湖南省2023年普通高中學業水平選擇性考試

物理

注意事項：

1．答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在本試卷和答題卡上．

2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑．如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號．回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上．寫在本試卷上無效．

3．考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回．

一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分．在每小題給出的四個選項中，只有一項符合題目要求．

1. 2023年4月13日，中國“人造太陽”反應堆中科院環流器裝置創下新紀錄，實現403秒穩態長脈沖高約束模等離子體運行，為可控核聚變的最終實現又向前邁出了重要的一步，下列關于核反應的說法正確的是（    ）

A. 相同質量的核燃料，輕核聚變比重核裂變釋放的核能更多

B. 氘氚核聚變的核反應方程為

C. 核聚變的核反應燃料主要是鈾235

D. 核聚變反應過程中沒有質量虧損

2. 如圖（a），我國某些農村地區人們用手拋撒谷粒進行水稻播種。某次拋出的谷粒中有兩顆的運動軌跡如圖（b）所示，其軌跡在同一豎直平面內，拋出點均為，且軌跡交于點，拋出時谷粒1和谷粒2的初速度分別為和，其中方向水平，方向斜向上。忽略空氣阻力，關于兩谷粒在空中的運動，下列說法正確的是（    ）

A. 谷粒1的加速度小于谷粒2的加速度 B. 谷粒2在最高點的速度小于

C. 兩谷粒從到的運動時間相等 D. 兩谷粒從到的平均速度相等

3. 如圖（a），在均勻介質中有和四點，其中三點位于同一直線上，垂直．時，位于處的三個完全相同的橫波波源同時開始振動，振動圖像均如圖（b）所示，振動方向與平面垂直，已知波長為．下列說法正確的是（    ）

A. 這三列波的波速均為

B. 時，處質點開始振動

C. 時，處的質點向軸負方向運動

D. 時，處的質點與平衡位置的距離是

4. 根據宇宙大爆炸理論，密度較大區域的物質在萬有引力作用下，不斷聚集可能形成恒星。恒星最終的歸宿與其質量有關，如果質量為太陽質量的倍將坍縮成白矮星，質量為太陽質量的倍將坍縮成中子星，質量更大的恒星將坍縮成黑洞。設恒星坍縮前后可看成質量均勻分布的球體，質量不變，體積縮小，自轉變快．不考慮恒星與其它物體的相互作用．已知逃逸速度為第一宇宙速度的倍，中子星密度大于白矮星。根據萬有引力理論，下列說法正確的是（    ）

A. 同一恒星表面任意位置的重力加速度相同

B. 恒星坍縮后表面兩極處重力加速度比坍縮前的大

C. 恒星坍縮前后的第一宇宙速度不變

D. 中子星的逃逸速度小于白矮星的逃逸速度

5. 如圖，真空中有三個點電荷固定在同一直線上，電荷量分別為Q1、Q2和Q3，P點和三個點電荷的連線與點電荷所在直線的夾角分別為90°、60°、和30°。若P點處的電場強度為零，q > 0，則三個點電荷的電荷量可能為（   ）

A. Q1= q，，Q3= q B. Q1= －q，，Q3= －4q

C. Q1= －q，，Q3= －q D. Q1= q，，Q3= 4q

6. 如圖，真空中有區域Ⅰ和Ⅱ，區域Ⅰ中存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向下（與紙面平行），磁場方向垂直紙面向里，等腰直角三角形CGF區域（區域Ⅱ）內存在勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外。圖中A、C、O三點在同一直線上，AO與GF垂直，且與電場和磁場方向均垂直。A點處的粒子源持續將比荷一定但速率不同的粒子射入區域Ⅰ中，只有沿直線AC運動的粒子才能進入區域Ⅱ。若區域Ⅰ中電場強度大小為E、磁感應強度大小為B1，區域Ⅱ中磁感應強度大小為B2，則粒子從CF的中點射出，它們在區域Ⅱ中運動的時間為t0。若改變電場或磁場強弱，能進入區域Ⅱ中的粒子在區域Ⅱ中運動的時間為t，不計粒子的重力及粒子之間的相互作用，下列說法正確的是（   ）

