2025届湖南省高三下学期物理考前热身训练题5（难适合尖子生） （解析版）

这是一份2025届湖南省高三下学期物理考前热身训练题5（难适合尖子生） （解析版），共4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． 是具有放射性的碳同位素，在考古和经济建设中可用碳 14 测定年代，其衰变图像如图所示.考古人
员曾用 对江西南昌海昏侯墓里的杉木板的年龄进行测量.取杉木板 样品，测得每 个碳原子中含
有 780 个 .再用现代杉木制取 样品，测得每 个碳原子中含有 1 000 个 .由此估算出南昌海昏侯
墓距今约为（ ）
A．200 年 B．2 100 年 C．4 200 年 D．5 700 年
2．如图 1 所示，轻杆的一端固定一小球（视为质点）另一端套在光滑的水平轴 O 上，O 轴的正上方有一
速度传感器，可以测量小球通过最高点时的速度大小 v；O 轴处有力传感器，可以测量小球通过最高点时
O 轴受到杆的作用力 F，若竖直向下为力的正方向，小球在最低点时给不同的初速度，得到 F–v2 图像如
图 2 所示，取 g=10 m/s2，则（ ）
A．小球恰好通过最高点时的速度大小为 5m/s
B．小球以 2m/s 的速度通过最高点时，杆对球的拉力大小为 0.6N
C．O 轴到球心间的距离为 0.5m
D．小球的质量为 3kg
3．如图甲、乙分别为两列横波波源 A、B 的振动图像，两列波 时刻同时从图丙的 A、B 两点开始向
四周传播，并在 时恰好在 C 点相遇，已知 A、B 相距 ，C 为 中点，D 距 A 点 ，
，E 与 C 点的距离为 ，则（ ）
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A．在 到 的这段时间内，E 点振动通过的路程为
B．从 到 的这段时间内，D 点振动通过的路程为
C．直线上 A、B 外侧均为振动加强点
D．直线上 A、B 间（不包括 A、B 点）共有 6 个点的振幅为 0
4．假设宇宙中有两颗相距很远、互不影响的行星 A、B，各有一颗“近地”卫星 P、Q 绕其做匀速圆周运动。
行星周围空间某位置的引力加速度为 a，该位置到行星中心距离为 r， 关系如图所示，卫星 P、Q
的引力加速度大小分别为 、 ，则下列说法正确的是（ ）
A．卫星 P、Q 的质量之比为 1：4
B．行星 A、B 的质量之比为 1：2
C．行星 A、B 的第一宇宙速度之比为 1：2
D．行星 A、B 的密度之比为 4：1
5．如图，匀强电场中有一半径 R 为 25cm 的圆，圆心为 O，电场线与圆所在的平面平行，ab 和 cd 为圆
的两条直径两直径夹角为 74°，把电子从 a 点分别移到 b、c 两点，电场力所做的功分别为 25eV、9eV，
已知 a 点的电势为 2V，已知 sin53°=0.8，cs53°=0.6。下列说法正确的是（ ）
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A．电子在 c 点的电势能比在 b 点的少 16eV
B．d 点处的电势为 18V
C．电场强度的大小为 50V/m
D．圆周上电势最高点的电势为 28V
6．在边长为 L 的正方形 abcd 的部分区域内存在着方向垂直纸面的匀强磁场，a 点处有离子源，可以向正
方形 abcd 所在区域的任意方向发射速率均为 v 的相同的正离子，且所有离子均垂直 b 边射出，下列说法
正确的是（ ）
A．磁场区域的最小面积为
B．离子在磁场中做圆周运动的半径为
C．磁场区域的最大面积为
D．离子在磁场中运动的最长时间为
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．相同材料制成的 A、B 两物块,以相同初速度同时滑上水平桌面,两物块质量分别为 mA、mB 且 mA>mB,则
( )
A．物块 A 惯性大,滑行距离大
B．物块 B 阻力小,滑行距离大
C．两物块滑行的时间相等
D．物块 A 克服阻力做功大于物块 B 克服阻力做功
8．如图所示，质量为 M、长为 L=7 m 的木板 Q 放在光滑的水平面上，可视为质点的质量为 m 的物块 P
放在木板的最左端。T=0 时刻给物块水平向右的初速度，当物块 P 滑到木板 Q 的最右端时木板 Q 的位移
为 x=4 m。则下列说法正确的是（ ）
