2024年全国甲卷高考物理卷试题真题解读及答案详解

年高考真题完全解读（全国理综甲卷）适用省份:四川、西藏、内蒙古、青海、陕西、宁夏2024年全国理综甲卷的物理试题依托《中国高考评价体系》，落实立德树人根本任务，坚持素养立意、整体难度适中，强化物理观念考查，紧贴“三大线”（核心价值金线，能力素养银线，情景载体串联线），将高考考查内容凝练为“核心价值、学科素养、关键能力、必备知识”四个层面的考察。着重考查学生运用所学知识、原理和思维发现问题、解决现实问题的能力。情境创设丰富，试题设计新颖，紧密联系生产生活实际，加强实验考查；促进学生探索性、创新性思维品质的培养，注重科学思维考查，提升人才选拔培养质量；充分发挥教育评价育人功能和积极导向作用，服务教育强国建设。1.注重物理观念考查，夯实学生知识基础物理观念（从物理学视角形成的关于物质、运动与相互作用、能量等的基本认识；是物理概念和规律等在头脑中的提炼与升华；是从物理学视角解释自然现象和解决实际问题的基础。“物理观念”主要包括物质观念、运动与相互作用观念、能量观念等要素）是物理学科核心素养的重要组成部分，也是学生适应未来学习和发展的重要知识基础。2024年高考物理全国甲卷注重物理观念的考查，引导学生理解所学的物理概念和规律及其相互关系。试卷注重将知识学习与实践相结合，紧密联系生产生活设计情境，考查学生应用所学的物理知识解决实际问题的能力，强化做中学、用中学，提高学生的科学素养。全国理综第14题考查学生对核反应方程的认识，属于较简单题目，学生只需知道两个（电荷数和质量数）守恒即可，第15题考查牛顿第二定律，并结合a-m图像进行选择判断，要引导学生理解数学图像是描述物理规律的工具，把握物理本质，辨析真伪；第16题以嫦娥六号开启人类首次从月背采样返回之旅为情境，展现我国航天领域的伟大成就，增强科技自信、自立，激励学生树立科技报国的远大志向；第19题考查变压器与电路动态判断的问题，可以利用等效电路进行动态判断，亦可以直接判断，属于较简单题目；选修34题，考察的机械波图像问题，由于题中能够提炼的信息较多，属于相对简单的题目。2.注重科学思维考查，引导学生创造性思维科学思维，也叫科学逻辑，即形成并运用于科学认识活动、对感性认识材料进行加工处理的方式与途径的理论体系；它是真理在认识的统一过程中，对各种科学的思维方法的有机整合，它是人类实践活动的产物。在科学认识活动中，科学思维必须遵守三个基本原则：在逻辑上要求严密的逻辑性，达到归纳和演绎的统一；在方法上要求辩证地分析和综合两种思维方法；在体系上，实现逻辑与历史的一致，达到理论与实践的具体的历史的统一。）查，引导培养学生探索性、创新性思维品质。2024年高考物理全国甲卷更加注重科学思维的考查，结合物理学科特点，通过丰富试题的呈现形式、转换问题的表征方式、改变试题的设问角度等，引导学生从不同角度思考问题，建构物理模型，开展科学推理和论证，强化对学生思维品质的考查，服务拔尖创新人才选拔。全国理综甲卷第17题考查机械能守恒（或动能定理）和圆周运动相结合的问题，并求解小环和大环之间的作用力，该题强调与数学在解决物理问题中的应用；第18题通过给出点电荷电势（信息给予）的表达式，考查学生获取新知、结合已学的物理规律进行推理，并进行简单的代数相加减，就可以得到正确的答案；第20题考查蹦床运动为背景并结合F-t图像，要求学生通过图像获取运动员的运动信息，建立运动员速度空间和运动空间的关联，建构正确的物理图景，较好地考查了学生的创新思维，并激发学生参与体育运动的热情，引导学生全面发展；第21题设置半开放性问题情境，在不清楚受到的各力大小关系的情况下，要求学生分析线框以不同速度进入磁场中的运动情形，需要正确提取图像中的关键信息，分析各种可能的运动情况，考查学生获取信息、加工信息以及利用关键信息推理论证的能力；选修第34题第二问，考查折射定律和全反射问题，该题目要用到数学三角函数中的“和差化积”公式，有些难度，尤其结果是根号下面带根号，另一些同学产生为难情绪，不敢确定自己是否答对；第25题考查单杆在磁场中的运动，通过开关的控制会形成两个不同的回路，其中第（1）问比较常规易计算，第（2）问要用到动量定理和微积分思维，对大部分同学来说较难，属于区分度较大的题目。3.注重科学探究，引导学生学思结合科学研究（Scientificresearch），一般是指在发现问题后，经过分析找到可能解决问题的方案，并利用科研实验和分析，对相关问题的内在本质和规律而进行的调查研究、实验、分析等一系列的活动，为创造发明新产品和新技术提供理论依据，或获得新发明、新技术、新产品。