【高考真题】湖北省2024年普通高中物理学业水平等级性考试试卷

试卷更新日期：2024-06-20 类型：高考真卷

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一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

1. 《梦溪笔谈》中记录了一次罕见的雷击事件：房屋被雷击后，屋内的银饰、宝刀等金属熔化了，但是漆器、刀鞘等非金属却完好（原文为：有一木格，其中杂贮诸器，其漆器银扣者，银悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一宝刀，极坚钢，就刀室中熔为汁，而室亦俨然）。导致金属熔化而非金属完好的原因可能为（　　）

A、摩擦 B、声波 C、涡流 D、光照

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2. 硼中子俘获疗法是目前治疗癌症最先进的手段之一， ${}_{5}^{10}B + {}_{0}^{1}n \to {}_{3}^{a}X + {}_{b}^{4}Y$ 是该疗法中一种核反应的方程，其中X、Y代表两种不同的原子核，则（　　）

A、a=7，b=1 B、a=7，b=2 C、a=6，b=1 D、a=6，b=2

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3. 如图所示，有五片荷叶伸出荷塘水面，一只青蛙要从高处荷叶跳到低处荷叶上。设低处荷叶a、b、c、d和青蛙在同一竖直平面内，a、b高度相同，c、d高度相同，a、b分别在c、d正上方。将青蛙的跳跃视为平抛运动，若以最小的初速度完成跳跃，则它应跳到（　　）

A、荷叶a B、荷叶b C、荷叶c D、荷叶d

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4. 太空碎片会对航天器带来危害。设空间站在地球附近沿逆时针方向做匀速圆周运动，如图中实线所示。为了避开碎片，空间站在P点向图中箭头所指径向方向极短时间喷射气体，使空间站获得一定的反冲速度，从而实现变轨。变轨后的轨道如图中虚线所示，其半长轴大于原轨道半径。则（　　）

A、空间站变轨前、后在P点的加速度相同 B、空间站变轨后的运动周期比变轨前的小 C、空间站变轨后在P点的速度比变轨前的小 D、空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的大

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5. 在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡 $L_{1}$ 的电阻是灯泡 $L_{2}$ 的2倍。假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S，灯泡 $L_{1}$ 、 $L_{2}$ 的电功率之比 $P_{1} : P_{2}$ 为（　　）

A、2︰1 B、1︰1 C、1︰2 D、1︰4

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6. 如图所示，两拖船P、Q拉着无动力货船S一起在静水中沿图中虚线方向匀速前进，两根水平缆绳与虚线的夹角均保持为30°。假设水对三艘船在水平方向的作用力大小均为f，方向与船的运动方向相反，则每艘拖船发动机提供的动力大小为（　　）

A、 $\frac{\sqrt{3}}{3} f$ B、 $\frac{\sqrt{21}}{3} f$ C、2f D、3f

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7. 如图所示，在以O点为圆心、半径为R的圆形区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。圆形区域外有大小相等、方向相反、范围足够大的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q（q>0）的带电粒子沿直径AC方向从A点射入圆形区域。不计重力，下列说法正确的是（　　）

A、粒子运动轨迹可能经过O点 B、粒子射出圆形区域时的速度方向不一定沿该区域的半径方向 C、粒子连续两次由A点沿AC方向射入圆形区域最小时间间隔为 $\frac{7 π m}{3 q B}$ D、若粒子从A点射入到从C点射出圆形区域用时最短，粒子运动的速度大小为 $\frac{\sqrt{3} q B R}{3 m}$

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8. 关于电荷和静电场，下列说法正确的是（　　）

A、一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和保持不变 B、电场线与等势面垂直，且由电势低的等势面指向电势高的等势面 C、点电荷仅在电场力作用下从静止释放，该点电荷的电势能将减小 D、点电荷仅在电场力作用下从静止释放，将从高电势地方向低电势的地方运动

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9. 磁流体发电机的原理如图所示，MN和PQ是两平行金属极板，匀强磁场垂直于纸面向里。等离子体（即高温下电离的气体，含有大量正、负带电粒子）从左侧以某一速度平行于极板喷入磁场，极板间便产生电压。下列说法正确的是（　　）

A、极板MN是发电机的正极 B、仅增大两极板间的距离，极板间的电压减小
C、仅增大等离子体的喷入速率，极板间的电压增大 D、仅增大喷入等离子体的正、负带电粒子数密度，极板间的电压增大

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10. 如图所示，在光滑水平面上静止放置一质量为M、长为L的木块，质量为m的子弹水平射入木块。设子弹在木块内运动过程中受到的阻力不变，其大小f与射入初速度大小 $v_{0}$ 成正比，即 $f = k v_{0}$ （k为已知常数）。改变子弹的初速度大小 $v_{0}$ ，若木块获得的速度最大，则（　　）

A、子弹的初速度大小为 $\frac{2 k L (m + M)}{m M}$ B、子弹在木块中运动的时间为 $\frac{2 m M}{k (m + M)}$ C、木块和子弹损失的总动能为 $\frac{k^{2} L^{2} (m + M)}{m M}$ D、木块在加速过程中运动的距离为 $\frac{m L}{m + M}$

