2025届湖南省高考仿真模拟（三）物理试题（解析版）

这是一份2025届湖南省高考仿真模拟（三）物理试题（解析版），共18页。
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．如图，一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为( )
A．6 B．8C．10 D．14
2．一简谐横波从质点a向质点b传播，a、b的平衡位置相距3.5m，其振动图像如图所示，已知波长大于3.5m。下列判断正确的是（ ）
A．机械波的振幅为4cmB．机械波的周期为6s
C．机械波的波长为5mD．机械波的速度为1.4m/s
3．“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星.如图所示,该卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动,轨道平面与赤道平面接近垂直.卫星每天在相同时刻,沿相同方向经过地球表面A点正上方,恰好绕地球运行n圈.已知地球半径为R,自转周期为T,地球表面重力加速度为g,则“羲和号”卫星轨道距地面高度为( )
A．gR2T22n2π213-RB．gR2T22n2π213 C．gR2T24n2π213-R D．gR2T24n2π213
4．如图所示，以O为原点在竖直面内建立平面直角坐标系，第Ⅳ象限的挡板形状满足方程（单位：m），小球（可视为质点）从第Ⅱ象限内的光滑四分之一圆弧轨道的顶端由静止释放，通过O点后开始做平抛运动，经0.5s击中挡板上的 P 点，取重力加速度大小g=10 m/s2。四分之一光滑圆弧轨道的半径为（ ）
A．0.2mB．0.3mC．0.4mD．0.5m
5．如图所示，整个空间存在一水平向右的匀强电场和垂直纸面向外的匀强磁场，光滑绝缘斜面固定在水平面上。一带正电滑块从斜面顶端由静止下滑，下滑过程中始终没有离开斜面。下滑过程中滑块的位移x、受到的洛伦兹力f洛、加速度a与机械能E机的大小随时间变化的图线可能正确的是（ ）

ABCD
6．如图所示，在竖直平面内有一个半径为R的绝缘圆环，圆环的A、B、C、D端点上分别固定有一个点电荷，电荷量分别为+Q、+Q、-Q、-Q，圆心为O，AC垂直于BD，a、b、c、d分别为OA、OB、OC、OD的中点，在BD的延长线上有P点和N点，且DP=PN=R2。关于四个点电荷形成的电场，下列判断正确的是（ ）
A．a、b、c、d四点的电场强度大小相等
B．a、b、c、d四点的电势相同
C．d点和P点的电场强度大小相等
D．P点电势大于N点电势
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．如图所示，倾角为30°的足够长光滑绝缘斜面固定在水平面上，空间中存在水平向右的匀强电场，电场强度。小球A的电荷量为+q，小球B不带电，质量均为m，两球用劲度系数为k的轻质绝缘弹簧连接，弹簧处于原长并锁定。现解除锁定释放两球并开始计时，t0时刻两球第一次速度相等，速度大小为v0，此时弹簧形变量为x0，在整个运动过程中弹簧均在弹性限度内，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．两球每次速度相同时弹簧形变量均为x0
B．两球每次加速度相同时弹簧的形变量均为
C．在t=t0时，小球A的电势能增加了
D．在t=2t0时，两球和弹簧系统机械能减少了
8．图甲为一种检测油深度的油量计，油量计竖直固定在油桶内，当入射光竖直向下照射时，通过观察油桶上方矩形窗口的亮、暗两个区域可确定油量。油量计结构如图乙所示，可看成由多块长度不同的锯齿形透明塑料板拼叠而成，图丙是其中一块的立体图和正面图，锯齿的底是一个等腰直角三角形，最右边的锯齿刚接触到油桶的底部，已知透明塑料板的折射率小于油的折射率，下列说法正确的是
甲 乙 丙
A．透明塑料板的折射率应小于2
B．塑料锯齿和油的界面处发生全反射，从而形成暗区
C．油量增加时，亮区范围变小
