2024年湖南省学业水平合格性考试模拟物理试题（三）（含解析）

2024年湖南省学业水平物理模拟试卷（三）
一、单选题：本大题共18小题，共54分。
1.兴泉铁路于2023年1月全线开通，全长公里，设计时速160公里，全程3小时30分钟左右。由江西省兴国站进入福建省境内，终至泉州站。已知兴国站到泉州站的直线距离约为302公里，正确的是( )
A. 3小时30分钟表示时刻
B. 302公里表示兴国站到泉州站的路程
C. 公里表示兴国站到泉州站的位移大小
D. 研究列车行驶全程的所用的时间时，可将列车视为质点
2.描述物体惯性的物理量是它的质量。下列水果中惯性最大的是( )
A. 的荔枝 B. 的芒果 C. 1kg的菠萝 D. 5kg的西瓜
3.甲、乙两位同学利用直尺估测人的反应时间，如图所示，甲同学捏住直尺上端，使直尺保持竖直状态；乙同学手不碰直尺，手指对齐直尺的零刻度线做捏尺准备。当乙看见甲放开直尺时，立即用手指捏住直尺，捏住的刻度为20cm，g取，则可估算出乙这次的反应时间约是( )
A. 2s
B.
C. 4s
D.
4.跳沙坑是小学体育课的重要教学内容之一，学生跳入沙坑后陷入沙坑的过程中，下列说法中正确的是( )
A. 学生对沙的作用力大小等于学生受到的重力大小
B. 沙对学生的作用力大小小于学生对沙的作用力大小
C. 沙对学生的作用力大小等于学生对沙的作用力大小
D. 学生对沙的作用力先产生，沙对学生的作用力后产生
5.如图所示是一个苹果由静止到落水过程的频闪照片。若不考虑空气的阻力，苹果在空中做的是匀加速直线运动，对苹果的下落过程，关于其运动图像，如图中哪个是正确的( )
A.
B.
C.
D.
6.一固定细水管，管口离地高度，水以的速度从管口水平喷出。不计空气阻力，重力加速度g取。则水落地点离管口的水平距离为( )
A. B. C. D.
7.车道出入口常采用如图所示的道闸。在道闸转动杆抬起的过程中P点的( )
A. 线速度与Q点的相等
B. 角速度与Q点的相等
C. 线速度比Q点的大
D. 角速度比Q点的大
8.关于万有引力定律，下列说法正确的是( )
A. 牛顿提出了万有引力定律，并测定了引力常量的数值
B. 万有引力定律只适用于天体之间
C. 万有引力的发现，揭示了自然界一种基本相互作用的规律
D. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是相同的
9.如图所示，M、N是在地球大气层外运行轨道上运动的2颗人造卫星，用v、、T、a分别表示人造卫星绕地球运动的线速度，角速度，周期和向心加速度，则下列关系正确的是( )
A.
B.
C.
D.
10.如图所示，“嫦娥号”探月卫星在由地球飞向月球时，沿曲线从M点向N点飞行的过程中，速度逐渐增大，在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的( )
A. B. C. D.
11.市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子如图所示在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉意．该装置的能量转化情况是( )
A. 太阳能电能机械能
B. 太阳能机械能电能
C. 电能太阳能机械能
D. 机械能太阳能电能
12.两个互相垂直的力和作用在同一物体上，使物体通过一段位移过程中，力对物体做功8J，物体克服力做功6J，则力和对物体做的总功为( )
A. 2J B. 10J C. 14J D. 16J
13.真空中有两个点电荷，它们之间的静电力的大小为F，如果将它们的电荷量均减少为原来的一半，同时将它们的距离增大为原来的一倍，则它们之间的静电力大小将为( )
A. B. C. D. 4F
14.一个固定电容器在充电过程中，两个极板间的电压U随电容器所带电荷量Q的变化而变化，如图中正确反映U随Q变化关系的是( )
