2023年湖南高考考前诊断性测试卷（二）（含解析）

2023年湖南高考考前诊断性测试卷（二）
第I卷（选择题）
一、单选题（本大题共7小题，共28分）
1. 以下说法正确的是( )
A. 光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面；前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量
B. 对于某种确定的金属产生光电效应时，逸出光电子的最大初动能与照射光的频率成正比关系
C. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，并在实验室中首次捕捉到了电磁波
D. 爱因斯坦最早在实验室发现光电效应，并提出爱因斯坦光电效应方程
2. 如图所示，甲、乙两船在静水中的速度相等，船头与河岸上、下游夹角均为，水流速度恒定，以河岸为参考系，下列说法正确的是( )
A. 甲船渡河时间短，乙船渡河时间长 B. 乙船渡河的实际位移大小可能等于河宽
C. 甲船渡河的实际速度小于乙船的实际速度 D. 在渡河过程中，甲、乙两船有可能相遇
3. 如图所示，、、、为圆周上的四个点，和为直径且相互垂直，、为上关于圆心对称的两个点，在、、三点分别固定等量的点电荷，、带正电，带负电。有一带负电的试探电荷在外力作用下由点沿直线匀速运动到点，不计电荷重力。下列说法正确的是( )
A. 处的电场强度与处的电场强度方向相同
B. 试探电荷在运动过程中，电势能保持不变
C. 试探电荷在运动过程中，外力先做负功再做正功
D. 试探电荷在运动过程中，电场力始终做正功
4. 如图所示，两平行光滑金属导轨固定在绝缘斜面上，导轨间距为。劲度系数为的轻质弹簧上端固定，下端与水平直导体棒相连，弹簧与导轨平面平行并与垂直，直导体棒垂直跨接在两导轨上，空间存在垂直导轨平面斜向上的匀强磁场。闭合开关后导体棒中的电流为，导体棒平衡时，弹簧长度为；调转图中电源极性，使导体棒中电流反向，导体棒中电流仍为，导体棒平衡时，弹簧长度为。忽略回路中电流产生的磁场，则匀强磁场的磁感应强度的大小为( )
A. B. C. D.
5. 在向外的匀强磁场里有一个原来静止的放射性碳，它所放射的粒子与反冲核的径迹是两个相切的圆．则下面说法正确的是( )
A. 大圆的运动是顺时针 B. 小圆是粒子的运动轨迹
C. 大圆半径是小圆半径的倍 D. 大圆是粒子的运动轨迹
6. 图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比：，电阻，、为规格相同的两只小灯泡，为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压随时间的变化关系如图乙所示。现将接、闭合，此时正常发光。下列说法正确的是
( )
A. 输入电压的表达式
B. 若换接到后，消耗的电功率为
C. 只断开，原线圈的输入功率增大
D. 只断开，、均正常发光
7. 如图所示，在某均匀介质中、处有相距的两个沿方向做简谐运动的点波源、两波源的振动图像分别如图和图所示．两列波的波速均为，点为距为的点，则正确的是
A. 点的起振方向向上
B. 两列简谐波的波长均为
C. 、之间不包含、两点，共有个振动减弱点
D. 点为振动加强点，若规定向上为正方向，则时点的位移为
二、多选题（本大题共4小题，共20分）
8. 截止年月日，公司已连续成功完成火箭回收次，火箭回收过程中，某段时间内其速度时间图像如图所示，其中时火箭点燃了反推发动机，开始减速。假定火箭的质量为不变，火箭回收过程中所受空气阻力恒定，取，则下列说法正确的是( )
A. 火箭所受空气阻力为
B. 至过程中存在某一个时刻，该时刻火箭重力的功率与时刻重力的功率相等
C. 至过程中，火箭所受合外力对其做负功
D. 时和时，反推发动机的推力大小相等
9. 银河系的恒星大约四分之一是双星。某双星由质量不等的星体和构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点做匀速圆周运动，由天文观察测得其运动周期为，到点的距离为，到点的距离为，和间的距离为，且，已知引力常数为，那么以下说法正确的是( )
A. 的质量为
B. 的质量为
C. 的质量小于的质量
D. 双星的总质量一定，若双星之间的距离增大，其转动周期变小
10. 如图所示，光滑水平面上放置质量分别为、和的三个木块，其中质量为和的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为现用水平拉力拉质量为的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是( )
A. 质量为的木块受到四个力的作用
B. 当逐渐增大到时，轻绳刚好被拉断
C. 当逐渐增大到时，轻绳还不会被拉断
D. 轻绳刚要被拉断时，质量为和的木块间的摩擦力为
