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2025届湖南省高考物理模拟试卷（一）
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．核电池又称“放射性同位素电池”，某种核电池常用的放射性同位素是钚238（），其半衰期为87年，该电池利用衰变放出的能量转化为电能，可为心脏起搏器提供电能。下列说法正确的是（　　）
A．温度升高钚238的半衰期缩短
B．钚238衰变后的原子核内质子数比中子数多50个
C．钚238衰变产生的射线的电离本领比射线弱
D．经过174年后，核电池内剩余钚238的质量变为初始质量的
2．2025年1月7日，中国航天实现开门红，实践25号双机械臂的在轨服务卫星成功发射，标志我国在该领域技术水平居于世界前列。研发过程中，实验室测试机械臂抛投物体，把质量为m的小球从同一高度的A、B两点抛出，均能垂直击中竖直墙壁上的目标点P，轨迹如图。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）
A．A点抛出的初速度的竖直分量更大 B．B点抛出的运动时间更长
C．两抛体击中P点时速度大小相等 D．A点抛出时机械臂对物体做功更多
3．2022年12月8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”。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，如图所示。根据以上信息可以得出（ ）

A．火星与地球绕太阳运动的周期之比约为
B．当火星与地球相距最远时，两者的相对速度最大
C．火星与地球表面的自由落体加速度大小之比约为
D．下一次“火星冲日”将出现在2023年12月8日之前
4．一列简谐横波在 时的波形图如图甲所示，P是介质中的质点，图乙是质点P的振动图像。已知该波在该介质中的传播速度为 ，则（ ）
A．该波沿x轴正方向传播
B．再经过 ，质点P通过的路程为
C． 时刻质点P离开平衡位置的位移
D．质点P的平衡位置坐标为
5．空间存在着匀强磁场和匀强电场，磁场的方向垂直于纸面平面向里，电场的方向沿轴正方向.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．
6．如图所示，真空中为边长为的等边三角形三个顶点，在两点分别固定电荷量为的点电荷，在点固定电荷量为的点电荷，点为三角形中心，点为三角形三边中点，设点电荷在某点产生电势为（为点电荷电量，为到点电荷的距离），关于四点电场强度大小及电势高低，下列说法正确的是（　　）
A．点场强大小，电势为0
B．点场强大小为，电势为
C．点和点场强大小相等，电势不同
D．电子由点沿直线移动到点过程中，加速度减小，电势能增大
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．如图1所示，倾角为的倾斜传送带以恒定速率匀速运行，将一可视为质点的物块轻放在传送带的上端，物块此后在传送带上运动的完整速度-时间图像如图2所示。传送带上端与下端间的距离为6.5m，物块与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度g取，则下列说法正确的是（　　）
A．传送带沿顺时针方向运转 B．传送带运转的速度大小为
C．物块在传送带上运行的时间为 D．传送带倾角的正切值为
8．如图是输电线为用户输电的示意图，电路中升压变压器T1和降压变压器T2都认为是理想变压器，中间输电线上的总电阻为R，下列说法正确的是(　　)
A．T1的输出电压与T2的输入电压相等
B．T1的输出功率大于T2的输入功率
C．若用户接入的用电器增多，则R消耗的电功率减小
D．若用户接入的用电器减少，则T2的输出功率减小
9．（多选）如图所示，玻璃砖在纸面上的横截面由正方形和圆面组成．一束单色光在纸面内以 的入射角从空气射向边的中点，已知玻璃砖对该光的折射率为，则该束单色光（ ）
A． 在边的折射角为
B． 在边的折射角为
C． 一定能从边射出
D． 第一次从边射出的折射角小于
10．如图甲所示，半圆弧轨道固定在水平面AB上，圆心为O，直径BC与AB垂直。质量的滑块从水平面上以一定的初速度向右滑动，最终滑上半圆弧轨道并从最高点C飞出，滑块在半圆弧轨道上运动过程中的速度平方与上升高度h的关系图线如图乙所示，已知重力加速度g取，则（ ）
A．半圆弧轨道的半径
B．滑块经过C点时对轨道的压力大小约为17.8N
