2024年全国高考物理真题卷及答案

2024年全国高考物理真题卷及答案

一、单项选择题（每题2分，共20分）1.某理想气体经历如图所示的循环过程：A→B为等温膨胀，B→C为绝热膨胀，C→D为等压压缩，D→A为绝热压缩。下列说法正确的是A.A→B过程气体对外做功小于吸收热量B.B→C过程气体内能减少且对外做功C.C→D过程气体放热等于外界对气体做功D.整个循环气体对外做功为零2.真空中两平行长直导线通有同向恒定电流I，间距为a。若将其中一根导线电流反向，则单位长度所受安培力大小变为原来的A.0倍B.1倍C.2倍D.4倍3.某放射性元素半衰期为T。现有质量为m的该元素，经时间t=3T后尚未衰变的质量为A.m/2B.m/4C.m/8D.m/164.一列简谐横波沿x轴正向传播，t=0时刻波形如图，波速为4m/s。则x=2m处质点第一次到达波峰的时刻为A.0.25sB.0.50sC.0.75sD.1.00s5.地球同步卫星轨道半径约为地球半径的6.6倍。若某行星质量为地球质量2倍、半径为地球半径1.5倍，其同步卫星轨道半径约为该行星半径的A.3.3倍B.4.4倍C.5.5倍D.6.6倍6.如图，理想变压器原线圈接220V交流电源，副线圈接负载R。若将副线圈匝数增加10%，则副线圈电压A.增加10%B.增加约9.1%C.不变D.减小10%7.氢原子从n=4跃迁到n=2能级时辐射光子能量为E。若从n=5跃迁到n=2，则辐射光子能量A.大于E且波长变长B.大于E且波长变短C.小于E且波长变长D.小于E且波长变短8.如图，光滑水平面上静止放置质量m的小球，质量为2m的物块以速度v水平撞击小球后二者粘在一起，则系统损失的机械能为A.mv²/3B.mv²/2C.2mv²/3D.mv²9.某同学用单摆测重力加速度，测得摆长L=1.00m，周期T=2.00s。若摆长测量值偏大1%，周期测量值偏小1%，则g的相对误差约为A.+3%B.+1%C.−1%D.−3%10.如图，匀强电场中直角三角形ABC，AB沿电场线方向，AC垂直电场线。已知AB=0.10m，电势差UAB=10V，则AC中点D与B点间电势差UDB为A.5VB.7.5VC.10VD.0V二、填空题（每题2分，共20分）11.一物体做初速度为零的匀加速直线运动，第3s内位移为5m，则加速度大小为________m/s²。12.如图，质量为m的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，在水平恒力F作用下缓慢移动，直到绳与竖直方向夹角为θ，则力F大小为________。13.某理想气体状态方程为pV=nRT，若温度升高到原来的4倍，体积增大到原来的2倍，则压强变为原来的________倍。14.真空中光速为c，某介质折射率为n，则光在该介质中传播速度为________。15.一闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度为ω，磁通量最大值为Φ0，则感应电动势最大值为________。16.氢原子基态能量为−13.6eV，则n=3能级能量为________eV。17.如图，电阻R1=2Ω与R2=3Ω并联后接在电动势E=6V、内阻r=1Ω的电源两端，则电源输出功率为________W。18.某卫星在距地面高度等于地球半径的圆轨道上运行，其向心加速度大小为地表重力加速度的________倍。19.一弹簧振子周期为T，若将弹簧截去一半，仍挂同一小球，则新周期为________T。20.如图，匀强磁场B垂直纸面向里，长为L的导体棒以速度v垂直切割磁感线，棒两端电势差大小为________。三、判断题（每题2分，共20分）21.物体做匀速圆周运动时，合外力方向始终指向圆心。22.热量不能自发地从低温物体传到高温物体。23.光电子的最大初动能与入射光强度成正比。24.简谐运动中，速度与位移同相。25.理想气体绝热自由膨胀后温度不变。26.安培力方向总是垂直于电流方向与磁场方向所决定的平面。27.电磁波在真空中传播时电场强度与磁感应强度同相。28.原子核发生β衰变后，质量数不变，电荷数增加1。29.双缝干涉实验中，若将双缝间距减小，则条纹间距减小。30.根据狭义相对论，静止质量为零的粒子速度一定为光速。四、简答题（每题5分，共20分）31.说明用“半偏法”测电流表内阻的实验步骤，并指出减小系统误差的关键措施。32.简述利用光敏电阻设计一个“夜灯自动开关”的基本思路，并说明如何调节灵敏度。33.解释为什么地球同步卫星必须位于赤道平面内，且轨道半径需满足特定值。34.在“探究加速度与力、质量关系”实验中，若砂桶质量未远小于小车质量，会对结果产生怎样的偏差？如何修正？五、讨论题（每题5分，共20分）35.讨论理想气体绝热膨胀与等温膨胀在p-V图上的斜率差异，并从能量角度解释其物理原因。36.结合电磁感应原理，讨论磁悬浮列车在加速、匀速、制动三种状态下电磁力方向与能量转换过程。37.比较光电效应与康普顿效应中光子与电子相互作用的异同，并说明为何前者需要逸出功概念而后者不需要。38.若太阳质量突然减半，讨论地球轨道将如何演化，并估算地球在新轨道上的公转周期变化比例。答案与解析一、单项选择题1.B2.C3.C4.B5.B6.A7.B8.C9.A10.A二、填空题11.212.mgtanθ13.214.c/n15.Φ0ω16.−1.5117.818.1/419.√2/220.BLv三、判断题21.√22.√23.×24.×25.×26.√27.√28.√29.×30.√四、简答题31.步骤：按图连接电路，电流表与可变电阻R串联，再并一只开关S2与电阻箱R′；闭合S1调R使表满偏，再闭合S2并调R′使表半偏，此时R′阻值即表内阻近似值。关键：电源电动势要稳定，R取值远大于表内阻，确保总电流几乎不变，减小并联引入误差。32.将光敏电阻与三极管构成偏置电路，白天光照强时光敏电阻阻值小，三极管截止，继电器断开灯灭；夜间阻值增大，三极管导通，继电器吸合灯亮。灵敏度通过调节偏置电阻或比较器参考电压实现，也可加电位器分压。33.同步卫星周期需等于地球自转周期，由GMm/r²=mω²r得r固定；若轨道倾斜，地球自转轴与轨道平面法线有夹角，地面投影将呈“8”字，无法定点；只有赤道平面内才能实现相对地面静止。34.砂桶重力提供拉力，若其质量m未远小于小车质量M，系统加速度a=mg/(M+m)，此时拉力T=Ma=Mmg/(M+m)<mg，导致a-F图斜率偏小。修正：将砂桶质量计入系统总质量，作1/a-(M+m)图，斜率即1/F合，可消除误差。五、讨论题35.绝热膨胀斜率(dp/dV)S=−γp/V，等温为(dp/dV)T=−p/V，因γ>1，绝热线更陡。能量上绝热过程无热交换，对外做功全靠内能减少，故压强下降更快；等温过程内能不变，做功由吸热补偿，压强下降缓慢。36.加速时车载线圈通交变电流，与轨道磁场相互作用产生向前电磁力，电能转动能；匀速时电磁力与阻力平衡，磁场相对速度为零，感应电流为零，系统仅需克服阻力维持；制动时改变电流相位，使电磁力反向，动能通过电磁感应回馈电网，实现再生制动。37.光电效应中光子能量全部被电子吸收，需克服逸出