2024年新高考湖南卷物理真题+解析（参考版）（第7-10题第15题）含解析.pdf

第1页/共3页 学科网（北京）股份有限公司1.2024年 5月 3 日，“嫦娥六号”探测器顺利进入地月转移轨道，正式开启月球之旅。相较于“嫦娥四号”和“嫦娥五号”，本次的主要任务是登陆月球背面进行月壤采集并通过升空器将月壤转移至绕月运行的返回舱，返回舱再通过返回轨道返回地球。设返回舱绕月运行的轨道为圆轨道，半径近似为月球半径。己知月球表面重力加速度约为地球表面的16，月球半径约为地球半径的14。关于返回舱在该绕月轨道上的运动，下列说法正确的是（）A.其相对于月球的速度大于地球第一宇宙速度B.其相对于月球速度小于地球第一宇宙速度C.其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的23倍D.其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的32倍2.某电磁缓冲装置如图所示，两足够长平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为 R的定值电阻相连，导轨BC段与11BC段粗糙，其余部分光滑，1AA右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为 m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度0v沿导轨向右经过1AA进入磁场，最终恰好停在1CC处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为 R，与粗糙导轨间的摩擦因数为,ABBCd=。导轨电阻不计，重力加速度为 g，下列说法正确的是（）A.金属杆经过1BB的速度为02vB.在整个过程中，定值电阻 R 产生的热量为201122mvmgdC.金属杆经过11AAB B与11BBC C区域，金属杆所受安培力的冲量相同 D.若将金属杆初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的 2 倍3.1834 年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验），平面镜沿OA放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度，如图所示。S 为单色点光源。下列说法的的的2 0 2 4 年 新 高 考 湖 南 卷 物 理 真 题+解 析（参 考 版）（第 7-1 0 题，第 1 5 题）第2页/共3页 学科网（北京）股份有限公司 正确的是（）A.沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动 B.沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小 C.若0=，沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变 D.若0=，沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹向 A处移动 4.如图，光滑水平面内建立直角坐标系 xOyA、B 两小球同时从 O 点出发，A 球速度大小为 v1，方向沿 x轴正方向，B 球速度大小为 v2=2m/s、方向与 x 轴正方向夹角为。坐标系第一象限中有一个挡板 L，与 x轴夹角为。B 球与挡板 L 发生碰撞，碰后 B 球速度大小变为 1m/s，碰撞前后 B 球的速度方向与挡板 L 法线的夹角相同，且分别位于法线两侧。不计碰撞时间和空气阻力，若 A、B两小球能相遇，下列说法正确的是（）A.若 =15，则 v1的最大值为2m/s，且=15 B.若=15，则 v1的最大值为23m/s3，且=0 C.若=30，则 v1最大值为23m/s3，且=0 D.若=30，则 v1最大值为2m/s，且 =15 5.如图所示，一水平放置的半径为 R 的圆环形刚性窄槽固定在桌面上，槽内嵌着 1、2 两个大小相同的小球，他们的质量分别是 m1、m2，小球与槽的两壁刚好接触而它们之间的摩擦可忽略不计，且槽的内半径远大于球的半径。的的 第3页/共3页 学科网（北京）股份有限公司（1）若 1 号球以初速度 v0出发，与 2 号球发生碰撞，并粘在一起。求碰后两球需要的向心力。（2）若 1 号球与 2 号球发生的是弹性碰撞，且碰撞地点构成一个等边三角形，讨论 m1：m2的值。（3）若两球发生的碰撞为非弹性碰撞，定义恢复系数为2112vvevv=，请计算从第一次到第 2n1次碰撞过程中 B的路程(用 m1、m2、e、R、n 表达)。第1页/共9页 学科网（北京）股份有限公司 1.2024年 5月 3 日，“嫦娥六号”探测器顺利进入地月转移轨道，正式开启月球之旅。