2024年高考物理（湖北卷）真題詳細(xì)解讀及評(píng)析

2024年高考物理湖北卷試題依托《中國高考評(píng)價(jià)體系》,銜接高中課程標(biāo)準(zhǔn)，注重深化基礎(chǔ)，豐富問題情境，增強(qiáng)探究性，突出思維考查，在夯實(shí)知識(shí)基礎(chǔ)的同時(shí)發(fā)展物理學(xué)科核心素養(yǎng)。今年的高考湖北卷物理試卷共15道物理試題，其中6道試題屬于力學(xué)模塊(4道選擇題，1道實(shí)驗(yàn)題，1道計(jì)算題),6道試題屬于電磁學(xué)模塊(5道選擇題，1道計(jì)算題),1道熱學(xué)試題(計(jì)算題),1道近代物理(選擇題)和1道光學(xué)試題(選擇題)。屬于必修一、二、三的共4題。物理觀念是物理學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成部分，也是學(xué)生適應(yīng)未來學(xué)習(xí)和發(fā)展的重要知識(shí)基礎(chǔ)。2024湖北卷第1題以夢(mèng)溪筆談中記載的雷擊導(dǎo)致金屬熔化，引導(dǎo)學(xué)生分析自然現(xiàn)象，把握物理本質(zhì)；第6題拖2024年高考物理湖北卷重視科學(xué)思維的考查，豐富試題的呈現(xiàn)形式、轉(zhuǎn)換問題的表達(dá)方式、改變?cè)囶}的設(shè)問方向等，引導(dǎo)學(xué)生從不同角度思考問湖北卷第15題在水平導(dǎo)軌上設(shè)置圓形框架，運(yùn)用新的表述方式描述，很好地考查了學(xué)生的創(chuàng)新思維品實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生物理學(xué)科素養(yǎng)的重要途學(xué)探究能力。2024年高考物理湖北卷注重科學(xué)探究考查，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過程，體會(huì)科學(xué)研究方法，養(yǎng)成科學(xué)思維習(xí)慣。創(chuàng)新設(shè)問角度，注重考查基本實(shí)驗(yàn)原理、基本實(shí)驗(yàn)儀器、基本北卷第12題，以豎直彈簧振子為裝置測(cè)量重力加速度，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)開放性和探究性，鼓勵(lì)多角度思考問題，1.試題情境創(chuàng)設(shè)更加豐富多元，如湖北卷第1題，以夢(mèng)溪筆談引入雷電導(dǎo)致金屬器件熔化；第4題太空碎片會(huì)對(duì)航天器帶來危害；第6題兩拖船拉貨船等。情境是學(xué)科評(píng)價(jià)的載體，也是學(xué)科育人的載體。2.試題綜合性強(qiáng)。第14題將傳送帶與碰撞、繩系小球豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)有機(jī)結(jié)合；學(xué)生需通過分析物體作用的各個(gè)過程，正確運(yùn)用對(duì)應(yīng)的物理規(guī)律來解決問題，很好地考查學(xué)生3.題目的呈現(xiàn)方式別具一格。第7題是對(duì)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律的考查，設(shè)置了圓形邊界內(nèi)外磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相反，學(xué)生需要深刻理解題意，結(jié)考查知識(shí)點(diǎn)1夢(mèng)溪筆談中雷擊金屬熔化渦流23平拋運(yùn)動(dòng)4空間站變軌萬有引力定律、開普勒定律5交流二極管電路電功率67帶電粒子在圓形邊界方向相反磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)洛倫茲力、圓周運(yùn)動(dòng)8電荷和靜電場(chǎng)靜電場(chǎng)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)9知識(shí)點(diǎn)7分實(shí)驗(yàn)題10分實(shí)驗(yàn)題力學(xué)實(shí)驗(yàn)豎直彈簧振子測(cè)量重力加速度10分熱學(xué)氣缸模型氣體實(shí)驗(yàn)定律、熱力學(xué)第一定律20分計(jì)算題單桿導(dǎo)軌切割磁感線運(yùn)動(dòng)培力2024年湖北省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試注意事項(xiàng)：1.答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)填寫在試卷和答題卡上，并認(rèn)真核準(zhǔn)準(zhǔn)考證號(hào)條形碼上的以上信息，將條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2.