05- 备战2024年高考物理模拟卷（湖南专用）（解析版）

备战2024年高考物理模拟卷（湖南卷专用）黄金卷05（考试时间：75分钟试卷满分：100分）注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上．2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效．3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．1．如图所示，x轴沿水平方向，y轴沿竖直方向，在x>0，y>0的区域内存在某种介质，其折射率随y的变化而变化。有两束激光a、b从同一位置射入该介质，传播路径如图，则下列说法正确的是（）A．该介质折射率随y的增大而增大B．a光的频率比b光的频率大C．a光的光子能量大于b光的光子能量D．a光的光子动量小于b光的光子动量【答案】D【解析】A．介质的折射率随着y的变化而变化，由图知，y一定时，入射角小于折射角，可知此介质的折射率随着y的增大而减小，故A错误；B．由光线的偏折程度知介质对光a的折射率比对光b的折射率小，所以a光的频率比b光的频率小，故B错误；C．由于a光的频率比b光的频率小，所以a光的光子能量小于b光的光子能量，故C错误；D．光子的动量为由于a光的频率比b光的频率小，a光的光子动量小于b光的光子动量，故D正确。故选D。2．如图所示，一个宽的“U”型绝缘导轨与水平面成37°倾角固定放置。导轨区域内存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度。一根质量为0.10kg的金属棒垂直放置在导轨上，棒上通有的电流。金属棒静止，棒与导轨之间的最大静摩擦力为2.0N，，则（

）A．若增大电流，导轨对金属棒的支持力也增大B．此时导轨对金属棒的支持力大小为0.8NC．若增大磁感应强度，导轨对金属棒的摩擦力先变小后变大D．此时导轨对金属棒的摩擦力大小为1.4N【答案】D【解析】AB．对金属棒受力分析，如图所示，根据左手定则可知其所受安培力水平向右，大小为导轨对金属棒的支持力大小为若增大电流，则安培力增大，支持力减小，故AB错误；CD．根据平衡条件可得导轨对金属棒的摩擦力大小为<2.0N若增大磁感应强度，则安培力增大，导轨对金属棒的摩擦力会变大，故C错误，D正确；故选D。3．在光滑水平地面上放一个质量为2kg的内侧带有光滑弧形凹槽的滑块M，凹槽的底端切线水平，如图所示。质量为1kg的小物块m以的水平速度从滑块M的底端沿槽上滑，恰好能到达滑块M的顶端。重力加速度取不计空气阻力。在小物块m沿滑块M滑行的整个过程中，下列说法正确的是（）A．小物块m沿滑块M上滑的最大高度为0.3mB．小物块m沿滑块M上滑的最大高度为0.6mC．合力对滑块M的冲量大小为8N·sD．合力对滑块M的冲量大小为16N·s【答案】C【解析】AB．当二者速度相等时，小物块m沿滑块M上滑的高度最大，设最大高度为h，系统水平方向动量守恒，以v0的方向为正方向，有根据机械能守恒可知解得h=1.2mAB错误；CD．设小物块m返回滑块M的底端时，小物块m与滑块M的速度分别为v1、v2，系统水平方向动量守恒，有根据机械能守恒定律有解得根据动量定理，合力对滑块M的冲量大小为C正确，D错误。故选C。4．在水平面上做匀减速直线运动的质点通过O、A、B三点的过程中，其位移随时间变化规律x-t图像如图所示。则质点（）A．通过A点时的速度为B．通过A点时的速度大于C．从A点运动到B点，速度的变化量为D．从A点运动到B点，速度的变化量为【答案】C【解析】A．从O点运动到B点过程的平均速度为中间时刻的瞬时速度等于平均速度，即而A的是中间位置，显然不等于中间时刻的瞬时速度，故A错误；B．从O点运动到A点过程的平均速度为由于是匀减速直线运动故B错误；CD．