湖南省2024年普通高中學(xué)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(xué)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(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.量子技術(shù)是當(dāng)前物理學(xué)應(yīng)用研究的熱點(diǎn),下列關(guān)于量子論的說法正確的是A.普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是連續(xù)的B.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)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(duì)X射線散射時(shí),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(rèn)為質(zhì)子具有波動(dòng)性,而電子不具有波動(dòng)性2.如圖,健身者在公園以每分鐘60次的頻率上下抖動(dòng)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(diǎn)平衡位置相距6m,t0時(shí)刻A點(diǎn)位于波谷,B點(diǎn)位于波峰,兩者之間還有一個(gè)波谷。下列說法正確的是A.波長為3mB.波速為12m/sC.t0+0.25s時(shí)刻,B點(diǎn)速度為0D.t0+0.50s時(shí)刻,A點(diǎn)速度為03.如圖,質(zhì)量分別為4m、3m、2m、m的四個(gè)小球A、B、C、D,通過細(xì)線或輕彈簧互相連接,懸掛于O點(diǎn),處于靜止?fàn)顟B(tài),重力加速度為g。若將B、C間的細(xì)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(dǎo)線Oabc,其中abc是半徑為R的半圓弧,b為圓弧的中點(diǎn),直線段Oa長為R且垂直于直徑ac。該導(dǎo)線在紙面內(nèi)繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),導(dǎo)線始終在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。則O、a、b、c各點(diǎn)電勢(shì)關(guān)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(gè)點(diǎn)電荷,分別固定在x軸上-1和0處。設(shè)無限遠(yuǎn)處電勢(shì)為0,x正半軸上各點(diǎn)電勢(shì)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(jì),截止到2023年9月,我國風(fēng)電裝機(jī)4億千瓦,連續(xù)13年居世界第一位,湖南在國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造領(lǐng)域居于領(lǐng)先地位。某實(shí)驗(yàn)小組模擬風(fēng)力發(fā)電廠輸電網(wǎng)絡(luò)供電的裝置如圖所示。已知發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),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(gè)定值電阻R0。當(dāng)用戶端接一個(gè)定值電阻R時(shí),R0上消耗的功率為P。不計(jì)其余電阻,下列說法正確的是A.風(fēng)速增加,若轉(zhuǎn)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(gè)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(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)的得0分。7.2024年5月3日,“嫦娥六號(hào)”探測(cè)器順利進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道,正式開啟月球之旅。相較于“嫦娥四號(hào)”和“嫦娥五號(hào)”,本次的主要任務(wù)是登陸月球背面進(jìn)行月壤采集,并通過升空器將月壤轉(zhuǎn)移至繞月運(yùn)行的返回艙,返回艙再通過返回軌道返回地球。設(shè)返回艙繞月運(yùn)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(duì)于月球的速度大于地球第一宇宙速度B.其相對(duì)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(dǎo)軌置于同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌左端與一阻值為R的定值電阻相連,導(dǎo)軌BC段與B1C1段粗糙,其余部分光滑,AA1右側(cè)處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一質(zhì)量為m的金屬桿垂直導(dǎo)軌放置?，F(xiàn)讓金屬桿以初速度v0沿導(dǎo)軌向右經(jīng)過AA1進(jìn)入磁場(chǎng),最終恰好停在CC1處。已知金屬桿接入導(dǎo)軌之間的阻值為R,與粗糙導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,AB=BC=d。導(dǎo)軌電阻不計(jì),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(gè)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(chǎng)中運(yùn)動(dòng)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(jié)果(稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn)),平面鏡沿OA放置,靠近并垂直于光屏。某同學(xué)重復(fù)此實(shí)驗(yàn)時(shí),平面鏡意外傾斜了某微小角度θ,如圖所示。S為單色點(diǎn)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(dòng)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(dòng)10.如圖,光滑水平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy。A、B兩小球同時(shí)從O點(diǎn)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(biāo)系第一象限中有一個(gè)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(cè)。不計(jì)碰撞時(shí)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(shí)驗(yàn)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(cè)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(qiáng)為1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)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(shí)金屬絲阻值的測(cè)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(jì)算出對(duì)應(yīng)的金屬絲阻值;(3)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪制R-p關(guān)系圖線,如圖(d)所示;(4)如果玻璃管內(nèi)氣壓是0.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,保持電流為100mA,電壓表指針應(yīng)該在圖(c)指針位置的側(cè)(填“左”或“右”);