11. 如图所示，足够长的两平行金属导轨置于水平桌面上，间距为，导轨右侧用导线连接一电容为的电容器，两导轨间有垂直导轨平面向下的磁感应强度为的匀强磁场。一质量为的金属杆垂直于两导轨放置，金属杆与两导轨间的动摩擦因数为，一水平向左的恒力作用在金属杆上使金属杆由静止开始向左运动。已知金属杆运动过程中始终与导轨垂直并接触良好，金属杆长度略大于，导轨及金属杆电阻忽略不计，整个过程中电容器正常工作。下列说法中正确的是
A. 金属杆先做加速运动，后做匀速直线运动
B. 金属杆两端的电动势随时间均匀增大
C. 金属杆运动过程中，回路中的磁通量随时间均匀增大
D. 若换用电容更大的电容器，其他量均不变的情况下，经过同一位置时金属杆运动的加速度较之前将减小
第II卷（非选择题）
三、实验题（本大题共2小题，共15分）
12. 某实验小组设计了如图所示的实验装置来测量物体的质量，质量的物体通过一根跨过定滑轮的轻质细线连接质量未知的物体，在外力作用下、处于静止状态，左边竖直放置两个光电门，两个光电门间距为，上固定的挡光片宽度为，且在运动过程中，挡光片可以从两个光电门中间穿过。某次实验中，将从光电门下方某一位置由静止释放，挡光片通过光电门的时间为，通过光电门的时间为，不计绳与滑轮间摩擦和定滑轮的质量，。
物体的加速度大小__________。
物体的质量________________。
通过该装置还可以验证系统机械能守恒定律，根据该实验装置，验证系统机械能是否守恒的关系式为用题中所给物理量或者测量量的符号表示：______________________________________
13. 实验室需要测量一电源的电动势和内阻，给出的实验器材如下：
待测电源：约为，约为
电流表：量程，内阻约为
电压表：量程，内阻为
电压表：量程，内阻为
定值电阻：阻值
滑动变阻器：最大阻值
开关一个、导线若干
实验需要选择的电压表为：______填电压表符号
根据实验要求在边框中画出实验原理图；
改变滑动变阻器的阻值多次测量，得到的图如图所示，根据图可得电源电动势为：______；内阻为：______。
四、计算题（本大题共3小题，共37分）
14. 如图所示，竖直放置的圆柱形气缸由上下两部分组成，上面部分横截面为，下面部分横截面为，两部分高度均为气缸顶部与大气连通，其余部分绝热．有一质量的绝热活塞放在气缸的水平段、的垫片上，垫片体积、厚度均不计。一定量理想气体被封闭在气缸下面部分，初始时封闭气体压强为，温度为，现用电热丝对封闭气体缓慢加热．不计活塞厚度以及其与气缸之间的摩擦，活塞移动时保持水平且与气缸之间气密性良好，大气压强为，重力加速度为求：
活塞刚好与、的垫片分离时封闭气体的温度；
当活塞恰升至气缸口时封闭气体的温度；
若从开始到活塞恰升至气缸口的过程，封闭气体内能增加量为，则电热丝对气体提供的热量为多少？
15. 如图，长为的轻绳栓着质量为、电荷量为的小球，将小球从与悬点等高的点静止释放，释放时轻绳恰好伸直。小球运动到点时轻绳恰好被拉断，小球沿水平方向进入虚线右侧竖直平面内。在竖直虚线两侧同时存在沿竖直方向但方向相反、大小相等的匀强电场图中未画出，在虚线右侧存在垂直纸面向里的匀强磁场图中未画出，磁感应强度大小为。在右侧电磁场区域中的竖直平面内有一半径为的理想圆形屏蔽区没有电场和磁场，屏蔽区的圆心与点在同一水平线上，间的距离为，、、三点在同一竖直面内。已知小球在电磁场区域恰好做匀速圆周运动，重力加速度为，不计空气阻力，不计小球运动引起的电磁场变化。求：
电场强度的大小；
轻绳被拉断前瞬间所承受的拉力；
为使小球不能进入电磁场屏蔽区，磁感应强度的最小值为多大？
16. 如图所示，在足够长的光滑水平轨道上静止三个小木块、、，质量分别为，，，其中与用一个轻弹簧固定连接，开始时整个装置处于静止状态；和之间有少许塑胶炸药，的左边有一个弹性挡板小木块和弹性挡板碰撞过程没有能量损失现在引爆塑胶炸药，若炸药爆炸产生的能量有转化为和沿轨道方向的动能，和分开后，恰好在之间的弹簧第一次恢复到原长时追上，并且在碰撞后和粘到一起．求：
炸药爆炸后瞬间、的速度大小；
在追上之前弹簧弹性势能的最大值；
之间的弹簧第一次恢复到原长时的速度；
与相碰以后弹簧弹性势能的最大值．
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了光电效应的发现和爱因斯坦的光电效应方程，不难。
本题考查光电效应的基础知识，不难。
【解答】
A.光电效应和康普顿效应深入地揭示了光的粒子性的一面；前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量，故A正确；
B. 根据光电效应方程，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，从光电效应方程知，光电子的最大初动能与照射光的频率成一次函数关系，不是成正比，故B错误；
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹在实验室中首次捕捉到了电磁波，故C错误；
D.赫兹最早在实验室发现光电效应，爱因斯坦提出爱因斯坦光电效应方程，故D错误；
故选A。

