1、2024年普通高中学业水平选择性考试（湖南卷）物理试题本试卷共100分，考试时间75分钟一、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，只有一项是符合题目要求的。1. 量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于量子论的说法正确的是（）A. 普朗克认为黑体辐射的能量是连续的B. 光电效应实验中，红光照射可以让电子从某金属表面逸出，若改用紫光照射也可以让电子从该金属表面逸出C. 康普顿研究石墨对X射线散射时，发现散射后仅有波长小于原波长的射线成分D. 德布罗意认为质子具有波动性，而电子不具有波动性【答案】B【解析】【详解】A普朗克认为黑体辐射的能量是一份一份的，是量子化
2、的，故A错误；B产生光电效应的条件是光的频率大于金属的极限频率，紫光的频率大于红光，若红光能使金属发生光电效应，可知紫光也能使该金属发生光电效应，故B正确；C石墨对X射线的散射过程遵循动量守恒，光子和电子碰撞后，电子获得一定的动量，光子动量变小，根据可知波长变长，故C错误；D德布罗意认为物质都具有波动性，包括质子和电子，故D错误。故选B。2. 如图，健身者在公园以每分钟60次的频率上下抖动长绳的一端，长绳自右向左呈现波浪状起伏，可近似为单向传播的简谐横波。长绳上A、B两点平衡位置相距，时刻A点位于波谷，B点位于波峰，两者之间还有一个波谷。下列说法正确的是（ ）A. 波长为B. 波速为C. 时刻
3、，B点速度为0D. 时刻，A点速度为0【答案】D【解析】【详解】A如图根据题意可知解得故A错误；B波源的振动频率为故波速为故B错误；C质点的振动周期为，因为，故B点在运动到平衡位置，位移为0，速度最大，故C错误；D，故A点在运动到波峰，位移最大，速度为0，故D正确。故选D。3. 如图，质量分别为、m的四个小球A、B、C、D，通过细线或轻弹簧互相连接，悬挂于O点，处于静止状态，重力加速度为g。若将B、C间的细线剪断，则剪断瞬间B和C的加速度大小分别为（ ）A. g，B. 2g，C. 2g，D. g，【答案】A【解析】【详解】剪断前，对BCD分析对D剪断后，对B解得方向竖直向上；对C解得方向竖直向
4、下。故选A。4. 如图，有一硬质导线Oabc，其中是半径为R的半圆弧，b为圆弧的中点，直线段Oa长为R且垂直于直径ac。该导线在纸面内绕O点逆时针转动，导线始终在垂直纸面向里的匀强磁场中。则O、a、b、c各点电势关系为（ ）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】如图，相当于Oa、Ob、Oc导体棒转动切割磁感线，根据右手定则可知O点电势最高；根据同时有可得得故选C。5. 真空中有电荷量为和的两个点电荷，分别固定在x轴上和0处。设无限远处电势为0，x正半轴上各点电势随x变化的图像正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】根据点电荷周围的电势公式，设处的电势为0，得
5、解得故可知当时，；当时，。故选D。6. 根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻。当用户端接一个定值电阻R时，上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是（ ）A. 风速增加，若转子角速度增加一倍，则上消耗的功率为4PB. 输电线路距离增加，若阻值增加一倍，则消耗的功率为4PC. 若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则上消耗的功率为8PD. 若在用户端再并
6、联一个完全相同的电阻R，则上消耗的功率为6P【答案】A【解析】【详解】如图为等效电路图，设降压变压器的原副线圈匝数比为，则输电线上的电流为转子在磁场中转动时产生的电动势为A当转子角速度增加一倍时，升压变压器原副线圈两端电压都增加一倍，输电线上的电流变为，故上消耗的电功率变为原来的4倍，故A正确；C升压变压器副线圈匝数增加一倍，副线圈两端电压增加一倍，输电线上的电流增加一倍，故上消耗的电功率变为原来的4倍，故C错误；B若阻值增加一倍，输电线路上的电流消耗的功率故B错误；D若在用户端并联一个完全相同的电阻R，用户端电阻减为原来的一半，输电线上的电流为消耗的功率故D错误。故选A。二、选择题：本题共4