D．对透明塑料板和油来说，油是光密介质
9．交流发电机产生的感应电动势如图所示，通过自耦变压器给一电阻R供电，不计发电机内阻。下列说法正确的是（ ）
A．通过电阻R的电流方向每秒钟改变10次
B．改变滑片P 的位置可以使电压表的示数为12V
C．t=0.05s时发电机线圈平面与磁场方向平行
D．自耦变压器滑片 P 向上滑动时，电阻 R 热功率增大
10．（多选）AB是固定在空中的光滑水平横杆，一质量为M的物块穿在杆AB上，物块通过细线悬吊着一质量为m的小球．现用沿杆的恒力F拉物块，使物块、小球一起（保持相对静止）向右运动，细线与竖直方向夹角为θ ，重力加速度为g,则以下说法正确的是（ ）
A． 杆对物块的支持力大小为(M+m)gB． 细线上的拉力大小为mgsinθ
C． F=(M+m)gtanθD． 物块和小球的加速度为gtanθ
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．验证“机械能守恒定律”实验装置如图所示。
(1)除图1所示器材外，还需选用______（多选）
A．刻度尺B．秒表C．学生电源
(2)如图2为截取实验所获一条纸带的部分，已知为测量起点，、、、为4个连续打下的点，打点频率为50Hz，则打点“”时，重锤的速度为 （保留2位有效数字）。
(3)实验中发现，各标记点的动能大于从至该点过程中重力势能减少量，其原因可能是______（单选）
A．工作电压偏低 B．存在空气阻力和纸带的摩擦力 C．接通电源前释放了纸带
(4)改用如图3所示的气势导轨进行实验，将气垫导轨调至水平，将滑块移至图示位置，静止释放滑块，读出挡光片通过光电门的挡光时间，测出挡光片的宽度和挡光片到光电门的距离，用天平称出托盘和砝码的总质量以及滑块和挡光片的总质量。若要验证机械能守恒定律的结论，以上物理量应满足的关系式是 。
12．实验室有两只完全相同的电流表，量程均为0.6A，但内阻未知，同学们为了测定其内阻，设计了如下实验，实验电路图如图1所示。
(1)请根据电路图完成图2中实物图连线 ；
(2)同学们按照如下操作进行实验：
a．将滑动变阻器滑片置于最左端，断开K2，闭合K1；
b．闭合K2，反复调节R1、R2，使电流表A1的示数为0.3A，A2的示数为0.4A；
c．此时电阻箱的读数如图3所示，则R2= Ω。
(3)电流表的内阻为r= Ω。
(4)本实验所测得的电流表内阻 （填“偏大”“偏小”或“准确”）。
13．如图所示，在锅炉外壁紧贴着导热性能良好且右壁开孔与大气相通的气缸，气缸右壁内侧装有压力传感器，用于监控锅炉外壁的温度、锅炉未工作时，活塞与锅炉外壁距离为0.3m、与传感器距离为0.2m，活塞左侧封闭温度为300K、压强为105Pa的空气，此时压力传感器的示数为0。已知大气压强为105Pa，活塞横截面积为10-2m2，不计活塞与气缸壁的摩擦，锅炉工作时温度缓慢升高。
(1)当锅炉的温度为T1时，活塞刚好接触压力传感器，求T1；
(2)锅炉外壁温度T从300K逐渐增大，求压力传感器示数F与T的关系式；
(3)活塞从气缸图示位置移动到最右侧刚接触到压力传感器的过程中，气体吸收了300J的热量，求该过程中气体内能变化多少？
14．如图1所示，间距的足够长倾斜导轨倾角，导轨顶端连一电阻，左侧存在一面积的圆形磁场区域B，磁场方向垂直于斜面向下，大小随时间变化如图2所示，右侧存在着方向垂直于斜面向下的恒定磁场，一长为，电阻的金属棒ab与导轨垂直放置，至，金属棒ab恰好能静止在右侧的导轨上，之后金属棒ab开始沿导轨下滑，经过足够长的距离进入，且在进入前速度已经稳定，最后停止在导轨上。已知左侧导轨均光滑，右侧导轨与金属棒间的摩擦因数，取，不计导轨电阻与其他阻力。求：
（1）金属棒ab的质量；
（2）金属棒ab进入时的速度大小；
（3）已知棒ab进入后滑行的距离停止，求在此过程中通过电阻R的电荷量和整个回路产生的焦耳热。