A. B. C. D.
15.“电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比．”这个规律用公式表示为通过实验发现这个规律的物理学家是( )
A. 安培 B. 奥斯特 C. 法拉第 D. 焦耳
16.如图所示，一通电螺线管水平放置，其轴线上P、Q两点的磁感应强度分别为、，则( )
A. ，方向均水平向右 B. ，方向均水平向左
C. ，方向均水平向右 D. ，方向均水平向左
17.在如图所示的实验装置中，能够用来研究产生感应电流的条件的是( )
A. B.
C. D.
18.我国2016年在贵州落成启用的世界最大的500m口径球面射电望远镜如图所示，它被誉为“中国天眼”，它可以接收来自宇宙深处的电磁波。关于电磁波，下列说法正确的是( )
A. 电磁波可以在真空中传播
B. 麦克斯韦通过实验捕捉到电磁波
C. 频率越高的电磁波，波长越长
D. 电磁波不能传递信息和能量
二、填空题：本大题共2小题，共8分。
19.某同学做“探究加速度a与拉力F的关系”实验。保持小车的质量不变，改变小车所受的拉力，得到拉力F和加速度a的数据，并在图8坐标系中描出这些数据点。
请在图中画出图像。
由该图像可知，小车的加速度a与它所受拉力F成______选填“正比”或“反比”。
20.用落体法“探究机械能守恒定律”的实验装置如图甲所示。打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度大小为，测得所用重物的质量为。图乙是按实验要求正确地选出的纸带打点的时间间隔为。
纸带的______选填“左”或“右”端与重物相连。
打点计时器打下计数点B时，重物的速度______。
三、实验题：本大题共1小题，共4分。
21.图甲为某同学“测电源电动势和内电阻”的实验电路图，图乙是根据电压表和电流表测量的数据绘制的图像。
为避免烧坏电表，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于______端选填“A”或“B”。
由图乙可知，电源的内阻的测量值______。计算结果保留两位有效数字
四、简答题：本大题共2小题，共22分。
22.质量为3kg的物体，静止于水平地面上，在10N的水平拉力作用下，开始沿水平地面做匀加速直线运动，物体与地面间的摩擦力是4N。
求：物体的加速度大小；
物体在3s末的速度大小；
物体在内发生的位移大小。
23.如图，半径为的光滑圆弧轨道AB固定于竖直平面内，A点与圆心O在同一条水平线上，轨道末端B点与粗糙水平面相切。一个质量为的小球，从A点由静止释放，经过B点最后停在了C点，取。求：
小球运动到B点时的速度大小；
小球在B点对轨道的压力的大小；
小球从B运动到C的过程中克服摩擦力做的功是多少？
五、计算题：本大题共1小题，共12分。
24.如图所示，在匀强电场中，有A、B两点，它们间距为2cm，两点的连线与场强方向成角。将一个不知道电荷性质，电量为的电荷由A移到B，其电势能增加了求：
判断电荷带正电还是负电？由A到B电场力做的功？
、B两点的电势差为多少？
匀强电场的场强的大小？
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：小时30分钟是指火车行驶全程所用的时间，表示时间间隔，故A错误；
B.兴国站到泉州站的直线距离约为302公里，302公里表示兴国站到泉州站的有向线段的大小，即位移大小，故B错误；
C.公里表示兴国站到泉州站的路径运动轨迹的长度，因此公里表示路程大小，故C错误；
D.研究列车行驶全程的所用的时间时，列车的形状和大小的影响可以忽略，所以可将列车视为质点，故D正确。
故选：D。
明确时间轴上的一段距离表示时间间隔，时间轴上的点表示时刻；根据路程和位移的含义分析作答；根据质点的含义分析作答。
本题考查了时间与时刻、路程与位移、质点的概念，对于这些基本概念、基础知识一定要加强理解。
2.【答案】D
