2024年新高考湖北卷物理練習(xí)題試卷及答案一、選擇題（本題共11小題，每小題4分，共44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8～11題有多項(xiàng)符合題目要求。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.下列關(guān)于近代物理知識(shí)的說(shuō)法正確的是（）A.光電效應(yīng)現(xiàn)象表明光具有波動(dòng)性B.氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射出的光子能量等于兩能級(jí)間的能量差C.盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了在原子核內(nèi)存在質(zhì)子D.核反應(yīng)方程\(_{92}^{238}U→_{90}^{234}Th+_{2}^{4}He\)屬于重核裂變答案：B解析：光電效應(yīng)現(xiàn)象表明光具有粒子性，A錯(cuò)誤；氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射出的光子能量等于兩能級(jí)間的能量差，B正確；盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，C錯(cuò)誤；核反應(yīng)方程\(_{92}^{238}U→_{90}^{234}Th+_{2}^{4}He\)屬于α衰變，D錯(cuò)誤。2.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧一端固定在墻上，另一端連接一小球，小球靜止在光滑水平面上?，F(xiàn)用一水平力F向右推小球，使彈簧壓縮，當(dāng)彈簧壓縮量為x時(shí)，小球的加速度大小為a。已知彈簧的勁度系數(shù)為k，小球的質(zhì)量為m，則此時(shí)水平力F的大小為（）A.kxB.maC.kx+maD.kx-ma答案：C解析：對(duì)小球進(jìn)行受力分析，小球受到水平向右的推力F和水平向左的彈簧彈力kx，根據(jù)牛頓第二定律\(F-kx=ma\)，可得\(F=kx+ma\)，C正確。3.一物體在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)，其v-t圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A.物體在0～2s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.物體在2～4s內(nèi)靜止C.物體在4～6s內(nèi)的位移大小為8mD.物體在0～6s內(nèi)的平均速度大小為2m/s答案：A解析：在v-t圖像中，斜率表示加速度，0～2s內(nèi)圖像斜率恒定，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，A正確；2～4s內(nèi)物體速度為2m/s，做勻速直線運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；物體在4～6s內(nèi)的位移大小\(x=\frac{1}{2}\times2\times4m=4m\)，C錯(cuò)誤；物體在0～6s內(nèi)的位移大小\(x_{總}(cāng)=\frac{1}{2}\times2\times2m+2\times2m+4m=10m\)，平均速度\(\overline{v}=\frac{x_{總}(cāng)}{t}=\frac{10}{6}m/s=\frac{5}{3}m/s\)，D錯(cuò)誤。4.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為\(n_1:n_2=2:1\)，原線圈接入電壓\(u=220\sqrt{2}\sin100\pit(V)\)的交流電源，副線圈接有一個(gè)阻值為\(R=10\Omega\)的電阻。下列說(shuō)法正確的是（）A.副線圈輸出電壓的有效值為110VB.電阻R消耗的功率為1210WC.原線圈中電流的有效值為11AD.原線圈輸入功率為1210W答案：D解析：原線圈電壓有效值\(U_1=\frac{220\sqrt{2}}{\sqrt{2}}V=220V\)，根據(jù)\(\frac{U_1}{U_2}=\frac{n_1}{n_2}\)，可得副線圈輸出電壓有效值\(U_2=\frac{n_2}{n_1}U_1=\frac{1}{2}\times220V=110V\)，A錯(cuò)誤；電阻R消耗的功率\(P_2=\frac{U_2^{2}}{R}=\frac{110^{2}}{10}W=1210W\)，理想變壓器輸入功率等于輸出功率，所以原線圈輸入功率\(P_1=P_2=1210W\)，D正確；原線圈中電流的有效值\(I_1=\frac{P_1}{U_1}=\frac{1210}{220}A=5.5A\)，C錯(cuò)誤。5.如圖所示，在光滑絕緣水平面上，有兩個(gè)帶等量正電荷的點(diǎn)電荷\(Q_1\)、\(Q_2\)，固定在\(x\)軸上的\(x_1\)和\(x_2\)位置。