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湖南卷——2025届高考物理考前冲刺卷
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，只有一项是符合题目要求的。
1.一群处于基态的氢原子受到激发后辐射出6种不同频率的光。已知氢原子中处于第3~6能级的核外电子向第2能级跃迁时辐射的光是可见光，在其他能级之间跃迁的核外电子辐射的光均为红外线或紫外线，下列说法正确的是( )
A.这群氢原子受到激发后跃迁到了第4能级
B.这6种不同频率的光中只有一种是紫外线
C.核外电子从第3能级跃迁到第1能级辐射的光为红外线
D.这6种不同频率的光中，核外电子从第2能级跃迁到基态时辐射的光的波长最长
2.如图所示是两列频率相同的简谐横波在某时刻的叠加情况，以波源为圆心的两组同心圆弧分别表示同一时刻两列波的波峰（实线）和波谷（虚线），波源的振幅，波源的振幅，则( )
A.质点D是振动减弱点 B.质点A的振幅为1 cm
C.再过半个周期，质点B是振动加强点 D.质点C的振幅为1 cm
3.在如图所示的电路中，输入端交变电流的电压瞬时值为，通过理想变压器原线圈的电流为2.2 A，定值电阻，下列说法正确的是( )
A.中电流的频率为100 Hz
B.理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1
C.理想变压器原线圈两端的电压为200 V
D.的热功率为774.4 W
4.在如图所示的正四面体ABCD的A、B两顶点处固定等量的正点电荷，E、F分别是AB、DC两棱的中点，在ECD平面内以E为圆心、ED为半径作出一段圆弧DGC。下列说法正确的是( )
A.D、C两点的电势不相同
B.D、C两点的电场强度相同
C.一正试探电荷自D点由静止释放，仅在静电力作用下可沿棱DC运动
D.负试探电荷仅在静电力作用下可沿圆弧DGC运动
5.如图所示的理想自耦变压器，在A、B间接正弦交流电压U，滑片P置于图示位置，与线圈接触且可转动，滑片置于滑动变阻器R的正中间，灯泡L的电阻是定值，下列说法正确的是( )
A.变压器此时为升压变压器
B.仅把P沿顺时针转动少许，灯泡变暗
C.仅把向下移动少许，R的功率一定增大
D.把P沿逆时针转动少许，向上移动少许，灯泡变暗
6.如图所示，水平放置足够长光滑金属导轨abc和de，ab与de平行并相距为L，bc是以O为圆心的半径为r的圆弧导轨，圆弧be左侧和扇形Obc内有方向如图的匀强磁场，磁感应强度均为B，a、d两端接有一个电容为C的电容器，金属杆OP的O端与e点用导线相接，P端与圆弧bc接触良好，初始时，可滑动的金属杆MN静止在平行导轨上，金属杆MN质量为m，金属杆MN和OP电阻均为R，其余电阻不计，若杆OP绕O点在匀强磁场区内以角速度ω从b到c匀速转动时，回路中始终有电流，则此过程中，下列说法正确的有( )
A.杆OP产生的感应电动势恒为Bωr2
B.电容器带电量恒为
C.杆MN中的电流逐渐减小
D.杆MN向左做匀加速直线运动，加速度大小为
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，有多项是符合题目要求。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.预计在2025年1月16日，地球恰好运行到火星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线，此现象被称为“火星冲日”。如图所示，火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，火星与地球的公转轨道半径之比约为，地球与火星的质量之比约为，地球与火星的半径之比约为，已知半径为R的球的体积，取，根据以上信息结合生活常识可知( )
