湖南省2024年高考物理模拟试卷及答案11

湖南省2024年高考物理模拟试卷及答案阅卷人一、单选题得分1．1864年，英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁波理论。他断定电磁波的存在，推导出电磁波与光具有同样的传播速度。1887年，德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。下列有关电磁波的说法中，正确的有（）A．同一种电磁波在不同的介质中传播时波长是相同的 B．各种电磁波在真空中传播的速度是相同的C．有些电磁波不能在真空中传播 D．电磁波能发生干涉现象而声波不能2．传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各个领域。几种电容式传感器如图所示，其中通过改变电容器两极板间的距离而引起电容变化的是（）A． B．C． D．3．我国自主研发的氢原子钟现已运用于中国的北斗导航系统中，高性能的原子钟对导航精度的提高起到了很大的作用，同时原子钟具有体积小、重量轻等优点。原子钟通过氢原子能级跃迁而产生的电磁波校准时钟，氢原子能级示意图如图所示，则下列说法正确的是（）A．用10eV的光子照射处于基态的氢原子可以使处于基态的氢原子发生跃迁B．一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射出6种不同频率的光子C．现用光子能量介于10.0eV～12.75eV范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，在照射光中可能被处于基态的氢原子吸收的光子能量只有4种D．用氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34eV的金属铂所产生的光电子的最大初动能为6.41eV4．月球蕴含丰富的能源和矿产资源，科学家发现在月球上含有丰富23He（氦3）。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，参与的一种核聚变反应方程式为A．X为中子（01n） C．该反应会放出能量 D．目前核电站都采用235．如图所示，在正方形ABCD的三个顶点A、B、C上分别固定着三个带电荷量相等的点电荷，其中A处点电荷带负电，B、C处点电荷均带正电。E、G、F三点四等分AB边，M、P、N三点四等分BC边。下列说法正确的是（）A．M、N两点处的电场强度相同B．P点电势高于G点电势C．负电荷在M点具有的电势能比在N点具有的电势能小D．负电荷在F点具有的电势能比在E点具有的电势能大6．有一正方形匀质金属框，其质量为m，边长为L，距离金属框下底边H处有一垂直纸面向里的匀强磁场。磁场区域上下边界水平，高度为L，左右宽度足够大。把该金属框在垂直磁场的平面内以初速度v0A．通过磁场的过程中，金属框中电流的大小和方向保持不变B．金属框在通过磁场的过程中产生的热量为mgLC．仅改变H，金属框仍能匀速通过磁场D．仅改变v07．变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。如图甲所示，电路接在一正弦交流电源上，理想变压器原、副线圈的匝数之比为3：1，R1、R2、R3、R4均为定值电阻，R3=10Ω，A．电流表A的示数为1.5A B．电压表V的示数为130VC．正弦交流电源的输出电压为1302V 阅卷人二、多选题得分8．PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5微米的悬浮颗粒物，其飘浮在空中做无规则运动，很难自然沉降到地面，被人体吸入后会进入血液对人体形成危害，在静稳空气中，下列关于PM2.5的说法中，正确的是（）A．在其他条件相同时，温度越高，PM2.5的运动越激烈B．PM2.5在空气中的运动属于分子热运动C．周围大量分子对PM2.5碰撞的不平衡使其在空中做无规则运动D．减少工业污染的排放对减少“雾霾”天气的出现没有影响9．如图所示，a、b两端接电压稳定的正弦交变电源，变压器的原、副线圈的匝数之比为n，且n<1，定值电阻的阻值R1<RA．ΔUΔI=R1 C．变压器的输出功率一定减小 D．