湖南省2024年高考物理模擬試卷及答案15

湖南省2024年高考物理模擬試卷及答案閱卷人一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求。得分1．中國傳統(tǒng)工藝——榫卯結(jié)構(gòu)出現(xiàn)在當下流行的拼插玩具中，如圖甲所示。凸出部分叫榫，凹進部分叫卯，榫和卯咬合，起到連接作用。圖乙是一種榫卯連接構(gòu)件，相互連接的兩部分M、N，其中構(gòu)件M固定在水平地面上，榫、卯接觸面間的動摩擦因數(shù)均為μ，沿N的軸線OP用大小為F的力才能將N從M中緩慢拉出?？烧J為各接觸面間的彈力大小均為FN，滑動摩擦力與最大靜摩擦力大小相等，N的下表面與水平地面未接觸，則榫、卯接觸面間的動摩擦因數(shù)μA．F2FN B．F3FN2．“地震預(yù)警”是指在地震發(fā)生以后，搶在地震波傳播到受災(zāi)地區(qū)前，向受災(zāi)地區(qū)提前發(fā)出警報，通知目標區(qū)域從而實現(xiàn)預(yù)警?？蒲袡C構(gòu)對波的特性展開研究，某機械波沿x軸傳播，圖甲為t=0.6s時的波動圖像，圖乙為x=5m處A質(zhì)點的振動圖像，此時P、Q兩質(zhì)點的位移均為A．這列波沿x軸正方向傳播B．P質(zhì)點的振動方程為y=2C．t=0.6s時，P、D．從t=0.6s開始經(jīng)過0.3s，P、3．如圖為理想自耦變壓器，在A、B間輸入電壓有效值恒定的交變電流，開始時滑片P1位于線圈CD的中點G，滑片P2位于滑動變阻器R的中點，電流表A1A．若僅將滑片P1向上滑動，則A1、B．若僅將滑片P1向上滑動，則A1、C．若僅將滑片P2向上滑動，則A1的示數(shù)變大，D．若僅將滑片P2向上滑動，則A1的示數(shù)變小，4．如圖所示為三棱鏡的截面ΔABC，∠A=105°、∠B=45°。某細單色光束從AC邊上的D點射入三棱鏡，折射光線射到BC邊上的E點，正好發(fā)生全反射，反射光線垂直射到AB邊的F點，光線在D的入射角為α，折射角為β，已知B、E兩點之間的距離為L，sin15°=6?A．sinα=3?1C．光從E到F的傳播時間為Lc D．介質(zhì)對此單色光的折射率為5．如圖所示，一質(zhì)量為M的楔形木塊靜止放在水平地面上，它的頂角為90°，兩底角分別為α和β；已知楔形木塊的兩個斜面是光滑的，與地面之間的接觸面是粗糙的?，F(xiàn)將兩個質(zhì)量均為m的小木塊輕輕放在兩個斜面上，讓a、b同時由靜止開始運動。在兩個木塊共同下滑的過程中，楔形木塊對水平地面的摩擦力大小及壓力的大小分別為A．mg(sinα－sinβ)，Mg＋mg(sinα＋sinβ)C．0，Mg＋mg D．mg(sinβ－sinα)，6．如圖所示，嫦娥五號探測器由軌道器、返回器、著陸器和上升器等多個部分組成。探測器完成對月球表面的取樣任務(wù)后，樣品將由上升器攜帶升空進入環(huán)月軌道，與環(huán)月軌道上做勻速圓周運動的軌道器、返回器組合體（簡稱“組合體”）對接。為了安全，上升器與組合體對接時，必須具有相同的速度。已知上升器（含樣品）的質(zhì)量為m，月球的半徑為R，月球表面的“重力加速度”為g，組合體到月球表面的高度為h。取上升器與月球相距無窮遠時引力勢能為零，上升器與月球球心距離r時，引力勢能為Ep=?GMmr，A．月球的質(zhì)量M=B．組合體在環(huán)月軌道上做圓周運動的速度v的大小為gC．上升器與組合體成功對接時上升器的能量為?D．上升器從月球表面升空并與組合體成功對接至少需要的能量為mgR?閱卷人二、選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。得分7．點電荷A、B、C固定在xOy平面內(nèi)，A、B位于x軸上2d和4d處，C位于y軸上4d處，如圖所示，已知在原點O處的電場方向沿y軸正方向，點電荷A的電荷量為-q，點電荷B、C的電荷量大小相等，下列說法正確的是（）A．點電荷A、B帶同種電荷B．點電荷B的電荷量大小為4qC．一個帶負電的試探電荷沿直線從O點運動到P點，電勢能先增大再減小D．