A.火星与地球的平均密度之比约为
B.火星与地球绕太阳运动的周期之比约为
C.火星与地球表面的重力加速度大小之比约为
D.相邻两次“火星冲日”的时间约为801天
8.如图，绝缘水平面上四根完全相同的光滑金属杆围成矩形，彼此接触良好，匀强磁场方向竖直向下。金属杆2、3固定不动，1、4同时沿图箭头方向移动，移动过程中金属杆所围成的矩形周长保持不变。当金属杆移动到图位置时，金属杆所围面积与初始时相同。在此过程中( )
A.金属杆所围回路中电流方向保持不变
B.通过金属杆截面的电荷量随时间均匀增加
C.金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反
D.金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同
9.测糖仪的原理是溶液的折射率与含糖率成正比，通过测量溶液相对标准透明介质的折射率，即可得到待测溶液的含糖率。如图所示为某种测糖仪内部核心结构的原理图，截面为半圆形的透明容器中装有待测溶液，容器右侧有一截面为长方形的标准透明介质，介质右侧面贴有一屏幕，可用来记录光线出射的位置。一束光沿半径方向射向半圆形圆心，射出后分为a、b两束光，光路图如图所示，其中，忽略容器壁的厚度，下列说法正确的是( )
A.a、b光在溶液中的传播速度比在透明介质中的小
B.若稍微提高溶液的含糖率，光线打在屏幕上的位置均将向下移动
C.若逐渐提高溶液的含糖率，b光先不能射出容器
D.稍水平向左移动透明介质，光线打在屏幕上的位置均将向下移动
10.如图所示，在x轴上方第一象限内存在垂直纸面向里的匀强磁场，x轴下方存在沿y轴正方向的匀强电场。a、b两个重力不计的带电粒子分别从电场中的同一点P由静止释放后，经电场加速从M点射入磁场并在磁场中发生偏转。最后从y轴离开磁场时，速度大小分别为和，的方向与y轴垂直，的方向与y轴正方向成60°角。a、b两粒子在磁场中运动的时间分别记为和，则以下比值正确的是( )
A. B. C. D.
三、非选择题：本题共5小题，共56分
11.（8分）某学习小组设计了图甲电路，用来测量某定值电阻的阻值、电流表和电压表的内阻。可提供的实验器材有：
A.电源E（1.5 V）
B.待测电阻
C.电压表V（量程0~30 mV，内阻约为20 Ω）
D.电流表A（量程0~1 mA，内阻约为2 Ω）
E.电阻箱R（0~9999.9 Ω）
F.滑动变阻器（最大阻值为10 Ω）
G.滑动变阻器（最大阻值为1 kΩ）
H.开关及导线若干
在尽可能减小测量误差的情况下，请回答下列问题：
（1）滑动变阻器应选用________（选填“F”或“G”）。
（2）根据图甲电路，将图乙中的实物图补充完整。
（3）闭合开关S，前，应将滑动变阻器的滑片移动到________（选填“a”或“b”）端。
（4）闭合、后，滑片逐渐右移，反复调节电阻箱的阻值，直至闭合、断开时电流表A的示数不变，此时电流表A的读数为0.80 mA，电压表的读数为24.0 mV，电阻箱阻值为400.0 Ω，侧电流表的内阻为________Ω；断开将两个电表的位置对调后重复实验，直至闭合、断开时电流表A的示数不变，此时电阻箱阻值为625.0 Ω，则电压表的内阻为________Ω，待测电阻的阻值为________Ω。
12.（6分）某同学计划测量小滑块与木板间的动摩擦因数μ。他把半径为R的四分之一圆弧轨道AB固定在水平桌面上，如图甲所示，将小滑块从轨道A端由静止释放，小滑块落在地面上某点，测得轨道B端离地面的高度h、B端到落地点的水平距离。之后把圆弧轨道AB和木板BC连接并固定在桌面上，仍将小滑块从A端由静止释放，滑块落地点到C端的水平距离为，如图乙所示。重力加速度大小为g。木板长度为0.5 m。
请回答下列问题：
