2024年高考第二次模拟考试：物理（湖南卷）（解析版）

2024年高考第二次模拟考试

高三物理•全解全析

注意事项：

1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如

需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号.回答非选择题时，将答案写在答题卡上.写

在本试卷上无效。

3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回

一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分.在每小题给出的四个选项中，只有一项符合

题目要求.

1.下列说法符合历史事实的是（）

A.哥白尼的发现及其所应用的“实验和逻辑推理相结合”的科学研究方法，是人类思想史上最伟大

的成就之一，标志着物理学的真正开端

B.牛顿在建立万有引力定律过程中的“月地检验”，证实了地球对月球的引力与太阳对行星的引力

是同种性质的力，服从相同的规径

C.麦克斯韦系统地总结了人类直至19世纪中叶对电磁规律的研究成果，建立了经典电磁场理论，

预言了电磁波的存在

D.目前人们已经建立了粒子物理标准模型，在这个模型中，强子，轻子，规范玻色子和希格斯玻

色子是组成物质的最基本粒子

【答案】C

【解析】A.伽利略的发现及其所应用的“实验和逻辑推理相结合”的科学研究方法，标志着物理学

的真正开端，故A错误；

B.“月地检验”证实了地球对地面物体的引力与地球对月球的引力是同种性质的力，服从相同的规

律。故B错误：

C.麦克斯韦建立了经典电磁场理论，预言了电磁波的存在。故C正确；

D.目前人们已经建立了粒子物理标准模型，在这个模型中，夸克、轻子、规范玻色子和希格斯玻

色子是组成物质的最基本粒子，故D错误。

故选C。

2.某次实验中，实验员让一小钢珠（视为质点）以大小为3m/s的初速度从楼梯上水平飞出，研究

其运动轨迹,已知每格楼梯长25cm,高15cm,取重力加速度大小gWOm/s2,不计空气阻力，则小

钢珠第一次落在（）

✓

/

/

/

＞，，，，，，，，

第一格：

/

/

zZ/Z/z/Z/

第二格；

/

✓1_____________

A.第二格B.第三格C.第四格D.第五格

【答案】D

【解析】设小钢球能落到第〃格，由平抛运动的规律可得

nx=vot

.12

nh=-gr

联立解得

〃=4.32

由题意可知，这里〃取大于4.32的整数，因此取〃=5,即小钢珠第一次落在第五格。

故选D。

3.如下图所示，交变电路中理想变压器原、副线圈的匝数比为上3,〃？、〃两点间所加电压

〃=100&sinl00m(V),定值电阻与消耗的电功率与定值电阻&消耗的电功率之比为1:2,定值电

阻R?,用的阻值均为口冷，电流表为理想电表。则下列说法正确的是()

A.电流表的示数为3AB.通过电阻用的电流为L5A

C.定值电阻K=2(X)CD.电源消耗的电功率为1800W

【答案】A

【解析】A.由所加电压表达式〃=l°°0sinlOOk(V),可知变压器原线圈的愉入电压有效值为

—喈V=IOOV

根据理想变压器电压比等于匝数比，可得副线圈的输出电压为

(7,=%■=-xlOOV=3OOV

'"1

则电流表的示数为

u300

2A=3A

R.RToo

故A正确;

BC.设通过电阻用的电流为勾，由题意可知定值电阻“消耗的电功率与定值电阻凡消耗的电功率

之比为1：2,则有

5%=也4

解得

£A=300x3A=45A

&2a2x|(X)

定值电阻凡的阻值为

DU1100200

F=K\—4.5—9

故BC错误;

D.电源消耗的电功率为

ncnnU：U；1(K)2300：300~、、，

几=PR+R+P.=-^-+^-+^-=——W+----W+-----W=2250W

电"&R衿/?,&R.2001(X)10()

