2024年普通高等學校招生全國統一考試·全國甲卷（物理）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選項中,第1~5題只有一項符合題目要求,第6~8題有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。1.氘核可通過一系列聚變反應釋放能量,總的反應效果可用612H→224He+x01n+y11p+43.15A.x=1,y=2 B.x=1,y=3C.x=2,y=2 D.x=3,y=12.如圖,一輕繩跨過光滑定滑輪,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(質量可忽略),盤中放置砝碼。改變盤中砝碼總質量m,并測量P的加速度大小a,得到a-m圖像。重力加速度大小為g。在下列a-m圖像中,可能正確的是A. B.C. D.3.2024年5月,嫦娥六號探測器發射成功,開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,飛行器需經過月面起飛、環月飛行、月地轉移等過程。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16A.在環月飛行時,樣品所受合力為零B.若將樣品放置在月球正面,它對月球表面壓力等于零C.樣品在不同過程中受到的引力不同,所以質量也不同D.樣品放置在月球背面時對月球的壓力,比放置在地球表面時對地球的壓力小4.如圖,一光滑大圓環固定在豎直平面內,質量為m的小環套在大圓環上,小環從靜止開始由大圓環頂端經Q點自由下滑至其底部,Q為豎直線與大圓環的切點。則小環下滑過程中對大圓環的作用力大小A.在Q點最大 B.在Q點最小C.先減小后增大 D.先增大后減小5.在電荷量為Q的點電荷產生的電場中,將無限遠處的電勢規定為零時,距離該點電荷r處的電勢為kQr,其中k為靜電力常量;多個點電荷產生的電場中某點的電勢,等于每個點電荷單獨存在時該點的電勢的代數和。電荷量分別為Q1和Q2的兩個點電荷產生的電場的等勢線如圖中曲線所示(圖中數字的單位是伏特),A.Q1<0,Q1Q2=-2 B.Q1>0,C.Q1<0,Q1Q2=-3 D.Q1>0,6.如圖,理想變壓器的副線圈接入電路的匝數可通過滑動觸頭T調節,副線圈回路接有滑動變阻器R、定值電阻R0和R1、開關S。S處于閉合狀態,在原線圈電壓U0不變的情況下,為提高R1的熱功率,可以A.保持T不動,滑動變阻器R的滑片向f端滑動B.將T向b端移動,滑動變阻器R的滑片位置不變C.將T向a端移動,滑動變阻器R的滑片向f端滑動D.將T向b端移動,滑動變阻器R的滑片向e端滑動7.蹦床運動中,體重為60kg的運動員在t=0時剛好落到蹦床上,對蹦床作用力大小F與時間t的關系如圖所示。假設運動過程中運動員身體始終保持豎直,在其不與蹦床接觸時蹦床水平。忽略空氣阻力,重力加速度大小取10m/s2。下列說法正確的是A.t=0.15s時,運動員的重力勢能最大B.t=0.30s時,運動員的速度大小為10m/sC.t=1.00s時,運動員恰好運動到最大高度處D.運動員每次與蹦床接觸到離開過程中對蹦床的平均作用力大小為4600N8.如圖,一絕緣細繩跨過兩個在同一豎直面(紙面)內的光滑定滑輪,繩的一端連接一矩形金屬線框,另一端連接一物塊。線框與左側滑輪之間的虛線區域內有方向垂直紙面的勻強磁場,磁場上下邊界水平。在t=0時刻線框的上邊框以不同的初速度從磁場下方進入磁場。運動過程中,線框始終在紙面內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隨時間t變化的圖像中可能正確的是A.B.C.D.二、非選擇題:共62分。第9~12題為必考題,每個試題考生都必須作答。第13~14題為選考題,考生根據要求作答。(一)必考題:共47分。9.(5分)學生小組為了探究超重和失重現象,將彈簧測力計掛在電梯內,測力計下端掛一物體。已知當地重力加速度大小為9.8m/s2。(1)電梯靜止時測力計示數如圖所示,讀數為N(結果保留1位小數);

(2)電梯上行時,一段時間內測力計的示數為4.5N,則此段時間內物體處于(填“超重”或“失重”)狀態,電梯加速度大小為m/s2(結果保留1位小數)。

10.(10分)電阻型氧氣傳感器的阻值會隨所處環境中的氧氣含量發生變化。在保持流過傳感器的電流(即工作電流)恒定的條件下,通過測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應關系,這一過程稱為定標。一同學用圖(a)所示電路對他制作的一個氧氣傳感器定標。實驗器材有:裝在氣室內的氧氣傳感器(工作電流1mA)、毫安表(內阻可忽略)、電壓表、電源、滑動變阻器、開關、導線若干、5個氣瓶(氧氣含量分別為1%、5%、10%、15%、20%)。完成下列實驗步驟并填空:(1)將圖(a)中的實驗器材間的連線補充完整,使其能對傳感器定標;(2)連接好實驗器材,把氧氣含量為1%的氣瓶接到氣體入口;(3)把滑動變阻器的滑片滑到端(填“a”或“b”),閉合開關;

