2024届湖南省湘潭市高考压轴卷物理试卷含解析

2024届湖南省湘潭市高考压轴卷物理试卷

注意事项

1.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回.

2.答题前，请务必将自己的姓名、准考证号用0.5亳米黑色墨水的签字笔填写在试卷及答题卡的规定位置.

3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符.

4.作答选择题，必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑；如需改动，请用橡皮擦干净后，再选涂其他

答案.作答非选择题，必须用05亳米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答，在其他位置作答一律无效.

5.如需作图，须用2B铅笔绘、写清楚，线条、符号等须加黑、加粗.

一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。

1、中医拔罐疗法在中国有着悠久的历史，早在成书于西汉时期的帛书《五十二病方》中就有类似于后世的火罐疗法。

其方法是以罐为工具，将点燃的纸片放入一个小罐内，当纸片燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，火罐就会

紧紧地“吸”在皮肤上，造成局部瘀血，以达到通经活络、行气活血、消肿止痛、祛风散寒等作用的疗法。在刚开始的

很短时间内，火罐“吸”在皮肤上的主要原因是（）

A.火罐内的气体温度不变，体积减小，压强增大

B.火罐内的气体压强不变，温度降低，体积减小

C.火罐内的气体体积不变，温度降低，压强减小

I）.火罐内的气体体积不变，温度降低，压强增大

2、下列说法正确的是（）

A.p射线是高速电子流，它的穿透能力比a射线和丫射线都弱

B.在核反应中，比结合能小的原子核变成比结合能大的原子核时，会释放核能

C.根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，核外电子的动能减小

D.当紫外线照射到金属锌板表面时能发生光电效应，则当改为红光照射时，也能发生光电效应，但从锌板表面逸出

的光电子的最大初动能减小

3、2019年10月1日，在国庆70周年盛大阅兵式上，大国重器东风・17高超音速战略导弹震撼曝光！有限的资料显

示,东风17高超音速导弹最大速度在6〜25马赫之间，射程约为2000公里左右，其战斗部为十分前沿的带翼面承

波体结构，通过弹体助推至大气层边缘，并以“打水漂”一样的方式进行滑跃飞行，突防能力极强。值得一提的是，

这种“助推一滑翔”弹道由我国著名科学家钱学森在上个世纪末40年代首次推出，因此该弹道亦称“钱学森弹道”。

已知东风质量为血，在一次试射机动变轨过程中，东风・17正在大气层边缘向东水平高速飞行，速度大小为12

马赫（1马赫就是一倍音速，设为突然蛇形机动变轨，转成水平向东偏下37。角飞行，速度大小为15马赫。此

次机动变轨过程中（）

A.合力对东风・17做功为81〃M

B.合力对东风-17做功为4.5血/

C.合力刻东风“7的冲量大小为方向竖直向下

D.合力对东风47的冲量大小为3〃”，方向向东偏下37。

4、2018年1月12日，我国成功发射北斗三号组网卫星.如图为发射卫星的示意图，先将卫星发射到半径为r的圆轨

道上做圆周运动，到A点时使卫星加速进入椭圆轨道，到椭圆轨道的远地点B点时，再次改变卫星的速度，使卫星进

入半径为2i•的圆轨道.己知卫星在椭圆轨道时距地球的距离与速度的乘积为定值，卫星在椭圆轨道上A点时的速度

为v,卫星的质量为m,地球的质量为M,引力常量为G,则发动机在A点对卫星做的功与在B点对卫星做的功之差

为（忽略卫星的质量变化）（）

5、利用碘131（21）治疗是临床上常用的一种治疗甲亢的方法，它是通过含有//射线的碘被甲状腺吸收，来破环甲状

腺组织，使甲状腺合成和分泌甲状腺激素水平减少来达到治愈甲亢的目的。已知碘131发生少衰变的半衰期为8天，

则以下说法正确的是（）

A.碘131的衰变方程为寥T+上

B.碘131的衰变方程为?：Xe+」；e

C.32g碘131样品经16天后，大约有8g样品发生了夕衰变