7、小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。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. 2024年5月3日，“嫦娥六号”探测器顺利进入地月转移轨道，正式开启月球之旅。相较于“嫦娥四号”和“嫦娥五号”，本次的主要任务是登陆月球背面进行月壤采集并通过升空器将月壤转移至绕月运行的返回舱，返回舱再通过返回轨道返回地球。设返回舱绕月运行的轨道为圆轨道，半径近似为月球半径。己知月球表面重力加速度约为地球表面的，月球半径约为地球半径的。关于返回舱在该绕月轨道上的运动，下列说法正确的是（）A. 其相对于月球的速度大于地球第一宇宙速度B. 其相对于月球的速度小于地
8、球第一宇宙速度C. 其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的倍D. 其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的倍【答案】BD【解析】【详解】AB返回舱在该绕月轨道上运动时万有引力提供向心力，且返回舱绕月运行的轨道为圆轨道，半径近似为月球半径，则有其中在月球表面万有引力和重力的关系有联立解得由于第一宇宙速度为近地卫星的环绕速度，同理可得代入题中数据可得故A错误、B正确；CD根据线速度和周期的关系有根据以上分析可得故C错误、D正确；故选BD。8. 某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为R的定值电阻相连，导轨段与段粗糙，其余部分光滑，右侧处于竖直向下
9、的匀强磁场中，一质量为m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度沿导轨向右经过进入磁场，最终恰好停在处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为R，与粗糙导轨间的摩擦因数为，。导轨电阻不计，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A. 金属杆经过的速度为B. 在整个过程中，定值电阻R产生的热量为C. 金属杆经过与区域，金属杆所受安培力的冲量相同D. 若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍【答案】CD【解析】【详解】A设平行金属导轨间距为L，金属杆在AA1B1B区域向右运动的过程中切割磁感线有E = BLv，金属杆在AA1B1B区域运动的过程中根据动量定理有 则由于，则上面方程左右两
10、边累计求和，可得则设金属杆在BB1C1C区域运动的时间为t0，同理可得，则金属杆在BB1C1C区域运动的过程中有解得综上有则金属杆经过BB1的速度大于，故A错误；B在整个过程中，根据能量守恒有则在整个过程中，定值电阻R产生的热量为故B错误；C金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域，金属杆所受安培力的冲量为则金属杆经过AA1B1B与BB1C1C区域滑行距离均为，金属杆所受安培力的冲量相同，故C正确；D根据A选项可得，金属杆以初速度再磁场中运动有金属杆的初速度加倍，则金属杆通过AA1B1B区域时中有则金属杆的初速度加倍，则金属杆通过时速度为则设金属杆通过BB1C1C区域的时间为， 则 ，则， 则
11、由于，则可见若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的2倍，故D正确。故选CD。9. 1834年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验），平面镜沿放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度，如图所示。S为单色点光源。下列说法正确的是（）A. 沿向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动B. 沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小C. 若，沿向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变D. 若，沿向左略微平移平面镜，干涉条纹向A处移动【答案】BC【解析】【详解】CD根据题意画出光路图如图所示，S发出的光与通过平面镜反射光（可以等效成虚像S发出的光）是同