9

故D借误。

故选Ao

4.挖掘机是一种以液压原理为基础的工程机械，它主要由发动机、行走系统、铲斗和臂架等部件组

成。挖掘机凭借其高效、稳定和灵活的工作方式，使得各种土方工程、道路施工、矿山开采、建筑

施工等工作变得更加容易和高效。挖掘机的铲斗主要用于挖掘、移动和装载物料，铲斗两侧各有一

个油缸，驱动铲斗进行上下摆动，可以实现铲斗的升降和倾斜。尹斗内的沙土简化为一个球形物体,

其初始状态如图甲所示，铲斗沿顺时针方向缓慢转动到图乙所示的位置，忽略铲斗两侧壁给球形物

体的摩擦，则在铲斗顺时针转动过程中，关于两侧壁ab和cd对球形物体的弹力”和尸2的大小变化,

以下说法正确的是（）

甲乙

A.E先增大后减小，乙逐渐增大

A.物件的最大速度是2iWsB.物体沿斜面向上运动了984m

C.摩擦力对物件做的功为29520JD.物件机械能的漕量20480J

【答案】C

【解析】A.物件速度最大时做匀速运动，根据平衡条件，牵引力大小为

F=mgsin夕+cos0=5000N

则此时最大速度为

P、,

vm=-=2m/s

故A正确，不符合题意；

B.。5s内，根据动能定理

Pt-(mgsin0+ptngcos0)x=gmvj-0

解得

x=9.84m

故B正确，不符合题意;

C.摩擦力对物件做的功为

叱=一〃〃gixcos0=-29520J

故C错误，符合题意；

D.物件机械能的增量

△E=AFj.+bEp=+〃7gxsin夕=20480J

故D正确，不符合题意。

故选C。

6.如图所示，长为曲的轻质绝缘不可伸长细线，一端固定在水平向右勺强电场中的O点一端系一

质量为〃?，电量为+,的带电小球，小球能静止在位置A,04与竖直方向成30。角，重力加速度为g。

现将小球拉到位置B,OB呈水平且°8=6,然后静止释放，对于小球后续的运动，下列说法正

确的是（）

B.小球释放后可以做完整的圆周运动

小球的最大速度为亚酝

C.

7吗?g

D.做圆周运动过程中，绳子的最大拉力为

【答案】D

【解析】A.小球静止在A点，由平衡条件可得

qE=mgtan30°

解得

_£mg

——

3q

故A错误;

B.小球先做匀加速直线运动直到绳拉直，有

mglsin60°+qElcos60°—gmvf

解得

绳拉直速度发生突变，只剩沿切线方向的速度，有

匕=Vjcos30°

若小球恰能过等效最高点，则

---m---g---=tn—v

cos30°/

从绳绷直到等效最高点，由动能定理有

1,1,

-21nglcos30°=—mv~--

v2

所以小球释放后不能做完整的圆周运动，故B错误；

CD.小球过A点时，速度最大，绳拉力最大，小球先做匀加速直线运动直到绳拉直，有

mglsin600+qElcos600=gmv]

绳拉直速度发生突变，只剩沿切线方向的速度，有

v2=1cos30°

由动能定理有

2qElsin30°=—m\^n——mv\

22

解得

小球过A点时，由牛顿第二定律有

7＞上^=心

COS30°/

解得最大拉力为

74咫

1

,n=­Z—

J

故C错误，D正确。

故选D。

二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分.在每小题给出的四个选项中，有多项符合题

目要求.全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分.

7.卫星是人类的“千里眼”、“顺风耳”，如图所示三颗静止卫星就能实现全球通信，己知卫星之间的

距离均为心地球自转的角速度为彷地球的半径为R,引力常量为G,下列说法正确的是（）

A.三颗静止卫星受到的万有引力的大小均相等

-nuurl}

B.其中一颗质量为〃?的静止卫星的动能为6

C.地球的质量为3G

叵

D.地球的第一宇宙速度与静止卫星的线速度之比为Y3R

【答案】BD

【解析】A.根据

口kMm

F=G-r

可知三颗通信卫星的质量不一定相等，则所受的万有引力的大小不一定相等，故A错误;

