湖北省“黄鄂鄂”2025年高三下学期4月联考试题 物理 含解析

这是一份湖北省“黄鄂鄂”2025年高三下学期4月联考试题 物理 含解析，共11页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
命题学校：鄂南高中 命题教师：高三物理组 审题教师：高三物理组
考试时间：2025年4月24日上午7:45—9：00 试卷满分：100 分
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．“嫦娥五号”中有一块“核电池”，在月球夜期间提供电能的同时还能提供一定能量用于舱内温度控制。“核电池”利用了Pu的衰变，衰变方程为Pu→X+Y，下列说法正确的是（ ）
A．X比Pu的中子数少2个
B．在月球上Pu衰变得比在地球上快
C．一个Pu衰变为X释放的核能为（）c2
D．Pu发生的是α衰变，α射线具有极强的穿透能力可用于金属探伤
2．神舟十九号与空间站在同一圆周轨道上绕地球做匀速圆周运动，若要使后方的神舟十九号在该轨道追上空间站，神舟十九号持续喷射燃气的方向可能正确的是（ ）
A．B．
C．D．
3．如图为我国某运动品牌的气垫运动鞋，该鞋表面材质导热良好，防滑耐用，可以在运动过程中起到很好的缓冲作用。使用过程中环境温度保持不变，气垫内气体被反复压缩、扩张，下列说法正确的是（ ）
A．踩下时，气垫内气体压强增大
B．踩下时，气垫内气体平均动能增大
C．踩下后抬起脚时，气垫内气体向外界放热
D．踩下后抬起脚时，气体对外做功数值大于气体吸收的热量
4．铁路部门在城际常规车次中实行交错停车模式，部分列车实行一站直达。假设甲乙两火车站之间铁路里程为360km，甲乙之间还均匀分布了2个车站，列车的最高速度为324 km/h。若列车在进站和出站过程中做匀变速直线运动，加速度大小均为，其余行驶时间内保持最高速度匀速运动，列车在每个车站停车时间均为，则一站直达列车比“站站停”列车节省的时间为（ ）
A．5 minB．6 minC．7 minD．8 min
5．1909年密立根通过油滴实验测得电子的电荷量，因此获得1923年诺贝尔物理学奖，实验装置如图。图中雾状小油滴被喷到水平放置的两块平行金属板的上方空间中，油滴因X射线带上定量的微小电荷量。两间距为d的平行金属板上板有一小孔，油滴穿过小孔进入两板之间，当两金属板间未加电压时，通过显微镜观察到某带电油滴P以速度大小v1竖直向下匀速运动；当油滴P经过板间M点（图中未标出）时，给金属板加上电压U，经过一段时间，发现油滴P恰以速度大小v2竖直向上匀速经过M点。已知油滴运动时所受空气阻力大小为，其中k为比例系数，v为油滴运动速率，不计空气浮力，重力加速度为g。下列说法错误的是（ ）
A．油滴P带负电
B．油滴P所带电荷量的值为
C．从金属板加上电压到油滴向上匀速运动的过程中，油滴的加速度先增大后减小
D．密立根通过该实验确定了电荷量的不连续性并测定了元电荷的数值为
6．如图所示，一轻弹簧左端固定在长木板M的左端，右端与小木块m连接，且m与M及M与地面间接触光滑。开始时，m和M均静止，现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2.从两物体开始运动以后的整个运动过程中，弹簧形变不超过其弹性限度，木板足够长。对于m、M和弹簧组成的系统，下列说法正确的是（ ）
A．由于F1、F2等大反向，故系统机械能守恒
B．当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，m、M各自的动能最大，此时系统机械能最大
C．在运动过程中m的最大速度一定大于M的最大速度
D．在运动的过程中，m、M动能的变化量加上弹簧弹性势能的变化量等于F1、F2做功的代数和
7．在牛顿力学体系中，两个质量分别为m1、m2的质点相距为r时具有的势能，称为引力势能，（规定无穷远处势能为零）。如图所示，人造地球卫星在Ⅰ轨道做匀速圆周运动时，卫星距地面高度为，R为地球的半径，卫星质量为m，地球表面的重力加速度为g，椭圆轨道的长轴PQ=10R。下列说法中正确的是（ ）
A．卫星在Ⅰ轨道运动时的速度大小为
B．卫星在Ⅱ轨道运动时的周期大小为
C．当卫星在椭圆轨道Ⅱ运动时，在近地点Р与在远地点Q的速率之比
D．至少需对卫星做功，才能使卫星从I轨道的Р点变轨到II轨道（不考虑卫星质量的变化和所受阻力）