(4)緩慢調整滑動變阻器的滑片位置,使毫安表的示數為1mA,記錄電壓表的示數U;(5)斷開開關,更換氣瓶,重復步驟(3)和(4);(6)獲得的氧氣含量分別為1%、5%、10%和15%的數據已標在圖(b)中;氧氣含量為20%時電壓表的示數如圖(c),該示數為V(結果保留2位小數)。

圖(a)現測量一瓶待測氧氣含量的氣體,將氣瓶接到氣體入口,調整滑動變阻器滑片位置使毫安表的示數為1mA,此時電壓表的示數為1.50V,則此瓶氣體的氧氣含量為%(結果保留整數)。

圖(b)圖(c)11.(12分)為搶救病人,一輛救護車緊急出發,鳴著笛沿水平直路從t=0時由靜止開始做勻加速運動,加速度大小a=2m/s2,在t1=10s時停止加速開始做勻速運動,之后某時刻救護車停止鳴笛,t2=41s時在救護車出發處的人聽到救護車發出的最后的鳴笛聲。已知聲速v0=340m/s,求(1)救護車勻速運動時的速度大小;(2)在停止鳴笛時救護車距出發處的距離。12.(20分)兩根平行長直光滑金屬導軌距離為l,固定在同一水平面(紙面)內,導軌左端接有電容為C的電容器和阻值為R的電阻,開關S與電容器并聯;導軌上有一長度略大于l的金屬棒,如圖所示。導軌所處區域有方向垂直于紙面、磁感應強度大小為B的勻強磁場。開關S閉合。金屬棒在恒定的外力作用下由靜止開始加速,最后將做速率為v0的勻速直線運動。金屬棒始終與兩導軌垂直且接觸良好,導軌電阻和金屬棒電阻忽略不計。(1)在加速過程中,當外力做功的功率等于電阻R熱功率的2倍時,金屬棒的速度大小是多少?(2)如果金屬棒達到(1)中的速度時斷開開關S,改變外力使金屬棒保持此速度做勻速運動。之后某時刻,外力做功的功率等于電阻R熱功率的2倍,求此時電容器兩極間的電壓及從斷開S開始到此刻外力做的功。(二)選考題:共15分。請考生從2道物理題中任選一題作答。如果多做,則按所做的第一題計分。13.[物理——選修3-3](15分)(1)(5分)如圖,四個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中的試管內外水面的高度差相同,燒杯d中試管內水面高于試管外水面。已知四個燒杯中水的溫度分別為ta、tb、tc、td,且ta<tb<tc=td。水的密度隨溫度的變化忽略不計。下列說法正確的是。(填正確答案標號。選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分。每選錯1個扣3分,最低得分為0分)

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中試管內氣體的壓強相等E.d中試管內氣體的壓強比c中的大(2)(10分)如圖,一豎直放置的汽缸內密封有一定量的氣體,一不計厚度的輕質活塞可在汽缸內無摩擦滑動,移動范圍被限制在卡銷a、b之間,b與汽缸底部的距離bc=10ab,活塞的面積為1.0×10-2m2。初始時,活塞在卡銷a處,汽缸內氣體的壓強、溫度與活塞外大氣的壓強、溫度相同,分別為1.0×105Pa和300K。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卡銷b處(過程中氣體溫度視為不變),外力增加到200N并保持不變。(i)求外力增加到200N時,卡銷b對活塞支持力的大小;(ii)再將汽缸內氣體加熱使氣體溫度緩慢升高,求當活塞剛好能離開卡銷b時氣體的溫度。14.[物理——選修3-4](15分)(1)(5分)一列簡諧橫波沿x軸傳播,周期為2s,t=0時刻的波形曲線如圖所示,此時介質中質點b向y軸負方向運動,下列說法正確的是。(填正確答案標號。選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分。每選錯1個扣3分,最低得分為0分)

