2024年高考北京物理(解析版)

絕密★啟封并運用完畢前

2024年一般高等學校招生全國統一考試

理科綜合實力測試（北京卷）

一、選擇題

1.在核反應方程&1€+1爾-＞丫0+乂中.x表示的是

A.質子B.中子C.電子D.a粒子

【答案】A

【解析】設X為：（X,依據核反應的質量數守恒：4+14=17+Z,則：Z=1

電荷數守恒：2+7=8+/1,則力=1,即X為：；11為質子，故選項A正確，BCD錯誤。

點睛：本題考查了核反應方程式，要依據電荷數守恒、質量數守恒得出X的電荷數和質量數，從而確定X

的種類。

2.關于分子動理論，下列說法正詢的是

A.氣體擴散的快慢與溫度無關

B.布朗運動是液體分子的無規(guī)則運動

C.分子間同時存在著引力和斥力

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、擴散的快慢與溫度有關，溫度越高，擴散越快，故A錯誤；

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

液體分子運動的無規(guī)則性的間接反映，故B錯誤；

C、分子間斥力與引力是同時存在，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??；當分子間距小于平衡位置時，表現為斥力，即引力小于斥力，而分子間距大于平衡位置時，分

子表現為引力，即斥力小于引力，但總是同時存在的，故C正確，D錯誤。

點睛：本題考查了布朗運動、擴散以及分子間的作用力的問題；留意布朗運動和擴散都說明白分子在做永

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

3.用雙縫干涉試驗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】當用白光做干涉實驗時，頻率相同的色光，相互會加干涉，在光屏上形成彩色條紋，中央形成白

色的亮條紋，當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，光屏中央為加強點，所以中央條紋變成紅色亮條紋，故選項D正確，ABC

錯誤；

點睛：本題考查了光的干涉現象，留意只有頻率相同、振動相同的兩列波才能形成穩(wěn)定的干涉圖像，同時

要駕馭哪些點是振動加強點，哪些點是振動減弱點。

4.如圖所示，一列簡諧橫波向右傳播，P、Q兩質點平衡位置相距0.15m。當P運動到上方最大位移處時，

。剛好運動到下方最大位移處，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5~0,12“)

同時由于PQ可以含有多個完整的波形，則:

X=/沁=0,1,2...)

整理可以得到：2區(qū)+八

當八=0時，X=0.3TH

當八=1時，A=0,1m,故選項B正確，ACD錯誤。

點睛：解決機械波的題Fl關鍵在于理解波的周期性，即時間的周期性或空間的周期性，得到波長的通項,

再求解處波長的特別值。

5.若想檢驗“使月球繞地球運動的力”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、設月球質量為M月,地球質量為M,蘋果質量為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

由千月球質量和蘋果質量之間的關系未知，故二者之間萬有引力的關系無法確定，故選項A錯誤；

GMM口一如

B、根據牛頓第二定律：礪祗=M"竽=ma

整理可以得到：。月=奈許故選項B正確；

C、在月球表面處：GW"=m'g號，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

力加速度的關系，故選項C錯誤；

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系，故選項D錯誤。

點睛：本題考查萬有引力相關學問，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.某空間存在勻強磁場和勻強電場。一個帶電粒子（不計重力）以肯定初速度射入該空間后，做勻速直線運動；

若僅撤除電場，則該粒子做勻速圓周運動，下列因素與完成上述兩類運動無關的是

A.磁場和電場的方向

B.磁場和電場的強弱

C.粒子的電性和電量

D.粒子入射時的速度

【答案】C

E

【解析】由題可知，當帶電粒子在復合場內做勻速直線運動，即=則“一瓦若僅撤除電場，粒子

僅在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，說明要滿意題意須要對磁場與甩場的方向以及強弱程度都要有要求,

例如：電場方向向下，磁場方向垂直紙面對里等，但是對電性和電量無要求，故選項C正確，ABD錯誤。

點睛：本題考查了帶電粒子在復合場中的運動，事實上是考查了速度選擇器的相關學問，留意當粒子的速

度與磁場不平行時，才會受到洛倫茲力的作用，所以對電場和磁場的方向有要求的。

7.探討與平行板電容器電容有關因素的試驗裝置如圖所示，下列說法正確的是

A.試驗前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電

B.試驗中，只將電容器b板向上平移，靜電計指針的張角變小

C.試驗中，只在極板間插入有機玻璃板，靜電計指針的張角變大

D.試驗中，只增加極板帶電量，靜電計指針的張角變大，表明電容增大

【答案】A

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

使電容器帶電，故選項A正確：

.?c=?