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A．P、Q 所受的摩擦力之比为 m : M
B．摩擦力对 P、Q 所做的功的绝对值之比为 11:4
C．P 减小的动能与 P、Q 间因摩擦而产生的热量之比为 11:7
D．Q 增加的动能与系统损失的机械能之比为 11:4
9．如图所示，一块半圆柱形玻璃砖截面的圆心为 O 点，一束红光和一束蓝光分别沿半径射入截面为半圆
形的玻璃砖中后，都由圆心 O 沿 OP 方向射出，则下列说法正确（ ）
A．玻璃砖对 A 光的折射率小于对 B 光的折射率
B．A 光为蓝光，B 光为红光
C．在玻璃中，A 光的传播速度大于 B 光的传播速度
D．若玻璃砖绕过 O 点垂直纸面的轴顺时针缓慢转动 的过程中，则 B 光先在 MN 界面发生全反射
E．分别用 A、B 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，A 光的干涉条纹间距小于 B 光的干涉条纹间距
10．如图所示，某旋转磁极式发电机的转子有两对磁极，定子线圈的输出端接在一理想变压器的原线圈
上，不计定子线圈的电阻。 当转子以 25r/s 的转速匀速转动时，在定子线圈中产生频率为 50Hz 的正弦交
流电。 若使转子以 50r/s 的转速转动，则（ ）
A．电流表 A 的示数变为原来的 2 倍
B．变压器的输出功率不变
C．电阻 R 消耗的电功率为原来的 4 倍
D．变压器铁芯中磁通量变化率的最大值变为原来的 2 倍
三、非选择题：本大题共 5 题，共 56 分。
11．图甲是某同学验证动能定理的实验装置。其步骤如下：
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A．易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在小车上，小车连接纸带。合理调整木板倾角，让小车
沿木板匀速下滑。
B．取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细沙的质量 m1 以及小车质量 m2。
C．撤去细绳和易拉罐后，换一条纸带，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙(中间部分未画出)，O 为
打下的第一点。已知打点计时器的打点时间间隔为 T，重力加速度为 g。
(1)步骤 C 中小车所受的合外力大小为 (2)为验证从 O—C 过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系，
测出 BD 间的距离为 ，OC 间距离为 ，则 C 点速度大小为 ，需要验证的关系式为 (用所测物理量
的符号表示)。
12．纯净水的电导率（电阻率的倒数）是检验纯净水是否合格的一项重要指标。某学习小组通过实验检
测某品牌纯净水的电导率是否合格，具体实验步骤如下：
(1)该小组将采集的水样注满在圆柱形容器里，容器两端用很薄的金属圆片电极密封，金属圆片的电阻不
计，容器长度为 L，水平放置并固定在底座上。利用螺旋测微器测量金属圆片的直径 d，如图甲所示，其
读数为 mm。
(2)利用图乙所示的电路测量水样的电导率（水样的电阻 约为 1000Ω）。实验室提供的器材有干电池 2
节，滑动变阻器 R，开关 S 和若干导线之外，还提供了如下电表：
A．电压表（0~3V，内阻约为 1kΩ）
B．电压表（0~15V，内阻约为 2.5kΩ）
C．电流表（0~3mA，内阻约为 40Ω）
D．电流表（0~0.6A，内阻约为 1Ω）
①电压表应选 ，电流表应选 （选填器材的字母序号）。
②请根据图乙在图丙中用黑色笔迹代替导线把实物连接图补画完整。
(3)正确连接电路后，合上开关，调节滑动变阻器，得到多组 U 和 I 数据，小明同学作出 图像，测得
图像的斜率为 k。则水样电导率的表达式 （用 k，d 和 L 表示）。
13．如图所示，上端开口的绝热汽缸内有两个质量均为 m=1kg 的绝热活塞（厚度不计）A、B，活塞 A、
B 之间为真空并压缩一劲度系数 k=500N/m 的轻质弹簧。活塞 A、B 与汽缸无摩擦，活塞 B 下方封闭有温
度为 27℃的理想气体，稳定时，活塞 A、B 将汽缸等分成三等分。已知活塞的横截面积均为 S=20cm2，
L=0.6m，大气压强 ，重力加速度 g 取 10m/s2.
