2024年高考物理試卷（湖北）（解析卷）

第1頁(yè)/共1頁(yè)2024年湖北省普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試物理注意事項(xiàng)：1.答題前，先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)填寫(xiě)在試卷和答題卡上，并認(rèn)真核準(zhǔn)準(zhǔn)考證號(hào)條形碼上的以上信息，將條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2.請(qǐng)按題號(hào)順序在答題卡上各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，寫(xiě)在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無(wú)效。3.選擇題用2B鉛筆在答題卡上把所選答案的標(biāo)號(hào)涂黑；非選擇題用黑色簽字筆在答題卡上作答；字體工整，筆跡清楚。4.考試結(jié)束后，請(qǐng)將試卷和答題卡一并上交。一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8～10題有多項(xiàng)符合題目要求。每小題全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。1.《夢(mèng)溪筆談》中記錄了一次罕見(jiàn)的雷擊事件：房屋被雷擊后，屋內(nèi)的銀飾、寶刀等金屬熔化了，但是漆器、刀鞘等非金屬卻完好（原文為：有一木格，其中雜貯諸器，其漆器銀扣者，銀悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一寶刀，極堅(jiān)鋼，就刀室中熔為汁，而室亦儼然）。導(dǎo)致金屬熔化而非金屬完好的原因可能為（）A.摩擦 B.聲波 C.渦流 D.光照【答案】C【解析】【詳解】在雷擊事件中金屬和非金屬都經(jīng)歷了摩擦，聲波和光照的影響，而金屬能夠因電磁感應(yīng)產(chǎn)生渦流非金屬不能，因此可能原因?yàn)闇u流。故選C。2.硼中子俘獲療法是目前治療癌癥最先進(jìn)的手段之一、是該療法中一種核反應(yīng)的方程，其中X、Y代表兩種不同的原子核，則（）A.a=7，b=1 B.a=7，b=2 C.a=6，b=1 D.a=6，b=2【答案】B【解析】【詳解】由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，解得故選B。3.如圖所示，有五片荷葉伸出荷塘水面，一只青蛙要從高處荷葉跳到低處荷葉上。設(shè)低處荷葉a、b、c、d和青蛙在同一豎直平面內(nèi)，a、b高度相同，c、d高度相同，a、b分別在c、d正上方。將青蛙的跳躍視為平拋運(yùn)動(dòng)，若以最小的初速度完成跳躍，則它應(yīng)跳到（）A.荷葉a B.荷葉b C.荷葉c D.荷葉d【答案】C【解析】【詳解】青蛙做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向勻速直線，豎直方向自由落體則有可得因此水平位移越小，豎直高度越大初速度越小，因此跳到荷葉c上面。故選C。4.太空碎片會(huì)對(duì)航天器帶來(lái)危害。設(shè)空間站在地球附近沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，如圖中實(shí)線所示。為了避開(kāi)碎片，空間站在P點(diǎn)向圖中箭頭所指徑向方向極短時(shí)間噴射氣體，使空間站獲得一定的反沖速度，從而實(shí)現(xiàn)變軌。變軌后的軌道如圖中虛線所示，其半長(zhǎng)軸大于原軌道半徑。則（）A.空間站變軌前、后在P點(diǎn)的加速度相同B.空間站變軌后的運(yùn)動(dòng)周期比變軌前的小C.空間站變軌后在P點(diǎn)的速度比變軌前的小D.空間站變軌前的速度比變軌后在近地點(diǎn)的大【答案】A【解析】【詳解】A．在P點(diǎn)變軌前后空間站所受到的萬(wàn)有引力不變，根據(jù)牛頓第二定律可知空間站變軌前、后在P點(diǎn)的加速度相同，故A正確；B．因?yàn)樽冘壓笃浒腴L(zhǎng)軸大于原軌道半徑，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知空間站變軌后的運(yùn)動(dòng)周期比變軌前的大，故B錯(cuò)誤；C．