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

可知，電量。不變，則電壓U增大，則靜電計指針的張角變大，故選項B錯誤；

ES

C=----

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

C=Q

據U可知，電量。不變，則電壓U減小，則靜電計指針的張角減小，故選項C錯誤；

C=Q

D、依據U可知，電量。增大，則電壓U也會增大，則電容。小變，故選項D錯誤。

點睛：本題是電容器動態(tài)變更分析問題，關鍵抓住兩點：一是電容器的電量不變；二是電容與哪些因素有

什么關系。

8.依據中學所學學問可知，做自由落體運動的小球，將落在正二方位置。但事實上，赤道上方200m處無

初速下落的小球將落在正下方位置偏東約6cm處，這一現象可說明為，除重力外，由「地球自轉，下落過

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

考慮對稱性，上升過程該"力''水平向西，則小球

A.到最高點時，水平方向的加速度和速度均為零

B.到最高點時，水平方向的加速度和速度均不為零

C.落地點在拋出點東側

D.落地點在拋出點西側

【答案】D

【解析】AB、上升過程水平方向河西加速，在最高點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；

CD、下降過程向西減速，依據對稱性落至地面時水平速度為0,整個過程都在向西運動，所以落點在拋出

點的西側，故C錯，D正確；

故選D

點睛：本題的運動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動，利用運動的合成與分解來

求解。

二、非選擇題

9.用圖1所示的試驗裝置探討小車速度隨時間變更的規(guī)律。

主要試驗步驟如下：

a.安裝好試驗器材。接通電源后，讓拖著紙帶的小車沿長木板運動，重復幾次。

b.選出一條點跡清楚的紙帶，找一個合適的點當作計時起點。1=0),然后每隔相同的時間間隔丁選取一

個計數點，如圖2中A、B、C、。、E、F……所示。

CyO??.4?R?C?D￡?F>

圖2

C.通過測量、計算可以得到在打A、8、C、。、E……點時小車的速度，分別記作VI、V2>V3、%、V5

d.以速度v為縱軸、時間/為橫軸建立直角坐標系，在坐標紙上描點，如圖3所示。

圖3

結合上述試驗步驟，請你完成下列任務:

（1）在下列儀器和器材中，還須要運用的有和（填選項前的字母）。

A.電壓合適的50Hz溝通電源

B.電壓可調的直流電源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平（含祛碼）

（2）在圖3中已標出計數點A、8、。、七對應的坐標點，請在該圖中標出計數點。對應的坐標點，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動，其依據是。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動。用平均速度及表示各計數點的瞬時速度，從

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

度測量的誤差_____（選填“有關”或“無關”）。

(5)早在16世紀末，伽利略就猜想落體運動的速度應當是勻稱變更的。當時只能靠滴水計時，為此他設

計了如圖4所示的“斜面試驗”，反復做了上百次，驗證了他的猜想。請你結合勻變速直線運動的學問，分析

說明如何利用伽利略“斜面試驗”檢驗小球的速度是隨時間勻稱變更的o

r2rv，(4).小車的速度隨時間勻稱變更(5).加速度(6),越小

越好(7).有關(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，只要測量

小球通過不同位移所用的時間，就可以檢驗小球的速度是否隨時間勻稱變更。

【解析】(I)打點計時器需用溝通電源；為了計算速度須要利用刻度尺測量長度。故須要的儀器選AC

(2)利用所給點跡描點連線，得圖像

其中C點的橫坐標為37,縱坐標為％

(3)結合圖像可以看出小球速度隨時間勻稱變更，所以小球做勻加速運動，圖像的斜率代表了運動時的加

速度.

