2024屆高考物理精英模擬卷 【湖南版】含答案

2024屆高考物理精英模擬卷【湖南版】一、單項(xiàng)選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.核電池在航天領(lǐng)域有著不可替代的地位，它能在極端條件下持續(xù)提供充足的電力，我國的嫦娥三號和嫦娥四號就裝載了核電池，以保證其在月夜極低溫環(huán)境下也能工作。航天器的核電池原料通常為人造放射性元素，其衰變產(chǎn)物為。下列說法正確的是()A.的衰變?yōu)棣滤プ傿.發(fā)生核反應(yīng)后原子核的核子平均質(zhì)量和比結(jié)合能都增大C.與治療甲狀腺疾病的放射性元素的半衰期接近D.若一個(gè)靜止的原子核在勻強(qiáng)磁場中發(fā)生衰變，衰變后兩個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為外切圓2.在絕緣水平桌面上固定一半圓形軌道，如圖所示，AB為半圓的直徑，O為圓心，AC與AB的夾角為θ，在三點(diǎn)處固定三個(gè)電荷量分別為、、的點(diǎn)電荷，C點(diǎn)的場強(qiáng)為零，，，關(guān)于三個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量之比，下列說法正確的是()A.若，則B.若，則C.若，則D.若，則3.電影《流浪地球2》中，人類建造了太空電梯直通空間站。若在將來，成功設(shè)計(jì)出如圖所示的太空電梯，在地球赤道上建造基座，作為太空電梯的出發(fā)地和電梯纜索在地面的固定點(diǎn)，超高強(qiáng)度的纜索連接著基座、36000千米高空處的地球同步軌道上的空間站和離地高度近10萬千米處的配重。太空電梯運(yùn)行時(shí)，纜索始終保持如圖平直狀態(tài)。則()A.地球同步軌道上的空間站兩端連接的纜索上無作用力B.配重繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度小于同步軌道上空間站的線速度C.若連接配重的纜索斷裂，則配重開始做離心運(yùn)動(dòng)D.若配重內(nèi)部有一太空艙，則太空艙內(nèi)物體處于完全失重狀態(tài)4.一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)變化的圖像如圖所示，已知在狀態(tài)a時(shí)氣體的壓強(qiáng)和體積分別為，由狀態(tài)a變化到狀態(tài)b吸收熱量，則氣體由狀態(tài)b變化到狀態(tài)c的過程中，下列說法正確的是()A.氣體吸收熱量 B.氣體放出熱量C.氣體放出熱量 D.氣體放出熱量5.如圖甲所示，一物塊放在光滑的水平面上，在水平向右的推力F的作用下從靜止開始運(yùn)動(dòng)，力F隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示，則物塊運(yùn)動(dòng)速率的平方隨位移變化的關(guān)系可能正確的是()A. B.C. D.6.如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy，空間存在著正交的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，電場強(qiáng)度的方向與x軸夾角為45°斜向右上方，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電微粒從O點(diǎn)出發(fā)，以某一初速度（沿與x軸正方向夾角為45°的方向）進(jìn)入復(fù)合場中，正好做直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)到時(shí)，電場方向突然變?yōu)樨Q直向上，大小變?yōu)樵瓉淼谋叮ú挥?jì)電場變化的時(shí)間），微粒繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，正好垂直于y軸穿出第一象限，重力加速度為g，下列說法正確的是()A.微粒從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)過程中可能做變速運(yùn)動(dòng)B.電場強(qiáng)度E的大小為C.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為D.