湖南省2024年普通高中學業(yè)水平選擇性考試（物理）附試卷分析

湖南省2024年普通高中學業(yè)水平選擇性考試（物理）一、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選項中,只有一項是符合題目要求的。1.量子技術是當前物理學應用研究的熱點,下列關于量子論的說法正確的是A.普朗克認為黑體輻射的能量是連續(xù)的B.光電效應實驗中,紅光照射可以讓電子從某金屬表面逸出,若改用紫光照射也可以讓電子從該金屬表面逸出C.康普頓研究石墨對X射線散射時,發(fā)現(xiàn)散射后僅有波長小于原波長的射線成分D.德布羅意認為質(zhì)子具有波動性,而電子不具有波動性2.如圖,健身者在公園以每分鐘60次的頻率上下抖動長繩的一端,長繩自右向左呈現(xiàn)波浪狀起伏,可近似為單向傳播的簡諧橫波。長繩上A、B兩點平衡位置相距6m,t0時刻A點位于波谷,B點位于波峰,兩者之間還有一個波谷。下列說法正確的是A.波長為3mB.波速為12m/sC.t0+0.25s時刻,B點速度為0D.t0+0.50s時刻,A點速度為03.如圖,質(zhì)量分別為4m、3m、2m、m的四個小球A、B、C、D,通過細線或輕彈簧互相連接,懸掛于O點,處于靜止狀態(tài),重力加速度為g。若將B、C間的細線剪斷,則剪斷瞬間B和C的加速度大小分別為A.g,1.5g B.2g,1.5gC.2g,0.5g D.g,0.5g4.如圖,有一硬質(zhì)導線Oabc,其中abc是半徑為R的半圓弧,b為圓弧的中點,直線段Oa長為R且垂直于直徑ac。該導線在紙面內(nèi)繞O點逆時針轉動,導線始終在垂直紙面向里的勻強磁場中。則O、a、b、c各點電勢關系為A.φO>φa>φb>φc B.φO<φa<φb<φcC.φO>φa>φb=φc D.φO<φa<φb=φc5.真空中有電荷量為+4q和-q的兩個點電荷,分別固定在x軸上-1和0處。設無限遠處電勢為0,x正半軸上各點電勢φ隨x變化的圖像正確的是A. B.C. D.6.根據(jù)國家能源局統(tǒng)計,截止到2023年9月,我國風電裝機4億千瓦,連續(xù)13年居世界第一位,湖南在國內(nèi)風電設備制造領域居于領先地位。某實驗小組模擬風力發(fā)電廠輸電網(wǎng)絡供電的裝置如圖所示。已知發(fā)電機轉子以角速度ω勻速轉動,升、降壓變壓器均為理想變壓器,輸電線路上的總電阻可簡化為一個定值電阻R0。當用戶端接一個定值電阻R時,R0上消耗的功率為P。不計其余電阻,下列說法正確的是A.風速增加,若轉子角速度增加一倍,則R0上消耗的功率為4PB.輸電線路距離增加,若R0阻值增加一倍,則R0上消耗的功率為4PC.若升壓變壓器的副線圈匝數(shù)增加一倍,則R0上消耗的功率為8PD.若在用戶端再并聯(lián)一個完全相同的電阻R,則R0上消耗的功率為6P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。7.2024年5月3日,“嫦娥六號”探測器順利進入地月轉移軌道,正式開啟月球之旅。相較于“嫦娥四號”和“嫦娥五號”,本次的主要任務是登陸月球背面進行月壤采集,并通過升空器將月壤轉移至繞月運行的返回艙,返回艙再通過返回軌道返回地球。設返回艙繞月運行的軌道為圓軌道,半徑近似為月球半徑。已知月球表面重力加速度約為地球表面的16,月球半徑約為地球半徑的1A.其相對于月球的速度大于地球第一宇宙速度B.其相對于月球的速度小于地球第一宇宙速度C.其繞月飛行周期約為地球上近地圓軌道衛(wèi)星周期的23D.其繞月飛行周期約為地球上近地圓軌道衛(wèi)星周期的328.某電磁緩沖裝置如圖所示,兩足夠長的平行金屬導軌置于同一水平面內(nèi),導軌左端與一阻值為R的定值電阻相連,導軌BC段與B1C1段粗糙,其余部分光滑,AA1右側處于豎直向下的勻強磁場中,一質(zhì)量為m的金屬桿垂直導軌放置?，F(xiàn)讓金屬桿以初速度v0沿導軌向右經(jīng)過AA1進入磁場,最終恰好停在CC1處。已知金屬桿接入導軌之間的阻值為R,與粗糙導軌間的動摩擦因數(shù)為μ,AB=BC=d。導軌電阻不計,重力加速度為g,下列說法正確的是A.金屬桿經(jīng)過BB1的速度為vB.在整個過程中,定值電阻R產(chǎn)生的熱量為12mv02C.金屬桿經(jīng)過AA1B1B與BB1C1C區(qū)域,金屬桿所受安培力的沖量相同D.若將金屬桿的初速度加倍,則金屬桿在磁場中運動的距離大于原來的2倍9.1834年,洛埃利用平面鏡得到楊氏雙縫干涉的結果(稱洛埃鏡實驗),平面鏡沿OA放置,靠近并垂直于光屏。某同學重復此實驗時,平面鏡意外傾斜了某微小角度θ,如圖所示。S為單色點光源。下列說法正確的是A.沿AO向左略微平移平面鏡,干涉條紋不移動B.沿OA向右略微平移平面鏡,干涉條紋間距減小C.若θ=0°,沿OA向右略微平移平面鏡,干涉條紋間距不變D.若θ=0°,沿AO向左略微平移平面鏡,干涉條紋向A處移動10.如圖,光滑水平面內(nèi)建立直角坐標系xOy。A、B兩小球同時從O點出發(fā),A球速度大小為v1、方向沿x軸正方向,B球速度大小為v2=2m/s、方向與x軸正方向夾角為θ。坐標系第一象限中有一個擋板L,與x軸夾角為α。B球與擋板L發(fā)生碰撞,碰后B球速度大小變?yōu)?m/s,碰撞前后B球的速度方向與擋板L法線的夾角相同,且分別位于法線兩側。不計碰撞時間和空氣阻力,若A、B兩小球能相遇,下列說法正確的是A.若θ=15°,則v1的最大值為2m/s,且α=15°B.若θ=15°,則v1的最大值為233m/s,且α=C.若θ=30°,則v1的最大值為233m/s,且α=D.若θ=30°,則v1的最大值為2m/s,且α=15°三、非選擇題:本題共5小題,共56分。11.(7分)某實驗小組要探究一金屬絲的阻值隨氣壓變化的規(guī)律,搭建了如圖(a)所示的裝置。電阻測量原理如圖(b)所示,E是電源,為電壓表,為電流表。(1)保持玻璃管內(nèi)壓強為1個標準大氣壓,電流表示數(shù)為100mA,電壓表量程為3V,表盤如圖(c)所示,示數(shù)為V,此時金屬絲阻值的測量值R為Ω(保留3位有效數(shù)字);