A.該波的波速為1.0m/sB.該波沿x軸正方向傳播C.t=0.25s時質點a和質點c的運動方向相反D.t=0.5s時介質中質點a向y軸負方向運動E.t=1.5s時介質中質點b的速率達到最大值(2)(10分)一玻璃柱的折射率n=3,其橫截面為四分之一圓,圓的半徑為R,如圖所示。截面所在平面內,一束與AB邊平行的光線從圓弧入射。入射光線與AB邊的距離由小變大,距離為h時,光線進入柱體后射到BC邊恰好發生全反射。求此時h與R的比值。參考答案1.C2.D3.D4.C5.B6.AC7.BD8.AC9.(1)5.0(1分)(2)失重(2分)1.0(2分)10.(1)如圖所示(3分)(3)a(2分)(6)1.40(2分)17(3分)11.(1)根據題意可知,救護車勻速運動時的速度大小為v=at1(2分)代入數據解得v=20m/s(3分)(2)設救護車在t=t0時停止鳴笛,則由運動學規律可知,此時救護車距出發處的距離為x=12at12+v(t0-t1又x=v0(t2-t0)(2分)聯立并代入數據解得x=680m(3分)12.(1)由法拉第電磁感應定律可得金屬棒切割磁感線運動過程中,金屬棒產生的感應電動勢為E=Blv(1分)閉合開關S,電容器被短路,由閉合電路歐姆定律可得回路中的電流I=ER(1分由安培力公式可得金屬棒所受的安培力F安=BIl(1分)聯立可得F安=B當金屬棒勻速運動時,金屬棒受力平衡,可得外力大小為F=F安m=B2l2所以外力做功的功率為P=Fv=B2l2又電阻R的熱功率為PR=I2R=B2l2則當外力做功的功率等于電阻R熱功率的2倍,即P=2PR時,金屬棒的速度大小為v1=v02(2(2)斷開開關S后,金屬棒勻速運動,設回路中的電流為I',則外力的大小為F'=F'安=BI'l(1分)則外力做功的功率為P'=F'v1=BI'lv而電阻R的熱功率為P'R=I'2R(1分)當外力做功的功率等于電阻R熱功率的2倍,即P'=2P'R時,有I'1=Blv04則此時電容器兩端的電壓為U=Blv1-I'1R=Blv04電容器所帶電荷量為Q=CU(1分)從斷開S開始到該時刻的過程,對金屬棒根據動能定理可知,外力做功的絕對值等于安培力做功的絕對值,則有W=W安=P安t=F安v1t=Blv1I't(2其中I't=Q-0(1分)聯立解得W=B2l213.(1)ACD(5分)(2)活塞從卡銷a運動到卡銷b,對密封氣體由玻意耳定律有p0V0=p1V1(2分)其中V1=1011V外力增加到200N時,對活塞由力的平衡條件有p0S+F=p1S+FN(1分)聯立并代入數據解得卡銷b對活塞支持力的大小為FN=100N(2分)(2)當活塞剛好能離開卡銷b時,對活塞有p0S+F=p2S(1分)從開始升溫至活塞剛好能離開卡銷b,對密封氣體,由查理定律有p1T1=p聯立并代入數據解得活塞剛好能離開卡銷b時密封氣體的溫度為T2=360011K(2分14.(1)ACD(5分)(2)根據題意可畫出入射光線與AB邊的距離為h時的光路圖,如圖所示則由折射定律有n=sinisinr=3由全反射臨界角公式有sinC0=13(2分由幾何關系有i=r+C0(2分)h=Rsini(2分)聯立解得?R=4?224?22024年普通高等學校招生全國統一考試·全國甲卷（物理）試卷分析一、總體評價2024年全國甲卷（物理）試卷在繼承往年命題風格的基礎上，進行了創新與優化，更加注重考查學生的物理觀念、科學思維、科學探究以及科學態度與責任，充分體現了高考評價體系的核心要求。試卷難度適中，結構合理，既考查了學生的基礎知識掌握情況，又考察了學生的綜合應用能力和創新思維。二、命題特點1.注重物理觀念考查：試卷通過設計貼近生產生活實際的問題情境，引導學生深入理解物理概念和規律，夯實知識基礎。例如，試題中涉及了牛頓運動定律、動量守恒、機械能守恒等力學核心概念，以及電場強度、電勢差、電磁感應等電磁學重要內容，要求學生能夠靈活運用這些概念解決實際問題。2.強化科學思維培養：試卷通過設置豐富多樣的題型和新穎的問題角度，引導學生從不同角度思考問題，建構物理模型，開展科學推理和論證。例如，通過半開放性問題情境，要求學生分析不同條件下的物理過程，提取關鍵信息，進行推理論證，從而培養學生的邏輯思維和批判性思維。3.加強實驗能力考查：試卷中設置了多道實驗題，涉及力學、電磁學等多個領域，要求學生能夠