湖南省2025届普通高中学业水平选择性考试模拟冲刺（四）物理试卷（解析版）

这是一份湖南省2025届普通高中学业水平选择性考试模拟冲刺（四）物理试卷（解析版），共19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。
1．2023年9月15日，三星堆遗址考古入选世界重大田野考古发现。三星堆古遗址距今已有5000至3000年历史，昭示长江流域与黄河流域一样同属中华文明的母体。应用碳14测定年代是考古中的重要方法，在高空大气中，来自宇宙射线的中子轰击氮14，不断以一定的速率产生碳14，接着碳14就发生放射性衰变，其半衰期为5730年，反应方程分别为：。以下说法中正确的是（ ）
A．核反应方程要遵循电荷数守恒和质量守恒
B．碳14发生的放射性衰变是β衰变
C．埋入地下的植物中，其碳14的半衰期将变长
D．4个碳14原子核在经过一个半衰期后，一定还剩2个
2．“天问一号”火星探测器被火星捕获，经过系列变轨后从“调相轨道”进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备。如图所示，火星半径为R，假设“天问一号”探测器围绕火星做匀速圆周运动，其环绕周期为T1，经过轨道上A点时探测器发出了一束激光，激光与火星表面相切于B点，若测得激光束AB与轨道半径AO的夹角为θ。不考虑星球的自转，已知地球的一颗近地卫星（轨道半径可视为地球半径）的运行周期为T2，则火星与地球的平均密度之比为（ ）
A．B．C．D．
3．在竖直墙壁上距离地面约2.5m高度处的O点和O点正下方1m处的点分别钉一长钉，在O点处的长钉上系一长度的轻质细线，细线下端系上质量的小球。将小球拉至几乎碰到小丽同学的鼻尖A处（此时细线与竖直方向的夹角为）无初速度释放。已知，，，小球可视为质点，空气阻力不计。则下列说法正确的是（ ）
A．释放小球的瞬间小球的加速度大小为
B．细线即将碰到处的长钉时，细线所受的拉力大小为15N
C．细线碰到处的长钉时，细线所受的拉力大小突然变为17N
D．小球返回后能与小丽同学的鼻尖发生碰撞
4．如图所示，一列简谐横波沿轴正方向传播，时，位于坐标原点O处的波源开始从平衡位置沿y轴向上做周期为、振幅为的简谐振动。当平衡位置在处的质点P刚开始振动时，波源处的质点刚好位于波峰。下列描述正确的是（ ）
A．波源O在开始振动后内通过的路程为
B．该列简谐横波的最大波长为
C．该列简谐横波的最大波速为
D．若波长满足，则波速为
5．电荷量为Q的场源点电荷形成的电场如图，一电荷量为q、质量为m的带电粒子只在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点，A点的速度垂直于电场线，以下判断正确的是（ ）
A．带电粒子带负电B．带电粒子运动过程中加速度减小
C．A点到场源电荷的距离大于D．A点到场源电荷的距离小于
6．水平放置的两金属板，板长为0.2m，板间距为0.15m，板间有竖直向下的匀强电场，场强大小为2×103V/m，两板的左端点MN连线的左侧足够大空间存在匀强磁场，磁感应强度的大小为0.2T，方向垂直纸面向里。一比荷为1×106C/kg正电粒子以初速度v0紧靠上极板从右端水平射入电场，随后从磁场射出。则（ ）
A．当v0=1×104m/s时，粒子离开磁场时的速度最小
B．当时，粒子离开磁场时的速度最小
C．当时，粒子离开磁场的位置距M点的距离最小
D．当v0=2×104m/s时，粒子离开磁场的位置距M点的距离最小
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．如图甲所示，劲度系数k=500N/m的轻弹簧，一端固定在倾角为θ=37°的带有挡板的光滑斜面体的底端，另一端和质量为mA的小物块A相连，质量为mB的物块B紧靠A一起静止，现用水平推力使斜面体以加速度a向左匀加速运动，稳定后弹簧的形变量大小为x。在不同推力作用下、稳定时形变量大小x随加速度a的变化如图乙所示。弹簧始终在弹性限度内，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，下列说法正确的是（ ）
