2025届湖南省衡阳市衡阳县第四中学高三下学期3月月考试卷 物理（含解析）

这是一份2025届湖南省衡阳市衡阳县第四中学高三下学期3月月考试卷 物理（含解析），共8页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答，关于下列四幅图，说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共10小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，每小题4分，第7～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．如图所示，一个导热良好的圆柱形汽缸开口向上竖直放置于水平面上，缸内储存文物，且封闭有一定质量的理想气体。现环境温度缓慢升高，活塞离汽缸底部的距离由变为，已知大气压恒定，活塞与汽缸壁密封良好且不计摩擦，忽略文物热胀冷缩的影响，则下列说法正确的是（ ）
A．气体对外做功，内能增大B．外界对气体做功
C．气体放出热量D．每个气体分子的动能都增大
2．春节时人们常放一种鞭炮叫二踢脚，也叫双响炮。其第一响类似于火箭发射，火药点燃爆炸，利用反冲作用使二踢脚飞向空中。有一种二踢脚质量，第一响的时间，上升的高度。忽略空气阻力，不计二踢脚第一响后质量的变化，重力加速度g取，第一响中二踢脚受到的平均反冲作用力大小约为（ ）
A．73.5NB．50.6NC．43.4ND．28.5N
3．（2025·云南昆明·一模）在一水平天花板上用两根等长轻绳悬挂一小球，小球可视为质点。下列四幅图中，剪断其中一根轻绳的瞬间，另一根轻绳上的拉力大小不变的是（ ）
A．B．
C．D．
4．如图所示，半径为R的圆形导体ABC单位长度的电阻为r，AC为圆的直径，弧BC对应的圆心角为。直径AC的上部有垂直纸面向里的匀强磁场，下部有垂直纸面向外的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B。在A、B两点间接入恒定电压U，电流方向图中已标出，那么整个圆形导体所受安培力的大小为（ ）
A．B．C．D．
5．三个点电荷的电场线和等势线如图所示，其中的d，e与e，f两点间的距离相等，则（ ）
A．a点电势高于b点电势
B．a、c两点的电场强度相同
C．d、f间电势差为d、e间电势差的两倍
D．从a到b与从f到b，电场力对电子做功相等
6．如图所示，理想变压器的输入端通过电流表连接在输出功率恒定的交流电源上。输出端分为两部分，上部分与电流表和定值电阻相连，下部分与电流表和滑动变阻器相连。三块电流表均为理想电表，则在滑动变阻器的滑片向上滑动过程中，三块电流表的示数，变化情况正确的是（ ）
A．增大，减小B．减小，增大
C．增大，增大D．减小，减小
7．关于下列四幅图，说法正确的是（ ）
A．甲图为位移传感器，它可以把被测物体位移的大小转换为线圈自感系数的大小
B．图乙为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小
C．图丙，状态①的温度比状态②的温度低
D．图丁，按照经典电磁理论，这样运动的电荷应该辐射出电磁波，电子绕核转动的能量将不断地被电磁波带走
8．利用声波将物体悬浮在空中的技术在多领域有应用前景。某悬浮装置的示意图如图所示，上方为超声波发射端，下方为反射端。发射端发出单一频率的超声波与经反射端反射回的同频率的超声波叠加。调节反射端与发射端的间距达到合适的距离时，各质点的振幅不随时间变化，称为驻波。驻波中振幅最小的地方称为波节，理论表明，发射端和反射端都为波节。在超声波频率一定的情况下，波节的位置是确定的。驻波形成后，一些轻小物体就可以悬浮在轴线上相邻波节的中点位置。下列说法正确的是（ ）
A．发射端与反射端的距离应等于超声波波长的整数倍
B．悬浮位置间的最小距离小于超声波的波长
C．悬浮位置间的最小距离与超声波的频率成反比
D．增大超声波的频率，为使悬浮位置的数目不变，必须增大发射端与反射端的距离
9．圆筒ABCD的高度为H，底面直径，圆筒竖直放置，过其直径的竖直截面图如图所示。直径BC延长线上取一点O，O、B距离。从O点以大小，方向与水平方向成角抛出小球，小球打在圆筒侧壁CD上的E点。重力加速度g取，不计一切阻力，已知，下列说法正确的是（ ）
