2025届湖北省普通高中学业水平选择性考试模拟（三）物理试卷（解析版）

这是一份2025届湖北省普通高中学业水平选择性考试模拟（三）物理试卷（解析版），共18页。
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并认真核准准考证号条形码上的以上信息，将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4.考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
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。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1．2022年2月21日23时49分，华龙一号海外示范工程、全球第四台机组——巴基斯坦卡拉奇核电工程3号机组反应堆首次达到临界状态，标志着机组正式进入带功率运行阶段，为后续并网发电和商业运行奠定了基础。卡拉奇核电工程利用的是铀核裂变释放的核能。下列说法正确的是（ ）
A．铀核主要用于核反应堆中的核燃料，也是制造核武器的主要原料之一
B．自然界中的轴元素只有这两种同位素
C．铀核不具有放射性
D．铀核裂变可能的一种核反应方程式为
2．北京时间2024年1月18日，货运飞船天舟七号，携带约5600kg的物资进入距离地面约400km的轨道，顺利对接中国空间站后近似做匀速圆周运动（已知地球同步卫星与地面的距离36000km）。对这批进入空间站的物资说法正确的是（ ）
A．质量比静止在地面上时小
B．所受合力比静止在地面上时小
C．所受地球引力比静止在地面上时大
D．做圆周运动时的角速度比地球自转角速度大
3．地球大气层对光线的折射会使地球上的人们看到的太阳位置与实际位置存在偏差，这种现象被称为蒙气差效应。为便于研究这一现象，现将折射率不均匀的大气简化成折射率为的均匀大气，大气层的厚度等效为地球半径R，赤道上的人一天中能看到太阳的时间相比没有大气层时要多（ ）
A．3小时B．2小时
C．1.5小时D．1小时
4．如图所示，质量为、高为、倾角为的光滑斜面体A放在足够大的光滑水平地面上，斜面顶端正上方有一固定的光滑套管C，用手提着质量为的细长直杆B的上端，将直杆穿过套管，使直杆下端恰好与斜面体顶端接触，突然松手，直杆在套管的约束下只能沿竖直方向运动，斜面体随即向右加速，重力加速度大小为，下列说法正确的是（ ）

A．直杆的最大速度为
B．斜面体的最大速度为
C．斜面体的加速时间为
D．斜面体在加速过程中受到地面的支持力大小为
5．空间P、Q两点处固定电荷量绝对值相等的点电荷，其中Q点处为正电荷，P、Q两点附近电场的等势线分布如图所示，a、b、c、d、e为电场中的5个点，设无穷远处电势为0，则（ ）
A．e点的电势大于0
B．a点和b点的电场强度相同
C．b点的电势低于d点的电势
D．负电荷从a点移动到c点时电势能增加
6．如图所示，和分别是水平面内两椭圆的两个焦点，其中处分别放置等量异种点电荷（图甲）；是两根通有平行等大、反向的直线电流且电流垂直于水平面（图乙）；是椭圆的中心：是椭圆的长轴与椭圆的交点，是椭圆的短轴与椭圆的交点，则关于两图中处的电场强度和磁感应强度下列说法正确的是（ ）
A．图甲中点处的电场强度不为零，图乙中点处的磁感应强度为零
B．图甲中两处的电场强度相同，图乙中两处的磁感应强度相同
C．图甲中两处的电场强度不相同，图乙中两处的磁感应强度不相同
D．图中沿连线上，点处的电场强度和磁感应强度均为最小
7．如图所示，图甲为沿x轴传播的一列简谐机械波在时刻的波动图像，图乙为质点P的振动图像。下列说法正确的是（ ）
A．波沿x轴正方向传播，波速为
B．该波可以与另一列频率为的波发生干涉
C．波在传播过程中遇到尺度的障碍物能发生明显的衍射
D．某人向着该静止的波源运动时观测到的频率小于
8．下面图像描述的是物体做直线运动的相关图像。关于甲、乙、丙、丁四个图像，下列说法正确的是（ ）
A．甲图中在时间内，的平均速度等于的平均速度
B．乙图中的物体一定做往复运动
C．丙图中两物体在两个时刻相遇两次
D．丁图中物体做匀减速直线运动
