2023年高考考前押题密卷-物理（湖南卷）（全解全析）

2023年高考考前押题密卷（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、准考证号填写在本试卷和答题卡上。

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7小题，每小题4分，共28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．如图甲所示为研究光电效应规律的实验装置，同一入射光照射到不同金属材料表面，发生光电效应时的遏止电压与金属材料的逸出功的关系如图乙所示，已知普朗克常量为h，则入射光的频率为（　　）

A． B． C． D．

【答案】A

【详解】根据爱因斯坦光电方程结合联立可得结合图乙可得；

联立可得故选A。

2．挂灯笼的习俗起源于西汉，过年期间，家家户户都挂起了各式各样的灯笼．如图所示，由五根等长的轻质细绳悬挂起质量均为m的灯笼A、B、C、D，中间细绳是水平的，上面两细绳与水平方向夹角为，中间两细绳与竖直方向夹角为，间和间的绳中张力分别是和，重力加速度为g．下列关系式正确的是（    ）

A． B． C． D．

【答案】C

【详解】设两侧绳子拉力为T，对A上面的结点受力分析可知；

对四个灯笼的整体分析可知解得；；；

故选C。

3．我国航天局宣布国家已批准通过了行星探测工程，计划在未来的1015年间展开并完成对小行星、火星、木星等行星的取样返回的研究。若从地球上直接发射一个探测器，探测器被小行星捕获，需由高轨道适当位置启动发动机进入椭圆转移轨道，再由椭圆轨道适当位置变速进入环绕小行星表面运动的轨道，这个过程简化示意图如图所示，已知圆轨道Ⅰ、Ⅲ共面，椭圆轨道平面与Ⅰ轨道平面的夹角为，则下列说法正确的是（　　）

A．探测器从Ⅰ轨道上经过点比Ⅱ轨道上经过点的加速度大

B．探测器从Ⅰ轨道进入Ⅱ轨道需要在点向前喷气

C．探测器在地球上的发射速度大于

D．探测器在Ⅱ轨道上从点运动到点的过程中机械能增大

【答案】C

【详解】A．探测器从Ⅰ轨道上经过点和Ⅱ轨道上经过点所受的万有引力相同，故加速度相同，故A错误；

B．由于轨道Ⅱ平面与轨道Ⅰ平面有夹角，故不能只向前喷气，故B错误；

C．发射的探测器是为了完成小行星的探测，故发射速度大于，故C正确；

D．探测器在轨道Ⅱ上从点到点的过程中只有万有引力做功，故机械能不变，故D错误。故选C。

4．如图甲所示，某同学利用橡皮筋悬挂手机的方法模拟蹦极运动，并利用手机的加速度传感器研究加速度随时间变化的图像，如图乙所示。手机保持静止时，图像显示的加速度值为0，自由下落时，图像显示的加速度值约为-10m/s2，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A．时，手机已下降了约1.8m

B．时，手机正向上加速运动

C．加速度约为70m/s2时，手机速度为0

D．时间内，橡皮筋的拉力逐渐减小

【答案】C

【详解】A．由图可知0-0.4s手机静止，从约0.4s开始运动，0.5s开始做自由落体运动，时手机下降高度约为故A错误；

BCD．由图像可知0.6s开始，加速度为负值且加速度大小逐渐减小，手机向下做加速度运动，橡皮筋的拉力逐渐增大。约0.8s拉力和重力相等时，手机速度最大，之后拉力大于重力，加速度为正值，手机向下做减速运动，橡皮筋的拉力逐渐增大。当手机速度为零，橡皮筋的拉力最大，加速度为正的最大值，约为70m/s2，故C正确，BD错误。故选C。

5．（改编题）如图a，一个正点电荷固定在绝缘水平面上x轴的原点O处，轴上各点电势与的关系如图b。可视为质点的滑块质量为0.05kg、电荷量为，从x=0.2m处由静止释放。已知滑块与水平面间的动摩擦因数，。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则在x=0.4m处滑块滑块速度大小为（    ）