C．滑块从B到C过程中机械能守恒
D．滑块从C点抛出后落地点到B点距离为3m
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．在“用单摆测定重力加速度”的实验中：
(1)该同学组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图1所示，这样做的目的是______。
A．可使周期测量得更加准确
B．防止运动过程中摆长发生变化
C．便于调节摆长
D．保证摆球在同一竖直平面内摆动
(2)摆动时偏角满足的条件是偏角小于5°，为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最 （填“高”或“低”）点的位置，且用停表测量单摆完成多次全振动所用的时间，求出周期。图甲中停表示数为该单摆全振动50次所用的时间，则单摆的振动周期为 s（结果保留3位有效数字）
(3)如果实验中所得到的关系图线如图3所示，根据图像分析，可得当地的重力加速度 （取3.14，结果取小数点后两位）
(4)若该同学测得的重力加速度值偏大，其原因可能是______
A．单摆的悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了
B．把50次摆动的时间误记为49次摆动的时间
C．开始计时，秒表过早按下
D．测摆线长时摆线拉得过紧
12．某同学测一段粗细均匀的金属圆柱体ab的电阻率ρ，除了待测金属圆柱体、多用电表、螺旋测微器、游标卡尺之外，实验室还准备了如下器材：
A．电压表V1（量程0~3V，内阻很大）
B．电压表V2(量程0~3V，内阻）
C．滑动变阻器R1（阻值范围为0~10Ω，最大电流为3A）
D．定值电阻
E.电源（输出电压恒为4V）
G.开关，导线若干
(1)实验前用多用电表粗略测量圆柱体的电阻，选择“×1”倍率的欧姆挡，欧姆调零后再进行测量，多用电表的示数如图甲所示，多用电表读数为 Ω；用直尺测得金属圆柱体的长度为50cm，用螺旋测微器测量圆柱体的直径，测量结果如图乙所示，其读数为 mm。
(2)为获得多次测量数据，实验小组组装了图丙电路图，因实验室没准备电流表，电路中电压表V2与定值电阻。并联当作电流表使用，它的量程为 A。（保留一位小数）
(3)测得电压表示数，则该金属圆柱体电阻。 Ω（保留一位小数），电阻率 （保留两位有效数字）。
13．如图所示，一根长度为L = 120 cm、横截面积为S、两端封闭、粗细均匀且导热良好的玻璃管竖直放置。在玻璃管顶部开一小孔。堵住小孔，管内有一段高h = 30 cm的水银柱，上方为真空，下方则封闭着长为a = 60 cm的空气柱。已知玻璃管所处地理位置的大气压强p0 = 60 cmHg，热力学温度T1 = 300 K，空气可视为理想气体。
(1)若只缓慢加热玻璃管，当水银刚到达玻璃管顶部时，求封闭气体的热力学温度T2；
(2)若松开孔，空气从外界进入，最终稳定时，水银柱下降距离Δh（整个过程外界温度为T1保持不变）。
14．如图所示，两平行光滑长直金属导轨水平放置，间距为L。导轨间有匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向竖直向上。初始时刻，金属杆M以初速度向右运动，金属杆N处于静止状态。两金属杆与导轨接触良好且运动过程中始终与导轨垂直。金属杆M、N材料相同且粗细均匀，两金属杆的长度为L，质量均为m，每根金属棒的电阻都是R，导轨的电阻忽略不计，忽略感应电流产生的磁场，两金属杆始终未相撞。
（1）M、N的最终速度和金属棒M产生的焦耳热Q；
（2）M、N之间的最小距离x；
（3）若将金属杆M的质量变成原来的k倍，金属杆的材料和长度不变，仍在原位置以相同初速度v0向右运动，求M、N不相撞的最小距离x1。
15．碰撞在宏观、微观世界中都是十分普遍的现象。在了解微观粒子的结构和性质的过程中，碰撞的研究起着重要的作用。
通常我们研究光滑水平面上两个物体的碰撞，如图所示。请你进行判定：若在粗糙斜面上，如图所示，两个小球发生碰撞，碰撞的过程中、组成的系统动量是否守恒。
裂变反应可以在人工控制下进行，用慢化剂中的原子核跟中子发生碰撞，使中子的速率降下来，有利于中子被铀核俘获而发生裂变。
如图所示，一个中子以速度与慢化剂中静止的原子核发生弹性正碰，中子的质量为，慢化剂中静止的原子核的质量为，而且。为把中子的速率更好地降下来，现在有原子核的质量大小各不相同的几种材料可以作为慢化剂，通过计算碰撞后中子速度的大小，说明慢化剂中的原子核应该选用质量较大的还是质量较小的。