D.升高温度可能会缩短碘131的半衰期

6、淄博孝妇河湿地公园拥有山东省面积最大的音乐喷泉。一同学在远处观看喷泉表演时，估测喷泉中心主喷水口的水

柱约有27层楼高，已知该土喷水管口的圆形内径约有10cm,由此估算用于给土喷管喷水的电动机输出功率最接近

A.2.4X103WB.2.4X104W

C.2.4X105WD.2.4X106W

二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得。分。

7、如图所示为一质点的简谐运动图象。由图可知

A.质点的运动轨迹为正弦曲线

B.t=0时，质点正通过平衡位置向正方向运动

C.t=0.25s时，质点的速度方向与位移的正方向相同

D.质点运动过程中，两端点间的距离为0.lm

8、如图所示，两根质量均为机的金属棒垂直地放在光滑的水平导轨上，左、右两部分导轨间距之比为1：2,导轨间

左、右两部分有大小相等、方向相反的匀强磁场，两棒电阻与棒长成正比，不计导轨电阻，现用水平恒力"向右拉

CD棒，在CD棒向右运动距离为s的过程中，AB棒上产生的焦耳热为0,此时AB棒和CD棒的速度大小均为外

此时立即撤去拉力尸，设导轨足够长且两棒始终在不同磁场中运动，则下列说法正确的是（）

£

X~XXX

A.」的大小等于/八一3。

Vm

B.撤去拉力尸后，AB棒的最终速度大小为号匕方向向右

3

C.撤去拉力尸后，CD棒的最终速度大小为gy,方向向右

D.撤去拉力产后，整个回路产生的焦耳热为:机讲

9、如图所示，在竖直平面内，倾斜长杆上套一小物块，跨过轻质定滑轮的细线一端与物块连接，另一端与固定在水平

面上的竖直轻弹簧连接。使物块位于4点时，细线自然拉直且垂直于长杆弹簧处于原长。现将物块由A点静止释放,

物块沿杆运动的最低点为瓦。是43的中点，弹簧始终在弹性限度内，不计一切阻力，则（）

A.物块和弹簧系统机械能守恒

B.物块在5点时加速度方向由8指向A

C.4到C过程物块所受合力做的功大于C到B过程物块克服合力做的功

D.物块下滑过程中，弹簧的弹性势能在A到。过程的增量小于。到“过程的增量

10、如医所示为远距离输电的原理图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压恒定、输电线上

的电阻不变，假设用户所用用电器都是纯电阻用电器，若发现发电厂发电机输出的电流增大了，则可以判定

升压变压器降压变压器

A.通过用户的电流减小了

B.用户接入电路的总电阻减小了

C.用户消耗的电功率减小了

D.加在用户两端的电压变小了

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11.（6分）一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，在家中验证力的平行四边形定则，主要实

验步骤如下：

①如图甲，细线。。一端连接一装满水的水壶，另一端连接圆环。，用电子秤的下端挂钩钩住圆环。，记下水壶岸上

时电子秤的示数尸；

②如图乙，将细线A5一端拴在墙钉A处，另一端穿过圆环。拴在电子秤的挂钩3处。手握电子秤沿斜上方拉住细线

的8端使水壶处于平衡状态，在墙面的白纸上记录圆环。的位置、三细线OB、0C的方向和电子秤的示数为；

③如图丙，在白纸上以0为力的作用点，按定标度作出各力的图示，根据平行四边形定则作出两个人的合力尸的图

zKo

（1）步骤①中（填“必须”或“不必”）记录。点位置；

⑵步骤②中用细线穿过圆环0,而不序细线直接拴接在细线AB上的原因是________；

⑶通过比较尸与的大小和方向，即可得出实验结论。

12.（12分）如图甲为某同学测量某一电源的电动势和内电阻的电路图，其中虚线框内为用毫安表改装成双量程电流

表的电路。已知毫安表的内阻为10Q,满偏电流为100mA。电压表量程为3V,£o、拈、瑟2为定值电阻，其中的Ro=2C。

3.0

2.0

//mA

0204。60801而1

乙

⑴已知R=0.4C,R2=1.6C。若使用。和〃两个接线柱，电流表量程为A；若使用〃和c两个接线柱，电流

表量程为Ao

（2）实验步骤：

①按照原理图连接电路；

②开关S拨向心将滑动变阻器R的滑片移动到端（填“左”或“右闭合开关Si;

