【334412】2024年普通高等学校招生全国统一物理考试全国甲卷

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159025-卷8 2024年普通高等学校招生全国统一考试(全国甲卷) 《2025高考必刷卷 五年真题 物理（通用版）》

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

注意事项:

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2．请将答案正确填写在答题卡上

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。

1．氘核可通过一系列聚变反应释放能量,总的反应效果可用 → MeV表示,式中x、y的值分别为     （      ）

A.x=1,y=2     B.x=1,y=3

C.x=2,y=2     D.x=3,y=1

2．如图,一轻绳跨过光滑定滑轮,绳的一端系物块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a-m图像。重力加速度大小为g。在下列a-m图像中,可能正确的是     （      ）

A     B

C     D

3．2024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

4．如图，一光滑大圆环固定在竖直平面内，质量为 的小环套在大圆环上，小环从静止开始由大圆环顶端经 点自由下滑至其底部， 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 点最大B. 在 点最小

C. 先减小后增大D. 先增大后减小

5．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时该点的电势的代数和。电荷量分别为Q₁和Q₂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.Q₁<      B.Q₁>

C.Q₁<      D.Q₁>

6．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R₀和R₁、开关S。S处于闭合状态,在原线圈电压U₀不变的情况下,为提高R₁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

7．蹦床运动中,体重为60 kg的运动员在t=0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10 m/s²。下列说法正确的是     （      ）

A.t=0.15 s时,运动员的重力势能最大

B.t=0.30 s时,运动员的速度大小为10 m/s

C.t=1.00 s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4 600 N

8．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t=0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

三、非选择题:共62分。第22~25题为必考题,每个试题考生都必须作答。第33~34题为选考题,考生根据要求作答。

9．(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,测力计下端挂一物体。已知当地重力加速度大小为9.8 m/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4.5 N,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　　　　m/s²(结果保留1位小数)。 

10．(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1 mA)、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1%、5%、10%、15%、20%)。

图(a)

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1 mA,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1%、5%、10%和15%的数据已标在图(b)中;氧气含量为20%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1 mA,此时电压表的示数为1.50 V,则此瓶气体的氧气含量为　　　　%(结果保留整数)。 

图(b)

图(c)

11．(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=2 m/s²,在t₁=10 s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=41 s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=340 m/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。

12．(20分)两根平行长直光滑金属导轨距离为l,固定在同一水平面(纸面)内,导轨左端接有电容为C的电容器和阻值为R的电阻。开关S与电容器并联;导轨上有一长度略大于l的金属棒,如图所示。导轨所处区域有方向垂直于纸面、磁感应强度大小为B的匀强磁场。开关S闭合,金属棒在恒定的外力作用下由静止开始加速,最后将做速率为v₀的匀速直线运动。金属棒始终与两导轨垂直且接触良好,导轨电阻和金属棒电阻忽略不计。

(1)在加速过程中,当外力做功的功率等于电阻R热功率的2倍时,金属棒的速度大小是多少?

(2)如果金属棒达到(1)中的速度时断开开关S,改变外力使金属棒保持此速度做匀速运动。之后某时刻,外力做功的功率等于电阻R热功率的2倍,求此时电容器两极间的电压及从断开S开始到此刻外力做的功。

13．(15分)

(1)(5分)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t_a、t_b、t_c、t_d,且t_a<t_b<t_c=t_d。水的密度随温度的变化忽略不计。下列说法正确的是　　　　。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分) 

A.a中水的饱和汽压最小

B.a、b中水的饱和汽压相等

C.c、d中水的饱和汽压相等

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

(2)(10分)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1.0×10^-2 m²。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1.0×10⁵ Pa和300 K。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200 N并保持不变。

(i)求外力增加到200 N时,卡销b对活塞支持力的大小;

(ii)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。

14．(15分)

(1)(5分)一列简谐横波沿x轴传播,周期为2 s,t=0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　　　　。(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分。每选错1个扣3分,最低得分为0分) 