在它們形成的電場(chǎng)中，有一個(gè)帶負(fù)電的粒子\(q\)僅在電場(chǎng)力作用下沿\(x\)軸運(yùn)動(dòng)。以\(x\)軸正方向?yàn)殡妶?chǎng)力的正方向，粒子的電場(chǎng)力\(F\)隨位置\(x\)變化的圖像可能是（）答案：A解析：在\(x_1\)和\(x_2\)之間，電場(chǎng)方向先向右后向左，帶負(fù)電的粒子所受電場(chǎng)力先向左后向右；在\(x\ltx_1\)區(qū)域，電場(chǎng)方向向左，粒子所受電場(chǎng)力向右；在\(x\gtx_2\)區(qū)域，電場(chǎng)方向向右，粒子所受電場(chǎng)力向左，A正確。6.如圖所示，一質(zhì)量為\(m\)的小球用長(zhǎng)為\(L\)的輕繩懸掛于\(O\)點(diǎn)，小球在水平拉力\(F\)作用下，從平衡位置\(P\)點(diǎn)緩慢地移動(dòng)到\(Q\)點(diǎn)，此時(shí)輕繩與豎直方向的夾角為\(\theta\)。則在此過(guò)程中（）A.拉力\(F\)逐漸增大B.拉力\(F\)所做的功為\(mgL(1-\cos\theta)\)C.輕繩的拉力逐漸減小D.小球的重力勢(shì)能增加了\(mgL\sin\theta\)答案：A解析：對(duì)小球進(jìn)行受力分析，由平衡條件可得\(F=mg\tan\theta\)，\(T=\frac{mg}{\cos\theta}\)，在小球從\(P\)點(diǎn)緩慢移動(dòng)到\(Q\)點(diǎn)的過(guò)程中，\(\theta\)增大，\(\tan\theta\)增大，\(\cos\theta\)減小，所以拉力\(F\)逐漸增大，輕繩的拉力\(T\)逐漸增大，A正確，C錯(cuò)誤；拉力\(F\)所做的功等于小球重力勢(shì)能的增加量，小球重力勢(shì)能增加了\(mgL(1-\cos\theta)\)，B、D錯(cuò)誤。7.一列簡(jiǎn)諧橫波沿\(x\)軸正方向傳播，\(t=0\)時(shí)刻的波形如圖所示，此時(shí)質(zhì)點(diǎn)\(P\)的位移為\(2cm\)。已知該波的周期為\(T=0.4s\)，則（）A.該波的波長(zhǎng)為\(4m\)B.該波的波速為\(10m/s\)C.\(t=0.1s\)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)\(P\)的速度方向沿\(y\)軸正方向D.\(t=0.2s\)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)\(P\)的位移為\(-2cm\)答案：D解析：由波形圖可知，該波的波長(zhǎng)\(\lambda=8m\)，A錯(cuò)誤；波速\(v=\frac{\lambda}{T}=\frac{8}{0.4}m/s=20m/s\)，B錯(cuò)誤；\(t=0\)時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)\(P\)沿\(y\)軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)\(t=0.1s=\frac{1}{4}T\)，質(zhì)點(diǎn)\(P\)的速度方向沿\(y\)軸負(fù)方向，C錯(cuò)誤；經(jīng)過(guò)\(t=0.2s=\frac{1}{2}T\)，質(zhì)點(diǎn)\(P\)的位移為\(-2cm\)，D正確。8.如圖所示，一質(zhì)量為\(M\)的斜面體靜止在水平地面上，質(zhì)量為\(m\)的物塊在沿斜面向上的拉力\(F\)作用下沿斜面勻速上滑。已知斜面的傾角為\(\theta\)，物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為\(\mu\)，重力加速度為\(g\)。下列說(shuō)法正確的是（）A.物塊受到的摩擦力大小為\(F-mg\sin\theta\)B.斜面體對(duì)物塊的支持力大小為\(mg\cos\theta\)C.地面對(duì)斜面體的摩擦力大小為零D.地面對(duì)斜面體的支持力大小為\((M+m)g-F\sin\theta\)答案：ABD解析：對(duì)物塊進(jìn)行受力分析，沿斜面方向\(F=mg\sin\theta+f\)，可得物塊受到的摩擦力大小\(f=F-mg\sin\theta\)，A正確；垂直斜面方向\(N=mg\cos\theta\)，B正確；把物塊和斜面體看成一個(gè)整體，整體受到水平方向的拉力\(F\)的水平分力\(F\cos\theta\)，所以地面對(duì)斜面體有摩擦力，C錯(cuò)誤；對(duì)整體在豎直方向上受力分析，\(N_{地}=(M+m)g-F\sin\theta\)，D正確。9.如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一圓形軌道，半徑為\(R\)。一質(zhì)量為\(m\)的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）從軌道上的\(A\)點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)\(B\)時(shí)對(duì)軌道的壓力為\(3mg\)。