微粒在第一象限運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為二、多項(xiàng)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(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得4分，有選錯(cuò)的得0分。7.某同學(xué)欲做“坐井觀天”這個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖所示，已知井深h，井口半徑為R，現(xiàn)給井中注滿水，在井底中央放一個(gè)點(diǎn)光源，測得最大視角為θ（視角為兩折射光線反向延長線所夾角度），已知光在真空中的傳播速度為c，下列說法正確的是()A.水的折射率為B.光從光源射出到離開井所需時(shí)間為C.若點(diǎn)光源豎直向上移動(dòng)，最大視角一定變大D.若只往井中注入一半高度的水，則最大視角一定變小8.如圖所示，疊放在一起的兩物塊從距地面一定高度處由靜止下落，經(jīng)碰撞后物塊b靜止在地面上。不考慮空氣阻力的影響，b與地面僅碰撞一次，假定所有的碰撞均為彈性碰撞，則()A.下落過程中物塊間存在彈力作用B.物塊b的質(zhì)量是a的3倍C.物塊a能反彈的最大高度是其初始下落高度的5倍D.物塊a反彈的速度是物塊b落地速度的2倍9.如圖所示，一理想變壓器原線圈a匝數(shù)為1000匝，閉合鐵芯上繞有兩個(gè)副線圈b和c，線圈c的匝數(shù)為300匝，變壓器原線圈兩端接電壓為的交流電源，已知電流表和電壓表V均為理想電表，電阻，單刀雙擲開關(guān)K接1時(shí)電流表示數(shù)為0.4A，下列說法正確的是()A.線圈b的匝數(shù)為200匝 B.K接2時(shí)電壓表示數(shù)為22VC.K接2時(shí)電流表示數(shù)為1A D.K接2時(shí)電流表示數(shù)為5A10.如圖所示，空間內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場（未畫出），在O點(diǎn)有一粒子源，能沿紙面向各方向均勻發(fā)射初速度為、電荷量為、質(zhì)量為m的帶電粒子。O點(diǎn)右側(cè)有一擋板PQ，已知，，當(dāng)沿OQ方向時(shí)，粒子恰好打在擋板上端P點(diǎn)處，不計(jì)粒子重力，不考慮粒子的反彈和粒子間的相互作用，則()A.粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑為aB.擊中擋板左側(cè)的粒子占粒子總數(shù)的C.擊中擋板右側(cè)的粒子占粒子總數(shù)的D.若將擋板PQ兩端延伸足夠長，粒子打在擋板上的長度為三、非選擇題：共56分。11.（7分）一木質(zhì)鉤碼盒內(nèi)裝有10個(gè)50g的鉤碼，某同學(xué)用圖甲所示裝置測量木質(zhì)鉤碼盒的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)操作如下：a.將鉤碼盒放在一端帶定滑輪的水平長木板上，鉤碼盒一側(cè)連接穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶，另一側(cè)連接一細(xì)線，細(xì)線跨過定滑輪下垂，調(diào)節(jié)定滑輪的高度使木板上方細(xì)線水平；b.從鉤碼盒中取出適當(dāng)數(shù)目的鉤碼并掛在下垂細(xì)線末端(其余鉤碼仍在盒內(nèi))，記錄懸掛的鉤碼質(zhì)量m，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由靜止釋放鉤碼盒，根據(jù)紙帶記錄的數(shù)據(jù)算出鉤碼盒運(yùn)動(dòng)的加速度a；c.繼續(xù)從鉤碼盒中取出鉤碼并掛在細(xì)線末端原有鉤碼的下端，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，測得多組懸掛鉤碼的質(zhì)量m與相應(yīng)的加速度a，利用所測數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中作圖，如圖乙所示。（1）若重力加速度大小取，則鉤碼盒（不含鉤碼）的質(zhì)量為______kg，鉤碼盒與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為______。（計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）（2）至少將______個(gè)鉤碼從鉤碼盒中取出并懸掛在細(xì)線末端才能拉動(dòng)鉤碼盒。