(5)若電壓表是非理想電壓表,則金屬絲電阻的測(cè)量值真實(shí)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(cè)量質(zhì)量。如圖(a),某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)動(dòng)力學(xué)方法測(cè)量物體質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)方案,主要實(shí)驗(yàn)儀器包括:氣墊導(dǎo)軌、滑塊、輕彈簧、標(biāo)準(zhǔn)砝碼、光電計(jì)時(shí)器和待測(cè)物體,主要步驟如下:圖(a)(1)調(diào)平氣墊導(dǎo)軌,將彈簧左端連接氣墊導(dǎo)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(jì)時(shí),第21次經(jīng)過平衡位置時(shí)停止計(jì)時(shí),由此測(cè)得彈簧振子的振動(dòng)周期T;(3)將質(zhì)量為m的砝碼固定在滑塊上,重復(fù)步驟(2);(4)依次增加砝碼質(zhì)量m,測(cè)出對(duì)應(yīng)的周期T,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示,在圖(b)中繪制T2-m關(guān)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(dòng)周期的平方與砝碼質(zhì)量的關(guān)系是(填“線性的”或“非線性的”);

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

(7)若換一個(gè)質(zhì)量較小的滑塊重做上述實(shí)驗(yàn),所得T2-m圖線與原圖線相比將沿縱軸移動(dòng)(填“正方向”“負(fù)方向”或“不”)。

13.(10分)一個(gè)充有空氣的薄壁氣球,氣球內(nèi)氣體壓強(qiáng)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(qiáng)p0,求此時(shí)氣體的體積V0(用p0、p和V表示);(2)小贊同學(xué)想測(cè)量該氣球內(nèi)氣體體積V的大小,但身邊僅有一個(gè)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(shí)須考慮空氣浮力對(duì)該示數(shù)的影響)。小贊同學(xué)查閱資料發(fā)現(xiàn),此時(shí)氣球內(nèi)氣體壓強(qiáng)p和體積V還滿足:(p-p0)(V-VB0)=C,其中p0=1.0×105Pa為大氣壓強(qiáng),VB0=0.5×10-3m3為氣球無張力時(shí)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(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),取O'O方向?yàn)閤軸正方向建立xyz坐標(biāo)系。在筒內(nèi)x≤0區(qū)域有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向沿x軸正方向;筒外x≥0區(qū)域有一勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)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(gè)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(shè)電子始終未與筒壁碰撞,不計(jì)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(jìn)入電場(chǎng),求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值;(2)取(1)問中最小的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,若進(jìn)入磁場(chǎng)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(duì)值;(3)取(1)問中最小的磁感應(yīng)強(qiáng)度B,求電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)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(shí)小球A以初速度v0沿圓環(huán)切線方向運(yùn)動(dòng),與靜止的小球B發(fā)生碰撞。不計(jì)小球與圓環(huán)之間的摩擦,兩小球始終在圓環(huán)內(nèi)運(yùn)動(dòng)。(1)若小球A與B碰撞后結(jié)合在一起,求碰撞后小球組合體的速度大小及做圓周運(yùn)動(dòng)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(gè)頂點(diǎn),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(duì)速度大小為碰撞前的相對(duì)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(fù)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(shí),密度為ρ0,故氣球內(nèi)部空氣質(zhì)量m內(nèi)=ρ0V0=ρ0對(duì)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(jié)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(yùn)動(dòng)和投影到y(tǒng)Oz平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng),又電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T=2πmeB,電子均能經(jīng)過O進(jìn)入電場(chǎng),則Lv0聯(lián)立解得B=2nπm當(dāng)n=1時(shí),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(yùn)動(dòng)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(chǎng)中做類斜拋運(yùn)動(dòng),當(dāng)電子運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)沿y軸正方向的分速度大小為vy0max時(shí),電子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)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(jié)合在一起,則小球A、B發(fā)生完全非彈性碰撞,碰撞過程動(dòng)量守恒,設(shè)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(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒,兩球第一次碰撞在B球初始位置,設(shè)碰后A、B的速度分別為v1、v2,由動(dòng)量守恒定律有mAv0=mAv1+mBv2(1分)由機(jī)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(yùn)動(dòng),又v1v2<12,結(jié)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(dòng)量守恒和機(jī)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(yùn)動(dòng),兩種情況均符合題意(3)第1次碰后瞬間,兩球相對(duì)速度為ev0,B比A多跑一圈后發(fā)生第2次碰撞,設(shè)第1、2次碰撞的時(shí)間間隔為t1,圓周長為L=2πR,則t1=LvB1根據(jù)動(dòng)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(duì)速度為e2v0,A比B多跑一圈后發(fā)生第3次碰撞,設(shè)第2、3次碰撞的時(shí)間間隔為t2,則t2=L根據(jù)動(dòng)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(duì)速度為e3v0,B比A多跑一圈后發(fā)生第4次碰撞,設(shè)第3、4次碰撞的時(shí)間間隔為t3,則t3=L根據(jù)動(dòng)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(duì)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(shí)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(xué)業(yè)水平選擇性考試（物理）試卷分析一、試卷結(jié)構(gòu)與題型本次物理試卷保持了以往的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，題型涵蓋了選擇題、填空題、實(shí)驗(yàn)題和計(jì)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(xué)生對(duì)物理基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的掌握情況，而選考部分則側(cè)重于考查學(xué)生的綜合分析能力和解決實(shí)際問題的能力。二、知識(shí)點(diǎn)分布試卷中各個(gè)知