2024年高考北京物理(解析版)

絕密★啟封并運(yùn)用完畢前

2024年一般高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試

理科綜合實(shí)力測(cè)試（北京卷）

一、選擇題

1.在核反應(yīng)方程&1€+1爾-＞丫0+乂中.x表示的是

A.質(zhì)子B.中子C.電子D.a粒子

【答案】A

【解析】設(shè)X為：（X,依據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒：4+14=17+Z,則：Z=1

電荷數(shù)守恒：2+7=8+/1,則力=1,即X為：；11為質(zhì)子，故選項(xiàng)A正確，BCD錯(cuò)誤。

點(diǎn)睛：本題考查了核反應(yīng)方程式，要依據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得出X的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，從而確定X

的種類。

2.關(guān)于分子動(dòng)理論，下列說法正詢的是

A.氣體擴(kuò)散的快慢與溫度無關(guān)

B.布朗運(yùn)動(dòng)是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)

C.分子間同時(shí)存在著引力和斥力

D.分子間的引力總是隨分子間距增大而增大

【答案】C

【解析】A、擴(kuò)散的快慢與溫度有關(guān)，溫度越高，擴(kuò)散越快，故A錯(cuò)誤；

B、布朗運(yùn)動(dòng)為懸浮在液體中固體小顆粒的運(yùn)動(dòng)，不是液體分子的熱運(yùn)動(dòng)，固體小顆粒運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性，是

液體分子運(yùn)動(dòng)的無規(guī)則性的間接反映，故B錯(cuò)誤；

C、分子間斥力與引力是同時(shí)存在，而分子力是斥力與引力的合力，分子間的引力和斥力都是隨分子間距增

大而減?。划?dāng)分子間距小于平衡位置時(shí)，表現(xiàn)為斥力，即引力小于斥力，而分子間距大于平衡位置時(shí)，分

子表現(xiàn)為引力，即斥力小于引力，但總是同時(shí)存在的，故C正確，D錯(cuò)誤。

點(diǎn)睛：本題考查了布朗運(yùn)動(dòng)、擴(kuò)散以及分子間的作用力的問題；留意布朗運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散都說明白分子在做永

不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，都與溫度有關(guān)；分子間的斥力和引力總是同時(shí)存在的。

3.用雙縫干涉試驗(yàn)裝置得到白光的干涉條紋，在光源與單縫之間加上紅色濾光片后

A.T涉條紋消逝

B.彩色條紋中的紅色條紋消逝

C.中心條紋變成暗條紋

D.中心條紋變成紅色

【答案】D

【解析】當(dāng)用白光做干涉實(shí)驗(yàn)時(shí)，頻率相同的色光，相互會(huì)加干涉，在光屏上形成彩色條紋，中央形成白

色的亮條紋，當(dāng)在光源與單縫之間加上紅色濾光片后，只有紅光能通過單縫，然后通過雙縫后相互彘加下

涉，在光屏上形成紅色干涉條紋，光屏中央為加強(qiáng)點(diǎn)，所以中央條紋變成紅色亮條紋，故選項(xiàng)D正確，ABC

錯(cuò)誤；

點(diǎn)睛：本題考查了光的干涉現(xiàn)象，留意只有頻率相同、振動(dòng)相同的兩列波才能形成穩(wěn)定的干涉圖像，同時(shí)

要駕馭哪些點(diǎn)是振動(dòng)加強(qiáng)點(diǎn)，哪些點(diǎn)是振動(dòng)減弱點(diǎn)。

4.如圖所示，一列簡諧橫波向右傳播，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)平衡位置相距0.15m。當(dāng)P運(yùn)動(dòng)到上方最大位移處時(shí)，

。剛好運(yùn)動(dòng)到下方最大位移處，則這列波的波長可能是

A.0.60m

B.0.30m

C.0.20m

D.0.15m

【答案】B

【解析】可以畫出PQ之間的最簡潔的波形，如圖所示:

=卜+務(wù)5~0,12“)

同時(shí)由于PQ可以含有多個(gè)完整的波形，則:

X=/沁=0,1,2...)