A．a0=7.5m/s2
B．mA=3kg
C．若a=a0，稳定时A、B间弹力大小为0
D．若a=a0，稳定时A对斜面的压力大小为12.5N
8．随着人们生活水平提高，单反相机已进入普通家庭，单反相机是单镜头反光数码照相机，原理是在胶片平面的前面以45°角安装了一片反光镜，反光镜的上方依次有毛玻璃、五棱镜目镜等，五棱镜将实像光线多次反射改变光路，将影像送至目镜，使观景窗中所看到的影像和胶片上永远一样，这样方便摄影者正确地取景和对焦。某品牌单反相机五棱镜目镜横截面和各部分角度如图所示，其中，，光线从AB中点P垂直AB射入，依次经过CD、DE和EA面的反射后，最后光线从BC面射出，已知光线恰好能够在CD面上发生全反射，光在真空中的速度为c。下列说法正确的是（ ）
A．五棱镜的折射率为2
B．光线在DE面上不会发生全反射
C．光线从BC面射出时在BC面上的入射角为15°
D．光线从射入五棱镜到射到CD面的时间为
9．如图所示，一表面粗糙的斜面体固定在水平面上，轻质弹簧一端固定在斜面底端，另一端与小物块A连接，小物块B靠放在A右侧，两物块均可视为质点且位于O点，弹簧处于压缩状态。 A、B从O点由静止释放后沿斜面向上运动，在C点分离后B上升到某位置静止，A运动到最高点D后再向下运动到位置P(图中未画出)时速度为零。 A、B质量相等，且与斜面间的动摩擦因数相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，弹簧未超过弹性限度。则
A．P点与C点不可能重合
B．两物块在C点时速度最大
C．A由O点运动到D点过程中，弹簧对A先做正功后做负功
D．A在P点时弹簧的弹性势能一定不超过A在D点时的
10．如何有效地提高能源利用率是人类所面临的一项重要任务。如图是远距离输电示意图，变压器T1、T2均为理想变压器，T2原、副线圈的匝数之比为100:1，负载两端电压随时间变化规律为，下列说法正确的是（ ）
A．交流电源输出的交流电频率为50Hz
B．T2原线圈两端的电压有效值等于220kV
C．若T1输入电压不变，负载消耗总功率变大，则T1副线圈两端的电压不变
D．若T1输入电压不变，负载消耗总功率变大，则输电线上消耗的电功率变小
三、非选择题（本大题共5小题）
11．一学生小组测量某金属丝（阻值约十几欧姆）的电阻率。现有实验器材：螺旋测微器、米尺、电源E、电压表（内阻非常大）、定值电阻（阻值）、滑动变阻器R、待测金属丝、单刀双掷开关K、开关S、导线若干。图（a）是学生设计的实验电路原理图。完成下列填空：

（1）实验时，先将滑动变阻器R接入电路的电阻调至最大，闭合S
（2）将K与1端相连，适当减小滑动变阻器R接入电路的电阻，此时电压表读数记为，然后将K与2端相连，此时电压表读数记为。由此得到流过待测金属丝的电流I= ，金属丝的电阻 。（结果均用、、表示）
（3）继续微调R，重复（2）的测量过程，得到多组测量数据，以为纵坐标，为横坐标，用测得数据得到-图象，若图象的斜率为k，则电阻丝的电阻为 （用k、表示）
（4）利用所测数据，得到金属丝的电阻，用米尺测得金属丝长度。用螺旋测微器测量金属丝不同位置的直径，某次测量的示数如图（b）所示，该读数为 mm。多次测量后，得到直径的平均值恰与相等。
（5）由以上数据可得，待测金属丝所用材料的电阻率 。（保留2位有效数字）
12．学校某科研小组的同学想要测量本地的重力加速度。某同学在家做了单摆实验，他将一端固定在房顶的细线垂到自家窗沿下，在线的下端系了一个小球，发现当小球静止时，细线保持竖直且恰好与窗子上沿接触。打开窗子，让小球在垂直于窗口的竖直平面内摆动，如右图所示。已测得窗上沿到房顶的高度为h=3m，摆动中小球球心到窗上沿的距离为L=1m，并测得小球摆动的周期为T=3s，π取3.14，则
(1)小球摆动的周期为T= （用题中字母h、L、g、π表示），测得重力加速度大小为 m/s²（保留三位有效数字）。
(2)科研小组的同学查到当地重力加速度的值，发现该测量值偏大，可能的原因是( )
A．实验中误将 n次全振动次数记为n+1次
B．开始计时时，秒表过早按下
C．测L的长度时，摆线拉的过紧