8．图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、。V为交流电压表，当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是（ ）
A．电压表的示数等于5V
B．电压表的示数等于
C．实现点火的条件是
D．实现点火的条件是
9．如图所示，一小球从距平台某一高度处水平抛出后，恰好落在第1级台阶的右边缘处，反弹后再次下落至第3级台阶的右边缘处。已知小球第一、二次与台阶相碰之间的时间间隔为0.4s，每级台阶的宽度均为L=24cm、高度均为h=20cm。小球每次与台阶碰撞后速度的水平分量保持不变，而竖直分量大小变为碰前的，运动过程不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（ ）
A．小球水平抛出的初速度大小为1.2m/s
B．小球抛出点距平台的竖直高度为45cm
C．小球可以落到第25级台阶右边缘处
D．小球可以落到第26级台阶右边缘处
10．等腰梯形AFCD区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，梯形上、下底AF、CD长度分别为L和2L，∠D＝60°，下底CD的中点E处有一个α粒子放射源，可以向CD上方（各个方向）射出速率不等的α粒子，α粒子的速度方向与磁场方向垂直，不计粒子间的相互作用力及重力，已知质子的电荷量为e，质量为m，下列说法正确的是（ ）
A．所有从A点射出的粒子在磁场中的运动时间均相等
B．若粒子可以到达F点，则其最小速度为
C．到达A点和到达F点的粒子一定具有相同的速率
D．运动轨迹与AD边相切(由CD边出磁场)的速率最小的粒子在磁场中的运动时间为
二、非选择题（本题共5小题，共60分．）
11．（6分）利用手机内置加速度传感器可实时显示手机加速度的数值。小明通过如图甲所示实验装置探究手机运动的规律，实验装置如图甲所示，轻弹簧上端固定，下端与手机连接，手机下方悬挂装有砝码的小桶，整个装置处于静止状态。
(1)剪断手机和小桶间的细绳，通过手机软件记录竖直方向加速度a随时间变化的图像如图乙所示，剪断细绳后手机第一次到达最高点时的加速度对应图中的 （选填“A”、“B”或“C”）点。
(2)如图丙所示，某同学在处理数据时，以剪断细绳瞬间手机竖直方向上的加速度a为纵坐标，砝码质量m为横坐标，绘制图像，获得一条斜率为k、截距为b的直线，若当地重力加速度为g，则可推算出手机的质量为 ，小桶的质量为 。（选用k、b、g表示）
12．（10分）某物理实验小组利用实验室提供的器材测量某金属丝的电阻率。可选用的器材如下∶
①待测金属丝，（用R×表示）， 阻值约几十欧
②电流表A1∶量程60 mA，内阻r1约为2Ω
③电流表A2∶量程50 mA，内阻r2为30Ω
④电压表V∶量程为15V，内阻为10kΩ
⑤滑动变阻器R1∶总阻值约为3Ω
⑥滑动变阻器R2∶总阻值约为300Ω
⑦电源E，电动势约为1.5 V，内阻忽略不计
⑧开关一个及导线若干
（1）用螺旋测微器测金属丝直径d = mm；
（2）用多用电表欧姆挡粗测金属丝阻值大小，分别选择倍率×1和×10，经正确操作后，两次测量中多用电表表盘示数如图所示，则金属丝的电阻约为 Ω。
（3）同学们用伏安法进一步测量Rx， 为了便于实验，则滑动变阻器应选择 （填器材代号）， 请在图中虚线框内补充完整实验电路图，并标明所选器材的代号。
（4）测出金属丝阻值Rx后，可算出金属丝电阻率为ρ= （用含d、Rx、L的表达式表示）
13、（10分）如下图所示为某兴趣小组为测试无线电发射器发出的电磁波频率而设计的装置示意图。将无线电发射器与两个相距为d的天线相连，两个天线同时向外发送相同的信号。信号接收器装在小车上，小车沿着与两天线连线平行、距离为L的直轨道以速度v匀速运动。发现接收器接收到的信号有规律地变化，时强时弱，相邻两次接收到最强信号的时间间隔为，已知光在真空中的传播速度为c，利用上述信息确定无线电发射器发射的无线电波的频率。
14．（16分）列车在进站的过程中，其刹车原理可简化为如图所示。在车身下方固定一单匝矩形导线框，利用线框进入磁场时所受安培力，辅助列车刹车。已知列车质量为m，线框总电阻为R，线框ab边长为L，bc边长近似等于车身长度s，列车轨道上匀强磁场区域足够长，且磁感应强度的大小为B。车头刚进入磁场时速度大小为，车尾进入磁场瞬间列车恰好停止，列车停止前所受所有摩擦阻力恒为f。求：