整理可以得到：2區(qū)+八

當(dāng)八=0時(shí)，X=0.3TH

當(dāng)八=1時(shí)，A=0,1m,故選項(xiàng)B正確，ACD錯(cuò)誤。

點(diǎn)睛：解決機(jī)械波的題Fl關(guān)鍵在于理解波的周期性，即時(shí)間的周期性或空間的周期性，得到波長的通項(xiàng),

再求解處波長的特別值。

5.若想檢驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力”與“使蘋果落地的力''遵循同樣的規(guī)律，在已知月地距離約為地球半徑

60倍的狀況下，須要驗(yàn)證

A.地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的1/602

B.月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋果落向地面加速度的1/602

C.自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的1/6

D.蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的1/60

【答案】B

【解析】A、設(shè)月球質(zhì)量為M月,地球質(zhì)量為M,蘋果質(zhì)量為m

GMM3

則月球受到的萬有引力為：/6=通京

蘋果受到的萬有引力為：尸=等

由千月球質(zhì)量和蘋果質(zhì)量之間的關(guān)系未知，故二者之間萬有引力的關(guān)系無法確定，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

GMM口一如

B、根據(jù)牛頓第二定律：礪祗=M"竽=ma

整理可以得到：。月=奈許故選項(xiàng)B正確；

C、在月球表面處：GW"=m'g號(hào)，由于月球本身的半徑大小未知，故無法求出月球表面和地面表面重

力加速度的關(guān)系，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

M-m

D、蘋果在月球表面受到引力為：/=G-L,由于月球本身的半徑大小未知，故無法求出蘋果在月球

表面受到的引力與地球表面引力之間的關(guān)系，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

點(diǎn)睛：本題考查萬有引力相關(guān)學(xué)問，駕馭萬有引力公式，知道引力與距離的二次方成反比，即可求解"

6.某空間存在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)。一個(gè)帶電粒子（不計(jì)重力）以肯定初速度射入該空間后，做勻速直線運(yùn)動(dòng)；

若僅撤除電場(chǎng)，則該粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列因素與完成上述兩類運(yùn)動(dòng)無關(guān)的是

A.磁場(chǎng)和電場(chǎng)的方向

B.磁場(chǎng)和電場(chǎng)的強(qiáng)弱

C.粒子的電性和電量

D.粒子入射時(shí)的速度

【答案】C

E

【解析】由題可知，當(dāng)帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)內(nèi)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即=則“一瓦若僅撤除電場(chǎng)，粒子

僅在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，說明要滿意題意須要對(duì)磁場(chǎng)與甩場(chǎng)的方向以及強(qiáng)弱程度都要有要求,

例如：電場(chǎng)方向向下，磁場(chǎng)方向垂直紙面對(duì)里等，但是對(duì)電性和電量無要求，故選項(xiàng)C正確，ABD錯(cuò)誤。

點(diǎn)睛：本題考查了帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，事實(shí)上是考查了速度選擇器的相關(guān)學(xué)問，留意當(dāng)粒子的速

度與磁場(chǎng)不平行時(shí)，才會(huì)受到洛倫茲力的作用，所以對(duì)電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向有要求的。

7.探討與平行板電容器電容有關(guān)因素的試驗(yàn)裝置如圖所示，下列說法正確的是

A.試驗(yàn)前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電

B.試驗(yàn)中，只將電容器b板向上平移，靜電計(jì)指針的張角變小

C.試驗(yàn)中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計(jì)指針的張角變大

D.試驗(yàn)中，只增加極板帶電量，靜電計(jì)指針的張角變大，表明電容增大

【答案】A

【解析】A、當(dāng)用帶電玻璃棒與電容器。板接觸，由于靜電感應(yīng)，從而在〃板感應(yīng)出等量的異種電荷，從而

使電容器帶電，故選項(xiàng)A正確：

.?c=?