相较于“嫦娥四号”和“嫦娥五号”，本次的主要任务是登陆月球背面进行月壤采集并通过升空器将月壤转移至绕月运行的返回舱，返回舱再通过返回轨道返回地球。设返回舱绕月运行的轨道为圆轨道，半径近似为月球半径。己知月球表面重力加速度约为地球表面的16，月球半径约为地球半径的14。关于返回舱在该绕月轨道上的运动，下列说法正确的是（）A.其相对于月球的速度大于地球第一宇宙速度 B.其相对于月球的速度小于地球第一宇宙速度 C.其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的23倍 D.其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的32倍【答案】BD【解析】【详解】AB返回舱在该绕月轨道上运动时万有引力提供向心力，且返回舱绕月运行的轨道为圆轨道，半径近似为月球半径，则有 22M mvGmrr=月月月月 其中在月球表面万有引力和重力关系有 2M mGmgr=月月月 联立解得 vg r=月月 月 由于第一宇宙速度为近地卫星的环绕速度，同理可得 vg r=地地 地 代入题中数据可得 612vv=月地 故 A 错误、B正确；CD根据线速度和周期的关系有 的 第2页/共9页 学科网（北京）股份有限公司 2Trv=根据以上分析可得 32TT=月地 故 C 错误、D正确；故选 BD。2.某电磁缓冲装置如图所示，两足够长的平行金属导轨置于同一水平面内，导轨左端与一阻值为 R 的定值电阻相连，导轨BC段与11BC段粗糙，其余部分光滑，1AA右侧处于竖直向下的匀强磁场中，一质量为 m的金属杆垂直导轨放置。现让金属杆以初速度0v沿导轨向右经过1AA进入磁场，最终恰好停在1CC处。已知金属杆接入导轨之间的阻值为 R，与粗糙导轨间的摩擦因数为,ABBCd=。导轨电阻不计，重力加速度为 g，下列说法正确的是（）A.金属杆经过1BB的速度为02v B.在整个过程中，定值电阻 R 产生的热量为201122mvmgd C.金属杆经过11AAB B与11BBC C区域，金属杆所受安培力的冲量相同 D.若将金属杆初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的 2 倍【答案】CD【解析】【详解】A设金属杆在 AA1B1B 区域运动时间为 t，则金属杆在 AA1B1B 区域运动的过程中根据动量定理有 BILt=mvBB1mv0 设 AA1的间距为 L，则金属杆在 AA1B1B 区域向右运动的过程中切割磁感线有 E=BLv，2EIR=，q=It 联立有 的 第3页/共9页 学科网（北京）股份有限公司 2BLdqR=，22102BBB L dvvmR=设金属杆在 BB1C1C区域运动的时间为 t0，则金属杆在 BB1C1C区域运动的过程中根据动量定理有 BILt0mgt0=0mvBB1 同理金属杆在 BB1C1C 区域向右运动的过程中切割磁感线有 2BLdqR=联立解得 22102BBB L dvgtmR=+综上有 00122BBvgtv=+则金属杆经过 BB1的速度大于02v，故 A错误；C金属杆经过 AA1B1B与 BB1C1C区域，金属杆所受安培力的冲量为 I安=BILt=BqL 根据选项 A 可知金属杆经过 AA1B1B 与 BB1C1C 区域流过金属杆电荷量相同，则金属杆经过 AA1B1B 与BB1C1C区域，金属杆所受安培力的冲量相同，故 C正确；B在整个过程中，根据能量守恒有 2012mvmgdQ=+则在整个过程中，定值电阻 R 产生的热量为 20111242RQQmvmgd=故 B 错误；D设整个过程中金属杆运动的时间为 t总，金属杆通过 BB1C1C 区域的时间为 t0，根据动量定理有 BILt总mgt0=0mv0 且 2BLxqItR=总 联立解得()00222RxmvmgtB L=根据选项 A分析可知 的 第4页/共9页 学科网（北京）股份有限公司 2200vB L dtgmR g=综上 2xd=可见若将金属杆的初速度加倍，则金属杆在磁场中运动的距离大于原来的 2倍，故 D 正确。故选 CD。3.1834 年，洛埃利用平面镜得到杨氏双缝干涉的结果（称洛埃镜实验），平面镜沿OA放置，靠近并垂直于光屏。某同学重复此实验时，平面镜意外倾斜了某微小角度，如图所示。S 为单色点光源。下列说法正确的是（）A.沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹不移动 B.沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距减小 C.若0=，沿OA向右略微平移平面镜，干涉条纹间距不变 D.若0=，沿AO向左略微平移平面镜，干涉条纹向 A处移动【答案】BC【解析】【详解】CD根据题意画出光路图 如图所示，S发出的光与通过平面镜反射光（可以等效成虚像 S发出的光）是同一列光分成的，满足相干光条件。