2025届湖南名校教育联盟高三（上）12月大联考物理试卷（解析版）

这是一份2025届湖南名校教育联盟高三（上）12月大联考物理试卷（解析版），共23页。
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. 物理学家在探究客观世界的过程中发现了很多行之有效的科学研究方法，下列关于物理学常用方法的表述中正确的是（ ）
A. 电场强度，速度，加速度，都采用了比值定义法
B. 汽车在通过弯道时如果速度过大，往往会出现“甩尾”现象，这是由于受到离心力而产生的
C. 库仑发现了库仑定律并测出了静电力常量k
D. 卡文迪什通过扭称实验测出了万有引力常量G
【答案】D
【解析】A．电场强度，速度都是采用了比值定义法，加速度是决定式，没有采用比值定义法，故A错误；
B．汽车在通过弯道时，如果速度过大，往往会出现“甩尾”现象，这是一种离心现象，这是由于实际受到的力沿弯道半径方向的合力不足以提供所需的向心力而导致的，离心力是效果力，实际上不能够认为物体受到离心力，故B错误；
C．库仑发现了库仑定律，由于库仑所在时代，电荷量的单位都没有确定，可知，库仑并没有测出静电力常量k，故C错误；
D．牛顿发现万有引力定律后，卡文迪什通过扭称实验测出了万有引力常量，故D正确。
故选D。
2. 校园运动会是学校体育运动竞赛的一种重要形式，具有振奋师生精神，丰富校园生活等作用，下列关于各运动项目的说法正确的是（ ）
A. 在标准田径场举行的男子1000 m比赛中，运动员的平均速度相等
B. 在铅球项目中，运动员的成绩是铅球抛出后的位移
C. 在跳高比赛中，运动员背越式跳高过栏杆时人体的重心可能低于杆的高度
D. 在跳远比赛中，起跳时地对人的作用力大于人对地的作用力
【答案】C
【解析】A．在标准田径场上的内外圈长度不同，所以运动员跑1000 m不一定回到原点，位移不都为0，运动时间也可能不相等，则平均速度可以不相等，选项A错误；
B．在铅球项目中，运动员的成绩是铅球抛出后的水平位移，选项B错误；
C．人的弹跳把重心跳起一定的高度，背越式通过调整姿势使重心低于横杆，则同样高度重心过杆高度背越式更高，背越式跳高过栏杆时人体的重心可能低于杆的高度，选项C正确；
D．跳远起跳时地对人的作用力与人对地的作用力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，选项D错误。故选C。
3. 如图所示，光滑斜面上有一倾斜放置的弹簧，弹簧上端固定，下端连接物体P，其正在做振幅为的简谐运动，当达到最高点时弹簧恰好为原长。当P振动到某个位置时恰好断开为质量相等的两部分A、B，B掉下斜面，此后A继续做简谐运动。则下列说法中正确的是（ ）
A. 如果在平衡位置处断开，A依然可以到达原来的最低点
B. 如果在最高点处断开，则B带走的能量最多
C. 无论在什么地方断开，此后A振动的振幅一定增大，周期一定减小
D. 如果在最低点处断开，此后A振动的振幅变为
【答案】B
【解析】A．如果在平衡位置处断开，由于振子质量减小，从能量角度分析，假设依然可以到达断开的最低点，则弹簧弹性势能的增加量大于A振子动能和重力势能的减小量（弹簧弹性势能的增加量等于整个物体的动能和重力势能的减小量），则假设错误，经过分析，A到不了原来的最低点，故A错误；
B．由于在上升过程中，A、B间的力一直对B做正功，所以到达最高点时，B的机械能最大，则如果在最高点断开，则B带走的能量最多，故B正确；
CD．设物体掉下前弹簧的劲度系数为k，质量为m，振幅为，振子在平衡位置时有
振子到达最低点时，弹簧的形变量为，当物体掉下一半时，振子在平衡位置时有
则
振子掉下一半时，设振幅为，最低点位置没有变化，弹簧的形变量没有变化，则有
而越是在弹簧短的时候断开，此后A的振幅就越小，当在最高点断开时，此后A的振幅为，周期与振幅无关，故CD错误。故选B。
4. phyphx是一款功能强大的软件，它可以让手机充当一个真实的物理实验工具，让用户随时随地进行物理学习。该软件支持快速生成图表和文字，并进行统计分析，用户可以通过选择传感器输入来设计和分析实验，为用户提供了丰富便利的实验辅助工具。现用某款智能手机进行竖直上抛实验：用手掌托着智能手机，在phyphx里面打开加速度传感器，把手机向上抛出，然后又在抛出点接住手机，以竖直向上为正方向，测得手机在竖直方向的加速度随时间变化的图像如图所示，则手机（ ）
A. 在t1~t3时间内手机先加速后减速B. 在t3时刻手机到达最高点
C. 在t2~t3时间内手机受到的支持力逐渐减小D. 在t2~t4时间内，手机处于失重状态
【答案】C
【解析】A．图像中图线与坐标轴所围面积表示速度的变化量，t1~t3时间内速度一直增加，所以手机一直加速，故A错误；