15．如图所示，光滑轨道A固定在水平地面上，其弧形轨道的高度为h，水平部分与木板B上表面齐平。木板B的质量为m，紧靠轨道A放置在光滑水平面上，在B的右侧放着若干滑块（视为质点），滑块的质量均为m，编号依次为1、2、3、4、…、n(n趋于无穷大)，质量为3m的滑块C（视为质点）置于轨道A的顶端，由静止释放，经过t=2hg滑上木板B，C与B之间的动摩擦因数为μ=18，当C、B刚达到共速时，木板B恰好与滑块1发生第1次弹性碰撞。经过一段时间，C、B再次刚达到共速时，木板B恰好与滑块1发生第2次弹性碰撞，依次类推；最终滑块C没从木板B上滑落。已知重力加速度为g，滑块间的碰撞均为弹性碰撞，且每次碰撞时间极短，求：
（1） C、B第一次达到共速时，B的速度大小；
（2） 轨道A对滑块C作用力的冲量大小和方向；
（3） 最初木板B右端与滑块n之间的距离s以及最终n个滑块的总动能Ek。
【参考答案】
1．【知识点】原子核的衰变及半衰期
【答案】 A
【详解】 X的中子数为146，质子数为92，质量数为146＋92＝238，Y的中子数为124，质子数为82，质量数为124＋82＝206，质量数减少238－206＝32，发生α衰变的次数为eq \f(32,4)＝8，发生β衰变的次数为82－(92－2×8)＝6，即在此过程中放射出电子的总个数为6，A正确。
2．【知识点】波的干涉的应用
【答案】B
【详解】由图可知，机械波的振幅为A=2cm，A错误；由a的振动图像，可知，解得，B正确；根据a的振动图像可知，从t=0开始，质点a到达波谷需要的时间为；根据b的振动图像可知，质点b在2.5s处于平衡位置，而从前一个波峰到该平衡位置所需要的时间为，所以质点b在时处于波峰，从t=0开始，质点b到达波峰需要的时间为，波从质点a向质点b传播，则有，化简得，由题知波长大于3.5m，即n=0，则有，解得机械波的波长为，C错误；机械波的速度为，D错误。
3．【知识点】万有引力定律问题的分析与计算
【答案】C
【题眼】“卫星每天在相同时刻,沿相同方向经过地球表面A点正上方,恰好绕地球运行n圈”.
【详解】由题可知,“羲和号”卫星环绕周期T0=Tn,设卫星轨道距离地面高度为h,则卫星轨道半径r=h+R,卫星所受万有引力提供向心力,有GMmr2=m2πT02r,由于地球两极表面上的物体所受万有引力与重力相等,则有GMm'R2=m'g,
联立可得h=gR2T24n2π213-R,C正确.
4．【知识点】单一物体机械能守恒定律的应用、平抛运动与斜面、圆轨道相结合问题
【答案】A
【详解】小球从O点抛出做平抛运动，满足，又根据（m），可知P点的坐标为（1，），小球击中P点时的水平方向速度大小，小球从第Ⅱ象限光滑四分之一圆弧轨道顶端由静止释放，由机械能守恒定律有，解得R=0.2m。
5．【知识点】带电粒子在叠加场中的运动
【答案】B
【解析】设斜面倾角为θ，根据受力分析有mgsin θ－qEcs θ＝ma，可得a＝gsin θ－qEcsθm，可知滑块做匀加速直线运动，a－t图线平行于t轴，C错误；由匀加速直线运动规律可得x＝12at2，x－t图线为抛物线，A错误；滑块受到的洛伦兹力大小为f洛＝qvB＝qBat，f洛－t图线为过原点的倾斜直线，B正确；滑块下滑时，除重力外，洛伦兹力不做功，电场力做负功，由功能关系可知，滑块的机械能减小，D错误。
6．【知识点】电场的叠加
【答案】A
【解析】根据等量异种点电荷形成的电场特点可知，A、C和B、D处的点电荷在a、b、c、d四点处的电场分布如图甲所示,A点和C点处的点电荷形成的电场中电场强度Eay=Ecy、Eby=Edy，方向都是竖直向下，B点和D点处的点电荷形成的电场中电场强度Eax=Ecx、Ebx=Edx，方向都是水平向右，且Eay=Ecy=Ebx=Edx，Eby=Edy=Eax=Ecx，根据电场强度的叠加可知a、b、c、d四点的电场强度大小相等，A正确；选取无穷远电势为零，可知正电荷周围的电势离正电荷越近电势越高，且为正值，离负电荷越近电势越低且为负值，根据对称性和叠加原理可知φa=φb>φc=φd，B错误；根据等量异种点电荷形成的电场特点可知，四个点电荷在P、d两点处电场分布如图乙所示，根据库仑定律及几何关系有EAC=16kQ55R2，EBD=40kQ9R2，E'AC=16kQ1313R2，E'BD=96kQ25R2，根据场强叠加法则可知d点电场强度大于P点电场强度，C错误；根据电势的叠加原理可知A点的+Q和C点的-Q电荷在P点和N点产生的电势之和均为零，B点的+Q和D点的-Q电荷形成的电场线如图丙所示，可知电场线方向由N指向P，根据沿着电场线方向电势逐渐降低可知φN>φP，D错误。
