2024年高考物理試卷（全國甲卷）（解析卷）

2024年普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試

物理

注意事項：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準考證號填寫在答題卡上，并將自己的姓名、準考證

號、座位號填寫在本試卷上。

2.回答選擇題時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標號涂黑；如需

改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號。涂寫在本試卷上無效。

3.作答非選擇題時，將答案書寫在答題卡上，書寫在本試卷上無效。

4.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。

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。

62H?24He+x1n+y1p+43.15MeV

1.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1201表示，

式中x、y的值分別為（）

A.x=1，y=2B.x=1，y=3C.x=2，y=2D.x=3，y=1

【答案】C

【解析】

【詳解】根據(jù)反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得

6′2=2′4+x+y

6=2′2+y

解得

x=2，y=2

故選C。

2.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（）

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A.B.C.D.

【答案】D

【解析】

【詳解】設(shè)P的質(zhì)量為M，P與桌面的動摩擦力為f；以P為對象，根據(jù)牛頓第二定律可得

T-f=Ma

以盤和砝碼為對象，根據(jù)牛頓第二定律可得

mg-T=ma

聯(lián)立可得

f

g-

mg-f

a==m×m

M+mM+m

可知當砝碼的重力大于f時，才有一定的加速度，當m趨于無窮大時，加速度趨近等于g。

故選D。

3.2024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

1

落體加速度的。下列說法正確的是（）

6

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

【答案】D

【解析】

【詳解】A．在環(huán)月飛行時，樣品所受合力提供所需的向心力，不為零，故A錯誤；

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BD．若將樣品放置在月球正面，它對月球表面壓力大小等于它在月球表面的重力大小；由于月球表面自由

1

落體加速度約為地球表面自由落體加速度的，則樣品在地球表面的重力大于在月球表面的重力，所以樣

6

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，故B錯誤，D正確；

C．樣品在不同過程中受到的引力不同，但樣品的質(zhì)量相同，故C錯誤。

故選D。

4.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點自由下滑至其底部，Q為豎直線與大圓環(huán)的切點。則小環(huán)下滑過程中對大圓環(huán)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

【答案】C

【解析】

【詳解】方法一（分析法）：設(shè)大圓環(huán)半徑為R，小環(huán)在大圓環(huán)上某處（P點）與圓環(huán)的作用力恰好為

零，如圖所示

設(shè)圖中夾角為q，從大圓環(huán)頂端到P點過程，根據(jù)機械能守恒定律

1

mgR(1-cosq)=mv2

2

在P點，根據(jù)牛頓第二定律

v2

mgcosq=m

R

聯(lián)立解得

2

cosq=

3

從大圓環(huán)頂端到P點過程，小環(huán)速度較小，小環(huán)重力沿著大圓環(huán)圓心方向的分力大于小環(huán)所需的向心力，

所以大圓環(huán)對小環(huán)的彈力背離圓心，不斷減小，從P點到最低點過程，小環(huán)速度變大，小環(huán)重力和大圓環(huán)

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對小環(huán)的彈力合力提供向心力，所以大圓環(huán)對小環(huán)的彈力逐漸變大，根據(jù)牛頓第三定律可知小環(huán)下滑過程

中對大圓環(huán)的作用力大小先減小后增大。

方法二（數(shù)學法）：設(shè)大圓環(huán)半徑為R，小環(huán)在大圓環(huán)上某處時，設(shè)該處與圓心的連線與豎直向上的夾角

為q(0￡q￡p)，根據(jù)機械能守恒定律

1

mgR(1-cosq)=mv2(0￡q￡p)

2

在該處根據(jù)牛頓第二定律

v2

F+mgcosq=m(0￡q￡p)

R

聯(lián)立可得

F=2mg-3mgcosq

則大圓環(huán)對小環(huán)作用力的大小

F=2mg-3mgcosq

2

根據(jù)數(shù)學知識可知F的大小在cosq=時最小，結(jié)合牛頓第三定律可知小環(huán)下滑過程中對大圓環(huán)的作用

3

力大小先減小后增大。

故選C。

5.在電荷量為Q的點電荷產(chǎn)生的電場中，將無限遠處的電勢規(guī)定為零時，距離該點電荷r處的電勢為

Q

k，其中k為靜電力常量，多個點電荷產(chǎn)生的電場中某點的電勢，等于每個點電荷單獨存在的該點的電

r

勢的代數(shù)和。電荷量分別為Q1和Q2的兩個點電荷產(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（）