(2)打開抽氣泵,降低玻璃管內(nèi)氣壓p,保持電流I不變,讀出電壓表示數(shù)U,計算出對應的金屬絲阻值;(3)根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪制R-p關系圖線,如圖(d)所示;(4)如果玻璃管內(nèi)氣壓是0.5個標準大氣壓,保持電流為100mA,電壓表指針應該在圖(c)指針位置的側(填“左”或“右”);

(5)若電壓表是非理想電壓表,則金屬絲電阻的測量值真實值(填“大于”“小于”或“等于”)。

12.(9分)在太空,物體完全失重,用天平無法測量質(zhì)量。如圖(a),某同學設計了一個動力學方法測量物體質(zhì)量的實驗方案,主要實驗儀器包括:氣墊導軌、滑塊、輕彈簧、標準砝碼、光電計時器和待測物體,主要步驟如下:圖(a)(1)調(diào)平氣墊導軌,將彈簧左端連接氣墊導軌左端,右端連接滑塊;(2)將滑塊拉至離平衡位置20cm處由靜止釋放,滑塊第1次經(jīng)過平衡位置處開始計時,第21次經(jīng)過平衡位置時停止計時,由此測得彈簧振子的振動周期T;(3)將質(zhì)量為m的砝碼固定在滑塊上,重復步驟(2);(4)依次增加砝碼質(zhì)量m,測出對應的周期T,實驗數(shù)據(jù)如下表所示,在圖(b)中繪制T2-m關系圖線;m/kgT/sT2/s20.0000.6320.3990.0500.7750.6010.1000.8930.7970.1501.0011.0020.2001.1051.2210.2501.1751.381圖(b)(5)由T2-m圖像可知,彈簧振子振動周期的平方與砝碼質(zhì)量的關系是(填“線性的”或“非線性的”);