一個帶負電的試探電荷沿直線從O點運動到P點，電勢能先減小再增大8．氫原子從高能級向低能級躍遷時，會產(chǎn)生四種頻率的可見光，其光譜如圖甲所示。氫原子從能級6躍遷到能級2產(chǎn)生可見光Ⅰ，從能級3躍遷到能級2產(chǎn)生可見光Ⅱ，用同一雙縫干涉裝置研究這兩種光的干涉現(xiàn)象，得到如圖乙和圖丙所示的干涉條紋，用這兩種光分別照射如圖丁所示的實驗裝置，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)。下列說法正確的是（）A．圖甲中的Hα對應(yīng)的是Ⅱ C．Ⅰ的光子動量小于Ⅱ的光子動量 D．P向a移動，電流表示數(shù)為零時Ⅰ對應(yīng)的電壓表示數(shù)比Ⅱ的大9．某實驗研究小組為探究物體沖上粗糙斜面能達到的最大位移x與斜面傾角θ的關(guān)系，使某一物體每次以不變的初速率v0沿足夠長的斜面向上運動，如圖甲所示，調(diào)節(jié)斜面與水平面的夾角θ，實驗測得x與θ的關(guān)系如圖乙所示，取g=10m/s2。則由圖可知（）A．物體的初速率vB．物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0C．圖乙中xD．取初始位置所在水平面為重力勢能參考平面，當θ=37°，物體上滑過程中動能與重力勢能相等時，物體上滑的位移為0.5m10．如圖所示為某離子速度分析器截面圖，用于探究空間區(qū)域離子發(fā)射的速度。建立如圖的坐標系，在xOy平面（紙面）內(nèi)，圓Ⅰ與圓Ⅱ相切于F點，與x、y軸相切于A、C兩點，圓心位置分別為O1、O2，半徑均為R，兩圓心連線與OF垂直，圓內(nèi)分別存在垂直紙面向外的勻強磁場B1、B2。離子源發(fā)射質(zhì)量為m、電荷量為q、速度大小為v0的正離子，從A點沿AO1方向射入磁場BA．磁感應(yīng)強度B1的大小為B．若離子不會碰到y(tǒng)軸，則B2的最小值為C．若離子源發(fā)射點可在圓Ⅰ內(nèi)移動，且離子的速度大小可調(diào)、發(fā)射方向均沿y軸正方向，要使離子都能從F點垂直O(jiān)F方向射入圓Ⅱ，則離子發(fā)射點位置需滿足的函數(shù)關(guān)系式為y=?(D．若離子源發(fā)射點可在圓Ⅰ內(nèi)移動，且離子的速度大小可調(diào)、發(fā)射方向均沿y軸正方向，要使離子都能從F點垂直O(jiān)F方向射入圓Ⅱ，則圓Ⅰ內(nèi)可能有離子經(jīng)過的區(qū)域面積為(π?2閱卷人三、非選擇題：本題共5小題，共56分。得分11．小劉同學(xué)準備用實驗探究胡克定律，他把彈簧上端固定在鐵架臺的橫桿上，彈簧的右側(cè)固定一刻度尺，如圖1所示．在彈簧下端懸掛不同質(zhì)量的鉤碼，記錄彈簧在不同拉力作用下的長度x，以彈簧彈力F為縱軸、彈簧長度x為橫軸建立直角坐標系。（1）測得彈力F與彈簧長度x的關(guān)系如圖2所示，圖中x0A．彈簧的形變量 B．彈簧形變量的變化量C．彈簧處于水平狀態(tài)下的自然長度 D．彈簧處于豎直狀態(tài)下的自然長度（2）實驗中，使用兩條不同的輕質(zhì)彈簧a和b，得到的彈力F與彈簧長度x的圖像如圖3所示，由此可知a彈簧的勁度系數(shù)（填“大于”，“等于”或“小于”）b彈簧的勁度系數(shù)。（3）實驗過程中發(fā)現(xiàn)某類彈簧自身受到的重力相對其彈力非常小，可視為輕質(zhì)彈簧，若把該類彈簧在鐵架臺上豎直懸掛時，彈簧呈現(xiàn)的形態(tài)是圖4中的哪一幅圖。（選擇字母代號“A”或“B”或“C”）（4）小劉同學(xué)在完成實驗（2）后，將質(zhì)量為m的鉤碼分別掛在輕質(zhì)彈簧a、b上，并測得a、b彈簧的長度分別為L1、L2，若將a、b彈簧首尾相連串接在一起，則串接后整根彈簧的勁度系數(shù)k=。（已知當?shù)刂亓铀俣葹?2．小明同學(xué)暑假在工地上找到一段導(dǎo)線，他想用自己所學(xué)的實驗方法來測量該導(dǎo)線的電阻Rx。（1）小明先用多用電表的歐姆擋進行粗略測量，選用歐姆擋“×1”擋進行測量時，指針位置如圖所示，則讀數(shù)為Ω。