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）06

姓 名 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（六） 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.如图所示为氢原子能级图，当氢原子由高能级跃迁到n” =2能级时，发出的谱线称为巴耳末系。现有大量处于n 3.40 =4能级的氢原子，这群氢原子向低能级跃迁时发出的 谱线中属于巴耳末系的有 -13.60 A.2条 B.3条 C.5条 D.6条 2.如图所示，一轻弹簧的一端固定在竖直墙壁上的Q点，另一端与一个质量 为的小球相连，小球还与一根足够长的细线相连。初始时，细线固定在 P处，小球处于静止状态，现手拿细线沿墙壁向上缓慢移动，移动过程中轻 弹簧的中心轴线始终保持水平，则在该过程中 A.弹簧的长度将增大 B.弹簧的长度将减小 C.弹簧的长度不变 D.细线的弹力将增大 7C 衡水金卷·先享题·信息卷 物理试题（六）第1页（共8页） 湖南专版 3.北京时间2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长 征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神 舟十七号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆满成功。 关于神舟十七号，下列说法正确的是 A.从点火发射到神舟十七号载人飞船与火箭分 离，航天员始终处于失重状态 B.神舟十七号载人飞船轨道与空间站轨道只要有 交点，就可以在交点上实现交会对接 C.神舟十七号载人飞船与空间站对接完成后的运动过程中，两者的速度 将保持不变 D.神舟十七号载人飞船与空间站为实现对接，神舟十七号载人飞船需要 在低轨道上经过点火加速拉近与空间站的距离 4.如图所示，一根轻杆一端固定在光滑转轴上的O点，另一端固定着质量为 m的小球B,质量也为m的小球A固定在轻杆的中点，轻杆长为2R,已知 重力加速度为g,小球A、B均可视为质点。现将轻杆从水平状态由静止 释放至小球B运动到O点正下方的过程中，轻杆对小球B做的功为 A.0 B.mgR p.号mgR 5.储能电站是电能存储、转换及释放的设备系统，用电低峰时电网富余的电 能由储能站转换、存储，用电高峰时电网不足的电能由储能站补充。某储 能型电站供电示意图如图所示，交流发电机输出电压U1=300V、输出功 率P=2.1×108W,输电线上的总电阻R=52,用户端降压变压器的匝数 比an=500:1。用电高峰时用户端用电功率为P'=2.2×108W,此时 用户端电压恰好为U4=220V。变压器均可视为理想变压器，则下列说法 正确的是 衡水金卷·先享题·信息卷 物理试题（六）第2页（共8页）】 湖南专版 A.用电高峰时输电线上的电压损 2 失为20kV 发 R B.用电高蜂时U2=110kV 电 U 储能站 C.12=3:1100 D.用电高峰时储能站提供的功率为3×10'kW 6.“问界M7”是华为旗下高端智慧汽车品牌车型，采用增程式动力，共推出 五座、六座两个版本、五款车型。已知“问界M7”Mx六座智驾版在某次 试车中，t=0时刻由静止匀加速启动，t1=5s时速度达到=20m/s:t2 =50s时达到最大速度vm=60m/s;ta=80s时又开始匀速运动，其功率 P与时间1的关系图像如图所示。汽车运动过程中所受阻力不变，下列说 法正确的是 +P/kW 330 181.5 0 51015202530354045505560657075803 A.汽车运动过程所受阻力的大小为15000N B.汽车的质量为2500kg C.0~50s内汽车的位移大小为1950m D.t3=80s时汽车的速度大小为30m/s 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。 7.一定质量的理想气体由a→b→→a的变化过程如图所示，其中线段ab与 横轴平行，线段bc与纵轴平行，ca为双曲线的一部分。下列说法正确的是 A.ab为等压变化，外界对气体做功 B.b·c为等容变化，气体吸收热量 3p C.c→a为等温变化，外界对气体做功 D.