科学研究的基本任务就是探索、认识未知和创新。实验是物理学的基础，实验教学是培养学生物理学科素养的重要途径和方式，有助于全方位地培养学生的科学探究能力。2024年高考物理全国甲卷注重科学探究考查，引导学生经历实验过程，体会科学研究方法，养成科学思维习惯，做到学思结合，提高学生实验能力。全国理综甲卷第22题以物理概念建构过程中的演示实验为素材，设置电梯中的超重和失重问题情境，考查学生基本仪器的使用，鼓励学生经历各种探究活动，通过观察和实验，形成对物理概念的正确认识；第23题以电阻型氧气传感器定标为背景，学生需要将陌生实验与熟悉的伏安法测电阻进行结合，考查基本测量方法的掌握和实验数据的获取与处理，要求学生灵活运用已有实验知识解决遇到的新问题，引导教学关注科学探究的过程和方法，并对结果进行反思和总结，引导学生广泛参与探究实践。1.试题情境创设更加丰富多元，在生产生活实践和科技发展前沿方面均有所体现，如第20题考查蹦床运动为背景并结合F-t图像，要求学生通过图像获取运动员的运动信息，建立运动员速度空间和运动空间的关联，建构正确的物理图景，较好地考查了学生的创新思维，并激发学生参与体育运动的热情，引导学生全面发展。2.试题综合性强。第25题考查单杆在导轨上切割磁感线运动，通过开关的控制会形成两个不同的回路，其中第（1）问比较常规易计算，第（2）问要用到动量定理和微积分思维，对大部分同学来说较难，属于区分度较大的题目，很好地考查学生的科学思维。3.题目的呈现方式别具一格。第22题以物理概念建构过程中的演示实验为素材，设置电梯中的超重和失重问题情境，考查学生基本仪器的使用。第23题以电阻型氧气传感器定标为背景，学生需要将陌生实验与熟悉的伏安法测电阻进行结合，考查基本测量方法的掌握和实验数据的获取与处理，要求学生灵活运用已有实验知识解决遇到的新问题。题号分值题型考查内容考查知识点146分选择题核反应方程质量数守恒和电荷数守恒156分选择题连接体、图像牛顿运动定律166分选择题嫦娥六号探测器探月万有引力定律、航天176分选择题小环从静止开始由大圆环顶端经Q点自由下滑机械能守恒定律186分选择题两个点电荷产生的电场的等势线点电荷的电势、等势面196分选择题理想变压器动态变化热功率、变压公式206分选择题蹦床F-t图像、动量定理216分选择题线框穿过匀强磁场区域v—t图像、电磁感应226分实验题电梯中探究超重和失重现象超重和失重、牛顿运动定律2312分实验题对电阻型氧气传感器创新电学实验2410分计算题救护车直线运动匀变速直线运动规律2514分计算题金属棒在连接电容的导轨上切割磁感线运动电磁感应、电容、欧姆定律、电功率33（1）5分选择题四个相同的绝热试管分别倒立在盛水的烧杯饱和汽压、压强33（2）10分计算题汽缸模型气体实验定律、平衡条件34（1）5分选择题机械波波动图像、机械波传播34（2）10分计算题横截面为四分之一圆的玻璃柱全反射1.中学教学要深入研究高考评价体系，研究课程标准，依托教材复习，全面夯实基础，提高课堂复习效率。重新再把学生带进实验室重做重要有代表性的实验，这样才会有效提升知识的掌握。以课本实验的原理、仪器、装置、过程、数据处理和误差分析为主。2.高考命题理念由原来的“学科知识立意”转向了“学科素养立意”，由原来的“知识技能考查”转向了“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”的四维考查，同时增加了试题的开放性、探究性和创新性，尤其强调了对思维品质和关键能力的考查要求。正如反复分析和论证的，关键能力、思维品质和学科素养已经成为新高考的考查重心，开放性、探究性和创新性已成为高考命题的一般要求，而传统的解题套路化和题海战术在提高学生的关键能力、思维品质和学科素养上是低效率的乃至是背道而驰的。所以，有效应对新高考的策略应该是“授人以渔（加强关键能力和学科素养的训练，提升思维品质）”而非“授人以鱼（总结解题套路并实施题海战术）”。学科素养是指在一个又一个的真实情境中通过完成特定的学科任务而展现出来或生成的综合品质。高考命题的“素养导向”就是通过特定的情境创设，考查学生调动、运用必备知识与关键能力、思维方法与思维品质、科学态度与责任完成特定学科任务的综合表现。