2025年高考第三次模拟考试卷：物理（湖北卷）（解析版）

这是一份2025年高考第三次模拟考试卷：物理（湖北卷）（解析版），共18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10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．在机械振动中，关于共振现象，以下说法正确的是（ ）
A．在图1中，A、B、C三个小球。其中C球的固有频率最大
B．在图1中，若把球拉开较小角度，球释放后较短时间内，球的振幅相等
C．在图2中，若把两单摆放在同一地点。则甲乙两单摆的摆长之比为1：4
D．图2中，若两单摆长相同，放在不同的星球上，则甲乙两单摆所处星球的重力加速度之比为1：4
【答案】 D
【解析】A．由物体固有频率周期公式可得，其中小球的摆长最长，故而其固有周期最大，则固有频率最小，错误；
B．当小球释放之后，小球做受迫振动。由于小球的固有频率，更接近于小球的频率，则小球的振幅要比小球的大。错误。
CD．由图乙可知，甲、乙两个单摆的固有频率之比为，由
可得
若两单摆放在同一地点，则甲、乙两单摆的摆长之比为4：1，若两单摆摆长相同放在不同的星球上，则甲、乙两单摆所处星球的重力加速度之比为，错误，正确。
故选。
2．如图一自耦变压器，其环形铁芯上只绕有一个线圈。将其接在A、B间作为原线圈，输入交变电压为；将其接在C、D间作为副线圈，输出电压为。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中（ ）
A．B．C．升高D．降低
【答案】 B
【解析】AB．根据电压匝数关系有
由图可知
可知
A错误，B正确；
CD．电压由交变电源决定，因此为一个定值，在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中，匝数增大，匝数不变，根据上述可知降低，CD错误。
故选B。
3．可逆斯特林热机的工作循环如图所示。一定质量的理想气体经ABCDA完成循环过程，AB和CD均为等温过程，BC和DA均为等容过程。关于斯特林循环，下列说法正确的是（ ）
A．
B．AB过程气体放出热量
C．BC过程所有气体分子的动能都减小
D．ABCDA过程气体不对外做功
【答案】 A
【解析】AC．从B到C过程，气体体积不变，压强变小，根据
可知气体温度降低，则有；则气体分子的平均动能减小，但不是所有气体分子的动能都减小，故A正确，C错误；
B．从A到B过程，气体温度不变，体积变大，则外界对气体做负功，由于气体内能不变，根据热力学第一定律可知，气体从外界吸热，故B错误；
D．根据图像与横轴围成的面积表示做功大小，由题图可知，ABCDA过程气体对外做功，故D错误。
故选A。
4．两辆相同的汽车甲、乙在同一条平直公路上同向运动，它们在0~时间内的位移x随时间t变化的关系如图所示，已知在时刻两图像的斜率相同，下列关于两车在0~时间内的运动说法正确的是( )
A．0~时间内乙车的平均速度大于甲车的平均速度
B．时刻两车相距最远
C．乙车加速度的方向与速度方向一致
D．若两车所受的阻力相等，则甲车的牵引力一直大于乙车的
【答案】 D
【解析】A．0~时间内，甲、乙两车的位移相同，根据平均速度公式可知，甲、乙两车平均速度相同，故A错误；
B．时刻两图像的斜率相同，两车速度相同，但时刻，两车的位置关系未知，不能判断时刻两车的位置关系，故B错误；
C．乙车的位移随时间变化的关系图像的斜率逐渐减小，速度逐渐减小，乙车加速度的方向与速度方向相反，故C错误；
D．乙车的位移随时间变化的关系图像的斜率逐渐增大，所以甲车做加速运动，则甲车牵引力大于阻力，乙车做减速运动，则乙车牵引力小于阻力，故D正确。
故选D。
5．2023年2月26日，中国载人航天工程三十年成就展在中国国家博物馆举行，展示了中国载人航天发展历程和建设成就。如图所示是某次同步卫星从轨道1变轨到轨道3，点火变速在轨道P、Q两点，P为轨道1和轨道2的切点，Q为轨道2和轨道3的切点。轨道1和轨道3为圆轨道，轨道2为椭圆轨道。设轨道1、轨道2和轨道3上卫星运行周期分别为、和。下列说法正确的是（ ）
A．卫星在轨道3上的动能最大
B．卫星在轨道3上Q点的加速度大于轨道2上P点的加速度