甲乙丙
【命题创新 】电场和电势的叠加属于高考中的常考点，近几年等量同种或异种点电荷的场强均有考查，本题巧妙地构建了四个点电荷，可构建成两对异种点电荷模型，考查学生对电场和电势叠加的理解，需要学生具备一定的对称思想。
7．【知识点】功能原理、能量守恒与曲线运动的综合、带电物体在复合场中的运动
【答案】BCD
【详解】当两球加速度相同时，对AB整体有，对B有，联立解得，B正确；作出两球的v-t图线，如图所示
t0时刻两球第一次速度相等，速度大小为v0，此时弹簧形变量为x0，即，结合图像可得，所以在t=t0时，小球A的电势能增加了，C正确；由图可知，在t0~2t0内，有，所以在t=2t0时，弹簧恢复原长，且，根据能量守恒定律可知，两球和弹簧系统机械能减少量等于电势能增加量，即，D正确；由以上分析可知，t0时两球速度相等，弹簧伸长量为x0，2t0时两球速度再次达到相等，但弹簧处于原长，A错误。选BCD。
8．【知识点】全反射与折射的综合应用
【答案】CD
【解析】如图所示，光从上方射入塑料板，在底部直角边发生全反射时，从上面看起来才会明亮，此时发生全反射的条件是光从透明塑料板射向空气，且折射率n≥1sin45°＝2，即透明塑料板的折射率应大于等于2，A错误；光在油的界面处发生折射，部分光线射向油中，在矩形窗口形成暗区，B错误；油量增加时，被浸入到油中的塑料锯齿增多，则发生全反射的区域变小，亮区范围变小，C正确；透明塑料板的折射率小于油的折射率，对透明塑料板和油来说，油是光密介质，D正确。
9．【知识点】交流电“四值”的计算及应用、几种常见的交变电流的图像及其变化规律
【答案】AC
【详解】由图可知，周期为0.2s，一个周期电流方向改变两次，则发电机线圈中电流方向每秒钟改变10次，A正确；电动势有效值为，则电压表的示数为，B错误；由图可知，时，电动势最大，此时磁通量变化率最大，磁通量为零，则发电机线圈平面与磁场方向平行，C正确；自耦变压器滑片P向上滑动时，原线圈匝数增大，根据可知，电阻R两端电压减小，电阻 R 热功率减小，D错误。
10．【知识点】连接体问题（整体和隔离法）、临界问题
【答案】ACD
【解析】对小球和物块组成的整体受力分析，如图甲所示，竖直方向上受重力和支持力处于平衡状态，因此杆对物块的支持力大小为FN=(M+m)g，A正确；对小球受力分析，如图乙所示，则FT=mgcsθ，由牛顿第二定律得mgtanθ=ma，两物体保持相对静止即加速度相同为a=gtanθ ，B错误，D正确；对整体，在水平方向上有F=(M+m)a=(M+m)gtanθ ，C正确．
甲乙
11．【知识点】实验：验证机械能守恒定律
【答案】(1)AC；(2)2.4/2.5；(3)C；(4)
【详解】（1）除图1所示器材外，还需选用刻度尺和学生电源，不需要秒表。
（2）根据中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度，可得C点的瞬时速度为
（3）工作电压偏低，对实验结果无影响，A错误；若存在空气阻力和纸带的摩擦力，重力势能的减少量大于动能的增加量，B错误；接通电源前释放了纸带，此时测得的C点的速度时下降的距离大于纸带上打点起点到C点间的距离，此时C点的速度偏大，所以动能的增加量大于从至该点过程中重力势能减少量，C正确。
（4）挡光片通过光电门的速度为，动能的增加量为，重力势能的减少量为，若关系式满足，即，可验证机械能守恒定律。
12．【知识点】实验：电表内阻的测量
【答案】(1)
(2)6.0
(3)2.0
(4)准确
【详解】（1）根据电路图连接实物图如图所示
（2）电阻箱的读数为
（3）根据欧姆定律可得
（4）由以上分析可知，电流表内阻的测量值准确。