A．小球从O点运动至E点所用时间
B．圆筒侧壁C、E两点间高度
C．圆筒侧壁的最大高度
D．若小球与圆筒侧壁都是弹性的，小球能运动到B点
10．如图甲所示，在平面内存在一以O为圆心、半径为r的圆形区域，其中存在一方向垂直平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化如图乙所示，周期为。变化的磁场在空间产生感生电场，电场线为一系列以O为圆心的同心圆，在同一电场线上，电场强度大小相同。在同一平面内，有以O为圆心的半径为的导电圆环I，与磁场边界相切的半径为的导电圆环Ⅱ，电阻均为R，圆心O对圆环Ⅱ上P、Q两点的张角；另有一可视为无限长的直导线CD。导电圆环间绝缘，且不计相互影响，则（ ）
A．圆环I中电流的有效值为
B．时刻直导线CD电动势为
C．时刻圆环Ⅱ中电流为
D．时刻圆环Ⅱ上PQ间电动势为
第Ⅱ卷（非选择题）
二、非选择题：本题共5小题，共52分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11．（6分）某同学利用如图甲所示的电路测量一段阻值约几千欧的电阻丝（粗细均匀）的电阻率，图甲中C为一金属夹子。
(1)该同学首先利用螺旋测微器测量电阻丝的直径，如图乙所示，则电阻丝的直径d = mm。
(2)由于没有合适的电流表，需要将量程为100 μA，内阻为200 Ω的微安表改装为量程Im = 100 mA的电流表，需要将微安表和一规格为 Ω的电阻并联。（结果保留两位小数）
(3)按电路原理图连接好电路，将夹子C夹在电阻丝某处，闭合开关S，用刻度尺测量B、C之间电阻丝的长度，记为x，通过电阻丝的电流记为I。改变B、C之间的长度x，多次测量，得到多组I、x数据。以为纵坐标、I为横坐标描点得到线性图像的斜率为k，已知恒压源E的电压恒为U，电阻丝的横截面积为S，电流表内阻可以忽略，则电阻丝的电阻率ρ = 。
12．（8分）“枪口比动能”的计算公式为枪口子弹动能/枪管横截面积，单位为。我国规定枪口比动能达到或大于为枪支，小强通过如图甲所示实验装置测定某型号仿真枪是否超标。在一半封闭金属盒内塞人橡皮泥，金属盒下方安装一个有墨水的轻质细毛笔，将金属盒用轻绳系于天花板上的点，金属盒下方铺设一条以悬点为圆心的圆弧轨道，并在轨道上铺设白纸，调节轨道高度使得轻质毛笔笔尖轻微接触白纸且对金属盒的运动无明显阻碍作用。以为圆心竖直安装一与金属盒运动平面平行的量角器。将仿真枪靠近金属盒并对准其中心射出弹丸，随后弹丸陷入金属盒内部，并与金属盒一起摆起一定的角度。测量枪管的内直径，弹丸的质量，金属盒与橡皮泥的质量，白纸痕迹上方端点与悬点的连线与竖直方向的夹角以及金属盒中心与悬点的距离。重力加速度大小为。
(1)用游标卡尺测量枪管内直径时需利用图乙中游标卡尺的 （选填“①”“②”或“③”）部分。测量得到枪管内直径读数如图丙所示，其读数为 mm。
(2)根据所测量得到的物理量得出比动能的表达式为 。（用题中所给物理量的字母表示）
(3)下列因素能够导致比动能的测量值偏小的是___________（填标号）。
A．弹丸与金属盒碰撞过程中损失的动能
B．金属盒所受的空气阻力以及毛笔笔尖与白纸之间的阻力
C．击中金属盒的位置位于金属盒中心上方
D．仿真枪没有抵近金属盒射击
13．（10分）如图所示，一种透明柱状材料的横截面是由一个等腰梯形和一个圆组成，圆的半径。一束单色光从等腰梯形边的中点垂直射入，在圆弧上点恰好发生全反射后射向边上的点（光路未画出），已知，，光在真空中的传播速度为，不考虑多次反射的情况，求：
(1)透明柱状材料的折射率；
(2)光线从点到点的传播时间。
14．（12分）如图所示，倾角为30°的光滑斜面固定在水平地面上，斜面ABCD是边长为d=3.2m的正方形，在其中心O处用长为L=0.6m的轻绳悬挂一可视为质点的小球，使小球静止。现给小球一个垂直于绳方向的初速度，小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动。取重力加速度g=10m/s2。求：
(1)的大小；
(2)若小球沿斜面向上运动到与O点等高时，剪断轻绳，从剪断轻绳到小球离开斜面所用的时间。