已知重力加速度為\(g\)，則（）A.小球在\(B\)點(diǎn)的速度大小為\(\sqrt{2gR}\)B.小球從\(A\)點(diǎn)到\(B\)點(diǎn)的過(guò)程中，克服摩擦力做功為\(\frac{1}{2}mgR\)C.若小球從\(A\)點(diǎn)以一定的初速度下滑，經(jīng)過(guò)\(B\)點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力可能為\(4mg\)D.若小球從\(A\)點(diǎn)以一定的初速度下滑，經(jīng)過(guò)\(B\)點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力可能為\(2mg\)答案：ABC解析：在\(B\)點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律\(N-mg=\frac{mv_{B}^{2}}{R}\)，已知\(N=3mg\)，可得\(v_{B}=\sqrt{2gR}\)，A正確；根據(jù)動(dòng)能定理\(mgR-W_f=\frac{1}{2}mv_{B}^{2}\)，解得\(W_f=\frac{1}{2}mgR\)，B正確；若小球從\(A\)點(diǎn)以一定的初速度下滑，在\(B\)點(diǎn)\(N-mg=\frac{mv_{B}^{2}}{R}\)，當(dāng)速度增大時(shí)，\(N\)可能為\(4mg\)，但\(N\geqslantmg\)，不可能為\(2mg\)，C正確，D錯(cuò)誤。10.如圖所示，在真空中有兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷\(+Q\)和\(-Q\)，\(O\)點(diǎn)為兩電荷連線的中點(diǎn)，\(a\)、\(b\)兩點(diǎn)關(guān)于\(O\)點(diǎn)對(duì)稱且在兩電荷連線的中垂線上。下列說(shuō)法正確的是（）A.\(a\)、\(b\)兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，方向相同B.\(a\)、\(b\)兩點(diǎn)的電勢(shì)相等C.電子在\(a\)點(diǎn)的電勢(shì)能大于在\(b\)點(diǎn)的電勢(shì)能D.質(zhì)子從\(a\)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到\(b\)點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功答案：AB解析：等量異種點(diǎn)電荷連線的中垂線上各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同，且關(guān)于\(O\)點(diǎn)對(duì)稱的點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等，A正確；中垂線是等勢(shì)線，所以\(a\)、\(b\)兩點(diǎn)的電勢(shì)相等，B正確；電子在等勢(shì)線上電勢(shì)能相等，C錯(cuò)誤；質(zhì)子從\(a\)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到\(b\)點(diǎn)，電場(chǎng)力不做功，D錯(cuò)誤。11.如圖所示，一足夠長(zhǎng)的光滑平行金屬導(dǎo)軌固定在水平面上，導(dǎo)軌間距為\(L\)，導(dǎo)軌左端接有阻值為\(R\)的電阻。整個(gè)裝置處于豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為\(B\)。一質(zhì)量為\(m\)、電阻為\(r\)的金屬棒\(ab\)在水平外力\(F\)的作用下，以恒定的加速度\(a\)從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)時(shí)間\(t\)，金屬棒的速度為\(v\)。下列說(shuō)法正確的是（）A.此時(shí)金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為\(BLv\)B.此時(shí)通過(guò)電阻\(R\)的電流為\(\frac{BLv}{R+r}\)C.這段時(shí)間內(nèi)通過(guò)電阻\(R\)的電荷量為\(\frac{BLat^{2}}{2(R+r)}\)D.這段時(shí)間內(nèi)水平外力\(F\)做的功等于電阻\(R\)和金屬棒\(ab\)產(chǎn)生的焦耳熱之和答案：ABC解析：根據(jù)\(E=BLv\)，可知金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為\(BLv\)，A正確；根據(jù)閉合電路歐姆定律\(I=\frac{E}{R+r}=\frac{BLv}{R+r}\)，B正確；根據(jù)\(x=\frac{1}{2}at^{2}\)，\(q=It=\frac{\Delta\Phi}{R+r}=\frac{BLx}{R+r}=\frac{BLat^{2}}{2(R+r)}\)，C正確；這段時(shí)間內(nèi)水平外力\(F\)做的功等于電阻\(R\)和金屬棒\(ab\)產(chǎn)生的焦耳熱之和與金屬棒動(dòng)能增加量之和，D錯(cuò)誤。