請(qǐng)按題號(hào)順序在答題卡上各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。3.選擇題用2B鉛筆在答題卡上把所選答案的標(biāo)號(hào)涂黑；非選擇題用黑色簽字筆在答題卡上作答；字體工整，筆跡清楚。4.考試結(jié)束后，請(qǐng)將試卷和答題卡一并上交。一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8～10題有多項(xiàng)符合題目要求。每小題全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。1.《夢(mèng)溪筆談》中記錄了一次罕見的雷擊事件：房屋被雷擊后，屋內(nèi)的銀飾、寶刀等金屬熔化了，但是漆器、刀鞘等非金屬卻完好(原文為：有一木格，其中雜貯諸器，其漆器銀扣者，銀悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一寶刀，極堅(jiān)鋼，就刀室中熔為汁，而室亦儼然)。導(dǎo)致金屬熔化而非金屬完好的原因可能為()【答案】C【解析】在雷擊事件中金屬和非金屬都經(jīng)歷了摩擦，聲波和光照的影響，導(dǎo)致金屬熔化而非金屬完好的原因可能為雷電產(chǎn)生的變化磁場(chǎng)在金屬中因電磁感應(yīng)產(chǎn)生渦流，非金屬不能產(chǎn)生渦流，因此C正確。2.硼中子俘獲療法是目前治療癌癥最先進(jìn)的手段之一、3B+!n→3X+?Y是該療法中一種核反應(yīng)的方程，其中X、Y代表兩種不同的原子核，則()A.a=7,b=1B.a=7,b=2C.a=6,b=1D.a=6,b=2【答案】B【解析】由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得解得a=7,b=2,B正確。3.如圖所示，有五片荷葉伸出荷塘水面，一只青蛙要從高處荷葉跳到低處荷葉上。設(shè)低處荷葉a、b、c、d和青蛙在同一豎直平面內(nèi)，a、b高度相同，c、d高度相同，a、b分別在c、d正上方。將青蛙的跳躍視為平拋運(yùn)動(dòng)，若以最小的初速度完成跳躍，則它應(yīng)跳到()【答案】C【解析】青蛙做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向勻速直線，豎直方向自由落體則有可得因此水平位移越小，豎直高度越大初速度越小，因此跳到荷葉c上面。故選擇C。4.太空碎片會(huì)對(duì)航天器帶來危害。設(shè)空間站在地球附近沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖中實(shí)線所示。為了避開碎片，空間站在P點(diǎn)向圖中箭頭所指徑向方向極短時(shí)間噴射氣體，使空間站獲得一定的反沖速度，從而實(shí)現(xiàn)變軌。變軌后的軌道如圖中虛線所示，其半長(zhǎng)軸大于原軌道半徑。則()A.空間站變軌前、后在P點(diǎn)的加速度相同B.空間站變軌后的運(yùn)動(dòng)周期比變軌前的小C.空間站變軌后在P點(diǎn)的速度比變軌前的小D.空間站變軌前的速度比變軌后在近地點(diǎn)的大【答案】A【解析】在P點(diǎn)變軌前后空間站所受到的萬有引力不變，根據(jù)牛頓第二定律可知空間站變軌前、后在P點(diǎn)的加速度相同，故A正確；因?yàn)樽冘壓笃浒腴L(zhǎng)軸大于原軌道半徑，根據(jù)開普勒第三定律可知空間站變軌后的運(yùn)動(dòng)周期比變軌前的大，故B錯(cuò)誤；變軌后在P點(diǎn)因反沖運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于瞬間獲得豎直向下的速度，原水平向左的圓周運(yùn)動(dòng)速度不變，因此合速度變大，故C錯(cuò)誤；由于空間站變軌后在P點(diǎn)的速度比變軌前大，而比在近地點(diǎn)的速度小，則空間站變軌前的速度比變軌后在近地點(diǎn)的小，故D錯(cuò)誤。。5.在如圖所示電路中接入正弦交流電，燈泡L?的電阻是燈泡L?的2倍。假設(shè)兩個(gè)二極管正向電阻為0、反向電阻無窮大。閉合開關(guān)S,燈泡L?、L?的電功率之比P:P?為()A.2:1B.1:1【答案】C【解析】?jī)蓚€(gè)二極管正向電阻為0,反向電阻無窮大，二極管導(dǎo)通則短路并聯(lián)的燈泡，此時(shí)另一個(gè)燈泡與電源串聯(lián)，根據(jù)電路圖可知在一個(gè)完整的周期內(nèi)，兩個(gè)燈泡有電流通過的時(shí)間相等都為半個(gè)周期，電壓有效值相等，則根據(jù)可知6.如圖所示，兩拖船P、Q拉著無動(dòng)力貨船S一起在靜水中沿圖中虛線方向勻速前進(jìn)，兩根水平纜繩與虛線的夾角均保持為30°。