Ax

（4）At越小，則Kl越接近計數點的瞬時速度，所以△￡越小越好，計算速度須要用到原的測量值，所以心

大小與速度測量的誤差有關。

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

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

檢蛉小球運動位移與時間的平方成正比，利用滴水可以得到小球的運動時間，并測出小球在相應時間內的

位移，則可以蛤證。）

點睛：本題考查了速度與與時間得關系，速度沒有方法干脆測量，所以要利用物理關系轉化，轉換成我們

能夠測量的量，然后在來驗證速度與時間得關系。

10.2024年將在我國舉辦其次十四屆冬奧會，跳臺滑雪是其中最具欣賞性的項目之一。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，質量〃-60

kg的運動員從A處由靜止起先勻加速下滑，加速度a=4.5m/s2,到達B點時速度i?=30m/s。取重力加速度

^=10rn/s2o

（1）求長直助滑道A8的長度小

（2）求運動員在AB段所受合外力的沖量的/大小;

（3）若不計段的阻力，畫出運動員經過C點時的受力圖，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，則利用運動學公式可以求解斜面的長度，即

2

v-VQ=2aL

100m

可解得：2a

（2）依據動量定理可知合外力的沖量等于動量的該變量所以

/=mvB-0=1800/V?s

（3）小球在最低點的受力如圖所示

由牛頓第二定律可得：

N—mg=m￡A

從B運動到C由動能定理可知：

mgh=評—

解得:N=3900N

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

點睛：本題考查了動能定理和圓周運動，會利用動能定理求解最低點的速度，并利用牛頓其次定律求解最

低點受到的支持力大小。

11.如圖1所示，用電動勢為E、內阻為，?的電源，向滑動變阻器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，/為橫坐標，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-/

圖像與兩坐標軸交點的物理意義。

（2）a.請在圖2畫好的U-/關系圖線上任取一點，畫出帶網格的圖形，以其面積表示此時電源的輸出功率;

b.請推導該電源對外電路能夠輸出的最大電功率及條件。

（3）請寫出電源電動勢定義式，并結合能量守恒定律證明：電源電動勢在數值上等于內、外電路電勢著陸

之和。

【答案】（1）圖象如圖所示:

圖象與縱軸交點的坐標值為電源電動勢，與橫軸交點的坐標值為短路電流

(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的坐標值為電源電動勢，與橫軸交點的坐標值為短路電流

(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）電動勢定義式：q

依據能量守恒定律，在圖?所示電路中，非靜電力做功w產生的電能等于在外電路和內電路產生的電熱,

即

W=l2rt+l2Rt=Irq+IRq

￡=。+//?=[/內+（/外

本題答案是：（1）U-/圖像如圖所示，

其中圖像與縱軸交點的坐標值為電源電動勢，與橫軸交點的坐標值為短路電流

（2）a.如圖所示

u

當外電路電阻/?=/?時，電源輸出的電功率最大，為Pm"一面

(3)“=^內+(/外

點睛：運用數學學問結合電路求出回路中最大輸出功率的表達式，并求出當R天時，輸出功率最大。

12.(1)靜電場可以用電場線和等勢面形象描述。

a.請依據電場強度的定義和庫侖定律推導出點電荷Q的場強表達式；

b.點電荷的電場線和等勢面分布如圖所示，等勢面5］、S2到點電荷的距離分別為〃、「2。我們知道，電場

線的疏密反映了空間區(qū)域電場強度的大小。請計算工、S?上單位面積通過的電場線條數之比N/M。

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

夠強的來自天體的電磁波，增大望遠鏡口徑是提高天文觀測實力的?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鏡FAST在我國貴州落成啟用，被譽為“中國天眼FAST直徑為50()m,有

效提高了人類觀測宇宙的精度和范圍。

a.設直徑為100m的望遠鏡能夠接收到的來自某天體的電磁波功率為匕，計算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。的同類天體為觀測對象，設直徑為100m

望遠鏡能夠觀測到的