2.【答案】
【解析】
【分析】
根据运动的合成和分解可知，两船垂直于河岸方向的分速度相等，故甲船渡河时间等于乙船渡河时间；当船的合速度垂直于河岸时，渡河位移的大小等于河宽；根据速度的矢量合成求解实际速度的大小；分析两个方向上的分位移求解两船是否相遇。
本题是小船渡河问题，中等难度。
【解答】
A.根据已知条件得出，两船垂直于河岸方向的分速度相等，故甲船渡河时间等于乙船渡河时间，故A错误；
B.当甲船的合速度方向垂直于河岸时，甲船渡河的实际位移大小等于河宽，但是乙船的合速度方向一定不可能垂直于河岸，乙船渡河的实际位移大小不可能等于河宽，故B错误；
C.两船的合速度大小都等于船速与水流速度的合成，甲船中两速度的夹角大于乙船中两速度的夹角，故甲船渡河的实际速度小于乙船的实际速度，故C正确；
D.在渡河过程中，甲船的水平分速度小于乙船，垂直于河岸方向的分速度相等，甲、乙两船不可能相遇，故D错误。
故选C。

3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查点电荷电场强度的叠加以及形成电场线的分布特点等知识点。解决问题的关键是根据题意，再根据电场强度的叠加可知、两处的场强大小方向均不同；再根据试探电荷的带电性质以及电场线分布特点可知电场做功情况。
【解答】、两处点电荷在、处产生的合电场强度大小和方向都相同，处点电荷在、处产生的电场强度方向相同、大小不同，所以、三处点电荷在、处产生的合电场强度大小和方向均不同，故A错误；
三处点电荷在上产生的电场方向斜向右下方，负电荷从匀速移动到的过程中，试探电荷所受电场力方向斜向左上方，外力斜向右下方，电场力始终做正功，电势能逐渐减小，外力始终做负功，故BC错误，D正确。
故选D。
4.【答案】
【解析】
【分析】
对前后两次的导体棒受力分析，根据平衡条件列方程然后联立求解即可．
本题借助安培力考查了平衡条件的应用，正确受力分析时关键，注意安培力方向的判断用左手定则．
【解答】
设弹簧原长为，弹簧长度为时，导体棒所受安培力沿斜面向上，根据平衡条件：，
电流反向后，导体棒所受安培力沿斜面向下，根据平衡条件：，
联立两式得：，故B正确，ACD错误。
故选：。

5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查原子核的衰变，动量守恒定律的应用和带电粒子在磁场中的运动，基础题目。
根据题设和动量守恒得出放射的粒子与反冲核的运动方向关系，结合运动轨迹和左手定则得出放射出粒子的电性及大圆、小圆运动的方向，从而得出衰变的情况，结合衰变特点得出衰变方程，从而得出反冲核与放射粒子的电荷量之比，结合半径公式得出反冲核与放射粒子的半径之比，从而得出放射粒子的运动轨迹情况即可判断。
【解答】
静止的放射性碳衰变过程动量守恒，则放射的粒子与反冲核的运动方向相反，由运动轨迹和左手定则知，放射出的粒子带正电，且大圆的运动方向沿顺时针方向，小圆的运动方向沿顺时针方向，可见发生了衰变，放射出的粒子为粒子。则衰变方程为：，可见反冲核与粒子的电荷量之比为，由动量守恒定律：，解得。粒子做圆周运动的半径，可见反冲核与粒子的半径之比为，则大圆是粒子的运动轨迹。故A正确，BCD错误。
6.【答案】
【解析】
【分析】
根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得出结论。
掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决。
【解答】
A.周期，，所以输入电压的表达式应为，故A错误；
B.若换接到后，，得，即电阻电压有效值为，消耗的电功率为，故B正确；
C.只断开后，副线圈两端的电压不变，电阻增大，根据可知副线圈的功率减小，原线圈的输入功率等于副线圈的功率都减小，故C错误；
D.只断开后，负载电阻变大为原来的倍，电压不变，副线圈电流变小为原来的一半，、的功率均变为额定功率的四分之一，故D错误；
故选B。