【解析】解：质量是物体惯性大小的唯一量度。质量大的物体所具有的惯性大，质量小的物体所具有的惯性小，西瓜的质量最大，所以惯性最大，故ABC错误，D正确。
故选：D。
根据惯性的大小由质量决定，质量大惯性大。
本题主要考查对惯性的理解，决定惯性大小的因素只有质量。
3.【答案】B
【解析】解：直尺做自由落体运动，根据位移-时间公式，乙的反应时间约为，故B正确，ACD错误。
故选：B。
根据自由落体运动的位移-时间公式求出直尺下落的时间即可。
本题自由落体运动规律在生活的应用，自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，结合自由落体运动考查了匀加速直线运动的规律。
4.【答案】C
【解析】解：A、学生跳入沙坑后陷入沙坑的过程中，学生向下做变速运动，沙子对学生的支持力与学生的重力不是平衡力，因此学生对沙的压力大小不等于自身的重力大小，故A错误；
BCD、沙对学生的作用力与学生对沙的作用力是作用力与反作用力的关系，总是等大反向、同时产生同时消失的，故C正确，BD错误。
故选：C。
作用力与反作用力大小相等、方向相反，作用力与反作用力同时产生；根据学生的运动过程分析答题。
分析清楚学生的运动过程与运动性质，掌握基础知识即可解题。
5.【答案】D
【解析】解：AB、不考虑空气的阻力，苹果在空中做的是自由落体运动，则根据可知的函数关系为二次函数，图像应该是曲线，故AB错误；
CD、根据可知的函数关系为正比例函数，图像是过原点的倾斜直线，故C错误，D正确；
故选：D。
不考虑空气的阻力，苹果在空中做的是自由落体运动，下落高度与时间的平方成正比，速度与下落时间成正比。
本题考查自由落体运动规律，下落高度与时间的平方成正比，速度与下落时间成正比。属于简单题目。
6.【答案】B
【解析】解：水流离开管口后，竖直方向有：
水平方向有：
联立解得：，故B正确，ACD错误。
故选：B。
根据高度求出平抛运动的时间，由即可求出水落地点离管口的水平距离。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解。
7.【答案】B
【解析】解：BD、P、Q两点随道闸转动杆转动，则P点的角速度与Q点的相等，故B正确，D错误；
AC、根据，P点的角速度与Q点的相等，因，则，故AC错误。
故选：B。
P点与Q点共轴转动，角速度相等，根据分析两者线速度关系。
解答本题的关键要掌握共轴转动的特点：角速度相等，并运用公式判断线速度大小。
8.【答案】C
【解析】A、牛顿提出了万有引力定律，而引力常量是由卡文迪许测定的，故A错误；
BC、万有引力定律适用于宇宙万物任意两个物体之间，是自然界一种基本相互作用的规律，故B错误，C正确；
D、根据万有引力公式可知，在近日点的距离比远日点的距离小，所以在近日点万有引力大，故D错误。
故选：C。
9.【答案】C
【解析】解：根据万有引力提供向心力可得：可得：
A、根据卫星的角速度公式，因为N的轨道半径大，所以，故A错误；
B、根据卫星的周期公式，因为N的轨道半径大，所以，故B错误；
C、根据以上公式得线速度公式：，可知半径越大，线速度越小，因为N的轨道半径大，所以，故C正确；
D、根据卫星的加速度公式，因为N的轨道半径大，所以，故D错误；
故选：C。
根据万有引力提供向心力表示出线速度、角速度、周期、向心加速度，据此判断所给各量的大小关系。
考查卫星运动规律，明确各运动量与半径的关系，从而会判断各量的大小关系。
10.【答案】B
【解析】解：“嫦娥号”探月卫星从M点运动到N，曲线运动，必有力提供向心力，向心力是指向凹侧；“嫦娥号”探月卫星同时在加速，所以沿切向方向有与速度相同的合力；故向心力和切线合力与速度的方向的夹角要小于，故ACD错误，B正确。
故选：B。
“嫦娥号”探月卫星做的运动为曲线运动，故在半径方向上合力不为零且是指向圆心的；又因为卫星是做加速运动，故在切线上合力不为零且与瞬时速度的方向相同，分析这两个力的合力，即可看出那个图象是正确的。