A．0       B．0.2m/s      C．0.3m/s D．0.6m/s

【答案】B

【详解】在x=0.4m处即，由图可知此处电势为φ1=2.5×105V，滑块电势能为

在x=0.2m处即，由图可知此处电势为φ2=5×105V，设滑块在x=0.4m处的速度大小为v，根据动能定理有解得

6．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为，电路中的5个灯泡完全相同，当A、B端输入如图乙所示的正弦交变电压时，每个灯泡消耗的电功率均为18W，下列说法正确的是（　　）

A．每个灯泡两端的电压为24V B．通过每个灯泡的电流为0.5A

C．定值电阻R的阻值为150Ω D．定值电阻R的电功率为45W

【答案】C

【详解】A．根据可得由于每个灯泡消耗的电功率，即加在原线圈前端的灯泡两端的电压也等于U2，因此而A、B端输入电压的有效值解得每个灯泡两端的电压

A错误；

B．根据P=UI 可得通过每个灯泡的电流，B错误；

C．流过副线圈的电流流过原线圈的电流流过定值电阻的电

因此定值电阻R的阻值，C正确；

D．定值电阻R的电功率，D错误。故选C。

7．冰雕展上有一块边长为1m的立方体冰块，冰块内上下底面中心连线为，在处安装了一盏可视为点光源的灯，已知冰块的折射率为1.3，下列说法不正确的是（　　）

A．光在冰块中发生全反射的临界角为C，可知

B．由灯直接发出的光照到冰块四个侧面时全部能从侧面射出

C．由灯直接发出的光照到冰块上表面时全部能从上表面射出

D．从冰块正上方沿方向观察，点光源的视深是

【答案】B

【详解】A．由临界角与折射率的关系可知故A正确；

BC．如图所示

在直角三角形中，由几何关系可知，则所以由灯直接发出的光照到冰块上表面时全部能从上表面射出，而所以由灯直接发出照到冰块四个侧面上的光不能全部都从侧面射出，故B错误，C正确；

D．实深是AB，设视深为h，根据折射率定义式结合几何关系可知可得故D正确。

故选B。

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。

8．某同学设计了一个测量匀强磁场磁感应强度大小的装置，如图所示。两轻弹簧上端固定，下端悬挂一根质量为的均匀细金属杆，金属杆与弹簧绝缘。的端连接一绝缘轻指针，可指示右侧标尺上的读数。在下方的矩形区域abcd有匀强磁场，方向垂直于纸面向里。当中没有电流通过且处于平衡状态时，与边重合，指针指在标尺的零刻线；当中通以恒定电流，系统重新平衡时，指针示数可以表示磁感应强度大小。已知始终保持水平状态，弹簧始终在弹性限度内，不计中电流对磁场的影响，下列说法正确的是（　　）

A．要使装置正常工作，则中电流方向由到

B．若将标尺标上所对应的磁感应强度值，则刻度不均匀

C．该装置所能测量的磁感应强度范围与的质量有关

D．该装置所能测量的磁感应强度范围与通过的电流有关

【答案】AD

【详解】A．要使装置正常工作，则必须在磁场中受到向下的作用力，根据左手定则可知，中电流方向由到，A正确；

B．对金属杆受力分析，由平衡条件可得初始时刻，刻度为0时，弹簧的弹力为

其中联立可得则由于、、恒定，则若将标尺标上所对应的磁感应强度值，刻度均匀，B错误；

CD．由公式可知，该装置所能测量的磁感应强度范围与质量无关，与电流有关，故C错误，D正确。故选AD。

9．如图所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，一轻绳绕过两个轻质滑轮连接着固定点P和物体B、两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行，物体A、B的质量均为，A与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为，将A、B由静止释放，下列说法正确的是（　　）

A．物体A、B释放瞬间，轻绳对P点的拉力大小为6N

B．物体B下降过程中，轻绳的拉力对A和B做的总功为零

C．物体B下降过程中，B减少的机械能等于A增加的机械能

D．物体B下降时（此时B未落地）的速度大小为

【答案】ABD

【详解】A．由于相同时间内物体B通过的位移是物体A通过的位移的两倍，则物体B的加速度是物体A的加速度的两倍；物体A、B释放瞬间，设轻绳的拉力为，物体A的加速度为，则有