只有通过系统规范的训练，掌握这一套关键能力和学科素养的“渔”，学生才能更好、更高效地应对新高考。2024年全国高考理综甲卷物理试题注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将自己的姓名、准考证号、座位号填写在本试卷上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。涂写在本试卷上无效。3.作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。4.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。14.氘核可通过一系列聚变反应释放能量，总的反应效果可用表示，式中x、y的值分别为（）A.， B.， C.， D.，【答案】C【解析】根据反应前后质量数和电荷数守恒可得解得，，故选C。15.如图，一轻绳跨过光滑定滑轮，绳一端系物块P，P置于水平桌面上，与桌面间存在摩擦；绳的另一端悬挂一轻盘（质量可忽略），盘中放置砝码。改变盘中砝码总质量m，并测量P的加速度大小a，得到图像。重力加速度大小为g。在下列图像中，可能正确的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】设P的质量为，P与桌面的动摩擦力为；以P为对象，根据牛顿第二定律可得以盘和砝码为对象，根据牛顿第二定律可得联立可得可知当砝码的重力大于时，才有一定的加速度，当趋于无穷大时，加速度趋近等于。故选D。16.2024年5月，嫦娥六号探测器发射成功，开启了人类首次从月球背面采样返回之旅。将采得的样品带回地球，飞行器需经过月面起飞、环月飞行、月地转移等过程。月球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速度的。下列说法正确的是（）A.在环月飞行时，样品所受合力为零B.若将样品放置在月球正面，它对月球表面压力等于零C.样品在不同过程中受到的引力不同，所以质量也不同D.样品放置在月球背面时对月球的压力，比放置在地球表面时对地球的压力小【答案】D【解析】在环月飞行时，样品所受合力提供所需的向心力，不为零，故A错误；若将样品放置在月球正面，它对月球表面压力大小等于它在月球表面的重力大小；由于月球表面自由落体加速度约为地球表面自由落体加速度的，则样品在地球表面的重力大于在月球表面的重力，所以样品放置在月球背面时对月球的压力，比放置在地球表面时对地球的压力小，故B错误，D正确；样品在不同过程中受到的引力不同，但样品的质量相同，故C错误。17.如图，一光滑大圆环固定在竖直平面内，质量为m的小环套在大圆环上，小环从静止开始由大圆环顶端经Q点自由下滑至其底部，Q为竖直线与大圆环的切点。则小环下滑过程中对大圆环的作用力大小（）A.在Q点最大 B.在Q点最小 C.先减小后增大 D.先增大后减小【答案】C【解析】方法一（分析法）：设大圆环半径为，小环在大圆环上某处（点）与圆环的作用力恰好为零，如图所示设图中夹角为，从大圆环顶端到点过程，根据机械能守恒定律在点，根据牛顿第二定律联立解得从大圆环顶端到点过程，小环速度较小，小环重力沿着大圆环圆心方向的分力大于小环所需的向心力，所以大圆环对小环的弹力背离圆心，不断减小，从点到最低点过程，小环速度变大，小环重力和大圆环对小环的弹力合力提供向心力，所以大圆环对小环的弹力逐渐变大，根据牛顿第三定律可知小环下滑过程中对大圆环的作用力大小先减小后增大。方法二（数学法）：设大圆环半径为，小环在大圆环上某处时，设该处与圆心的连线与竖直向上的夹角为，根据机械能守恒定律在该处根据牛顿第二定律联立可得则大圆环对小环作用力的大小根据数学知识可知的大小在时最小，结合牛顿第三定律可知小环下滑过程中对大圆环的作用力大小先减小后增大。故选C。18.在电荷量为Q的点电荷产生的电场中，将无限远处的电势规定为零时，距离该点电荷r处的电势为，其中k为静电力常量，多个点电荷产生的电场中某点的电势，等于每个点电荷单独存在的该点的电势的代数和。电荷量分别为和的两个点电荷产生的电场的等势线如图中曲线所示（图中数字的单位是伏特），则（）A.， B.， C.， D.，【答案】B【解析】根据两点电荷周围的电势分布可知带正电，带负电；由图中电势为0的等势线可知由图中距离关系可知联立解得故选B。19.