解决此题关键是要沿半径方向上和切线方向分析“嫦娥一号”探月卫星的受力情况，“嫦娥一号”探月卫星受到指向圆心的力的合力使“嫦娥一号”探月卫星做曲线运动，在切线方向的分力使“嫦娥一号”探月卫星加速，知道了这两个分力的方向，也就可以判断合力的方向了。
11.【答案】A
【解析】解：根据题意小电扇在阳光照射下转动，说明最初的能量来源为阳光，即太阳能，然后阳光被一块太阳能板电池吸收，将太阳能转化成电能．电能带动小电动机，实现了小电扇的旋转，是电能向机械能的转化．总的转化过程为：太阳能电能机械能．
故选 A
根据题意，分析能量来源，每次能量转化过程中的转化方式，用递推法解答．
此题与生活实践联系比较紧密，考察学生的对实际生活观察与理解方面较大．
12.【答案】A
【解析】解：力对物体做功8J，物体克服力做功6J，则力对物体做功，则力和对物体做的总功
故A正确，BCD错误。
故选：A。
功是标量，几个力对物体做的总功，就等于各个力单独对物体做功的代数和。
明确总功的计算方法，注意明确因为功是标量，求标量的和，几个量直接相加求代数和即可。
13.【答案】C
【解析】解：设两点电荷电量分别为、，相距为r，根据库仑定律得其静电力为，从上可以看出，当它们的电荷量均减少为原来的一半，同时将它们的距离增大为原来的一倍，其间的静电力为，故ABD错误，C正确；
故选：C。
将它们的电荷量均减少为原来的一半，根据点电荷库仑力的公式，可以求得改变之后的库仑力的大小。
本题就是对库仑力公式的直接考查，要求学生能够准确掌握公式形式，在代入相关数据计算过程中要注意运算。
14.【答案】A
【解析】解：根据可得，由于电容器的电容不变，因此电压U和电荷量Q成正比，故A正确，BCD错误。
故选：A。
本题给出一个固定电容器，则C为定值。结合电容定义式可知U与Q的函数关系。
本题考查电容器的定义式，要求学生明确电容C由电容器本身性质决定，与Q、U无关，进而明确Q、U的函数关系，难度较低。
15.【答案】D
【解析】解：“电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比．”这个规律用公式表示为，在中学教材被称为焦耳定律，是由物理学家焦耳发现的，不是由麦克斯韦、奥斯特、法拉第发现的．
故选：D
“电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方、导体的电阻、通电时间成正比．”这个规律叫焦耳定律，首先由焦耳发现的．
本题是基本的物理学史，是常识性问题，没有难度，只要加强记忆，不会出错．
16.【答案】A
【解析】解：磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，磁感线的切线方向表示磁感应强度的方向，则P、Q两点的方向均水平向右；因为P点周围的磁感线较多，则，故A正确，BCD错误。
故选：A。
正确利用安培定则直接判断通电螺线管周围磁场方向，并由越靠近导线的，磁场越强，即可求解。
本题考查安培定则的应用，注意正确利用安培定则判断导线、通电螺线管周围磁场分布情况是对学生的基本要求，要加强练习。
17.【答案】A
【解析】解：A、导体棒在磁场中运动时，电流表发生偏转，则回路中产生了感应电流，电流表不偏转，没有产生感应电流，所以可以用来研究产生感应电流的条件，故A正确；
B、通电后，根据奥斯特实验，可知小磁针在通电导线周围发生偏转，可以用来研究通电导线周围的磁场方向，故B错误；
C、闭合电键时，导体棒在磁场中运动，可以用来研究通电导线在磁场中的受力情况，故C错误；
D、闭合电键后，铁钉会吸引铁屑，可以用来研究通电螺线管通电后相当于电磁铁，从而知道通电螺线管周围的磁场分布，故D错误。
故选：A。
根据感应电流产生的条件，即穿过闭合电路的磁通量发生变化进行判断；小磁针在导线周围发生偏转；研究通电导线在磁场中的受力情况；研究通电螺线管通电后相当于电磁铁。
本题考查了感应电流产生的条件、磁场力、通电导线周围的磁场情况，要求学生对这部分知识要重视课本，强化理解并熟练记忆。
18.【答案】A