③多次调节滑动变阻器的滑片，记下相应的亳安表的示数/和电压表的示数U。

⑶数据处理：

①利用实验测得的数据画成了如图乙所示的U-/图像；

②由图像的电源的电动势V,内阻r=Q（后和，的结果均保留2位有效数字）c

四、计算题：本题共2小题，共26分.把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算

步骤。

13.（10分）如图所示，直角△MNQ为一个玻璃砖的横截面，其中/。=90"/N=36,MQ边的长度为p

为/WN的中点。一条光线从夕点射入玻璃砖，入射方向与NP夹角为45。。光线恰能从。点射出。

（1）求该玻璃的折射率；

⑵若与NP夹角90。的范围内均有上述同频率光线从夕点射入玻璃砖，分析计算光线不能从玻璃砖射出的范围。

M

14.（16分）直角坐标系x”位于竖直平面内，在第一象限存在磁感应强度8=O.1T、方向垂直于纸面向里、边界为

矩形的匀强磁场。现有一束比荷为幺=108（2/kg带正电的离子，从磁场中的八点（立小，0）沿与*轴正方向成9

m20

=60。角射入磁场，速度大小v（）＜l.Oxlo6m/s,所有离子经磁场偏转后均垂直穿过y轴的正半轴，不计离子的重力和离

子间的相互作用。

（1）求速度最大的离子在磁场中运动的轨道半径；

⑵求矩形有界磁场区域的最小面积；

⑶若在Q0区域都存在向里的磁场，离子仍从A点以y0=@xl06m/s向各个方向均匀发射，求轴上有离子穿

2

出的区域长度和能打到），轴的离子占所有离子数的百分比。

15.（12分）如图所示，真空中有以Oi为圆心，K为半径的圆形匀强磁场区域，圆的最左端与y轴相切于坐标原点O,

圆的最上端与平行于工轴的虚线相切于P点，磁场方向垂直纸面向里，第一象限内在虚线MN上方沿＞，轴负方向

有平行于），轴的有界匀强电场（上边界平行于无轴，图中未画出）。现从坐标原点。在纸面内向坐标系的第一象限和

第四象限内的不同方向发射速率均为灯的质子。己知沿x轴正方向发射的质子恰好从尸点离开磁场进入电场，能到达

6E

电场的上边界，最后也能返回磁场，电场强度E和磁感应强度8大小未知，但满足关系％=-/,不计质子的重力、

质子对电场和磁场的影响及质子间的相互作用。

⑴求匀强电场上边界与虚线MN的间距d；

⑵在第四象限内沿与x轴正方向成30,角的方向发射一质子，最终离开磁场，求从发射到最终离开磁场区域的过程质

子运动的时间£;

（3）若电场方向改为沿x轴的负方向，场强大小不变，如图所示，电场上边界位置也不变，yo=4K处有一平行于x轴的

荧光屏，与），轴相交于。点，由。点发射的所有质子最终均能打在荧光屏上，求荧光屏的最小长度。

参考答案

一、单项选择题：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，只有一项是符合题目要求的。

1、C

【解析】

在刚开始的很短时间内，火罐内部气体体积不变，由于火罐导热性良好，所以火罐内气体温度迅速降低，根据巫=C

T

可知，气体压强减小，在外界大气压的作用下火罐“吸”在皮肤上，ABD错误，C正确。

故选C。

2、B

【解析】

A.。射线是高速电子流，它的穿透能力比a射线强，比丫射线弱，故A项错误；

B.原子核的结合能与核子数之比称做比结合能，比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。在核

反应中，比结合能小的原子核变成比结合能大的原子核时，会释放核能，故B项正确；

C.根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，电子跃迁到离核较近的轨道上运动，据

e2v2

k-=tn——

r~r

可得，核外电子的动能增加，故C项错误；

D.当紫外线照射到金属锌板表面时能发生光电效应，当改为红光照射时，不能发生光电效应，因为红光的频率小于

锌板的极限频率，故D项错误。

故选Bo

3、C

【解析】

AB.根据动能定理得

W=—"晨一■-/77V,2=—Ml5v)2——//t(l2P)2=40.5/77V2

2-2122

故AB错误。

CD.根据动量定理得

/=m-v=nzj(15u)2-(12u>=9mv

方向竖直向下，故C正确，D错误。

故选C。

4、B

【解析】

由G^=〃，且可知，卫星在轨道半径为r的圆轨道上运动的线速度大小匕二、陛，在半径为2r的圆轨道上做圆

r~rVr

周运动的线速度大小为岭二设卫星在椭圆轨道上8点的速度为匕，由“二也・2一，可知在A点时发动机对

I.1,11V.>

卫星做功叱=-mv2-一〃球，在B点时发动机对卫星做的功为M二一〃州一一皿一尸,因此

22~2'22

叱一乱二*机——22^,B正确，ACD错误.

