2024年普通高中學(xué)業(yè)水平等級性考試（北京卷）

物理

本試卷分第一部分和第二部分。滿分100分，考試時間90分鐘。

第一部分

本部分共14小題，每小題3分，共42分。在每小題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。

1.已知釷234的半衰期是24天。1g釷234經(jīng)過48天后，剩余釷234的質(zhì)量為（）

A.0gB.0.25gC.0.5gD.0.75g

2.一輛汽車以10m/s的速度勻速行駛，制動后做勻減速直線運動，經(jīng)2s停止，汽車的制動距離為（）

A.5mB.10mC.20mD.30m

3.一個氣泡從恒溫水槽的底部緩慢上浮，將氣泡內(nèi)的氣體視為理想氣體，且氣體分子個數(shù)不變，外界大氣壓不

變。在上浮過程中氣泡內(nèi)氣體（）

A.內(nèi)能變大B.壓強變大C.體積不變D.從水中吸熱

4.如圖所示，飛船與空間站對接后，在推力F作用下一起向前運動。飛船和空間站的質(zhì)量分別為m和M，則飛

船和空間站之間的作用力大小為（）

MmMm

A.FB.FC.FD.F

MmMmmM

5.如圖甲所示，理想變壓器原線圈接在正弦式交流電源上，輸入電壓u隨時間t變化的圖像如圖乙所示，副線

圈接規(guī)格為“6V，3W”的燈泡。若燈泡正常發(fā)光，下列說法正確的是（）

A.原線圈兩端電壓的有效值為242V

B.副線圈中電流的有效值為0.5A

C.原、副線圈匝數(shù)之比為1∶4

D.原線圈的輸入功率為12W

6.如圖所示，線圈M和線圈P繞在同一個鐵芯上，下列說法正確的是（）

-1-

-1-

A.閉合開關(guān)瞬間，線圈M和線圈P相互吸引

B.閉合開關(guān)，達到穩(wěn)定后，電流表的示數(shù)為0

C.斷開開關(guān)瞬間，流過電流表的電流方向由a到b

D.斷開開關(guān)瞬間，線圈P中感應(yīng)電流的磁場方向向左

7.如圖所示，光滑水平軌道AB與豎直面內(nèi)的光滑半圓形軌道BC在B點平滑連接。一小物體將輕彈簧壓縮至A

點后由靜止釋放，物體脫離彈簧后進入半圓形軌道，恰好能夠到達最高點C。下列說法正確的是（）

A.物體在C點所受合力為零

B.物體在C點的速度為零

C.物體在C點的向心加速度等于重力加速度

D.物體在A點時彈簧的彈性勢能等于物體在C點的動能

8.將小球豎直向上拋出，小球從拋出到落回原處的過程中，若所受空氣阻力大小與速度大小成正比，則下列說

法正確的是（）

A.上升和下落兩過程的時間相等

B.上升和下落兩過程損失的機械能相等

C.上升過程合力的沖量大于下落過程合力的沖量

D.上升過程的加速度始終小于下落過程的加速度

9.圖甲為用手機和輕彈簧制作的一個振動裝置。手機加速度傳感器記錄了手機在豎直方向的振動情況，以向上

為正方向，得到手機振動過程中加速度a隨時間t變化的曲線為正弦曲線，如圖乙所示。下列說法正確的是（）

-2-

-2-

A.t0時，彈簧彈力為0

B.t0.2s時，手機位于平衡位置上方

C.從t0至t0.2s，手機的動能增大

D.a隨t變化的關(guān)系式為a4sin(2.5t)m/s2

10.水平傳送帶勻速運動，將一物體無初速度地放置在傳送帶上，最終物體隨傳送帶一起勻速運動。下列說法正

確的是（）

A.剛開始物體相對傳送帶向前運動

B.物體勻速運動過程中，受到靜摩擦力

C.物體加速運動過程中，摩擦力對物體做負(fù)功

D.傳送帶運動速度越大，物體加速運動的時間越長

11.如圖所示，兩個等量異種點電荷分別位于M、N兩點，P、Q是MN連線上的兩點，且MPQN。下列說法

正確的是（）

A.P點電場強度比Q點電場強度大

B.P點電勢與Q點電勢相等

C.若兩點電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍，P點電場強度大小也變?yōu)樵瓉淼?倍

