资源简介

2025届湖南省普通高中高三下学期学业水平选择性考试（三模）物理试题（二）
本试卷共100分，考试时间75分钟．
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上．
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，只有一项是符合题目要求的。
1．放射性同位素钍经一系列α、β衰变后生成氡，以下说法正确的是(　　)
A．每经过一次α衰变，原子核的质量数会减少2
B．每经过一次β衰变，原子核的质子数会增加1
C．钍原子核比氡原子核的中子数少4
D．钍衰变成氡一共经过2次α衰变和3次β衰变
2．一列简谐横波在某均匀介质中沿直线由a质点向b质点传播,a、b两质点的平衡位置相距2.5 m,如图所示,图中实线表示a质点的振动图像,图中虚线表示b质点的振动图像,则下列说法中不正确的是(　　)
A．质点a的振动方程为y=2sin (cm)
B．此波的传播速度可能为1.2 m/s
C．此波的传播速度可能为6 m/s
D．在0.1~0.15 s内,质点b向y轴负方向运动,做加速度逐渐变大的减速运动
3．空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面(xOy平面)向里，电场的方向沿y轴正方向。一带正电的粒子在电场和磁场的作用下，从坐标原点O由静止开始运动。下列四幅图中，可能正确描述该粒子运动轨迹的是(　　)
A． B．
C． D．
4．铯原子钟是精确的计时仪器。图1中铯原子从O点以100 m/s的初速度在真空中做平抛运动，到达竖直平面MN所用时间为t1；图2中铯原子在真空中从P点做竖直上抛运动，到达最高点Q再返回P点，整个过程所用时间为t2。O点到竖直平面MN、P点到Q点的距离均为0.2 m。重力加速度取g＝10 m/s2，则t1∶t2为(　　)
A．100∶1 B．1∶100 C．1∶200 D．200∶1
5．2020年5月5日，长征五号B运载火箭在中国文昌航天发射场成功首飞，将新一代载人飞船试验船送入太空，若试验船绕地球做匀速圆周运动，周期为T，离地高度为h，已知地球半径为R，万有引力常量为G，则（ ）
A．试验船的运行速度为
B．地球的第一宇宙速度为
C．地球的质量为
D．地球表面的重力加速度为
6．空间中存在平行于纸面的匀强电场，在纸面内取O点为坐标原点建立x轴，如图甲所示。现有一个质量为m、电量为+q的带电微粒，在t=0时刻以一定初速度从x轴上的a点开始沿逆时针做匀速圆周运动，圆心为O、半径为R。已知图中圆为其轨迹，ab为圆轨迹的一条直径；除电场力外微粒还受到一个变力F，不计其它力的作用；测得试探电荷所处位置的电势φ随时间t的变化图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．电场强度的大小为，方向与x轴正方向成
B．b点与a点的电势差
C．微粒在t1时所受变力F可能达最大值
D．圆周运动的过程中变力F的最大值为
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．高铁已成为重要的“中国名片”,领跑世界.一辆由8节车厢编组的列车,从车头开始编号的第2、3、6和7共四节为动力车厢,其余为非动力车厢,每节车厢的质量均为m.当列车在平直轨道上匀加速启动时,每节动力车厢牵引力大小均为F,每节车厢所受阻力为车厢重力的k倍,重力加速度为g.则 (　　)
A．启动时车厢对乘客作用力的方向竖直向上
B．整列车的加速度大小为
C．第3节车厢对第2节车厢的作用力大小为零
D．第2节车厢对第1节车厢的作用力大小为
8．中国历史上有很多古人对很多自然现象有深刻认识。唐人张志和在《玄真子涛之灵》中写道：“雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹是太阳光经过雨滴的两次折射和一次反射形成的。如图是彩虹成因的简化示意图，其中a、b是两种不同频率的单色光，关于这两种色光，下列说法正确的是（　　）
A．在同种玻璃中传播，a光的波长一定小于b光波长
