2024年新高考物理【衡水金卷·先享题·信息卷】模拟试题（湖南专版）04

姓 准考证号 2024年普通高中学业水平选择性考试模拟试题 物理(四) 本试卷共8页.15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。 注意事项: 1.答题前,先将自己的姓名、考号等填写在答题卡上,并将准考证号条形 码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答:选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目 的答案标号涂黑。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答:用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写 在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后,请将本试题卷和答题卡一并上交。 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。 1.1N十H→1}C十He是一个氮核N吸收一个质子转变成一个碳核^}C 和一个粒子,并释放出一个)光子的核反应方程。已知氮核的比结合能 为E,碳核的比结合能为E。,氢核的比结合能为E。,>光子的能量为E。 普朗克常量为h,真空中的光速为c,则之光子的波长入和核反应过程中的 质量亏损△的表达式分别为 c 12E+4E-15E B.一 hc 15E,-12E-4E 22 12E+4E。-15E 2 D.一 15E-12E:-4E 2^2 2.如图所示为某同学乘坐电梯的运行过程的速 _wm-s-1 度一时间图像(取竖直向下为速度的正方向) a、、c为图线上的三个点,对应的时刻分别为 一、、/,图线与横轴所围成的面积约为200 个小格,关于电梯的运行过程,下列说法正确的是 衡水金卷·先享题·信息卷 物理试题(四)第1页(共8页) 湖南专版 A.电梯先向上加速后向上减速最后停止运动 B.电梯在时刻处于超重状态 C.电梯在乙.时刻的加速度小于t.时刻的加速度 D. 电梯在这段时间内发生的位移大小约为50m 甲乙 的绳子相连,乙、丙两物体用劲度系数一150N/m的弹策相连, 开始时,甲、乙两物体在同一水平面上,不计绳子、弹策的重力和一切摩擦 重力加速度g一10m/s{}。现用竖直向下的力缓慢拉动物体甲,在拉动过 程中,弹策及与甲、乙相连的绳子都始终竖直,到物体丙刚要离开地面(甲 没落地,乙没有与滑轮相碰)时,弹策始终处在弹性限度内,甲、乙、丙三个 物体均可视为质点,物体乙上升的高度为 A.0.08m B.0.04m C.0.02m D.0.01m 4.已知地球与月球的平均密度之比约为5;3,地球近地卫星的运行周期为 T,则绕月球表面运行的卫星周期约为 5.为了提高列车的最大速度,高铁编组的每节车厢都能提供相等的额定功 率,而开启多少节车厢的动力将视具体情况而定。已知某高铁编组共有8 节车厢,在平直铁轨上运动时所受阻力与车速的平方成正比,当开启2节 车厢的动力时,列车所能达到的最大速度为v,当开启4节车厢的动力 时,列车能达到的最大速度为v,则下列关系式正确的是 C.:2-1:2 A.v:-1:2B.v·v-1:4 D.:-1:2 6.2023年10月10日,黄河上游李家峡水电站5号机组顺利通过试运行,正 式投产发电,标志着世界最大双排机布置的水电站实现200万千瓦全容量 投产。