D.若兩點電荷的電荷量均變?yōu)樵瓉淼?倍，P、Q兩點間電勢差不變

12.如圖所示為一個加速度計的原理圖?；瑝K可沿光滑桿移動，滑塊兩側(cè)與兩根相同的輕彈簧連接；固定在滑塊

上的滑動片M下端與滑動變阻器R接觸良好，且不計摩擦；兩個電源的電動勢E相同，內(nèi)阻不計。兩彈簧處于原

長時，M位于R的中點，理想電壓表的指針位于表盤中央。當(dāng)P端電勢高于Q端時，指針位于表盤右側(cè)。將加速

度計固定在水平運動的被測物體上，則下列說法正確的是（）

-3-

-3-

A.若M位于R的中點右側(cè)，P端電勢低于Q端

B.電壓表的示數(shù)隨物體加速度的增大而增大，但不成正比

C.若電壓表指針位于表盤左側(cè)，則物體速度方向向右

D.若電壓表指針位于表盤左側(cè)，則物體加速度方向向右

13.產(chǎn)生阿秒光脈沖的研究工作獲得2023年的諾貝爾物理學(xué)獎，阿秒（as）是時間單位，1as=1×10?18s，

阿秒光脈沖是發(fā)光持續(xù)時間在阿秒量級的極短閃光，提供了阿秒量級的超快“光快門”，使探測原子內(nèi)電子的動

態(tài)過程成為可能。設(shè)有一個持續(xù)時間為100as的阿秒光脈沖，持續(xù)時間內(nèi)至少包含一個完整的光波周期。取真空

中光速c=3.0×108m/s，普朗克常量h=6.6×10?34J?s，下列說法正確的是（）

A.對于0.1mm寬的單縫，此阿秒光脈沖比波長為550nm的可見光的衍射現(xiàn)象更明顯

B.此阿秒光脈沖和波長為550nm的可見光束總能量相等時，阿秒光脈沖的光子數(shù)更多

18

C.此阿秒光脈沖可以使能量為?13.6eV（?2.2×10?J）的基態(tài)氫原子電離

D.為了探測原子內(nèi)電子的動態(tài)過程，阿秒光脈沖的持續(xù)時間應(yīng)大于電子的運動周期

14.電荷量Q、電壓U、電流I和磁通量Φ是電磁學(xué)中重要的物理量，其中特定的兩個物理量之比可用來描述電

容器、電阻、電感三種電磁學(xué)元件的屬性，如圖所示。類似地，上世紀(jì)七十年代有科學(xué)家預(yù)言Φ和Q之比可能也

是一種電磁學(xué)元件的屬性，并將此元件命名為“憶阻器”，近年來實驗室已研制出了多種類型的“憶阻器”。由

于“憶阻器”對電阻的記憶特性，其在信息存儲、人工智能等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。下列說法錯誤的是（）

A.QU的單位和ΦI的單位不同

B.在國際單位制中，圖中所定義的M的單位是歐姆

I

C.可以用來描述物體的導(dǎo)電性質(zhì)

U

-4-

-4-

I

D.根據(jù)圖中電感L的定義和法拉第電磁感應(yīng)定律可以推導(dǎo)出自感電動勢的表達式EL

t

第二部分

本部分共6小題，共58分。

15.某同學(xué)測量玻璃的折射率，作出了如圖所示的光路圖，測出了入射角i和折射角r，則此玻璃的折射率n=_____。

16.用如圖1所示的實驗裝置探究影響感應(yīng)電流方向的因素。如圖2所示，分別把條形磁體的N極或S極插入、

拔出螺線管，觀察并標(biāo)記感應(yīng)電流的方向。

關(guān)于本實驗，下列說法正確的是__________（填選項前的字母）。

A．需要記錄感應(yīng)電流的大小

B．通過觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向確定感應(yīng)電流的方向

C．圖2中甲和乙表明，感應(yīng)電流的方向與條形磁體的插入端是N極還是S極有關(guān)

