2025届湖北省黄冈中学高三下学期5月三模试题 物理 （解析版）

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湖北省黄冈中学 2025 届高三第三次模拟考试
物理试卷
命题教师：
考试时间：2025 年 5 月 25 日上午 10:30-11:45 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。全都选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分。）
1．用1Cs作为放射源可以产生β射线，β射线可以用来测量板材的厚度，其工作原理是β射线透过
被测物体产生的衰减与被测物体的厚度成正比，1Cs的衰变方程为1Cs → 1Ba + X ，已知1Cs
的半衰期为 30 年，下列说法正确的是
A. X 为电子，由于原子核内没有电子，X 由1Cs的核外电子电离而来
B. β射线的穿透能力比α射线穿透能力强
C. 若 7 Cs 以化合物Cs2 O 的形式存在， 7 Cs 的半衰期会变长
D. 1Cs的比结合能比1Ba的比结合能大
2．如图所示，轻弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为M的光滑弧形槽静置在光滑水平面上，弧形 槽底端与水平面相切，一个质量为m 的小物块（可视为质点）从槽上高为ℎ处静止释放，已知弹簧 始终处于弹性限度内，下列说法正确的是
A ．小物块下滑过程中，物块和槽组成的系统动量守恒
B ．小物块下滑过程中，槽对物块的支持力不做功
C ．若M > m ，物块能再次滑上弧形槽
D ．若物块再次滑上弧形槽，则物块能再次回到槽上的初始释放点
3．中国首次火星探测任务工程总设计师表示，我国将在 2028 年实施“天问三号”火星探测与取样 返回任务。“天问三号”探测器从地球发射后第一次变轨进入地火转移轨道，逐渐远离地球，成为 一颗人造行星，运行轨迹简化如图所示，I 是地球运行圆轨道，II 是地火转移椭圆轨道，III 是火星 运行圆轨道，轨道 I 与轨道 II 相切于P 点，轨道 II 与轨道 III 相切于Q 点。已知火星密度为地球密
度的 火星自身半径为地球自身半径的，地球表面重力加速度大小为 g，则
A ．P 点处，“天问三号”在轨道 I 上的加速度小于在轨道 II 上的加速度
B ． Q 点处，“天问三号”在轨道 II 变轨到轨道 III 需要向前喷气
C ．“天问三号”在轨道 I 、II 、III 上运动的全过程中，在轨道 II 上P 点处 运行速度最大
D ．火星表面的重力加速度大小约为g
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4．一列简谐横波沿 x 轴传播，波速为2m/s ，振幅为 10cm 。图甲为该横波传播一个周期时的波形 图，从此时开始计时，P 点的振动图像如图乙所示，下列说法正确的是
A. 该横波波源的平衡位置在x =0 处
B. 0.75s 时刻 P 点速度达到最大
C. 从波源开始振动到 P 点开始振动，波源处质点通过的路程为35cm
D. 从图甲时刻开始，波向前传播 5m 的时间内，P 点通过的路程为 50cm
5．有一劲度系数为k 、原长为l的轻质弹性绳（弹性绳的形变满足胡克定律）两端固定在天花板上， 如图甲所示，此时弹性绳处于原长。现分别将质量为m1 和m2 的重物系在弹性绳中点 O 处（系m2 前取下m1 ），并最终保持平衡，如图乙所示，两次悬挂弹性绳与水平面夹角分别为 60°和30° , 弹 性绳始终处在弹性限度内。则等于
A ． B ．3 C ．3 + 3 3 D ．6 + 3 3
6．如图所示，空间中存在与水平成 45°斜向右上方、大小为 1 × 106 N/C 的匀强电场，在距地面 10m 高处同一位置均以 10m/s的速率同时抛出 A 、B 两个带正电小球，A 球竖直向上，B 球水平向右， 两小球质量均为 1kg ，带电量均为 2 × 10-5C 。忽略两小球之间的相互作用力和空气阻力，小球均
2
可视为质点，g 取 10m/s2 ，则在 B 球落地前，两球间的最大距离为