如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻和、开关S。S处于闭合状态，在原线圈电压不变的情况下，为提高的热功率，可以（）A.保持T不动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动B.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变C.将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动D.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动【答案】AC【解析】保持T不动，根据理想变压器的性质可知副线圈中电压不变，当滑动变阻器R的滑片向f端滑动时，R与串联后的总电阻减小，电流增大，根据可知此时热功率增大，故A正确；将T向b端移动，副线圈匝数变小，故副线圈两端电压变小，滑动变阻器R的滑片位置不变时，通过的电流减小，故热功率减小，故B错误；将T向a端移动，副线圈匝数增加，故副线圈两端电压变大，滑动变阻器R的滑片向f端滑动，R与串联后的总电阻减小，电流增大，此时热功率增大，故C正确；将T向b端移动，副线圈匝数减少，故副线圈两端电压变小，滑动变阻器R的滑片向e端滑动，R与串联后的总电阻增大，电流减小，此时热功率减小，故D错误。。20.蹦床运动中，体重为的运动员在时刚好落到蹦床上，对蹦床作用力大小F与时间t的关系如图所示。假设运动过程中运动员身体始终保持竖直，在其不与蹦床接触时蹦床水平。忽略空气阻力，重力加速度大小取。下列说法正确的是（）A.时，运动员重力势能最大B.时，运动员的速度大小为C.时，运动员恰好运动到最大高度处D.运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为【答案】BD【解析】根据牛顿第三定律结合题图可知时，蹦床对运动员的弹力最大，蹦床的形变量最大，此时运动员处于最低点，运动员的重力势能最小，故A错误；根据题图可知运动员从离开蹦床到再次落到蹦床上经历时间为，根据竖直上抛运动的对称性可知，运动员上升时间为1s，则在时，运动员恰好运动到最大高度处，时运动员的速度大小故B正确，C错误；同理可知运动员落到蹦床时的速度大小为，以竖直向上为正方向，根据动量定理其中代入数据可得根据牛顿第三定律可知运动员每次与蹦床接触到离开过程中对蹦床的平均作用力大小为，故D正确。。21.如图，一绝缘细绳跨过两个在同一竖直面（纸面）内的光滑定滑轮，绳的一端连接一矩形金属线框，另一端连接一物块。线框与左侧滑轮之间的虚线区域内有方向垂直纸面的匀强磁场，磁场上下边界水平，在时刻线框的上边框以不同的初速度从磁场下方进入磁场。运动过程中，线框始终在纸面内且上下边框保持水平。以向上为速度的正方向，下列线框的速度v随时间t变化的图像中可能正确的是（）A. B.C. D.【答案】AC【解析】设线圈的上边进入磁场时的速度为v，设线圈的质量M，物块的质量m，图中线圈进入磁场时线圈的加速度向下，则对线圈由牛顿第二定律可知对滑块其中即线圈向上做减速运动，随速度的减小，向下的加速度减小；当加速度为零时，即线圈匀速运动的速度为若线圈进入磁场时的速度较小，则线圈进入磁场时做加速度减小的减速运动，线圈的速度和加速度都趋近于零，则图像A可能正确；因t=0时刻线圈就进入磁场，则进入磁场时线圈向上不可能做匀减速运动，则图像B不可能；若线圈的质量等于物块的质量，且当线圈进入磁场时，且速度大于v0，线圈进入磁场做加速度减小的减速运动，完全进入磁场后线圈做匀速运动；当线圈出离磁场时，受向下的安培力又做加速度减小的减速运动，最终出离磁场时做匀速运动，则图像C有可能，D不可能。二、非选择题：（一）必考题22.（5分）学生小组为了探究超重和失重现象，将弹簧测力计挂在电梯内，测力计下端挂一重物。已知当地的重力加速度大小为9.8m/s2。（1）电梯静止时测力计示数如图所示，读数为N（结果保留1位小数）；

(2)电梯上行时，一段时间内测力计的示数为，则此段时间内物体处于_____（填“超重”或“失重”）状态，电梯加速度大小为_____