B.卫星线速度和角速度得关系可知

v=cor

动能为

纥=ginv2

由儿何关系可得卫星的轨道半径为

().5Lx/3

r=---------=——Lr

sin6003

综合可得

E.=—nicer1}

卜6

故B正确；

C.由

Mm

G厂-^-=mco~r

解得

〃国*

M=-----------

9G

故C错误；

D.根据

_Mmv

G——=m—

R-R

可知地球的第一宇宙速度为

匕=

通信卫星的速度为

…与L

比较可得

故D止确。

故选BDo

8.如图所示，电源的电动势为内阻不计。K是光电管的阴极，A是光电管的阳极，它们都是半

径为〃圆形金属板，两圆心间距离为，，两圆心连线与两板垂直，当两板间存在电压时，板间的电场

可视为匀强电场。R为滑动变阻器，长度他=爪="=或。电压表V（0刻度在表盘中间）和灵敏

电流计G均为理想表。频率为〃的细激光束照射到K的中心。上，使阴极发射光电子。合上开关S,

当滑动变阻器的滑动触头/'从。向左滑动到达〃处时，灵敏电流计G读数刚好为0；当滑动变阻器的

滑动触头。从。向右滑动到“后，再向/滑动的过程中，电压表V读数增大而灵敏电流计G的读数

保持不变。不计光电子之间的相互作用和重力，普朗克常量为〃，电子带电量为F仆为元电荷），

电子质量为阳，下列说法正确的是（）

A.光电子的最大初动能为2

,hv在--

B.阴极K的金属材料的逸出功为4

C.阳极A的半径不小于2/

D.换用光强更大的同种激光照射阴极K,滑动变阻器的滑动触头P从。向右滑动到"后，再向/滑

动的过程中，电压表V读数增大，灵敏电流计G的读数也增大

【答案】BC

【解析】A.当滑动变阻器触头P到达〃处时，G读数刚好为（），此时达到遇止电压了，光电子的最

大初动能为

选项A错误;