设加速度大小为a；从O点运动到A点过程，有从O点运动到B点过程，有联立解得从A点运动到B点，速度的变化量为故C正确，D错误。故选C。5．在水平向右的匀强电场中，质量为m的带正电小球以初速度v0竖直向上抛出，经过时间t末小球的速度达到最小值v，则（）A．小球在最高点的速度大小为B．小球所受合外力的大小为C．时间t内合力对小球做功为D．时间t内合外力对小球的冲量大小为【答案】B【解析】B．设重力与电场力的合力F与竖直方向的夹角为，将初速度正交分解为与F共线和垂直两个方向，分速度分别为，垂直合力方向的分速度即最小速度，速度最小时整理得故B正确；A．小球在竖直方向做竖直上抛运动，水平方向做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律，有运动学公式，联立得，最高点速度为故A错误；C．根据动能定理，时间t内合力对小球做功为故C错误；D．为重力冲量，小球受重力和电场力作用，则合外力对小球的冲量大小不等于，故D错误。故选B。6．中国在2030年之前将实现载人登月。假设质量为m的飞船到达月球时，在距离月面的高度等于月球半径的处先绕着月球表面做匀速圆周运动，其周期为，已知月球的自转周期为，月球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（

）A．月球两极的重力加速度为B．月球的第一宇宙速度为C．当飞船停在月球赤道的水平面上时，受到的支持力为D．当飞船停在月球纬度的区域时，其自转向心加速度为【答案】C【解析】A．飞船做匀速圆周运动时有在月球两极表面时有解得故A错误；B．设月球的第一宇宙速度为，则有可得故B错误；C．当飞船停在月球赤道的水平面上，设水平面对其支持力为F，对飞船受力分析，由牛顿第二定律可得解得故C正确；D．当飞船停在月球纬度的区域时，自转半径为自转向心加速度为解得故D错误。故选C。二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．7．分子势能与分子间距离的关系图像如图所示，下列说法正确的是（）A．分子间距为r1时，分子间作用力为零B．分子间距由r2逐渐增大时，分子力始终做负功C．分子间距在r1到r2之间时，分子间作用力表现为引力D．分子间距由r1增大到r2的过程中，分子间的引力和斥力都逐渐减小【答案】BD【解析】A．根据分子间作用力做功与分子势能之间的关系可知，图像的斜率表示分子间的作用力。故当分子间距为r1时，分子势能为零，分子间作用力不为零。故A错误；B．分子间距由r2逐渐增大时，分子势能一直增大，故分子力始终做负功。故B正确；C．分子间距由r1增大到r2过程，分子势能逐渐减小，分子力做正功，故分子间距在r1到r2之间时，分子间作用力表现为斥力。故C错误；D．分子间的引力和斥力都随着分子间距离r增大而减小，分子间距由r1增大到r2的过程中，分子间的引力和斥力都逐渐减小。故D正确。故选BD。8．一列简谐波在时的波形图如图甲所示，其中介质中的质点P的振动图像如图乙所示，由此可知（）A．这列波沿x轴负方向传播B．这列波的传播速度为20m/sC．后的内，质点Q运动的路程为195cmD．后再经过，质点P的位移是cm【答案】BD【解析】A．由图乙可知在时，质点P由平衡位置沿y轴负方向运动，结合平移法可知，这列波沿x轴正方向传播，故A错误；B．由图甲可知这列波的波长为，由图乙可知周期为，则这列波的波速为故B正确；C．由于可知在3T内，Q运动的路程为当时，Q处于波峰位置，从波峰位置经过运动的路程为所以后的内，质点Q运动的路程为故C错误；D．时P处于平衡位置，经过，即经过，质点P的位移是故D正确。故选BD。9．如图甲所示，质量为m的物块静止在竖直放置的轻弹簧上（不相连），弹簧下端固定，劲度系数为k。t＝0时刻，对物块施加一竖直向上的外力F，使物块由静止向上运动，当弹簧第一次恢复原长时，撤去外力F。