17.某興趣小組利用銅片、鋅片和橘子制作了水果電池，并用數(shù)字電壓表（可視為理想電壓表）和電阻箱測量水

果電池的電動勢E和內(nèi)阻r，實驗電路如圖1所示。連接電路后，閉合開關(guān)S，多次調(diào)節(jié)電阻箱的阻值R，記錄

電壓表的讀數(shù)U，繪出圖像，如圖2所示，可得：該電池的電動勢E=_____V，內(nèi)阻r=_____kΩ。（結(jié)果保留兩位

有效數(shù)字）

18.如圖甲所示，讓兩個小球在斜槽末端碰撞來驗證動量守恒定律。

-5-

-5-

（1）關(guān)于本實驗，下列做法正確的是_____（填選項前的字母）。

A.實驗前，調(diào)節(jié)裝置，使斜槽末端水平

B.選用兩個半徑不同的小球進行實驗

C.用質(zhì)量大的小球碰撞質(zhì)量小的小球

（2）圖甲中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影，首先，將質(zhì)量為m1的小球從斜槽上的S位置由靜止釋放，

小球落到復(fù)寫紙上，重復(fù)多次。然后，把質(zhì)量為m2的被碰小球置于斜槽末端，再將質(zhì)量為m1的小球從S位置由

靜止釋放，兩球相碰，重復(fù)多次。分別確定平均落點，記為M、N和P（P為m1單獨滑落時的平均落點）。

a．圖乙為實驗的落點記錄，簡要說明如何確定平均落點_____；

b．分別測出O點到平均落點的距離，記為OP、OM和ON。在誤差允許范圍內(nèi)，若關(guān)系式_____成立，即可驗證碰

撞前后動量守恒。

（3）受上述實驗的啟發(fā)，某同學(xué)設(shè)計了另一種驗證動量守恒定律的實驗方案。如圖丙所示，用兩根不可伸長的

等長輕繩將兩個半徑相同、質(zhì)量不等的勻質(zhì)小球懸掛于等高的O點和O′點，兩點間距等于小球的直徑。將質(zhì)量

較小的小球1向左拉起至A點由靜止釋放，在最低點B與靜止于C點的小球2發(fā)生正碰。碰后小球1向左反彈至

最高點A′，小球2向右擺動至最高點D。測得小球1，2的質(zhì)量分別為m和M，弦長AB=l1、A′B=l2、CD=l3。

推導(dǎo)說明，m、M、l1、l2、l3滿足_____關(guān)系即可驗證碰撞前后動量守恒。

19.如圖所示，水平放置的排水管滿口排水，管口的橫截面積為S，管口離水池水面的高度為h，水在水池中的

落點與管口的水平距離為d。假定水在空中做平拋運動，已知重力加速度為g，h遠(yuǎn)大于管口內(nèi)徑。求：

（1）水從管口到水面的運動時間t；

-6-

-6-

（2）水從管口排出時的速度大小v0；

（3）管口單位時間內(nèi)流出水的體積Q。

20.如圖甲所示為某種“電磁槍”的原理圖。在豎直向下的勻強磁場中，兩根相距L的平行長直金屬導(dǎo)軌水平放

置，左端接電容為C的電容器，一導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上，與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，不計導(dǎo)軌電阻及導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌

間的摩擦。已知磁場的磁感應(yīng)強度大小為B，導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m、接入電路的電阻為R。開關(guān)閉合前電容器的電