二、非選擇題（本題共5小題，共56分）12.（6分）某同學(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑\(d\)；②將光電門(mén)固定在鐵架臺(tái)上，調(diào)整其位置，使小球下落過(guò)程中球心通過(guò)光電門(mén)中心；③用刻度尺測(cè)量小球釋放點(diǎn)到光電門(mén)中心的距離\(h\)；④讓小球從釋放點(diǎn)由靜止下落，記錄小球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間\(\Deltat\)。（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑時(shí)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖所示，則小球的直徑\(d=\)______mm。（2）小球通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度\(v=\)______（用\(d\)和\(\Deltat\)表示）。（3）若實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足\(gh=\frac{v^{2}}{2}\)，則可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。為減小實(shí)驗(yàn)誤差，可采取的措施有______（寫(xiě)出一條即可）。答案：（1）10.5；（2）\(\fracz3jilz61osys{\Deltat}\)；（3）多次測(cè)量取平均值（或減小空氣阻力影響等）解析：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為\(10mm\)，游標(biāo)尺第\(5\)條刻度線與主尺刻度線對(duì)齊，游標(biāo)尺讀數(shù)為\(0.1\times5mm=0.5mm\)，所以小球的直徑\(d=10mm+0.5mm=10.5mm\)。（2）由于小球直徑較小，通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間極短，可將小球通過(guò)光電門(mén)的平均速度近似看作瞬時(shí)速度，即\(v=\fracz3jilz61osys{\Deltat}\)。（3）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，可多次測(cè)量取平均值，或選擇密度大體積小的小球以減小空氣阻力影響等。13.（8分）某同學(xué)要測(cè)量一個(gè)未知電阻\(R_x\)的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供了以下器材：A.待測(cè)電阻\(R_x\)（阻值約為\(20\Omega\)）B.電流表\(A_1\)（量程\(0～0.6A\)，內(nèi)阻\(r_1=0.5\Omega\)）C.電流表\(A_2\)（量程\(0～3A\)，內(nèi)阻\(r_2\)約為\(0.1\Omega\)）D.電壓表\(V\)（量程\(0～3V\)，內(nèi)阻\(R_V\)約為\(3k\Omega\)）E.滑動(dòng)變阻器\(R\)（最大阻值為\(20\Omega\)）F.電源\(E\)（電動(dòng)勢(shì)為\(4.5V\)，內(nèi)阻不計(jì)）G.開(kāi)關(guān)\(S\)及導(dǎo)線若干（1）為了較準(zhǔn)確地測(cè)量\(R_x\)的阻值，該同學(xué)應(yīng)選擇的電流表是______（填器材前的字母）。（2）請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖。（3）若某次測(cè)量中，電流表的示數(shù)為\(I\)，電壓表的示數(shù)為\(U\)，則\(R_x\)的阻值表達(dá)式為\(R_x=\)______（用\(U\)、\(I\)、\(r_1\)表示）。答案：（1）B；（2）電路圖如圖所示；（3）\(\frac{U}{I}-r_1\)解析：（1）通過(guò)待測(cè)電阻的最大電流約為\(I_{max}=\frac{E}{R_x}=\frac{4.5}{20}A=0.225A\)，所以應(yīng)選擇量程為\(0～0.6A\)的電流表\(A_1\)。（2）由于待測(cè)電阻阻值較小，采用電流表外接法，滑動(dòng)變阻器采用分壓式接法，電路圖如下：[此處插入一個(gè)電流表外接、滑動(dòng)變阻器分壓式接法的電路圖]（3）根據(jù)歐姆定律\(U=I(R_x+r_1)\)，可得\(R_x=\frac{U}{I}-r_1\)。14.