由a→b→c→a的整个过程中，气体吸收热量 0%2%3'%4rot 8.如图所示，可视为质点的小球在光滑圆弧轨道上A、B两点之间做往复运 动，O点为平衡位置，O、A两点间的距离远小于圆弧轨道半径。已知A、B 两点与O点的距离均为10cm,以O为原点、水平向右为正方向建立坐标 衡水金卷·先享题·信息卷 物理试题（六）第3页（共8页）】 湖南专版 轴。t=0时刻小球的位置为x=一10cm,当t=0.5s时小球的位置为x' =5cm,则小球做简谐运动的周期可能为 O P B A.1.5s B.0.75s C.1.25s D.1s 9.如图所示，在正六面体ABCD一A'B'C'D'的顶点A、C处分别固定着两个 等量异种点电荷十Q、一Q,E、F分别为AD、B'C'的中点，则下列说法正确 的是 A.A'、C两点的场强相同，电势不同 B.沿着AC连线上的电势先减小后增大 C.E、F两点的场强相同 D.B、B'两点的电势相同 10.如图所示，足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上，四分之一圆 弧导轨CD、CD'与水平导轨在D、D'点平滑连接，导轨DE、D'E'和FP、 FP'的间距分别为2、1，导轨的水平部分处于磁感应强度大小为B、方向 竖直向上的匀强磁场中。一质量为、电阻为R、长度为l的金属棒cd 静置在较窄的导轨上，现将质量为2m、电阻为2R、长度为2l的金属棒αb 从圆弧导轨上高为h处由静止释放。已知两个金属棒始终与导轨垂直且 接触良好，不计导轨电阻及空气阻力，重力加速度为g,则下列说法正确 的是 A,金属棒cd中的最大电流为2Bl2g 3R B.整个过程中通过金属棒ab的电荷量为m2 3Bl 8 C.整个过程中，金属棒cd中产生的焦耳热为。mgh D.金属棒ab、cd间的距离最近时的速度大小之比为2：1 衡水金卷·先享题·信息卷 物理试题（六）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) 某实验小组采用如图甲所示的实验装置探究气体等温变化的规律，封闭 在注射器内的气体通过软胶管与压强传感器相连，系统密封性良好。将注射 器活塞移动到最大刻度处，接上软管和压强传感器，记录此时注射器内被封 闭气体的压强p和体积V:推动活塞压缩气体，记录多组气体的压强和体积 数据。 软胶管 压强传感器 注射器 数据采集器 计算机 甲 (1)实验时不能用手握住注射器，原因是 (2)如果实验过程中操作完全规范正确，根据测得的实验数据作出的 p- 专图线如图乙所示，图线上端发生弯曲的原因是 (3)如果根据上述实验数据作出的三-V图线如图丙所示，则图中V,表 示 12.(9分) 某学习小组要测定某定值电阻R,(约为几十欧姆)的阻值。除了开关和 导线，还有如下实验器材： ①电源E,电动势为3V,内阻r约为12： ②电压表V1,量程为15V,内阻约为5k: ③电流表A,,量程为3mA,内阻为102： ④电流表A2,量程为0.06A,内阻约为22； ⑤滑动变阻器R,最大阻值为102： ⑥电阻箱R2,最大阻值为9999.92。 小组中的三位同学分别设计了如图甲、乙、丙所示三个电路图： 衡水金卷·先享题·信息卷 物理试题（六）第5页（共8页）】 湖南专版 th/mA 2.70--- 0.048 A 丙 丁 (1)图甲、乙电路中共同的问题是： (2)图丙中，电流表A2应该 (填“内接”或“外接”)，所以 (填“需要”或“不需要”)调整电流表A2的位置。 (3)图丙中，电流表A1和电阻箱R2串联，改装成量程为3V的电压表， 则电阻箱R2接入电路的阻值应为 n。 (4)按照图丙电路连接实物图，测量了一系列电流表A,的读数11和对 应的电流表A2的读数I2,得到如图丁所示的I1~I2图像，由图中数据可得 待测电阻R的阻值为 。(结果保留两位有效数字) 13.(10分) 一个半圆柱体玻璃砖放在水平桌面上，其横截面如图所示，上表面AB 水平，圆心为O,半径为R,Q点为玻璃砖与桌面的切点。一束单色光以入射 角=45从O点射入玻璃砖，折射光在桌面上P点处形成一个亮斑，且QP (1)求该玻璃砖材料的折射率； (2)若保持该单色光的入射方向不变，将入射点从O点向左移动，当移 动到M点时恰好在圆弧面上发生全反射，求O、M两点间的距离。 衡水金卷·先享题·信息卷 物理试题（六）第6页（共8页） 湖南专版 14.