2024年高考物理（湖南卷）真題詳細解讀及評析

2024年高考真題完全解讀(湖南卷)適用省份湖南2024年是湖南新高考第四年，今年湖南卷物理試題以《中國高考評價體系》《普通高中物理課程標準》為總體依據(jù)，充分體現(xiàn)高考評價體系的“一核四層四翼”理念，以物理觀念、科學思維、科學探究、科學態(tài)度與責任的物理學科素養(yǎng)為導向，充分發(fā)揮高考命題“立德樹人，服務選才、引導教學的核心功能。同時，2024年湖南卷物理試題富有時代特色，續(xù)寫了湖南風格，湖南品質(zhì)，沒有出現(xiàn)偏題怪題，也沒有技巧性很強的試題，出題形式中規(guī)中距，但難度降低，更加合理，體現(xiàn)了高中新課程探究性學習的理念和聯(lián)系實際生活的理念。同時也體現(xiàn)基礎性、綜合性、應用性、創(chuàng)新性的統(tǒng)一。突出對關鍵能力的考查，加強對中學物理教學的指導作用，促進對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，助力學生物理思維能力提高。如第15題考查碰撞問題，需要考生有較強的分析和邏輯推理能力，對碰撞有更深的理解，不能停留在表面上，碰撞的”錯位穿越“、“時空反演”本質(zhì)理解。試卷結構穩(wěn)定：全卷包括6個單選題，4個多選題，2個實驗(一電一力)和3個計算題，第一個計算題連續(xù)兩年考查的都是熱學模塊，第二個計算題連續(xù)兩年考查的都是電磁學模塊，第三個計算題連續(xù)兩年考查的都是動量模塊；力學部分40分，電磁學39分，突出力、電的核心地位。命題與往年相比穩(wěn)中求變，在反套路、反機械刷題下足功夫，本卷沒有出現(xiàn)技巧性很強的試題，需要學生學會分析物理問題，解決物理問題，提醒考生靠機械刷題和死記二級結論是行不通的，一定要培養(yǎng)物理思維，學會分析物理問題的方法，逐步提升解決物理問題的關鍵能力。試題評價：一、試卷結構穩(wěn)定，突出力、電核心地位。二、命題穩(wěn)中求變，在反套路、反機械刷題下足功夫。三、創(chuàng)設自然真實情境，重視從解題到解決問題的轉變。四、重視實驗，突出對科學探究的考查。五、注重靈活遷移，引導學生提升高階思維能力。六、引導學生重視基礎、回歸課程標準和教材。1.創(chuàng)設自然真實情境，引導教學從解題到解決問題轉變第1題以量子技術為當前物理應用研究的熱點為情境，一方面考查近代物理的相關知識，另一方面緊跟科技前沿，引導考生當前物理的研究方向；第2題以公園里健身者上下抖動長繩一端形成的形狀作為真實情境，考查簡諧波的相關知識，引導學生積極參與體育鍛煉，強健體魄；第6題以實驗小組模擬風力發(fā)電和遠距離輸電為物理情境，一方面考查交變電流的產(chǎn)生、變壓器和遠距離輸電的相關性；另一方面體現(xiàn)出湖南的品質(zhì)與特色，引導考生厚值家國情懷；第7題以“嫦娥六號”的月球之旅為情境，一方面考查萬有引力與航天的相關知識，另一方面“嫦娥六號”與“嫦娥四第3題四個小球通過細線或輕彈簧連接考查利用牛頓第二定律求解瞬時加速度，需要考生熟練掌握細線的拉力會突變和輕彈簧的彈力力漸變的基本特性；第4題利用硬質(zhì)導線在磁場中轉動考查導體棒在磁場中轉度(對于曲線為從轉動點到導線上各點的直線距離);第13題借助充氣的薄壁氣球考查等溫變化，同時考第5題為真空中不等量異種電荷連線上電勢分布，是對等量異種電荷連線上各點電勢分布的遷移；第8題分析和綜合是科學推理的重要表現(xiàn)，也是高中物理學科核心素養(yǎng)中重要的科學思維方式。第15題是兩球發(fā)生多次正碰的動量壓軸題，由于碰撞的種類和兩球質(zhì)量關系不明確，需要考生根(彈性碰撞、完全非彈性碰撞和非完全彈性碰撞)進行分情況討論從而得出結論；“應用數(shù)學處理物理問題的能力”作為新高考背景下的五種考查能力之一，是核心素養(yǎng)下必備的關鍵能力，在2024年湖南高考物理試題中得以體現(xiàn)。