；代入数据，联立解得故A正确；

B．物体B下降过程中，轻绳拉力是A、B组成的系统的内力，故轻绳的拉力对A和B做的总功为零，故B正确；

C．物体B下降过程中，B减少的机械能一部分转化为A增加的机械能，还有一部分转化为克服摩擦力做的功，故C错误；

D．设物体B下降时的速度为，则A运动了，速度为，由能量守恒可得

代入数据，解得故D正确。故选ABD。

10．水平地面上有一足够长且足够宽的固定斜面，倾角为37°，小明站在斜面底端向斜面上投掷可视作质点的小石块。若石块出手时的初速度方向与水平方向成45°，出手高度为站立点正上方1.8m，重力加速度。下列说法正确的是（    ）

A．若石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直，石块在斜面上的落点恰好与出手点等高，则石块出手时的初速度为

B．若石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直，石块在斜面上的落点恰好与出手点等高，则石块出手时的初速度为

C．若石块的初速度大小一定，当石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直时，石块飞行时间最短

D．若投出石块的最大初速度为8m/s，则石块在斜面上与出手点等高的所有落点所组成的线段长度不会超过12m

【答案】ACD

【详解】AB．石块出手时的初速度方向与水平方向成45°，则可得石块落在1.8m高的斜面上，则则石块的水平位移由石块斜向上运动时，

又解得所以石块出手时的初速度为故A正确，B错误；

C．若石块的初速度大小一定，当石块的飞行轨迹所在平面与斜面底边垂直时，石块在斜面上的落点最高，石块下落时间最短，石块飞行时间最短，故C正确；

D．若投出石块的初速度为8m/s，则石块在斜面上的落点恰好与出手点等高处，最大运动时间最大水平位移为石块在斜面上与出手点等高处与出手点最近点距离x=2.4m，则石块在斜面上与出手点等高的最远点与最近点的距离

则石块在斜面上与出手点等高的所有落点所组成的线段长度不会超过故D正确。故选ACD。

11．（改编题）小红在查阅资料时看到了嫦娥五号的月球着落装置设计，她也利用所学知识设计了一个地球着落回收的电磁缓冲装置，其工作原理是利用电磁阻尼作用减缓返回舱和地面间的冲击力。如图甲所示，在返回舱的底盘安装有均匀对称的4台电磁缓冲装置，电磁缓冲结构示意图如图乙所示。在缓冲装置的底板上，沿竖直方向固定着两个光滑绝缘导轨、。导轨内侧，安装电磁铁（图中未画出），能产生垂直于导轨平面的匀强磁场，磁场的磁感应强度为B。导轨内的缓冲滑块K由高强度绝缘材料制成，滑块K上绕有闭合矩形线圈，线圈的总电阻为R，匝数为n，边长为L。假设整个返回舱以速度与地面碰撞后，滑块K立即停下，此后在线圈与轨道的磁场作用下使舱体减速，从而实现缓冲。返回舱质量为m，地球表面的重力加速度为g，一切摩擦阻力不计，缓冲装置质量忽略不计。则以下说法正确的是（    ）

A．滑块K的线圈中最大感应电流的大小

B．若缓冲装置向下移动距离H后速度减为v，则此过程中每个缓冲线圈中通过的电量

C．若缓冲装置向下移动距离H后速度减为v，则此过程中每个缓冲线圈中产生的焦耳热是

D．若要使缓冲滑块K和返回舱不相碰，且缓冲时间为t，则缓冲装置中的光滑导轨和长度至少

【答案】AD

【详解】A.滑块刚接触地面时感应电动势最大；    得    

BC.电量；可得    设每个缓冲线圈产生的焦耳热为Q，由动能定理得

    得    

D.因为有4台减速装置，利用动量定理得      其中解得

三、实验题（12题6分，13题9分）

12.（6分）为了验证机械能守恒定律，宇航员在环绕地球运行的航天器中设计了如图（甲）所示的实验，将一直尺沿竖直方向固定在铁架台上，在刻度尺上方一定高度处固定一光电门，一弹射装置能沿竖直向上的方向发射小球。实验时，先用游标卡尺测量出小球的直径d，然后用小球将弹簧压缩x，静止释放后测量出小球通过光电门时的遮光时间t，多次改变弹簧的压缩量，重复上述操作；已知小球的质量为m，弹簧的弹性势能为，k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量。