（12分）如圖所示，一質(zhì)量為\(m=2kg\)的物體靜止在水平地面上，物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)\(\mu=0.2\)?，F(xiàn)對(duì)物體施加一水平向右的拉力\(F=10N\)，經(jīng)過(guò)時(shí)間\(t=2s\)后，撤去拉力\(F\)。求：（1）物體在拉力\(F\)作用下的加速度大小\(a_1\)；（2）撤去拉力\(F\)時(shí)物體的速度大小\(v\)；（3）物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停止運(yùn)動(dòng)的總位移大小\(x\)。解：（1）對(duì)物體進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律\(F-\mumg=ma_1\)代入數(shù)據(jù)\(10N-0.2\times2kg\times10N/kg=2kg\timesa_1\)解得\(a_1=3m/s^{2}\)（2）根據(jù)速度公式\(v=a_1t\)代入\(a_1=3m/s^{2}\)，\(t=2s\)可得\(v=3m/s^{2}\times2s=6m/s\)（3）拉力作用階段的位移\(x_1=\frac{1}{2}a_1t^{2}=\frac{1}{2}\times3m/s^{2}\times(2s)^{2}=6m\)撤去拉力后，物體的加速度\(a_2=-\mug=-0.2\times10m/s^{2}=-2m/s^{2}\)根據(jù)\(v^{2}-v_{0}^{2}=2a_2x_2\)，此時(shí)\(v=0\)，\(v_0=6m/s\)可得\(x_2=\frac{0-6^{2}}{2\times(-2)}m=9m\)物體從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到停止運(yùn)動(dòng)的總位移\(x=x_1+x_2=6m+9m=15m\)15.（14分）如圖所示，在平面直角坐標(biāo)系\(xOy\)中，第一象限內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為\(B\)。一質(zhì)量為\(m\)、電荷量為\(q(q\gt0)\)的粒子，從\(x\)軸上的\(A\)點(diǎn)以速度\(v_0\)沿與\(x\)軸正方向成\(60^{\circ}\)角的方向射入磁場(chǎng)，經(jīng)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后從\(y\)軸上的\(C\)點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)。已知\(A\)點(diǎn)坐標(biāo)為\((a,0)\)，不計(jì)粒子重力。求：（1）粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑\(R\)；（2）\(C\)點(diǎn)的坐標(biāo)；（3）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間\(t\)。解：（1）根據(jù)洛倫茲力提供向心力\(qv_0B=\frac{mv_{0}^{2}}{R}\)解得粒子在磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑\(R=\frac{mv_0}{qB}\)（2）設(shè)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的圓心為\(O_1\)，由幾何關(guān)系可知，粒子運(yùn)動(dòng)軌跡所對(duì)的圓心角\(\theta=120^{\circ}\)過(guò)\(A\)點(diǎn)作速度\(v_0\)的垂線，與\(y\)軸交于\(O_1\)點(diǎn)，即為圓心。在\(\triangleAO_1C\)中，\(AO_1=R=\frac{mv_0}{qB}\)\(OC=R\sin60^{\circ}+\sqrt{R^{2}-a^{2}}\)\(C\)點(diǎn)坐標(biāo)為\((0,\frac{\sqrt{3}mv_0}{2qB}+\sqrt{(\frac{mv_0}{qB})^{2}-a^{2}})\)（3）粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期\(T=\frac{2\piR}{v_0}=\frac{2\pim}{qB}\)粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間\(t=\frac{1}{3}T=\frac{2\pim}{3qB}\)16.（16分）如圖所示，一質(zhì)量為\(M=3kg\)的木板靜止在光滑水平面上，木板的右端放有一質(zhì)量為\(m=1kg\)的小滑塊，小滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)\(\mu=0.2\)。現(xiàn)對(duì)木板施加一水平向右的恒力\(F=8N\)，經(jīng)過(guò)時(shí)間\(t=2s\)后，小滑塊從木板