A ．10m B ．10 2m C ．20m D ．20 2m
7 ．如图所示，正方形单匝闭合金属线框绕垂直于磁场的轴线MN匀速转动，已知M 、N分别为AB、 CD中点，轴线左侧区域为垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为 5T ，线框边长为 1m ， 每边电阻均为 1Ω , 转动周期为2s，现在M、N两点处分别用一端为电刷的导线连接电阻 R，R = 2Ω , 则线框转动过程中电阻 R 消耗的电功率为
A ．W B ．W C ．W D ． W
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8．如图所示，半径为 R 的圆形区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，磁感应强度大小为 B ，AC 为 该圆形区域的水平直径，O 为圆心。一带正电微粒从 A 点沿与 AC 成α = 30。角的方向射入磁场区 域，已知带电微粒比荷大小为，不计微粒重力，下列说法正确的是
A ．若微粒从圆形磁场边界上的 D 点离开，匕AOD = 120。，则入射速度大小为
B ．若微粒在磁场中运动的位移最大，微粒入射速度大小为
C ．若入射微粒速度大小可调节，微粒在磁场中运动的时间可能为
D ．若将 AC 下方半圆形区域磁场方向改为垂直纸面向里，磁感应强度大小仍为 B ，则微粒在磁场 中运动位移最大时，入射速度大小可能为
9．一定质量的封闭气体可看做理想气体，其状态从 a 变为状态b 、c 又回到状态 a ，用p — 图像 表示如图所示。下列说法正确的是
A. 在 b→c 过程中，单位时间内撞击单位面积器壁的分子数减少
B. 在 c→a 过程中，气体对外界做功，气体内能不变，温度不变
C. 在 a→b→c 过程中，气体放出的热量等于p2（V1 — V2）
D. 气体在 a→b→c→a 循环过程中对外做的功等于p — 图像围成的面积
10. 如图所示，将光滑的平行金属导轨固定在绝缘水平面上，导轨间距为 L ，左、右倾斜导轨与水 平面夹角均为θ = 30 ，中间导轨水平且足够长。导轨间存在竖直向下的匀强磁场，左侧倾斜导轨 间磁感应强度大小为2B，中间和右侧倾斜导轨间磁感应强度大小为 B。将长度均为 L 的导体棒ab、 cd 放置在倾斜导轨上，距水平面高度均为h 。两导体棒同时由静止释放，在下滑过程中始终与导 轨垂直并接触良好，导体棒 ab 到达左侧倾斜导轨底端时速度大小为 v，两根导体棒在水平导轨上 恰好不发生碰撞。导体棒ab 、cd 的质量分别为 2m 和 m ，电阻分别为 2R 和 R 。导轨连接处平滑， 导轨电阻不计，导体棒粗细不计，重力加速度为 g，不考虑磁场的边界效应。下列说法正确的是
A. 导体棒 ab 到达左侧倾斜导轨底端时，导体棒cd 的速度大小也为 v
B. 两导体棒在水平导轨上恰好不发生碰撞时，速度大小均为 0
C. 水平导轨长度X =
D. 若两导体棒恰好不发生碰撞时粘连在一起，则全过程导体棒 cd 上产生的焦耳热为mgh —
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二、非选择题：本题共 5 小题，共 60 分。
11． （7 分）某段导体是由横截面相同、材料不同的两段导体 L1 、L2 无缝连接而成，L1 电阻率 P1 已知，L2 的电阻率P2 未知。
甲
乙
丙
（1）先用螺旋测微器测量其直径，如图甲所示，其读数d = mm；
（2）为了测量 L2 的电阻率P2 ，兴趣小组同学只有一只内阻较大的电压表，于是设计了如图乙 所示电路。 闭合开关 S ，滑片 P 从 M 端滑到 N 端， 电压表读数 U 随滑片 P 的滑动距离 x 的变 化关系如图丙所示，则导体 L2 的电阻率为 （用P1 表示）；
（3）考虑电压表内阻影响带来的误差属于 （选填“偶然误差”或“系统误差”）。