變軌后在P點(diǎn)因反沖運(yùn)動(dòng)相當(dāng)于瞬間獲得豎直向下的速度，原水平向左的圓周運(yùn)動(dòng)速度不變，因此合速度變大，故C錯(cuò)誤；D．由于空間站變軌后在P點(diǎn)的速度比變軌前大，而比在近地點(diǎn)的速度小，則空間站變軌前的速度比變軌后在近地點(diǎn)的小，故D錯(cuò)誤。故選A。5.在如圖所示電路中接入正弦交流電，燈泡的電阻是燈泡的2倍。假設(shè)兩個(gè)二極管正向電阻為0、反向電阻無(wú)窮大。閉合開(kāi)關(guān)S，燈泡、的電功率之比為（）A.2︰1 B.1︰1 C.1︰2 D.1︰4【答案】C【解析】【詳解】?jī)蓚€(gè)二極管正向電阻為0，反向電阻無(wú)窮大，二極管導(dǎo)通則短路并聯(lián)的燈泡，此時(shí)另一個(gè)燈泡與電源串聯(lián)，根據(jù)電路圖可知在一個(gè)完整的周期內(nèi)，兩個(gè)燈泡有電流通過(guò)的時(shí)間相等都為半個(gè)周期，電壓有效值相等，則根據(jù)可知故選C。6.如圖所示，兩拖船P、Q拉著無(wú)動(dòng)力貨船S一起在靜水中沿圖中虛線方向勻速前進(jìn)，兩根水平纜繩與虛線的夾角均保持為30°。假設(shè)水對(duì)三艘船在水平方向的作用力大小均為f，方向與船的運(yùn)動(dòng)方向相反，則每艘拖船發(fā)動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力大小為（）A. B. C.2f D.3f【答案】B【解析】詳解】根據(jù)題意對(duì)S受力分析如圖正交分解可知所以有對(duì)P受力分析如圖則有解得故選B。7.如圖所示，在以O(shè)點(diǎn)為圓心、半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B。圓形區(qū)域外有大小相等、方向相反、范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為q（q>0）的帶電粒子沿直徑AC方向從A點(diǎn)射入圓形區(qū)域。不計(jì)重力，下列說(shuō)法正確的是（）A.粒子運(yùn)動(dòng)軌跡可能經(jīng)過(guò)O點(diǎn)B.粒子射出圓形區(qū)域時(shí)的速度方向不一定沿該區(qū)域的半徑方向C.粒子連續(xù)兩次由A點(diǎn)沿AC方向射入圓形區(qū)域最小時(shí)間間隔為D.若粒子從A點(diǎn)射入到從C點(diǎn)射出圓形區(qū)域用時(shí)最短，粒子運(yùn)動(dòng)的速度大小為【答案】D【解析】【詳解】AB．在圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，沿著徑向射入的粒子，總是沿徑向射出的；根據(jù)圓的特點(diǎn)可知粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡不可能經(jīng)過(guò)O點(diǎn)，故AB錯(cuò)誤；C．粒子連續(xù)兩次由A點(diǎn)沿AC方向射入圓形區(qū)域，時(shí)間最短則根據(jù)對(duì)稱(chēng)性可知軌跡如圖則最短時(shí)間有故C錯(cuò)誤；D．粒子從A點(diǎn)射入到從C點(diǎn)射出圓形區(qū)域用時(shí)最短，則軌跡如圖所示設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)半徑為r，根據(jù)幾何關(guān)系可知根據(jù)洛倫茲力提供向心力有可得故D正確。故選D。8.關(guān)于電荷和靜電場(chǎng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)，電荷的代數(shù)和保持不變B.電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，且由電勢(shì)低的等勢(shì)面指向電勢(shì)高的等勢(shì)面C.點(diǎn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下從靜止釋放，該點(diǎn)電荷的電勢(shì)能將減小D.點(diǎn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下從靜止釋放，將從高電勢(shì)地方向低電勢(shì)的地方運(yùn)動(dòng)【答案】AC【解析】【詳解】A．根據(jù)電荷守恒定律可知一個(gè)與外界沒(méi)有電荷交換的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的電荷總量是不變的，故A正確；B．