第10題需要根據(jù)題意找出兩球運動的幾何關系，再結合正弦定理進行求解，對數(shù)學要試題充分發(fā)揮對高中實驗教學的積極導向作用，引導教學重視實驗探究，而不是驗做實驗。如11題探究金屬絲的阻值隨氣壓變化的規(guī)律，這是全新的知識領域，不像高中物理教材中已有的實驗(考生已知實驗結論),需要學生應用已學的電學知識進行探究從而得很好的培養(yǎng)學生的“創(chuàng)新”能力；第12題某同學設計了在太空中，物體完全失重狀下，天平無法測量質(zhì)量的一個動力學測量物體質(zhì)量的方案，很好的完成了對簡諧運動中彈簧振子的周期公式的考查，(其中彈簧振子的周期公式，高中物理教材中沒有給出),有助于學生從解題到解決實際問題的轉變，兩個題目真正做到了“探究”,呼應了《中國高考評價體系》中的探究性學習。單選題6多選題4實驗題2解答題32、試卷難度(適中)3.考情分析：考查知識點四、解答題熱學應用波意耳定律解決實際問電磁學帶電粒子在弧形邊界磁場中粒子由磁場進入電場；運動力學從物理學科核心素養(yǎng)的視角審視2024年高考湖南物理試卷，試卷很好考查了學生對相互作用、能量、運動等物理觀念的正確認識，考查了學生構建物理模型、科學推理、應用數(shù)學知識解的空間，多總結，對同一知識進行多角度與可通過課內(nèi)情境的創(chuàng)新化，開展深度分析與學習，設計情境時將計算進行到底。原理、原則、實驗步驟、數(shù)據(jù)處理、誤差分析和得出結論；高考實驗以本知識，基本規(guī)律、基本模型、基本方法、基本思想。在學習物理常規(guī)模型時，進行適當?shù)难由?，增強物理原理、物理思想、思維拓展方面的考查，避免思維固化，多5.重視對閱讀能力、信息加工能力和思辨能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)應用物理學科語言進行正確、科學、規(guī)范6.總結高考試題命題規(guī)律，提升應試水平。訓練測試題的選擇要遵循課標中試題命制原則和程序，并參照湖南省2024年普通高中學業(yè)水平選擇性考試物理試題的特點選出高質(zhì)量的模擬試題，更好促進成績提升。2024年高考湖南卷物理試題一.選擇題(本小題共6小題，在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求，每小題4分，共24分，。)1.量子技術是當前物理學應用研究的熱點，下列關于量子論的說法正確的是()A.普朗克認為黑體輻射的能量是連續(xù)的B.光電效應實驗中，紅光照射可以讓電子從某金屬表面逸出，若改用紫光照射也可以讓電子從該金屬C.康普頓研究石墨對X射線散射時，發(fā)現(xiàn)散射后僅有波長小于原波長的射線成分D.德布羅意認為質(zhì)子具有波動性，而電子不具有波動性【解析】A.普朗克認為黑體輻射的能量是一份一份的，是量子化的，故A錯誤；B.產(chǎn)生光電效應的條件是光的頻率大于金屬的極限頻率，紫光的頻率大于紅光，若紅光能使金屬發(fā)生光電效應，可知紫光也能使該金屬發(fā)生光電效應，故BC.石墨對X射線的散射過程遵循動量守恒，光子和電子碰撞后，電子獲得一定的動量，光子動量變小，根D.德布羅意認為物質(zhì)都具有波動性，包括質(zhì)子和電子，故D錯誤。2.如圖，健身者在公園以每分鐘60次的頻率上下抖動長繩的一端，長繩自右向左呈現(xiàn)波浪狀起伏，可近者之間還有一個波谷。下列說法正確的是()A.波長為3mB.波速為12m/s【答案】D【解析】A.如圖根據(jù)題意可知解得故A錯誤；B.波源的振動頻率為故波速為C.