2024年高考物理最后一卷（湖南卷）（全解全析）

2024年高考最后一卷（湖南卷）物理·全解全析注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回一、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，只有一项符合题目要求．1．目前治疗癌症最先进的手段是利用核反应，反应释放出的高杀伤力的粒子作用在癌细胞上，进而将病人体内的癌细胞杀死．已知X粒子的质量为，中子的质量为，粒子的质量为，核的质量为。下列说法正确的是（  ）A．， B．，C．该核反应释放的能量为 D．该反应类型属于衰变【答案】A【详解】AB．据核反应中核电荷数与质量数守恒，可知粒子内有2个质子，核子数为4，所以，。解得，故A正确；错误；C．由质能方程得该核反应释放的能量为，故错误；D．该反应属于人工转变或裂变反应，衰变反应是原子核自发进行的，反应前只有一个核。故D错误。故A正确。2．2028年奥运会新增壁球运动项目。如图所示，运动员从A点将球斜向上击出，水平击中墙上B点反弹后又水平飞出，落到C点，竖直，三点在同一水平面上，垂直于AC。不计空气阻力，球碰撞B点前后的速度大小分别为、，球在AB、BC两段运动时间分别为、，则正确的是（ ）A． B． C． D．【答案】D【详解】CD．依题意，球在AB段做斜抛运动，看成反方向的平抛运动，则有，球在BC段做平抛运动，有，联立，解得，故C错误；D正确；AB．球在AB段水平方向，有，球在BC段水平方向，有，由图可知，联立，解得，故AB错误。故选D。3．如图所示是粒子流扩束技术的原理简图。正方形区域I、II、III、IV对称分布，一束速度相同的质子束射入后能够实现扩束，四个区域内有界磁场（边界均为圆弧）分布可能正确的是（ ）A．B．C．D．【答案】C【详解】A．粒子进入磁场后做匀速圆周运动，由左手定则可知粒子进入磁场后运动轨迹如下图，即入射平行粒子束不会扩束，故A错误；B．由左手定则可知，平行粒子入射后，经两个同方向磁场，会向同一方向偏转，不会平行于入射方向射出，故B错误；C．如下图所示，当粒子进入磁场后做匀速圆周运动的半径恰好等于有界磁场的圆弧半径时，一束速度相同的质子束射入后能够实现扩束，故C正确；D．由左手定则可知，粒子运动轨迹如下图所示，平行粒子束射入后不会实现扩束，故D错误。故选C。4．水面上存在两频率相同振幅均为1cm的两个波源a和b，它们之间的距离为14m（e点位于ab连线的中点处）。两波源从t=0时刻开始同时从平衡位置向上振动，t=4.5s时，水面上第一次观察到如图所示的分布（实线代表波峰，虚线代表波谷）。下列说法正确的是（ ）A．波的传播速度为2m/sB．图中所标c点和d点为振动加强点C．t=4.5s时，e点处质点刚好经过平衡位置向上振动D．从t=0到t=4.5s的时间内，e点处质点通过的路程为2cm【答案】A【详解】A．由图可知，解得t=0时刻开始波源从平衡位置向上振动，从t=0到t=4.5s的时间内波传播的距离为，波的传播速度为，故A正确；B．图中所标c点和d点到两波源的距离差为，所以为振动减弱点，故B错误；C．由，所以t=4.5s时，波传播到e点从平衡位置向上振动，振动的时间为，波的周期，由，可知t=4.5s时，e点处质点刚好经过平衡位置向下振动，故C错误；D．两列波传到e点后，e点振动加强，振幅为2A，因此从t=0到t=4.5s的时间内，e点处质点通过的路程为，故D错误。故选A。5．如图所示，从我国空间站伸出的长为d的机械臂外端安置一微型卫星，微型卫星和空间站能与地心保持在同一直线上绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R，空间站的轨道半径为r，地球表面重力加速度为g。忽略空间站对卫星的引力以及空间站的尺寸，则（ ）A．微型卫星的角速度比空间站的角速度要小B．