)鍵能力、思維品質(zhì)和學(xué)科素養(yǎng)上是低效率的乃至是背道而馳的。所以，有效應(yīng)對新高考的策略應(yīng)該是“授人以漁(加強(qiáng)關(guān)鍵能力和學(xué)科素養(yǎng)的訓(xùn)練，提升思維品質(zhì))”而非“授人以魚(總結(jié)解題套路并實(shí)施題海戰(zhàn)術(shù))”。這里講到的“授人以漁”是指通過長期(從初中開始)、規(guī)范、專業(yè)的針對性訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生一整套可遷移的包括關(guān)鍵能力和學(xué)科素養(yǎng)在內(nèi)的高階思維能力。這里提到的關(guān)鍵能力包括但不限于信息獲取與加工、邏輯推理與論證、科學(xué)探究與思維建模、批判性思維與創(chuàng)新思維、語言組織與表達(dá)等。而學(xué)科素養(yǎng)是指在一個又一個的真實(shí)情境中通過完成特定的學(xué)科任務(wù)而展現(xiàn)出來或生成的綜合品質(zhì)。高考命題的“素養(yǎng)導(dǎo)向”就是通過特定的情境創(chuàng)設(shè)，考查學(xué)生調(diào)動、運(yùn)用必備知識與與思維品質(zhì)、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任完成特定學(xué)科任務(wù)的綜合表現(xiàn)。只有通過系統(tǒng)規(guī)范的訓(xùn)練，掌握這一套關(guān)鍵能力和學(xué)科素養(yǎng)的“漁”,學(xué)生才能更好2024年普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試(河北卷)一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分.在每小題給出的四個選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的.1.鋰是新能源汽車、儲能和信息通信等新興產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵材料.研究表明，鋰元素主要來自宇宙線高能粒子與星際物質(zhì)的原子核產(chǎn)生的散裂反應(yīng)，其中一種核反應(yīng)方程為16C+'H→3Li+2;H+X,式中的X為()A.B.9,eC.D.【答案】D【解析】根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得A=12+1-7-2×1=4,Z=6+1-3-故式中的X為,故選D。2.我國古人最早發(fā)現(xiàn)了尖端放電現(xiàn)象，并將其用于生產(chǎn)生活，如許多古塔的頂端采用“傘狀”金屬飾物在雷雨天時保護(hù)古塔。雷雨中某時刻，一古塔頂端附近等勢線分布如圖所示，相鄰等勢線電勢差相等，則a、b、c、d四點(diǎn)中電場強(qiáng)度最大的是()【解析】在靜電場中，等差等勢線的疏密程度反映電場強(qiáng)度的大小。圖中c點(diǎn)的等差等勢線相對最密集，故該點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大。C正確。3.籃球比賽前，常通過觀察籃球從一定高度由靜止下落后的反彈情況判斷籃球的彈性。某同學(xué)拍攝了該過程，并得出了籃球運(yùn)動的v-t圖像，如圖所示。圖像中a、b、c、d四點(diǎn)中對應(yīng)籃球位置最高的是()【解析】由籃球運(yùn)動的v-t圖像可知，速度為運(yùn)動發(fā)生突變，速度方向變?yōu)橄蛏喜⒆鰟驕p速運(yùn)動。故第一次反彈后上升的最高點(diǎn)對應(yīng)圖中a點(diǎn)，此時速4.R、R?為兩個完全相同的定值電阻，R?兩端的電壓隨時間周期性變化的規(guī)律如圖1所示(三角形脈沖交流電壓的峰值是有效值的√3倍),R?兩端的電壓隨時間按正弦規(guī)律變化如圖2所示，則兩電阻在一個周【解析】根據(jù)有效值的定義可知圖1的有效值的計(jì)算為解得圖2的有效值為支持力的大小為()NN1【解析】FFFFwsin30°=Fsin30°,FNcos30°紫外光筆，轉(zhuǎn)動時紫外光始終豎直投射至水平鋪開的感光紙上，沿垂直光紙上就畫出了描述光點(diǎn)振動的x-t圖像.已知輕桿在豎直面內(nèi)長0.1m,電動機(jī)轉(zhuǎn)速為12r/min.