9．某兴趣小组利用手机上的传感器测量手机运动的加速度，带塑胶软壳的手机从一定高度由静止释放，落到地面上，手机传感器记录了手机运动的加速度a随时间t变化的关系，如图所示，g为当地的重力加速度，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．释放时，手机离地面的高度为
B．时刻手机速度最大
C．手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的10倍
D．0至内图线与横坐标围成的面积中，时间轴下方与上方的面积大小相等
10．如图甲所示,在空间中建立xOy坐标系,α射线管由平行金属板A、B和平行于金属板的细管C组成,放置在第二象限,细管C到两金属板距离相等,细管C开口在y轴上.粒子源P在A板左端,可以沿特定方向发射某一初速度的α粒子.若金属板长为L、间距为d,当A、B板间加上某一电压时,α粒子刚好能以速度v0从细管C水平射出,进入位于第一象限的静电分析器中.静电分析器中存在着辐向电场,α粒子在该电场中恰好做匀速圆周运动,该电场的电场线沿半径方向指向圆心O,α粒子运动轨迹处的场强大小为E0.t=0时刻α粒子垂直x轴进入第四象限的交变电场中,交变电场随时间的变化关系如图乙所示,规定沿x轴正方向为电场的正方向.已知α粒子的电荷量为2e(e为元电荷)、质量为m,重力不计.以下说法中正确的是( )
A．α粒子从放射源P运动到C的过程中动能的变化量为md2v022L2
B．α粒子从放射源P发射时的速度大小为v01+d2L2
C．α粒子在静电分析器中运动的轨迹半径mv022eE0
D．当t=nT(n=1,2,3,…)时,α粒子的坐标为mv022eE0+neE0T 22m,-v0nT
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11．某同学依据系统机械能守恒定律，用如图所示的装置测量当地的重力加速度。主要实验步骤如下：
（1）将10个质量均为m的砝码放入质量为M的盒子A中，在盒子A上固定一宽度为d的遮光片；
（2）在铁架台上固定滑轮和光电门，用细绳跨过定滑轮连接装有砝码的盒子A和质量为M的盒子B；
（3）在铁架台上标记遮光片的初始位置O，测出O点与光电门之间的距离L；
（4）将盒子A由静止释放，测得遮光片经过光电门的时间为t0。盒子A经过光电门的速度大小v= （用d和t0表示）。适当 （选填“增大”或“减小”）距离L可减小速度v的测量误差；
（5）在盒子A中保留n（n>5）个砝码，将其余（）个砝码放入盒子B中，重复步骤（4），记录盒子A中有n（n>5）个砝码时遮光片经过光电门的对应时间 ；
（6）根据记录的数据作出图像，若图像斜率为k，则当地的重力加速度g= 。（用d、k、L、M、m表示）
12．用如图1所示的多用电表测量电阻，要用到选择开关K和两个部件S、T。
请根据下列步骤完成电阻测量：
①旋动部件 ，使指针对准电流的“0”刻线。
②将K旋转到电阻挡“×100”的位置。
③将插入“+”、“—”插孔的表笔短接，旋动部件 ，使指针对准电阻的 （填“0刻线”或“∞刻线”）。
④将两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，请从下列选项中挑出合理的步骤，并按 的顺序进行操作，再完成读数测量。
A． 将K旋转到电阻挡“×1K”的位置
B．将K旋转到电阻挡“×10”的位置
C．将两表笔的金属部分分别与被测电阻的两根引线相接
D．将两表笔短接，旋动合适部件，对电表进行校准
13．如图甲所示,质量M=10 kg的导热汽缸置于水平地面,用质量和厚度均不计的水平导热活塞密封一定质量的理想气体,气体温度为300 K.一质量m=1 kg的重物用轻绳经光滑滑轮与汽缸中活塞竖直相连接,重物和活塞均处于静止状态,这时活塞离缸底的高度L0=10 cm,不计活塞与汽缸间的摩擦,且汽缸不漏气.已知大气压强p0=1×105 Pa,活塞的横截面积为S=10-2 m2,下列两种情况中,活塞均未脱离汽缸.则:

(1)若将图甲中环境温度缓慢降低至240 K,求此时活塞离汽缸底的高度;
(2)若保持图甲中环境温度为300 K不变,将汽缸从甲图状态变为乙图状态,用轻绳将汽缸和活塞竖直悬挂在天花板,稳定后处于静止状态,求稳定后活塞离汽缸底的高度.