質(zhì)點的振動周期為T=1s,因為,故B點在to+0.25s運動到平衡位置，位移為0,速度最大，故C錯誤；,故A點在to+0.5s運動到波峰，位移最大，速度為0,故D正確。故選D。3.如圖，質(zhì)量分別為4m、3m、2m、m的四個小球A、B、C、D,通過細線或輕彈簧互相連接，懸掛于0點，處于靜止狀態(tài)，重力加速度為g。若將B、C間的細線剪斷，則剪斷瞬間B和C的加速度大小分別為()A.g,1.5gB.2g,1.5gC.2g,0.5gD.g,【答案】A【解析】剪斷前，對BCD分析FAB=(3m+2m+m)gFcp=mg剪斷后，對BFAB-3mg=3mag解得方向豎直向上；對CFpc+2mg=2mac解得方向豎直向下。故選A。4.如圖，有一硬質(zhì)導線Oabc,其中abc是半徑為R的半圓弧，b為圓弧的中點，直線段Oa長為R且垂直于直徑ac。該導線在紙面內(nèi)繞0點逆時針轉動，導線始終在垂直紙面向里的勻強磁場中。則0、a、b、cA.φo>4a>9b>4B.φo<φa<4C.φo>4a>4b=4【答案】C【解析】如圖，相當于Oa、Ob、Oc導體棒轉動切割磁感線，根據(jù)右手定則可知O點電勢最高；根據(jù)同時有可得0<Uoa<Uob=Uo得故選C。5.真空中有電荷量為+4q和-9的兩個點電荷，分別固定在x軸上-1和0處。設無限遠處電勢為0,x正半【答案】D,設x'處(x'>0)的電勢為0,得解得故選D。6.根據(jù)國家能源局統(tǒng)計，截止到2023年9月，我國風電裝機4億千瓦，連續(xù)13年居世界第一位，湖南在國內(nèi)風電設備制造領域居于領先地位。某實驗小組模擬風力發(fā)電廠輸電網(wǎng)絡供電的裝置如圖所示。已知發(fā)電機轉子以角速度@勻速轉動，升、降壓變壓器均為理想變壓器，輸電線路上的總電阻可簡化為一個定值上消耗的功率為P。不計其余電阻，下列說法正確的是()A.風速增加，若轉子角速度增加一倍，則R。上消耗的功率為4PB.輸電線路距離增加，若R?阻值增加一倍，則R?消耗的功率為4PC.若升壓變壓器的副線圈匝數(shù)增加一倍，則R?上消耗的功率為8PD.若在用戶端再并聯(lián)一個完全相同的電阻R,則R?上消耗的功率為6P【解析】如圖為等效電路圖，設降壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為k:1,則輸電線上的電流為A.當轉子角速度增加一倍時，升壓變壓器原副線圈兩端電壓都增加一倍，輸電線上的電流變?yōu)镮?'=2I?,故R?上消耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故A正確；的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故C錯誤；B.若R?阻值增加一倍，輸電線路上的電流消耗的功率P?=I2·2R?≠4PD.若在用戶端并聯(lián)一個完全相同的電阻R,用戶端電阻減為原來的一半，輸電線上的電流為故D錯誤。故選A。二.選擇題(本小題共4小題，在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求，全部選對得5分，選對但不全的得3分，有選錯或不答得0,每小題5分，共20分。)返回艙再通過返回軌道返回地球。設返回艙繞月運行的軌道為圓軌道，半徑近似為月球半徑。己知月球表法正確的是()A.其相對于月球的速度大于地球第一宇宙速度B.其相對于月球的速度小于地球第一宇宙速度C.其繞月飛行周期約為地球上近地圓軌道衛(wèi)星周期的D.其繞月飛行周期約為地球上近地圓軌道衛(wèi)星周期的倍【解析】AB.返回艙在該繞月軌道上運動時萬有引力提供向心力，且返回艙繞月運行的軌道為圓軌道，半 CD.根據(jù)線速度和周期的關系有故選BD。8.