1/22024年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)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。14.（2024·全國甲卷14題）氘核可通過一系列聚變反應(yīng)釋放能量，總的反應(yīng)效果可用612H→224He＋x01n＋y11p＋43.15MeV表示，A.x＝1，y＝2 B.x＝1，y＝3C.x＝2，y＝2 D.x＝3，y＝1解析：C根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒解得x＝2，y＝2，故C正確。15.（2024·全國甲卷15題）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(zhì)量可忽略），盤中放置砝碼。改變盤中砝碼總質(zhì)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（）解析：D設(shè)物塊P的質(zhì)量為M，物塊P與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ，輕繩上的拉力大小為Ta＝g－（μ+1）Mg16.（2024·全國甲卷16題）2024年5月，嫦娥六號探測器發(fā)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(jīng)過月面起飛、環(huán)月飛行、月地轉(zhuǎn)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16。下列說法正確的是（A.在環(huán)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(zhì)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解析：D在環(huán)月飛行時，樣品所受的合力提供向心力，不為零，A錯誤；若將樣品放置在月球正面，根據(jù)牛頓第三定律可知，它對月球表面的壓力等于月球?qū)λ闹С至Γ鶕?jù)平衡條件可知，月球?qū)λ闹С至Φ扔谒谠虑蛏系闹亓?，不為零，故它對月球表面的壓力不為零，B錯誤；質(zhì)量是物體本身的固有屬性，不會隨受到的引力的變化而變化，C錯誤；由于月球表面重力加速度較地球表面的小，則樣品在月球表面所受重力較在地球表面的小，樣品放置在月球背面時對月球的壓力較其放在地球表面時對地球的壓力小，D正確。17.（2024·全國甲卷17題）如圖，一光滑大圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，質(zhì)量為m的小環(huán)套在大圓環(huán)上，小環(huán)從靜止開始由大圓環(huán)頂端經(jīng)Q點(diǎn)自由下滑至其底部，Q為豎直線與大圓環(huán)的切點(diǎn)。則小環(huán)下滑過程中對大圓環(huán)的作用力大?。ǎ〢.在Q點(diǎn)最大 B.在Q點(diǎn)最小C.先減小后增大 D.先增大后減小解析：C設(shè)小環(huán)運(yùn)動軌跡所對的圓心角為θ（0≤θ≤π），大圓環(huán)的半徑為R，大圓環(huán)對小環(huán)的作用力為F，則由動能定理有mgR（1－cosθ）＝12mv2，又小環(huán)做圓周運(yùn)動，則有F＋mgcosθ＝mv2R，聯(lián)立得小環(huán)下滑過程中受到大圓環(huán)的作用力F＝mg（2－3cosθ），則F的大小先減小后增大，且當(dāng)cosθ＝23時F最小，當(dāng)cosθ＝－1，即小環(huán)在大圓環(huán)最低點(diǎn)時F最大，18.（2024·全國甲卷18題）在電荷量為Q的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中，將無限遠(yuǎn)處的電勢規(guī)定為零時，距離該點(diǎn)電荷r處的電勢為kQr，其中k為靜電力常量；多個點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場中某點(diǎn)的電勢，等于每個點(diǎn)電荷單獨(dú)存在時該點(diǎn)的電勢的代數(shù)和。電荷量分別為Q1和Q2的兩個點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場的等勢線如圖中曲線所示（圖中數(shù)字的單位是伏特），則（A.Q1＜0，Q1Q2＝－2 B.Q1＞0，C.Q1＜0，Q1Q2＝－3 D.Q1＞0，解析：B根據(jù)沿電場線方向電勢降低，結(jié)合題圖可知，Q1＞0，Q2＜0，A、C錯誤；設(shè)兩點(diǎn)電荷間的距離為3L，則有kQ12L＋kQ2L＝0，解得Q1Q219.（2024·全國甲卷19題）如圖，理想變壓器的副線圈接入電路的匝數(shù)可通過滑動觸頭T調(diào)節(jié)，副線圈回路接有滑動變阻器R、定值電阻R0和R1、開關(guān)S。