7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查振动图像、波长、波速和频率的关系及波的叠加等内容，试题难度一般。
【解答】
B.两列简谐波的波长均为，故B错误；
A.因起振方向向下，由波源形成的波首先传到点，则点的起振方向向下，故A错误；
D.点到两波源的距离之差为，等于半波长的奇数倍，因两波源的振动方向相反，可知点为振动加强点由形成的波传到点的时间为，时由在点引起振动的位移为同理，由形成的波传到点的时间为，时由在点引起振动的位移为，则时点的位移为，故D正确；
C.、之间不包含、两点，共有个振动减弱点，分别在距离为、、、、的位置，故C错误。
8.【答案】
【解析】A.根据图像可知，前内火箭的加速度为，此时对火箭受力分析有：，可得：，A正确。
B.火箭所受重力的功率为，根据图像可知，至过程中，存在速度与时刻相等的时刻，故该时刻与时刻重力功率相等，B正确。
C.火箭在时的速度比时刻要大，即此过程中火箭的动能增大，由动能定理可知，火箭所受合外力做正功，C错误。
D.根据图像，和时火箭的加速度不同，而火箭所受重力和空气阻力不变，根据牛顿第二定律可知，发动机的推力必然不等，D错误。
故选AB。
9.【答案】
【解析】解：、双星靠相互间的万有引力提供向心力，周期相等，故角速度一定相同，，即质量为，，已知，所以的质量小于的质量，故A错误，BC正确；
D、两星体质量之和：，若双星之间的距离增大，其转动周期变大，故D错误。
故选：。
双星靠相互间的万有引力提供向心力，周期相等，角速度相等．
根据万有引力提供向心力，化简可求得的质量和的质量．
根据质量之和和周期的关系分析周期。
解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，周期相等，角速度相等．
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查连接体问题，关键在于研究对象的选择，以及正确的受力分析，再由整体法与隔离法求解拉力之间的关系。由题意，三个木块以同一加速度做加速运动，采用隔离法分析可得出其受力的个数；再对整体分析可得出整体的加速度与力的关系；再以后面两个物体为研究对象可得出拉力与加速度的关系，则可分析得出与的关系。
【解答】
A.质量为的木块受到重力、质量为的木块的压力、对其向后的静摩擦力、轻绳的拉力和地面的支持力五个力的作用，故A错误；
B.对三个木块整体，由牛顿第二定律可得：
隔离后面的组合体，由牛顿第二定律可得：轻绳中拉力为
由此可知，当逐渐增大到时，轻绳中拉力等于，即小于轻绳能承受的最大拉力为，轻绳还没有被拉断，故B错误；
C.由上式得：当逐渐增大到时，，轻绳中拉力，轻绳还不会被拉断，故C正确；
D.轻绳刚要被拉断时，轻绳的拉力刚好为，后面两个木块的加速度
对质量为木块研究，由牛顿第二定律得： 摩擦力为，故D正确。
故选：。
11.【答案】
【解析】
【分析】
本题要紧紧抓住导体棒的受力情况，来分析其运动情况。要明确导体棒切割磁感线产生感应电动势，
【解答】
对金属杆由动量定理，有，根据，，，
求得，由此可知金属杆始终做匀加速直线运动，当增大时，加速度减小，A错误，D正确。
，是的正比例函数，随时间均匀增大，B正确。
由于金属杆始终做匀加速直线运动，所以回路中磁通量的增量是时间的二次函数， C错误。
故选BD．