【解析】解：电磁波传播不需要介质，故可以在真空中传播，故A正确；
B.赫兹是最早用实验证实电磁波存在、证明麦克斯韦电磁场理论的科学家，故B错误；
C.由知，频率越高的电磁波，波长越短，故C错误；
D.电磁波可以传递信息和能量，比如手机收到的信号就是电磁波传播，故D错误。
故选：A。
根据电磁波传播不需要介质，赫兹是最早用实验证实电磁波存在，以及公式和电磁波的特点分析求解。
本题考查了电磁波的相关知识，理解电磁波的特点是解决此类问题的关键。
19.【答案】正比
【解析】解：根据图中点作图，使更多的点在图像上，不在图像的点平均分布在图像两侧，误差太大的点舍去，如图
由图分析可知小车的加速度a与它所受拉力F成正比。
故答案为：见解析；正比
根据作图原理作图；
根据图像分析结论。
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，然后熟练应用物理规律来解决实验问题．要学会应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。
20.【答案】左
【解析】解：重物向下做加速运动，由图可得，纸带上O点靠近重物，所以左端与重物相连；
为AC段的中间时刻，根据平均速度表示中间时刻的瞬时速度可得，打下计数点B时
故答案为：左；。
从纸带的点迹特点分析重物与纸带的哪一端相连；
根据匀加速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的瞬时速度。
解决本题的关键知道实验的原理，掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度。
21.【答案】
【解析】解：滑动变阻器采用限流式接法，为了保证电路安全，在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应该置于接入电阻的阻值最大的A端；
根据闭合电路的欧姆定律
图像的斜率的绝对值
结合函数，图像斜率的绝对值表示电源的内阻，内阻。
故答案为：；。
滑动变阻器采用限流式接法，为了保证电路安全的角度分析作答；
根据闭合电路的欧姆定律求解函数，结合图像斜率绝对值的含义求解作答。
本题主要考查了电源内阻的测量，要明确实验的原理，根据闭合电路的欧姆定律求解函数是解题的关键。
22.【答案】解：根据牛顿第二定律得
末的速度的大小。
内的位移的大小。
答：物体的加速度大小为；
物体在3s末的速度大小为；
物体在内发生的位移大小为9m。
【解析】根据牛顿第二定律求出物体的加速度的大小；
利用速度-时间公式求出3s末的速度的大小；
利用位移-时间公式求出3s内的位移的大小。
本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，比较容易。
23.【答案】解：根据机械能守恒定律得
解得
根据牛顿第二定律得
解得
根据牛顿第三定律压力大小与大小相等，
故小球在B点对轨道的压力的大小30N
根据动能定理得
解得
答：小球运动到B点时的速度大小；
小球在B点对轨道的压力的大小30N；
小球从B运动到C的过程中克服摩擦力做的功是50J
【解析】根据机械能守恒，求速度；
根据牛顿第二定律，求压力；
根据动能定理，求克服摩擦力做的功；
本题考查牛顿第二定律、动能定理的综合运用，关键要把握在B点重力和支持力的合力提供向心力，合理地选择研究的过程，运用动能定理或机械能守恒定律进行求解。
24.【答案】解：因电势能增加即电场力做功为则带负电
由电场力做负功
则
根据匀强电场中的关系式有：
由几何关系可知：则
答：判断电荷负电由A到B电场力做的功
、B两点的电势差为
匀强电场的场强的大小
【解析】根据电势差的变化得出电场力做功，结合电场力做功与电势差的关系求出A、B两点的电势差。根据匀强电场的电场强度公式求出场强的大小。
解决本题的关键知道电场力做功等于电势差的减小量，掌握电场力做功与电势差的关系。注意运用计算时，功的正负、q的正负都要代入计算，以及在中，d表示沿电场线方向上的距离。