假設(shè)水對(duì)三艘船在水平方向的作用力大小均為f,方向與船的運(yùn)動(dòng)方向相反，則每艘拖船發(fā)動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力大小為()C.2fD.3f【答案】B【解析】根據(jù)題意對(duì)S受力分析如圖2Tcos30=f對(duì)P受力分析如圖則有解得故選B。7.如圖所示，在以O(shè)點(diǎn)為圓心、半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為子沿直徑AC方向從A點(diǎn)射入圓形區(qū)域。不計(jì)重力，下列說法正確的是()A.粒子運(yùn)動(dòng)軌跡可能經(jīng)過0點(diǎn)B.粒子射出圓形區(qū)域時(shí)的速度方向不一定沿該區(qū)域的半徑方向C.粒子連續(xù)兩次由A點(diǎn)沿AC方向射入圓形區(qū)域最小時(shí)間間隔為D.若粒子從A點(diǎn)射入到從C點(diǎn)射出圓形區(qū)域用時(shí)最短，粒子運(yùn)動(dòng)的速度大小【解析】在圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，沿著徑向射入的粒子，總是沿徑向射出的；根據(jù)圓的特點(diǎn)可可能經(jīng)過O點(diǎn)，故AB錯(cuò)誤；粒子連續(xù)兩次由A點(diǎn)沿AC方向射入圓形區(qū)域，時(shí)間最短則根據(jù)對(duì)稱性可知軌跡如圖D.粒子從A點(diǎn)射入到從C點(diǎn)射出圓形區(qū)域用時(shí)最短，則軌跡如圖所示設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑為r,根據(jù)幾何關(guān)系可知故D正確。8.關(guān)于電荷和靜電場(chǎng)，下列說法正確的是()A.一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變B.電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，且由電勢(shì)低的等勢(shì)面指向電勢(shì)高的等勢(shì)面C.點(diǎn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下從靜止釋放，該點(diǎn)電荷的電勢(shì)能將減小D.點(diǎn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下從靜止釋放，將從高電勢(shì)地方向低電勢(shì)的地方運(yùn)動(dòng)【答案】AC【解析】根據(jù)電荷守恒定律可知一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的電荷總量是不變的，故A正確；根據(jù)電場(chǎng)線和等勢(shì)面的關(guān)系可知電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面，故B錯(cuò)點(diǎn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下從靜止釋放，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，根據(jù)可知正電荷將從電勢(shì)高的地方向電勢(shì)低的地方運(yùn)動(dòng)，負(fù)電荷將從電勢(shì)低的地方向電勢(shì)高的地方運(yùn)動(dòng)，故Co9.磁流體發(fā)電機(jī)的原理如圖所示，MN和PQ是兩平行金屬極板，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里。等離子體(即高溫下電離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電粒子)從左側(cè)以某一速度平行于極板噴入磁場(chǎng)，極板間便產(chǎn)生電壓。下列說法正確的是()A.極板MN是發(fā)電機(jī)的正極B.僅增大兩極板間的距離，極板間的電壓減小C.僅增大等離子體的噴入速率，極板間的電壓增大D.僅增大噴入等離子體的正、負(fù)帶電粒子數(shù)密度，極板間的電壓增大【解析】帶正電的離子受到的洛倫茲力向上偏轉(zhuǎn)，極板MN帶正電為發(fā)電機(jī)正極，A正確；BCD.離子受到的洛倫茲力和電場(chǎng)力相互平衡時(shí)，此時(shí)令極板間距為d,則可得因此增大間距U變大，增大速率U變大，U大小和密度無關(guān)，BD錯(cuò)誤C正確。故選AC。10.如圖所示，在光滑水平面上靜止放置一質(zhì)量為M、長(zhǎng)為L(zhǎng)的木塊，質(zhì)量為m的子彈水平射入木塊。設(shè)子彈在木塊內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力不變，其大小f與射入初速度大小vo成正比，即f=kv?