該振動的圓頻率和光點(diǎn)在12.5s內(nèi)通過的路程分別為()A.0.2rad/s,1.0mB.0.2rad/s,1.25mC.1.26rad/s,1.0mD.1【解析】紫外光在紙上投影做的是簡諧振動，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速為簡諧振動的振幅即為輕桿的長度A=0.1m,12.5s通過的路程為7.如圖，真空中有兩個電荷量均為q(q>0)的點(diǎn)電荷，分別固定在正三角形ABC的頂點(diǎn)B、C.M為三角形ABC的中心，沿AM的中垂線對稱放置一根與三角形共面的均勻帶電細(xì)桿，電荷量為.已知正三角形ABC的邊長為a,M點(diǎn)的電場強(qiáng)度為0,靜電力常量的k.頂點(diǎn)A處的電場強(qiáng)度大小為()【答案】D【解析】B點(diǎn)C點(diǎn)的電荷在M的場強(qiáng)的合場強(qiáng)為因M點(diǎn)的合場強(qiáng)為零，因此帶電細(xì)桿在M點(diǎn)的場強(qiáng)EM=E,由對稱性可知帶電細(xì)桿在A點(diǎn)的場強(qiáng)為EA=EM=E,方向豎直向上，因此A點(diǎn)合場強(qiáng)為故選D。8.2024年3月20日，鵲橋二號中繼星成功發(fā)射升空，為嫦娥六號在月球背面的探月任務(wù)提供地月間中繼通訊。鵲橋二號采用周期為24h的環(huán)月橢圓凍結(jié)軌道(如圖),近月點(diǎn)A距月心約為2.0×103km,遠(yuǎn)月點(diǎn)B距月心約為1.8×10?km,CD為橢圓軌道的短軸，下列說法正確的是()A.鵲橋二號從C經(jīng)B到D的運(yùn)動時間為12hB.鵲橋二號在A、B兩點(diǎn)的加速度大小之比約為81:1C.鵲橋二號在C、D兩點(diǎn)的速度方向垂直于其與月心的連線D.鵲橋二號在地球表面附近的發(fā)射速度大于7.9km/s且小于11.2km/s【答案】BD【解析】鵲橋二號圍繞月球做橢圓運(yùn)動，根據(jù)開普勒第二定律可知，從A→C→B做減速運(yùn)動，從B→D→A做加速運(yùn)動，則從C→B→D的運(yùn)動時間大于半個周期，即大于12h,故A錯誤；鵲橋二號在A點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律有同理在B點(diǎn)有帶入題中數(shù)據(jù)聯(lián)立解得aA:aB=81:1故B正確；由于鵲橋二號做曲線運(yùn)動，則可知鵲橋二號速度方向應(yīng)為軌跡的切線方向，則可知鵲橋二號在C、D兩點(diǎn)的速度方向不可能垂直于其與月心的連線，故C錯誤；由于鵲橋二號環(huán)繞月球運(yùn)動，而月球?yàn)榈厍虻摹靶l(wèi)星”,則鵲橋二號未脫離地球的束縛，故鵲橋二號的發(fā)射速度應(yīng)大于地球的第一宇宙速度7.9km/s,小于地球的第二宇宙速度11.2km/s,故D正確。9.如圖，水平放置的密閉絕熱汽缸被導(dǎo)熱活塞分成左右兩部分，左側(cè)封閉一定質(zhì)量的理想氣體，右側(cè)為真空，活塞與汽缸右壁中央用一根輕質(zhì)彈簧水平連接。汽缸內(nèi)壁光滑且水平長度大于彈簧自然長度，彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)且體積忽略不計(jì)?；钊跏紩r靜止在汽缸正中間，后因活塞密封不嚴(yán)發(fā)生緩慢移動，A.彈簧恢復(fù)至自然長度B.活塞兩側(cè)氣體質(zhì)量相等C.與初始時相比，汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能增加D.與初始時相比，活塞左側(cè)單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)減少【答案】ACD【解析】初始狀態(tài)活塞受到左側(cè)氣體向右的壓力和彈簧向左的彈力處于平衡狀態(tài)，彈簧處于壓縮狀態(tài)。因活塞密封不產(chǎn)，可知左側(cè)氣體向右側(cè)真空漏出。左側(cè)氣體壓強(qiáng)變小，右側(cè)出現(xiàn)氣體，對活塞有向左的壓力，最終左、右兩側(cè)氣體壓強(qiáng)相等，且彈簧恢復(fù)原長，故A正確；由題知活塞初始時靜止在汽缸正中間，但由于活塞向左移動，左側(cè)氣體體積小于右側(cè)氣體體積，則左側(cè)氣體質(zhì)量小于右側(cè)氣體質(zhì)量，故B錯誤；密閉的氣缸絕熱，與外界沒有能量交換，但彈簧彈性勢能減少了，可知?dú)怏w內(nèi)能增加，故C正確；初始時氣體在左側(cè)，最終氣體充滿整個氣缸，則初始左側(cè)單位體積內(nèi)氣體分子數(shù)應(yīng)該是最終左側(cè)的兩倍，故D正確。