Q1Q1Q1Q1

A.Q1<0，=-2B.Q1>0，=-2C.Q1<0，=-3D.Q1>0，=-3

Q2Q2Q2Q2

【答案】B

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【解析】

【詳解】根據(jù)兩點電荷周圍的電勢分布可知Q1帶正電，Q2帶負電；由圖中電勢為0的等勢線可知

QQ

k1+k2=0

r1r2

由圖中距離關(guān)系可知

r6

1=

r23

聯(lián)立解得

Q

1=-2

Q2

故選B。

6.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

【答案】AC

【解析】

【詳解】A．保持T不動，根據(jù)理想變壓器的性質(zhì)可知副線圈中電壓不變，當滑動變阻器R的滑片向f端滑

2

動時，R與R1串聯(lián)后的總電阻減小，電流增大，根據(jù)P=IR1可知此時熱功率增大，故A正確；

B．將T向b端移動，副線圈匝數(shù)變小，故副線圈兩端電壓變小，滑動變阻器R的滑片位置不變時，通過R1

的電流減小，故熱功率減小，故B錯誤；

C．將T向a端移動，副線圈匝數(shù)增加，故副線圈兩端電壓變大，滑動變阻器R的滑片向f端滑動，R與R1

串聯(lián)后的總電阻減小，電流增大，此時熱功率增大，故C正確；

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D．將T向b端移動，副線圈匝數(shù)減少，故副線圈兩端電壓變小，滑動變阻器R的滑片向e端滑動，R與R1

串聯(lián)后的總電阻增大，電流減小，此時熱功率減小，故D錯誤。

故選AC。

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(guān)系如

圖所示。假設(shè)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/s

C.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4600N

【答案】BD

【解析】

【詳解】A．根據(jù)牛頓第三定律結(jié)合題圖可知t=0.15s時，蹦床對運動員的彈力最大，蹦床的形變量最

大，此時運動員處于最低點，運動員的重力勢能最小，故A錯誤；

BC．根據(jù)題圖可知運動員從t=0.30s離開蹦床到t=2.3s再次落到蹦床上經(jīng)歷的時間為2s，根據(jù)豎直上

拋運動的對稱性可知，運動員上升時間為1s，則在t=1.3s時，運動員恰好運動到最大高度處，t=0.30s

時運動員的速度大小

v=10′1m/s=10m/s

故B正確，C錯誤；

D．同理可知運動員落到蹦床時的速度大小為10m/s，以豎直向上為正方向，根據(jù)動量定理

F×Dt-mg×Dt=mv-(-mv)

其中

Dt=0.3s

代入數(shù)據(jù)可得

F=4600N

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根據(jù)牛頓第三定律可知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4600N，故D正

確。

故選BD。

8.如圖，一絕緣細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(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（）

A.B.

C.D.