（2）小明還從實驗室中借了以下器材，用另一種方案來測量該導(dǎo)線的電阻。A.電流表G：內(nèi)阻Rg=100Ω，滿偏電流Ig=3mAB.電流表A：量程為0.6A，內(nèi)阻約為1ΩC.滑動變阻器R：最大阻值為5ΩD.定值電阻：R1=500Ω，R2=1900ΩE.電源：電動勢E=6V，內(nèi)阻不計F.開關(guān)S一個、導(dǎo)線若干①實驗器材中缺少電壓表，可將電流表G與一個定值電阻改裝成量程為6V的電壓表，則定值電阻應(yīng)選（選填“R1”或“R2”）。②為了盡可能獲取多組數(shù)據(jù)并減小實驗誤差，請在虛線框內(nèi)畫出測量電路原理圖并標注所選器材的符號。③某次測量中，電流表G的讀數(shù)為I1=2.70mA時，電流表A的讀數(shù)為I2=0.50A，由此求得這段導(dǎo)線的電阻為Ω（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。13．一根粗細均勻、長度L=90cm的導(dǎo)熱玻璃管開口向下豎直放置，管中水銀柱的長度l1=15cm，封閉的理想氣體柱的長度l2=75cm，如圖甲所示；現(xiàn)將玻璃管緩慢轉(zhuǎn)動180°至開口向上并固定，如圖乙所示。已知外界大氣壓強恒為75（1）求圖乙中水銀到管口的距離h；（2）對圖乙中的封閉氣體加熱，要使水銀全部從玻璃管頂端溢出，求封閉氣體的熱力學(xué)溫度不能低于多少。14．將扁平的小石片在手上呈水平放置后用力飛出，石片遇到水面后并不會直接沉入水中，而是擦著水面滑行一小段距離后再彈起飛行，跳躍數(shù)次后沉入水中，即稱為“打水漂”。如圖所示，小明在岸邊離水面高度h0=1.8m處，將一質(zhì)量m=20g的小石片以初速度v0=8m/s水平飛出，小石片在水面上滑行時受到的水平阻力恒為f=0.5N，若小石片每次均接觸水面Δt=0.04s后彈起，彈起時豎直方向的速度與此時沿水面滑行的速度之比為常數(shù)k=0.75。小石片在水面上彈跳數(shù)次后沿水面的速度減為零，此后以a=2.0m/s2的恒定加速度沿豎直方向沉入水深h=1m的河底。取重力加速度g=10m/s2，不計空氣阻力。求：（1）小石片第一次與水面接觸前水平方向的位移x；（2）小石片從開始拋出到沉入河底前瞬間的整個過程中，水對小石片做的功W；（3）小石片最后一次彈起在空中飛行的時間t。15．圖甲為某種發(fā)電裝置，輕質(zhì)釹磁鐵固定在帶狀薄膜上，上下各固定一個完全相同的線圈。兩線圈與磁鐵共軸，以薄膜平衡位置為原點O建立豎直向上x軸，線圈中心與磁鐵相距均為x0，當周期性外力作用時，薄膜帶動磁鐵在豎直方向上下振動，振幅為A。已知線圈的匝數(shù)為n、橫截面積為S、磁鐵中軸線上各點磁感應(yīng)強度B的大小與該點到磁鐵中心距離x的關(guān)系如圖乙所示，忽略線圈長度，線圈內(nèi)各處磁感應(yīng)強度的豎直分量近似等于線圈中心位置的磁感應(yīng)強度大小，不計線圈電阻和自感互感的影響，電路連接如圖丙所示。定值電阻R=5Ω，電容器的電容C=0.2F，足夠長的光滑平行金屬導(dǎo)軌AG、BH固定于水平面內(nèi)，相距為L=2m，處于豎直向下、大小為B4=1T的勻強磁場中，軌道在C、D處各被一小段正對的絕緣材料隔開，質(zhì)量為ma=1kg的金屬棒a靜置于導(dǎo)軌AB處，質(zhì)量為mb=3kg的金屬棒b緊貼CD右側(cè)放置，質(zhì)量為mc=1kg的金屬棒c靜置于b棒右側(cè)s0=2m（1）若磁鐵從O點運動到最高點歷時Δt，判斷此過程流過電阻R中電流方向及流過R的電荷量；（2）磁鐵上升過程某時刻，電容器帶電荷量Q1=2C時，將開關(guān)S撥到觸點“2”。當金屬棒a運動至CD時電容器的電壓U=6V，此時a、b兩棒相碰結(jié)合為一個“雙棒”整體，最終各棒運動達到穩(wěn)定狀態(tài)，求最終“雙棒”整體與c棒的距離以及從a、b棒碰后到各棒穩(wěn)定的過程中（3）圖乙中B與x關(guān)系式滿足B=kx（其中k為未知常數(shù)），圖中B1、B2、B3