（结果保留1位小数）。【参考答案】（1）5.0N（2）失重1,0【名师解析】（1）由图可知，测力计的分度值为0.5N，测力计读数为5.0N。（2）根据电梯静止时测力计示数可知物体重力为G=5.0N，质量m=G/g=0.51kg；电梯上行时，一段时间内测力计的示数为F=，小于物体重力，为失重状态。由牛顿第二定律，G-F=ma，解得a=1.0m/s2。23（10分）电阻型氧气传感器的阻值会随所处环境中的氧气含量发生变化。在保持流过传感器的电流（即工作电流）恒定的条件下，通过测量不同氧气含量下传感器两端的电压，建立电压与氧气含量之间的对应关系，这一过程称为定标。一同学用图（a）所示电路对他制作的一个氧气传感器定标。实验器材有：装在气室内的氧气传感器（工作电流）、毫安表（内阻可忽略）、电压表、电源、滑动变阻器、开关、导线若干、5个气瓶（氧气含量分别为、、、、）。完成下列实验步骤并填空：（1）将图（a）中的实验器材间的连线补充完整_____，使其能对传感器定标；

（2）连接好实验器材，把氧气含量为1%的气瓶接到气体入口；

（3）把滑动变阻器的滑片滑到_____端（填“a”或“b”），闭合开关；

（4）缓慢调整滑动变阻器的滑片位置，使毫安表的示数为，记录电压表的示数U；

（5）断开开关，更换气瓶，重复步骤（3）和（4）；

（6）获得的氧气含量分别为、、和的数据已标在图（b）中；氧气含量为时电压表的示数如图（c），该示数为______V（结果保留2位小数）。

现测量一瓶待测氧气含量的气体，将气瓶接到气体入口，调整滑动变阻器滑片位置使毫安表的示数为，此时电压表的示数为1.50V，则此瓶气体的氧气含量为_____（结果保留整数）。【参考答案】（1）（3）a（6）1.4017【名师解析】（1）为了保持流过传感器的电流（即工作电流）恒定，滑动变阻器采用分压式接法。由于毫安表内阻可忽略，采用电流表内接电路，实物连接如图。（3）为了保护电路，闭合开关前，把滑动变阻器的滑片滑到测量电路电压最小，即把滑动变阻器的滑片滑到a端。（6）由图（c）可知，电压表刻度盘分度值为0.1V，需要估读到0.01V，所以电压表读数为1.40V。将氧气含量为时对应电压表的示数1.40V描在图中。将图（b）中尽可能多的数据点用平滑曲线连接，如图。由图像可知电压表的示数为1.50V，则此瓶气体的氧气含量为17。24.（12分）为抢救病人，一辆救护车紧急出发，鸣着笛沿水平直路从t=0时由静止开始做匀加速运动，加速度大小a=2m/s2，在t1=10s时停止加速开始做匀速运动，之后某时刻救护车停止鸣笛，t2=41s时在救护车出发处的人听到救护车发出的最后的鸣笛声。已知声速v0=340m/s，求：

（1）救护车匀速运动时的速度大小；

（2）在停止鸣笛时救护车距出发处的距离。试题分析鸣笛后声波传播的距离和救护车运动距离图示。【名师解析】（1）救护车在t1=10s时停止加速开始做匀速运动，救护车匀速运动速度v=at1=2×10m/s=20m/s（2）设救护车匀速运动时间为△t停止鸣笛时救护车距离出发点的距离为x=+v△t，发出的鸣笛声从停止鸣笛处传播到救护车出发点处，传播距离为x=v0（t2-t1-△t）解得x=680m25.如图，金属导轨平行且水平放置，导轨间距为L，导轨光滑无摩擦。定值电阻大小为R，其余电阻忽略不计，电容大小为C。在运动过程中，金属棒始终与导轨保持垂直。整个装置处于竖直方向且磁感应强度为B的匀强磁场中。(1)开关S闭合时，对金属棒施加以水平向右的恒力，金属棒能达到的最大速度为v0。当外力功率为定值电阻功率的两倍时，求金属棒速度v的大小。(2)当金属棒速度为v时，断开开关S，改变水平外力并使金属棒匀速运动。当外力功率为定值电阻功率的两倍时，求电容器两端的电压以及从开关断开到此刻外力所做的功。【答案】（1）；（2）U=，【解析】（1）开关S闭合时，当外力与安培力相等时，金属棒的速度最大，则由闭合电路欧姆定律金属棒切割磁感线产生的感应电动势为联立可得，恒定的外力为在加速阶段，外力的功率为定值电阻的功率为若时，即化简可得金属棒速度v的大小为（2）解法一断开开关S，则电容器与定值电阻串联，则有当金属棒匀速运动时，电容器不断充电，电荷量q不断增大，电路中电流不断减小，则金属棒所受安培力不断减小，而恒力的功率定值电阻功率当时有可得根据可得此时电容器两端电压为=从开关断开到此刻外力所做的功为其中联立可得解法二当金属棒速度为v时，断开开关S，改变水平外力并使金属棒匀速运动。