该水电站的某发电机组的电能输送示意图如图所示,交流发电机通 过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知发电机线圈ABCD的匝数 N=100匝、面积S=0.03m^{},线圈匀速转动的角速度=100πrad/s, T,输电线路的总电阻R-102,升压变 T 衡水金卷·先享题·信息卷 物理试题(四)第2页(共8页) 湖南专版 压器原、副线圈的匝数之比 ;。一1:8,降压变压器原、副线圈的匝数之比 n..=10:1,若理想交流电流表的示数I一40A,降压变压器副线圈两端 的电压U.一220V,发电机线圈的电阻,不可忽略,变压器均为理想变压器 下列说法正确的是 A.输电线路上损耗的电功率为320W B.升压变压器副线圈两端的电压为2160V C.升压变压器原线圈的输入功率为9860W D. 发电机线圈的电阻:消耗的热功率为640W 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.如图甲所示为一束复色光进入玻璃球后传播的示意图,如图乙所示为一束 单色光进入平行玻璃砖后传播的示意图,如图丙所示为光导纤维示意图 如图工所示为薄膜于涉示意图,两玻璃板的一端用薄片垫起,构成空气 尖,让单色光从上方射入,可以看到明暗相间的条纹。下列说法正确的是 复色光 单色光 _' 1薄片 乙 丙 丁” A. 图甲中,M光在玻璃球中的传播速度一定大于N光在玻璃球中的传播 速度 B.图乙中,当入射角i逐渐增大到某一值后会在b面发生全反射 C.图丙中,内芯的折射率比外套的折射率大 D.图丁中,干涉条纹的产生是由于光线在空气薄膜上、下表面反射形成的 两列光波发生叠加 衡水金卷·先享题·信息卷 物理试题(四)第3页(共8页) 湖南专版 8.关于波的干涉,下列说法正确的是 A.在干涉图样中,振动加强(减弱)区域的质点,其位移始终保持最大(最 小) B.干涉是波特有的现象,若两列波能够发生干涉,这两列波的频率一定 相等 C. 在发声音叉周围走一圈,会听到声音忽强忽弱,说明声波可产生干洗 现象 D.“闻其声不见其人”的意思是没有见到人,只听到说话声,这是波的干涉 现象 9.如图所示,A、B、C分别表示在真空中位于光滑绝缘水平面的一条直线上 的三个自由点电荷,三个点电荷带的电荷量分别为Q、Q。和Q,Q。与Q 的距离为Q与Q。距离的3倍,三个电荷都处于平衡状态,若用十、一表 示点电荷电性,则三个点电荷所带的电荷量之比Q:Q。:Q。可能为 A.(-16):9:(-144) B.(-5):3:(-48) C.5:(-3):48 D.16:(-9):144 10.如图所示,两平行导轨均足够长且宽度之比L:L。一2:1,导轨电阻不计 导轨所在空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小B一2T、范围足够大 的匀强磁场。质量分别为n一2kg和m。一1kg的金属棒a和金属棒 静止放在水平导轨上且与导轨垂直,两金属棒a、5接入两平行导轨间的 阻值之比R:R。一2:1。若给金属棒a水平向右、大小v=6m/s的初速 度,且始终在宽导轨间运动。已知重力加速度g三10m/s^{},L三4m,不 计摩擦和空气阻力,则下列说法正确的是 # A.金属棒a最终的速度大小为2m/s B.金属棒最终的速度大小为6m/s C.整个过程中通过金属棒a的电荷量为1C D. 整个过程中金属棒中产生的热量为10 衡水金卷·先享题·信息卷 物理试题(四)第4页(共8页) 湖南专版 三、非选择题:本题共5小题,共56分。 11.(7分) 某同学用如图甲所示的双缝干涉实验装置测量光的波长。 ## 遮光简 -目镜 12 13 cm 甲 乙 丙 (1)关于用双缝干涉实验装置测量光的波长,下列说法正确的是 。