从0时刻到F撤去前，物块的加速度a随位移x的变化关系如图乙所示。重力加速度为g，忽略空气阻力，则在物块上升过程（）A．外力F为恒力B．物块的最大加速度大小为2gC．外力F撤去后物块可以继续上升的最大高度为D．弹簧最大弹性势能【答案】ACD【解析】A．物块静止在竖直放置的轻弹簧上时，弹簧的压缩量为在物块上升阶段，当物块的位移为x时，由牛顿第二定律得解得由a-x图像可知等于纵轴截距，则为定值，所以F是恒力。故A正确；B．当x=x0时，a=0，则有则由可知，当时，a最大，且最大值为故B错误；D．弹簧最大弹性势能为故D正确；C．设外力F撤去后物块可以继续上升的最大高度为h。从开始到物块上升到最高点的过程，由功能关系可得解得故C正确。故选ACD。10．如图所示，光滑绝缘水平桌面上放置一边长为L、质量为m、阻值为R的正方形导体框ABCD，四条平行的水平虚线将空间分成五个区域，其中在虚线12、虚线34间分别存在垂直水平桌面向上、向下的匀强磁场，磁感应强度大小均为B。已知虚线12间（称区域Ⅰ）、虚线23间、虚线34间（称区域Ⅱ）的距离分别为L、2L、L。开始时导体框的CD边与虚线1重合，时刻给导体框一水平向右的瞬时冲量，最终导体框的AB边与虚线4重合时，速度刚好减为零。下列说法正确的是（

）A．进入区域Ⅰ和离开区域Ⅱ时导体框中的电流方向相同B．导体框从AB边刚离开区域Ⅰ到CD边刚进入区域Ⅱ所用的时间为C．导体框CD边刚要离开区域Ⅱ时的加速度大小为D．导体框经过区域Ⅰ和区域Ⅱ的过程中，产生的焦耳热之比为【答案】ABC【解析】A.由右手定则可知，导体框进入区域Ⅰ的过程，从上向下看导体框中产生的感应电流沿顺时针方向，导体框离开区域Ⅱ的过程，从上向下看导体框中产生的感应电流也沿顺时针方向，故A正确；B.由法拉第电磁感应定律可得由闭合电路欧姆定律得又综合可得设CD边刚进入区域Ⅰ时导体框的速度为，AB边刚离开区域Ⅰ时导体框的速度为，导体框在区域Ⅰ中运动时由动量定理有同理，导体框在区域Ⅱ中运动时由动量定理有又由以上解得，导体框从AB边刚离开区域Ⅰ到CD边刚进入区域Ⅱ的过程以做匀速直线运动，位移为L，运动时间为故B正确。C.设CD边刚离开区域Ⅱ时导体框的速度为，导体框从CD边刚进入区域Ⅱ到CD边刚离开区域Ⅱ的过程，由动量定理有该过程有解得导体框CD边刚要离开区域Ⅱ时，由法拉第电磁感应定律得由闭合电路欧姆定律得又由牛顿第二定律可知导体框的加速度为解得故C正确；D.由能量守恒定律得，导体框经过区域Ⅰ产生的焦耳热为导体框经过区域Ⅱ产生的焦耳热为又解得故D错误。故选ABC。三、非选择题：本题共5小题，共56分．11.（7分）某同学用伏安法测电源的电动势和内阻，实验室提供的器材有：A．待测电源（电动势约为6V，内阻约为1Ω）B．电压表（量程为3V，内阻约为6kΩ）C．电流表（量程为2A，内阻约为0.3Ω）D．滑动变阻器（0~5Ω，3A）E.电阻箱（最大阻值9999.9Ω）F.开关和导线若干（1）为完成实验，该同学需扩大电压表的量程。为测量电压表的内阻，他设计了图甲所示的电路图，该同学按照图甲连接好电路，进行了如下几步操作：①将滑动变阻器触头滑到最左端，把电阻箱的阻值调到零；②闭合开关，缓慢调节滑动变阻器的触头，使电压表指针指到3.0V；③保持滑动变阻器触头不动，调节电阻箱的阻值，当电压表的示数为1.5V时，电阻箱的读数为5970.0Ω，则电压表的内阻为Ω，该值电压表内阻的真实值（选填“大于”“小于”或“等于”）。④保持电阻箱的阻值不变，使电阻箱和电压表串联，改装成新的电压表，改装后电压表的量程为V。（2）将④中改装后的电压表（表盘未换）与电流表连成如图乙所示的电路，测量电源的电动势和内阻，调节滑动变阻器的触头，读出电压表示数U和电流表示数I，作出图像如图丙所示，则电源的电动势为V，内阻为Ω（结果保留两位小数）。【答案】（1）③5970.0；大于；④6；（2）5.90；0.60【解析】（1）③④图甲是采用半偏法测电压表内阻。