A. 若僅將區域Ⅰ中磁感應強度大小變為2B1，則t > t0

B. 若僅將區域Ⅰ中電場強度大小變為2E，則t > t0

C. 若僅將區域Ⅱ中磁感應強度大小變為，則

D. 若僅將區域Ⅱ中磁感應強度大小變為，則

二、選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分．在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求．全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分．

7. 一位潛水愛好者在水下活動時，利用激光器向岸上救援人員發射激光信號，設激光光束與水面的夾角為α，如圖所示。他發現只有當α大于41°時，岸上救援人員才能收到他發出的激光光束，下列說法正確的是（   ）

A. 水的折射率為

B. 水的折射率為

C. 當他以α = 60°向水面發射激光時，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角小于60°

D. 當他以α = 60°向水面發射激光時，岸上救援人員接收激光光束的方向與水面夾角大于60°

8. 如圖，固定在豎直面內的光滑軌道ABC由直線段AB和圓弧段BC組成，兩段相切于B點，AB段與水平面夾角為θ，BC段圓心為O，最高點為C、A與C的高度差等于圓弧軌道的直徑2R。小球從A點以初速度v0沖上軌道，能沿軌道運動恰好到達C點，下列說法正確的是（   ）

A. 小球從B到C的過程中，對軌道的壓力逐漸增大

B. 小球從A到C的過程中，重力的功率始終保持不變

C. 小球初速度

D 若小球初速度v0增大，小球有可能從B點脫離軌道

9. 某同學自制了一個手搖交流發電機，如圖所示。大輪與小輪通過皮帶傳動（皮帶不打滑），半徑之比為，小輪與線圈固定在同一轉軸上。線圈是由漆包線繞制而成的邊長為的正方形，共匝，總阻值為。磁體間磁場可視為磁感應強度大小為的勻強磁場。 大輪以角速度勻速轉動，帶動小輪及線圈繞轉軸轉動，轉軸與磁場方向垂直。線圈通過導線、滑環和電刷連接一個阻值恒為的燈泡。假設發電時燈泡能發光且工作在額定電壓以內，下列說法正確的是（    ）

A. 線圈轉動的角速度為

B. 燈泡兩端電壓有效值為

C. 若用總長為原來兩倍的相同漆包線重新繞制成邊長仍為的多匝正方形線圈，則燈泡兩端電壓有效值為

D. 若僅將小輪半徑變為原來的兩倍，則燈泡變得更亮

10. 如圖，光滑水平地面上有一質量為的小車在水平推力的作用下加速運動。車廂內有質量均為的A、B兩小球，兩球用輕桿相連，A球靠在光滑左壁上，B球處在車廂水平底面上，且與底面的動摩擦因數為，桿與豎直方向的夾角為，桿與車廂始終保持相對靜止假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。下列說法正確的是（    ）

A. 若B球受到的摩擦力為零，則

B. 若推力向左，且，則的最大值為

C. 若推力向左，且，則的最大值為

D. 若推力向右，且，則的范圍為

三、非選擇題：本題共5小題，共56分．

11.

某同學探究彈簧振子振動周期與質量的關系，實驗裝置如圖（a）所示，輕質彈簧上端懸掛在鐵架臺上，下端掛有鉤碼，鉤碼下表面吸附一個小磁鐵，其正下方放置智能手機，手機中的磁傳感器可以采集磁感應強度實時變化的數據并輸出圖像，實驗步驟如下：

（1）測出鉤碼和小磁鐵的總質量;

（2）在彈簧下端掛上該鉤碼和小磁鐵，使彈簧振子在豎直方向做簡諧運動，打開手機的磁傳感器軟件，此時磁傳感器記錄的磁感應強度變化周期等于彈簧振子振動周期；

（3）某次采集到的磁感應強度的大小隨時間變化的圖像如圖（b）所示，從圖中可以算出彈簧振子振動周期______（用“”表示）；

（4）改變鉤碼質量，重復上述步驟；

（5）實驗測得數據如下表所示，分析數據可知，彈簧振子振動周期的平方與質量的關系是______（填“線性的”或“非線性的”）；

（6）設彈簧的勁度系數為，根據實驗結果并結合物理量的單位關系，彈簧振子振動周期的表達式可能是______（填正確答案標號）；

A．    B．     C．     D．

（7）除偶然誤差外，寫出一條本實驗中可能產生誤差的原因：____________．

12.