"84r

故选：B.

5、B

【解析】

AB.原子核夕衰变过程中放出电子，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，碘131的衰变方程为；：I-^Xe+JJe,

故A错误，B正确；

C.32g碘131样品经16天，即经过2个半衰期，大约有题样品未发生衰变，衰变的质量为24犀故C错误；

D.改变温度或改变外界压强都不会影响原子核的半衰期，故D错误。

故选Bo

6、C

【解析】

管口的圆形内径约有10cm,贝!］半径r=5cm=0.05m,根据实际情况，每层楼高〃=3m,所以喷水的高度"=27A=81m,

则水离开管口的速度为：

v=yflgli=J20x81m=18x/5m/s

设驱动主喷水的水泵功率为P,在接近管口很短一段时间△f内水柱的质量为:

7W-p,vAtS=pn/vAt

根据动能定理可得：PA/=-mv2

2

解得：

夕乃产，

r-----------

2

代入数据解得：

六2.4xl05w

A.2.4X103WO故A不符合题意。

B.2.4X104WO故B不符合题意。

C.2.4x10’W。故C符合题意。

D.2.4X106WO故D不符合题意。

二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。

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、CD

【解析】

试题分析：简谐运动图象反映质点的位移随时间变化的情况，不是质点的运动轨迹，故A错误.t=0时，质点离开平

衡位置的位移最大，速度为零，故B错误.根据图象的斜率表示速度，贝h=0.25s时，质点的速度为正值，则速度方

向与位移的正方向相同.故C正确.质点运动过程中，两端点间的距离等于2倍的振幅，为S=2A=2x5cni=10cm=0.1ni,

故D正确.故选CD。

考点：振动图线

【名师点睛】由振动图象可以读出周期、振幅、位移、速度和加速度及其变化情况，是比较常见的读图题，要注意振

动图象不是质点的运动轨迹；根据图象的斜率表示速度分析振动的运动方向.质点运动过程中，两端点间的距离等于

2倍的振幅。

8、AC

【解析】

A.两棒的长度之比为1：2,所以电阻之比为1：2,由于电路在任何时刻电流均相等，根据焦耳定律：。=尸放，所以

CO棒的焦耳热为2Q,在棒向右运动距离为s的过程中，根据功能关系有

Fs=3QI2rny2x2

解得

Fs-3Q

故A正确；

BC.令AB棒的长度为/,则CD棒长为2。撤去拉力尸后，棒继续向左加速运动，而CO棒向右开始减速运动,

两棒最终匀速运动时，电路中电流为零，两棒切割磁感线产生的感应电动势大小相等，此时两棒的速度满足

BIVAB,=B-2/VCD'

VAB-2VCD*

对两棒分别应用动量定理，有

-尸CDU/WPCD'-，〃y

FCD=2FAB

VAB'=—V

5

3

VCD，=~V

J

故B错误，C正确；

D.撤去外力尸到最终稳定运动过程根据能量守恒定律

Q=—mv2x2-—mvL--〃届)=—mv1

22A82c。1()