C．卫星在轨道2上由P点到Q点的过程中，由于离地高度越来越大，所以机械能逐渐增大
D．卫星运行周期关系满足
【答案】 D
【解析】A．在圆轨道，根据万有引力提供向心力可得
则卫星在轨道3上的速度小，故卫星在轨道3上的动能小，故A错误；
B．根据牛顿第二定律可得
解得
故轨道3上Q点的加速度小于轨道2上P点的加速度，故B错误；
C．轨道2上从P到Q点只有万有引力做功，机械能不变，故C错误；
D．根据开普勒第三律，对轨道1有
同理对2、3有
联立可得
故D正确。
故选D。
6．风洞是测试飞机性能、研究流体力学的一种必不可少的重要设施，我国的风洞技术处于世界领先地位。如图所示，某次风洞实验中，使风力大小恒定，方向水平，一质量为m的小球先后经过a、b两点，其中在a点的速度大小为v，方向与a、b连线成角；在b点的速度大小也为v，方向与a、b连线成角。已知a、b连线长为d，与水平方向的夹角为45°，小球的空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（ ）
A．从a运动到b点所用的时间为
B．小球的最小速度为0
C．风力大小为
D．若改用质量为2m的小球，同样从a点以相同速度抛出，其仍能经过b点
【答案】 C
【解析】
A.如图所示，小球在a点和b点速度大小相等，与水平方向夹角相等，根据此特点可知，小球运动可看作斜上抛运动，由图可知合力方向垂直于a、b连线。因为，则
则运动时间为
A错误；
B．小球从a点到距离a、b连线最远的点做减速运动，然后做加速运动到b点，最小速度为
B错误；
C．设合力为F，由斜上抛运动规律知
代入得
解得
所以风力
C正确；
D.风力不变，重力变为原来的2倍，所以合力大小方向都发生改变，所以不能到达b点，D错误。
故选C。
7．如图所示，边长为L的正四面体ABCD的中心为O，A、B两点分别固定等量异种点电荷、，下列说法正确的是（ ）
A．C、D两点电场强度大小相等，方向不同
B．C、D两点电势相等
C．将一试探电荷从C点沿直线移到D点，电场力先做负功后做正功
D．O点场强大小为
【答案】 B
【解析】A．A、B两点分别固定等量异种点电荷，则C、D两点电场强度大小相等，方向也相同，故A错误；
BC．空间中C、D两点连线在等量异种点电荷连线的垂直平分面上，故在同一个等势面上，即，将一试探电荷从C点沿直线移到D点电场力一直不做功，故B正确，C错误；
D．O点是正四面体的中心，其外接球的半径为，在O点场强大小为
设两等大场强的夹角为，根据几何关系可知
，
合成后O点场强大小为
故D错误。
故选B。
8．如图所示为玻璃砖的横截面，一光束从真空中经一点斜射入玻璃砖，进入玻璃砖后分成a、b两束单色光，分别从下面射出玻璃砖，α = 45°，β = 60°，下列说法正确的是（ ）
A．a光临界角为30°
B．如果a光能使某种金属发生光电效应，则b光不能使这种金属发生光电效应
C．用同一装置对a光和b光分别进行双缝干涉实验，a光在光屏上得到的条纹间距较大
D．a光比b光通过玻璃砖的时间小
【答案】 CD
【解析】A．a光的折射率
则a光的临界角为
可得
故A错误；
B．由图可知a光的偏折程度小于b光，可知a光的折射率小于b光的折射率，a光的频率小于b光的频率，则如果a光能使某种金属发生光电效应，则b光一定能使这种金属发生光电效应，故B错误；
C．因a光波长大于b光的波长，则根据
可知，用同一装置对a光和b光分别进行双缝干涉实验，a光在光屏上得到的条纹间距较大，故C正确；
D．设玻璃砖的厚度为d，进入玻璃砖光线的折射角为θ，则在玻璃砖运行的路程
根据
因为入射角相同，单色光a比单色光b的折射角大，a光比b光通过玻璃砖的时间小，故D正确。
故选CD。
9．一边长为L、质量为m的正方形金属细框，每边电阻为，置于光滑的绝缘水平桌面（纸面）上。宽度为的区域内存在方向垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度大小为B，两虚线为磁场边界，在桌面上固定两条光滑长直金属导轨，导轨与磁场边界垂直，左端连接电阻，导轨电阻可忽略，金属框置于导轨上，如图所示。让金属框以初速度以进入磁场。运动过程中金属框的上、下边框处处与导轨始终接触良好。下列说法正确的是（ ）
A．金属框进入磁场过程中电路的总电阻为
B．金属框进入磁场的末速度为