调整电阻箱电阻时认为电阻箱和电压表串联部分电压不变，故电压表内阻等于电阻箱电阻。电压表的测量值为5970.0Ω，实际上增大电阻箱阻值时，串联部分电压增大。当电压表示数为1.5V时，电阻箱两端电压略大于1.5V，故测量值大于真实值。由于电压表和电阻箱电阻相等，故改装后电压表量程为6V。（2）由闭合电路欧姆定律知图像与纵轴交点为电源电动势，电压表示数为2.95V。则改装后的电压表读数为5.90V，即，电源内阻12.（9分）阿特伍德机的示意图如图所示，物块A（左侧固定有挡光片）与物块B用轻绳连接后，跨放在定滑轮上，某同学经过思考决定先利用该装置来验证机械能守恒定律。（1）他先用螺旋测微器测得挡光片的宽度d，读数为mm。然后用托盘天平测量物块A（含挡光片）与物块B的质量分别为mA和mB（已知当地的重力加速度大小为g）（2）他先用手让A和B两物体如图静止在空中，松手后B下降，A上升。A上升h高度时与光电门传感器相连的数字计时器记录下挡光片过光电门的挡光时间，该同学只要验证表达式成立，则证明系统机械能守恒。（用（1）（2）中所给物理量符号表示）。（3）做完上述实验后该同学想利用上述装置验证动量守恒定律。先利用黏性极好的橡皮泥（作为配重）使物块A（含挡光片）与物块B的质量相等。（4）接着该同学让粘上橡皮泥后的物块A（含挡光片）放在桌面上处于静止状态，物块B悬吊在空中静止，之后将物块B从静止位置沿竖直方向提升H后由静止释放，一段时间后与光电门传感器相连的数字计时器记录下挡光片挡光的时间为t，已知当地的重力加速度大小为g，则轻绳绷紧前瞬间物块B的速度大小为（用（4）中所给物理量符号表示）。（5）实验中使物块A（含挡光片）粘上橡皮泥与物块B的质量相等的目的是轻绳绷紧后，粘上橡皮泥后的物块A（含挡光片）与物块B一起做（填“匀加速”、“匀速”或“匀减速”）运动。该同学需要验证轻绳绷紧过程中动量守恒的表达式为（用题中所给物理量符号表示）。【答案】（1）6.118~6.120；（2）；（4）；（5）匀速；【解析】（1）由图可知，螺旋测微器读数为（2）设挡光片高度处为零势能面，AB间的竖直高度为，则起始AB组成的系统（含挡光片）机械能为物块A（含挡光片）上升h高度时，速度为动能为故AB组成的系统（含挡光片）机械能为若即成立，则证明系统机械能守恒（4）由自由落体运动有可得轻绳绷紧前瞬间物块B的速度大小为（5）物块A（含挡光片）与物块B的质量相等时，轻绳绷紧后，物块A（含挡光片）与物块B整体的合力为零，所以一起做匀速运动；轻绳绷紧后，A过光电门的速度为由动量守恒可得即13.（10分）如图所示为某种测量液体折射率装置的俯视图，该实验装置外侧是边长为L的正方体，过正方体中心O、垂直上下两面放置—衍射光栅，激光束垂直光栅平面打到O点，未加入液体时，零级衍射光束打在后壁上的点，一级衍射光束打到a点；加入液体后，一级衍射光束打到b点．已知，，衍射光栅一级衍射光束满足，其中d为光栅常数，i为衍射角（衍射光束与原光束传播方向的夹角），为光的波长，光在真空中的速度为c，求：（1）液体对激光的折射率；（2）加入液体后，光从发出到打到b点所需的时间。【答案】（1）；（2）【解析】（1）未加入液体前，一级衍射光束衍射角正弦值为加入液体后，一级衍射光束衍射角的正弦值为解得液体对激光的折射率为（2）加入液体后，光从发出到打到b点通过的路程为光在液体中的传播速度光从发出到打到b点所需时间14.（14分）如图所示，质量为m的带孔物块A穿在竖直固定的细杆上，不可伸长的轻质柔软细绳一端连接物块A，另一端跨过轻质定滑轮连接质量为物块B，已知定滑轮到细杆的距离为L，细绳的总长度为。现将系统从A与滑轮等高的位置由静止释放。已知重力加速度为g，忽略一切阻力，定滑轮大小不计，两物块均可视为质点，求：（1）从系统开始释放到A下落L过程中，物块B的重力势能增加量；（2）物块A下落