故D错误。

故选AC

9、ABD

【解析】

A.由题知，不计一切阻力，则物块和弹簧系统机械能守恒，故A正确；

B.由题知，物块从4点运动到3点是先加速后减速，到点速度刚好为0,弹簧处于伸长状态，此时对物块受力分

析可知，弹簧沿斜面向上的分力大于重力沿斜面向下的分力，故物块在E点时加速度方向由B指向4,故B正确；

C.物块从4到C,根据动能定理可知，合力做的功等于动能的增加量，物块从。到庆根据动能定理可知，物块克

服合力做的功等于动能的减少量，而物块在4点和8点的速度都为零，故两个过程动能的变化量相等，所以A到。

过程物块所受合力做的功等于C到B过程物块克服合力做的功，故C错误；

D.弹簧的形变量越小，弹簧的弹性势能越小，根据几何关系，可知物块从4到。过程的弹簧形变量小于C到〃过程

的弹簧形变量，故物块下滑过程中，弹簧的弹性势能在4到。过程的增量小于。到8过程的增量，故D正确。

故选ABDo

10、BD

【解析】

A项：如果发电机输出电流增大，根据变流比可知，输送电流增大，通过用户的电流增大，故A错误；

B项：由/〃2=+(%)2R用户可知，输送电流增大，是由于R用户减小引起的，故B正确；

%

c项：当用户电阻减小时，用户消耗的功率增大，故c错误；

D项：发电机输出电流增大，则输电线上的电压降增大，因此降压变压器的输入、输出电压均减小，即因在用户两端

电压变小了，故D正确。

故选：BDo

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

11、不必两分力一次同时测定，减小误差(或由于圆环的滑动，使得03两细线拉力大小相同)尸

【解析】

(1)口］因为重力恒竖直向下，只要保证水壶静止即可，读出0C绳的拉力即可，故第一次不需要记录。点位置。

(2)［2］由于圆环的滑动，使得04、两细线拉力大小相同，故可以两分力一次同时测定，减小误差。

(3)［3］。4和08绳子的拉力作用效果和0C一条绳子的拉力的作用效果相同，而。。一条绳子作用力为尸，04和08

绳子的合力为根据平行四边形定则画出来的尸'，所以只要比较广和F'的大小和方向，即可验证试验。

12、0.63.0左3.02.5(2.3〜2.7均可)

【解析】

(1)口］若使用。和〃两个接线柱，根据并联电路分流规律

Zl-100rnA_10Q

100mA-0.4C+1.6Q

解得量程为

/,=600mA=0.6A

⑵若使用。和c两个接线柱，根据并联电路分流规律

八一100mA10C+L6Q

100mA04Q

解得

人=3000mA=3.0A

⑵②⑶为了保护电路，初始时刻滑动变阻器的阻值应最大，所以将滑片滑到最左端。

⑶②⑷若使用。和b两个接线柱，电流表量程扩大60°mA=6倍,根据闭合电路欧姆定律可知

100mA

E=U+6I(r+R0)

变形得

U=E-6IQ+R°)

图像的纵截距即为电动势大小，即

E=3.0V

[5]图像斜率的大小

1.0-3.0

r+N)=C=4.5。

6x74x10-3

则电源内阻为

〃=4.5。一4=2.5Q

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算

步骤。

/7_i

13、(1)72;(2)——a

2

【解析】

(1)如图甲，由几何关系知尸点的折射角为30。。

(2)如图乙，由折射规律结合几何关系知，各方向的入射光线进入尸点后的折射光线分布在范围内，设在。点全

反射，贝!范围无光线射出。

。点有

1

n=------

sina

解得

a=45。

由几何关系知

DQ=EQ-EDtED=EP=-aEQ=—a

2t2

解得

DQ=

m2；(3)m;50%

14、(l)O.lm；(2)3+G。

20020

【解析】

(1)根据洛伦兹力提供向心力有

qvB=

代入数据解得

A=0.1m；

⑵如图1所示:

图1

根据几何关系可知，速度最大的离子在磁场中运动的圆心在），轴上的8（。，如1）点，离子从C点垂直穿过y轴，

所有离子均垂直穿过J轴，即速度偏向角相等，AC连线应该是磁场的边界，满足题意的矩形如图1所示，根据几何

关系可得矩形长为

OA6

----=——m

cos。10

宽为

1

/?-Z?cos9=­m

20

则面积为

s62

S=----m

200

⑶根据洛伦兹力提供向心力有

qvB=m—

R

解得

R=&

20

临界1,根据图2可得

与x轴成30。角射入的离子打在y轴上的B点，为直径，所以B点位y轴上有离子经过的最高点，根据几何知识可

得

八3

OB=­M；

20

临界2：根据图2可得，沿着x轴负方向射入磁场中的离子与），轴相切与。点，所以。点为y轴有离子打到的