C．金属框不可能穿越磁场
D．在金属框整个运动过程中，电阻产生的热量为
【答案】 BCD
【解析】A．因为导轨电阻忽略不计，此时金属框上下部分被短路，根据电路构造可知此时电路中的总电阻为
故A错误；
B．金属框进入磁场的末速度为，金属框进入磁场的过程中，以水平向右为正方向，根据动量定理
又
，
即
解得
故B正确；
CD．根据能量守恒定律可得
根据电阻的比值关系可得此过程中电阻产生的热量为
联立解得
金属框完全在磁场中时，金属框的左右两边框同时切割磁感线，可等效为两个电源并联和构成回路，此时回路总电阻的为
假设金属框的右边能够到达磁场右边界，且速度为，以水平向右为正方向，根据动量定理，同理得
解得
可知金属框的右边恰好能到达磁场右边界，没有穿过磁场。根据能量守恒定律可得此过程产生的总热量为
此过程中电阻产生的热量为
联立解得
整个过程中电阻产生的热量为
故CD正确。
故选BCD。
10．如图所示，A，B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上。现用手控制住A，使细线刚好拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直，右侧细线与斜面平行。已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好要离开地面。下列说法正确的是（ ）

A．C刚离开地面时，B的加速度为零
B．斜面倾角α=60°
C．刚释放A时，B的加速度是
D．A获得最大速度为
【答案】 ACD
【解析】A．A和B的速度相等，当A的速度最大时，B的速度也最大。则C刚离开地面时，B的加速度为零，A正确；
B．开始与C恰好要离开地面时，弹簧分别处于压缩和拉伸状态，弹力大小均为
对AB分析
得
B错误；
C．刚释放时，对AB分析
得
C正确；
D．弹簧弹性势能变化为零，根据机械能守恒
联立得A获得最大速度为
D正确。
故选ACD。
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11. （8分） 如图甲所示，在验证“动量守恒定律”实验中，P为入射球A未与被碰球B碰撞时的落点。

（1）关于实验器材，下列说法正确的是 。
A．A球的质量可以小于B球的质量
B．该实验不需要秒表计时
C．实验轨道必须光滑
（2）已知小球A的质量和小球B的质量，用、和甲图中标出的符号列出验证动量守恒的表达式为 。
（3）若某次实验所用A球质量为，两小球发生正碰前后的位移时间（s-t）图像如图乙所示，则小球B的质量为 。
【答案】 （1） B （2） （3） 20
【解析】（1）A．要让碰撞后两球都向前运动，应满足A球的质量大于B球的质量，A错误；
B．碰撞前后小球下落高度相同，可用平抛水平位移表示平抛运动的初速度，即碰撞前后的速度，故该实验不需要秒表计时，B正确；
C．实验轨道不必光滑，只要每次A球都从相同高度释放即可，C错误。
故选B。
（2）规定入射球的速度方向为正方向，碰撞前后瞬间，根据动量守恒定律有
由于小球平抛运动的时间相等，则有
即满足
（3）根据图象斜率可解得两物体的速度，有
，，
代入
可解得
12. （10分） 某同学想设计一个测量金属棒(阻值约10Ω)电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：
A．直流电流表的量程为，内阻约为；
B．为六钮电阻箱（）；
C． 为滑动变阻器（，额定电流）；
D．为开关；为双刀双掷开关；
E. 电源，内阻不计；
F. 螺旋测微器，游标卡尺。
其中，用螺旋测微器测金属棒直径，用20分度游标卡尺测金属棒长度测量结果如图一和二。设计测电阻的电路如上图。
(1)如图1，用螺旋测微器测金属棒直径d为 mm；
如图2用20分度游标卡尺测金属棒长度L为 cm。
(2)测电阻的实验步骤如下，请把步骤⑤补充完整。
①选择的阻值略大于
②闭合，将合向一侧，调节使电流表指针指到满偏电流以上的刻度
③记下电流值
④保持的滑动触头位置不变
⑤
(3)用题中测得的物理量表示该金属棒电阻率
【答案】 （1） 6.126mm(6.125mm−6.127mm) 10.230cm （2）⑤ 将S2合向一侧，读出电流表读数I2 （3）