设某时刻充电电流为i，电容器两极板之间的电压为U，根据欧姆定律，i=金属棒匀速运动，受力平衡，F’=BiL当外力功率为定值电阻功率的两倍时，有F’v=2i2R联立解得U=从开关断开到此刻外力所做的功W=Σ（BiL·v△t）=BLv·Σi△t=BLv·q=BLv·CU=（二）选考题：共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答，并用2B铅笔在答题卡上把所选题目题号后的方框涂黑。注意所做题目的题号必须与所涂题目的题号一致，并且在解答过程中写清每问的小题号，在答题卡指定位置答题。如果多做则每学科按所做的第一题计分。33.[物理——选修3-3]（15分）（1）.如图，四个相同的绝热试管分别倒立在盛水的烧杯a、b、c、d中，平衡后烧杯a、b、c中的试管内外水面的高度差相同，烧杯d中试管内水面高于试管外水面。已知四个烧杯中水的温度分别为、、、，且。水的密度随温度的变化忽略不计。下列说法正确的是（）A.a中水的饱和气压最小B.a、b中水的饱和气压相等C.c、d中水的饱和气压相等D.a、b中试管内气体的压强相等E.d中试管内气体的压强比c中的大【答案】ACD【解析】同一物质的饱和气压与温度有关，温度越大，饱和气压越大，a中水的温度最低，则a中水的饱和气压最小，故A正确；同理，a中水的温度小于b中水的温度，则a中水的饱和气压小于b中水的饱和气压，故B错误；c中水的温度等于d中水的温度，则c、d中水的饱和气压相等，故C正确；设大气压强为，试管内外水面的高度差为，则a、b中试管内气体的压强均为故D正确；d中试管内气体的压强为c中试管内气体的压强为可知，故E错误。。11.如图，一竖直放置的汽缸内密封有一定量的气体，一不计厚度的轻质活塞可在汽缸内无摩擦滑动，移动范围被限制在卡销a、b之间，b与汽缸底部的距离，活塞的面积为。初始时，活塞在卡销a处，汽缸内气体的压强、温度与活塞外大气的压强、温度相同，分别为和。在活塞上施加竖直向下的外力，逐渐增大外力使活塞缓慢到达卡销b处（过程中气体温度视为不变），外力增加到并保持不变。（1）求外力增加到时，卡销b对活塞支持力大小；（2）再将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销b时气体的温度。【答案】（1）100N；（2）327K【解析】（1）活塞从位置到过程中，气体做等温变化，初态、末态、根据解得此时对活塞根据平衡条件解得卡销b对活塞支持力的大小（2）将汽缸内气体加热使气体温度缓慢升高，求当活塞刚好能离开卡销b时，气体做等容变化，初态，末态，对活塞根据平衡条件解得设此时温度为，根据解得34[物理——选修3-4]（15分）（1）.一列简谐横波沿x轴传播，周期为，时刻的波形曲线如图所示，此时介质中质点b向y轴负方向运动，下列说法正确的是（）A.该波的波速为B.该波沿x轴正方向传播C.时质点a和质点c的运动方向相反D.时介质中质点a向y轴负方向运动E.时介质中质点b的速率达到最大值【答案】ACD【解析】由图可知波长为，则该波的波速为故A正确；此时介质中质点b向y轴负方向运动，根据波形平移法可知，该波沿x轴负方向传播，故B错误；由于质点a和质点c之间的距离为半个波长，则质点a和质点c的振动完全相反，所以时质点a和质点c的运动方向相反，故C正确；时刻质点a处于波峰位置，则时，质点a刚好经过平衡位置向y轴负方向运动，故D正确；时刻质点b处于平衡位置向y轴负方向运动，则时，质点b刚好处于波峰位置，此时质点b的速率为0，故E错误。（2）.一玻璃柱的折射率，其横截面为四分之一圆，圆的半径为R，如图所示。截面所在平面内，一束与AB边平行的光线从圆弧入射。入射光线与AB边的距离由小变大，距离为h时，光线进入柱体后射到BC边恰好发生全反射。求此时h与R的比值。【答案】【解析】如图，画出光路图可知设临界角为C，得，根据可得解得故可得故可知二、选择题：本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第14~18题只有一项符合题目要求，第19~21题有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。14．一质点做直线运动，下列描述其位移x或速度v随时间t变化的图像中，可能正确的是（）A. B.C. D.参考答案C解题思路本题考查的考点：位移图像和速度图像。质点做直线运动，不能出现同一时间两个位移，AB错误；不能出现同一时间两个速度，D错误C正确。