(填正确答案标号) A.调节时应尽量使单缝与双缝在一条直线上且相互垂直 B.将光源由黄光换成蓝光,干涉条纹间距变小 C.将单缝远离双缝一小段距离后,干涉条纹间距变大 D.减小双缝之间的距离,干涉条纹间距变大 (2)已知该装置中双缝间距d一0.50mm,双缝到光屏的距离/ 0.50m,在光屏上得到的干涉图样如图乙所示,分划板在图中A位置时游标 卡尺的读数x。一111.15mm,在B位置时游标卡尺的读数如图丙所示,则相 邻亮条纹的间距△x一 mm。(结果保留两位有效数字) (3)由以上所测数据,可以得出形成此干涉图样的单色光的波长为 m。(结果保留两位有效数字) 12.(9分) 某同学进行练习使用多用电表的实验。 0 1.5 # 15 A-V-□ A_V-o 甲 乙 衡水金卷·先享题·信息卷 物理试题(四)第5页(共8页) 湖南专版 (1)先用欧姆表测量未知电阻R,的阴值,多用电表的选择开关旋至欧 姆挡“×10”倍率。进行一系列正确操作后,指针静止时如图甲所示,为了使 测量结果准确一些,该同学需要将选择开关旋至“ ”(填“×100”或 “×1”)倍率. (填“必须”或“不必”)重新进行欧姆调零,最终指针静 止时如图乙所示,则未知电阴R。阻值的测量值为 0。 (2)该同学接着用欧姆挡探测只有一个元件的黑箱,如图丙所示,当两表 笔分别接触黑箱接线柱M、N时,发现多用电表指针快速摆向右边后再摆回 最左边的刻度线,则该元件可能是 。(填正确答案标号) B.电阻 A.电容器 C.电感线圈 D.二极管 (3)某同学将多用电表接入如图丁所示的电路中,则此时多用电表的红 表笔应接 (填“A”或“B”);闭合开关后,该多用电表能测出电路中的 (填“电阻”“电流”或“电压”) 13.(10分) 在清晨/一7C的环境温度下卡车轮胎的体积V一20L,轮胎内气体(可 视为理想气体)的压强一1.4×10{Pa。忽略升温和充气过程中轮胎体积 的变化,热力学温度和摄氏温度之间的关系为T一1十273K (1)求在中午。一27C的环境温度下轮胎内气体的压强)。; (2)在27C的室内对卡车轮胎充气,已知充气前轮胎内气体的压强为 b,充气简每次充入体积△V-0.4L、压强。=1×10Pa的气体,充气过程 中气体温度不变,充气多少次可以让轮胎内气体的压强增大至42。 衡水金卷·先享题·信息卷 物理试题(四)第6页(共8页) 湖南专版 14.(14分) 如图所示,正三角形SMN的边长为L,一质量为n、电荷量为十q的粒 子从S点沿SM方向以速度v。进入三角形区域,不计粒子重力。 (1)若仅在空间内加一平行于纸面、垂直SM向上的匀强电场,要使该粒 子恰好从MN的中点Q射出,求场强大小和粒子在Q点的速度方向与SM 方向夹角的正切值 (2)若仅在空间内加一垂直于纸面的匀强磁场,要使该粒子从SN的中 点P射出,求磁感应强度的大小和粒子在三角形区域的运动时间 (3)若仅在空间内加一垂直于纸面的圆形匀强磁场,磁感应强度与(2)中 磁感应强度相同,要使该粒子飞出磁场后沿MN方向,求圆形磁场区域的最 小面积。 衡水金卷·先享题·信息卷 物理试题(四)第7页(共8页) 湖南专版 15.(16分) 如图所示,倾角为30}的斜面AB与水平面BE在B点平滑连接,半径为 R的竖直光滑圆轨道与水平面在C点平滑连接,EN为半径为,的内壁光滑 的四分之一圆管,管口N正下方直立一根劲度系数为:的轻弹策,弹下端 固定,自由伸长时上端恰好与N端齐平。一质量为n的小球P从A点由静 止释放,小球P沿斜面下滑并从C点进入圆轨道,恰好通过圆轨道最高点D 后进入水平面与静止在E点的等质量的小球Q发生弹性碰撞,碰撞后小球 Q通过EN后压缩弹箭。