(14分) 如图所示，在平面直角坐标系xOy的第一象限内有一个半径为R、圆心 为O,、分别与两个坐标轴相切的圆形区域，区域内存在着垂直于坐标平面向 外的匀强磁场；在第二、三象限内有沿y轴正方向的匀强电场；在第四象限y =一R处固定着一垂直于y轴的足够大绝缘弹性挡板D。质量为m、电荷量 为q的带正电粒子从P(一√3R,一0.5R)点沿x轴正方向以初速度v射出， 经过M(0,R)点进入磁场，经磁场偏转射出后垂直打在绝缘弹性挡板上并以 原速率反弹，重新进入磁场，不计粒子重力，求： (1)匀强电场的场强大小； (2)粒子在M点进入磁场时的速度方向与x轴正方向的夹角： (3)磁场的磁感应强度大小及粒子从P点射入电场到最终离开磁场的 时间。 01 R 0 D 衡水金卷·先享题·信息卷 物理试题（六）第7页（共8页） 湖南专版 15.(16分) 如图所示，平直轨道上静置着两个均可视为质点、质量分别为m和2m 的滑块A、B,两滑块用原长为L的轻质弹性绳相连。弹性绳处于原长状态 时，给滑块B一水平向右的初速度。，在之后的运动过程中，两滑块间的碰 撞均为弹性碰撞。已知滑块A表面光滑，滑块B表面有智能感应涂层，当滑 块B受到弹性绳的拉力时其表面变得光滑，直到下一次碰撞为止，碰撞使其 表面与轨道间的动摩擦因数变为4，直到下一次有弹性绳的拉力为止。重力 加速度为g,求： (1)弹性绳第一次被拉到最长时的弹性势能： (2)两滑块第二次碰撞前瞬间的速度大小； (3)两滑块总共可以碰撞的次数的表达式。 衡水金卷·先享题·信息卷 物理试题（六）第8页（共8页） 湖南专版信息卷·新高考 物理（六） 2024年普通高中学业水平选择性考试模拟试题 信息卷·物理（六） 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) I I N V ① ② ③ ④ 档次 系数 1 选择题 4 氢原子能级图、跃迁 易 0.85 2 选择题 4 胡克定律、动态平衡 0.70 选择题 结合航空航天的天体运动 中 0.65 4 选择题 变力做功 中 0.70 选择题 4 变压器工作原理 中 0.65 6 选择题 4 机车启动问题 L 中 0.70 7 选择题 5 p-V图像 中 0.75 8 选择题 5 简谐运动的多解问题 中 0.65 点电荷电场的叠加、电势的代 选择题 中 0.65 数和 10 选择题 5 双杆切割磁感线与动量定理 难 0.55 11 非选择题 7 探究气体等温变化规律 中 0.70 12 非选择题 9 测定定偵电阻阻值 中 0.70 13 非选择题 10 光的折射，全反射 中 0.65 14 非选择题 14 粒子在组合场中的运动 √ 中 0.65 15 非选择题 16 滑块的多次碰撞问题 难 0.55 ·1 湖南专版 信息卷·新高考 物理（六） 参考答案及解析 物理（六） 一、选择题 得v= 4巫，小球B向下转动过程中轻杆对其做 5 1.A【解析】大量处于一4能级的氢原子向低能级跃 迁时可能直接跃迁到=2能级，也可能先跃迁到功 功为Wmg·2R+W= 2mv,则W=2 mgR,D项 =3能级再跃迁到n=2能级，所以发出的谱线中属 正确。 于巴耳末系的有2条，A项正确。 5.D【解析】由题意可知，用电高峰时用户端的电流I 2.A【解析】小球受重力、轻弹簧的弹力和细线的弹 =1X10A,根据二=号可得，=200A,所 P 力，三个力组成一个矢量三角形，如图所示： 以用电高峰时输电线上的电压损失Ug=IR=1 10V.A项铅误：根据密-票可得U=11000V mg FN 当悬点向上移动且保持轻弹簧水平时，在矢量三角形 0-U+U,-12000V.所以号-受=高B.C 中细线弹力T的箭尾沿矢量FN向左移动，即弹簧弹 项错误：用电高峰时输电线上的功率损失PR=R= 力与细线弹力都减小，根据胡克定律可知，弹簧的形 2×10W,则储能站提供的功率为P+P一P=3× 变量诚小，长度变长，A项正确，B、C,D项错误。 10kW,D项正确 3.D【解析】从点火发射到神舟十七号载人飞船与火 6,C【解析】在t=50s时，达到最大速度= 箭分离，都处于加速状态，航天员始终处于超重状态， 60m/s,由P=fm,解得f=5500N,A项错误：在 A项错误：若二者的轨道有交点，但不同时经过交点， 4=5s时的牵引力大小F,=P=16500N,由题可 1 则不可以对接，B项错误：神舟十七号载人飞船与空 知前5s内的加速度大小a=A”=4m/5,根据牛顿 间站对接完成后的运动过程中，因为做圆周运动或椭 圆运动，速度方向不断改变，C项错误：交会对接前， 第二定律可得F,一∫=ma,解得m=2750kg,B项错 神舟十七号载人飞船需要在低轨道上追踪空间站，经 误：前5s内的位移大小西-受=50m.