B．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是b光
C．以相同角度斜射到同一玻璃板，透过两个平行的表面后，b光侧移量大
D．若光束a、b分别通过同一双缝干涉装置，光束a的条纹间距比光束b的宽
9．如图所示为某小型发电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率为20 kW．在输电线路上接入一电流互感器用来测量电路中的电流，其原、副线圈的匝数比为1∶10，电流表的示数为1 A，输电线的总电阻为5 Ω，则下列说法中正确的是 (　　)
A．采用高压输电可以增大输电线中的电流
B．升压变压器的输出电压U2=2 000 V
C．用户获得的功率为19 kW
D．将P下移，用户获得的电压将减小
10．如图所示，质量的重物B和质量的小圆环A用细绳跨过一光滑滑轮轴连接，A端绳与轮连接，B端绳与轴相连接，不计轮轴的质量，轮与轴有相同的角速度且轮和轴的直径之比为．重物B放置在倾角为固定存水平地面的斜面上，轻绳平行于斜面，B与斜面间的动摩擦因数，圆环A套在竖直固定的光滑直杆上，滑轮轴中心与直杆的距离为。现将圆环A从与滑轮轴上表面等高处静止释放，当下降到达位置时，圆环的速度达到最大值，已知直杆和斜面足够长，不计空气阻力，取。下列判断正确的是（　　）

A．圆环到达位置时，A、B组成的系统机械能减少了
B．圆环速度最大时，环与重物B的速度之比为
C．圆环能下降的最大距离为
D．圆环下降过程，作用在重物B上的拉力先大于后小于
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示．当气垫导轨正常工作时导轨两侧喷出的气体使滑块悬浮在导轨上方，滑块运动时与导轨间的阻力可忽略不计．在气垫导轨上距离L的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连．滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图像．
(1)实验前，接通电源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的Δt1________Δt2(填 “>” “＝” 或 “<” )时，说明气垫导轨已经水平．
(2)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图像如图乙所示，Δt1、Δt2、遮光条宽度d、A与B间的距离L、滑块质量(含遮光条)M、钩码质量m已知，若上述物理量间满足关系式__________________，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒．
(3)若遮光条宽度d＝8.400 mm，A、B间的距离L＝160.00 cm，Δt1＝8.40×10－3 s，Δt2＝4.20×10－3 s，滑块质量M＝180 g，钩码Q质量m＝20 g，则滑块从A运动到B的过程中系统重力势能的减少量ΔEp＝________J，系统动能的增加量ΔEk＝________J(g取9.80 m/s2，计算结果保留三位有效数字)
12．某同学为测定金属丝的电阻率ρ，设计了如图甲所示电路，电路中ab是一段电阻率较大、粗细均匀的电阻丝，保护电阻R0=4.0 Ω，电源的电动势E=3.0 V，电流表内阻忽略不计，滑片P与电阻丝始终接触良好。
(1)实验中用螺旋测微器测得电阻丝的直径如图乙所示，其示数为d= mm。
(2)实验时闭合开关，调节滑片P的位置，分别测量出每次实验中aP长度x及对应的电流值I，实验数据如下表所示：
x（m） 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
I（A） 0.49 0.43 0.38 0.33 0.31 0.28
（A-1） 2.04 2.33 2.63 3.03 3.23 3.57
①将表中数据描在坐标纸中，如图丙所示。作出其关系图线，图像中直线的斜率的表达式k= （用题中字母表示），由图线求得电阻丝的电阻率ρ= （保留两位有效数字）。
②根据图丙中关系图线纵轴截距的物理意义，可求得电源的内阻为r= Ω（保留两位有效数字）。