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二、非选择题：本题共5小题，共60分。

11. 某同学利用激光测量半圆柱体玻璃砖的折射率，具体步骤如下：
①平铺白纸，用铅笔画两条互相垂直的直线 $A A^{'}$ 和 $B B^{'}$ ，交点为O。将半圆柱体玻璃砖的平直边紧贴 $A A^{'}$ ，并使其圆心位于O点，画出玻璃砖的半圆弧轮廓线，如图（a）所示。
②将一细激光束沿CO方向以某一入射角射入玻璃砖，记录折射光线与半圆弧的交点M。
③拿走玻璃砖，标记CO光线与半圆弧的交点P。
④分别过M、P作BB'的垂线 $M M^{'}$ 、 $P P^{'}$ ， $M^{'}$ 、 $P^{'}$ 是垂足，并用米尺分别测量 $M M^{'}$ 、 $P P^{'}$ 的长度x和y。
⑤改变入射角，重复步骤②③④，得到多组x和y的数据。根据这些数据作出 $y - x$ 图像，如图（b）所示。

(1)、关于该实验，下列说法正确的是____（单选，填标号）。

A、入射角越小，误差越小 B、激光的平行度好，比用插针法测量更有利于减小误差 C、选择圆心O点作为入射点，是因为此处的折射现象最明显

(2)、根据 $y - x$ 图像，可得玻璃砖的折射率为（保留三位有效数字）。

(3)、若描画的半圆弧轮廓线半径略大于玻璃砖的实际半径，则折射率的测量结果（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

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12. 某同学设计了一个测量重力加速度大小g的实验方案，所用器材有：2g砝码若干、托盘1个、轻质弹簧1根、米尺1把、光电门1个、数字计时器1台等。
具体步骤如下：
①将弹簧竖直悬挂在固定支架上，弹簧下面挂上装有遮光片的托盘，在托盘内放入一个砝码，如图（a）所示。
②用米尺测量平衡时弹簧的长度l，并安装光电门。
③将弹簧在弹性限度内拉伸一定长度后释放，使其在竖直方向振动。
④用数字计时器记录30次全振动所用时间t。
⑤逐次增加托盘内砝码的数量，重复②③④的操作。
该同学将振动系统理想化为弹簧振子。已知弹簧振子的振动周期 $T = 2 π \sqrt{\frac{M}{k}}$ ，其中k为弹簧的劲度系数，M为振子的质量。

(1)、由步骤④，可知振动周期 $T =$ 。

(2)、设弹簧的原长为 $l_{0}$ ，则l与g、 $l_{0}$ 、T的关系式为 $l =$ 。

(3)、由实验数据作出的 $l - T^{2}$ 图线如图（b）所示，可得 $g =$ $m / s^{2}$ （保留三位有效数字， $π^{2}$ 取9.87）。

(4)、本实验的误差来源包括____。

A、空气阻力 B、弹簧质量不为零 C、光电门的位置稍微偏离托盘的平衡位置

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13. 如图所示，在竖直放置、开口向上的圆柱形容器内用质量为m的活塞密封一部分理想气体，活塞横截面积为S，能无摩擦地滑动。初始时容器内气体的温度为 $T_{0}$ ，气柱的高度为h。当容器内气体从外界吸收一定热量后，活塞缓慢上升 $\frac{1}{5} h$ 再次平衡。已知容器内气体内能变化量ΔU与温度变化量ΔT的关系式为 $Δ U = C Δ T$ ， C为已知常数，大气压强恒为 $p_{0}$ ，重力加速度大小为g，所有温度为热力学温度。求

(1)、再次平衡时容器内气体的温度。

(2)、此过程中容器内气体吸收的热量。

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14. 如图所示，水平传送带以5m/s的速度顺时针匀速转动，传送带左右两端的距离为 $3.6 m$ 。传送带右端的正上方有一悬点O，用长为 $0.3 m$ 、不可伸长的轻绳悬挂一质量为0.2kg的小球，小球与传送带上表面平齐但不接触。在O点右侧的P点固定一钉子，P点与O点等高。将质量为0.1kg的小物块无初速轻放在传送带左端，小物块运动到右端与小球正碰，碰撞时间极短，碰后瞬间小物块的速度大小为 $1 m / s$ 、方向水平向左。小球碰后绕O点做圆周运动，当轻绳被钉子挡住后，小球继续绕P点向上运动。已知小物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度大小 $g = 10 m / s^{2}$ 。

(1)、求小物块与小球碰撞前瞬间，小物块的速度大小；

(2)、求小物块与小球碰撞过程中，两者构成的系统损失的总动能；

(3)、若小球运动到P点正上方，绳子不松弛，求P点到O点的最小距离。

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15. 如图所示，两足够长平行金属直导轨MN、PQ的间距为L，固定在同一水平面内，直导轨在左端M、P点分别与两条竖直固定、半径为L的 $\frac{1}{4}$ 圆弧导轨相切。MP连线与直导轨垂直，其左侧无磁场，右侧存在磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。长为L、质量为m、电阻为R的金属棒ab跨放在两圆弧导轨的最高点。质量为2m、电阻为6R的均匀金属丝制成一个半径为L的圆环，水平放置在两直导轨上，其圆心到两直导轨的距离相等。忽略导轨的电阻、所有摩擦以及金属环的可能形变，金属棒、金属环均与导轨始终接触良好，重力加速度大小为g。现将金属棒ab由静止释放，求

(1)、ab刚越过MP时产生的感应电动势大小；

(2)、金属环刚开始运动时的加速度大小；

(3)、为使ab在整个运动过程中不与金属环接触，金属环圆心初始位置到MP的最小距离。

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