B.由

=hv-W

得

Ec

W=hv--

4

选项B正确；

C.当滑动触头P从c,向右滑动到d后，再向/滑动的过程中，电压表V读数增大而灵敏电流计G

的读数保持不变，表明达到饱和光电流时，A、K之间的电势差为彳，由

Ee\

r=——=—niv2

k42

得

[Ee

虫茄

考虑到光电子从阴极射出的方向是随机的，沿阴极表面射出的电子到达阳极A时，落点距离阳极的

圆心最远，做类平抛运动，则有

l=-ar

2

Ee

a=----

4加

得

f盘

落点距离圆心

x=vt=21

而达到饱和光电流时，所有光电子都要打到阳极上，故阳极半径不得小F万，选项C正确；

D.换用光强更大的同种激光照射阴极K,光电子的最大初动能不会变化，则A、K之间的电势差

E_

为了时，所有光电子将打到A上，P从。向右滑动到"后，再向/滑动的过程中，电压表V读数增

大，灵敏电流计G的读数仍将不变，选项D错误。

故选BCo

9.如下图，是以状态〃为起始点、在两个恒温热源之间工作的卡诺逆循环过程（制冷机）的〃一丫图

像，虚线刀、“为等温线。该循环是由两个等温过程和两个绝热过程组成，该过程以理想气体为工

作物质，工作物质与低温热源或高温热源交换热量的过程为等温过程，脱离热源后的过程为绝热过

程。下列说法正确的是（）

A.力过程气体压强减小完全是由于气体的温度降低导致的

B.一个循环过程完成后，气体对外放出热量

C.d-a过程向低温热源释放的热量等于匕过程从高温热源吸收的热量

D.〃过程气体对外做的功等于Cfd过程外界对气体做的功

【答案】BD

【解析】A.由理想气体状态方程T可知，“V越大，气体的温度7越高，由图示图像可知

T.>K

由图示图像可知，。一“过程，气体体积增大温度降低，气体体积增大单位体积的分子数减少，气体

温度降低，分子平均动能减小，因此。一人过程气体压强减小是单位体积内分子数减少和分子平均动

能减小共同导致的，故A错误；

B.根据p-V图像与横轴围成的面积表示外界对气体做的功（体积减小时），或气体对外界做的功（体

枳增大时），可知一个循环过程完成后，外界对气体做功为正值，由热力学第一定律AUnW+Q,

可知

Q<0

所以气体对外放出热量，故B正面；

C.4”过程气体温度不变，气体内能不变，气体体积减小外界对气体做功，由热力学第一定律可

知，气体向外界释放的热量等于外界对气体做的功，即

IQdHWdal

过程气体气体温度不变，气体内能不变，气体体积变大，气体对外界做功，由热力学第一•定律

可知，气体吸收的热量等于气体对外界做的功，即

IQbcl=|Wbc|

P-V图像与坐标轴所围图形的面积等于气体做的功，由图示图像可知，d-a过程p-V图像的面枳大

于b-c过程p-V图像的面积，即

四曲|>四周

则

IQda|>IQbC|

即i过程向低温热源移放的热星,大于b-c过程从高温热源吸收的热量，故C错误；

D.a-b过程气体与c-d过程气体温度的变化量相等，两个过程气体内能的变化量丛研相等，a-b

过程气体与c-d过程都是绝热过程，则

（2=0

由热力学第一定律：u=w+Q可知

△u=w

由于两过程气体内能的变化量gq相等，则

।△矶=叫

即sb过程气体对外做的功等于I过程外界对气体做的功，故D正确。

故选BDo

10.现代科学仪器中常利用电、磁场控制带电粒子的运动。如图甲所示，纸面内存在上、卜宽度均

为d的匀强电场与匀强磁场，匀强电场竖直向下，匀强磁场垂直纸面向里，磁感应强度大小为瓦

现有一质量为用、电荷量为夕的带正电粒子（不计重力）从电场的上边界的。点由静止释放，运动

到磁场的下边界的P点时正好与二边界相切。若把电场下移至磁场所在区域，如图乙所示，重新让

粒子从上边界M点由静止释放，经过一段时间粒子第一次到达最低点N,下列说法正确的是（）

O

、，▼▼▼▼IM

\/

XXXXXXXX/

dBd

xxXXX、、

■fw

p

甲乙

B、d（乃+2）〃?

A.匀强电场的场强大小为方丁B.粒子从0点运动到P点的时间为qB

Bqd

C.粒子经过N点时速度大小为工-D.M、N两点的竖直距离为4

【答案】AC

【解析】A.设粒子在磁场中的速率为打半径为/?,在电场中由动能定理，有

1,

qEa=—/?7V-

洛伦兹力充当向心力，有

R

由几何关系可得

R二d

综上可得

E理

2m

故A正确；

B,粒子在电场中的运动时间为

d2m

A=—=---

vqB

2

在磁场中的运动时间为

7rm

’2=T"D

2qB

粒子从。运动到P的时间为

（兀+4）/〃

‘-2qB

故B错误：

CD.将粒子从M到N的过程中某时刻的速度分解为向右和向下的分量匕、％,再把粒子受到的洛

伦兹力分别沿水平方向和竖直方向分解，两个洛伦兹力分量分别为

工=3”、.，F,=Bqv,

设粒子在最低点N的速度大小为〃，MN的竖直距离为广水平方向由动量定理可得

m\\-0=EqBvQt=c/By

由动能定理可得

qEy=g"八彳-0

结合

E用

2m

解得

in,y=d

故C正确，D错误。

故选ACo

三、非选择题：本题共5小题，共56分.

11.（7分）有一新型圆柱形的导电材料，电阻阻值在870Q之诃，为了测量该导电材料的电阻率,

实验室提供了以下实验器材：

A.20分度的游标卡尺

B.螺旋测微器

C.电流表Ai（0~100mA,内阻约为10。）

D.电流表A2（0~0.6A,内阻约为0.1C）

E.电压表V]（0~3V，内阻约为3kC）

F.电压表V2（0~15V,内阻约为15kQ）

G.直流电源E（4V,内阻不计）

H.滑动变阻器R（0〜5C,2A）

I.开关及导线若干

（1）用游标卡尺测得该样品的长发心用螺旋测微器测得该样品的外径。，其示数如图乙所示，其

读

-t为n

Inn

(

20

三

一15

一

卅—

T10

oh

三

一5

一

一

、

J

乙

（2）本次实验的电流表选用的是,电压表选用的是（填写器材前的字母）；

⑶为尽量精确测量新型圆柱形的导电材料的电阻R。应采用下图中的（选填“甲”“乙”“丙”

或“丁”）电路图。

甲乙丙丁

【答案】（1）3.627；（2）D；E；（3）甲

【解析】（1）螺旋测微器读数为

D=3.5mm+0.01x12.7mm=3.627mm

（2）电源电动势为4V,若选择电压表V2,则电压表的指针偏转过小，不够准确，故电压表应选择

Vi，故选E。电路中最大电流约为

/=—=-A=0.375A

R8

则电流表应选A2，故选D。

（3）滑动变阻器最大阻值与待测电阻阻值差不多，略小于待测且阻阻值，为测多组实验数据，滑动

变阻器应采用分压式接法。乂因电压表内阻远大于待测电阻阻值，则电流表应采用外接法，故应选

择图甲所示电路。

12.（9分）一种新的短途代步工具——电动平衡车，被称为站着骑的电动车。某同学为了探究该车

在平直水泥路面上的运动情况，设计了如下实验：将输液用的塑料瓶装适量水后，连同输液管•起

绑在平衡车的扶手上，调节输液管的滴水速度，使其每隔相同时间滴下一滴水。从某滴水刚落地开

始计时，以后每一滴水落地依次L数为1、2、3、…，当第50滴水刚好落地时停止计时，测得时间

为25.0s。该同学骑上平衡车后，先加速到某一速度，然后关闭动力，让平衡车沿着直线滑行。图示

是某次实验中在水泥路面上的部分水滴及测出的间距值（左侧是起点，单位：m）,当地重力加速度

^=10nVs2,根据该同学的测量结果可得出：

VABCDE）V7GH771

IIIIIIIIII

10.99干1.51T2.02T2.55七r2.36*^2.24^.11T2.OO!