10.如圖，真空區(qū)域有同心正方形ABCD和abcd,其各對應(yīng)邊平行，ABCD的邊長一定，abcd的邊長可調(diào)，兩正方形之間充滿恒定勻強(qiáng)磁場，方向垂直于正方形所在平面.A處有一個粒子源，可逐個發(fā)射速度不等、比荷相等的粒子，粒子沿AD方向進(jìn)入磁場。調(diào)整abcd的邊長，可使速度大小合適的粒子經(jīng)ad邊穿過無磁場區(qū)后由BC邊射出。對滿足前述條件的粒子，下列說法正確的是()A.若粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角為45°,則粒子必垂直BC射出B.若粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角為60°,則粒子必垂直BC射出C.若粒子經(jīng)cd邊垂直BC射出，則粒子穿過ad邊的速度方向與ad邊夾角必為45°D.若粒子經(jīng)bc邊垂直BC射出，則粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角必為60°【答案】ACD【解析】根據(jù)幾何關(guān)系可知，若粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角為45°,則粒子必經(jīng)過cd邊，作出粒子運(yùn)動軌跡圖，如圖甲所示甲粒子從C點(diǎn)垂直于BC射出，故AC正確；若粒子穿過ad邊時速度方向與ad邊夾角為60°時，若粒子從cd邊再次進(jìn)入磁場，作出粒子運(yùn)動軌跡如圖乙所示乙則粒子不可能垂直BC射出；若粒子從bc邊再次進(jìn)入磁場，作出粒子運(yùn)動軌跡如圖丙所示丙則粒子一定垂直BC射出，故B錯誤、D正確。三、非選擇題：本題共5小題，共54分.11.某同學(xué)通過雙縫干涉實(shí)驗(yàn)測量單色光的波長，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，其中測量頭包括毛玻璃、游標(biāo)尺、分劃板、手輪、目鏡等。測量頭遮光筒測量頭遮光筒該同學(xué)調(diào)整好實(shí)驗(yàn)裝置后，分別用紅色、綠色濾光片，對干涉條紋進(jìn)行測量，并記錄第一條和第六條亮紋中心位置對應(yīng)的游標(biāo)尺讀數(shù)，如表所示：單色光類別單色光1【答案】綠光【解析】根據(jù),可得由圖表帶入數(shù)據(jù)可知故則已知綠光的波長小于紅光波長，則單色光1是綠光。12.圖1為探究平拋運(yùn)動特點(diǎn)的裝置，其斜槽位置固定且末端水平，固定坐標(biāo)紙的背板處于豎直面內(nèi)，鋼球在斜槽中從某一高度滾下，從末端飛出，落在傾斜的擋板上擠壓復(fù)寫紙，在坐標(biāo)紙上留下印跡.某同學(xué)利用此裝置通過多次釋放鋼球，得到了如圖2所示的印跡，坐標(biāo)紙的y軸對應(yīng)豎直方向，坐標(biāo)原點(diǎn)對應(yīng)平拋起復(fù)寫紙復(fù)寫紙o坐標(biāo)紙圖1①每次由靜止釋放鋼球時，鋼球在斜槽上的高度(填“相同”或“不同”)。②在坐標(biāo)紙中描繪出鋼球做平拋運(yùn)動的軌跡。位有效數(shù)字)。【答案】①.相同【解析】②描點(diǎn)連線用平滑曲線連接，鋼球做平拋運(yùn)③因?yàn)閽伋鳇c(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)，為方便計(jì)算，在圖線上找到較遠(yuǎn)的點(diǎn)，在圖線上找到坐標(biāo)為19.6cm的點(diǎn)為研究位置，該點(diǎn)坐標(biāo)為(14.1cm,19.6cm),花農(nóng)。該實(shí)驗(yàn)用到的主要器材如下：學(xué)生電源、多用電表、數(shù)字電壓表(0~20V)、數(shù)字電流表(0~20mA)、滑動變阻器R(最大阻值502,1.5A)、白熾燈、可調(diào)電阻R?(0~50kΩ)、發(fā)光二極管LED、光敏電阻(1)判斷發(fā)光二極管的極性使用多用電表的“×10k”歐姆擋測量二極管的電阻。如圖1所示，當(dāng)黑表筆與接線端M接觸、紅表筆與接線端N接觸時，多用電表指針位于表盤中a位置(見圖2);對調(diào)紅、黑表筆后指針位于表盤中b位置(見圖(2),由此判斷M端為二極管的(填“正極”或“負(fù)極”)。圖1圖2(2)研究光敏電阻在不同光照條件下伏安特性①采用圖3中的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)物連接已完成。