13．【知识点】气体的等压变化与盖—吕萨克定律、气体的等容变化与查理定律
【答案】(1)500K
(2)当T≤500K时，F=0，当T＞500K时，
(3)增加了100J
【详解】（1）当锅炉的温度为升高时，气体做等圧变化，根据盖吕萨克定律可得
代入数据解得
（2）由以上分析可知，当温度小于等于500K时，压力传感器示数
当温度大于500K时，气体体积不变，根据查理定律可得
解得
活塞对压力传感器的作用力为
（3）根据热力学第一定律，
解得
即气体内能增加了100J。
14．【知识点】电磁感应现象中的功能问题
【答案】（1）；（2）0.6m/s；（3）0.06C，
【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律可得至内回路中的感应电动势为，
根据闭合电路欧姆定律可得至内流过电阻的电流为，
设金属棒ab的质量为m，这段时间内金属棒ab受力平衡，即，
解得。
（2）设金属棒ab进入时的速度大小为v，此时回路中的感应电动势为，
回路中的电流为，
导体棒ab所受安培力大小为，
根据平衡条件可得，
解得。
（3）设金属棒ab从进入EF到最终停下的过程中，有，
，
，
，
取x=0.06m。联立解得q=0.06C；
设此过程中整个回路产生的焦耳热为Q，根据能量守恒定律可得，
解得。
15．【知识点】求解弹性碰撞问题
【答案】（1） 342gh
（2） 6mgh；方向与竖直方向成45∘ 角斜向右上
（3） 247h；97mgh
【解析】
C沿轨道A下滑过程，由动能定理可得3mgh=12×3mv02…………1分
解得v0=2gh…………1分
以水平向右为正方向，B、C第一次达到共速时，由动量守恒定律可得3mv0=3m+mv1…………1分
联立解得v1=342gh…………1分
滑块C在光滑轨道A上运动过程中，由动量定理可得IG+IN=Δp（矢量式）…………1分
其中IG=3mgt=3m2gh，Δp=3mv0=3m2gh，方向如图所示，则IN=IG2+Δp2=6mgh…………1分
设IN与竖直方向的夹角为θ ，则有tanθ=ΔpIG=1…………1分
即轨道A对滑块C作用力的冲量大小为6mgh，方向与竖直方向成45∘ 角斜向右上…………1分
以水平向右为正方向，根据题意，C在B上滑动过程，由牛顿第二定律可得-μ⋅3mg=3maC，μ⋅3mg=maB，解得aC=-μg，aB=3μg…………1分由（1）可知B、C第一次达到共速时的速度v1=342gh，第一次共速所用的时间t1=v1aB=22hg…………1分
可知B向右滑动距离d1=12aBt12=32h，B与滑块1发生弹性碰撞过程中动量守恒、机械能守恒，则有mv1=mv'1+mv'2，12mv12=12mv'12+12mv'22，联立解得木板B的速度v'2=0，滑块1的速度v'1=v1（点拨：B与滑块1质量相等，发生弹性碰撞后速度交换）…………1分
同理，B、C再次达到的共同速度v2=34v1，所需时间t2=v2aB=34t1，木板B向右滑动的距离d2=12aBt22=916d1…………1分
依次类推可得dn=12aBtn2=916n-1d1，
则初始时木板B右端到滑块n的距离s=d1+d2+⋯+dn，
由等比数列求和公式，解得最初木板B右端到滑块n之间的距离s为
s=limn→∞d1[1-916n]1-916=247h…………1分
木板B第一次与滑块1碰撞后，滑块1的速度为v'1=v1=34v0，滑块1与滑块2发生弹性碰撞后交换速度，依次类推，最后滑块n获得的速度为v'n=v1，其对应的动能为Ekn=12mv12=916mgh…………1分
同理，滑块n-1最后获得的速度为v'n-1=34v1，其对应的动能为Ekn-1=12m34v12=916⋅12mv12=9162mgh…………1分
滑块1最后获得的速度为v″1=34n-1v1，其对应的动能为Ek1=12m[34n-1v1]2=916n-1⋅12mv12=916nmgh，则n个滑块的总动能为Ek=Ekn+Ekn-1+⋯+Ek1=limn→∞Ekn[1-916n]1-916=97mgh…………1分