【答案】AC

【解析】

【詳解】設(shè)線圈的上邊進入磁場時的速度為v，設(shè)線圈的質(zhì)量M，物塊的質(zhì)量m，圖中線圈進入磁場時線

圈的加速度向下，則對線圈由牛頓第二定律可知

Mg+F安-T=Ma

對滑塊

T-mg=ma

其中

B2L2v

F=

安R

即

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B2L2v

+(M-m)g=(M+m)a

R

線圈向上做減速運動，隨速度的減小，向下的加速度減小；當加速度為零時，即線圈勻速運動的速度為

(M-m)gR

v=

0B2L2

A．若線圈進入磁場時的速度較小，則線圈進入磁場時做加速度減小的減速運動，線圈的速度和加速度都

趨近于零，則圖像A可能正確；

B．因t=0時刻線圈就進入磁場，則進入磁場時線圈向上不可能做勻減速運動，則圖像B不可能；

CD．若線圈的質(zhì)量等于物塊的質(zhì)量，且當線圈進入磁場時，且速度大于v0，線圈進入磁場做加速度減小

的減速運動，完全進入磁場后線圈做勻速運動；當線圈出離磁場時，受向下的安培力又做加速度減小的減

速運動，最終出離磁場時做勻速運動，則圖像C有可能，D不可能。

故選AC。

二、非選擇題：

9.學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?shù)刂亓?/p>

速度大小為9.8m/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）①.失重②.1.0

【解析】

【小問1詳解】

由圖可知彈簧測力計的分度值為0.5N，則讀數(shù)為5.0N。

【小問2詳解】

[1]電梯上行時，一段時間內(nèi)測力計的示數(shù)為4.5N，小于物體的重力可知此段時間內(nèi)物體處于失重狀態(tài)；

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[2]根據(jù)

G=mg=5.0N

根據(jù)牛頓第二定律

mg-T=ma

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得電梯加速度大小

a?1.0m/s2

10.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。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(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)、導線若

干、5個氣瓶（氧氣含量分別為1%、5%、10%、15%、20%）。

（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(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)）。

現(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)）。

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【答案】①.②.a③.1.40④.17

【解析】

【詳解】（1）[1]為了保持流過傳感器的電流恒定，電阻型氧氣傳感器兩端的電壓調(diào)節(jié)范圍較大，所以滑動

變阻器采用分壓式接法，由于毫安表內(nèi)阻可忽略，所以電流表采用內(nèi)接法，實物連接圖如圖所示

（3）[2]為了保護電路，閉合開關(guān)前，需要電阻型氧氣傳感器兩端的電壓為零，故滑動變阻器的滑片滑到a

端口；

（6）[3]由圖可知，電壓表的分度值為0.1V，需要估讀到分度值下一位，其讀數(shù)為1.40V；

[4]當瓶氣體的氧氣含量為20%時，電壓為1.40V，在圖（b）中描出該點，用平滑的曲線將各點連接起來，

如圖所示

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可知電壓表的示數(shù)為1.50V時，此瓶氣體的氧氣含量為17%。

11.為搶救病人，一輛救護車緊急出發(fā)，鳴著笛沿水平直路從t=0時由靜止開始做勻加速運動，加速度大

2

小a=2m/s，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(fā)處的人聽到救護車發(fā)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??；

（2）在停止鳴笛時救護車距出發(fā)處的距離。

【答案】（1）20m/s；（2）680m

【解析】

【詳解】（1）根據(jù)勻變速運動速度公式

v=at1

可得救護車勻速運動時的速度大小

v=2′10m/s=20m/s

（2）救護車加速運動過程中的位移

1

x=at2=100m

121

設(shè)在t3時刻停止鳴笛，根據(jù)題意可得

(t3-t1)20+100

+t3=t2

v0

停止鳴笛時救護車距出發(fā)處的距離

x=x1+(t3-t1)′v

代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得

x=680m

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12.如圖，金屬導軌平行且水平放置，導軌間距為L，導軌光滑無摩擦。定值電阻大小為R，其余電阻忽