已知水平面BC间光滑,小球P与斜面间的动摩擦 因数 变量,弹策始终在弹性限度内,小球P与小球Q均可看作质点,不计空气阻 力,求: (1)A点距水平面BE的高度 (2)小球P与小球Q发生弹性碰撞后的瞬间小球Q的速度大小; (3)小球Q向下压缩弹策过程中的最大动能。 __ 7777777777777777777777777 衡水金卷·先享题·信息卷 物理试题(四)第8页(共8页) 湖南专版信息卷·新高考 物理（四） 2024年普通高中学业水平选择性考试模拟试题 信息卷·物理（四） 9 命题要素一览表 注： 1.能力要求： I.理解能力Ⅱ，推理能力 Ⅲ.分析综合能力W,应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.核心素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究 ④科学态度与责任 分 知识点 能力要求 核心素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) N ① ② ③ ④ 档次 系数 1 选择题 核能、质能方程 易 0.85 2 选择题 4 运动学、卫1图像 中 0.75 选择题 动态平衡问题 中 0.75 4 选择题 万有引力定律 中 0.70 5 选择题 4 功率 中 0.70 交变电流产生与理想变压器 6 选择题 难 0.55 综合 7 选择题 5 光学，折射与全反射 中 0.75 8 选择题 5 振动与波 中 0.75 三个点电荷形成的电场的空间 选择题 0.65 叠加 10 选择题 电磁感应，双杆不等间距情景 难 0.55 11 非选择题 7 双缝干涉测量光的波长的实验 中 0.75 12 非选择题 9 练习使用多用电表的实验 中 0.70 13 非选择题 10 热学，气缸模型 中 0.65 14 非选择题 14 带电粒子在电、磁场中的运动 中 0.65 15 非选择题 16 多体多过程力学综合 难 0.55 1 湖南专版 信息卷·新高考 物理（四） 参考答案及解析 物理（四） 一、选择题 解得12=4A,所以输电线路上损耗的电功率△P= 1,A【解析】y光子的能量为普朗克常量和Y光子的 R=160W,A项错误：根据理想变压器的变压比可 频常的乘积，即B=,一织y光子的波长入=气，由 知哈-什，解得西=220V,升压变压器副线周两 质能方程有△E=△2，根据能量守恒定律有△E 端的电压U:=U,+R,解得U2=2240V,B项错 12E十4E:一15E,解得核反应过程中的质量亏损 △m=12E+4E-15B,A项正确。 误，根据理想空压器的变压比可知号-是，解得心 =280V,升压变压器原线圈的输入功率P,=△P十 2.D【解析】电梯先向下加速后向下匀速再向下域速 Pw,又Pm=U1h1,解得P,=8960W,C项错误：根 最后停止运动，A项错误：电梯在时刻，加速度方 据P,=U1,解得1=32A,根据正弦式交变电流产 向向下，处于失重状态，B项错误：在速度~时间图像 生的规律可知，发电机产生的电动势最大值E= 中斜率的正负表示方向而不表示大小，比较加速度大 NBSa,解得E.=3O0v2V,发电机线圈的电阻r消 小看斜率的绝对值，所以电梯在t时刻的加速度大 耗的热功率P,=11 Ea 于。时刻的加速度，C项错误：由图中数据可知每个 -IU1,解得P,=640W,D 2 小格的面积s=0.25×1m=0.25m,此过程中电梯 项正确。 发生的位移大小x≈200s=50m,D项正确。 二、选择题 3.C【解析】设开始时乙、丙两物体间弹簧的压缩量为 7,ACD【解析】图甲中，根据折射率和光的传播速度 1,对物体甲根据平衡条件可得T=mg,对物体乙根 之间的关系”=。