某電磁緩沖裝置如圖所示，兩足夠長的平行金屬導軌置于同一水平面內(nèi)，導軌左端與一阻值為R的定值電阻相連，導軌BC段與B?C段粗糙，其余部分光滑屬桿接入導軌之間的阻值為R,與粗糙導軌間的摩擦因數(shù)為μ,AB=BC=d。導軌電阻不計，重力加速度為g,下列說法正確的是()A.金屬桿經(jīng)過BB?的速度為B.在整個過程中，定值電阻R產(chǎn)生的熱量為C.金屬桿經(jīng)過AA?B?B與BB?C?C區(qū)域，金屬桿所受安培力的沖量相同D.若將金屬桿的初速度加倍，則金屬桿在磁場中運動的距離大于原來的2倍【解析】A.設平行金屬導軌間距為L,金屬桿在AA?B?B區(qū)域向右運動的過程中切割磁感線有E=BLv,-BILN=m△v則由于d=∑v,△t,則上面方程左右兩邊累計求和，可得則設金屬桿在BB?C?C區(qū)域運動的時間為to,同理可得，則金屬桿在BB?C?C區(qū)域運動的過程中有綜上有C.金屬桿經(jīng)過AA?B?B與BB?C?C區(qū)域，金屬桿所受安培力的沖量為則金屬桿經(jīng)過AA?B?B與BB?C?C區(qū)域滑行距離均為d,金屬桿所受安培力的沖量相同，故C正確；則金屬桿的初速度加倍，則金屬桿通過BB?則設金屬桿通過BB?C?C區(qū)域的時間為t,,則則則則可見若將金屬桿的初速度加倍，則金屬桿在磁場中運動的距離大于原來的2倍，故D正確。故選CD。9.1834年，洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結果(稱洛埃鏡實驗),平面鏡沿OA放置，靠近并垂直于光屏。某同學重復此實驗時，平面鏡意外傾斜了某微小角度θ,如圖所示。S為單色點光源。下列說法正A.沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋不移動B.沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距減小C.若θ=0°,沿OA向右略微平移平面鏡，干涉條紋間距不變D.若θ=0°,沿AO向左略微平移平面鏡，干涉條紋向A處移動【答案】BC【解析】CD.根據(jù)題意畫出光路圖如圖所示，S發(fā)出的光與通過平面鏡反射光(可以等效成虛像S'發(fā)出的光)是同一列光分成的，滿足相干光條件。所以實驗中的相干光源之一是通過平面鏡反射的光，且該干涉可看成雙縫干涉，設S與S的距離為d,則到光屏的距離為1,代入雙縫干涉公式可得則若θ=0°,沿OA向右(沿AO向左)略微平移平面鏡，對1和d均沒有影響，則干涉條紋間距不變，也AB.同理再次畫出光路圖有沿OA向右略微平移平面鏡，即圖中從①位置→②位置，由圖可看出雙縫的間距增大，則干涉條紋間距減小，沿AO向左略微平移平面鏡，即圖中從②位置→①位置，由圖可看出干涉條紋向上移動，故A錯誤，B正確。故選BC。10.如圖，光滑水平面內(nèi)建立直角坐標系xOy.A、B兩小球同時從O點出發(fā)，A球速度大小為vi,方向沿x軸正方向，B球速度大小為v?=2m/s、方向與x軸正方向夾角為θ。坐標系第一象限中有一個擋板L,與x軸夾角為α。B球與擋板L發(fā)生碰撞，碰后B球速度大小變?yōu)?m/s,碰撞前后B球的速度方向與擋板L法線的夾角相同，且分別位于法線兩側。不計碰撞時間和空氣阻力，若A、B兩小球能相遇，下列說法正確的A.若θ=15°,則vi的最大值為√2m/s,且α=15°B.若θ=15°,則vi的最大值s,且α=0°C.若θ=30°,則vi的最大值為s,且α=0°D.若θ=30°,則vi的最大值為√2m/s,且α=15°【解析】由于水平面光滑，則兩小球均做勻速直線運動，若A、B兩小球能相遇，則繪出運動軌跡圖如下圖則根據(jù)正弦定理有AB.若θ=15°,帶入數(shù)據(jù)v2=2m/s,v?'=1m/s,CD.若θ=30°,帶入數(shù)據(jù)v2=2m/s,v?'=1m/s,錯誤。