14．如图所示，一固定的锲形木块，其斜面长为4l，倾角θ=，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮。一柔软的细线跨过定滑轮，两端分别与物块A和B（可视为质点）连接。A的质量为m，位于斜面底端，与斜面间动摩擦因；B的质量为4m，位于竖直面顶端。将该装置由静止释放，求：
(1)B物体着地前瞬间的速度大小；
(2)设B物体着地后不反弹，求A物体沿斜面上升的最大距离。
15．如图所示,空间存在两对平行板,平行板间存在垂直纸面向内的匀强磁场,板间距d=5cm,MN、PQ为磁场的边界,MN、PQ之间存在水平向右的匀强电场,OO,为该区域的对称轴,MN与PQ之间的距离L=2cm.两个质量均为m、电荷量分别为+q和−q的粒子以相同速度大小v0=2×105m/s垂直电场线进入电场,而后以v=m/s大小的速度进入磁场，粒子重力不计．
(1)若两个粒子都从O点沿OO′直线入射,试判断两粒子的轨迹是否关于OO,直线对称?
(2)若+q粒子从O点沿OO,直线入射,−q粒子由O,沿O,直线入射(未画出),且已知两粒子在磁场中运动的周期为s,试判断两粒子是否会打到板上,若打到板上,求出打在板上的位置;若不能打在板上,则求出两粒子分别从O、O,进入到第一次离开磁场各自所用的时间．
(3)若+q粒子仍从O沿OO′直线入射,−q粒子从O,沿O,直线入射,且已知两粒子的比荷q/m=5×107C/kg，若要使粒子进出磁场一次后，从MP或NQ之间离开电场，求磁感应强度B的取值范围．
【参考答案】
1．【知识点】核反应的反应方程及能量计算、核能的利用与环境保护
【答案】A
【详解】A．铀核是自然界唯一能够发生可控裂变的同位素，主要用于核反应堆中的核燃料，也是制造核武器的主要原料之一，A项正确；
BC．在自然界中铀元素有三种同位素存在，分别为铀234、轴235和铀238，均具有放射性，BC项错误；
D．根据质量数守恒和电荷数守恒可得该核裂变可能的一种核反应方程式为
D项错误。
故选A。
2．【知识点】非同步卫星问题
【答案】D
【详解】A．物体在低速（速度远小于光速）宏观条件下质量保持不变，即在空间站和地面质量相同，A错误；
BC．设空间站离地面的高度为h，这批物资在地面上静止，跟地球一起自转，合力很小近似为零，在空间站所受合力为万有引力即，在地面受地球引力为，可知所受合力比静止在地面上时大，所受地球引力比静止在地面上时小，BC错误；
D．物体绕地球做匀速圆周运动万有引力提供向心力，解得，这批物质在空间站内的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，因此这批物质的角速度大于同步卫星的角速度，同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，即这批物质的角速度大于地球自转的角速度，D正确。选D。
3．【知识点】全反射与折射的综合应用
【答案】B
【详解】太阳光是平行光，临界光路图如图所示。由几何关系可得临界光线的折射角满足
，可知临界光线的折射角为；根据折射定律可得，解得，由几何关系可知，地球多转角度便看不见太阳了，则有，一个住在赤道上的人在太阳“落山”后还能看到太阳的时间为，同理可知，在太阳升起时也能提早1小时看到太阳，所以赤道上的人一天中能看到太阳的时间相比没有大气层时要多2小时。选B。
4．【知识点】两类动力学问题、绳、杆上速度的分解
【答案】C
【详解】AB．杆竖直向下运动，接触点沿斜面滑动，同时由于杆向下运动使斜面向右运动，将杆竖直向下的速度分解为平行斜面的速度和水平方向的速度，如图
杆一直向下加速，可知到达斜面底端时速度最大，在到达底端过程中斜面体向右的速度与杆沿水平方向的速度相等，设到达底端时杆的速度为，斜面体的速度为，从开始到到达底端时对杆和斜面体由机械能守恒得，其中有，联立解得，，AB错误；
C．设杆加速度为，斜面体加速度为，根据前面分析可知，设斜面对杆垂直于斜面方向的弹力为，杆对斜面垂直斜面向下的弹力为，可知，对杆和斜面体由牛顿第二定律，，联立解得，，斜面体的加速时间为，C正确；
D．斜面体在加速过程中竖直方向受力平衡，解得，D错误。选C。
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．根据电场线与等势面垂直关系，可判断P点处为负电荷，无穷远处电势为0，e点在PQ连线的中垂线上，则，A错误；
B．a、b两点电场强度大小相同，方向不同，则a、b两点电场强度不同，B错误；