A.该波的波速为1.0 m/s

B.该波沿x轴正方向传播

C.t=0.25 s时质点a和质点c的运动方向相反

D.t=0.5 s时介质中质点a向y轴负方向运动

E.t=1.5 s时介质中质点b的速率达到最大值

(2)(10分)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。

参考答案

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。

1. C

由质量数和电荷数守恒有2×2+y=6,2×4+x+y=12,解得x=2,y=2,C正确。

2. D

设物块P的质量为M,对P与轻盘和砝码组成的整体,由牛顿第二定律得mg-μMg=(M+m)a,解得 ,可知a与m不是一次函数关系,A、C错误;当a=0时,m=μM,D正确,B错误。

3. D

在环月飞行时,样品所受合力为万有引力,不为零,A错误；若将样品放置在月球正面,由牛顿第三定律可知,它对月球表面的压力等于其所受重力,B错误；由万有引力定律知,样品在不同过程中到月心的距离不同,故受到的万有引力不同,但是质量不变,C错误；样品放置在天体表面时对天体的压力等于其所受重力,由题意知,月球表面自由落体加速度小于地球表面自由落体加速度,则由牛顿第三定律可知,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,D正确.

4. C

设大圆环半径为 ,小环所在位置与圆心的连线和竖直方向夹角为 ,大圆环对小环的作用力刚好为零时,受力分析如图所示,由牛顿第二定律得 ,根据动能定理得 ,联立解得 ,故小环运动到 点时对大圆环的作用力不是最小,B错误；设大圆环对小环的作用力为 ,大圆环对小环的作用力刚好为零时小环处于A点,到达A点前,由牛顿第二定律得 ,根据动能定理得 ,联立解得 , 增大, 减小,从A点到 点,由牛顿第二定律有 ,根据动能定理有 ,联立解得 , 增大, 增大,从 到最低点的过程中,由牛顿第二定律有 ,根据动能定理有 ,联立解得 , 减小, 增大,根据牛顿第三定律可知, 点不是小环对大圆环作用力最大的点,小环自顶端下滑至底部过程中对大圆环的作用力先减小后增大,C正确,A、D错误.

5. B

Q₁附近的电势为正,则Q₁>0,设图中方格边长为为a,由题图可知,电势为零的等势线最右侧与Q₁之间的距离为6a,与Q₂之间的距离为3a,则 ,解得 正确。

6. AC

保持T不动,变压器的输出电压不变,并联电路两端电压不变,滑动变阻器R的滑片向f端滑动时,接入电路的电阻减小,由串联电路分压原理可知R₁两端的电压增大,R₁的热功率增大,A正确;T向b端移动时,变压器副线圈接入电路的匝数减少,变压器的输出电压减小,各电阻两端的电压减小,R₁的热功率减小,B错误;T向a端移动时,变压器的输出电压增大,并联电路两端电压增大,滑动变阻器R的滑片向f端滑动,滑动变阻器接入电路的电阻减小,则R₁两端的电压增大,R₁的热功率增大,C正确;T向b端移动时,变压器副线圈接入电路的匝数减少,变压器的输出电压减小,滑动变阻器R的滑片向e端滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,则R₁两端的电压减小,R₁的热功率减小,D错误。

7. BD

根据牛顿第三定律可知,t=0.15 s时蹦床对运动员的作用力最大,运动员在最低点,重力势能最小,A错误;由题图可知,t=0.30 s时运动员离开蹦床做竖直上抛运动,t=2.30 s时落回蹦床,竖直上抛运动总时间为2 s,则上升时间为1 s,在t'=0.30 s+1 s=1.30 s时,运动员运动到最大高度处,由v₀=gt可得运动员竖直上抛的初速度大小为10 m/s,B正确、C错误;取竖直向上为正方向,运动员每次与蹦床接触到离开蹦床过程,由动量定理得( -mg)Δt=mv₀-(-mv₀),运动员与蹦床作用时间Δt=0.30 s,解得 600 N,D正确。