可知，折射率越大，传播速度越小， 据平衡条件可得2mg=知十了，解得一，设物 从图甲中可以看出，N光在玻璃球中偏折得厉害，即 体丙刚要离开地面时乙，丙两物体间弹簧的伸长量为 N光的折射率大于M光的折射率，故M光在玻璃球 x,对物体丙根据平衡条件可得2mg=k:x2·解得 中的传播速度大于N光在玻璃球中的传播速度，A =2ms,此过程中物体乙上升的高度△h2=x十 项正确：图乙中，根据几何关系可知上表面的折射角 k 等于下表面的入射角，根据光路的可逆性可知，无论 3mg=0.02m,C项正确 怎么增大人射角，下表面的人射角都不会达到临界 4.B 【解析】由G=mR(停，p= M M 角，光线都会从d面射出，不会在体面发生全反射， R 一，联 4 B项错误：图丙中，光导纤维的原理是利用光的全反 射，根据全反射的条件是从光密介质射向光疏介质， -解得了=T,B 3x,0=T 立解得p=GT1 所以内芯的折射率比外套的折射率大，C项正确：图 0月 3 项正确。 丁中，干涉条纹的产生是由于光线在空气薄膜的上、 5.D【解析】列车速度最大时，动力等于阻力，设每节 下表面反射形成的两列光波发生叠加，D项正确。 车厢能产生的额定功率为P,则开启两节车厢的动 8.BC【解析】在振动加强区，振幅最大，不是位移始终 力，列车达到最大速度时有2P=F,,F,=,开启 保持最大，在振动减弱区，振辐最小，不是位移始终保 4节车厢的动力，列车达到最大速度时有4P=F:, 持最小，A项错误：干涉和衍射是波特有的现象，产生 F=k财，联立可得=12，D项正确。 干涉现象的必要条件之一就是两列波的频率相等，B 6.D【解析】根据理想变压器的变流比可知 I 项正确：在发声音叉周围走一圈，会听到声音忽强忽 弱，这是两个声波发生了干涉的结果，C项正确：由于 湖南专版 物理（四） 参考答案及解析 声波的波长比一般的障碍物长，容易发生衍射，故“闻 11.5cm+0.05mm×7=115.35mm,条纹间距△ 其声不见其人”是波的衍射现象，D项错误。 =xH-x4=115.35-111.15 9.AD【解析】设Q与Q的距离为r,则Q与Q的 > mm=0.60 mm 7 距离为3，为使每个点电荷所受到的静电力的合力 (3)由以上所测数据，可以得出形成此干涉图样的单 均为零，Q与Q、Q带异种电荷，若Q带正电，则 色光的波长A=△·(_0.60×101×0.5×10 0.50 Q与Q带负电，若Q带负电，则Q与Q带正电， =6.0×107m 取Q为研究对象，Q与Q对Q的静电力大小相 12.(1)×1(1分)必须(1分)7.0(1分) 等、方向相反，合力为零，则根据库仑定律和平衡条件 (2)A(2分) 可得29,9=品，解得QQ=1u9:取Q为研 (3)B(2分)电流(2分) 【解析】(1)由图甲可知未知电阻R,的阻值比较小， 究对象，同理有k8号=8号解得Q:Q=16: (3r)2 所以应该选择更小的倍率，即“×1”倍率，更换倍率 9,则有Q:QQ=(-16):9:(-144)或Q:QQ 后必须重新欧姆调零，由图乙可知未知电阻R,的阻 =16(一9)144，A,D项正确。 值为7.00。 10,AC【解析】当磁通量不发生变化时不再有电流， (2)当两表笔分别接触黑箱接线柱M、N时，发现多 安培力消失，此时速度达到稳定，则两金属棒a,b单 用电表指针快速摆向右边后再摆同最左边的刻度 位时间内扫过的面积相等，有L,=L2,对金属 线，即电路接通后电流又逐渐变为零，则该元件可能 棒a、b分别用动量定理有一BLt=1边一m场· 是电容器，电路接通后先充电，充电结束后电路中电 BIL,l=m2一0，金属棒a的初速度大小vo= 流为零，A项正确。 