S處于閉合狀態(tài)，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端滑動解析：AC保持T不動，則原、副線圈匝數(shù)比不變，又變壓器的輸入電壓不變，根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律可知，變壓器的輸出電壓不變，滑動變阻器的滑片向f端滑動時，其接入電路的電阻減小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知通過R1的電流增大，根據(jù)P＝I2R可知，R1的熱功率增大，A正確；僅將T向b端移動，R1兩端的電壓減小，根據(jù)P＝U2R可知，R1的熱功率減小，B錯誤；同理，僅將T向a端移動，R1的熱功率增大，再將滑動變阻器的滑片向f端滑動，R1的熱功率進(jìn)一步增大，C正確；經(jīng)以上分析可知，將T向b端移動，滑動變阻器的滑片向e端滑動，R1的熱功率減小，20.（2024·全國甲卷20題）蹦床運(yùn)動中，體重為60kg的運(yùn)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(guān)系如圖所示。假設(shè)運(yùn)動過程中運(yùn)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(yùn)動員的重力勢能最大B.t＝0.30s時，運(yùn)動員的速度大小為10m/sC.t＝1.00s時，運(yùn)動員恰好運(yùn)動到最大高度處D.運(yùn)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4600N解析：BD根據(jù)題圖分析可知，t＝0.15s時，運(yùn)動員對蹦床作用力最大，則此時運(yùn)動員下降至最低點(diǎn)，運(yùn)動員的重力勢能最小，A錯誤；根據(jù)題圖分析可知，t＝0.30s時運(yùn)動員離開蹦床，做豎直上拋運(yùn)動，經(jīng)2s后，即t＝2.30s時再次落至蹦床上，根據(jù)豎直上拋運(yùn)動的對稱性可知，t＝1.30s時，運(yùn)動員運(yùn)動至最大高度處，根據(jù)v＝gΔt可知，運(yùn)動員在t＝0.30s時的速度大小v0＝10m/s，B正確，C錯誤；對運(yùn)動員與蹦床一次相互作用過程，根據(jù)動量定理有（F－mg）Δt＝mv0－（－mv0），代入數(shù)據(jù)解得F＝4600N，D正確。21.（2024·全國甲卷21題）如圖，一絕緣細(xì)繩跨過兩個在同一豎直面（紙面）內(nèi)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(cè)滑輪之間的虛線區(qū)域內(nèi)有方向垂直紙面的勻強(qiáng)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(jìn)入磁場。運(yùn)動過程中，線框始終在紙面內(nèi)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（）解析：AC線框在減速進(jìn)入磁場的過程中，對線框受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有mg＋B2L2vR－T＝ma，對物塊受力分析，根據(jù)牛頓第二定律有T－Mg＝Ma，聯(lián)立解得a＝B2L2v（M＋m）R－M－mM＋mg，則隨著速度的減小，加速度不斷減小，B錯誤；結(jié)合B項分析可知，若勻強(qiáng)磁場區(qū)域高度與線框?qū)挾认嗟惹椅飰K質(zhì)量與線框質(zhì)量相等，則線框在磁場中做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動，出磁場后勻速運(yùn)動，則A選項的圖像可能正確；若勻強(qiáng)磁場區(qū)域高度大于線框?qū)挾惹椅飰K質(zhì)量與線框質(zhì)量相等，則線框進(jìn)磁場和出磁場階段均做加速度逐漸減小的減速運(yùn)動，完全在磁場中運(yùn)動時不受安培力，勻速運(yùn)動，完全出磁場后，也勻速運(yùn)動，則二、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(jù)要求作答。（一）必考題：共47分。22.（2024·全國甲卷22題）（5分）學(xué)生小組為了探究超重和失重現(xiàn)象，將彈簧測力計掛在電梯內(nèi)，測力計下端掛一物體。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.8m/s2。