B、依據(jù)電容器的確定式：4rrkd,將電容器。板向上平移，即正對(duì)面積S減小，則電容C減小，依據(jù)〃

可知，電量。不變，則電壓U增大，則靜電計(jì)指針的張角變大，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

ES

C=----

C、依據(jù)電容器的確定式：4成4只在極板間插入有機(jī)玻璃板，則介電系數(shù)￡增大，則電容C增大，依

C=Q

據(jù)U可知，電量。不變，則電壓U減小，則靜電計(jì)指針的張角減小，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

C=Q

D、依據(jù)U可知，電量。增大，則電壓U也會(huì)增大，則電容。小變，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

點(diǎn)睛：本題是電容器動(dòng)態(tài)變更分析問題，關(guān)鍵抓住兩點(diǎn)：一是電容器的電量不變；二是電容與哪些因素有

什么關(guān)系。

8.依據(jù)中學(xué)所學(xué)學(xué)問可知，做自由落體運(yùn)動(dòng)的小球，將落在正二方位置。但事實(shí)上，赤道上方200m處無

初速下落的小球?qū)⒙湓谡路轿恢闷珫|約6cm處，這一現(xiàn)象可說明為，除重力外，由「地球自轉(zhuǎn)，下落過

程小球還受到一個(gè)水平向東的“力”，該“力”與豎直方向的速度大小成正比，現(xiàn)將小球從赤道地面豎直上拋,

考慮對(duì)稱性，上升過程該"力''水平向西，則小球

A.到最高點(diǎn)時(shí)，水平方向的加速度和速度均為零

B.到最高點(diǎn)時(shí)，水平方向的加速度和速度均不為零

C.落地點(diǎn)在拋出點(diǎn)東側(cè)

D.落地點(diǎn)在拋出點(diǎn)西側(cè)

【答案】D

【解析】AB、上升過程水平方向河西加速，在最高點(diǎn)豎直方向上速度為零，水平方向上有向西的水平速度,

且有豎直向下的加速度，故AB錯(cuò)；

CD、下降過程向西減速，依據(jù)對(duì)稱性落至地面時(shí)水平速度為0,整個(gè)過程都在向西運(yùn)動(dòng)，所以落點(diǎn)在拋出

點(diǎn)的西側(cè)，故C錯(cuò)，D正確；

故選D

點(diǎn)睛：本題的運(yùn)動(dòng)可以分解為豎直方向上的勻變速和水平方向上的變加速運(yùn)動(dòng)，利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解來

求解。

二、非選擇題

9.用圖1所示的試驗(yàn)裝置探討小車速度隨時(shí)間變更的規(guī)律。

主要試驗(yàn)步驟如下：

a.安裝好試驗(yàn)器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長木板運(yùn)動(dòng)，重復(fù)幾次。

b.選出一條點(diǎn)跡清楚的紙帶，找一個(gè)合適的點(diǎn)當(dāng)作計(jì)時(shí)起點(diǎn)。1=0),然后每隔相同的時(shí)間間隔丁選取一

個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，如圖2中A、B、C、。、E、F……所示。

CyO??.4?R?C?D￡?F>

圖2

C.通過測(cè)量、計(jì)算可以得到在打A、8、C、。、E……點(diǎn)時(shí)小車的速度，分別記作VI、V2>V3、%、V5

d.以速度v為縱軸、時(shí)間/為橫軸建立直角坐標(biāo)系，在坐標(biāo)紙上描點(diǎn)，如圖3所示。

圖3

結(jié)合上述試驗(yàn)步驟，請(qǐng)你完成下列任務(wù):

（1）在下列儀器和器材中，還須要運(yùn)用的有和（填選項(xiàng)前的字母）。

A.電壓合適的50Hz溝通電源

B.電壓可調(diào)的直流電源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平（含祛碼）

（2）在圖3中已標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)A、8、。、七對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)谠搱D中標(biāo)出計(jì)數(shù)點(diǎn)。對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)，并畫出

V-t箋像o

（3）視察圖像，可以推斷小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，其依據(jù)是。I，“圖像斜率的物理意義是

⑷描繪修圖像前，還不知道小車是否做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。用平均速度及表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，從

理論上講，對(duì)△，的要求是:選填“越小越好”或“與大小無關(guān)”）：從試驗(yàn)的角度看，選取的△上?大小與速

度測(cè)量的誤差_____（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。

(5)早在16世紀(jì)末，伽利略就猜想落體運(yùn)動(dòng)的速度應(yīng)當(dāng)是勻稱變更的。當(dāng)時(shí)只能靠滴水計(jì)時(shí)，為此他設(shè)