（1）小滑块到达B端时的速率为_______。（用题给物理量字母表示）
（2）若，则_______。（结果保留2位小数）
（3）下列说法正确的是_______。（填字母序号）
A.木板上表面必须保持水平
B.圆弧轨道AB必须尽量光滑
C.多次操作，得到平均落点，能减小实验误差
D.若小滑块不能从木板滑下，则不能求出μ
13.（12分）如图为传统的爆米花机，工作时将玉米粒倒入铁质容器后，将容器封闭，对容器加热，当内外气体压强之差达到一定数值时，将容器打开即爆出爆米花。已知大气压强为、容器内的初始温度为17℃，，假设加热过程中，容器内玉米粒的体积不变，气体看成理想气体，。求：
（1）为使玉米粒炸成爆米花，容器内的最低温度为多少摄氏度：
（2）将容器打开爆出爆米花，当容器内温度变为307℃时，容器内剩余气体与加热前气体的质量之比。（假设容器内剩余爆米花的体积与玉米粒的体积相同）
14.（14分）研究带电粒子偏转的实验装置基本原理图如图所示，Ⅰ区是位于xOy平面内的半圆，直径MN与x轴重合，且M点的坐标为（ 3R，0），N点的坐标为（ R，0）；Ⅱ区位于xOy平面内的虚线和y轴之间。其中Ⅰ区和Ⅱ区内存在垂直纸面向外的匀强磁场。三个相同的粒子源和加速电场组成的发射器，可分别将质量为m、电荷量为q的带正电粒子甲、乙、丙由静止加速到，调节三个发射器的位置，使三个粒子同时从半圆形边界上的a、b、c三个点沿着y轴正方向射入区域Ⅰ，b与半圆形区域的圆心O′的连线垂直于x轴，a、c到的距离均为。乙粒子恰好从N点离开区域Ⅰ，丙粒子垂直于y轴离开区域Ⅱ。不计粒子的重力和粒子之间的相互作用。求：
(1)加速电场两板间的电压U；
(2)区域Ⅰ内的磁感应强度大小和区域Ⅱ内的磁感应强度大小B；
(3)甲粒子第一次通过y轴时的位置到原点O的距离。
15.（16分）如图所示，一实验小车静止在光滑水平面上，其上表面有粗糙水平轨道与光滑四分之一圆弧轨道。圆弧轨道与水平轨道相切于圆弧轨道最低点，一物块静止于小车最左端，一小球用不可伸长的轻质细线悬挂于O点正下方，并轻靠在物块左侧。现将细线拉直到水平位置时，静止释放小球，小球运动到最低点时与物块发生弹性碰撞。碰撞后，物块沿着小车上的轨道运动，已知细线长。小球质量。物块、小车质量均为。小车上的水平轨道长。圆弧轨道半径。小球、物块均可视为质点。不计空气阻力，重力加速度g取。
（1）求小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小；
（2）求小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小；
（3）为使物块能进入圆弧轨道，且在上升阶段不脱离小车，求物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围。
答案以及解析
1.答案：A
解析：大量处于第4能级的氢原子向基态跃迁时会辐射种不同频率的光，所以氢原子受到激发后跃迁到了第4能级，A正确；核外电子由第3、4能级跃迁到第2能级辐射的光为可见光，由第4能级跃迁到第3能级辐射的光为红外线，第2、3、4能级跃迁到基态辐射的光为紫外线，则这6种不同频率的光中有三种是紫外线，B、C错误；核外电子从第4能级跃迁到第3能级时辐射的光的能量最小，频率最小，波长最长，D错误。
2.答案：D
解析：由题图可以看出，质点D是波谷与波谷叠加点，为振动加强点，A错误；质点A是波峰与波峰的叠加点，为振动加强点，因此振幅为，B错误；质点B是波峰与波谷的叠加点，为振动减弱点，且振动的干涉图像是稳定的，振动减弱点总是减弱点，C错误；质点C是波峰与波谷的叠加，为振动减弱点，因此振幅为，D正确。
3.答案：B
解析：变压器不改变交变电流的频率，故中电流的频率，A错误；将变压器的原、副线圈和负载电阻整体等效为原线圈中的一个电阻，则等效电阻，由闭合电路欧姆定律有，又，代入数据解得，B正确；由代入数据解得，C错误；由理想变压器规律有，又，解得，D错误。