13．“系留气球”是一种高度可控的氦气球，如图所示为某一“系留气球”的简化模型图；主、副气囊通过无漏气、无摩擦的活塞分隔，主气囊内封闭有一定质量的氦气（可视为理想气体），副气囊与大气连通，副气囊左、右挡板间的距离为。轻弹簧右端固定、左端与活塞连接。在地面上，气球内外温度达到平衡时，活塞与左挡板刚好接触，弹簧处于原长状态，此时主气囊的容积为。已知地面大气压强、温度，在标准状态下（温度为273K，压强为）氦气的密度为。
（1）求气球内封闭的氦气质量m；
（2）在气球升空过程中，大气压强逐渐减小，弹簧被缓慢压缩。当气球上升至目标高度处并驻留期间，该处大气压强恒为地面大气压强的0.5倍，气球内外温度达到平衡时，氦气体积变为，弹簧压缩量为。已知活塞的横截面积为S，弹簧的劲度系数为，弹簧始终处于弹性限度内，活塞厚度忽略不计。求气球驻留处大气的温度T。
14．如图1所示某种风力发电装置，轻质钕磁铁固定在带状薄膜的末端，上下各固定一个完全相同的线圈，当风通过薄膜，使薄膜产生周期性的颤振位移，从而在线圈中产生交变电流。如图2所示为简化原理图，两线圈与磁铁共轴，以薄膜平衡位置为原点0建立竖直向上x轴，线圈与磁铁相距均为x0，当风力作用时薄膜带动磁铁在竖直方向上下振动时，振幅为A。已知线圈的匝数为n、横截面积为S；磁铁中轴线上各点磁感应强度B的大小与该点到磁铁中心距离x的关系如图3所示，图中、、为已知量，忽略线圈的长度，线圈内各处磁感应强度的竖直分量近似等于线圈中心位置的磁感应强度大小。负载电阻R的e端与上线圈的a端连接，f端与下线圈的某端连接，使两线圈作为电源处于串联状态。不计线圈电阻和自感互感的影响，重力加速度为g。
（1）上线圈的b端应与下线圈的哪一端连接？（选“c端”或“d端”）
（2）在磁铁从平衡位置向上运动到最大位移的过程中，求通过电阻R的电荷量；
（3）图3中随磁感应强度B的变化关系式为 （其中k为未知常数），当磁铁以速率经平衡位置向上运动时，求此时负载电阻R的电功率。
15．如图所示，在竖直平面内建立直角坐标系，x轴下方有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为。A是质量为m1带正电的小球，C是质量为m2带负电的小球，A、C均可视为电荷量大小为q的质点，且2m1=m2=m。初始时C球被锁定在x轴上某一位置，把A球从y轴上某点以初速度v0水平抛出，A球与C球发生一维对心正碰，碰撞时间极短，碰前瞬间解除对C球的锁定，碰后瞬间A球速度为零，C球速度方向与x轴正方向夹角为θ=53°，碰撞前后A、C两球电荷量不变，重力加速度为g，sin53°=0.8，求：
（1）小球A从开始抛出到与C球碰前运动的时间t及两球碰撞损失的机械能；
（2）A球在磁场中运动的最大速度vm（结果用v0表示）；
（3）C球在磁场运动过程中离x轴的最大距离H（结果用v0和g表示）。
注：其中（2）、（3）问不考虑A、C两球在磁场中可能发生的碰撞。
【参考答案】
1．【知识点】原子核的衰变及半衰期
【答案】B
【详解】A．核反应方程要遵循电荷数守恒和质量数守恒，而质量会亏损，释放核能，A错误；
B．碳14发生的放射性衰变方程是，是β衰变，B正确；
C．放射性元素的半衰期与物理环境和化学状态均无关，由原子核自身的结构有关，埋入地下的植物中，其碳14的半衰期将不变，C错误；
D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，则4个碳14原子核在经过一个半衰期后，不一定剩2个，D错误。选B。
2．【知识点】天体密度的计算
【答案】B
【详解】设地球半径为，地球平均密度为，地球质量为，对于地球近地卫星有，又，联立可得，设火星质量为，火星密度为，则有，对于“天问一号”探测器围绕火星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得，根据图中几何关系可得，联立可得，则火星与地球的平均密度之比为，选B。
3．【知识点】单一物体机械能守恒定律的应用、竖直面内圆周运动问题
【答案】C
【详解】A．将小球处于初始位置时的重力沿细线方向和垂直细线方向分解，垂直细线方向有，解得，A错误；
B．小球下摆，根据机械能守恒有，解得，根据牛顿第二定律，解得，B错误；