15．福建舰是我国自主设计建造的首艘弹射型航空母舰。借助配重小车可以进行弹射测试，测试时配重小车被弹射器从甲板上水平弹出后，落到海面上。调整弹射装置，使小车水平离开甲板时的动能变为调整前的4倍。忽略空气阻力，则小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的（）A．0.25倍 B．0.5倍 C．2倍 D．4倍参考答案C解题思路本题考查的考点：平抛运动规律、动能。小车平抛运动，x=vt，，解得x=，动能变为调整前的4倍，由动能公式，可知初速度v为调整前的2倍，由x=可知，小车在海面上的落点与其离开甲板处的水平距离为调整前的2倍，C正确。16．天文学家发现，在太阳系外的一颗红矮屋有两颗行星绕其运行，其中行星GJ1002c的轨道近似为圆，轨道半径约为日地距离的0.07倍，周期约为0.06年，则这颗红矮星的质量约为太阳质量的（）A．0.001倍 B．0.1倍 C．10倍 D．1000倍参考答案B解题思路本题考查的考点：万有引力定律、牛顿运动定律。设红矮星质量为M1，行星GJ1002c的质量为m1，太阳质量为M2，地球的质量为m2，地球绕太阳匀速圆周运动的轨道半径为r，周期为T，由万有引力提供向心力，=.=.,联立解得=0.1，B正确。17．三位科学家由于在发现和合成量子点方面的突出贡献，荣获了2023年诺贝尔化学奖。不同尺寸的量子点会发出不同颜色的光。现有两种量子点分别发出蓝光和红光，下列说法正确的是（）A．蓝光光子的能量大于红光光子的能量B．蓝光光子的动量小于红光光子的动量C．在玻璃中传播时，蓝光的速度大于红光的速度D．蓝光在玻璃中传播时的频率小于它在空气中传播时的频率参考答案A解题思路本题考查的考点：光子能量、动量、光的传播、光速。由于蓝光的频率大于红光，根据光子能量公式，E=hν，可知蓝光光子的能量大于红光光子能量，A正确；根据光子动量公式，p=hν/c，可知蓝光光子的动量大于红光光子的动量，B错误；由于玻璃中蓝光折射率大于红光，n=c/v，可知在玻璃中传播时，蓝光速度小于红光速度，C错误；光在不同介质中传播时频率不变，D错误。18．如图，两根不可伸长的等长绝缘细绳的上端均系在天花板的O点上，下端分别系有均带正电荷的小球P、小球处在某一方向水平向右的匀强电场中，平衡时两细绳与竖直方向的夹角大小相等。则（）A．两绳中的张力大小一定相等B．P的质量一定大于Q的质量C．P的电荷量一定小于Q的电荷量 D．P的电荷量一定大于Q的电荷量参考答案B解题思路本题考查的考点：平衡条件，静电力由题意可知设Q和P两球之间库仑力为F，绳子的拉力分别为T1，T2，质量分别为m1，m2；与竖直方向夹角为θ，对于小球Q有对于小球P有联立有所以可得又因为可知，即P的质量一定大于Q的质量；两小球的电荷量则无法判断。故选B。19．位于坐标原点O的波源在时开始振动，振动图像如图所示，所形成的简谐横波沿x轴正方向传播。平衡位置在处的质点P开始振动时，波源恰好第2次处于波谷位置，则（）A．波的周期是0.1sB．波的振幅是0.2mC．波的传播速度是10m/sD．平衡位置在处的质点Q开始振动时，质点P处于波峰位置参考答案AC解题思路本题考查的考点：振动图像、波动传播。由振动图像，可知波动周期T=0.2s，振幅为0.2m，A错误B正确；根据题述，平衡位置在x=3.5m处的质点开始振动时，波源恰好第二次处于波谷位置，t=7T/4，波动传播速度v=x/t=10m/s，C正确；由波长λ=vT=2m，可知PQ两点为反相点，平衡位置在x=4.5m处的质点Q开始振动时，质点P运动到平衡位置向下运动，D错误。【关键点拨】波动传播时，相距整数波长的两个质点为同相点，振动情况相同；相距半波长奇数倍的两个质点为反相点，振动情况相反。20．电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90°时，线圈中（）A．电流最小 B．电流最大C．电流方向由P指向Q D．电流方向由Q指向P参考答案BD解题思路本题考查的考点：交变电流的产生、楞次定律如图开始线圈处于中性面位置，当磁极再转过90°时，此时穿过线圈的磁通量为0，线圈边垂直切割磁感线，磁通量变化率最大，产生的感应电动势和感应电流最大，A错误B正确；在磁极转动的过程中，穿过线圈的磁通量在减小，根据楞次定律可知，此时感应电流方向由Q指向P。D正确C错误。21．