(k為已知常數(shù))。改變子彈的初速度大小vo,若木塊獲得的速度最大，則()A.子彈的初速度大小為B.子彈在木塊中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為C.木塊和子彈損失的總動(dòng)能為D.木塊在加速過程中運(yùn)動(dòng)的距離【答案】AD【解析】子彈和木塊相互作用過程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，令子彈穿出木塊后子彈和木塊的速度的速度分別為v?,v?,則有子彈和木塊相互作用過程中合力都為f=kv?,因此子彈和物塊的加速度分別為由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得子彈和木塊的位移分別為聯(lián)立上式可得因此木塊的速度最大即取極值即可，該函數(shù)在到無窮單調(diào)遞減，因此當(dāng)木塊的速度最大，A正確；B.則子彈穿過木塊時(shí)木塊的速度為由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得故B錯(cuò)誤；由能量守恒可得子彈和木塊損失的能量轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)摩擦生熱，即故C錯(cuò)誤；木塊加速過程運(yùn)動(dòng)的距離為故D正確。二、非選擇題：本題共5小題，共60分。11.某同學(xué)利用激光測(cè)量半圓柱體玻璃磚的折射率，具體步驟如下：①平鋪白紙，用鉛筆畫兩條互相垂直的直線AA'和BB',交點(diǎn)為0。將半圓柱體玻璃磚的平直邊緊貼AA',并使其圓心位于0點(diǎn)，畫出玻璃磚的半圓弧輪廓線，如圖(a)所示。②將一細(xì)激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃磚，記錄折射光線與半圓弧的交點(diǎn)M。③拿走玻璃磚，標(biāo)記CO光線與半圓弧的交點(diǎn)P。⑤改變?nèi)肷浣?，重?fù)步驟②③④,得到多組x和y的數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出y-x圖像，如圖(b)所示。(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是(單選，填標(biāo)號(hào))。A.入射角越小，誤差越小B.激光的平行度好，比用插針法測(cè)量更有利于減小誤差C.選擇圓心0點(diǎn)作為入射點(diǎn)，是因?yàn)榇颂幍恼凵洮F(xiàn)象最明顯(2)根據(jù)y-x圖像，可得玻璃磚的折射率為(保留三位有效數(shù)字)。(3)若描畫的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實(shí)際半徑，則折射率的測(cè)量結(jié)果(填“偏大”“偏小”或“不變”)?！敬鸢浮?1)B(2)1.57(3)不變【解析】(1)A.入射角適當(dāng)即可，不能太小，入射角太小，導(dǎo)致折射角太小，測(cè)量的誤差會(huì)變大，故A錯(cuò)誤；B.激光的平行度好，比用插針法測(cè)量更有利于減小誤差，故B正確；C.相同的材料在各點(diǎn)的折射效果都一樣，故C錯(cuò)誤。故選B。(2)設(shè)半圓柱體玻璃磚的半徑為R,根據(jù)幾何關(guān)系可得入射角的正弦值為(3)根據(jù)(2)中數(shù)據(jù)處理方法可知若描畫的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實(shí)際半徑，則折射率的測(cè)12.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量重力加速度大小g的實(shí)驗(yàn)方案，所用器材有：2g砝碼若干、托盤1個(gè)、輕質(zhì)彈簧1根、米尺1把、光電門1個(gè)、數(shù)字計(jì)時(shí)器1臺(tái)等。具體步驟如下：①將彈簧豎直懸掛在固定支架上，彈簧下面掛上裝有遮光片的托盤，在托盤內(nèi)放入一個(gè)砝碼，如圖(a)所示。②用米尺測(cè)量平衡時(shí)彈簧的長(zhǎng)度l,并安裝光電門。③將彈簧在彈性限度內(nèi)拉伸一定長(zhǎng)度后釋放，使其在豎直方向振動(dòng)。④用數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄30次全振動(dòng)所用時(shí)間t。⑤逐次增加托盤內(nèi)砝碼的數(shù)量，重復(fù)②③④的操作。該同學(xué)將振動(dòng)系統(tǒng)理想化為彈簧振子。已知彈簧振子的振動(dòng)周期,其中k為彈簧的勁度系數(shù)，M為振子的質(zhì)量。(1)由步驟④,可知振動(dòng)周期T=(3)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的1-T2圖線如圖(b)所示，可得g=m/s2(保留三位有效數(shù)字，π2取9.87)。