12．（9 分）某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮， 轻绳两端分别连接物块 P 与感光细钢柱 K，两者质量均为 m ＝100g。钢柱 K 下端与质量为 M＝200g 的物块 Q 相连。铁架台下部固定一个电动机，电动机竖直转轴上装一支激光笔，电动机带动激光 笔绕转轴在水平面内匀速转动，每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹。 初始时 P 、K 、Q 系统在外力作用下保持静止，轻绳与细钢柱均竖直，重力加速度为 g=10m/s2。
甲
乙
(1)开启电动机，待电动机以角速度ω =20πrad/s 匀速转动后，将 P 、K 、Q 系统由静止释放，Q 落地 前，激光在细钢柱 K 上留下感光痕迹，取下 K ，测出感光痕迹间的距离如图乙所示，x1=16.40cm、 x2=21.60cm 、x3=26.40cm 、x4=31.40cm 。若选择其中 DF 段来验证机械能守恒定律，则系统重力势 能的减少量ΔEp ＝ J ，动能的增加量ΔEk ＝ J ，比较两者关系可判断系统机械能是否守恒。 （计算结果均保留两位有效数字）
(2)选取相同的另一感光细钢柱 K ，若初始时激光笔对准 K 上某点，开启电动机的同时系统由静止 释放，电动机的角速度ω按如图丙所示的规律变化，已知图像斜率为k，则电动机从静止开始转动 第一周与第二周所用时间之比为 ，实验记录下如图丁所示的感光痕迹，发现其 中两相邻感光痕迹间距近似相等，测得平均间距记为d。当满足表达式 即可 验证系统在运动过程中机械能守恒（用含 m 、M、d、k、g、π 的表达式表示）。
丙 丁
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13．（10 分）夜晚公园景观池有可变化形状的灯光秀，其原理如图所示，将两个相同的相互独立 的半圆形线状光源拼接在一起形成一个圆形线状光源，水平放在水池的水面下，通过控制两个光 源的发光情况和调节光源距离水面的深度，人们在水面上会看到不同形状的发光区域。已知圆形
线光源的半径为R ，水的折射率为n = 。求：
（1）若两个半圆形线状光源同时发光，控制线状光源从离水面较近的位置平行水面缓慢向下移动， 发现水面发光区域形状不变，只是面积在扩大，直到距离水面的深度为h时，发光区域形状发生变 化，深度h是多少；
（2） 当深度为（1） 中的h且保持不变时，若只有一个半圆形线状光源发光，人们在水面上看到 的发光区域面积是多大。
C
14．（16 分）如图所示，长木板 C 固定在水平地面上，物块 A 、B 以相同大小的初速度v =4m/s 同时从 C 的左右两端开始相向运动，物块A 的质量为m1 = 2kg，与 C 之间的动摩擦因数为μ1 = 0.2， 物块 B 的质量为m2 = 1kg ，与 C 之间的动摩擦因数为μ2 = 0.4，A 、B 可视为质点，重力加速度大 小g = 10m/s2 。求：
（1）若 A 、B 未相撞，长木板 C 的最小长度；
（2）若 A 、B 能相撞且相撞后结合为一个整体，碰撞时间极短，A 、B 没有从长木板 C 上掉下， A 、B 碰后运动位移的最大值是多少；
（3）若长木板 C 未固定且地面光滑，C 的质量为m3 = 1kg ，A 、B 没有发生碰撞，则 A 与 C 之间 因摩擦产生的热量是多少。
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15 ．（18 分）如图所示，空间交替分布着宽度均为 L 的匀强电磁场区域，磁场垂直 xOy 平面向里， 磁感应强度大小为 电场沿 x 轴负方向，电场强度大小为 一带正电的粒子从坐标 原点 O 沿与 x 轴负方向成θ角、初速度大小为v0 进入匀强磁场区域，虚线边界有磁场。粒子的质量 为 m 、电荷量为 q ，不计粒子重力，取 3=1.73。
（1）若粒子第一次经磁场偏转后恰好不越过该磁场区域左边界，求此时θ的大小；
（2）若粒子只能经历两个完整的电场区，求 sinθ满足的条件；
-3L -2L -L O L 2L
x
（3）若θ=0，粒子以的初速度从 O 点进入匀强磁场区域，仅保留 x=—L 到 x=2L 之间的电磁 场，且电场区域的下边界为yL ，电场强度大小变为 求粒子被电场加速的次数。
y
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B
E
B
E
B