荷量為Q。

（1）求閉合開關(guān)瞬間通過導(dǎo)體棒的電流I；

（2）求閉合開關(guān)瞬間導(dǎo)體棒的加速度大小a；

（3）在圖乙中定性畫出閉合開關(guān)后導(dǎo)體棒的速度v隨時間t的變化圖線。

21.科學(xué)家根據(jù)天文觀測提出宇宙膨脹模型：在宇宙大尺度上，所有的宇宙物質(zhì)（星體等）在做彼此遠(yuǎn)離運動，

且質(zhì)量始終均勻分布，在宇宙中所有位置觀測的結(jié)果都一樣。以某一點O為觀測點，以質(zhì)量為m的小星體（記為

P）為觀測對象。當(dāng)前P到O點的距離為r0，宇宙的密度為0。

（1）求小星體P遠(yuǎn)離到2r0處時宇宙的密度ρ；

（2）以O(shè)點為球心，以小星體P到O點的距離為半徑建立球面。P受到的萬有引力相當(dāng)于球內(nèi)質(zhì)量集中于O點

mm

對P的引力。已知質(zhì)量為m和m、距離為R的兩個質(zhì)點間的引力勢能EG12，G為引力常量。僅考慮

12pR

萬有引力和P遠(yuǎn)離O點的徑向運動。

a．求小星體P從r0處遠(yuǎn)離到2r0。處的過程中動能的變化量Ek；

b．宇宙中各星體遠(yuǎn)離觀測點的速率v滿足哈勃定律vHr，其中r為星體到觀測點的距離，H為哈勃系數(shù)。H

與時間t有關(guān)但與r無關(guān)，分析說明H隨t增大還是減小。

22.我國“天宮”空間站采用霍爾推進器控制姿態(tài)和修正軌道。圖為某種霍爾推進器的放電室（兩個半徑接近的

同軸圓筒間的區(qū)域）的示意圖。放電室的左、右兩端分別為陽極和陰極，間距為d。陰極發(fā)射電子，一部分電子

進入放電室，另一部分未進入。穩(wěn)定運行時，可視為放電室內(nèi)有方向沿軸向向右的勻強電場和勻強磁場，電場強

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-7-

度和磁感應(yīng)強度大小分別為E和B1；還有方向沿半徑向外的徑向磁場，大小處處相等。放電室內(nèi)的大量電子可

視為處于陽極附近，在垂直于軸線的平面繞軸線做半徑為R的勻速圓周運動（如截面圖所示），可與左端注入的

氙原子碰撞并使其電離。每個氙離子的質(zhì)量為M、電荷量為e，初速度近似為零。氙離子經(jīng)過電場加速，最終

從放電室右端噴出，與陰極發(fā)射的未進入放電室的電子剛好完全中和。

已知電子的質(zhì)量為m、電荷量為e；對于氙離子，僅考慮電場的作用。

（1）求氙離子在放電室內(nèi)運動的加速度大小a；

（2）求徑向磁場的磁感應(yīng)強度大小B2；

（3）設(shè)被電離的氙原子數(shù)和進入放電室的電子數(shù)之比為常數(shù)k，單位時間內(nèi)陰極發(fā)射的電子總數(shù)為n，求此霍爾

推進器獲得的推力大小F。

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2024年普通高中學(xué)業(yè)水平等級性考試（北京卷）

物理

本試卷分第一部分和第二部分。滿分100分，考試時間90分鐘。

第一部分

本部分共14小題，每小題3分，共42分。在每小題列出的四個選項中，選出最符合題目要求的一項。

【1題答案】

【答案】B

【2題答案】

【答案】B

【3題答案】

【答案】D

【4題答案】

【答案】A

【5題答案】

【答案】B

【6題答案】

【答案】B

【7題答案】

【答案】C

【8題答案】

【答案】C

【9題答案】

【答案】D

【10題答案】

【答案】D

【11題答案】

【答案】C

【12題答案】

【答案】D

【13題答案】

【答案】C

【14題答案】

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