12.（9分）某興趣小組要測定一個(gè)電容器的電容，選用器材為：待測電容器；電流傳感器；電流表（0~1000μA）；電壓表；干電池（1.5V）；定值電阻；單刀雙擲開關(guān)；導(dǎo)線若干。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①按圖甲所示的電路圖正確連接電路；②將開關(guān)S與1端連接，電源向電容器充電；③充電結(jié)束后，斷開開關(guān)S，將電流表換為電流傳感器，將開關(guān)S擲向2端，測得電流隨時(shí)間（從開關(guān)擲向2端開始計(jì)時(shí)）變化的圖線如圖乙所示。請回答下列問題：（1）某時(shí)刻電流表的示數(shù)如圖丙所示，則電流大小為______μA；（2）開關(guān)與1端相連，電壓表示數(shù)將______（填“逐漸變大”“逐漸變小”或“不變”）；（3）電容器的電容______F（結(jié)果保留一位有效數(shù)字）；（4）若將定值電阻換為，重復(fù)步驟③，則電流隨時(shí)間變化的圖線應(yīng)該是圖丁中的曲線______（填“a”“b”或“c”）；（5）實(shí)驗(yàn)中開關(guān)與1端相連后，電流表的示數(shù)始終不為零，甲同學(xué)認(rèn)為等待時(shí)間不夠長。該同學(xué)的觀點(diǎn)是否正確？請簡要說明理由。13.（10分）某物理教師辦公桌上用一塊厚度均勻且為1cm的玻璃磚壓著一張報(bào)紙，偶爾從玻璃磚正上方觀察發(fā)現(xiàn)報(bào)紙上某黑色字跡感覺高出桌面約0.5cm.（1）由此試求出該玻璃磚的折射率n；（2）從理論上分析，從玻璃磚上方能觀察到該黑色字跡的玻璃磚上表面的面積.（取，計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）14.（14分）如圖所示，邊長為L的正方形abcd區(qū)域內(nèi)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，坐標(biāo)原點(diǎn)O為cd邊的中點(diǎn)，在x軸下方存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子由O點(diǎn)以初速度沿與x軸正方向成30°角射入磁場，粒子恰好不從磁場左邊界射出，不計(jì)粒子重力。（1）求勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大?。唬?）調(diào)整勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小，使粒子能周期性地通過O點(diǎn)在磁場中運(yùn)動(dòng)，求此時(shí)的勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大?。唬?）若使粒子從磁場射出后，不再進(jìn)入磁場，則勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小應(yīng)滿足的條件。15.（16分）如圖甲所示，將質(zhì)量為的木板AB靜止放在光滑水平面上，一質(zhì)量為m的鉛塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）以水平初速度由A端滑上木板，滑至B端時(shí)恰好與木板相對靜止。（1）求此過程中鉛塊與木板間因摩擦產(chǎn)生的熱量；（2）如圖乙所示，將木板AB平均分為緊靠但不粘連的兩段。仍讓鉛塊以水平初速度由A端滑上木板，試判斷鉛塊最終是留在木板上還是飛離木板。若留在木板上，求其在木板上的位置；若飛離木板，求其離開木板時(shí)的速度；（3）如圖丙所示，將一與AB長度相等的、粗糙程度相同木板CD平均分為緊靠但不粘連的n段（且）。設(shè)木板的質(zhì)量為，仍讓質(zhì)量為m的鉛塊以水平初速度由C端滑上木板，試證明木板第1段獲得的速度。