15．（16分）如图所示，空间存在水平向右的匀强电场E，部分为竖直平面内的轨道，、为水平面内的轨道，段是倾角的倾斜直轨道，长度，与竖直平面内圆轨道相切于B点，圆轨道的半径 ，C、为轨道最低点且略微错开，为水平直轨道，长度，为半圆形水平弯道，其半径，也为水平直轨道，长度与相同。A点固定一劲度系数足够大的轻弹簧（弹簧长度相对于 ，忽略不计） 。一个绝缘带正电小球在外力作用下先挤压弹簧，然后由静止释放，弹性势能，全部转化为小球动能。已知小球质量，小球受到的电场力大小， 小球与、FG的动摩擦因数 ，其他轨道均光滑， ，，重力加速度
(1)若，求小球第一次运动到B点的速度大小；
(2)若小球恰好能在圆轨道上做完整圆周运动，求小球受到圆轨道的最大弹力和最小弹力之差；
(3)在G点固定一竖直墙壁，小球碰墙后原速率弹回，若小球始终不脱离圆轨道和水平弯道，要使小球与竖直墙最多发生1次碰撞，求释放小球时弹簧弹性势能应满足的条件。
物理答案
1.【答案】A
【解析】气体膨胀对外做功，温度升高内能增大，故A正确，B错误；结合上述，气体膨胀对外做功，温度升高内能增大，根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量大于气体膨胀对外做的功，故C错误；温度升高，气体分子的平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大，故D错误。
2.【答案】A
【解析】二踢脚上升做匀减速运动，由运动学公式有，可得上升的初速度大小为，第一响过程中平均反冲作用力远大于重力，所以由动量定理有，代入数值得，故选A。
3.【答案】B
【解析】设轻绳与水平天花板的夹角为，由受力分析可知初始时刻满足，剪断其中一根轻绳的瞬间，小球只受重力、未剪断绳子的拉力，将重力沿绳子和垂直于绳子分解后，满足，由以上两式解得，轻绳与水平天花板的夹角为，故选B。
4.【答案】A
【解析】圆形导体分为三部分，分别为AB、BC、AC，电阻分别为，，，有效长度如图中所示，三部分所受安培力分别为，，，由力的合成得合力，故选A。
5.【答案】D
【解析】电场线从高等势面指向低等势面，即电场线从图中的正电荷指向负电荷，因此b点所在的等势面高于a点所在的等势面，A错误；a、c两点电场强度方向不同，电场强度不同，B错误；从d→e→f电场强度逐渐减小，间距相等，结合可知，则，C错误；a点与f点在同一等势面上，a、b两点和f、b两点的电势差相等，根据电场力做功可知从a到b与从f到b，电场力对电子做功相等，D正确。
6.【答案】B
【解析】由变压器电压与匝数关系及电路知识，有，，同理，由于，可得，滑片向上滑动，电阻变大，则减小。可得增大，增大，增大。由于增大，则增大。而增大，应减小，所以减小。故选B。
7.【答案】AD
【解析】甲图为位移传感器，当物体1向右发生微小位移时，线圈自感系数变小，当物体1向左发生微小位移时，线圈自感系数变大，故它可以把被测物体位移的大小转换为线圈自感系数的大小，故A正确；光导纤维的原理是利用光的全反射，根据全反射的条件是从光密介质射向光疏介质，所以内芯的折射率比外套的折射率大，故B错误；温度越高，分子的平均动能越大，分子的平均速率也越大，图甲中状态①的温度比状态②的温度高，故C错误；图丁，电子运动的半径不断变化，即做变速运动，按照经典电磁理论，这样运动的电荷应该产生变化的电场，再产生变化的磁场，则应该辐射出电磁波，电子绕核转动的能量将不断地被电磁波带走，故D正确。
8.【答案】BC
【解析】超声波是纵波，为了研究方便，图中画成了横波形式，如果发射端和反射端的间距为倍波长，如图所示，仍然可以形成驻波，故A错误；由图可知相邻波结的间距为波长的一半，由题意，可知悬浮位置间的最小距离也为波长的一半，故B正确；波长与频率f成反比，悬浮位置间的最小距离为波长的一半，则这个距离也与频率成反比，故C正确；若增大频率，由C的分析，悬浮位置间的最小距离减小，若不改变发射端与反射端的距离可知悬浮位置数量会增加。要想悬浮位置的数目不变，需减小发射端与反射端的距离，故D错误。
9.【答案】BC