根據(jù)電場(chǎng)線和等勢(shì)面的關(guān)系可知電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直，且由電勢(shì)高的等勢(shì)面指向電勢(shì)低的等勢(shì)面，故B錯(cuò)誤；CD．點(diǎn)電荷僅在電場(chǎng)力作用下從靜止釋放，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，根據(jù)可知正電荷將從電勢(shì)高的地方向電勢(shì)低的地方運(yùn)動(dòng)，負(fù)電荷將從電勢(shì)低的地方向電勢(shì)高的地方運(yùn)動(dòng)，故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。9.磁流體發(fā)電機(jī)的原理如圖所示，MN和PQ是兩平行金屬極板，勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于紙面向里。等離子體（即高溫下電離的氣體，含有大量正、負(fù)帶電粒子）從左側(cè)以某一速度平行于極板噴入磁場(chǎng)，極板間便產(chǎn)生電壓。下列說(shuō)法正確的是（）A.極板MN是發(fā)電機(jī)的正極B.僅增大兩極板間的距離，極板間的電壓減小C.僅增大等離子體的噴入速率，極板間的電壓增大D.僅增大噴入等離子體的正、負(fù)帶電粒子數(shù)密度，極板間的電壓增大【答案】AC【解析】【詳解】A．帶正電的離子受到的洛倫茲力向上偏轉(zhuǎn)，極板MN帶正電為發(fā)電機(jī)正極，A正確；BCD．離子受到的洛倫茲力和電場(chǎng)力相互平衡時(shí)，此時(shí)令極板間距為d，則可得因此增大間距U變大，增大速率U變大，U大小和密度無(wú)關(guān)，BD錯(cuò)誤C正確。故選AC。10.如圖所示，在光滑水平面上靜止放置一質(zhì)量為M、長(zhǎng)為L(zhǎng)的木塊，質(zhì)量為m的子彈水平射入木塊。設(shè)子彈在木塊內(nèi)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的阻力不變，其大小f與射入初速度大小成正比，即（k為已知常數(shù)）。改變子彈的初速度大小，若木塊獲得的速度最大，則（）A.子彈的初速度大小為B.子彈在木塊中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為C.木塊和子彈損失的總動(dòng)能為D.木塊在加速過(guò)程中運(yùn)動(dòng)的距離為【答案】AD【解析】【詳解】A．子彈和木塊相互作用過(guò)程系統(tǒng)動(dòng)量守恒，令子彈穿出木塊后子彈和木塊的速度的速度分別為，則有子彈和木塊相互作用過(guò)程中合力都為，因此子彈和物塊的加速度分別為由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得子彈和木塊的位移分別為聯(lián)立上式可得因此木塊的速度最大即取極值即可，該函數(shù)在到無(wú)窮單調(diào)遞減，因此當(dāng)木塊的速度最大，A正確；B．則子彈穿過(guò)木塊時(shí)木塊的速度為由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得故B錯(cuò)誤；C．由能量守恒可得子彈和木塊損失的能量轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)摩擦生熱，即故C錯(cuò)誤；D．木塊加速過(guò)程運(yùn)動(dòng)的距離為故D正確。故選AD。二、非選擇題：本題共5小題，共60分。11.某同學(xué)利用激光測(cè)量半圓柱體玻璃磚的折射率，具體步驟如下：①平鋪白紙，用鉛筆畫(huà)兩條互相垂直的直線和，交點(diǎn)為O。將半圓柱體玻璃磚的平直邊緊貼，并使其圓心位于O點(diǎn)，畫(huà)出玻璃磚的半圓弧輪廓線，如圖（a）所示。②將一細(xì)激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃磚，記錄折射光線與半圓弧的交點(diǎn)M。③拿走玻璃磚，標(biāo)記CO光線與半圓弧的交點(diǎn)P。④分別過(guò)M、P作BB'的垂線、，、是垂足，并用米尺分別測(cè)量、的長(zhǎng)度x和y。⑤改變?nèi)肷浣?