(6)取下砝碼后,將待測物體固定在滑塊上,測量周期并得到T2=0.880s2,則待測物體質(zhì)量是kg(保留3位有效數(shù)字);

(7)若換一個質(zhì)量較小的滑塊重做上述實驗,所得T2-m圖線與原圖線相比將沿縱軸移動(填“正方向”“負方向”或“不”)。

13.(10分)一個充有空氣的薄壁氣球,氣球內(nèi)氣體壓強為p、體積為V。氣球內(nèi)空氣可視為理想氣體。(1)若將氣球內(nèi)氣體等溫膨脹至大氣壓強p0,求此時氣體的體積V0(用p0、p和V表示);(2)小贊同學想測量該氣球內(nèi)氣體體積V的大小,但身邊僅有一個電子天平。將氣球置于電子天平上,示數(shù)為m=8.66×10-3kg(此時須考慮空氣浮力對該示數(shù)的影響)。小贊同學查閱資料發(fā)現(xiàn),此時氣球內(nèi)氣體壓強p和體積V還滿足:(p-p0)(V-VB0)=C,其中p0=1.0×105Pa為大氣壓強,VB0=0.5×10-3m3為氣球無張力時的最大容積,C=18J為常量。已知該氣球自身質(zhì)量為m0=8.40×10-3kg,外界空氣密度為ρ0=1.3kg/m3,求氣球內(nèi)氣體體積V的大小。14.(14分)如圖,有一內(nèi)半徑為2r、長為L的圓筒,左右端面圓心O'、O處各開有一小孔。以O為坐標原點,取O'O方向為x軸正方向建立xyz坐標系。在筒內(nèi)x≤0區(qū)域有一勻強磁場,磁感應強度大小為B,方向沿x軸正方向;筒外x≥0區(qū)域有一勻強電場,場強大小為E,方向沿y軸正方向。一電子槍在O'處向圓筒內(nèi)多個方向發(fā)射電子,電子初速度方向均在xOy平面內(nèi),且在x軸正方向的分速度大小均為v0。已知電子的質(zhì)量為m、電量為e,設電子始終未與筒壁碰撞,不計電子之間的相互作用及電子的重力。(1)若所有電子均能經(jīng)過O進入電場,求磁感應強度B的最小值;(2)取(1)問中最小的磁感應強度B,若進入磁場中電子的速度方向與x軸正方向最大夾角為θ,求tanθ的絕對值;(3)取(1)問中最小的磁感應強度B,求電子在電場中運動時y軸正方向的最大位移。15.(16分)如圖,半徑為R的圓環(huán)水平放置并固定,圓環(huán)內(nèi)有質(zhì)量為mA和mB的小球A和B(mA>mB)。初始時小球A以初速度v0沿圓環(huán)切線方向運動,與靜止的小球B發(fā)生碰撞。不計小球與圓環(huán)之間的摩擦,兩小球始終在圓環(huán)內(nèi)運動。(1)若小球A與B碰撞后結合在一起,求碰撞后小球組合體的速度大小及做圓周運動所需向心力的大小;(2)若小球A與B之間為彈性碰撞,且所有的碰撞位置剛好位于等邊三角形的三個頂點,求小球的質(zhì)量比mA(3)若小球A與B之間為非彈性碰撞,每次碰撞后的相對速度大小為碰撞前的相對速度大小的e倍(0<e<1),求第1次碰撞到第2n+1次碰撞之間小球B通過的路程。參考答案1.B2.D3.A4.C5.D6.A7.BD8.CD9.BC10.AC11.(1)1.25(1.24~1.26均可,1分)12.5(2分)(4)右(2分)(5)小于(2分)12.(4)如圖所示(3分)(5)線性的(2分)(6)0.120(2分)(7)負方向(2分)13.(1)由玻意耳定律有pV=p0V0(2分)解得V0=pVp(2)氣球內(nèi)空氣體積為V0時,密度為ρ0,故氣球內(nèi)部空氣質(zhì)量m內(nèi)=ρ0V0=ρ0對氣球和氣球內(nèi)部氣體組成的系統(tǒng)受力分析,由力的平衡條件有(m0+m內(nèi))g=F浮+mg(2分)又F浮=ρ0gV(1分)結合(p-p0)(V-VB0)=C聯(lián)立解得V=5×10-3m3(2分)14.