13．如图所示，一大气缸固定在水平地面上，通过活塞封闭有一定质量的理想气体，活塞与缸壁之间的摩擦可忽略不计，活塞的横截面积S＝50 cm2.活塞与水平平台上的物块A用水平轻杆连接，在平台上有另一物块B，A的质量m＝62.5 kg，物块A与平台间的动摩擦因数为μ，两物块间距为d＝10 cm.开始时活塞距缸底L1＝10 cm，缸内气体压强p1等于外界大气压强p0＝1×105 Pa，温度t1＝27 ℃.现对气缸内的气体缓慢加热，气缸内的温度升为177 ℃时，物块A开始移动，并继续加热，保持A缓慢移动(g＝10 m/s2)．求：
(1)物块A与平台间的动摩擦因数μ；
(2)A与B刚接触时气缸内的温度．
14．(11分)某兴趣小组设计了一种火箭落停装置，简化原理如图所示，它由两根竖直导轨、承载火箭装置(简化为与火箭绝缘的导电杆MN)和装置A组成，并形成闭合回路。装置A能自动调节其输出电压确保回路电流I恒定，方向如图所示。导轨长度远大于导轨间距，不论导电杆运动到什么位置，电流I在导电杆以上空间产生的磁场近似为零；在导电杆所在处产生的磁场近似为匀强磁场，大小B1＝kI(其中k为常量)，方向垂直导轨平面向里；在导电杆以下的两导轨间产生的磁场近似为匀强磁场，大小B2＝2kI，方向与B1相同。火箭无动力下降到导轨顶端时与导电杆粘接，以速度v0进入导轨，到达绝缘停靠平台时速度恰好为零，完成火箭落停。已知火箭与导电杆的总质量为M，导轨间距d＝，导电杆电阻为R。导电杆与导轨保持良好接触滑行，不计空气阻力和摩擦力，不计导轨电阻和装置A的内阻。在火箭落停过程中，
(1)求导电杆所受安培力的大小F和运动的距离L；
(2)求回路感应电动势E与运动时间t的关系；
(3)求装置A输出电压U与运动时间t的关系和输出的能量W；
(4)若R的阻值视为0，装置A用于回收能量，给出装置A可回收能量的来源和大小。
15.如图所示，高度为h、质量为M的光滑斜面置于水平地面上（斜面未固定），斜面末端通过一小段圆弧与光滑地面相切，长度为L的传送带与水平地面相平，以速度v匀速转动，斜面与传送带之间的地面上放置两个物块a、b，a、b之间有很小的狭缝，质量分别为和，在斜面的顶端由静止释放一质量为的物块c，经过一段时间后滑离斜面，在水平面上与a发生碰撞，最终b恰好滑过传送带右端。已知所有物块均可看成质点，它们之间的碰撞均为弹性碰撞且时间极短，与传送带的动摩擦因数均为，，，，，，重力加速度。
（1）求c滑离斜面时的速度大小；
（2）求a、b刚滑上传送带时的速度大小、；
（3）求传送带的长度L；
（4）为使a与c能够在传送带上相碰，求a、b的初位置离传送带左端距离x的范围。
参考答案
1．【答案】B　
【详解】每经过一次α衰变，电荷数减少2，质量数减少4，故A错误；每经过一次β衰变，电荷数增加1，质量数不变，质子数等于电荷数，则质子数增加1，故B正确；原子核的质量数为232，质子数为90，则中子数为142，原子核的质量数为220，质子数为86，则中子数为134，可知　90232Th 原子核比原子核的中子数多8，故C错误；钍衰变成氡，可知质量数减少12，电荷数减少4，则经过3次α衰变，2次β衰变，故D错误．
【方法总结】确定原子核衰变次数的技巧
为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定α衰变的次数，这是因为β衰变的次数的多少对质量数没有影响，然后根据衰变电荷数确定β衰变的次数．
2．【答案】B
【详解】由题图知该波的周期为T=0.2 s,振幅A=2 cm,则质点a的振动方程为y= Asin = sin (cm),故A正确;由质点a的振动方程可知,当t= s时质点a的位移为2 cm,而对质点b,当t=0.05 s时,位移为2 cm,结合波的周期性可知,波从a传到b的时间为Δt=nT+ s= s(n=0,1,2,…),则波速为v= = m/s(n=0,1,2,…),由于n是整数,所以v不可能为1.2 m/s,当n=2时,v=6 m/s,故B错误,C正确;在0.1~0.15 s内,根据题图可知,质点b向y轴负方向运动,位移增大,加速度增大,速度减小,做加速度逐渐变大的减速运动,故D正确.本题选错误的,故选B.