所以实验中的相干光源之一是通过平面镜反射的光，且该干涉可看成双缝干涉，设 S与 S的距离为 d，则 d=2a S 到光屏的距离为 l，代入双缝干涉公式 第5页/共9页 学科网（北京）股份有限公司 lxd=可得 2lxa=则若 =0，沿 OA 向右（沿 AO向左）略微平移平面镜，对 l和 d 均没有影响，则干涉条纹间距不变，也不会移动，故 C正确，D错误；AB同理再次画出光路图有 沿 OA向右略微平移平面镜，即图中从位置位置，由图可看出双缝的间距增大，则干涉条纹间距减小，沿 AO 向左略微平移平面镜，即图中从位置位置，由图可看出干涉条纹向上移动，故 A 错误，B 正确。故选 BC。4.如图，光滑水平面内建立直角坐标系 xOyA、B 两小球同时从 O 点出发，A 球速度大小为 v1，方向沿 x轴正方向，B 球速度大小为 v2=2m/s、方向与 x 轴正方向夹角为。坐标系第一象限中有一个挡板 L，与 x轴夹角为。B 球与挡板 L 发生碰撞，碰后 B 球速度大小变为 1m/s，碰撞前后 B 球的速度方向与挡板 L 法线的夹角相同，且分别位于法线两侧。不计碰撞时间和空气阻力，若 A、B两小球能相遇，下列说法正确的是（）第6页/共9页 学科网（北京）股份有限公司 A.若 =15，则 v1的最大值为2m/s，且=15 B.若=15，则 v1的最大值为23m/s3，且=0 C.若=30，则 v1的最大值为23m/s3，且=0 D.若=30，则 v1的最大值为2m/s，且 =15【答案】AC【解析】【详解】由于水平面光滑，则两小球均做匀速直线运动，若 A、B两小球能相遇，则绘出运动轨迹图如下图 则根据正弦定理有()()()1212 122sin 2sinsin 18022ttvv tv t+=+AB若 =15，带入数据 v2=2m/s，21m/sv=，解得当=15，v1取得最大值为2m/s，故 A 正确、B错误；CD若 =30，带入数据 v2=2m/s，21m/sv=，解得当=0，v1取得最大值为23m/s3，故 C正确、D错误。故选 AC。5.如图所示，一水平放置半径为 R 的圆环形刚性窄槽固定在桌面上，槽内嵌着 1、2 两个大小相同的小的 第7页/共9页 学科网（北京）股份有限公司 球，他们的质量分别是 m1、m2，小球与槽的两壁刚好接触而它们之间的摩擦可忽略不计，且槽的内半径远大于球的半径。（1）若 1 号球以初速度 v0出发，与 2 号球发生碰撞，并粘在一起。求碰后两球需要的向心力。（2）若 1 号球与 2 号球发生的是弹性碰撞，且碰撞地点构成一个等边三角形，讨论 m1：m2的值。（3）若两球发生的碰撞为非弹性碰撞，定义恢复系数为2112vvevv=，请计算从第一次到第 2n1次碰撞过程中 B的路程(用 m1、m2、e、R、n 表达)。【答案】（1）()220122m vFmmR=+；（2）当 m1m2时，12:2:1mm=；（3）()2112221211nnnmeeslmmee+=+【解析】【详解】（1）有题意可知 1 号球和 2号球碰撞过程动量守恒，则有()1 012mvmmv=+碰后对两球整体有()()222101222m vvFmmRmmR=+=+（2）若两球发生弹性碰撞则有 1 01 122+mvmvm v=2221 01 122111+222mvmvm v=联立解得 121022mmvvmm=+，120122mvvmm=+第8页/共9页 学科网（北京）股份有限公司 根据题意，当 m1m2时，小球 1 不反弹，则 2号多跑一圈，再追上 1 号，则 214vv=即 112244mmm=解得 12:2:1mm=（3）令 1 号球和 2号球分别为 A、B；若两球发生的碰撞为非弹性碰撞，第 1次碰后，两球相对远离速度为ev0，B 比 A 多跑一圈后发生第 2 次碰撞，（B 绕到 A 后而，下次碰撞的靠近速度就是 ev0），运动时间为 t1，则 1B1A10ltvvlev=碰撞过程动量守恒，有 1 01 A12B1mvmvm v=+且 B1A10evvv=解得()1B10121mevvmm+=+，22A1012mcmvvmm=+则 B 路程为()()1B1 1121mev tlmme+=+第9页/共9页 学科网（北京）股份有限公司 第 2次碰，B 追上 A，两球相对远离速度为 e2v0，A比 B 多跑一圈，A比 B 多跑一圈后发生第 3次碰撞，运动时间为 t2，则 22B1A10lltvve v=碰撞过程动最守恒，有 1 01 A22B2mvmvm v=+且 A1B10vveev=解得()21B20121mevvmm=+，212A2012mc mvvmm+=+B路程为()()22B2 22121mev tlmme=+第 2n 次碰撞，B 追上 A，两球相对远离速度20ne v，碰后 A 比 B 多跑一圈后，即将发生第 2n+1 次碰撞。综上所述，B的路程为()()()()()()()()2321111232121212121111.nnmemememesllllmmemmemmemme+=+()()21112422222212111111nnnnmemeellmmeeemmee+=+=+为