要求閉合開關(guān)后電壓表和電流表的讀數(shù)從0開始。導(dǎo)線L、L,和L?的另一端應(yīng)分別連接滑動變阻器的_接線柱(以上三空選填接線柱標(biāo)號“A”“B”“C”或“D”)。②圖4為不同光照強(qiáng)度下得到光敏電阻伏安特性圖3曲線，圖中曲線I、Ⅱ和Ⅲ對應(yīng)光敏電阻受到的光照由弱到強(qiáng)。由圖像可知，光敏電阻的阻值隨其表面受到光照的增強(qiáng)而(填“增大”或“減小”)。圖4(3)組裝光強(qiáng)報警器電路并測試其功能圖5為利用光敏電阻、發(fā)光二極管、三極管(當(dāng)b、e間電壓達(dá)到一定程度后，三極管被導(dǎo)通)等元件設(shè)計(jì)的電路。組裝好光強(qiáng)報警器后，在測試過程中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)照射到光敏申阻表面的光強(qiáng)達(dá)到報警值時，發(fā)光二極管并不發(fā)光，為使報警器正常工作，應(yīng)_(填“增大”或“減小”)可調(diào)電阻R?的阻值，直至發(fā)光二極管發(fā)光?！敬鸢浮?1)負(fù)極(2)①.A②.A③.D##C④.減小(3)增大【解析】(1)根據(jù)歐姆表結(jié)構(gòu)，使用時歐姆表黑表筆接內(nèi)部電源正極，故當(dāng)黑表筆接M端，電阻無窮大，說明二極管反向截止即連接電源負(fù)極。(2)]題干要求電壓表、電流表讀數(shù)從零開始，所以滑動變阻器采用分壓式接法連接電路，故L、L?接滑動變阻器A接線柱，L?必須接在金屬桿兩端接線柱任意一個，即C或D。由圖像可知，隨光照強(qiáng)度增加，I-U圖像斜率增大，所以電阻減小。(3)三極管未導(dǎo)通時，RG與R?串聯(lián)。隨著光強(qiáng)增強(qiáng)，RG電阻減小，此時三極管仍未導(dǎo)通，說明R?分壓小，故需要增大R?。14.如圖，豎直向上的勻強(qiáng)電場中，用長為L的絕緣細(xì)線系住一帶電小球，在豎直平面內(nèi)繞0點(diǎn)做圓周運(yùn)動。圖中A、B為圓周上的兩點(diǎn)，A點(diǎn)為最低點(diǎn)，B點(diǎn)與0點(diǎn)等高。當(dāng)小球運(yùn)動到A點(diǎn)時，細(xì)線對小球的拉力恰好為0,已知小球的電荷量為q(q>0)、質(zhì)量為m,A、B兩點(diǎn)間的電勢差為U,重力加速度大小為g,(1)電場強(qiáng)度E的大小。(2)小球在A、B兩點(diǎn)的速度大小?！敬鸢浮?1)(2)【解析】(1)在勻強(qiáng)電場中，根據(jù)公式可得場強(qiáng)為(2)在A點(diǎn)細(xì)線對小球拉力為0,根據(jù)牛頓第二定律得A到B過程根據(jù)動能定理得聯(lián)立解得15.如圖，邊長為2L的正方形金屬細(xì)框固定放置在絕緣水平面上，細(xì)框中心O處固定一豎直細(xì)導(dǎo)體軸O0'。間距為L、與水平面成θ角的平行導(dǎo)軌通過導(dǎo)線分別與細(xì)框及導(dǎo)體軸相連。導(dǎo)軌和細(xì)框分別處在與各自所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。足夠長的細(xì)導(dǎo)體棒OA在水平面內(nèi)繞0點(diǎn)以角速度@勻速轉(zhuǎn)動，水平放置在導(dǎo)軌上的導(dǎo)體棒CD始終靜止。OA棒在轉(zhuǎn)動過程中，CD棒在所受安培力達(dá)到最大和最小時均恰好能靜止。已知CD棒在導(dǎo)軌間的電阻值為R,電路中其余部分的電阻均不計(jì)，CD棒始終與導(dǎo)軌垂直，各部分始終接觸良好，不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g。(1)求CD棒所受安培力的最大值和最小值。(2)鎖定OA棒，推動CD棒下滑，撤去推力瞬間，CD棒的加速度大小為a,所受安培力大小等于(1)問中安培力的最大值，求CD棒與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)?！敬鸢浮?1)(2)【解析】故CD棒所受的安培力最大為故CD棒所受的安培力最小為mgsinθ-μmgcosθ-Fmin=0當(dāng)CD棒受到的安培力最大時根據(jù)平衡條件得Fmax-mgsinθ-μ聯(lián)立解得Fmax+μmgcosθ-mgsinθ=ma16.如圖，三塊厚度相同、質(zhì)量相等的木板A、B、C(上表面均粗糙)并排靜止在光滑水平面上