《2026年新高考5年真题高中物理全一册通用版湖南专版》

5. 真空中有电荷量为 $+4q$ 和 $-q$ 的两个点电荷，分别固定在 $x$ 轴上 $-1$ 和 $0$ 处。设无限远处电势为 $0$, $x$ 正半轴上各点电势 $\varphi$ 随 $x$ 变化的图像正确的是 (D)

答案： 5.参考答案D
命题意图本题考查点电荷形成的电场中电势的分布情况，考查考生的理解能力和推理能力。
解题思路设$x$轴正半轴上某点的电场强度为零，则由题意可得$k\frac{4q}{(x_{0}+1)^{2}}=k\frac{q}{x_{0}^{2}}$，解得$x_{0}=1$。由$\varphi -x$图像切线的斜率表示电场强度，可知$x =1$处$\varphi -x$图像切线的斜率为零。当$x＞1$时，有$k\frac{4q}{(1 +x)^{2}}＞k\frac{q}{x^{2}}$，说明$x＞1$处的电场强度沿$x$轴正方向，由沿电场方向电势逐渐降低，且无限远处电势为$0$，可知从$x =1$到无限远处的过程，随着$x$的增大，电势逐渐降低，最终趋近于零。故D正确，$A、B、C$错误。

6. 根据国家能源局统计，截止到 2023 年 9 月，我国风电装机 4 亿千瓦，连续 13 年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度 $\omega$ 匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻 $R_0$。当用户端接一个定值电阻 $R$ 时，$R_0$ 上消耗的功率为 $P$。不计其余电阻，下列说法正确的是 (A)


A.风速增加，若转子角速度增加一倍，则 $R_0$ 上消耗的功率为 $4P$
B.输电线路距离增加，若 $R_0$ 阻值增加一倍，则 $R_0$ 上消耗的功率为 $4P$
C.若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则 $R_0$ 上消耗的功率为 $8P$
D.若在用户端再并联一个完全相同的电阻 $R$，则 $R_0$ 上消耗的功率为 $6P$

答案： 6.参考答案A
命题意图本题考查远距离输电及变压器的动态分析，考查考生的推理能力。
解题思路设升压变压器原、副线圈匝数分别为$n_{1}、n_{2}$，降压变压器原、副线圈匝数分别为$n_{3}、n_{4}$，将降压变压器和用户端所接定值电阻$R$等效为一个电阻$R_{等效}$，则$R_{等效}=\frac{U_{3}}{I_{3}}=\frac{(\frac{n_{3}}{n_{4}})U_{4}}{(\frac{n_{4}}{n_{3}})I_{4}}=\frac{n_{3}^{2}}{n_{4}^{2}}R$。发电机转子以角速度$\omega$匀速转动时，产生的感应电动势的最大值$E_{m}=NBS\omega$，则升压变压器输入端的电压有效值$U_{1}=\frac{NBS\omega}{\sqrt{2}}$，转子角速度增加一倍，则升压变压器输出端电压$U_{2}=\frac{n_{2}}{n_{1}}U_{1}$增加一倍，根据闭合电路欧姆定律可知通过定值电阻$R_{0}$的电流变为原来的$2$倍，由$P =I^{2}R_{0}$可知，转子角速度增加一倍，$R_{0}$上消耗的功率变为$4P$，A正确。根据题意可知$P =(\frac{U_{2}}{R_{0}+R_{等效}})^{2}R_{0}$，若$R_{0}$增加一倍，则$R_{0}$上消耗的功率变为$P'=(\frac{U_{2}}{2R_{0}+R_{等效}})^{2}×2R_{0}\neq4P$，B错误。若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，根据理想变压器的变压规律可知，升压变压器副线圈两端的电压变为原来的$2$倍，由$I_{0}=\frac{U_{2}}{R_{0}+R_{等效}}$可知，通过定值电阻$R_{0}$的电流变为原来的$2$倍，$R_{0}$上消耗的功率变为$4P$，C错误。若在用户端再并联一个完全相同的电阻$R$，降压变压器和用户端所接定值电阻的等效电阻变为$\frac{1}{2}R_{等效}$，$R_{0}$上消耗的功率变为$P''=(\frac{U_{2}}{R_{0}+\frac{1}{2}R_{等效}})^{2}R_{0}\neq6P$，D错误。

7. 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。已知月球表面重力加速度约为地球表面的 $\frac{1}{6}$，月球半径约为地球半径的 $\frac{1}{4}$。关于返回舱在该绕月轨道上的运动，下列说法正确的是 (BD)

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 $\sqrt{\frac{2}{3}}$ 倍
D.其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的 $\sqrt{\frac{3}{2}}$ 倍

答案： 7.参考答案BD
命题意图本题考查万有引力定律和第一宇宙速度,考查考生的推理能力。
解题思路地球第一宇宙速度等于卫星在近地轨道的环绕速度，根据万有引力定律可得$\frac{GMm}{R^{2}}=m\frac{v^{2}}{R}$，结合$m'g=\frac{GMm'}{R^{2}}$，可得第一宇宙速度$v=\sqrt{gR}$，又$g_{月}=\frac{1}{6}g_{地}$，$R_{月}=\frac{1}{4}R_{地}$，可知返回舱相对月球的速度小于地球第一宇宙速度，故A错误，B正确。根据万有引力定律可知，在近地（月）轨道上有$\frac{GMm}{R^{2}}=m\frac{4\pi^{2}}{T^{2}}R$，又$GM =gR^{2}$，联立解得$T =2\pi\sqrt{\frac{R}{g}}$，可得$\frac{T_{月}}{T_{地}}=\sqrt{\frac{R_{月}}{R_{地}}}×\sqrt{\frac{g_{地}}{g_{月}}}=\sqrt{\frac{3}{2}}$，故C错误，D正确。