设第5到 过点火加速拉近与空间站的距离，D项正确。 第50s内的位移为x,根据动能定理有P(t一t) 4,D【解析】设小球B运动到O点正下方时的速度大 小为，则小球A的速度大小为号，以小球A,B整休 f=之m味-mi,解得名=190m,所以前 50s内汽车的位移大小x=x1十x=1950m,C项正 2m2+1 为研究对象有mgR十2mgR= m(号)，解 确：当=80s时又开始匀速运动，汽车在运动过程 湖南专版 物理（六） 参考答案及解析 中阻力不变，所以=P =33m/s,D项错误 切线方向，根据对称性可知两点电场强度的方向相 同，即两点的场强相同，A项正确：A点附近电势为 二、选择题 正，C点附近电势为负，AC连线中点电势为零，沿着 7.CD【解析】a→b为等压变化，体积增大，气体对外 AC连线电势逐渐减小，B项错误：根据对称性可知， 界做功，A项错误：（为等容变化，外界对气体不做 E,F两点的场强大小相等，方向相同，C项正确：B点 功，气体压强减小，温度降低，内能减小，根据热力学 距离正电荷较近，B点距离负电荷较近，则B点电势 第一定律可知，气体放出热量，B项错误：→4为等温 高于B点电势，D项错误。 变化，气体内能不变，因体积减小，所以外界对气体做 10.AB【解析】金属棒ab刚进入磁场时，速度最大，感 功，C项正确：根据p-V图像与横轴围成的面积表示 应电动势最大，设金属棒b刚进入磁场时的速度大 做功大小，可知→→c过程中气体对外界做的功大 小为。，此时回路中的感应电动势为E。,根据机械 于c→a过程中外界对气体做的功，又整个过程气体 内能不变，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸 能守恒定律有2mgh=之×2m,解得w=V2g, 收热量，D项正确。 产生的感应电动势Em=B·2l饰=2Bl√2g五，故金 8AB【解析】小球的运动方程为x=10sim(亭+十 属棒d中的最大电瓷1。=R卡2取=02巫A 3R g)cm,将1=0代人，解得9=一乏，将1=0.5s代 项正确：金属棒ab进入水平导轨后在安培力的作用 下做减速运动，金属棒d做加速运动，直到两金属 人.解得sim(停-受)=，可得号-受=(2m十 棒产生的电动势等大，反向，回路中的电流为零，最 合或号-号=(2m+号)x其中n=0l,2…）.当n 终两金屈棒都做匀速运动，设两金属棒做匀速运动 时的速度大小分别为，，这个过程中通过两金属 =0时，有T=号s或T=是sA.B项正确。 棒的电荷量为q,则有B·2l=B1a,即=2。，根 9.AC【解析】过ACCA'做一个截面，则得到一个矩 据动量定理对金属棒ab、cd分别有B1·21·△1= 形，A'C与AC‘为此矩形的对角线，且不垂直：此截面 2m%,一2，B11△1=m以一0，g=1△1，解得 上电场线与等势面分布如图所示： 1 3 3 A.q=2m v2gh 3B1 B项正确：由能量守恒定律可得回路中产生的总焦 耳热Q=2mgh-子×2md-子md= 3mgh,则金 属棒d中产生的焦耳热Q.=录RQ=言mg,C 项错误：由牛顿第二定律可得BL=ma,因通过两 可知A、C两点电势不相等，但两点处电场线的疏密 金属棒的电流始终相等，根据两金属棒的长度、质量 相同，所以电场强度的大小相同，方向为沿电场线的 关系可知，两金属棒的加速度大小始终相等，运动过 2 湖南专版 信息卷·新高考 物理（六） 程中的-1图像如图所示： 为3V,小于电压表量程的一半，故电压表示数读取 1 不准确。 (2)图丙的电路中，电流表A测量的是R.支路和 -cd -ab R,支路上的总电流，由R,=I士)，可以求出 1生一1 R的阻值，故应该外接，不需要调整电流表A:的 两图线关于中间虚线对称，显然两图线的交点的纵 位置。 坐标为受。而两金属棒速度大小相等时距离最近， (3)由U=I(rs1十R)知R接入电路的电阻为 所以金属棒ab,d距离最近时的速度大小之比为I: 9902 1,D项错误。 