2024年普通高等学校招生全国统一考试（天津卷）
理科综合能力测试物理部分。
第ⅰ卷。一、单项选择题（每小题6分，共30分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。）
1．下列能揭示原子具有核式结构的实验是。
a．光电效应实验 b．伦琴射线的发现 c．α粒子散射实验 d．氢原子光谱的发现。
答案：c解析：光电效应实验说明光具有粒子性，a错误；x射线（伦琴射线）的发现是19世纪末20世纪初物理学的三大发现（x射线2024年、放射线2024年、电子2024年）之一，这一发现标志着现代物理学的产生，b错误；氢原子光谱的发现解释了原子的稳定性以及原子光谱的分立特征，d错误； 卢瑟福的α粒子散射实验揭示原子具有核式结构，c正确。
2．如图所示，a、b两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中b受到的摩擦力。
a．方向向左，大小不变 b．方向向左，逐渐减小。
c．方向向右，大小不变 d．方向向右，逐渐减小。
答案：a解析：对于多个物体组成的物体系统，若系统内各个物体具有相同的运动状态，应优先选取整体法分析，再采用隔离法求解。
取a、b系统整体分析有，a=μg，b与a具有共同的运动状态，取b为研究对象，由牛顿第二定律有：，物体b做速度方向向右的匀减速运动，故而加速度方向向左。a正确。
3．质点做直线运动的位移x与时间t的关系为x = 5t + t2 （各物理量均采用国际单位制单位），则该质点。
a．第1s内的位移是5m b．前2s内的平均速度是6m/s
c．任意相邻1s内的位移差都是1m d．任意1s内的速度增量都是2m/s
答案：d解析：第1s内的位移只需将t=1代入即可求出x=6m，a错误；前2s内的平均速度为，b错；由题给解析式可以求得加速度为a=2m/s2，c错；由加速的定义可知d正确。
4．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则
a．t =0.005s时线框的磁通量变化率为零。
b．t =0.01s时线框平面与中性面重合。
c．线框产生的交变电动势有效值为311v
d．线框产生的交变电动势的频率为100hz
答案：b解析：由图2可知，该交变电动势瞬时值的表达式为。
当t=0.005s时，瞬时值e=311v，此时磁通量变化率最大，a错；同理当t=0.01s时，e=0v，此时线框处于中性面位置，磁通量最大，磁通量的变化率为零，b正确；对于正弦交变电流其有效值为emax/，题给电动势的有效值为220v，c错；交变电流的频率为f=1/t=ω/2π=50hz，d错。
5．板间距为d的平行板电容器所带电荷量为q时，两极板间的电势差为u1，板间场强为e1。现将电容器所带电荷量变为2q，板间距变为，其他条件不变，这时两极板间电势差为u2，板间场强为e2，下列说法正确的是。
a．u2 = u1，e2 = e1 b．u2 = 2u1，e2 = 4e1
c．u2 = u1，e2 = 2e1 d．u2 = 2u1，e2 = 2e1
答案：c解析：考查平行板电容器的相关知识。，，当电荷量变为2q时，，，c选项正确。
二、不定项选择题（每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分。）
6． 甲、乙两单色光分别通过同一双缝干涉装置得到各自的干涉图样，设相邻两个亮条纹的中心距离为，若，则下列说法正确的是。
a．甲光能发生偏振现象，则乙光不能 b．真空中甲光的波长一定大于乙光的波长。
c．甲光的光子能量一定大于乙光的光子能量 d．在同一种均匀介质中甲光的传播速度大于乙光。
答案：bd解析：偏振现象是横波特有的现象，甲乙都可以有偏振现象发生，a错；由，可知甲光的波长大于乙光，b正确；光子能量取决于光子的频率，而光子频率与波长成反比，c错；波速与波长之间同步变化，d正确。
7．位于坐标原点处的波源a沿y轴做简谐运动，a刚好完成一次全振动时，在介质中形成的简谐横波的波形如图所示，b是沿波传播方向上介质的一个质点，则。
a．波源a开始振动时的运动方向沿y轴负方向。
b．此后周期内回复力对波源a一直做负功。
c．经半个周期时间质点b将向右迁移半个波长。
d．在一个周期时间内a所受回复力的冲量为零。
答案：abd
解析：由a刚好完成一次全振动时的图线可知波源a的起振方向沿y轴负方向，a正确；经过周期之后质点a将向负向最大位移运动，回复力做负功，b正确；质点不随波迁移，c错误；由简谐运动的对称性可知回复力在一个周期内的冲量为零，d正确。
8． 质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为m，月球半径为r，月球表面重力加速度为g，引力常量为g，不考虑月球自转的影响，则航天器的。
a．线速度 b．角速度 c．运行周期 d．向心加速度。
答案：ac解析：万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，代入相关公式即可。
第ⅱ卷。9．（18分）
1）某同学用测力计研究在竖直方向运行的电梯运动状态。他在地面上用测力计测量砝码的重力，示数为g。他在电梯中用测力计仍测量同一砝码的重力，发现测力计的示数小于g，由此判断此时电梯的运动状态可能是。
答案：减速上升或加速下降。
解析：物体处于失重状态，加速度方向向下，故而可能是减速上升或加速下降。
2）用螺旋测微器测量某金属丝直径的结果如图所示。
该金属丝的直径是 mm
答案：1.706
解析：注意副尺一定要有估读。读数为1.