（1）列车车头进入磁场瞬间，列车加速度的大小a；
（2）列车从进站到停止过程中，线框产生的焦耳热Q；
（3）列车从进站到停止过程中需要多长时间。
15．（18分）一实验装置截面如图所示，光滑水平面AB的左端固定一轻弹簧，光滑螺旋圆形轨道与水平面相切于C（E）处，凹槽BDFH底面水平光滑，上面放一质量为M无动力平板车，紧靠侧壁BD，平板车上表面与直轨道AB在同一水平面上，将一质量为m滑块压紧左侧轻弹簧从静止开始释放，已知螺旋圆形轨道的半径，平板车的长度，DF的长度为L，，，滑块与车的动摩擦因数。（车与竖直侧壁FH的碰撞为弹性碰撞，滑块视为质点，不计空气阻力）
（1）当弹簧弹性势能以释放滑块，求滑块第一次经过圆弧C点时对轨道的压力；
（2）若L足够长，要使滑块不脱离圆轨道，且在车第一次与右侧壁FH相撞前不会从车上掉落下来，求释放滑块时弹簧的弹性势能范围；
（3）若，当弹簧弹性势能以释放滑块，求滑块最终离小车左端的距离以及平板车经过的总路程。

1、A 【详解】AD．根据质量数守恒和电荷数守恒可知 解得 则X比的中子数少2个，发生的是α衰变，α射线的穿透能力较弱，不能用于金属探伤，故A正确，D错误；
B．半衰期与位置无关，在月球上衰变快慢与在地球上相同，故B错误；
C．此核反应过程中的质量亏损等于反应前后的质量差，为 核反应过程中释放的能量 故C错误。
2、A【详解】要想使神舟十九号在与空间站的同一轨道上对接，则需要使神舟十九号加速，与此同时要想不脱离原轨道，根据向心力的表达式可得，必须要增加向心力，即喷气时产生的推力一方面有沿轨道向前的分量，另一方面还要有指向地心的分量，而因喷气产生的推力与喷气方向相反。故选A。
3、A【详解】AB．踩下时，由于导热良好可认为气体温度不变，内能保持不变，气体平均动能不变，另由可知气垫内气体体积减小，气体压强增大，A正确，B错误；
CD．踩下后抬起脚时，气体体积增大，气体对外做功W0，即气体吸热，吸收的热量等于对外做功的数值，CD错误。故选A。
4、C【详解】由题可知，列车加速到速度最大所用的时间 列车进站加速与出站减速时的加速度相等，故 设一站直达列车匀速行驶用时为，“站站停”列车匀速行驶用时，根据题意可知
一站直达列车比“站站停”列车节省的时间为 故选C。
5、C【详解】A. 加上电压后油滴向上匀速运动，电场力方向向上，而电场强度方向向下（上板接电源正极），根据电场力公式，可知油滴带负电，A正确；
B. 未加电压时，油滴向下匀速运动，根据平衡条件有 加上电压后，油滴向上匀速运动，此时 代入可得 解得 B正确；
C. 从金属板加上电压到油滴速度减为零的过程中，根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为 随着速度的减小，加速度逐渐减小；
向上加速运动的过程中，根据牛顿第二定律可得
解得速度大小为随着速度的增大，加速度逐渐减小；
综上所述，从金属板加上电压到油滴向上匀速运动的过程中，油滴的加速度一直减小，C错误；
密立根通过该实验确定了电荷量的不连续性并测定了元电荷的数值为，D正确。故选C。
6、D【详解】A．由于F1、F2对m、M都做正功或者负功，做功的代数和不为零，说明系统的机械能不守恒，故A错误；
B．当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，M和m受力平衡，加速度减为零，此时速度达到最大值，各自动能最大；当弹簧伸长到最长时，M和m的速度为零，从开始施加力到弹簧伸长到最长过程中F1、F2对系统做一直正功，下一过程F1、F2对系统要做负功，说明此时系统的机械能最大，故B错误；
C．当M和m的合力为零，它们的速度最大，两个物体速度同时到达最大，由于M和m的质量关系未知，所以不能确定两者最大速度关系，故C错误；
D．根据功能关系可知，F1、F2做功的代数和等于系统机械能的变化量，即等于m、M动能的变化量加上弹性势能的变化量，故D正确。 故选D。
7、D【详解】A．人造地球卫星在Ⅰ轨道做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力可得 在地球表面有 联立可得卫星在Ⅰ轨道运动时的速度大小故A错误；
B．在Ⅰ轨道时，根据万有引力提供向心力可得 解得