3．【答案】B　
【详解】本题考查带电粒子在电磁场中的运动。在xOy平面内电场的方向沿y轴正方向，故在坐标原点O静止的带正电的粒子在电场力作用下会向y轴正方向运动。磁场方向垂直于纸面向里，根据左手定则，可知向y轴正方向运动的带正电的粒子同时受到沿x轴负方向的洛伦兹力，故带电粒子向x轴负方向偏转，A、C错误；由于匀强电场方向沿y轴正方向，故x轴为匀强电场的等势面，从开始到带电粒子再次运动到x轴时，电场力做功为0，洛伦兹力不做功，故带电粒子再次回到x轴时的速度为0，随后受电场力作用再次进入第二象限重复向左偏转，故B正确，D错误。
4．【答案】C　
【详解】本题考查平抛运动、竖直上抛运动的性质。图1中铯原子在真空中做平抛运动，可分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动，则有x＝d＝v0t1，解得t1＝ s，图2中铯原子在真空中做竖直上抛运动，则有y＝d＝g，解得t2＝ s，故＝，故C正确。
5．【答案】B
【详解】A．试验船的运行速度为，故A错误；
B．近地轨道卫星的速度等于第一宇宙速度，根据万有引力提供向心力有
根据试验船受到的万有引力提供向心力有
联立两式解得第一宇宙速度
故B正确；
C．根据试验船受到的万有引力提供向心力有
解得
故C错误；
D．地球重力加速度等于近地轨道卫星向心加速度，根据万有引力提供向心力有
根据试验船受到的万有引力提供向心力有
联立两式解得重力加速度
故D错误。
故选B。
6．【答案】D
【详解】A．根据匀强电场场强与电势差的关系
其方向与x轴的夹角无法确定，故A错误；
B．由于不能确定场强与x轴的夹角，所以无法确定b点与a点的电势差，故B错误；
C．由于场强方向斜向左下方，所以微粒在7t1时所受变力F可能达最大值，在t1时所受变力F可能达最小值，故C错误；
D．圆周运动的过程中变力F的最大值为
所以
故D正确。
故选D。
7．【答案】BC　
【详解】启动时车厢对乘客在竖直方向有竖直向上的支持力,在水平方向有沿车厢运动方向的作用力,两个力的合力方向斜向上方,故A错误;对列车整体,根据牛顿第二定律有4F-8kmg=8ma,解得 a=,故B正确;对第1、2节车厢组成的整体,根据牛顿第二定律有F32+F-2kmg=2ma,解得 F32=0,故C正确;对第1节车厢,根据牛顿第二定律有F21-kmg=ma,解得 F21=,故D错误.
8．【答案】AB
【详解】A．由光路图分析可知，第一次折射时，b光的折射角较大，而入射角相等，根据折射率定律
可知，a光的折射率比b光的折射率大，则a光的频率比b光的频率大，所以在同种玻璃中传播，a光的波长一定小于b光波长，故A正确；
B．根据临界角与折射率的关系
可知，a光的折射率比b光的折射率大，则a光的临界角比b光的小，a光先发生全反射，所以以相同的入射角从水中射入空气，若在空气中只能看到一种频率的光，则一定是b光，故B正确；
C．光线斜射到玻璃表面，折射光偏转程度越大，偏移量越大，即a光侧移量大，故C错误；
D．根据干涉条纹间距公式
由于a光的波长小于b光波长，若通过同一双缝干涉装置，光束a的条纹间距比光束b的窄，故D错误。
故选AB。
9．【答案】BD　
【解析】根据P=UI可知，P不变的情况下，U增大，I减小，即采用高压输电可以减小输电线中的电流，故A错误；根据理想变压器的电流关系有n'1∶n'2=I'∶I2=1∶10，可得I2=10I'=10 A，又因为P2=P=U2I2，解得U2=2 000 V，故B正确；输电线消耗的功率ΔP=R=102×5 W=500 W，根据能量守恒定律有P用户=P-ΔP=19.5 kW，故C错误； 根据理想变压器的电压关系有n3∶n4=U3∶U4，P下移，n3变大，n4、U3不变，所以U4将减小，故D正确．
10．【答案】AD
【详解】A．根据题意，轮与轴有相同的角速度，且轮与轴的半径之比为，根据线速度与角速度之间的关系
可知轮与轴的线速度大小之比为
由此可知两绳的收缩量之比为
由已知条件即图像可知，小圆环A所在绳子绳长了
可知重物所在绳子缩短了1m，则由能量守恒可知，损失的机械能在数值上等于克服摩擦力所做的功，即有
故A正确；
B．当小环A的加速度为零时速度达到最大值，设与小环相连的绳子与竖直方向的夹角为，根据几何关系可得
设此时小环的速度为，则根据速度的关联性可得轮上的切向速度为
则轴上的切向速度为
而轴上的切向速度始终等于重物B的速度，即
联立以上各式可得，圆环A速度最大时，环A与重物B的速度之比为
故B错误；
C．当小环A下降距离最大时，重物B上升的距离为
重物B与斜面摩擦产生的热量为
有能量守恒可得
代入数据可得
故C错误；
D．圆环A下降过程中先加速后减速，则可知重物B也先加速后减速，因此对重物B，根据牛顿第二定律，加速阶段有
减速阶段有
解得
，
因此可知，圆环A下降过程，作用在重物B上的拉力先大于后小于，故D正确。
故选AD。
11．【答案】(1)＝；　(2) mgL＝(M＋m)－(M＋m)；(3)0.314；　0.300
【详解】(1)如果遮光条通过光电传感器的时间相等，即Δt1＝Δt2，说明滑块做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平．
(2)要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，应该先求出系统动能的增加量和重力势能的减少量，若二者相等，则系统机械能守恒．用光电传感器测量瞬时速度是实验中常用的方法．由于遮光条的宽度很小，所以我们用遮光条通过光电传感器的平均速度代替瞬时速度，即vA＝，vB＝.滑块和钩码组成的系统动能的增加量ΔEk＝(M＋m)－(M＋m)，滑块和钩码组成的系统重力势能的减少量ΔEp＝mgL.可知只要满足mgL＝(M＋m)－(M＋m)，则系统机械能守恒．
(3)系统重力势能的减少量ΔEp＝mgL＝0.02×9.80×1.60 J≈0.314 J．系统动能的增加量ΔEk＝(M＋m)－(M＋m)＝×(0.18＋0.02)×[－] J＝0.300 J.