（1）小球的直径如图（乙）中的游标卡尺的示数，则该小球的直径为______；

（2）为了更加直观地进行实验的验证，该宇航员利用以上实验数据描绘了图像，其中纵轴用表示，横轴用表示______（填“”“”“t”或“”），如果该过程中系统的机械能守恒，则该图像的斜率为______（用题中所给物理量符号表示）。

【答案】     3.2         

【详解】（1）[1]由游标卡尺的读数可知，该小球的直径为

（2）[2]在利用图像法处理实验数据时，为了更直观，应使得图线为一条倾斜直线，根据

可得则横轴用表示；

[3]如果该系统的机械能守恒，根据上述可知图像的斜率为

13.（9分）某实验小组利用量角器、一段均匀电阻丝、电阻箱及灵敏电流计设计了一个测量电阻（待测电阻为）的方案，实验电路如图甲所示。

主要实验步骤如下：

①将电阻丝紧贴量角器弧边弯曲成型，并依量角器直径端点裁剪好；

②按甲图所示的电路原理图连接好各元件；

③将电阻箱的阻值调至，并使金属夹K从A端沿弧形电阻丝向B移动，当灵敏电流计的示数为零时，停止移动金属夹，此时从量角器上读出OA与OK间的夹角；

④改变电阻箱的阻值，重复步骤③，测得多组（θ，R）值；

⑤整理数据并在坐标纸上描点绘图，所得图像如图乙所示。

根据分析，试回答下列问题：

（1）已知乙图中图像与纵轴的截距为，由此可求得______。

（2）实验时，当金属夹K调至某位置时，实验小组的同学因为观察不仔细认为灵敏电流计的读数已经为零，实际上，灵敏电流计还有从P到K的电流，那么此时测出的值与真实值相比______（填“偏小”、“相等”或“偏大”）

（3）该小组同学所在学校与供电站间有两根埋在地下的输电线，其中一根导线因损坏而与大地相通，现尝试采用上述实验所涉及的原理找到损坏的大致位置，其方法如图丙所示（终端用导线AB接通），电阻丝长，输电距离，若金属夹K在电阻丝上距M端时，灵敏电流计示数为零，则损坏处C与输电线起始处的距离为x=______m（结果保留两位有效数字）

【答案】          偏大    

【详解】（1）[1]由题意可知，此方法是电桥法测电阻，当电流表示数为零时，R与Rx串联，R与AK并联；同时Rx与BK并联，所以有；化简可得，最后，得被测电阻的阻值为整理得故已知乙图中图像与纵轴的截距为，由此可求得

（2）[2]若要使灵敏电流计示数为零，则需增大角（或减小电阻箱阻值R)由知，此时测出的值大于真实值；

（3）[3]同理，由（1）可知解得

四、计算题（14题10分，15题12分，16题15分）

14. （10分）如图所示，倾角的固定斜面（足够长）的顶端带有小定滑轮，不可伸长的柔软轻绳跨过定滑轮，轻绳的一端系在汽缸A上，另一端系在汽缸Ｂ中的活塞上，A悬吊在空中（离地足够高），B放在斜面上，滑轮左侧的轻绳与斜面平行，两汽缸内各密封有一定质量的理想气体，系统处于静止状态，此时A、B内气体的体积相等。两活塞的质量均为m、横截面积均为S，B的质量为4m，大气压恒为（g为重力加速度大小），不计缸内气体的质量、空气阻力及一切摩擦。