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(1)现通过加热丝对下部分气体缓慢加热，当活塞 A 刚好上升到气缸的顶部时，求封闭气体的温度；
(2)在保持第(1)问的温度不变的条件下，在活塞 A 上施加一竖直向下的力 F，稳定后活塞 B 回到加热前的
位置，求稳定后力 F 的大小和活塞 A、B 间的距离。
14．如图，固定的足够长光滑平行金属导轨间距 L=0.2m。由水平部分Ⅰ和倾斜部分Ⅱ平滑连接组成，虚
线 MN 为其交界线，Ⅰ、Ⅱ间夹角 =30°，Ⅰ、Ⅱ空间内均存在垂直于导轨平面的匀强磁场，大小分别为
B1 和 B2，其中 B1=1T、B2=0.5T。质量 m=0.01kg、电阻 r=1.0 的相同金属棒 a、b 固定在水平导轨上，
其中点通过长 S 的绝缘轻杆连接成“H”型。将与 a、b 相同的金属棒 c 从倾斜导轨上由静止释放，c 到达
MN 前已经开始匀速运动。当 c 通过 MN 时，立即解除 a、b 与轨道的固定。不计导轨电阻，a、b、c 始
终垂直于导轨，c 与 b 一直没有接触，取 g=10m/s²，求：
（1）c 在倾斜导轨上运动的最大速度；
（2）金属棒 c 刚进水平导轨时的加速度大小；
（3）金属棒 c 在水平导轨运动过程中金属棒 c 产生的热量（结果保留 2 位有效数字）。
15．如图所示，水平粗糙地面上有一个长为 l 的轻杆，杆的一端与质量为 4m 的球 A 相连，另一端连接铰
链 O，杆可以在竖直平面内绕 O 自由转动，重力加速度为 g。O 的右侧紧靠着一个正方体箱子，箱子质
量为 4m，边长为 l，箱子左面光滑。现有质量为 m 的小尖状物块以竖直向上 v0＝5 的速度射入 A 但
未射出，随后 A 与物块形成新的整体 B，B 带动杆在竖直平面内转动，转过 90°后，给 B 施加一个水平向
右的恒力 F，F 大小为 mg。B 再转过 60°后，箱子与 B 分离。已知 A、B 均可视为质点，最大静摩擦
力等于滑动摩擦力。
（1）求小尖状物块射入 A 后与 A 的共同速度大小；
（2）求箱子与地面之间的动摩擦因数μ；
（3）在箱子右边放置一个四分之一圆弧轨道，轨道半径为 l，轨道圆心处静止着质量为 m 的球 C（可视
为质点），箱子运动到 C 处，与 C 发生弹性碰撞，随后 C 做平抛运动落入圆弧轨道上。要使 C 落入圆弧
轨道上的动能最小，求 C 与 O 的水平距离 s。
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参考答案
1．【知识点】原子核的衰变及半衰期
【答案】B
【解析】本题考查半衰期相关计算.由题图可知 的半衰期约为 年，则由半衰期的定义得
，解得 年，选 .