C．因b点所在等势面的电势高于d点所在等势面的电势，可知b点电势高于d点，即，C错误；
D．由，负电荷从a到c电场力做负功，电势能增加，D正确。
故选D。
6．【知识点】电场的叠加 、磁场的叠加
【答案】B
【解析】根据电场叠加可知点产生的电场水平向右，电场强度不等于0，由安培定则可知，处导线在点产生的磁场方向由指向处导线在点产生的磁场方向由指向，合成后磁感应强度不等于项错误；电场叠加两处合电场，其中，方向水平向左，大小相同，由安培定则可知，在处产生的磁场方向平行于由指向，在处产生的磁场方向平行于由指向在处产生的磁场方向平行于由指向，在处产生的磁场方向平行于由指向，根据磁场的叠加可知，两点处磁感应强度大小相等，方向相同，项正确；电场叠加两处合电场，其为与的夹角，方向水平向右，大小相同，由安培定则可知，在处产生的磁场方向垂直于斜向右下方，在处产生的磁场方向垂直斜向左下方，在处产生的磁场方向垂直于斜向左下方，在处产生的磁场方向垂直于斜向右下方，根据平行四边形定则，知处的磁场方向由指向处的磁场方向由指向，且合场强大小相等，项错误；电场叠加连线上中点处，合电场电场强度最大，由安培定则可知，连线上，在处的磁感应强度方向相同，都是由指向连线上到点的距离最小，产生的磁感应强度最大，项错误。
7．【知识点】波的图像和振动图像的综合应用
【答案】A
【详解】A．由图甲可知，波长
由图乙可知，波的周期
时刻质点向上振动，由同侧法可得波沿x轴正方向传播，波速
故A正确；
B．波的频率为
则该波不可以与另一列频率为的波发生干涉，故B错误；
C．由A选项可知，该波波长远小于100m，则波在传播过程中遇到尺度的障碍物不能发生明显的衍射，故C错误；
D．由多普勒效应可知某人向着该静止的波源运动时观测到的频率大于，故D错误。
故选A。
8．【知识点】非常规图像问题
【答案】AD
【详解】A．甲图中在时间内，A和B的位移相等，平均速度是指物体发生的位移与所用时间的比值，所以A的平均速度等于的平均速度，故A正确；
B．乙图表示物体先匀加速，后匀减速，加速减速的时间相等，加速度大小相等，所以物体一直朝一个方向运动，故B错误；
C．v-t图线的交点表示物体速度相等，由于不知道出发点，所以无法确定A和B是否在、两个时刻相遇，故C错误；
D．根据匀变速直线运动的速度位移关系，有
所以图线的斜率为2a，斜率不变，即加速度不变，由图可见速度减少，所以丁图中物体做匀减速直线运动，故D正确。故选AD。
9．【知识点】牛顿运动定律与图像结合问题
【答案】AD
【详解】A．由图可知，时刻手机开始接触地面，则0～内做自由落体运动，释放时，手机离地面的高度为，A正确；
B．手机接触地面时，先向下做加速度减小的变加速运动，可知手机速度最大时，加速度为0，根据图像可知，手机速度最大的时刻在与两时刻之间，B错误；
C．由图可知，时刻手机的加速度最大，且方向竖直向上，根据牛顿第二定律可得，可得，手机第一次与地面碰撞中所受最大弹力为自身重力的11倍，C错误；
D．由图可知，时刻手机的加速度最大，此时手机受到地面的弹力最大，手机处于最低点，手机的速度为零，则0～时间内手机的速度变化量为零，根据图像与横轴围成的面积表示速度变化量，可知0至内图线与横坐标围成的面积中，时间轴下方与上方的面积大小相等，D正确。选AD。
10．【知识点】带电粒子在交变电场中的运动
【答案】BCD
【解析】α粒子能以速度v0从细管C水平射出,由逆向思维法可将α粒子的逆运动视为类平抛运动,水平方向有L=v0t,竖直方向有d2=12at2,由牛顿第二定律有2eUd=ma,联立解得U=md2v022eL2, α粒子从粒子源发射到细管C的过程,由动能定理有-2e×12U=ΔEk,解得ΔEk=-eU=-md2v022L2,设α粒子发射时的速度大小为v,α粒子从粒子源发射至运动到细管C的过程,有ΔEk=12mv02-12mv2,解得v=v01+d2L2,故A错误,B正确;由电场力提供向心力有2eE0=mv02r得r=mv022eE0,故C正确;T2时,α粒子在x轴方向的速度为vx=2eE0m·T2=eE0Tm,所以一个周期内,粒子在x轴方向的平均速度vx=vx2=eE0T2m,每个周期α粒子在x轴正方向前进x0=vxT=eE0T 22m,因为开始计时时α粒子横坐标为r=mv022eE,所以nT时,α粒子的横坐标为x=r+nx0=mv022eE0+n·eE0T 22m,α粒子的纵坐标为y=-v0nT,在nT时α粒子的坐标为mv022eE0+neE0T 22m,-v0nT,故D正确.