(4)本實(shí)驗(yàn)的誤差來源包括(雙選，填標(biāo)號(hào))。A.空氣阻力B.彈簧質(zhì)量不為零C.光電門的位置稍微偏離托盤的平衡位置【答案】(1)【解析】(1)30次全振動(dòng)所用時(shí)間t,則振動(dòng)周期(2)彈簧振子的振動(dòng)周期可得振子的質(zhì)量振子平衡時(shí)，根據(jù)平衡條件Mg=k△l可得(3)根據(jù)-整理可得則1-T2圖像斜率解得(4)A.空氣阻力的存在會(huì)影響彈簧振子的振動(dòng)周期，是實(shí)驗(yàn)的誤差來源之一，故A正確；B.彈簧質(zhì)量不為零導(dǎo)致振子在平衡位置時(shí)彈簧的長(zhǎng)度變化，不影響其他操作，根據(jù)(3)中處理方法可知對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響，故B錯(cuò)誤；C.根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟可知光電門的位置稍微偏離托盤的平衡位置會(huì)影響振子周期的測(cè)量，是實(shí)驗(yàn)的誤差來源之013.如圖所示，在豎直放置、開口向上的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一部分理想氣體，活塞橫截面積為S,能無摩擦地滑動(dòng)。初始時(shí)容器內(nèi)氣體的溫度為T。,氣柱的高度為h。當(dāng)容器內(nèi)氣體從外界吸收一定熱量后，活塞緩慢上升再次平衡。已知容器內(nèi)氣體內(nèi)能變化量△U與溫度變化量△T的關(guān)系式為△U=CAT,C為已知常數(shù)，大氣壓強(qiáng)恒為Po,重力加速度大小為g,所有溫度為熱力學(xué)溫度。求(1)再次平衡時(shí)容器內(nèi)氣體的溫度。(2)此過程中容器內(nèi)氣體吸收的熱量?！敬鸢浮?1)(2)【解析】(1)氣體進(jìn)行等壓變化，則由蓋呂薩克定律得即解得(2)此過程中氣體內(nèi)能增加氣體對(duì)外做功此過程中容器內(nèi)氣體吸收的熱量14.如圖所示，水平傳送帶以5m/s的速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶左右兩端的距離為3.6m。傳送帶右端的正上方有一懸點(diǎn)O,用長(zhǎng)為0.3m、不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛一質(zhì)量為0.2kg的小球，小球與傳送帶上表面平齊但不接觸。在0點(diǎn)右側(cè)的P點(diǎn)固定一釘子，P點(diǎn)與0點(diǎn)等高。將質(zhì)量為0.1kg的小物塊無初速輕放在傳送帶左端，小物塊運(yùn)動(dòng)到右端與小球正碰，碰撞時(shí)間極短，碰后瞬間小物塊的速度大小為1m/s、方向水平向左。小球碰后繞0點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)輕繩被釘子擋住后，小球繼續(xù)繞P點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)。已知小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,重力加速度大小g=10m/s2。(1)求小物塊與小球碰撞前瞬間，小物塊的速度大小；(2)求小物塊與小球碰撞過程中，兩者構(gòu)成的系統(tǒng)損失的總動(dòng)能；(3)若小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正上方，繩子不松弛，求P點(diǎn)到O點(diǎn)的最小距離。【答案】(1)5m/s;(2)0.3J;(3)0.2m【解析】(1)根據(jù)題意，小物塊在傳送帶上，由牛頓第二定律有解得由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得，小物塊與傳送帶共速時(shí)運(yùn)動(dòng)的距離為可知，小物塊運(yùn)動(dòng)到傳送帶右端前與傳送帶共速，即小物塊與小球碰撞前瞬間，小物塊的速度大小等于傳送帶的速度大小5m/s。(2)小物塊運(yùn)動(dòng)到右端與小球正碰，碰撞時(shí)間極短，小物塊與小球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律有其中解得小物塊與小球碰撞過程中，兩者構(gòu)成的系統(tǒng)損失的總動(dòng)能為解得(3)若小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正上方，繩子恰好不松弛，設(shè)此時(shí)P點(diǎn)到0點(diǎn)的距離為d,小球在P點(diǎn)正上方的速