(1)將電子的初速度分解為沿x軸方向的速度v0、y軸方向的速度vy0,則電子做沿x軸正方向的勻速運動和投影到y(tǒng)Oz平面內(nèi)的圓周運動,又電子做勻速圓周運動的周期為T=2πmeB,電子均能經(jīng)過O進入電場,則Lv0聯(lián)立解得B=2nπm當n=1時,Bmin=2πm(2)由于電子始終未與筒壁碰撞,則電子投影到y(tǒng)Oz平面內(nèi)的圓周運動的最大半徑為r,由洛倫茲力提供向心力有evy0maxB=mvy則|tanθ|=|vy0maxv(3)電子在電場中做類斜拋運動,當電子運動到O點時沿y軸正方向的分速度大小為vy0max時,電子在電場中運動的y軸正方向的最大位移最大,由牛頓第二定律有eE=ma(2分)由速度位移公式有2aym=vy聯(lián)立解得ym=2m15.(1)小球A與B碰撞后結合在一起,則小球A、B發(fā)生完全非彈性碰撞,碰撞過程動量守恒,設碰后兩者的共同速度為v,有mAv0=(mA+mB)v,則v=mA根據(jù)向心力公式F向=(mA+mB)v2R,得F向=(2)若小球A、B之間為彈性碰撞,則碰撞過程動量守恒、機械能守恒,兩球第一次碰撞在B球初始位置,設碰后A、B的速度分別為v1、v2,由動量守恒定律有mAv0=mAv1+mBv2(1分)由機械能守恒定律有12mAv02=12mAv12可得v1=(mA-mB因mA>mB,則碰后瞬間兩球同向運動,又v1v2<12,結合(v2-v1)t=2π第一種情況:碰后B球比A球多跑一圈,A球跑了13圈,v1可得mAmB第二種情況:碰后B球比A球多跑一圈,A球跑了23圈,v1可得mAmB由動量守恒和機械能守恒可知兩種情況下第二次碰撞后A球速度重新變?yōu)関0,B球的速度為0,之后兩小球做周期性運動,兩種情況均符合題意(3)第1次碰后瞬間,兩球相對速度為ev0,B比A多跑一圈后發(fā)生第2次碰撞,設第1、2次碰撞的時間間隔為t1,圓周長為L=2πR,則t1=LvB1根據(jù)動量守恒定律有mAv0=mAvA1+mBvB1,且e=v解得vB1=mA(1+e)mA+mBv0,vA1=mA-emBB追上A后兩球發(fā)生第2次碰撞,碰后瞬間兩球相對速度為e2v0,A比B多跑一圈后發(fā)生第3次碰撞,設第2、3次碰撞的時間間隔為t2,則t2=L根據(jù)動量守恒定律有mAv0=mAvA2+mBvB2,且e=v解得vB2=mA(1-e2)mA+mBv0,vA2=mA+e2A追上B后兩球發(fā)生第3次碰撞,碰后瞬間兩球相對速度為e3v0,B比A多跑一圈后發(fā)生第4次碰撞,設第3、4次碰撞的時間間隔為t3,則t3=L根據(jù)動量守恒定律有mAv0=mAvA3+mBvB3,且e=v解得vB3=mA(1+e3)mA+mBv0,vA3=mA-e依此類推,A、B第2n次碰撞后瞬間,兩球相對速度為e2nv0,碰后A比B多跑一圈后發(fā)生第2n+1次碰撞,該時間內(nèi)B的路程為mA綜上,B的路程為s=mA(1+e)(mA+mB)eL+mA(1-e2)(mA+m湖南省2024年普通高中學業(yè)水平選擇性考試（物理）試卷分析一、試卷結構與題型本次物理試卷保持了以往的結構特點，題型涵蓋了選擇題、填空題、實驗題和計算題等。試卷分為必考部分和選考部分，必考部分主要考察學生對物理基礎知識和基本技能的掌握情況，而選考部分則側重于考查學生的綜合分析能力和解決實際問題的能力。二、知識點分布試卷中各個知