答案解析部分1．【答案】C【解析】【解答】榫卯結(jié)構(gòu)有4個接觸面，由共點力平衡條件可得

4μFN=F

解得榫、卯接觸面間的動摩擦因數(shù)為

μ=F4F2．【答案】B【解析】【解答】A.由乙圖可知，在t=0.6s時，A質(zhì)點正在沿y軸負方向運動，由圖甲，根據(jù)“波形平移法”可知，該波沿x軸負向傳播，A不符合題意；

B.P質(zhì)點的振動方程為

x=Asin(ωt+φ)cm

ω=2πT=2π1.2rad/s=5π3rad/s

將t=0.6s，y=-1cm代入，解得

φ=π6或53．【答案】A【解析】【解答】AB.若僅將滑片P1向上滑動，則變壓器初級匝數(shù)增加，根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系式

U1U2=n1n2

可知副線圈電壓減小，副線圈輸出電流減小，由根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)的關(guān)系式

I1I2=n2n1

可知原線圈電流也減小，則電流表A1、A2的示數(shù)均變小，A符合題意，B不符合題意；

CD.若僅將滑片P2向上滑動，則電阻R變大，由歐姆定律可知，負線圈電流減小，由根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)的關(guān)系式4．【答案】C【解析】【解答】ABD.因為EF垂直AB，可得∠BEF=45°，由題知在E點，正好發(fā)生全反射，可知臨界角為45°，可得三棱鏡的折射率為

n=1sin45°=2

可知已知∠A=105°、∠B=45°，由幾何關(guān)系可得∠ADE=75°，則β=15°，可得

sinβ=6?24

由折射率公式得

n=sinαsinβ

解得

sinα=3?12

ABD不符合題意；

C.由幾何關(guān)系可得，E、F兩點之間的距離為

d=Lsin45°

由折射率的定義可得

n=cv

5．【答案】C【解析】【解答】由牛頓第二定律可得，木塊a、b下滑的加速度大小分別為

a1=mgsinαm=gsinα，a2=mgsinβm=gsinβ

a、b的加速度在水平方向上的分量分別為

a1x=gsinαcosα，a2x=gsinβcosβ

又因為α+β=90°6．【答案】D【解析】【解答】A.設(shè)月球表面有一物體，質(zhì)量為m0，根據(jù)萬有引力等于重力可得

GMm0R2=m0g

解得月球質(zhì)量

M=gR2G

不符合題意；

B.組合體在環(huán)月軌道上距地面高h處做圓周運動，設(shè)組合體的質(zhì)量為m'，由萬有引力提供向心力，可得

GMm'R+?2=m'v2R+?

解得組合體在環(huán)月軌道上做圓周運動的速度的大小為

v=GMR+?=g7．【答案】B,C【解析】【解答】AB.點電荷A的電荷量為-q，可知點電荷A在O點產(chǎn)生的場強方向沿x軸正方向，由于原點O處的合電場方向沿y軸正方向，所以點電荷B在O點產(chǎn)生的場強應(yīng)沿x軸負方向，點電荷C在O點產(chǎn)生的場強應(yīng)沿y軸正方向，可知B帶正電，C帶負電，因為原點O處的合電場方向沿y軸正方向，所以A、B在O點的場強大小相等方向相反，有EB=EA，即kQ4d2=kq8．【答案】A,D【解析】【解答】A.氫原子從能級6向能級2躍遷時，從能級6躍遷到能級2產(chǎn)生可見光Ⅰ光子能量最大，從能級3躍遷到能級2產(chǎn)生可見光Ⅱ光子能量最小，故可見光Ⅱ是可見光中光子能量最小的紅光，圖1中的Hα對應(yīng)的是Ⅱ，A符合題意；