12．【答案】(1)0.400；(2)①；；1.0×10-6-1.2×10-6 ②1.1-1.5
【详解】(1)图乙所示螺旋测微器可知，其示数为0.400 mm；
(2)①应用描点连线法作出图线如图所示；
图像的斜率为，联立和，解得；
代入数据得，则可求得。
②由图丙中关系图线可读出纵轴截距为1.8，此时待测电阻为零，由闭合电路欧姆定律得，可得。
13．【答案】0.4　；627 ℃
【详解】(1) 物块A开始移动之前气体做等容变化，初态有p1＝1×105 Pa，T1＝(27＋273) K＝300 K，
末态有p2＝p0＋，T2＝(177＋273) K＝450 K，
由查理定律有＝，
联立解得p2＝1.5×105 Pa，μ＝0.4.
(2) 物块 A 开始移动后，气体做等压变化，初态有V2＝L1S，T2＝450 K，末态有V3＝(L1＋d)S ，
由盖—吕萨克定律有＝，解得T3＝900 K，即t3＝(900－273) ℃＝627 ℃.
【思路导引】气缸内的温度升为177 ℃时，物块A开始缓慢移动，则气缸内气体先做等容变化，再做等压变化．
14．【答案】(1)3Mg　　(2)(v0－2gt)，t≤
(3)U＝IR－(v0－2gt)，t≤　－M
(4)见解析
【解析】(1)火箭和导电杆受到的安培力为F＝B1Id＝3Mg(1分)
对火箭和导电杆由牛顿第二定律可得F－Mg＝Ma，
解得a＝2g，方向竖直向上，
导电杆的速度由v0减为0的过程，由运动学公式可得
0－＝－2aL，解得L＝(1分)
(2)在t时刻，导电杆的速度大小为v＝v0－at＝v0－2gt(1分)
设导电杆到装置A的距离为y，闭合回路磁通量φ＝B2S＝B2dy，
感应电动势E＝＝B2d＝B2dv(1分)
解得
E＝(v0－2gt)，t≤t减＝，方向为顺时针(易错：导电杆位置的磁感应强度为B1，导电杆和导轨围成的闭合回路磁感应强度为B2，两者不等，因此需要根据法拉第电磁感应定律推导感应电动势，不能直接应用E＝B1dv的推论)(1分)
(3)在减速过程中，装置A和回路感应电动势一起为导电杆供电，由闭合电路欧姆定律可得I＝(1分)
则U＝IR－(v0－2gt)，t≤(1分)
U随时间t线性变化，导电杆下落的时间t减＝，
装置A输出的能量W＝t减＝It减＝－(1分)
(4)装置A可回收的能量来源为火箭和导电杆机械能的减少量及磁场能的减少量 (1分)
若R的阻值视为0，则W＝－，即装置A可回收的能量大小为(1分)
其中机械能减少量ΔE1＝M＋MgL＝，磁场能减少量ΔE2＝ΔE－ΔE1＝(1分)
15．【答案】（1）；（2），；（3）L=m；（4）
【详解】（1）由动量守恒和系统机械能守恒得
解得
（2）c与a发生碰撞
a与b发生碰撞


解得
（3）物块b滑上传送带上时的加速度
解得
（4）当物块a恰好返回传送带左端时，与物块c发生碰撞。
因为a和c的速度小于，所以物块a在传送带上的运动时间
物块a在地面上的运动时间
物块c在地面上的运动时间
解得

当物块a和物块c都返回传送带左端时，a与c发生碰撞。
物块c在传送带上的运动时间
解得

a、b的初位置离传送带左端距离x的范围
第 page number 页，共 number of pages 页
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