康普顿在研究石墨对射线的散射时，提出光子不仅具有能量，而且具有动量，光子动量。假设射线中的单个光子与静止的无约束的自由电子发生弹性碰撞。
碰撞后光子的方向与入射方向夹角为，电子的速度方向与入射方向夹角为，其简化原理图如图所示。光子和电子组成的系统碰撞前后动量守恒，动量守恒定律遵循矢量运算的法则。已知入射光波长，普朗克常量为。求碰撞后光子的波长。
物理模拟试卷（一）参考答案
1．【知识点】原子核的衰变及半衰期
【答案】D
【详解】A．元素的半衰期是由放射性元素本身决定的，与原子所处的物理状态和化学状态均无关，A错误；
B．钚238的衰变方程为
则内质子数与中子数的差值为
可知钚238衰变后的原子核内质子数比中子数少50个。故B错误；
C．钚238衰变产生的射线的电离本领比射线强。故C错误；
D．设初始时核电池内钚238的质量为m，则经过174年后，核电池内剩余钚238的质量
D正确。
选D。
2．【知识点】平抛运动中的临界问题
【答案】D
【详解】两次抛体运动均垂直击中P点，说明末速度竖直分量为零，由逆向思维可把P到A、B看出平抛运动，根据，，由于高度相同，可知两抛体竖直初速度相同，运动时间t相同，AB错误；根据，因为相同，A点水平位移更大，可知其水平初速度更大，两抛体击中P点时速度大小不相等，C错误；根据总初速度，由于A的水平速度更大，A点抛出时的物体初速度更大，机械臂做功更多，D正确。
3．【知识点】万有引力定律问题的分析与计算、开普勒三大定律及其应用
【答案】B
【详解】火星和地球均绕太阳运动，由于火星与地球的轨道半径之比约为3：2，根据开普勒第三定律有，可得，A错误；火星和地球绕太阳匀速圆周运动，速度大小均不变，当火星与地球相距最远时，由于两者的速度方向相反，此时两者相对速度最大，B正确；在星球表面根据万有引力定律有，由于不知道火星和地球的质量比，无法得出火星和地球表面的自由落体加速度，C错误；火星和地球绕太阳匀速圆周运动，有，，要发生下一次火星冲日则有，得，可知下一次“火星冲日”将出现在2023年12月18日之后，D错误。
4．【知识点】波的图像和振动图像的综合应用
【答案】D
【详解】A．由乙图可知0.8s时 P点振动方向向下，根据上下坡法，波沿负方向传播，A错误；B．P未处于平衡位置或波峰、波谷处，再经过 ，质点P通过的路程 错误；C．由图乙可知，0时刻质点P位于平衡位置，C错误；D．根据简谐运动的表达式 ，将 ， 代入解得 ，即 处的质点从平衡位置到5cm经历的时间为0.1s，P点振动形式传播到 处的时间为 ，质点P的平衡位置坐标为 正确。故选D。
5．【知识点】带电粒子在叠加场中的运动
【答案】B
【解析】本题考查带电粒子在空间叠加场的问题.在平面内电场的方向沿轴正方向，故在坐标原点静止的带正电的粒子在电场力作用下会向轴正方向运动.磁场方向垂直于纸面向里，根据左手定则，可知向轴正方向运动的带正电的粒子同时受到沿轴负方向的洛伦兹力，故带电粒子向轴负方向偏转，、错误；由于匀强电场方向沿轴正方向，故轴为匀强电场的等势面，从开始到带电粒子再次运动到轴时，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，正确，错误.
6．【知识点】电场的叠加
【答案】B
【详解】根据对称性可知a、b三处点电荷在O点产生的电场强度大小相等，均为，c处点电荷在O点产生的电场强度方向分别如图所示，
根据电场强度的叠加法则可得O点的电场强度大小为，根据点电荷在某点产生电势，可得O点的电势分别为，A错误；两个正点电荷在P点的合场强为零，P点的场强即为负电荷在P点产生的场强，即，根据点电荷在某点产生电势，可得P点的电势分别为，B正确；根据等量同种电荷的电场分布特点以及点电荷的电场分布特点可知，点和点场强大小相等，根据点电荷在某点产生电势，可得点和点的电势分别为，，可知这两点电势相等，C错误；电子由点沿直线移动到点过程中，电场强度减小，电子受到的电场力减小，其加速度减小，电场力一直做正功，电势能减少，D错误。
7．【知识点】传送带模型
【答案】BC
【详解】A．由题图2分析可知，开始物块加速度大，后加速度变小，可知传送带沿逆时针方向运转，A项错误；
D．物块速度小于传送带速度时，物块运动的加速度
在物块速度大于传送带速度时
解得，
D项错误；
B．则由题图像结合题意可知
解得
又
则，
传送带运转的速度大小为，B项正确；
C．物块在传送带上运行的时间为，C项正确。
选BC。
8．【知识点】理想变压器原、副线圈两端的电压、功率、电流关系及其应用
【答案】　BD