（1）電梯靜止時測力計示數(shù)如圖所示，讀數(shù)為N（結(jié)果保留1位小數(shù)）；（2）電梯上行時，一段時間內(nèi)測力計的示數(shù)為4.5N，則此段時間內(nèi)物體處于（填“超重”或“失重”）狀態(tài)，電梯加速度大小為m/s2（結(jié)果保留1位小數(shù)）。答案：（1）5.0（2）失重1.0解析：（1）根據(jù)彈簧測力計的讀數(shù)規(guī)則可知，其讀數(shù)為5.0N；（2）根據(jù)（1）問結(jié)合平衡條件可知，mg＝5.0N，電梯上行時，測力計示數(shù)為4.5N＜mg，故物體處于失重狀態(tài)，根據(jù)牛頓第二定律有mg－F＝ma，代入數(shù)據(jù)解得a＝1.0m/s2。23.（2024·全國甲卷23題）（10分）電阻型氧氣傳感器的阻值會隨所處環(huán)境中的氧氣含量發(fā)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(yīng)關(guān)系，這一過程稱為定標(biāo)。一同學(xué)用圖a所示電路對他制作的一個氧氣傳感器定標(biāo)。實(shí)驗器材有：裝在氣室內(nèi)的氧氣傳感器（工作電流1mA）、毫安表（內(nèi)阻可忽略）、電壓表、電源、滑動變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線若干、5個氣瓶（氧氣含量分別為1％、5％、10％、15％、20％）。完成下列實(shí)驗步驟并填空：（1）將圖a中的實(shí)驗器材間的連線補(bǔ)充完整，使其能對傳感器定標(biāo)；（2）連接好實(shí)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(guān)；（4）緩慢調(diào)整滑動變阻器的滑片位置，使毫安表的示數(shù)為1mA，記錄電壓表的示數(shù)U；（5）斷開開關(guān)，更換氣瓶，重復(fù)步驟（3）和（4）；（6）獲得的氧氣含量分別為1％、5％、10％和15％的數(shù)據(jù)已標(biāo)在圖b中；氧氣含量為20％時電壓表的示數(shù)如圖c，該示數(shù)為V（結(jié)果保留2位小數(shù)）?，F(xiàn)測量一瓶待測氧氣含量的氣體，將氣瓶接到氣體入口，調(diào)整滑動變阻器滑片位置使毫安表的示數(shù)為1mA，此時電壓表的示數(shù)為1.50V，則此瓶氣體的氧氣含量為％（結(jié)果保留整數(shù)）。答案：（1）見解析圖（3）a（6）1.4017解析：（1）連接實(shí)物圖如圖所示，注意連線不要有交叉，且電流從電表的正接線柱流入，從電表的負(fù)接線柱流出；（3）為了保護(hù)電路，閉合開關(guān)瞬間，電流表和電壓表的示數(shù)應(yīng)為0，所以閉合開關(guān)前應(yīng)將滑動變阻器的滑片滑至a端；（6）根據(jù)電壓表的讀數(shù)規(guī)則可知，電壓表的示數(shù)為1.40V，根據(jù)題圖b中的數(shù)據(jù)點(diǎn)擬合電壓表示數(shù)U與氧氣含量的曲線如圖所示，則可知當(dāng)電壓表的示數(shù)為1.50V時，氧氣含量為17％。24.（2024·全國甲卷24題）（12分）為搶救病人，一輛救護(hù)車緊急出發(fā)，鳴著笛沿水平直路從t＝0時由靜止開始做勻加速運(yùn)動，加速度大小a＝2m/s2，在t1＝10s時停止加速開始做勻速運(yùn)動，之后某時刻救護(hù)車停止鳴笛，t2＝41s時在救護(hù)車出發(fā)處的人聽到救護(hù)車發(fā)出的最后的鳴笛聲。已知聲速v0＝340m/s，求：（1）救護(hù)車勻速運(yùn)動時的速度大小；（2）在停止鳴笛時救護(hù)車距出發(fā)處的距離。答案：（1）20m/s（2）680m解析：（1）根據(jù)題意可知，救護(hù)車勻速運(yùn)動時的速度大小為v＝at1代入數(shù)據(jù)解得v＝20m/s。（2）設(shè)救護(hù)車在t＝t0時停止鳴笛，則由運(yùn)動學(xué)規(guī)律可知，此時救護(hù)車距出發(fā)處的距離為x＝12at12＋v（t0－又x＝v0（t2－t0）聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得x＝680m。25.（2024·全國甲卷25題）（20分）兩根平行長直光滑金屬導(dǎo)軌距離為l，固定在同一水平面（紙面）內(nèi)，導(dǎo)軌左端接有電容為C的電容器和阻值為R的電阻，開關(guān)S與電容器并聯(lián)；導(dǎo)軌上有一長度略大于l的金屬棒，如圖所示。導(dǎo)軌所處區(qū)域有方向垂直于紙面、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。開關(guān)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(yùn)動。金屬棒始終與兩導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)軌電阻和金屬棒電阻忽略不計。