5+20.6×0.01mm=1.
706mm。因为个人情况不同，估读不一定一致，本题读数1.704～1.
708都算正确。
3）某同学用大头针、三角板、量角器等器材测半圆形玻璃砖的折射率。开始玻璃砖的位置如图中实线所示，使大头针p1、p2与圆心o在同一直线上，该直线垂直于玻璃砖的直径边，然后使玻璃砖绕圆心o缓慢转动，同时在玻璃砖直径边一侧观察p1、p2的像，且p2的像挡住p1的像。如此观察，当玻璃砖转到图中虚线位置时，上述现象恰好消失。
此时只需测量出即可计算出玻璃砖的折射率。请用你的测量量表示出折射率。
答案：玻璃砖直径边绕o点转过的角度
解析：由题意可知，当玻璃砖转过某一角度θ时，刚好发生全反射，在直径边一侧观察不到p1、p2的像，做出如图所示的光路图可知，当转过角度θ时有。
4）某同学测量阻值约为25kω的电阻rx，现备有下列器材：
a．电流表（量程100 μa，内阻约为 2 kω）；
b．电流表（量程500 μa，内阻约为300 ω）
c．电压表（量程15 v，内阻约为100 kω）；
d．电流表（量程50 v，内阻约为500 kω）；
e．直流电源（20 v，允许最大电流1 a）；
f．滑动变阻器（最大阻值1 kω，额定功率1 w）；
g．电键和导线若干。
电流表应选 ，电压表应选填字母代号）
该同学正确选择仪器后连接了以下电路，为保证实验顺利进行，并使测量误差尽量减小，实验前请你检查该电路，指出电路在接线上存在的问题：
答案：b c ①电流表应采用内接的方法；②滑动变阻器应采用分压器方式的接法 。
解析：电学实验选择仪器的一般步骤如下：① 根据量程选择电流表和电压表，不能超过表的量程，不能量程太大导致表的读数偏小；② 根据题中关键语句，如精确测量，从零开始连续可调等等选择分压电路亦或是限流电路；分压电路滑动变阻器选择小阻值，限流电路滑动变阻器选择大阻值；③ 选择电流表的内外接法，一般的原则是“大内偏大，小外偏小”；也可以根据与之间的关系来判断，当》时，采用电流表的外接法，反之选择电流表内接法。
1）本题中，待测电阻rx的阻值约为25kω，直流电源电动势为20v，经粗略计算电路中最大的电流约为，所以电流表选择b；虽然电压表c的量程不足，但是相比起来电压表d的量程超过太多，读数偏小，所以电压表选择c表。
2）根据本题解析的第②、③两条原则可知电路图的问题为：①电流表应采用内接的方法；②滑动变阻器应采用分压器方式的接法 。
10．（16分）
如图所示，圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上，轨道半径为r，mn为直径且与水平面垂直，直径略小于圆管内径的小球a以某一初速度冲进轨道，到达半圆轨道最高点m时与静止于该处的质量与a相同的小球b发生碰撞，碰后两球粘在一起飞出轨道，落地点距n为2r。重力加速度为g，忽略圆管内径，空气阻力及各处摩擦均不计，求：
1）粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t；
2）小球a冲进轨道时速度v的大小。
答案：（1） （2）
解析：（1）粘合后的两球飞出轨道后做平抛运动，竖直方向分运动为自由落体运动，有。
解得 ②2）设球a的质量为m，碰撞前速度大小为v1，把球a冲进轨道最低点时的重力势能定为0，由机械能守恒定律知 ③
设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为v2，由动量守恒定律知 ④
飞出轨道后做平抛运动，水平方向分运动为匀速直线运动，有 ⑤
综合②③④式得。
11．（18分）
如图所示，两根足够长的光滑金属导轨mn、pq间距为l=0.5m，其电阻不计，两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置，每棒两端都与导轨始终有良好接触，已知两棒的质量均为0.
02kg，电阻均为r=0.1ω，整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，磁感应强度为b=0.2t，棒ab在平行于导轨向上的力f作用下，沿导轨向上匀速运动，而棒cd恰好能保持静止。
取g=10m/s2，问：
1）通过cd棒的电流i是多少，方向如何？
2）棒ab受到的力f多大？
3）棒cd每产生q=0.1j的热量，力f做的功w是多少？
答案：（1）1a 方向由d到c （2）0.2n （3）0.4j
解析：（1）棒cd受到的安培力。
棒cd在共点力作用下平衡，则 ②
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