【详解】　设输电线中的电流为I2，T1的输出电压与T2的输入电压分别为U2、U3，则有U2＝I2R＋U3，即T1的输出电压大于T2的输入电压，A错误；T1的输出功率为P2＝U2I2，输电线上损耗的功率为ΔP＝IR，T2的输入功率为P3＝U3I2，则P2＝ΔP＋P3，即T1的输出功率大于T2的输入功率，B正确；若用户接入电路的用电器增多，则T2副线圈中的电流增大，由变压器的工作原理可知，T2原线圈中的电流增大，即输电线上的电流增大，输电线上损耗的功率增大，即R消耗的电功率增大，C错误；若用户接入电路的用电器减少，则用电器消耗的功率减小，即T2的输出功率减小，D正确。
9．【知识点】全反射与折射的综合应用
【答案】BCD
【解析】光路图如图所示，光线从中点入射，设折射角为 ，由折射定律得，解得 ，即在边的折射角为 ，A错误；光从光密介质射入光疏介质发生全反射的临界角设为 ， ，即 ，而边、边的入射角为 ，故该单色光能从边、边射出，由折射定律知，光在边的折射角为 ，B、C正确；光从边反射后射到边，设入射角为 ，出射角为 ，出射点为，连接，设正方形边长为，由正弦定理得，解得，由折射定律得 ，解得 ，所以折射角 小于 ，D正确．
10．【知识点】功能原理、能量守恒与曲线运动的综合
【答案】BD
【详解】由图乙可知，时滑到最高点，所以半径，A项错误；从图乙可以看出，物体到达点时的速度大小为，设运动到点时轨道对物体的弹力为，则有，代入数据解得，由牛顿第三定律可知，物体运动到点时对半圆形导轨的压力大小为，B项正确；以水平面为参考平面，则滑块在点的机械能为，在点的机械能为，所以滑块与半圆弧轨道间有摩擦，滑块从到过程中机械能不守恒，C项错误；滑块从点抛出后做平抛运动，飞行时间有，可得0.6s，所以滑块从点抛出后落地点到点距离为，D项正确。
11．【知识点】实验：用单摆测量重力加速度
【答案】(1)BC；(2)低，1.35；(3)9.86；(4)D
【详解】（1）组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，这样做的目的是防止单摆在运动过程中摆长发生变化，同时便于调节摆长。选BC。
（2）为了减小测量周期的误差，计时开始时，摆球应是经过最低点的位置；
图2中停表的读数为，则单摆的振动周期为。
（3）根据单摆周期公式有，变形得，则有，解得。
（4）单摆的悬点未固定紧，摆动中出现松动，使摆线增长了，结合上述有，可知，测得的重力加速度值偏小，A错误；把50次摆动的时间误记为49次摆动的时间，周期测量值偏大，根据，则测得的重力加速度值偏小，B错误；开始计时，秒表过早按下，时间测量值偏大，则周期测量值偏大，根据，则测得的重力加速度值偏小，C错误；测摆线长时摆线拉得过紧，摆长测量值偏大，根据，则测得的重力加速度值偏大，D正确。
12．【知识点】实验：导体电阻率的测量
【答案】(1)，1.844 ；(2)；(3)，
【详解】（1）多用电表读数为；圆柱体的直径为
（2）与定值电阻并联，量程，量程为。
（3）根据欧姆定律可得金属圆柱体电阻；根据电阻定律，联立可得电阻率
13．【知识点】气体的等压变化与盖—吕萨克定律、气体等温变化与玻意耳定律
【答案】(1)；(2)
【详解】（1）题意可知水银刚到达玻璃管顶部时，空气柱的长度为
由等压过程规律知
代入数据得
（2）据题意，原封闭空气柱压强
稳定后空气柱压强
代入数据得
由等温过程规律知
代入数据解得
14．【知识点】电磁感应现象中的功能问题
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）M、N之间动量守恒
解得
对M、M组成的系统，根据能量守恒有
得到
金属棒M产生的焦耳热
（2）对N由动量定理
又，，
联立可得
（3）由于金属棒的质量
因此金属棒的体积变为原来的k倍，因此横截面积
由电阻的决定式
可得，与N之间由动量守恒定律可得
对N棒由动量定理
解得
15．【知识点】求解弹性碰撞问题
【答案】碰撞的过程中、组成的系统动量守恒。
碰撞后中子速度的大小为，慢化剂中的原子核应该选用质量较小的。
碰撞后光子的波长为。
【解析】发生碰撞的、小球作用时间极短，内力远大于外力，、组成的系统动量守恒。
中子与原子核发生弹性正碰，根据动量守恒与能量守恒有：
解得碰撞后中子的速度为：
由于
碰撞后中子的速度为
可知慢化剂中的原子核应该选用质量较小的。
设电子碰撞后的动量为，光子与静止的无约束的自由电子发生弹性碰撞，在水平方向上，动量守恒有
在竖直方向上，动量守恒有
碰撞后光子的波长为：
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