C．细线碰到处的长钉时，根据牛顿第二定律，解得，C正确；
D．根据机械能守恒定律，小球恰好能返回A点，不能碰到小丽鼻尖，D错误。选C。
4．【知识点】波的多解问题
【答案】A
【详解】A．由于，波源O在开始振动后内通过的路程为，A正确；
BC．由已知条件可知波长满足（，，），即（，，），当时，波长最长，该波的最大波长；故最大波速为，BC错误；
D．由题意可知，波长满足（，，），波速为（，，），只有时，满足，即，波速，D错误。选A。
5．【知识点】电势能与静电力做功、电场线和等势面的关系
【答案】D
【详解】A．根据电场力指向粒子运动轨迹凹侧，粒子在电场中的受力和电场方向如图所示
说明粒子带正电，A错误；
B．根据电场的疏密程度，可知点B的电场强度较大，带电粒子在点B受到的电场力较大，带电粒子在点B的加速度较大，B错误；
CD．电荷量为q、质量为m的带电粒子在电荷量为Q的场源点电荷形成的电场中，如果该微粒正好过A点且做圆周运动，则有，求得，但是据题意可知，实际电场力大于对应刚好做圆周运动的电场力，因此A点到场源电荷的距离小于， C错误，D正确。选D。
6．【知识点】带电粒子在组合场中的运动
【答案】D
【详解】AB．粒子在磁场中做匀速圆周运动，要使粒子离开磁场时的速度最小，则粒子在从电场进入磁场时速度最小，设粒子进入磁场时的速度与水平方向的夹角为，根据类平抛运动的规律有，水平方向，竖直方向，加速度，而，则，可得，根据匀变速直线运动速度与位移的关系式可得，而，联立以上各式可得，可知，当时，粒子进入磁场时有最小速度，此时，AB错误；
CD．根据以上分析可知，粒子进入磁场时的速度为，进入磁场后粒子在磁场中做圆周运动，偏转后从MN边界离开磁场，则由洛伦兹力充当向心力有，可得，根据几何关系可得，粒子进入磁场的位置与射出磁场的位置之间的距离为，则离M点的距离为，即有，可知，当时，粒子离开磁场的位置距M点的距离最小，而根据以上分析可知，当时，C错误，D正确。选D。
7．【知识点】牛顿运动定律与图像结合问题
【答案】ACD
【详解】A．由图结合题意可知时弹簧处于原长状态，对AB整体，根据牛顿第二定律，解得，A正确；
B．当时，对AB整体分析有，当时，图中另一纵截距的意义为，联立解得，，B错误；
C．当时，对B，根据牛顿第二定律，解得，，C正确；
D．当时，物块A、B恰要分离，对A有由牛顿第三定律知A对斜面的压力大小为12.5N，D正确。选ACD。
8．【知识点】全反射与折射的综合应用
【答案】AD
【详解】A．恰好在CD面发生全反射，由几何关系知入射角，刚好全反射时，解得折射率，A正确；
B．作出光路图，如图所示
根据光的反射定律和几何关系可知光在DE面上的入射角为75°，大于临界角，则光线在DE面上会发生全反射，B错误；
C．同理在可知光在EA面上的入射角为30°，根据几何关系可得光恰好垂直于BC边射出，则光线从BC面射出时在BC面上的入射角为0°，C错误；
D．根据几何关系，可得路程，光在五棱镜中传播速度为，传播的时间为，代入数据解得，D正确。选AD。
9．【知识点】功能原理、能量守恒与曲线运动的综合
【答案】CD
【解析】A、B在C点分离时，两物块间的弹力为零，对A、B整体由牛顿第二定律得F－(mA＋mB)gsin θ－μ(mA＋mB)gcs θ＝(mA＋mB)a，对B有－mBgsin θ－μmBgcs θ＝mBa，联立解得弹簧弹力F＝0，故此时弹簧应处于原长状态，A、B的速度最大时所受合力为零，即弹簧处于压缩状态，该位置应在斜面上C点的下方，B错误；A从C点到D点的过程中弹簧处于伸长状态，所受弹簧弹力沿斜面向下，所以A由O点运动到D点过程中，弹簧对A先做正功后做负功，C正确；B运动至最高点后保持静止，说明μ≥tan θ(θ表示斜面倾角)，A运动到D点后向下运动过程中，A所受重力沿斜面的分力与摩擦力的合力恒定不变，方向沿斜面向上或二者合力为零，所以可将A从D点运动至P点的过程看成简谐运动的一部分(点拨：可以等效为弹簧振子中物体受重力和弹簧的弹力，其中重力为恒力，系统做简谐运动)，A向下运动速度最大(合外力为零)的位置一定在C、D两点之间(包括C点)，若速度最大位置在CD的中点，则A运动到C点恰好停下，即P点与C点重合，A错误；A从D点运动至P点的过程中，重力势能的减小量为mAgsin θ·DP，克服摩擦力做功产生的内能为μmAgcs θ·DP≥mAgsin θ·DP，A在D、P两点处动能均为零，所以根据能量守恒定律可知A在P点时弹簧的弹性势能一定不超过A在D点时的，D正确。