，重?fù)步驟②③④，得到多組x和y的數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出圖像，如圖（b）所示。（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是_____（單選，填標(biāo)號(hào)）。A.入射角越小，誤差越小B.激光的平行度好，比用插針?lè)y(cè)量更有利于減小誤差C.選擇圓心O點(diǎn)作為入射點(diǎn)，是因?yàn)榇颂幍恼凵洮F(xiàn)象最明顯（2）根據(jù)圖像，可得玻璃磚的折射率為_(kāi)____（保留三位有效數(shù)字）。（3）若描畫(huà)的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實(shí)際半徑，則折射率的測(cè)量結(jié)果_____（填“偏大”“偏小”或“不變”）?！敬鸢浮浚?）B（2）1.57（3）不變【解析】【小問(wèn)1詳解】A．入射角適當(dāng)即可，不能太小，入射角太小，導(dǎo)致折射角太小，測(cè)量的誤差會(huì)變大，故A錯(cuò)誤；B．激光的平行度好，比用插針?lè)y(cè)量更有利于減小誤差，故B正確；C．相同的材料在各點(diǎn)的折射效果都一樣，故C錯(cuò)誤。故選B?！拘?wèn)2詳解】設(shè)半圓柱體玻璃磚的半徑為，根據(jù)幾何關(guān)系可得入射角的正弦值為折射角的正弦值為折射率可知圖像斜率大小等于折射率，即【小問(wèn)3詳解】根據(jù)（2）中數(shù)據(jù)處理方法可知若描畫(huà)的半圓弧輪廓線半徑略大于玻璃磚的實(shí)際半徑，則折射率的測(cè)量結(jié)果不變。12.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量重力加速度大小g的實(shí)驗(yàn)方案，所用器材有：2g砝碼若干、托盤(pán)1個(gè)、輕質(zhì)彈簧1根、米尺1把、光電門(mén)1個(gè)、數(shù)字計(jì)時(shí)器1臺(tái)等。具體步驟如下：①將彈簧豎直懸掛在固定支架上，彈簧下面掛上裝有遮光片的托盤(pán)，在托盤(pán)內(nèi)放入一個(gè)砝碼，如圖（a）所示。②用米尺測(cè)量平衡時(shí)彈簧的長(zhǎng)度l，并安裝光電門(mén)。③將彈簧在彈性限度內(nèi)拉伸一定長(zhǎng)度后釋放，使其在豎直方向振動(dòng)。④用數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄30次全振動(dòng)所用時(shí)間t。⑤逐次增加托盤(pán)內(nèi)砝碼的數(shù)量，重復(fù)②③④的操作。該同學(xué)將振動(dòng)系統(tǒng)理想化為彈簧振子。已知彈簧振子的振動(dòng)周期，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，M為振子的質(zhì)量。（1）由步驟④，可知振動(dòng)周期_____。（2）設(shè)彈簧的原長(zhǎng)為，則l與g、、T的關(guān)系式為_(kāi)____。（3）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的圖線如圖（b）所示，可得_____（保留三位有效數(shù)字，取9.87）。（4）本實(shí)驗(yàn)的誤差來(lái)源包括_____（雙選，填標(biāo)號(hào)）。A.空氣阻力B.彈簧質(zhì)量不為零C.光電門(mén)的位置稍微偏離托盤(pán)的平衡位置【答案】（1）（2）（3）（4）AC【解析】【小問(wèn)1詳解】30次全振動(dòng)所用時(shí)間t，則振動(dòng)周期【小問(wèn)2詳解】彈簧振子的振動(dòng)周期可得振子的質(zhì)量振子平衡時(shí)，根據(jù)平衡條件可得則l與g、、T的關(guān)系式為【小問(wèn)3詳解】根據(jù)整理可得則圖像斜率解得【小問(wèn)4詳解】A．空氣阻力的存在會(huì)影響彈簧振子的振動(dòng)周期，是實(shí)驗(yàn)的誤差來(lái)源之一，故A正確；B．彈簧質(zhì)量不為零導(dǎo)致振子在平衡位置時(shí)彈簧的長(zhǎng)度變化，不影響其他操作，根據(jù)（3）中處理方法可知對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒(méi)有影響，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟可知光電門(mén)的位置稍微偏離托盤(pán)的平衡位置會(huì)影響振子周期的測(cè)量，是實(shí)驗(yàn)的誤差來(lái)源之一，故C正確。