微型卫星的线速度与空间站的线速度相等C．空间站所在轨道处的加速度与g之比为D．机械臂对微型卫星一定无作用力【答案】C【详解】A．微型卫星和空间站能与地心保持在同一直线上绕地球做匀速圆周运动，所以微型卫星的角速度与空间站的角速度相等，故A错误；B．微型卫星的线速度，空间站的线速度，微型卫星的线速度比空间站的线速度大，故B错误；C．由，解得空间站所在轨道处的加速度，在地球表面，解得，所以，故C正确；D．由，解得，可知仅受万有引力提供向心力时，微型卫星比空间站的轨道半径大，角速度小，由于微型卫星跟随空间站以共同的角速度运动，由可知所需向心力增大，所以机械臂对微型卫星有拉力作用，故D错误。故选C。6．某发射星云可认为完全由氢原子构成，其发光机理可简化为：能量为12.09eV的紫外光子照射该星云时，会使其氢原子从基态跃迁到激发态，处于激发态的氢原子会辐射光子。氢原子能级图如图所示，部分颜色的可见光光子能量范围见下表，则观测到该星云的颜色是（ ）颜色红黄蓝紫能量范围（eV）1.62～1.992.07～2.202.78～2.902.90～3.11A．红色 B．黄色 C．蓝色 D．紫色【答案】A【详解】根据题意可知，此为大量氢原子跃迁的过程，而基态氢原子吸收紫外光子后发生跃迁，跃迁后的能量为，可知跃迁后的氢原子处于能级，而跃迁后的氢原子并不稳定，会向外辐射光子，再次跃迁回基态，其跃迁方式可以从能级跃迁至能级，再由能级跃迁至能级，或直接由能级跃迁至能级，由此可知氢原子从能级向基态跃迁的过程中会辐射3种频率的光子。从能级跃迁至能级释放的能量为从能级跃迁至能级释放的能量由能级跃迁至能级释放的能量对比表中各种色光光子能量范围可知，从能级跃迁至能级时辐射的能量在红光光子能量范围内，其他两种跃迁所辐射的光子能量均不在所给色光光子能量范围内，因此，观测到该星云的颜色为红色。故选A。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．如图所示图像示意图在物理学习中经常遇到，很多的物理量关系都满足此类关系图像，那么关于此图像适用的物理过程，描述不正确的是（ ）A．研究电源串联外电阻输出功率时，该图像可近似看作是电源输出功率P随外电阻R变化的图像B．研究两个小球发生弹性碰撞且碰前球静止，该图像可看做是碰后动能与质量关系的图像C．研究竖直面内绳球模型球从水平下落至竖直的过程中，可以完整表达球重力的功率P与绳跟水平面夹角的关系D．该图像可以表述两个分子间的作用力F与分子间距r的关系【答案】CD【详解】A．电源输出功率随外电阻变化图像如图所示：和题中示意图基本近似，故A正确；B．两个小球弹性碰撞且其中球碰前静止，该图像可看做是碰后动能与质量关系图像如图：故B正确；C．绳系小球模型，水平静止时重力的功率是0，运动到竖直状态时重力的功率也是0，故C错误；D．分子力与分子间距关系如图所示，故D错误。本题选不正确的，故选CD。8．如图甲所示的xOy坐标系中，y轴上固定有两个等量同种点电荷P，与原点O的距离相同，x轴上各点的电势随x坐标变化的图像如图乙所示。a、b是x轴上两点，其电势分别为和，对应图线上的、两点，这两点切线斜率的绝对值相等。现将一质量为m、电荷量为q的正点电荷M从a点由静止释放，M运动过程中仅受电场力作用，下列说法正确的是（ ）A．a、b两点场强不相同B．M从a点运动到b点的过程中电势能先增大后减小C．M从a点运动到b点的过程中加速度大小先减小后增大D．M先后两次经过b点的过程，电场力的冲量大小为【答案】AD【详解】A．根据电场强度与电势的关系，可知，图线的斜率可以表达电场强度的大小，由题知，、这两点切线斜率的绝对值相等。说明场强大小相同，但该两点在y轴左右两侧，故场强方向不相同，A正确；B．若两电荷为等量的正电荷，两电荷的垂直平分线与y轴的交点处的电势最高，而图乙中可知，两电荷的垂直平分线与y轴的交点处的电势最低。