4.答案：D
解析：由可知，A、B处的点电荷分别在C、D两点处产生的电势相等，电势是标量，故D、C两点的电势相同，A错误；电场强度是矢量，由等量同种点电荷的电场分布可知D、C两点的电场强度大小相等、方向不同，B错误；射线ED上电场强度方向沿ED方向，故正试探电荷在D点受到的静电力沿ED方向，正试探电荷自D点由静止释放后沿ED方向运动，C错误；若给质量为m、电荷量为q的负试探电荷沿圆弧过D点切线方向的初速度，且满足（为D点的电场强度）时，该负试探电荷可沿圆弧DGC做匀速圆周运动，D正确。
5.答案：B
解析：此时副线圈的匝数小于原线圈的匝数，是降压变压器，A错误。仅把P沿顺时针转动少许，副线圈的匝数减小、电压降低，负载电阻不变，电流变小，灯泡变暗，B正确。仅把向下移动少许，原、副线圈匝数比不变，副线圈两端电压不变，R接入回路阻值减小，则副线圈的电流增大，的功率不一定增大，C错误。把P沿逆时针转动少许，副线圈的电压增大，P向上移动少许，负载的电阻增大，灯泡的电流不一定变化，则灯泡的亮度不一定变化，D错误。
6.答案：C
解析：A.杆OP产生的感应电动势恒为故A错误；BC.由右手定则知OP产生的感应电流方向为由O到P，则MN杆中电流方向为由M到N，由左手定则知MN杆受到向左的安培力，MN杆向左做加速运动,也产生感应电流，与OP产生的电流方向相反，根据电容器的电压为路端电压，因为回路电流减小，内压减小，路端电压增大，则极板电荷量增大，故B错误，C正确；D.回路中电流逐渐减小，杆MN受到的安培力逐渐减小，则杆向左做加速度逐渐减小的加速直线运动，故D错误。故选C。
7.答案：ACD
解析：B.根据
代入数据可知，火星与地球绕太阳运动的周期之比约为，故B错误；
A.根据
密度
联立得
代入数据可知，火星与地球的平均密度之比约为，故A正确；
C.根据
代入数据可知，火星与地球表面的重力加速度大小之比约为，故C正确；
D.根据火星与地球绕太阳运动的周期之比约为
已知地球的公转周期为
则火星的公转周期为
设经过时间t出现下一次“火星冲日”，则有
解得
即约801天。
故D正确。
故选ACD。
8.答案：CD
解析：由数学知识可知金属杆所围回路的面积先增大后减小，金属杆所围回路内磁通量先增大后减小，根据楞次定律可知电流方向先沿逆时针方向，后沿顺时针方向，故A错误；由于金属杆所围回路的面积非均匀变化，故感应电流的大小不恒定，故通过金属杆截面的电荷量随时间不是均匀增加的，故B错误；由上述分析，再根据左手定则，可知金属杆1所受安培力方向与运动方向先相同后相反，金属杆4所受安培力方向与运动方向先相反后相同，故CD正确。故选CD。
9.答案：BC
解析：，由光的折射定律结合光路图可知，溶液的折射率小于透明介质的折射率，由可知，光线在溶液中的传播速度比在透明介质中的大，A错误。稍微提高溶液的含糖率，溶液的折射率增大，光线从溶液射出时，折射角增大，故打在屏幕上的位置向下移动，B正确。由图可知，溶液对a光的折射率小于溶液对b光的折射率，由可知，逐渐提高溶液的含糖率，b光先达到全反射的临界角，即b光先不能射出容器，C正确。稍水平向左移动介质，由几何关系可知光线打在屏幕上的位置均将向上移动，D错误。
10.答案：AD
解析：设P到M点的距离为L，由动能定理有，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径，联立解得，因的方向与y轴垂直，设，则粒子a在磁场中运动的半径为，由几何关系可知，所以解得，故两粒子的速度，选项A正确，B错误；又因为粒子在磁场力作用下做匀速圆周运动，根据周期公式有，带电粒子进入磁场中的速度为，所以有，又因为带电粒子在磁场中运动的时间为，联立得，因a偏角为90°、b偏角为60°，所以，选项D正确，C错误.