故選AC。解得當α=15°,vi取得最大值為√2ms,解得當α=0°,vi取得最大值為三、非選擇題(本題共5小題，共56分)11.某實驗小組要探究一金屬絲的阻值隨氣壓變化的規(guī)律，搭建了如圖(a)所示的裝置。電阻測量原理如V(1)保持玻璃管內(nèi)壓強為1個標準大氣壓，電流表示數(shù)為100mA,電壓表量程為3V,表盤如圖(c)所示，示數(shù)為V,此時金屬絲阻值的測量值R為Ω(保留3位有效數(shù)字);(2)打開抽氣泵，降低玻璃管內(nèi)氣壓p,保持電流I不變，讀出電壓表示數(shù)U,計算出對應的金屬絲阻值；(3)根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪制R-p關系圖線，如圖(d)所示；(4)如果玻璃管內(nèi)氣壓是0.5個標準大氣壓，保持電流為100mA,電壓表指針應該在圖(c)指針位置的_(5)若電壓表是非理想電壓表，則金屬絲電阻的測量值【答案】1.2312.3右側小于【解析】(1)[1]電壓表量程為0—3V,分度值為0.1V,則電壓表讀數(shù)需估讀一位，讀數(shù)為1.23V,[2]根據(jù)歐姆定律可知，金屬絲的測量值(4)[3]根據(jù)圖(d)可知氣壓越小電阻越大，再根據(jù)可知壓強p減小，則電阻R增大，故電壓增大，電壓表的指針位置應該在題圖(c)中指針位置的右側。(5)[4]電流表采用外接法會導致電壓表分流，即12.在太空，物體完全失重，用天平無法測量質(zhì)量。如圖，某同學設計了一個動力學方法測量物體質(zhì)量的實驗方案，主要實驗儀器包括：氣墊導軌、滑塊、輕彈簧、標準砝碼、光電計時器和待測物體，主要步驟(1)調(diào)平氣墊導軌，將彈簧左端連接氣墊導軌左端，右端連接滑塊；(2)將滑塊拉至離平衡位置20cm處由靜止釋放，滑塊第1次經(jīng)過平衡位置處開始計時，第21次經(jīng)過平衡位置時停止計時，由此測得彈簧振子的振動周期T;(3)將質(zhì)量為m的砝碼固定在滑塊上，重復步驟(2);(4)依次增加砝碼質(zhì)量m,測出對應的周期T,實驗數(shù)據(jù)如下表所示，在圖中繪制T2—m關系圖線(6)取下砝碼后，將待測物體固定在滑塊上，測量周期并得到T2=0.880s2,則待測物體質(zhì)量是kg(保留3位有效數(shù)字);(7)若換一個質(zhì)量較小的滑塊重做上述實驗，所得T2—m圖線與原圖線相比將沿縱軸移動(填“正方向"“負方向”或“不”)?！敬鸢浮俊窘馕觥?4)[1]根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)描點連線，有(5)[2]圖線是一條傾斜的直線，說明彈簧振子振動(6)[3]在圖線上找到T2=0.880s2的點，對應橫坐標為0.120kg。(7)[4]已知彈簧振子的周期表達式為13.一個充有空氣的薄壁氣球，氣球內(nèi)氣體壓強為p、體積為V。氣球內(nèi)空氣可視為理想氣體。(1)若將氣球內(nèi)氣體等溫膨脹至大氣壓強po,求此時氣體的體積Vo(用po、p和V表示);(2)小贊同學想測量該氣球內(nèi)氣體體積V的大小，但身邊僅有一個電子天平。將氣球置于電子天平上，示數(shù)為m=8.66×10-3kg(此時須考慮空氣浮力對該示數(shù)的影響)。小贊同學查閱資料發(fā)現(xiàn)，此時氣球內(nèi)氣體壓強p和體積V還滿足：(p-po)(V-Vbo)=C,其中po=1.0×105Pa為大氣壓強，Vbo=0.5×10-3m3為氣球無【答案】(1)(2)5×10?3m3【解析】(1)理想氣體做等溫變化，根據(jù)玻意耳定律有pV=P?V?解得(2)設氣球內(nèi)氣體質(zhì)量為m氣，則m氣=P?V?FN=mgPogV(2)取(1)問中最小的磁感應強度B,