【解析】小球做斜上抛运动，水平速度，从点运动至点所用时间，故A错误；小球竖直速度，从点运动至点的竖直位移，故B正确；小球运动至点正上方所用时间，小球的竖直位移，为使小球能飞过点，其最大高度为0.75m，故C正确；若没有圆筒，小球运动时间，小球的水平位移，由于是弹性碰撞，因，可知小球不可能运动到B点，故D错误。
10.【答案】BD
【解析】由题图可知，在内和内圆环I中的电流大小均为，在内圆环I中的电流大小为，设圆环I中电流的有效值为，根据有效值定义可得，联立解得，故A错误；设右侧又一无限长的直导线对称的无限长的直导线与构成回路，则时刻，、回路产生的总电动势为，根据对称性可知时刻直导线CD电动势为，故B正确；由于圆环Ⅱ处于磁场外部，通过圆环Ⅱ的磁通量一直为0，所以圆环Ⅱ不会产生感应电流，则时刻圆环Ⅱ中电流为0，故C错误；以O点为圆心，过程P、Q两点圆轨道，在时刻产生的电动势为，则P、Q两点间圆弧的电动势为，由于P、Q两点间圆弧与圆环Ⅱ上PQ构成回路不会产生感应电流，则圆环Ⅱ上PQ间电动势为，故D正确。
11.【答案】(1)2.748/2.749/2.750；(2)0.20；(3)
【解析】(1)根据螺旋测微器的读数规则，可读出图乙中示数为。
(2)根据电流表的改装原理，可得需要并联的电阻阻值为。
(3)根据电路图，由欧姆定律可得，，联立可得，以为纵坐标、I为横坐标描点得到线性图像的斜率为k，则，可得电阻丝的电阻率。
12.【答案】(1)① 7.0 (2) (3)BD
【解析】(1)游标卡尺测量内径使用内爪测量，故选①部分。10分度游标卡尺的精确度为，游标卡尺读数为。
(2)根据动量守恒定律有，然后两者共同摆起使得细绳与竖直方向的夹角为时，由机械能守恒定律得，联立可得弹丸的初动能，根据比动能的定义有。
(3)根据实验原理，碰撞中损失的动能对测量结果无影响，故A错误；若考虑金属盒所受空气阻力以及毛笔笔尖与白纸之间的阻力和仿真枪没有抵近金属盒射击都会使得初动能的测量值小于真实值，故比动能的测量值偏小，故BD正确；若击中金属盒的位置位于金属盒中心上方，则的测量值偏大，比动能的测量值偏大，故C错误。
13.【答案】(1)2；(2)
【解析】(1)作出光线的光路图，如图所示
设全反射临界角为，由几何关系可得
光在圆弧上恰好发生全反射的临界角
可得。
(2)光线在材料中的传播速度
光线从点到点的光程
光线从点到点的传播时间。
14.【答案】(1)；(2)
【解析】(1)小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，当小球恰过最高点时，由牛顿第二定律得
小球从最低点运动到最高点的过程中，由动能定理得
联立解得。
(2)小球从最低点运动到与O点等高处的过程中，由动能定理得
解得
剪断轻绳后，小球沿斜面向上做匀减速直线运动，设小球向上运动的最大位移为x，根据运动学公式可得
由牛顿第二定律得
联立解得
由于，因此小球不会从CD边离开斜面。剪断轻绳后，小球先沿斜面向上做匀减速直线运动，然后向下做匀加速直线运动。小球向上运动的过程中，由匀变速直线运动的规律得
解得
小球向下运动的过程中，由匀变速直线运动的规律得
解得
从剪断轻绳到小球离开斜面所用的时间为。
15.【答案】(1)；(2)；(3)或者
【解析】(1)对于小球下滑的过程中，根据动能定理，则有
可解得。
(2)将重力和电场力进行合成，可得
与水平方向夹角为
可得
所以小球恰好能做完整的圆周运动，即为小球恰好能到达B点关于圆心对称的位置，此时轨道的弹力为零，则有
根据动能定理可知
在B点根据牛顿第二定律，则有
所以最大弹力和最小弹力之差为。
(3)①假设小球第一次经过圆轨道恰好到达B点关于圆心对称的位置，则有
根据动能定理则有
可解得
所以弹性势能满足
②假设小球恰好不从FD中点脱离轨道，则有
根据动能定理，则有
可解得
所以弹性势能满足
③假设小球第一次到达G点速度刚好为0，根据动能定理，则有
可解得
所以弹性势能满足
④假设小球反弹到F点停止，根据动能定理，则有
可解得
所以弹性势能满足
⑤假设小球第二次恰好回到FG中点并且不脱离轨道，根据动能定理，则有
可解得
所以弹性势能满足
⑥假设小球恰好到达B点关于圆心对称的位置，根据动能定理，则有
可解得
所以弹性势能满足
⑦假设小球第二次返回A点后再回到D点速度刚好为0，根据动能定理，则有
可解得
所以弹性势能满足
综上所述，可知弹性势能的取值范围为或者。