12.【答案】
【解析】由题给数据得 ，得：
设运动过程中绳的拉力为，则有：
对：
对：
得
若系统满足机械能守恒，则有
13.【答案】

，
【解析】
【分析】
本题考查了测量电动势和内电阻的实验仪表选择以及保证安全的措施；要注意明确当电压表量程不足时可以采用串联电阻的方式进行改装以扩大量程。
【解答】
电源电动势为，选择量程过大，误差太大，所以电压表应选择量程，然后串联定值电阻扩大量程；则根据串联电路规律可知，改偏后量程为；故电压表选择
由于电源内接接近电流表内阻，故为了减小误差应采用相对电源的电流表外接法；故电路图如图所示
；
根据电压表改装原理可知，电源的输出电压；再根据闭合电路欧姆定律可得：图象与纵轴的交点表示，故E；
，则；
故答案为： ；见上图；；， 。
14.【答案】解：活塞刚离开、时，活塞对、压力为零，下部分气体的压强满足：
活塞离开、之前，下面部分气体发生等容变化，由查理定律可得

上两式联立解得
当活塞升高到达气缸口时，根据盖吕萨克定律得：
解得
活塞对外做功：
根据热力学第一定律：
解得：
【解析】活塞刚离开、时，以活塞为研究对象，根据平衡条件求出此时封闭气体的压强。活塞离开、之前，下面部分气体发生等容变化，根据查理定律求温度；
活塞上升过程中封闭气体压强不变，根据盖吕萨克定律求温度。
先根据求出气体对外做的功，根据热力学第一定律求解。
15.【答案】小球在电磁场区域做匀速圆周运动，则在竖直方向上受力平衡，即虚线右侧电场方向一定向下，且满足：

解得：
由可知虚线左侧的电场方向向上，小球从运动到点的过程中，设小球经过点时的速度大小为
根据动能定理可得：

设小球到达点轻绳被拉断前一瞬间承受的拉力为，根据牛顿第二定律有

联立解得

根据牛顿第三定律可得轻绳被拉断前一瞬间承受的拉力大小为，方向向下
设小球在电磁场区域中做匀速圆周运动的半径为，根据牛顿第二定律有

由式可知越大，越小，当小球运动轨迹恰好与电磁场屏蔽区边界相切时，有最大值，有最小值，如图所示，
根据勾股定理可得：

联立解得：


【解析】见答案
16.【答案】解：塑胶炸药爆炸瞬间取和为研究对象，假设爆炸后瞬间、的速度大小分别为、，取向右为正方向，由动量守恒定律：

爆炸产生的热量有转化为、的动能，有：
代入数据解得：
故塑胶炸药爆炸后瞬间与的速度为：
由于在炸药爆炸后再次追上的时候弹簧恰好第一次恢复到原长，则在追上之前弹簧已经有一次被压缩到最短即弹性势能最大爆炸后取、和弹簧为研究系统，当弹簧第一次被压缩到最短时、达到共速，此时弹簧的弹性势能最大，设为．
由动量守恒定律，得：
由机械能守恒，得：
代入数据得：
故在追上之前弹簧弹性势能的最大值为
设、之间的弹簧第一次恢复到原长时、的速度大小分别为和，则由动量守恒定律和能量守恒定律：
代入数据解得：，
爆炸后先向左匀速运动，与弹性挡板碰撞以后速度大小不变，反向弹回．当追上，发生碰撞瞬间达到共速，由动量守恒定律
解得：
当、、三者达到共同速度时，弹簧的弹性势能最大为，由动量守恒定律

由机械能守恒定律，得：
代入数据解得：．
故A与相碰以后弹簧弹性势能的最大值为：．
答：炸药爆炸后瞬间、的速度大小都是；
在追上之前弹簧弹性势能的最大值是；
之间的弹簧第一次恢复到原长时的速度是；
与相碰以后弹簧弹性势能的最大值是．
【解析】炸药爆炸时，、分离，该过程中、动量守恒，爆炸产生的能量转化为、的动能，依据动量守恒和功能关系可正确解答．
爆炸后，以、弹簧组成的系统为研究对象，系统水平方向动量守恒，当弹簧压缩最短时弹性势能最大，、速度相等，系统损失动能最大，损失的动能全部转化为弹性势能．
反弹后，当与碰撞瞬动量守恒，碰后成为一个整体，损失能量最大，然后以、、三者以及弹簧组成的系统为研究对象，系统动量守恒，由此求出速度；
当三者速度相等时，损失动能最大，全部转化为弹性势能．
本题考查了与弹簧有关的动量、能量问题，有一定综合性，易错点在于反弹后与碰撞过程中有能量损失，很多学生容易忽略这点，导致错误．
第6页，共19页