計(jì)了如圖4所示的“斜面試驗(yàn)”，反復(fù)做了上百次，驗(yàn)證了他的猜想。請(qǐng)你結(jié)合勻變速直線運(yùn)動(dòng)的學(xué)問，分析

說明如何利用伽利略“斜面試驗(yàn)”檢驗(yàn)小球的速度是隨時(shí)間勻稱變更的o

r2rv，(4).小車的速度隨時(shí)間勻稱變更(5).加速度(6),越小

越好(7).有關(guān)(8).假如小球的初速度為0,其速度那么它通過的位移尸。因此，只要測(cè)量

小球通過不同位移所用的時(shí)間，就可以檢驗(yàn)小球的速度是否隨時(shí)間勻稱變更。

【解析】(I)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器需用溝通電源；為了計(jì)算速度須要利用刻度尺測(cè)量長度。故須要的儀器選AC

(2)利用所給點(diǎn)跡描點(diǎn)連線，得圖像

其中C點(diǎn)的橫坐標(biāo)為37,縱坐標(biāo)為％

(3)結(jié)合圖像可以看出小球速度隨時(shí)間勻稱變更，所以小球做勻加速運(yùn)動(dòng)，圖像的斜率代表了運(yùn)動(dòng)時(shí)的加

速度.

Ax

（4）At越小，則Kl越接近計(jì)數(shù)點(diǎn)的瞬時(shí)速度，所以△￡越小越好，計(jì)算速度須要用到原的測(cè)量值，所以心

大小與速度測(cè)量的誤差有關(guān)。

（5）如果小球的初速度為0,其速度那么它通過的位移因此，只要測(cè)量小球通過不同位移

所用的時(shí)間，就可以檢蛤小球的速度是否隨時(shí)間均勻變化。（要檢蛉小球的速度是隨時(shí)間均勻變化的，可以

檢蛉小球運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的平方成正比，利用滴水可以得到小球的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，并測(cè)出小球在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)的

位移，則可以蛤證。）

點(diǎn)睛：本題考查了速度與與時(shí)間得關(guān)系，速度沒有方法干脆測(cè)量，所以要利用物理關(guān)系轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)換成我們

能夠測(cè)量的量，然后在來驗(yàn)證速度與時(shí)間得關(guān)系。

10.2024年將在我國舉辦其次十四屆冬奧會(huì)，跳臺(tái)滑雪是其中最具欣賞性的項(xiàng)目之一。某滑道示意圖如下,

長直助滑道43與彎曲滑道3c平滑連接，滑道友'高/『10m,。是半徑R=20m圓弧的最低點(diǎn)，質(zhì)量〃-60

kg的運(yùn)動(dòng)員從A處由靜止起先勻加速下滑，加速度a=4.5m/s2,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度i?=30m/s。取重力加速度

^=10rn/s2o

（1）求長直助滑道A8的長度小

（2）求運(yùn)動(dòng)員在AB段所受合外力的沖量的/大小;

（3）若不計(jì)段的阻力，畫出運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的受力圖，并求其所受支持力Ev的大小。

【答案】(1)l0°m(2)18°°N.s(3)3900N

【解析】（I）已知AB段的初末速度，則利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可以求解斜面的長度，即

2

v-VQ=2aL

100m

可解得：2a

（2）依據(jù)動(dòng)量定理可知合外力的沖量等于動(dòng)量的該變量所以

/=mvB-0=1800/V?s

（3）小球在最低點(diǎn)的受力如圖所示

由牛頓第二定律可得：

N—mg=m￡A

從B運(yùn)動(dòng)到C由動(dòng)能定理可知：

mgh=評(píng)—

解得:N=3900N

故本題答案是：（1〉A(chǔ)=100m（2）I=1800N-S（3）N=3900N

點(diǎn)睛：本題考查了動(dòng)能定理和圓周運(yùn)動(dòng)，會(huì)利用動(dòng)能定理求解最低點(diǎn)的速度，并利用牛頓其次定律求解最