【解析】(1)螺旋测微器读数等于主尺加螺旋尺读数，即：6mm+12.6×0.01mm=6.126mm
游标卡尺读数等于主尺读数加游标尺对齐格数乘以精度，即： 102mm+0.05×6mm=102.30mm=10.230cm
(2)步骤⑤为：将S2合向一侧，读出电流表读数I2
(3)上下两支路并联， 电压相等， 有
其中

联立各式得
13. （9分） 用下面的方法可以测量液体的折射率：取一个半径为的软木塞，在它的圆心处插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上（下图）。调整大头针插入软木塞的深度，使它露在外面的长度为。这时从液面上方的各个方向向液体中看，恰好看不到大头针。利用测得的数据和即可求出液体的折射率。
（1）写出用和求折射率的计算式；
（2）用这种方法测某种液体的折射率时，测得，，求该液体折射率。
【答案】 （1）；（2）1.25
【解析】（1）观察者在水面上各个方向都刚好看不到水下的大头针，说明由大针头射出的光线，恰好在水面与木塞的边缘处发生全反射，由题意作出光路图如图所示
这时入射角等于临界角C，由几何关系可得
又，由以上两式解得水的折射率为
（2）实验测得r = 4cm，h = 3cm，由（1）中，可得
n = 1.25
14. （15分）如图所示，质量为3m、半径为R的光滑四分之一圆弧槽锁定在光滑水平面上，圆弧的最低点刚好与水平面相切，质量为3m的小球B静止在光滑水平面上，小球B的左侧连着一个放在水平面上的轻弹簧，质量为m的小球C从圆弧面最高点的正上方某处由静止释放，小球无碰撞地进入圆弧槽后再进入水平面，与弹簧发生作用后又被弹开，此后小球恰好能运动到圆弧槽的最高点，C、B两球在水平面上运动时始终在同一直线上，不计小球的大小，不计一切摩擦，重力加速度为g。求：
(1)小球C被弹簧反弹后刚运动到圆弧槽最低点时对圆弧槽的压力大小；
(2)小球开始释放的位置离圆弧体最上端的高度；
(3)若释动小球C前先解除圆弧体的锁定，然后让小球从同样的位置由静止释放，小球第一次、第二次滑离圆弧体时的速度大小。
【答案】 (1) (2)3R (3)，
【解析】（1）设小球C被弹簧弹开后的速度大小为v1，根据题意
小球C在圆弧轨道最低点，根据牛顿第二定律有
解得
则小球对圆弧轨道最低点压力大小
（2）设小球C开始时离圆弧体上端的高度为h，第一次滑离圆弧体的速度大小为v0，根据机械能守恒有
设小球C与弹簧作用后，小球C的速度大小为v1、小球B的速度大小为v2，则
根据动量守恒有
根据能量守恒
解得
结合（1）解得
（3）解除了圆弧体的锁定后，设小球第一次离开圆弧体时小球的速度大小为v3，圆弧体的速度大小为v4，则根据水平方向动量守恒
根据能量守恒
解得，
设小球C与弹簧作用后，小球C的速度大小为v5，小球B的速度大小为v6，由第（1）问可知
设小球C第二次滑离圆弧体后的小球C的速度大小为v7，圆弧体的速度大小为v8，根据动量守恒有
根据能量守恒有
解得
15. （18分） 如图所示，在xOy平面有一圆形有界匀强磁场，圆心坐标为，半径为R，磁场方向垂直于纸面向里。在第三象限从到的范围内存在沿x轴正向匀速运动的均匀带电粒子流。粒子速率为，质量为m，带电量为，所有粒子在磁场中偏转后都从O点射出，并立即进入第一象限内沿y轴负方向的匀强电场，经电场偏转后，最终均平行于x轴正向射出电场（沿y轴正向入射的粒子除外），已知电场强度为，不计粒子重力及粒子间的相互作用力。
（1）求匀强磁场的磁感应强度B的大小；
（2）电场外有一收集板PQ垂直于x轴放置，Q点在x轴上，PQ长度为R，不计PQ上收集电荷的影响，求PQ收集到的粒子数占总粒子数的比例；
（3）第一象限电场的边界方程。
【答案】 （1） ；（2）50% ；（3），
【解析】（1）由于粒子在磁场中偏转后经过O点，故粒子在磁场中偏转半径为R，即
得
（2）设打在P点的粒子从磁场中射出方向与x轴正向夹角为，粒子在电场中运动加速度为a，有
y方向
得
则
由几何关系可知，从O点射出角度小于的粒子均可被PQ收集到，该粒子射入磁场时到x轴的距离为
因此在收集到的粒子数占总数比例为
代入数据可得
（3）设某粒子以与x轴夹角射入电场，然后平行于x轴正向从点射出电场，则飞行时间
y方向位移
x方向位移
整理得
，
则电场的边界方程为
，
为椭圆的一部分。