B．由图可知，t3时刻后加速度方向向下，为失重状态，速度方向向上，所以向上做减速运动，t3时刻还没有达到最高点，故B错误；
C．对手机进行受力分析可知，t2~t3时间内，有
该段时间内，a逐渐减小，因此支持力 QUOTE FN FN逐渐减小，故C正确；
D．在t2~t4时间内，手机加速度先向上后向下，则手机先处于超重状态后处于失重状态，故D错误。
故选C。
5. 如图所示，电源电动势为E、内阻为r，R0为定值电阻，且r1且n很大时，近似为0）
【答案】（1），
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
对0号物体，弹簧压缩至处由静止释放，弹簧弹性势能全部转化为0号物块动能，有
解得
由题可知，2024个弹性物体两两之间碰撞时交换速度，所以2024号物体最终速度是0号物体与1号物体发生弹性正碰后1号物体的速度，由机械能守恒和动量守恒有

解得
可知2024号物块最终速度
【小问2详解】
0号与1号发生碰撞后，1号将于2号发生正碰，因两者质量相同，将发生速度交换，1号将静止，最终2024号物块获得此速度。之后0号将继续与1号发生第二次碰撞，同理可得，0号第二次碰撞后的速度为
1号发生第二次碰撞后的速度为
最终2023号物块获得此速度，依上述分析可知2020号物块最终速度为1号物块与0号物块第5次碰撞后1号物块的速度，0号物体与1号物块第4次碰撞后的速度为，则2020号物块最终速度
【小问3详解】
第一次将弹簧压缩至处由静止释放，弹簧弹力对0号物块的冲量
0号与1号物块第1次碰撞后，再次压缩弹簧至弹簧恢复原长，弹簧弹力对0号物块的冲量为
0号与1号物块第2次碰撞后，再次压缩弹簧至弹簧再次恢复原长，弹簧弹力对0号物块的冲量为
以此类推，直至0号物块与1号物块发生第2024次碰撞后，0号物块最后一次压缩弹簧至弹簧恢复原长后，0号物块速度向左，无法再与1号物块碰撞，达到稳定运动，因此，从弹簧压缩至心处将0号物块静止释放到最终所有物块都能稳定运动，整个过程中弹簧弹力的总冲量为
15. 如图所示，空间中CE左侧区域Ⅰ内有场强大小N/C、方向水平向左的匀强电场，一条长L=0.8m且不可伸长的轻绳一端固定在区域I内的O点，另一端系一质量m=0.2kg，带电荷量q为0.1C的绝缘带正电小球a，初始时小球静止在M点。在紧靠区域I的右侧竖直放置一足够长、半径R=1m的光滑绝缘圆筒，圆筒上端截面水平，CD是圆筒上表面的一条直径且与区域Ⅰ的O点共线，直径PQ与直径CD垂直，圆筒内左半边PQJHEC区域Ⅱ中存在大小=20N/C、方向垂直CDEF平面向里的匀强电场。第一次给M处的小球一垂直于OM斜向上的初速度（未知），使其在竖直平面内绕O点恰好做完整的圆周运动，AB为圆的竖直直径。第二次给M处的小球一垂直于OM斜向上的初速度（未知），当小球a运动到O点正上方B点时，轻绳突然断裂，小球a刚好从区域Ⅰ的边界C点竖直向下离开区域Ⅰ的电场，然后贴着圆筒内侧进入区域Ⅱ。已知重力加速度大小取g=10m/s2，绳断前﹑断后瞬间，小球a的速度保持不变，忽略一切阻力，图中ABCDEF在同一竖直平直内。求：
（1）小球a第一次在M的初速度大小和第一次经过B点时绳的拉力T；
（2）绳断后小球a从B到C过程电势能的变化量；
（3）若小球a刚进入圆筒时，另一质量=0.2kg的绝缘不带电小球b从D点以相同速度竖直向下贴着圆筒内侧进入圆筒，经过一段时间，小球a、b发生弹性碰撞，且碰撞中小球a的电荷量保持不变，则从小球b进入圆筒到与两球发生第7次碰撞后，小球b增加的机械能是多大。
【答案】（1）m/s，6N
（2）=4.8J
（3）=14J
【解析】【小问1详解】
已知，由题意等效最高点在OM连线的反向延长线与圆周的交点上，设为N，则在N点满足
由几何关系可知该方向与竖直方向夹角为60°，根据牛顿第二定律，有
即小球在N点的速度为
=4m/s
从M点到N点过程中，由动能定理可得
解得
m/s
又因为从B到N点，由动能定理得
在B处，沿绳方向的合外力提供小球运动所需要的向心力，有
解得T=6N
【小问2详解】
从细线断裂后小球在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀减速运动，根据题意，到C点时，水平方向速度为0，竖直方向位移为L，设水平方向位移为，根据位移时间公式，有
从B到C过程电势能的变化量等于电场力做功的绝对值，即
联立解得
=4.8J
【小问3详解】
因两球在竖直方向下落一样快，故它们碰撞时是水平正碰。根据水平方向碰撞时动量守恒和能量守恒。由于两球质量相等，所以它们正碰时交换水平方向速度。第一次与小球a与b球碰撞，电场力对小球a做功
从进入圆筒到第7次碰撞前，小球a增加的机械能为
解得
=14J
则第7次碰撞后，小球b增加的机械能为
=14J