变压器的输出功率可能先增大后减小10．均匀介质中质点A、B的平衡位置位于x轴上，坐标分别为xA=0和xB=16 cm。某简谐横波沿x轴正方向传播，波速v=20 cm/s，波长大于20cm，振幅A．这列波的周期为0.6sB．这列波的周期为1.2sC．已知在t1时刻（t1D．已知在t1时刻（t111．一有界匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向外，其边界如图中虚线所示，其中射线bc足够长，∠abc=135°，其他地方磁场的范围足够大。一束质量为m、电荷量为q的带正电粒子，在纸面内从a点垂直于ab射入磁场，这些粒子具有各种速率，不计粒子重力和粒子之间的相互作用，以下说法正确的是（）A．从ab边射出的粒子在磁场中运动的时间都相等B．从a点入射的粒子速度越大，在磁场中运动的时间越长C．粒子在磁场中的最长运动时间不大于πmD．粒子在磁场中的最长运动时间不大于3πm阅卷人三、实验题得分12．为了探究受到空气阻力时，物体运动速度随时间的变化规律，某同学在水平桌面上组装了如图甲所示的实验装置。实验时，可在小车上安装一轻薄板，以增大空气对小车运动的阻力。实验中所用的小车质量为M。（1）未装薄板时，往砝码盘中加入一小砝码，接通打点计时器的电源后，再释放小车，在纸带上打出一系列的点，纸带如图乙所示。A、B、C、D、E是选取的五个计数点，其中相邻计数点之间的时间间隔均为T，各计数点到第一个计数点A的距离分别为d1、d2、d3、d（2）在（1）的装置基础上，给小车加装上薄板后，利用纸带求出小车不同时刻的速度，作出小车的v－t图像（如图丙所示），通过图像分析，可知随着运动速度的增加，小车所受的空气阻力（选填“增大”、“减小”或“不变”）。（3）v－t图像中，若曲线在t0时刻的切线斜率为k。计算物体受到的空气阻力时，若该同学仍然把砝码和砝码盘的总重力当作小车所受到的拉力，则t0时刻，他求得的空气阻力f＝13．（1）某实验小组设计了如图甲所示的电路测量电压表V2的内阻及电源电动势。已知电压表V1量程为3V，内阻RV1=6000Ω，电压表①按图甲所示原理图完成电路连接；②把R1、R③闭合开关S，调节R1、R2，使V1、V2均有合适示数，分别为U1、U2，若调至U1、U2满足U2④若将R1调至4000Ω并保持不变，调节R2，记录多组对应的U1、U2值，以U1（2）用伏安法测量电源电动势和内阻时，由于电压表、电流表内阻的影响，测量结果总存在系统误差。按如图乙所示的电路进行测量，可以消除这种系统误差。①闭合开关S1、S2，灵敏电流计⑥的示数不为零，调节R和R＇使得灵敏电流计的示数为零，读出电流表和电压表的示数I1和U1；②改变滑动变阻器R、R＇的阻值，重新使得灵敏电流计的示数为零，读出电流表和电压表的示数I2和U2；③重复②操作，得到了多组I、U；④根据实验得到的多组数据作出的U-I图线如图丙所示，由此可得电源的电动势E=阅卷人四、解答题得分14．如图所示，透明液体中有一点光源O，位于液面下深度为d处，点光源向周围发出单色光，在液面形成一个半径为3d（1）求该液体的折射率；（2）当点光源竖直向下运动时，经观察发现圆形透光区域的边缘背离圆心以速度v作匀速运动，试判断点光源O的运动性质并准确描述。15．如图所示，隔热汽缸（内壁光滑）呈圆柱形，上部有挡板，内部高度为d。筒内一个厚度不计的活塞封闭一定量的理想气体，活塞的横截面积为S、质量m=p0S2g（g为重力加速度）。开始时活塞处于离汽缸底部（1）求开始时气体的压强p1（2）现对汽缸内气体加热，当气体温度达到387℃时，求气体的压强p216．如图所示，倾角为θ的光滑斜面上设置有AB和CD两个减速缓冲区，缓冲区内物块与斜面间的动摩擦因数为μ，且AB＝BC＝CD＝l。一质量为m的物块从斜面上O点由静止释放，若物块在运动全过程都受到一方向始终垂直于斜面向下、大小与速度大小成正比的变力F的作用，即F=kv，其中k为已知常量。已知物块通过AB段的时间与通过CD段的时间相等，且物块运动到D点时的加速度为零，重力加速度为g。（1）求斜面上O点到A点的距离d。（2）求物块在缓冲区内因摩擦产生的总热量。（3）若将整个斜面设置为缓冲区，物块从斜面上距D点为s处由静止释放，物块运动到D点的加速度为零，求物块从释放点运动到D的总时间。