10．【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】AC
【详解】A．变压器改变电压和电流，不改变频率，电源的频率与的频率相同，则交流电源输出的交流电频率为Hz，A正确；
B．由题意可知，降压变压器T2副线圈两端电压的有效值为V，原线圈两端电压的有效值满足，解得T2原线圈两端的电压有效值为kV，B错误；
CD．若T1输入电压不变，根据，可知T1副线圈两端的电压不变；负载消耗总功率变大，根据，可知T2副线圈电流变大，根据，可知输电线上的电流变大，则消耗的电功率变大，C正确，D错误。选AC。
11．【知识点】实验：导体电阻率的测量
【答案】（2） （3） （4）0.150 （5）5.0
【详解】（2）[1]根据题意可知，两端的电压为
则流过即流过待测金属丝的电流为
[2]金属丝的电阻为
联立可得
（3）[3]由变形可得
根据图像的斜率可知
解得
（4）[4]螺旋测微器的精确度为0.01mm，读数为0.0mm+；
（5）[5] 根据电阻定律
又
代入数据联立解得5.0
12．【知识点】实验：用单摆测量重力加速度
【答案】(1)；9.86，(2)AC
【详解】（1）[1]由题意可知，小球摆动过程有半个周期对应的摆长为，有半个周期对应的摆长为，则小球摆动的周期为
[2] 根据，可得
（2）根据
A．实验中误将 n次全振动次数记为n+1次，则周期测量值偏小，使得重力加速度测量值偏大，A正确；
B．开始计时时，秒表过早按下，则周期测量值偏大，使得重力加速度测量值偏小，B错误；
C．测L的长度时，摆线拉的过紧，则L测量值偏大，使得重力加速度测量值偏大，C正确。选AC。
13．【知识点】利用理想状态方程解决问题、气体的等压变化与盖—吕萨克定律
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）若气球内气体的温度等压降为标准状态，设此时气体的体积为，则根据盖吕萨克定律得，解得，则气球内气体的质量为
（2）根据胡克定律可得，弹簧的弹力为，设此时氦气的压强为，对活塞，根据力平衡，解得，由理想气体状态方程可得，其中，此时的氦气的体积为，解得
14．【知识点】电磁感应定律的应用、电磁感应现象中的功能问题
【答案】（1）d端；（2）；（3）
【详解】（1）根据右手定则可知上线圈的b端应与下线圈的d端连接；
（2）设上线圈产生感应电动势，设下线圈产生感应电动势，由法拉第电磁感应定律
设回路总电动势为，由两电源串联
设回路电流为，由闭合回路欧姆定律
设通过电阻的电荷量为，则
（3）由题意可知可得
设磁铁经平衡位置向上位移，所用时间，上线圈产生感应电动势，则；
设下线圈产生感应电动势，由上同理可得
设回路电动势为，则
设负载电阻的电功率为，则
15．【知识点】动量和能量的综合应用、带电粒子在有界匀强磁场中的运动、求解非弹性碰撞问题
【答案】（1）；；（2）；
（3）
【详解】（1）由题意可知，小球A以初速度v0水平抛出，做平抛运动，A球与C球碰前速度方向也与x轴正方向夹角为θ，速度大小为v，则有，解得，A、C两球碰撞动量守恒，碰后C球速度为vC，则有，，损失的机械能，解得
（2）法一：由于只有重力做功，A球运动到轨迹最低点时速度最大，此时A球下降高度为H1，A球水平方向由动量定理可得，又，由能量守恒有，解得
法二：A球碰后在磁场中的运动，可看做以速度v1水平向右的匀速直线运动和以v1为线速度大小的逆时针匀速圆周运动的合运动，且v1满足，则A球运动到圆周运动最低点时速度最大，解得
（3）法一：C球在磁场运动过程中离x轴距离最大时速度为vCm，对C球在水平方向由动量定理可得，又，由能量守恒有，解得
法二：同（2）中C球向左匀速运动速度为v2，则有，匀速圆周运动的速度大小为v3，过x轴时v3水平分速度是，竖直分速度，可得，可得，C球运动到圆周运动最低点时离x轴距离最大，则有，解得