6m/s,联立解得=2m/s,=4m/s,A项正确，B (3)根据多用电表电流“红进黑出”的规律，此时多用 项错误：对金属棒a运用动量定理有一BL1(=m1物 电表的红表笔应接B:多用电表与电路串联，则闭合 一m%,即一B11q=m1一m1,解得整个过程中 开关后，该多用电表能测出电路中的电流。 通过金属棒a的电荷量g=1C,C项正确：对整个过 13.【解析】(1)T=(273+7)K=280K,T=(273+ 程运用能量守恒定律可得立m诺=之m访十 27)K=300K (3分) m砖+Q,解得整个过程中金属棒a,b中产生的 1 由查理定律可得会一号 解得p:=1.5×10Pa (2分) 总热量Q=24J,整个过程中金属棒b中产生的热量 (2)设充气n次可以让轮胎内气体的压强增大至 R Q:一R,十RQ-8J,D项错误。 4p2,以轮胎内原来的气体和所充的气体整体为研究 三、非选择题 对象 11.(1)BD(2分) 由玻意耳定律可得p:V+np,△V=4p:V (3分) (2)0.60(2分) 解得充气次数=225 (2分) (3)6.0×107(3分) 14.【解析】(1)当在空间内加匀强电场时，有 【解析】(1)调节时应尽量使单缝与双缝在一条直线 子=1 (1分) 上且相互平行，A项错误：将光源由黄光换成蓝光， 波长变短，根据双缝干涉条纹间距的公式△：= =· (1分) 可知条纹间距变小，B项正确：将单缝远离双缝一小 联立解得E-8v3m (1分) 9qL 段距离后，不影响干涉条纹间距，C项错误：减小双 设粒子从Q点离开时速度的偏转角为8，有tn8= 缝之间的距离，d变小，根据双缝干涉条纹间距的公 E 式4r=子久入，可知条纹闻距变大，D项正确。 (1分) a (2)分划板在B位置时游标卡尺的读数xM= 解得粒子在Q点的速度方向与SM方向夹角的正切 ·2 湖南专版 信息卷·新高考 物理（四） 值tan0=2 小球P从A点运动到D点的过程，由动能定理有 3 (1分) (2)当在空间内加匀强磁场时粒子做匀速圆周运动， mg(h-2R)-mgcos30°· ”n0=m-0 设半径为r,根据洛伦兹力提供向心力有 (1分) mB=a月 解得方-5R (2分) (1分) (2)小球从最高点D运动到最低点C的过程，由动 由儿何关系可知之 =3r (1分) 能定理有 解得B-23m mg2R=m-m吃 (1分) qL (1分) 小球P从C点运动到E点的过程，由动能定理有 当加匀强磁场时粒子在三角形区域的运动时间1= (2分) 专T青×-出 (1分) 解得小球P运动到E点与小球Q碰撞前的速度大 (3)若粒子飞出磁场后沿MN方向，则粒子在磁场 小E=√gF (1分) 中的运动轨迹如图所示 设小球P与小球Q发生弹性碰撞后小球Q的速度 大小为。，规定水平向右为正方向 根据动量守恒定律可得mE一m'十m阳 (1分) 根据能量守恒定律可得m透=之心 2mg+ 2m6 (1分) 解得o=√gR (1分) 因磁感应强度与(2)中磁感应强度相同，粒子做圆周 (3)小球Q速度最大时，加速度为0，设弹簧此时的 运动的半径仍为停 (1分) 压缩量为x 粒子在磁场中做匀速圆周运动，粒子转过的圆心角 由胡克定律可得x=mg (1分) 0=120°，以粒子人射点与出射点连线为半径的圆面 解得=学 (1分) 积最小，由几何知识可得 小球Q和弹簧构成的系统机械能守桓 2rsin60°=2R (2分) 设速度最大时小球Q的位置为重力势能零势能面， 蓝场半径R=号 (1分) 有合m6十mg叶)=En+E (1分) 磁场的最小面积S=R= 16 (1分) 解得小球Q向下压缩弹簧过程中的最大动能E 15.【解析】1)小球P在圆轨道最高点有mg=m尺 2mg(R+2r) (2分) (1分) 3 湖南专版