11．【知识点】实验：验证机械能守恒定律
【答案】（4） 增大 （5） （6）
【详解】[1][2]由很短时间内的平均速度近似等于瞬时速度可求得盒子A经过光电门的速度大小为
距离L越大，遮光片到达光电门位置时的速度越大，遮光时间就越短，平均速度越接近瞬时速度，速度v的测量误差就越小，所以，适当增大L可减小速度v的测量误差。
[3][4]在遮光片由初始位置O运动至光电门过程中，对于盒子A、B组成的系统（包括盒中的砝码）由机械能守恒定律得
又
联立求得
整理得
所以
求得
12．【知识点】实验：练习使用多用电表
【答案】S；T；0刻线；ADC；
【详解】(1)[1]首先要对表盘机械校零，所以旋动部件是S．
(3)[2][3]接着是欧姆调零，将“十”、“-”插孔的表笔短接，旋动部件T，让表盘指针指在最右端零刻度处．
(4)[4]当两表笔分别与待测电阻相接，发现指针偏转角度过小，为了得到比较准确的测量结果，必须将指针在中间刻度附近，所以要将倍率调大．原因是指针偏转小，则说明阻值大，则只有调大倍率才会实现．所以正确顺序ADC
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、气体等温变化与玻意耳定律
【答案】(1)8 cm (2)11 cm
【解析】(1) 缸内气体做等压变化,由盖-吕萨克定律得V1T1=V2T2,V1=L0S,V2=L2S,
代入数据解得L2=8 cm.
(2) 由题意可知p甲=p0-mgS=9.9×104 Pa, p乙=p0-MgS=9×104 Pa,
缸内气体做等温变化,由玻意耳定律得p甲V甲=p乙V乙,V甲=V1,V乙=L乙S,解得L乙=11 cm.
14．【知识点】功能原理、能量守恒与曲线运动的综合、应用动能定理求解连接体的做功问题
【答案】(1)；(2)3.2l
【详解】(1)对A、B组成的系统，从静止释放到B物体着地，由能量守恒定律有：
得
(2)对A物体，B着地之后减速上升至停止，由动能定理有：
A物体沿斜面上升的最大距离
解得
15．【知识点】带电粒子在有界匀强磁场中的运动、带电粒子在有界磁场中运动的临界极值问题
【答案】（1）两粒子的轨迹关于OO′直线对称．（2）正粒子不会打到板上．运动时间为（1+）×10-7s；负粒子不会打到板上，运动时间为（1+）×10-7s．（3）B＞0.8T．
【详解】
（1）正负粒子进入电场时初速度大小相等、方向相反．所受的电场力大小相等、方向相反，则加速度大小相等、方向相反，所以两粒子的轨迹关于OO′直线对称．
（2）粒子在电场中做类平抛运动，平行于电场方向有：vx=v=2×105m/s，，t0=10-7s
垂直于电场方向有：x=v0t0=2cm
粒子在磁场中运动周期 T=，则轨迹半径
正粒子：r+rcs45°=cm＜2cm，则不会打到板上．运动时间
负粒子：x+2rcs45°=4cm＜5cm，不会打到板上，运动时间
（3）正粒子：恰到Q点临界，半径应小于此临界值，对应的磁感应强度设为B1．
可得弦长为r1=4-3=1cm
轨迹半径 r1=cm
由，得
将r1代入得 B1=0.8T
此时r1已小于第（2）问中的r，故此时的磁感应强度比B1大．
负粒子：恰到M点临界，半径应小于此临界值，对应的磁感应强度设为B2．
可得弦长为 r2=5-2=3cm
轨迹半径 r2=
此时r2＞r1，对应的B2＜B1．
综合分析得：磁感应强度只要大于B1，正粒子既不会再次进入磁场也不会打到板上，负粒子也不会打到板上，即 B＞0.8T．