12、一列光分成的，满足相干光条件。所以实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光，且该干涉可看成双缝干涉，设S与S的距离为d，则d = 2aS到光屏的距离为l，代入双缝干涉公式可得则若 = 0，沿OA向右（沿AO向左）略微平移平面镜，对l和d均没有影响，则干涉条纹间距不变，也不会移动，故C正确，D错误；AB同理再次画出光路图有沿OA向右略微平移平面镜，即图中从位置位置，由图可看出双缝的间距增大，则干涉条纹间距减小，沿AO向左略微平移平面镜，即图中从位置位置，由图可看出干涉条纹向上移动，故A错误，B正确。故选BC。10. 如图，光滑水平面内建立直角坐标系xOyA、B两小球同时从O点出发，A球速度大小为
13、v1，方向沿x轴正方向，B球速度大小为v2 = 2m/s、方向与x轴正方向夹角为。坐标系第一象限中有一个挡板L，与x轴夹角为。B球与挡板L发生碰撞，碰后B球速度大小变为1m/s，碰撞前后B球的速度方向与挡板L法线的夹角相同，且分别位于法线两侧。不计碰撞时间和空气阻力，若A、B两小球能相遇，下列说法正确的是（ ）A. 若，则v1的最大值为，且B. 若，则v1的最大值为，且C. 若，则v1的最大值为，且D. 若，则v1的最大值为，且【答案】AC【解析】【详解】由于水平面光滑，则两小球均做匀速直线运动，若A、B两小球能相遇，则绘出运动轨迹图如下图则根据正弦定理有AB若，带入数据v2 = 2m/s，解
14、得当，v1取得最大值为，故A正确、B错误；CD若，带入数据v2 = 2m/s，解得当，v1取得最大值为，故C正确、D错误。故选AC。三、非选择题：本大题共5题，共56分。11. 某实验小组要探究一金属丝的阻值随气压变化的规律，搭建了如图（a）所示的装置。电阻测量原理如图（b）所示，E是电源，V为电压表，A为电流表。（1）保持玻璃管内压强为1个标准大气压，电流表示数为100mA，电压表量程为3V，表盘如图（c）所示，示数为_V，此时金属丝阻值的测量值R为_（保留3位有效数字）；（2）打开抽气泵，降低玻璃管内气压p，保持电流I不变，读出电压表示数U，计算出对应的金属丝阻值；（3）根据测量数据绘制R
15、p关系图线，如图（d）所示；（4）如果玻璃管内气压是0.5个标准大气压，保持电流为100mA，电压表指针应该在图（c）指针位置的_侧（填“左”或“右”）；（5）若电压表是非理想电压表，则金属丝电阻的测量值_真实值（填“大于”“小于”或“等于”）。【答案】 . 1.23 . 12.3 . 右侧 . 小于【解析】【详解】（1）1电压表量程为03V，分度值为0.1V，则电压表读数需估读一位，读数为1.23V，2根据欧姆定律可知，金属丝的测量值（4）3根据图（d）可知气压越小电阻越大，再根据U = IR可知压强p减小，则电阻R增大，故电压增大，电压表的指针位置应该在题图（c）中指针位置的右侧。（5）4
16、电流表采用外接法会导致电压表分流，即，即I测偏大，故R测 mB）。初始时小球A以初速度v0沿圆环切线方向运动，与静止的小球B发生碰撞。不计小球与圆环之间的摩擦，两小球始终在圆环内运动。（1）若小球A与B碰撞后结合在一起，求碰撞后小球组合体的速度大小及做圆周运动所需向心力的大小；（2）若小球A与B之间为弹性碰撞，且所有的碰撞位置刚好位于等边三角形的三个顶点，求小球的质量比。（3）若小球A与B之间为非弹性碰撞，每次碰撞后的相对速度大小为碰撞前的相对速度大小的e倍（0e1） ，求第1次碰撞到第2n+1次碰撞之间小球B通过的路程。【答案】（1），；（2）或；（3）【解析】【详解】（1）有题意可知A、B
17、系统碰撞前后动量守恒,设碰撞后两小球的速度大小为v，则根据动量守恒有可得碰撞后根据牛顿第二定律有可得（2）若两球发生弹性碰撞，设碰后速度分别为vA，vB，则碰后动量和能量守恒有联立解得，因为所有的碰撞位置刚好位于等边三角形的三个顶点，如图若第二次碰撞发生在图中的b点，则从第一次碰撞到第二次碰撞之间，A、B通过的路程之比为，则有联立解得由于两质量均为正数，故k1=0，即对第二次碰撞，设A、B碰撞后的速度大小分别为，则同样有联立解得，故第三次碰撞发生在b点、第四次碰撞发生在c点，以此类推，满足题意。若第二次碰撞发生在图中的c点，则从第一次碰撞到第二次碰撞之间，A、B通过的路程之比为；所以联立可得因为两质量均为正数，故k2=0，即根据的分析可证，满足题意。综上可知或（3）第一次碰前相对速度大小为v0，第一次碰后的相对速度大小为，第一次碰后与第二次相碰前B球比A球多运动一圈，即B球相对A球运动一圈，有第一次碰撞动量守恒有且联立解得B球运动的路程第二次碰撞的相对速度大小为第二次碰撞有且联立可得所以B球运动的路程一共碰了2n次，有