答案以及解析1.答案：D解析：由衰變過程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒知衰變方程為衰變釋放出粒子，故該衰變?yōu)棣了プ儯珹錯(cuò)誤；由于核反應(yīng)釋放能量，故核反應(yīng)過程中有質(zhì)量虧損，而總的核子數(shù)不變，故發(fā)生核反應(yīng)后原子核的核子平均質(zhì)量減小，但比結(jié)合能增大，B錯(cuò)誤；作為航天器的核電池原料，必須有較長的半衰期，而作為治療疾病的放射性元素，半衰期較短，C錯(cuò)誤；靜止的原子核在勻強(qiáng)磁場中發(fā)生α衰變，根據(jù)動(dòng)量守恒定律知，衰變后兩個(gè)粒子速度方向相反，α粒子和原子核均帶正電，根據(jù)左手定則知兩個(gè)粒子所受洛倫茲力方向相反，則衰變后兩個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為外切圓，D正確。2.答案：C解析：由于C點(diǎn)場強(qiáng)為零，故、大于零，則小于零，時(shí)，C點(diǎn)場強(qiáng)分析如圖所示，在矢量三角形中由幾何關(guān)系得，則，A、B錯(cuò)誤；若，同理可得，則，C正確，D錯(cuò)誤。3.答案：C解析：因?yàn)橥杰壍郎系目臻g站受到地球的萬有引力可完全充當(dāng)其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，所以與配重連接的纜索的拉力和與基座連接的纜索的拉力等大、反向，使同步軌道上的空間站穩(wěn)定運(yùn)行，A錯(cuò)誤；同步軌道上的空間站和配重同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等，線速度大小與軌道半徑成正比，所以配重繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度大于同步軌道上空間站的線速度，B錯(cuò)誤；若連接配重的纜索斷裂，配重受到的引力不足以提供其沿著原來的運(yùn)行軌道做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，所以配重開始做離心運(yùn)動(dòng)，C正確；配重的加速度等于地球引力和纜索拉力在配重的運(yùn)行軌道上產(chǎn)生的加速度，則太空艙內(nèi)的物體受到地球引力和太空艙沿地心方向的支持力作用，不處于完全失重狀態(tài)，D錯(cuò)誤。4.答案：C解析：由題圖可知，連線的反向延長線過原點(diǎn)，由理想氣體狀態(tài)方程（C為常數(shù)）可知，氣體由狀態(tài)a到狀態(tài)b發(fā)生等容變化，有，可知狀態(tài)b時(shí)氣體壓強(qiáng)，氣體由狀態(tài)b到狀態(tài)c發(fā)生等壓變化，有，可知狀態(tài)c時(shí)氣體體積；氣體由狀態(tài)a到狀態(tài)b，外界對氣體不做功，氣體吸收熱量，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知?dú)怏w內(nèi)能增加，氣體狀態(tài)c與狀態(tài)a的溫度相等，故氣體由狀態(tài)b到狀態(tài)c內(nèi)能減少，氣體由狀態(tài)b到狀態(tài)c外界對氣體做功，設(shè)氣體放出的熱量為Q，根據(jù)熱力學(xué)第一定律可知，，解得，C正確。5.答案：B解析：由牛頓第二定律得，根據(jù)題圖乙可知物塊在時(shí)間內(nèi)加速度正向（以向右為正方向）均勻減小，在，時(shí)間內(nèi)加速度負(fù)向均勻減小，由可知，圖像斜率為，則圖像中先逐漸增大變“緩”再逐漸減小變“緩”，C、D錯(cuò)誤；由圖像可知，物塊在前一半時(shí)間內(nèi)的位移大于在后一半時(shí)間內(nèi)的位移，A錯(cuò)誤，B正確。6.答案：D解析：微粒從O點(diǎn)到A點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)，由于洛倫茲力的大小與速度有關(guān)，若微粒做變速運(yùn)動(dòng)，則洛倫茲力的大小發(fā)生變化，微粒不能持續(xù)做直線運(yùn)動(dòng)，故微粒一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所受合力為0，A錯(cuò)誤；由于微粒到達(dá)A點(diǎn)之前做勻速直線運(yùn)動(dòng)，對微粒受力分析得向，解得，B錯(cuò)誤；由平衡條件得，電場強(qiáng)度大小和方向改變后，微粒受到的重力和電場力平衡，微粒在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由幾何知識(shí)可得軌跡半徑，又，聯(lián)立解得，C錯(cuò)誤；微粒做勻速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，微粒做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，微粒在第一象限運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為，D正確。