（1）求A内气体的压强以及B内气体的压强；

（2）若将轻绳剪断，A、B内气体达到稳定的过程中温度保持不变，求稳定时A、B内气体的体积之比。

【答案】（1），；（2）

【详解】（1）根据物体的平衡条件，对A中的活塞有解得

对汽缸B，根据平衡条件则有解得

（2）轻绳剪断后，A内气体稳定时的压强设稳定时B的加速度大小为a，B内气体的压强为，根据牛顿第二定律，对B有

对B以及B中活塞有解得

设系统静止时A内气体的体积为，根据玻意耳定律，对A内气体有

对B内气体有解得

15.（12分）如图甲所示，磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场存在于底面半径为R的圆柱形空间内，O1和O2是圆柱形空间上、下两个圆面的圆心，其后侧与O1等高处有一个长度为的水平线状粒子发射源MN，图乙是俯视图，P为MN的中点，O1P连线与MN垂直。线状粒子源能沿平行PO1方向发射某种质量均为m、电荷量均为q的带正电粒子束，带电粒子的速度大小均相等。在O1O2右侧2R处竖直放置一个足够大的矩形荧光屏，荧光屏的AB边与线状粒子源MN垂直，且处在同一高度，过O1作AB边的垂线，交点恰好为AB的中点O，荧光屏的左侧存在竖直向下的匀强电场，宽度为R，电场强度大小为E，已知从MN射出的粒子经磁场偏转后都从F点（圆柱形空间与电场边界相切处）射入电场，不计粒子重力和粒子间的相互作用。

（1）求带电粒子的初速度大小；

（2）以AB边的中点O为坐标原点，沿AB边向里为x轴，垂直AB边向下为y轴建立坐标系，求从M点射出的粒子打在荧光屏上的位置坐标；

（3）求磁场区域的最小横截面积。

【答案】（1）；（2）（R，）；（3）

【详解】（1）在磁场中由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律，有线状粒子源发出的粒子均从F点射出，可得，由①②两式得

（2）设粒子打在荧光屏上的横、纵坐标分别为x、y，粒子从F点离开磁场时与之间的夹角为，如图所示

由几何关系知得依题意有带电粒子在匀强电场中做类平抛运动，可得；；联立解得则粒子打在荧光屏上的位置坐标为。   

（3）磁场区域的最小面积为图中两条轨迹与圆相交部分的面积，设磁场区域的最小面积为S

；得磁场区域的最小横截面积

16.（15分）如图甲所示，光滑水平面上木板A将轻弹簧压缩由静止释放，被弹簧弹开后向右运动，与右侧固定的挡板发生弹性碰撞，木板A从释放开始运动的x-t图像如图乙所示，其中、是正弦曲线的一部分。如图丙所示，若在A的左侧再叠放另一小物块B后仍将弹簧压缩由静止释放，弹开过程A、B保持相对静止。已知木板A的质量，木板长，物块B的质量，A、B间的动摩擦因数，重力加速度为g。求：

（1）弹簧中的最大弹性势能；

（2）从释放到B滑离A的过程中，A与挡板碰撞的次数n；

（3）从释放到B滑离A的过程中，A运动的路程s。

【答案】（1）；（2）；（3）

【详解】（1）由x-t图像可知，A离开弹簧后的速度大小为由能量守恒可知，弹簧的弹性势能完全转化成了木板A的动能，则可知弹簧开始具有的弹性势能为解得

（2）在弹开的过程中A、B保持相对静止，设第一次离开弹簧式的速度为，则有

设A与挡板第一次碰后，A、B达到的共同速度为，A的位移为，则由动量守恒定律可得

对木板A由动能定理可得解得

假设成立，设此过程中两物体的相对位移为，则由能量守恒有

解得设第二次与挡板碰撞后达到的共同速度为，则由动量守恒定律有

设此过程中两物体的相对位移为，则由能量守恒有解得

而则可知从释放到B滑离A的过程中，A与挡板碰撞的次数为

（3）设弹簧的劲度系数为，则

设A第一次与挡板碰撞后压缩弹簧的量为，则解得

设A、B分离时两者的速度为、，则由动量守恒定律有

由能量守恒有

解得，碰撞后两者分离，设A的位移为，则有

解得；内，木板A运动的距离

则从释放到B滑离A的过程中，A运动的路程为