4)由R,=4+R2得I= R -1 PM+R+R,由 三、非选择题 题图丁可知斜率k=2.70×10 一，解得R,≈60. 11,(1)用手握住注射器会改变气体的温度(2分) 0.048 (2)没有考虑软胶管内气体的体积(2分) 13.【解析】(1)作出光路图如图甲所示 (3)软胶管内气体的体积(3分) 【解析】(1)用手握住注射器会改变注射器内气体的 温度。 Q P (2)因实验通过注射器的刻度读出封闭气体的体积， 甲 没有考虑软胶管内气体的体积：当注射器内气体体 r为折射角，△OQP为直角三角形，因此sinr= 积较大时，软胶管内气体对压强影响较小，但当注射 QP (1分) 器内气体体积较小时，软胶管内气体对压强影响 wOQ+Qp丽 较大 代人数据得sinr=2 (2分) (3)设连接注射器与压强传感器之间的软胶管内气 入射角i=45°，由折射定律可得n=血-√2(2分) 体的体积为V。,根据玻意耳定律可得p(V+V。) sin r C则有)-芒，当分为0时V-V,即V (2)当光线恰好在圆弧面上发生全反射时，光路图如 图乙所示 V,则图中V,表示软胶管内气体的体积。 12,(1)电压表的量程编大（合理即可，2分） (2)外接(1分)不需要(1分) (3)990(2分) (4)60(3分) 【解析】(1)电压表V,的量程为15V,电源电动势 临界角C满足sinC= 1 (1分) ·3· 湖南专版 物理（六） 参考答案及解析 设此时折射光射到玻璃砖球面上的D点，由题意有 由洛伦兹力提供向心力有gmB=m可 (1分) ∠MIDO=C OD OM 解得B=2m题 (1分) 在△MD0内，根据正弦定理有sin(90°-可 qR sin C 由几何知识得粒子在磁场中运动的圆心角共为 (2分) 180°，粒子在磁场中运动的时间 联立解得OM=R (2分) 180° 360°· 2xm=πR gB 2v (1分) 14.【解析】(1)根据题设条件画出粒子的运动轨迹，如 由几何关系有N点的纵坐标yN=R一Rsin30°= 图所示 0.5R,粒子在磁场外的运动为匀速直线运动，可知 粒子从出磁场到再次进人磁场的时间与=2X1,5迟 0 50、 E 0· s.03 3R 2西 (1分) 故粒子从出发到最终离开磁场区域运动的总时间 (1分) 带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，水平方向有 =十+6-及(25+十3》 15.【解析】(1)给滑块B一个水平向右的初速度，滑块 5R= (1分】 A的初速度为零，所以弹性绳有拉力，滑块B变光 竖直方向有1.5R=2a (1分) 滑，对滑块A、B及弹性绳组成的系统由动量守恒定 a=E 律和机械能守恒定律有 2m6=3川U 解得，=5R,E=m西 (2分) Vo gR ×2加m话=龙+7 1 ×3m (2分) (2)在M点粒子沿y轴正方向的分速度大小，= 1 (2分) 5=3 解得E,=3m6 (1分) (2)当弹性绳再次恢复原长时有2m=mvA十2m 设粒子在M点进人磁场时的速度方向与x轴正方 1 1 2 ×2mi X2m6=2m听+交 (1分) 向的夹角为0，有tan0=双 (1分) Uo 解得A= 4 1 解得0=60 3西，场= (2分) (1分) 36 然后滑块A,B都以各自速度做匀速运动，直到滑块 (3)粒子进入磁场时的速度大小u=√(W3)2+话 A追上滑块B并发生第一次碰撞，有 =2w (1分) mvA+2mvn=mva +2mvm 设粒子在磁场中运动的半径为”，由几何关系有r 1 1 1 1 R (1分) 2 X2m呢=zmi十 -×2m(1分) ·4 湖南专版 信息卷·新高考 物理（六） 解得1=0，vm= (1分) 直到滑块A追上滑块B后发生第二次碰撞 碰撞后滑块A停止，滑块B向前运动L,此过程有 (3)第二次碰撞后可得滑块A的速度又变为零，滑 摩擦力作用 块B的速度又变成vm。=√G一2g (2分) 项一io=2pgL 然后又有了摩擦力，向前运动L,如此重复，每一次 wo=√话-2ugL (1分) 碰撞后系统损失2mgL的机械能，所以碰撞的次数 然后滑块B开始拉动滑块A,此时又没有摩擦力，重 ×2m呢 1 复前面的过程，所以到弹性绳再一次恢复原长时 2umgl.2ugl. (2分) =专V压-2ng,w=3V-2g (2分) ·5· 湖南专版