B.因可見光Ⅱ的光子能量小于可見光Ⅰ的光子能量，由E=?ν=vcλ可知，可見光Ⅱ波長大，根據(jù)條紋間距公式?x=ldλ可知，其條紋間距較大，故圖丙中的干涉條紋對應(yīng)的是Ⅱ，B不符合題意；

C.根據(jù)p=?λ，可知I的光子動量大于Ⅱ的光子動量，C不符合題意；

D.根據(jù)遏止電壓方程eUc=?ν?W09．【答案】B,D【解析】【解答】A.由圖乙可知，當θ=π2時，物體做豎直上拋運動，摩擦力為零，由動能定理可得0?12mv02=?mgx1，解得v0=2gx1=2×10×0.9m/s=32m/s，A不符合題意；

B.當θ=0時，物體沿水平面做勻減速直線運動，由動能定理可得?μmgx0=0?1210．【答案】A,C【解析】【解答】A.由幾何關(guān)系可得，OF與x軸夾角為π4，有tanπ8=Rr1，離子運動半徑為r1=(2+1)R，根據(jù)洛倫茲力充當向心力可得qv0B1=mv02r1，得B1=(2?1)mv0Rq，A符合題意；

B.若離子不會碰到y(tǒng)軸，則離子出磁場B2時速度與y軸平行，此時B2最小，則離子運動軌跡如圖：

由幾何關(guān)系r2=Rtanπ11．【答案】（1）D（2）大于（3）A（4）mg【解析】【解答】（1）根據(jù)胡克定律可得F=k(x?x0)，當F=0時，有x=x0，由于彈簧豎直懸掛，所以x0為彈簧處于豎直狀態(tài)下的自然長度。故選D。

（2）由F=k(x?x0)可知，彈力F與彈簧長度x的關(guān)系圖像的斜率表示彈簧的勁度系數(shù)，圖線a的斜率大于圖線b的斜率，故a彈簧的勁度系數(shù)大于b彈簧的勁度系數(shù)。

（3）彈簧自身受到的重力可忽略時，其各部分均勻伸長，故彈簧呈現(xiàn)的形態(tài)是A圖。

（4）由圖3可知未掛鉤碼時彈簧a的長度為xa，彈簧b的長度為12．【答案】（1）12.0（2）R2；；11【解析】【解答】（1）由圖可知，歐姆表表盤讀數(shù)為12.0，因為選擇的是“×1”檔，所以該讀數(shù)為Rx=12.0×1Ω=12.0Ω。

（2）①根據(jù)電壓表改裝原理和歐姆定律可得U=Ig(Rg+R0)，解得定值電阻的阻值為R0=1900Ω，故定值電阻應(yīng)選R2。13．【答案】（1）解：圖甲中氣體的長度為l氣體的壓強為p圖乙中氣體的長度為l氣體的壓強為p環(huán)境的熱力學(xué)溫度不變，根據(jù)玻意耳定律有p解得?=25cm（2）解：設(shè)封閉理想氣體的水銀柱長度為x時，理想氣體的熱力學(xué)溫度為T，則由理想氣體狀態(tài)方程有p其中p3=代入可得60cmHg×75cm根據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系，當75+x=90?x即x=7此時有T=438所以封閉氣體的熱力學(xué)溫度不能低于438.75K?！窘馕觥俊痉治觥浚?）找出初末狀態(tài)的氣體狀態(tài)參量，由玻意耳定律列式求解即可；

（2）由理想氣體狀態(tài)方程列式求解。14．【答案】（1）解：小石片做平拋運動，則x=?聯(lián)立解得x=4（2）解：小石片沉入河底時，有v從開始拋出到沉入河底前瞬間的整個過程，由動能定理得mg(解得W=?1（3）解：小石片在水面上滑行時加速度為a每次滑行的水平速度減少量為Δ所以n=v即小石片在水面上滑行了8次，空中彈起后飛行了7次；第n次彈起時的水平速度v豎直速度為v空中飛行時間為t可得第n次彈起后在空中飛行的時間為（最后一次彈起，第七次）t所以小石片最后一次彈起在空中飛行的時間為t=0【解析】【分析】（1）根據(jù)平拋運動規(guī)律，由運動學(xué)公式求解；

（2）由勻變速直線運動的位移-速度公式，求出小石片沉入開始下沉?xí)r的速度，再對從開始拋出到