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A．同一种电磁波在不同的介质中传播时频率相同、波速不同，根据v=λf可知波长随波速的变化而变化，即同一种电磁波在不同的介质中传播时波长是不相同的，A不符合题意；B．各种电磁波在真空中的传播速度都是3×10C．电磁波均能在真空中传播，C不符合题意；D．各种波均能发生干涉现象，D不符合题意。故答案为：B。

【分析】同一电磁波在不同介质中传播时频率不变，波速变化，因此波长不同，电磁波在真空中传播的速度为光速，所有波都能发生干涉。2．【答案】C【解析】【解答】A．A图是通过改变电介质板在电容器两极板间的深度引起电容变化的，A不符合题意；B．B图是电容器的一个极板是金属芯线，一个极板是导电液体，通过改变电容器两极板间正对面积引起电容变化的，B不符合题意；C．C图是通过改变两极板间的距离引起电容变化的，C符合题意；D．D图是通过改变动片与定片间的正对面积，引起电容变化的，D不符合题意。故答案为：C。

【分析】根据电容器的决定式和定义式分析判断。3．【答案】D【解析】【解答】A．若10.3eV的光子照射处于基态的氢原子后能被氢原子吸收，则此时氢原子的能量值E＝－13.6eV＋10.3eV＝－3.3eV，由能级图可知，氢原子没有该能级，所以10.3eV的光子不可以使处于基态的氢原子发生跃迁，A不符合题意；B．一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出3种不同频率的光子，B不符合题意；C．由能级图可知，用10.0eV～12.75eV范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，在照射光中可能被吸收的光子能量只有3种，C不符合题意；D．氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量E41=E故答案为：D。

【分析】根据氢原子的跃迁和能级图判断氢原子能否发生跃迁，n=4能级的氢原子最多可辐射3种频率的光子，结合光电效应方程得出光电子的最大初动能。4．【答案】C【解析】【解答】A．根据质量数守恒电荷数守恒，可知X为质子（11BC．根据质能方程可知，该聚变反应是放能反应，聚变反应后出现质量亏损，B不符合题意，C符合题意；D．目前核电站都采用重核裂变反应发电，D不符合题意。故答案为：C。

【分析】核反应方程满足质量数和电荷数守恒，结合爱因斯坦质能方程分析判断。5．【答案】B【解析】【解答】A．根据对称性可知，B、C处点电荷在M、N两点处的电场强度大小相等，方向相反，同时因为A处点电荷到M、N两点距离不相等，在M、N两点处的电场强度也不同，故叠加后M、N两点处的电场强度不相同，A不符合题意；B．对于正电荷来说，离电荷越近，电势越高，而对于负电荷，离电荷越远，电势越高。则对于B处点电荷，在P、G两点电势相等；对于C处点电荷，P点电势高于G点电势；对于A处点电荷，P点电势高于G点电势；故叠加之后，P点电势高于G点电势。B符合题意；C．根据对称性，B、C处点电荷在M、N两点处的电势相等；A处点电荷在N点电势大于M点电势，所以M点电势比在N点电势小，负电荷在M点具有的电势能比在N点具有的电势能大，C不符合题意；D．对于B、C两处正电荷来说，F点电势大于E点电势；对于A处负电荷来说，F点电势大于E点电势，则叠加后，F点电势大于E点电势。故负电荷在F点具有的电势能比在E点具有的电势能小，D不符合题意。故答案为：B。

【分析】根据点电荷周围电场强度的表达式得出MN两点的电场强度大小关系，沿着电场线电势逐渐降低，结合电势能的表达式判断电势能的大小关系。6．【答案】D【解析】【解答】A．将金属框以初速度v0水平无旋转抛出后，金属框做平抛运动，后进入磁场做匀速运动，水平方向切割磁感线产生的感应电动势相互抵消，竖直方向切割磁感线产生的感应电动势为E=BLvy，I=B．在金属框匀速通过磁场过程中，有mg=F安，则克服安培力做的功CD．根据平抛运动规律和平衡条件有vy=2gH，mg=F安

【分析】金属框先做平抛运动，进入磁场后根据法拉第电磁感应定律和欧姆定律得出电路中电流的变化情况，结合恒力做功和类平抛运动的规律得出磁感应强度的表达式。7．【答案】D【解析】【解答】A．由R3中电流i3随时间t变化的图像可知IR3=1 A，则UR3=10 V，故B．变压器的输出电压U2=40 V，由变压器的变压比公式可知电压表的示数C．正弦交流电源的输出电压U0D．正弦交流电源的输出电功率P0故答案为：D。