（1）在加速過程中，當(dāng)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(dá)到（1）中的速度時斷開開關(guān)S，改變外力使金屬棒保持此速度做勻速運(yùn)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。答案：（1）v02（2）Bl解析：（1）由法拉第電磁感應(yīng)定律可得金屬棒切割磁感線的運(yùn)動過程中，金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E＝Blv閉合開關(guān)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＝E由安培力公式可得金屬棒所受的安培力F安＝BIl聯(lián)立可得F安＝B當(dāng)金屬棒勻速運(yùn)動時，金屬棒受力平衡，可得外力大小為F＝F安m＝B所以外力做功的功率為P＝Fv＝B又電阻R的熱功率為PR＝I2R＝B則當(dāng)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＝v0（2）斷開開關(guān)S后，金屬棒勻速運(yùn)動，設(shè)回路中的電流為I'，則外力的大小為F'＝F安'＝BI'l則外力做功的功率為P'＝F'v1＝BI而電阻R的熱功率為PR'＝I'2R當(dāng)外力做功的功率等于電阻R熱功率的2倍，即P'＝2PR'時，有I1'＝Bl則此時電容器兩端的電壓為U＝Blv1－I1'R＝Bl電容器所帶電荷量為Q＝CU從斷開S到該時刻的過程，對金屬棒，根據(jù)動能定理可知，W＝W安＝P安t＝F安v1t＝Blv1其中I't＝Q－0聯(lián)立解得W＝B2（二）選考題：（此題型新高考已取消）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。33.（2024·全國甲卷33題）（飽和氣壓新高考不再要求，其他題可練習(xí)使用，試題綜合度較低）[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(nèi)外水面的高度差相同，燒杯d中試管內(nèi)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(biāo)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(nèi)氣體的壓強(qiáng)相等E.d中試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)比c中的大（2）（10分）如圖，一豎直放置的汽缸內(nèi)密封有一定量的氣體，一不計厚度的輕質(zhì)活塞可在汽缸內(nèi)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(nèi)氣體的壓強(qiáng)、溫度與活塞外大氣的壓強(qiáng)、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(dá)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。（?。┣笸饬υ黾拥?00N時，卡銷b對活塞支持力的大小；（ⅱ）再將汽缸內(nèi)氣體加熱使氣體溫度緩慢升高，求當(dāng)活塞剛好能離開卡銷b時氣體的溫度。答案：（1）ACD（2）ⅰ.100Nⅱ.3600解析：（1）飽和氣壓隨溫度的增加而增加，所以a中水的飽和氣壓最小，小于b中水的飽和氣壓，c、d中水的飽和氣壓相等，A、C正確，B錯誤；根據(jù)p氣＋ρ水gh內(nèi)＝p0＋ρ水gh外可得p氣＝p0＋ρ水g（h外－h(huán)內(nèi)），又a、b中試管內(nèi)外水面高度差相同，所以a、b中試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)相等，D正確；結(jié)合D項分析可知，d中試管內(nèi)氣體的壓強(qiáng)比c中的小，E錯誤。（2）ⅰ.活塞從卡銷a運(yùn)動到卡銷b的過程中，對密封氣體由玻意耳定律有p0V0＝p1V1其中V1＝1011V外力增加到200N時，對活塞，由平衡條件有p0S＋F＝p1S＋FN聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得卡銷b對活塞支持力的大小為FN＝100N。ⅱ.當(dāng)活塞剛好能離開卡銷b時，對活塞有p0S＋F＝p2S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p1T聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得活塞剛好能離開卡銷b時密封氣體的溫度為T2＝36001134.（2024·全國甲卷34題）（考查內(nèi)容與新教材新高考相符，但選擇項從5項變?yōu)?項，試題綜合度稍低）[物理—