某探究小組利用半導體薄膜壓力傳感器等元件設計了一個測量微小壓力的裝置，其電路如圖（a）所示，為電阻箱，為半導體薄膜壓力傳感器，間連接電壓傳感器（內阻無窮大）．

（1）先用歐姆表“”擋粗測的阻值，示數如圖（b）所示，對應的讀數是____;

（2）適當調節，使電壓傳感器示數為0，此時，的阻值為_____（用表示）；

（3）依次將的標準砝碼加載到壓力傳感器上（壓力傳感器上所受壓力大小等于砝碼重力大?。?，讀出電壓傳感器示數，所測數據如下表所示：

根據表中數據在圖（c）上描點，繪制關系圖線_____；

（4）完成前面三步的實驗工作后，該測量微小壓力的裝置即可投入使用．在半導體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力，電壓傳感器示數為，則大小是_____（重力加速度取，保留2位有效數字）；

（5）若在步驟（4）中換用非理想毫伏表測量間電壓，在半導體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力，此時非理想毫伏表讀數為，則_____（填“>”“=”或“<”）．

13.

汽車剎車助力裝置能有效為駕駛員踩剎車省力．如圖，剎車助力裝置可簡化為助力氣室和抽氣氣室等部分構成，連桿與助力活塞固定為一體，駕駛員踩剎車時，在連桿上施加水平力推動液壓泵實現剎車．助力氣室與抽氣氣室用細管連接，通過抽氣降低助力氣室壓強，利用大氣壓與助力氣室的壓強差實現剎車助力．每次抽氣時，打開，閉合，抽氣活塞在外力作用下從抽氣氣室最下端向上運動，助力氣室中的氣體充滿抽氣氣室，達到兩氣室壓強相等；然后，閉合，打開，抽氣活塞向下運動，抽氣氣室中的全部氣體從排出，完成一次抽氣過程．已知助力氣室容積為，初始壓強等于外部大氣壓強，助力活塞橫截面積為，抽氣氣室的容積為．假設抽氣過程中，助力活塞保持不動，氣體可視為理想氣體，溫度保持不變．

（1）求第1次抽氣之后助力氣室內的壓強；

（2）第次抽氣后，求該剎車助力裝置為駕駛員省力的大小．

14.

如圖，兩根足夠長的光滑金屬直導軌平行放置，導軌間距為，兩導軌及其所構成的平面均與水平面成角，整個裝置處于垂直于導軌平面斜向上的勻強磁場中，磁感應強度大小為．現將質量均為的金屬棒垂直導軌放置，每根金屬棒接入導軌之間的電阻均為．運動過程中金屬棒與導軌始終垂直且接觸良好，金屬棒始終未滑出導軌，導軌電阻忽略不計，重力加速度為．

（1）先保持棒靜止，將棒由靜止釋放，求棒勻速運動時的速度大小；

（2）在（1）問中，當棒勻速運動時，再將棒由靜止釋放，求釋放瞬間棒的加速度大小；

（3）在（2）問中，從棒釋放瞬間開始計時，經過時間，兩棒恰好達到相同的速度，求速度的大小，以及時間內棒相對于棒運動的距離．

15.

如圖，質量為的勻質凹槽放在光滑水平地面上，凹槽內有一個半橢圓形的光滑軌道，橢圓的半長軸和半短軸分別為和，長軸水平，短軸豎直．質量為的小球，初始時刻從橢圓軌道長軸的右端點由靜止開始下滑．以初始時刻橢圓中心的位置為坐標原點，在豎直平面內建立固定于地面的直角坐標系，橢圓長軸位于軸上．整個過程凹槽不翻轉，重力加速度為．

（1）小球第一次運動到軌道最低點時，求凹槽的速度大小以及凹槽相對于初始時刻運動的距離；

（2）在平面直角坐標系中，求出小球運動的軌跡方程；

（3）若，求小球下降高度時，小球相對于地面的速度大小（結果用及表示）．