略不計，電容大小為C。在運動過程中，金屬棒始終與導軌保持垂直。整個裝置處于豎直方向且磁感應(yīng)強

度為B的勻強磁場中。

(1)開關(guān)S閉合時，對金屬棒施加以水平向右的恒力，金屬棒能達到的最大速度為v0。當外力功率為定值電

阻功率的兩倍時，求金屬棒速度v的大小。

(2)當金屬棒速度為v時，斷開開關(guān)S，改變水平外力并使金屬棒勻速運動。當外力功率為定值電阻功率

的兩倍時，求電容器兩端的電壓以及從開關(guān)斷開到此刻外力所做的功。

vBLvCB2L2v2

【答案】（1）v=0；（2）U=0，W=0

248

【解析】

【詳解】（1）開關(guān)S閉合后，當外力與安培力相等時，金屬棒的速度最大，則

F=F安=BIL

由閉合電路歐姆定律

E

I=

R

金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為

E=BLv0

聯(lián)立可得，恒定的外力為

B2L2v

F=0

R

在加速階段，外力的功率為

B2L2v

P=Fv=0v

FR

定值電阻的功率為

B2L2v2

P=I2R=

RR

若PF=2PR時，即

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B2L2vB2L2v2

0v=2

RR

化簡可得金屬棒速度v的大小為

v

v=0

2

（2）斷開開關(guān)S，電容器充電，則電容器與定值電阻串聯(lián)，則有

q

E=BLv=IR+

C

當金屬棒勻速運動時，電容器不斷充電，電荷量q不斷增大，電路中電流不斷減小，則金屬棒所受安培力

F安=BIL不斷減小，而拉力的功率

PF=F'v=BILv

定值電阻功率

2

PR=IR

當PF=2PR時有

BILv=2I2R

可得

BLv

IR=

2

根據(jù)

q

E=BLv=IR+

C

可得此時電容器兩端電壓為

qBLv1

U===BLv

CC240

從開關(guān)斷開到此刻外力所做的功為

W=SBIL(v×Dt)=BLvSI×Dt=BLvq

其中

CBLv

q=

2

聯(lián)立可得

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CB2L2v2

W=0

8

（二）選考題：共45分。請考生從給出的2道物理題、2道化學題、2道生物題中每科任選

一題作答，并用2B鉛筆在答題卡上把所選題目題號后的方框涂黑。注意所做題目的題號必

須與所涂題目的題號一致，并且在解答過程中寫清每問的小題號，在答題卡指定位置答題。

如果多做則每學科按所做的第一題計分。

[物理——選修3-3]（15分）

13.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（）

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)氣體的壓強相等

E.d中試管內(nèi)氣體的壓強比c中的大

【答案】ACD

【解析】

【詳解】A．同一物質(zhì)的飽和氣壓與溫度有關(guān)，溫度越大，飽和氣壓越大，a中水的溫度最低，則a中水

的飽和氣壓最小，故A正確；

B．同理，a中水的溫度小于b中水的溫度，則a中水的飽和氣壓小于b中水的飽和氣壓，故B錯誤；

C．c中水的溫度等于d中水的溫度，則c、d中水的飽和氣壓相等，故C正確；

D．設(shè)大氣壓強為p0，試管內(nèi)外水面的高度差為Dh，則a、b中試管內(nèi)氣體的壓強均為

p=p0+r水gDh

故D正確；

E．d中試管內(nèi)氣體的壓強為

第14頁/共18頁

pd=p0-r水gDh

c中試管內(nèi)氣體的壓強為

pc=p0+r水gDh

可知

pd<pc

故E錯誤。

故選ACD。

14.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、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。

（1）求外力增加到200N時，卡銷b對活塞支持力的大小；

（2）再將汽缸內(nèi)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。

【答案】（1）100N；（2）327K

【解析】

【詳解】（1）活塞從位置a到b過程中，氣體做等溫變化，初態(tài)

5

p1=1.0′10Pa、V1=S×11ab

末態(tài)

p2=?、V2=S×10ab

根據(jù)

p1V1=p2V2

解得

第15頁/共18頁

5

p2=1.1′10Pa

此時對活塞根據(jù)平衡條件

F+p1S=p2S+N

解得卡銷b對活塞支持力的大小

N=100N

（2）將汽缸內(nèi)氣體加熱使氣體溫度緩慢升高，當活塞剛好能離開卡銷b時，氣體做等容變化，初態(tài)

5

p2=1.1′10Pa，T2=300K

末態(tài)，對活塞根據(jù)平衡條件

p3S=F+p1S

解得

5

p3=1.2′10Pa

設(shè)此時溫度為T3，根據(jù)

pp

2=3

T2T3

解得

T3?327K

[物理——選修3-4]（15分）

15.一列簡諧橫波沿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(zhì)中質(zhì)點b向y軸負方

向運動，下列說法正確的是（）

A.該波的波速為1.0m/s

B.該波沿x軸正方向傳播

C.t=0.25s時質(zhì)點a和質(zhì)點c的運動方向相反

D.t=0.5s時介質(zhì)中質(zhì)點