11.答案：（1）F
（2）如图所示
（3）a
（4）30；24；500
解析：（1）滑动变阻器采用分压式接法，电源电压较小，从便于调节和提高精度角度分析知应采用阻值范围较小的滑动变阻器，选用F。
（3）为了防止电流表损坏，应使电流表的示数从零开始逐渐增大，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应位于a端。
（4）闭合前、后，电流表A的示数不变，说明电流表两端的电压为24.0 mV，则电流表的内阻，解得；同理可得电表位置对调后，解得。
12.答案：（1）
（2）0.36
（3）AC
解析：（1）图甲中小滑块离开B点后做平抛运动，则水平方向上有，竖直方向上有，则小滑块到达B端时的速率。
（2）结合（1）分析可得，滑块经过C端时的速度，小滑块从B端滑到C端的过程，由功能关系有，联立得。
（3）木板上表面保持水平时，小滑块在空中的运动才是平抛运动，才能求得正确的；圆弧轨道AB是否光滑，不影响对的求解，对实验结果无影响；多次操作取平均值能减小偶然误差；小滑块最终停在木板BC上某位置时，测出该点到B点的距离，依据匀变速运动规律（或功能关系）同样能求出动摩擦因数，AC正确，BD错误。
13.答案：（1）887℃（2）
解析：（1）由题知，在容器中属于等容变化，设容器内最低温度为，则
代入得，可知
（2）打开容器盖，当炉内温度变为307℃时，设此时温度，体积为，由等压变化知
代入得，故炉内剩余气体与加热前气体的质量之比为。
14.答案：(1)
(2)，
(3)
解析：（1）根据动能定理，粒子在加速电场中加速，有，解得
（2）带正电粒子甲、乙、丙在区域Ⅰ中做匀速圆周运动，设其轨迹半径分别为，由于三个粒子的质量和带电量均相等，再结合几何关系可知
根据洛伦兹力提供向心力，解得
丙粒子在区域Ⅰ中做匀速圆周运动，由几何关系（磁聚集）可知，丙粒子将从N点进入区域Ⅱ，且其速度与x轴正方向的夹角为30°，丙粒子进入区域Ⅱ后做匀速圆周运动，设其轨迹半径为，由于丙粒子垂直y轴离开区域Ⅱ，由几何关系可知
根据洛伦兹力提供向心力，解得
（3）甲粒子在区域Ⅰ中做匀速圆周运动的轨道半径，根据几何关系可知甲粒子在区域Ⅰ中运动的轨迹圆心角，从飞出区域Ⅰ且其速度与x轴正方向的夹角为30°，甲粒子从飞出区域Ⅰ后，继续做匀速直线运动到区域Ⅱ的左边界，再进入区域Ⅱ做匀速圆周运动，设甲粒子在区域Ⅱ中运动的轨迹半径为，根据洛伦兹力提供向心力，解得
则甲粒子第一次通过y轴时的位置到原点O的距离为
解得
15.答案：（1）6N（2）4m/s（3）
解析：（1）对小球摆动到最低点的过程中，由动能定理
解得
在最低点，对小球由牛顿第二定律
解得，小球运动到最低点与物块碰撞前所受拉力的大小为
（2）小球与物块碰撞过程中，由动量守恒定律和机械能守恒定律
解得小球与物块碰撞后的瞬间，物块速度的大小为
（3）若物块恰好运动到圆弧轨道的最低点，此时两者共速，则对物块与小车整体由水平方向动量守恒
由能量守恒定律
解得
若物块恰好运动到与圆弧圆心等高的位置，此时两者共速，则对物块与小车整体由水平方向动量守恒
由能量守恒定律
解得
综上所述物块与水平轨道间的动摩擦因数μ的取值范围为

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