低點(diǎn)受到的支持力大小。

11.如圖1所示，用電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為，?的電源，向滑動(dòng)變阻器R供電。變更變阻器R的阻值，路端電壓

U與電流/均隨之變更。

U

（1）以U為縱坐標(biāo)，/為橫坐標(biāo)，在圖2中畫出變阻器阻值R變更過程中U-/圖像的示意圖，并說明U-/

圖像與兩坐標(biāo)軸交點(diǎn)的物理意義。

（2）a.請(qǐng)?jiān)趫D2畫好的U-/關(guān)系圖線上任取一點(diǎn)，畫出帶網(wǎng)格的圖形，以其面積表示此時(shí)電源的輸出功率;

b.請(qǐng)推導(dǎo)該電源對(duì)外電路能夠輸出的最大電功率及條件。

（3）請(qǐng)寫出電源電動(dòng)勢(shì)定義式，并結(jié)合能量守恒定律證明：電源電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于內(nèi)、外電路電勢(shì)著陸

之和。

【答案】（1）圖象如圖所示:

圖象與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值為電源電動(dòng)勢(shì)，與橫軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值為短路電流

(2)a如圖所示：

E2

b.4r

(3)見解析

【解析】(1)U“圖像如圖所示，

其中圖像與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值為電源電動(dòng)勢(shì)，與橫軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值為短路電流

(2)a.如圖所示

u

7E,片

P=I2R=（m-）R=---------

R+2r+—

b.電源輸出的電功率：R

E2

p=--

當(dāng)外電路電阻寸，電源輸出的電功率最大，為4r

W非靜電力

Er=----------

（3）電動(dòng)勢(shì)定義式：q

依據(jù)能量守恒定律，在圖?所示電路中，非靜電力做功w產(chǎn)生的電能等于在外電路和內(nèi)電路產(chǎn)生的電熱,

即

W=l2rt+l2Rt=Irq+IRq

￡=。+//?=[/內(nèi)+（/外

本題答案是：（1）U-/圖像如圖所示，

其中圖像與縱軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值為電源電動(dòng)勢(shì)，與橫軸交點(diǎn)的坐標(biāo)值為短路電流

（2）a.如圖所示

u

當(dāng)外電路電阻/?=/?時(shí)，電源輸出的電功率最大，為Pm"一面

(3)“=^內(nèi)+(/外

點(diǎn)睛：運(yùn)用數(shù)學(xué)學(xué)問結(jié)合電路求出回路中最大輸出功率的表達(dá)式，并求出當(dāng)R天時(shí)，輸出功率最大。

12.(1)靜電場(chǎng)可以用電場(chǎng)線和等勢(shì)面形象描述。

a.請(qǐng)依據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的定義和庫侖定律推導(dǎo)出點(diǎn)電荷Q的場(chǎng)強(qiáng)表達(dá)式；

b.點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線和等勢(shì)面分布如圖所示，等勢(shì)面5］、S2到點(diǎn)電荷的距離分別為〃、「2。我們知道，電場(chǎng)

線的疏密反映了空間區(qū)域電場(chǎng)強(qiáng)度的大小。請(qǐng)計(jì)算工、S?上單位面積通過的電場(chǎng)線條數(shù)之比N/M。

(2)觀測(cè)宇宙中輻射電磁波的天體，距離越遠(yuǎn)單位面枳接收的電磁波功率越小，觀測(cè)越困難。為了收集足

夠強(qiáng)的來自天體的電磁波，增大望遠(yuǎn)鏡口徑是提高天文觀測(cè)實(shí)力的?條重要路徑。2024年9月25日，世界

上最大的單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST在我國貴州落成啟用，被譽(yù)為“中國天眼FAST直徑為50()m,有

效提高了人類觀測(cè)宇宙的精度和范圍。

a.設(shè)直徑為100m的望遠(yuǎn)鏡能夠接收到的來自某天體的電磁波功率為匕，計(jì)算FAST能夠接收到的來自該

天體的電磁波功率心；

b.在宇宙大尺度上，天體的空間分布是勻稱的，僅以輻射功率為。的同類天體為觀測(cè)對(duì)象，設(shè)直徑為100m

望遠(yuǎn)鏡能夠觀測(cè)到的