【分析】根据电流时间变化图像以及理想变压器原副线圈的匝数比和电流比的关系得出电流表A的示数，结合理想变压器原副线圈的匝数比和电压比的关系得出电压比的示数，利用串并联电路的特点以及电功率的表达式得出交流电源输出的电压和电功率。8．【答案】A,C【解析】【解答】BC．PM2.5的运动是布朗运动，不是分子的热运动，是空气分子无规则运动对PM2.5微粒的撞击不平衡造成的，B不符合题意，C符合题意；A．温度越高，空气分子无规则的运动越激烈，对PM2.5微粒的撞击不平衡越明显，PM2.5的运动越激烈，A符合题意；D．减少工业污染的排放可减少PM2.5的排放，进而减少“雾霾”天气的出现，D不符合题意。故答案为：AC。

【分析】空气分子的不规则运动时微粒撞击不平衡造成，PM2.5的运动是布朗运动，温度越高，分子无规则运动越激烈。9．【答案】B,D【解析】【解答】AB．设变压器输入电压为U1，输入电流为I1，变压器输出电压为U，输出电流为I，由变压比公式有U1U=n，得ΔU1=nΔU，又由变流比公式有I1I=CD．当向下调节滑动变阻器R3的滑片P时，导致副线圈回路中总电阻增大，则回路中的总电流减小，原线圈中电流减小，电阻R1的电压降减小，而a、b两端电压一定，原线圈两端电压增大，副线圈两端电压增大，由功率公式P=UI可知，因R1和R3故答案为：BD。

【分析】根据理想变压器原副线圈的匝数比和电流比的关系以及欧姆定律得出电流表和电压表的示数变化量的绝对值的比值，当滑动变阻器的滑片移动时，回路中电流发生变化，结合欧姆定律得出输出功率的变化情况。10．【答案】B,C【解析】【解答】AB．因为波长大于20cm，所以波的周期满足T=λv>1CD．波的波长为λ=vT=24 cm，在t1时刻（t1>0），质点A位于波峰，由于xA=0，则此时波动方程为y=A故答案为：BC。

【分析】根据波长和周期的关系得出该波的周期以及该波的波长，结合波动方程得出t111．【答案】A,D【解析】【解答】ABC．画出带电粒子在磁场中运动的动态分析图，如下图所示当粒子都从ab边射出，则运动轨迹都是半圆周，运动时间都相等，为πmqB，当粒子都从bc边射出，则速度越大，轨道半径越大，对应的圆心角越大，运动时间越长，运动时间大于πmD．当粒子的速度足够大，半径足够大时，l远小于r，这时圆心角大小趋近于270°，因此粒子在磁场中最长运动时间小于3πm2qB故答案为：AD。

【分析】粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据几何关系和粒子在磁场中运动的周期和时间的关系得出粒子的运动时间。12．【答案】（1）d（2）增大（3）M(【解析】【解答】（1）为提高数据利用率，采用逐差法处理数据a=（2）通过图像分析，可知随着运动速度的增加，小车的加速度越来越小，故小车所受的空气阻力增大；（3）未装薄板时，对小车，由牛顿第二定律有mg−f1=Ma，故f1

【分析】（1）根据逐差法得出小车的加速度；

（2）根据v-t图像得出小车加速度的变化得出小车所受阻力的变化情况；

（3）未装薄板和装薄板时根据牛顿第二定律得出空气阻力的表达式。13．【答案】（1）3000；5（2）2.0；1.0【解析】【解答】（1）③根据并联电路规律可知U1=U2+U2RV2R2，代入数据可得RV2（2）④根据闭合电路欧姆定律有U=E−Ir，所以U−I图像的斜率为k=−1.9−1.60.4−0

【分析】（1）根据并联电路的特点得出电压表的内阻，结合闭合电路欧姆定律得出电源的电动势和内阻；

（2）利用闭合电路欧姆定律和U-I图像得出电源的电动势和内阻。14．【答案】（1）解：圆形透光区域的边缘即为刚好发生全反射的位置，有tan解得C=30°又n=解得n=2（2）解：圆形透光