故選AC。13.如圖所示，在豎直放置、開(kāi)口向上的圓柱形容器內(nèi)用質(zhì)量為m的活塞密封一部分理想氣體，活塞橫截面積為S，能無(wú)摩擦地滑動(dòng)。初始時(shí)容器內(nèi)氣體的溫度為，氣柱的高度為h。當(dāng)容器內(nèi)氣體從外界吸收一定熱量后，活塞緩慢上升再次平衡。已知容器內(nèi)氣體內(nèi)能變化量ΔU與溫度變化量ΔT的關(guān)系式為，C為已知常數(shù)，大氣壓強(qiáng)恒為，重力加速度大小為g，所有溫度為熱力學(xué)溫度。求（1）再次平衡時(shí)容器內(nèi)氣體的溫度。（2）此過(guò)程中容器內(nèi)氣體吸收的熱量。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】（1）氣體進(jìn)行等壓變化，則由蓋呂薩克定律得即解得（2）此過(guò)程中氣體內(nèi)能增加氣體對(duì)外做功此過(guò)程中容器內(nèi)氣體吸收的熱量14.如圖所示，水平傳送帶以5m/s的速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，傳送帶左右兩端的距離為。傳送帶右端的正上方有一懸點(diǎn)O，用長(zhǎng)為、不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛一質(zhì)量為0.2kg的小球，小球與傳送帶上表面平齊但不接觸。在O點(diǎn)右側(cè)的P點(diǎn)固定一釘子，P點(diǎn)與O點(diǎn)等高。將質(zhì)量為0.1kg的小物塊無(wú)初速輕放在傳送帶左端，小物塊運(yùn)動(dòng)到右端與小球正碰，碰撞時(shí)間極短，碰后瞬間小物塊的速度大小為、方向水平向左。小球碰后繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)輕繩被釘子擋住后，小球繼續(xù)繞P點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)。已知小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，重力加速度大小。（1）求小物塊與小球碰撞前瞬間，小物塊的速度大小；（2）求小物塊與小球碰撞過(guò)程中，兩者構(gòu)成的系統(tǒng)損失的總動(dòng)能；（3）若小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正上方，繩子不松弛，求P點(diǎn)到O點(diǎn)的最小距離?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)題意，小物塊在傳送帶上，由牛頓第二定律有解得由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得，小物塊與傳送帶共速時(shí)運(yùn)動(dòng)的距離為可知，小物塊運(yùn)動(dòng)到傳送帶右端前與傳送帶共速，即小物塊與小球碰撞前瞬間，小物塊的速度大小等于傳送帶的速度大小。（2）小物塊運(yùn)動(dòng)到右端與小球正碰，碰撞時(shí)間極短，小物塊與小球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以向右為正方向，由動(dòng)量守恒定律有其中，解得小物塊與小球碰撞過(guò)程中，兩者構(gòu)成的系統(tǒng)損失的總動(dòng)能為解得（3）若小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正上方，繩子恰好不松弛，設(shè)此時(shí)P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為，小球在P點(diǎn)正上方的速度為，在P點(diǎn)正上方，由牛頓第二定律有小球從點(diǎn)正下方到P點(diǎn)正上方過(guò)程中，由機(jī)械能守恒定律有聯(lián)立解得即P點(diǎn)到O點(diǎn)的最小距離為。15.如圖所示，兩足夠長(zhǎng)平行金屬直導(dǎo)軌MN、PQ的間距為L(zhǎng)，固定在同一水平面內(nèi)，直導(dǎo)軌在左端M、P點(diǎn)分別與兩條豎直固定、半徑為L(zhǎng)的圓弧導(dǎo)軌相切。MP連線與直導(dǎo)軌垂直