则为等量的负电荷；M从a点运动到b点的过程中电场力先做正功后做负功，故电势能先减小后增大，B错误；C．电荷量为q的正点电荷M从a点由静止释放，由图乙分析知，图线的斜率先增大后减小再增大，故M从a点运动到b点的过程中加速度大小先增大后减小再增大，C错误；D．M从a经过b点的过程，由动能定理知，设初动量为，为正方向，则，解得，设末动量为，M从b点经过一段距离返回b点的过程，由对称性知，电场力的冲量为，故M先后两次经过b点的过程，电场力的冲量大小为，D正确；故选AD。9．如图所示，在屏幕MN的下方有一截面为等边三角形的透明介质，三角形边长为1，顶点与屏幕接触于C点，底边AB与屏幕MN平行。激光a垂直于AB边射向AC边的中点，恰好发生全反射，光线最后照射在屏幕MN上的E点（图中未画出）。已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（ ）A．光在透明介质中发生全反射的临界角为30°B．该透明介质的折射率为C．光在透明介质中的传播速度为D．光从射入AB面开始到射到E点的时间为【答案】BCD【详解】AB．画出光路图如图所示在界面AC恰好发生全反射，由几何关系可知全反射临界角，则折射率，故A错误，B正确；C．又，则光在透明介质中的传播速度为，故C正确；D．由几何关系可得，，，则，光从射入AB面开始到射到E点的时间为，故D正确。故选BCD。10．如图甲所示，纸面内有和两光滑导体轨道，与平行且足够长，与成135°角，两导轨左右两端接有定值电阻，阻值分别为R和。一质量为m、长度大于导轨间距的导体棒横跨在两导轨上，与轨道接触于G点，与轨道接触于H点。导体棒与轨道垂直，间距为L，导体棒与b点间距也为L。以H点为原点、沿轨道向右为正方向建立x坐标轴。空间中存在磁感应强度大小为B、垂直纸面向里的匀强磁场。某时刻，导体棒获得一个沿x轴正方向的初速度，同时受到沿x轴方向的外力F作用，其运动至b点前的速度的倒数与位移关系如图乙所示。导体棒运动至b点时撤去外力F，随后又前进一段距离后停止运动，整个运动过程中导体棒与两导轨始终接触良好，不计导轨及导体棒的电阻。以下说法正确的是（ ）A．流过电阻R的电流方向为B．导体棒在轨道上通过的距离为C．撤去外力F前，流过电阻R的电流为D．导体棒运动过程中，电阻产生的焦耳热为【答案】BC【详解】A．根据右手定则，流过电阻R的电流方向为，故A错误；B．由图乙可知，导体棒运动至b点时速度为，由几何关系可得，的距离为，对导体棒从b点开始沿轨道运动直至静止，根据动量定理有，又有，解得，故B正确；C．导体棒在轨道上运动到任意位置x时，根据图像可知，电动势，通过导体棒的电流，通过电阻R的电流，即，故C正确；D．撤去外力F前电路中的总热量，由图像面积可知，撤去外力F后导体棒继续运动，整个回路产生的热量，电阻产生的热量，故D错误。故选BC。三、非选择题：本题共5小题，共56分．11.（6分）实验小组在“探究加速度与力、质量的关系”时，用图甲所示的装置进行实验，实验中，用槽码的重力代替细线中的拉力。(1)如图乙所示，用游标卡尺测得遮光条的宽度d=mm。(2)下列说法中正确的是（ ）A．槽码的质量应远小于滑块的质量B．气垫导轨右端应比左端高C．先释放滑块再打开气垫导轨的气源(3)实验小组用如下方法测量滑块的加速度a：将滑块从图甲所示位置由静止释放，测得遮光条通过光电门1、2的时间分别为t1、t2，两个光电门间的距离为L，则滑块的加速度大小a=（用字母t1、t2、L、d表示）。(4)为了减小偶然误差，该小组同学设计了另一种方案，测得遮光条从光电门1到2的时间为t，两个光电门间的距离为L，保持光电门2的位置及滑块在导轨上释放的位置不变，改变光电门1的位置进行多次测量，测得多组L和t的数据，作出了图像如图丙所示，已知纵轴截距为v0，横轴截距为t0，则v0表示遮光条通过光电门（选填“1”或“2”）时的速度大小，滑块的加速度大小a=。(5