如图，一定量理想气体的循环由下面4个过程组成1→2为绝热过程（过程中气体不与外界交换热量），2→3为等压过程，3→4为绝热过程，4→1为等容过程。上述四个过程是四冲程柴油机工作循环的主要过程。下列说法正确的是（）A．1→2过程中，气体内能增加 B．2→3过程中，气体向外放热C．3→4过程中，气体内能不变 D．4→1过程中，气体向外放热参考答案AD解题思路本题考查的考点：热学图像、气体做功和热力学第一定律。1→2绝热压缩，外界做功，气体内能增加，A正确；2→3过程等圧膨胀，对外做功，温度升高，内能增加，气体吸收热量，B错误；3→4绝热膨胀，对外做功，内能减小，C错误；4→1等容过程，压强减小，由查理定律可知，温度降低，内能减小，由热力学第一定律，气体向外放热，D正确。三、非选择题：共174分。22．（6分）某同学用如图所示的装置验证动量守恒定律。将斜槽轨道固定在水平桌面上，轨道末段水平，右侧端点在水平木板上的垂直投影为O，木板上叠放着白纸和复写纸。实验时先将小球a从斜槽轨道上Q处由静止释放，a从轨道右端水平飞出后落在木板上；重复多次，测出落点的平均位置P与O点的距离x，将与a半径相等的小球b置于轨道右侧端点，再将小球a从Q处由静止释放，两球碰撞后均落在木板上；重复多次，分别测出a、b两球落点的平均位置M、N与O点的距离、。完成下列填空：（1）记a、b两球的质量分别为、，实验中须满足条件______（填“>”或“<”）；（2）如果测得的、、、和在实验误差范围内满足关系式______，则验证了两小球在碰撞中满足动量守恒定律。实验中，用小球落点与O点的距离来代替小球水平飞出时的速度，依据是______。【参考答案】（1）>（2）①.②.小球离开斜槽末端后做平抛运动，竖直方向高度相同故下落时间相同，水平方向匀速运动直线运动，小球水平飞出时的速度与平抛运动的水平位移成正比。解题思路本题考查的考点：验证动量守恒定律实验（1）为了保证小球碰撞为对心正碰，且碰后不反弹，要求；（2）两球离开斜槽后做平抛运动，由于抛出点的高度相等，它们做平抛运动的时间t相等，碰撞前a球的速度大小碰撞后a的速度大小碰撞后b球的速度大小如果碰撞过程系统动量守恒，则碰撞前后系统动量相等，则整理得实验中，用小球落点与O点的距离来代替小球水平飞出时的速度，依据是：小球离开斜槽末端后做平抛运动，竖直方向高度相同故下落时间相同，水平方向匀速运动直线运动，小球水平飞出时的速度与平抛运动的水平位移成正比。23．（12分）学生实验小组要测量量程为3V的电压表V的内阻。可选用的器材有：多用电表，电源E（电动势5V），电压表V1（量程5V，内阻约3kΩ），定值电阻（阻值为800Ω），滑动变阻器（最大阻值50Ω），滑动变阻器（最大阻值5kΩ），开关S，导线若干。完成下列填空：（1）利用多用电表粗测待测电压表的内阻。首先应______（把下列实验步骤前的字母按正确操作顺序排列）；A．将红、黑表笔短接B．调节欧姆调零旋钮，使指针指向零欧姆C．将多用电表选择开关置于欧姆挡“×10”位置再将多用电表的红、黑表笔分别与待测电压表的______填“正极、负极”或“负极、正极”）相连，欧姆表的指针位置如图（a）中虚线Ⅰ所示。为了减少测量误差，应将选择开关旋转到欧姆挡______（填“×1”“×100”或“”）位置，重新调节后，测量得到指针位置如图（a）中实线Ⅱ所示，则组测得到的该电压表内阻为______kΩ（结果保留1位小数）；（2）为了提高测量精度，他们设计了如图（b）所示的电路，其中滑动变阻器应选______（填“”或“”），闭合开关S前，滑动变阻器的滑片应置于______（填“a”或“b”）端；（3）闭合开关S，滑动变阻器滑片滑到某一位置时，电压表，待测电压表的示数分别为、，则待测电压表内阻______（用、U和表示）；（4）测量得到，则待测电压表内阻______（结果保留3位有效数字）。参考答案（1）CAB负极、正极×1001.6（2）R1a（3）（4）1.57解题思路本题考查的考点：电压表内阻测量、多用电表使用、欧姆定律。（1）由于电压表内阻约3kΩ，多用电表测量电阻先选欧姆档，然后红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮，所以步骤为CAB。由于多用电表黑表笔接内部电池的正极，所以测量电压表内阻，应将多用电表红、黑表笔分别与待测电压表的负极、正极相连。由于指针位置I偏转角太小，说明