7.答案：AD解析：如圖所示，設(shè)入射角為α，由題意可知折射角為，由折射定律可知，水的折射率，由幾何關(guān)系可解得，聯(lián)立解得，A正確；光在水中的傳播速度，光路長為，故傳播時(shí)間為，但該時(shí)間為光離開井的最長時(shí)間，因?yàn)楣獯怪本谝材茈x開井，因此光離開井的時(shí)間不唯一，B錯(cuò)誤；若點(diǎn)光源豎直向上移動(dòng)，由幾何關(guān)系可知視角變大，但光源上移后，入射角增大，可能會(huì)發(fā)生全反射，故最大視角不一定變大，C錯(cuò)誤；若只往井中注入一半高度的水，入射角變小，一定不會(huì)發(fā)生全反射，因此最大視角一定變小，D正確.8.答案：BD解析：由于不受空氣阻力作用，故兩物塊均在空中做自由落體運(yùn)動(dòng)，兩物塊之間不存在相互作用的彈力，A錯(cuò)誤；設(shè)兩物塊落地瞬間的速度大小為，物塊b落地后與地面發(fā)生彈性碰撞，以初速度反彈且與物塊a發(fā)生彈性碰撞，設(shè)碰撞后瞬間物塊a的速度為v，以豎直向上為正方向，則由動(dòng)量守恒定律可得，由機(jī)械能守恒定律可得，兩式聯(lián)立可解得，BD正確；以整個(gè)過程為研究對象，設(shè)初始下落高度為反彈的高度為，則有，解得，C錯(cuò)誤。9.答案：AD解析：原線圈所接交流電電壓的有效值，K接1時(shí)副線圈只有線圈b，根據(jù)理想變壓器輸入功率等于輸出功率可知，解得副線圈兩端電壓，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知線圈b的匝數(shù)匝，A正確；K接2時(shí)，副線圈為線圈串聯(lián)，副線圈匝數(shù)變?yōu)?00匝，則電壓表示數(shù)變?yōu)?，B錯(cuò)誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律可知電流表示數(shù)，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比可知電流表示數(shù)，C錯(cuò)誤，D正確。10.答案：AC解析：沿OQ方向射入的粒子軌跡1如圖甲所示，由幾何關(guān)系知，A正確；擊中擋板左側(cè)的粒子，如圖甲所示，其軌跡介于軌跡1與軌跡2之間，對應(yīng)初速度間的夾角為30°，故其間的粒子數(shù)占總粒子數(shù)的比例為，B錯(cuò)誤；擊中擋板右側(cè)的粒子，如圖乙所示，其軌跡介于軌跡3與軌跡4之間，對應(yīng)初速度間的夾角為60°，故其間的粒子數(shù)占總粒子數(shù)的比例為，C正確；若將擋板PO兩端延伸足夠長，如圖丙所示，粒子能夠打在擋板上的軌跡介于軌跡1與軌跡5之間，由幾何關(guān)系知，粒子打在擋板上的長度為，D錯(cuò)誤。11.答案：（1）0.063；0.30（2）3解析：（1）設(shè)鉤碼盒連同其中的鉤碼總質(zhì)量為M，根據(jù)牛頓第二定律，對鉤碼盒和其中剩余的鉤碼有，對懸掛在細(xì)線上的鉤碼有，聯(lián)立解得，結(jié)合題圖乙可知，解得，，鉤碼盒的質(zhì)量。（2）由題圖乙可知，時(shí)鉤碼盒才開始運(yùn)動(dòng)，所以至少掛3個(gè)鉤碼。12.答案：（1）300（2）逐漸變大（3）（4）c（5）不正確。理由見解析解析：（1）由題圖丙知，電流表的示數(shù)為300μA。（2）充電過程中電容器的帶電荷量逐漸變大，根據(jù)知，電容器兩端的電壓變大，則與其并聯(lián)的電壓表示數(shù)也隨之逐漸變大。（3）題圖乙中，時(shí)，，電容器兩端的電壓為。根據(jù)圖線與t軸圍成的面積表示電容器所放電荷量及得電容大小約為。（4）充電結(jié)束后，電容器兩端的電壓仍為1.5V，換成更大的電阻后，根據(jù)可知，時(shí)，流過的放電電流，而總電荷量不變，根據(jù)知，放電時(shí)間變長，故選擇c圖線。（5）不正確。充電過程電流表測量的是電容器和電壓表并聯(lián)的總電流，充電結(jié)束后，電容器所在支路無電流，但電壓表所在支路有電流，故電流表的示數(shù)不為零。13.答案：（1）2（2）解析：（1）設(shè)玻璃磚厚度為h，光路圖如圖甲所示，圖中x極小，的長度為由幾何關(guān)系知由折