（1）通过分析路面上水滴间距的变化情况，可知平衡车在—关闭动力。

A.OE段B.E”段C.尸G段D.GH段

（2）平衡车加速运动时的加速度大小"二nVs2,运动到。点时的速度大小2m/so（结果均

保留三位有效数字）

（3）设平衡车在运动过程中所受阻力的大小是人与车总重力的左倍，则上（结果保留两位有

效数字）

（4）若该同学把题中的50滴il成了51滴，那么测出的加速度将（选填“偏大”、"偏小''或"不

变”）。

【答案】（1）B；（2）2.07；3.53；（3）0.049；（4）偏大

【解析】（1）根据测量结果可知

Ax-=1.51-0.99m=0.52m

=2.02-1.5Im=0.5Im

Ax,=2.55-2.02m=0.53m

21r4=2.24-2.36m=-0.12m

zkr5=2.1i-2.24m=-0.13m

1sxe=2.00-2.1Im=-0.1Im

所以车在4F段做匀加速运动，在々段做匀减速运动，所以在EF段关闭动力。

故选B。

（2）滴水时间间隔为

,25.0八.

T—s—0.5s

50

平衡车加速运动时的加速度大小为

(2.55+2.02)-(1.51+0.99)

m/s2=2.07m/s2

(2x0.5/

平衡车运动到C点时的速度大小为

1.51+2.02

v=in/s=3.53m/s

2x0.5

（3）平衡车在减速过程的加速度大小为

J2.36+2.24)-(2.11+2.00)in/s2=。，9mzs?

(2x0.5)

根据牛顿第二定律有

kmg=ma{

解得

左=0.049

（4）若该同学把题中的50滴计成了51滴，滴水时间间隔偏小，那么测出的加速度将偏大。

13.（10分）某同学研究安全防盗门上的观察孔（俗称“猫眼”），房间里的人通过移动位置刚好能看

到门外全部的景象，猫眼的平面部分正好和安全门内表面平齐，球冠的边缘恰好和防盗门外表面平

齐。他将该材料从“猫眼”里取下，如图所示，CO是半径为d的一段圆弧，圆弧的圆心为。，ZCOD

=60。，Ox轴是材料的对称轴，他将一束平行于x轴的光照射到该材料，结果最外侧的光线射到x

轴上的E点，测得的长度为由”。求：

（1）该材料的折射率;

【解析】（1）最外侧的光线射到X轴上的E点，光路如图所示

已知圆弧半径为d

ZCO£>=60°,OE=

由几何关系得

r=30

NOC£=120

则

Z=60

根据折射定律得

sinisin60rz

n=----=------=>J3

sinrsin30

（2）房间里的人通过移动位置刚好能看到门外全部的景象，则沿平行门方向射向C处的光线能够

由几何关系知，6=6。，根据光的折射定律有可得

sinp

n=----

sin。

解得

a=30

由几何关系知

ZCA5=30,AB=d

则门的厚度

BC=ABtan30=^-d

14.（14分）如图所示，质量为w=lkg的滑块，在水平力作用下静止在倾角为<9=30。在光滑斜面上,

斜面的末端B与水平传送带相接（物块经过此位置滑上皮带时无能量损失），传送带的运行速度为

vo=3m/s,长为L=L4m；今将水平力撤去，当滑块滑到传送带右端。时，恰好与传送带速度相同。

滑块与传送带间的动摩擦因数为尸0.25°g=10m/s2

求：

（1）水平作用力小大小：

（2）若滑块进入传送带速度小于3m/s,滑块下滑的高度；

（3）若滑块进入传送带速度大于3m/s,滑块在传送带上滑行的整个过程中产生的热量。

10-

【答案】（1）3N；（2）0.1m；（3）0.5J

【解析】（1）滑块受到水平推力人重力〃吆和支持力N处于平衡，如图所示

则有水平推力

F=mgtan0=-N

（2）设滑块从高为〃处上滑，到达斜面底端速度为n下滑过程机械能守恒，可得

,I2

ingn=—ifiv~

解得

滑块冲上传送