根据开普勒第三定律可得 解得卫星在Ⅱ轨道运动时的周期为 故B错误；
C．卫星在椭圆轨道Ⅱ运行时，根据开普勒第二定律可得 则在近地点P与在远地点Q的速率之比等于P、Q两点与地球连线的长度的倒数之比，则有故C错误；
D．卫星在轨道Ⅱ上运动时机械能守恒，在最远点和最近点满 其中
卫星在Ⅰ轨道运动时的速度大小 则卫星在Ⅰ轨道的P点变轨到Ⅱ轨道至少需对卫星做功为 解得 故D正确。
8、BC【详解】AB．根据图乙得到原线圈电压的最大值为5V，电压表的示数为故A错误，B正确；
CD．根据 且， 可得实现点火的条件是故C正确，D错误。 故选BC。
9、AC 【详解】A．小球从第1级台阶下落至第3级台阶做斜抛运动，水平方向做匀速直线运动，小球的初速度大小为 故A正确；
B．设小球抛出点距平台的竖直高度为H，则小球下落至第1级台阶竖直方向速度
根据题意，由第1级台阶反弹后速度大小为
又 联立以上各式代入数据得 故B错误；
CD．假设小球第三次能与第5级台阶紧靠右边缘处相碰，离开第3级台阶竖直方向速度大小为 第3级台阶与第5级台阶竖直高度 根据 得
这段时间水平距离 假设成立，所以小球第三次与第5级台阶紧靠右边缘处相碰，即小球每次落在奇数级台阶。故C正确，D错误。故选AC。
10、BD 【详解】A．由几何关系可知，不同速度的粒子运动到A点时，轨迹圆的弦长相同，半径不同，运动的圆心角不同，运动时间就不相同。
B．如图乙所示，由几何关系可知，当β＝π时，速度最小，其轨迹半径r＝ 由 可得v＝ B正确；
C．到达A点和到达F点的粒子半径可以不相同，速率就不同，C错误；
D．如图丙所示，当α＝π时，速度最小，由t＝
得t＝ D正确，故选BD。
11、(每空两分)(1)B (2)
【详解】（1）剪断手机和小桶间的细绳后，手机做阻尼运动，剪断细绳瞬间手机加速度向上，对应图像中的A点，故规定加速度向上为正。剪断细绳后手机第一次到达最高点时的，由简谐运动的对称性，手机加速度向下，且加速度向下达到最大值，故剪断细绳后手机第一次到达最高点时的加速度对应图中的B点。
设手机质量为，小桶质量为，则剪断细绳瞬间手机竖直方向上的加速度 图像斜率为 故手机的质量为 截距为 小桶的质量为
12(每空两分) 1.108 图见详解
【详解】（1）[1]用螺旋测微器测金属丝直径：
（2）[2]欧姆表指针指在表盘中央刻度附近，所以选择倍率×1，即金属丝的电阻约为
（3）[3]由于采用分压式，选择阻值较小的滑动变阻器，便于调节，所以选择，
[4]由题知电源电动势为1.5V，电压表的量程为15V，故电压表的量程太大，故不能选用电压表；题中的内阻已知，可以将与待测电阻并联，用于测待测电阻两端的电压，再用测总电流，则电路图如下
（4）[5]根据电阻定律可得：
13．
【详解】将两天线类比于杨氏双缝干涉的双缝，则信号最强位置类似于明条纹，根据条纹间距的规律，水平地面上相邻两次接收到最强信号的间距为 （4分）
由于小车匀速运动，则有 （2分）
根据光速与波长的关系有（2分）
解得 （2分）
（解法2）如图所示
（2分）
（2分）
（2分）
（2分）
（1分）
解得 （1分）
14【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）列车车头进入磁场瞬间，ab边切割磁感线产生的电动势为 （1分）
则通过线框ab边的电流大小为 （1分）
列车车头进入磁场瞬间，根据牛顿第二定律可得 （2分）
联立解得列车加速度的大小为 （1分）
列车从进站到停止过程中，根据功能关系可得 （2分）
解得线框产生的焦耳热为 （2分）
列车从进站到停止过程中，根据动量定理可得 （2分）
（2分） 由以上表达式可知： （2分）
15【答案】（1）；（2）；（3），
【详解】（1）根据机械能守恒 （1分）
根据牛顿第二定律 （1分） 解得 （1分）
根据牛顿第三定律 （1分）
（2）要使滑块不脱离圆轨道，有 （1分）
由机械能守恒有 （1分）
使滑块在车第一次与右侧壁FH相撞前不会从车上掉落下来，根据动量守恒有 （1分）
根据能量守恒有 （1分）
解得 （1分）
故释放滑块时弹簧的弹性势能范围 （1分）
（3）在范围内，说明平板车与竖直侧壁FH的碰撞前，已与滑块共速，滑块最终离小车左端的距离 解得 （2分）
滑块与平板车第一次共速有
解得， （2分）
滑块与平板车第二次共速有
解得
故 （2分）
（1分）
平板车经过的总路程为 （1分）