2．【知识点】向心力的计算及应用、竖直面内圆周运动问题、绳、杆类圆周运动问题
【答案】C
【详解】
A．由于是球杆模型，小球恰好通过最高点时的速度为零，A 错误；
D．当小球通过最高点的速度为零时，杆对小球的支持力恰好等于小球的重量，由图 2 可知，小球的重量
为 3N，即质量为 0.3kg，D 错误；
C．当小球通过最高点时的速度的平方为 5m2/s2 时，恰好对杆没有作用力，此时重力提供向心力，根据
可知杆的长度为 0.5m， C 正确；
B．当小球以 2m/s 的速度通过最高点时，根据
可得
此时杆对球的支持力大小为 0.6N，B 错误。
故选 C。
3．【知识点】波的图像和振动图像的综合应用
【答案】B
【详解】
A．由题意可知，AB 的周期相同，起振方向相反，相同时间传播的距离相同，所以波速大小相等，为
波长
即波长也相等，AB 到 E 的距离相等，所以两个波源的振动形式传播达到 E 点时，振动方向始终相反，所
以在 到 的这段时间内，E 点振动通过的路程为零，故 A 错误；
B．D 点到 AB 的距离差是半波长的奇数倍，所以是振动加强点，A 波源的振动形式传播到 D 需要
B 波源的振动形式传播到 D 需要
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所以 A 的振动形式传播到 D 后又完成了 3 个周期的振动， D 的路程为
B 的振动形式传播到 D 后又完成了 1.5 个周期的振动，D 的路程为
所以从 到 的这段时间内，D 点振动通过的路程为
故 B 正确；
C．由题可知，AB 间距离是波长的整数倍，波源起振方向相反，故直线上 A、B 外侧均为振动减弱点，故
C 错误；
D．减弱点到 AB 的距离差是波长的整数倍，所以减弱点到 A 的距离分别为 0.1m、0.2m、0.3m、0.4m、
0.5m，即 5 个减弱点，故 D 错误。
故选 B。
4．【知识点】万有引力定律问题的分析与计算、天体密度的计算、天体质量的计算
【答案】C
【详解】
A．由题给信息无法计算卫星 P、Q 的质量之比，故 A 错误；
B．由题图可知，行星 A、B 的半径相等且都为 R，由
可得
故 B 错误：
C．由
可得
故 C 正确；
D．由
可得
所以行星的密度
所以行星 A、B 的密度之比
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故 D 错误。
故选 C。
5．【知识点】匀强电场中电势差与电场强度的关系
【答案】BC
【详解】
A．电子从 a 点移到 c 点，电场力所做的功为 9eV，从 a 点移到 b 点电场力所做的功为 25eV，则电子从 c
到 b 电场力做的功为
电场力做正功，电势能减少，则电子在 c 点的电势能比在 b 点多 16eV，故 A 错误；
B．根据
根据
解得
同理可得
匀强电场中两线段平行等距时其电势差相等，则有
解得
故 B 正确；
C．如图所示
在 ab 上找一点 e，使
则
根据比例关系可得
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则 e 点的电势为 11eV。连接 ce 则 ce 为一条等势线，由几何关系可得
根据正弦定理有
解得
即电场强度方向沿 ba 方向，a 点所在等势面与 ce 等势面的间距为 ae=18cm，两等势面电势差为
则电场强度大小为
故 C 正确；
D．因为电场强度方向沿 ba 方向，所以圆周上 b 点的电势最高，为 27V，故 D 错误。
故选 BC。
6．【知识点】带电粒子在有界磁场中运动的临界极值问题
【答案】C
【详解】
A B．由题可知，离子垂直 bc 边射出，沿 ad 方向射出的粒子的轨迹即为磁场区域的边界，其半径与离子
做圆周运动的半径相同，所以离子在磁场中做圆周运动的半径为 R=L；磁场区域的最小面积为
故 AB 错误；
CD．磁场的最大区域是四分之一圆，面积
离子运动的最长时间
故 C 正确，D 错误。
故选 C。
7．【知识点】两类动力学问题、动能定理的简单应用
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【答案】CD
【解析】令初速度为 v0,物块与桌面间的动摩擦因数为μ,物块 A、B 的滑行距离分别为 sA、sB,根据动能定理,
对 A 有-μmAgsA=0- mA ,对 B 有-μmBgsB=0- mB ,联立可得 sA=sB,质量是惯性的唯一量度,质量大的物体惯
性大,所以物块 A 惯性大,A、B 错误;设物块 A、B 的滑行时间分别为 tA、tB,根据动量定理,对 A 有-
μmAgtA=-mAv0,对 B 有-μmBgtB=-mBv0,联立可得 tA=tB,C 正确;设 A、B 克服阻力做功分别为 Wf、W'f,根据动能
定理,对 A 有-Wf=0- mA ,对 B 有-W'f=0- mB ,因为 mA>mB,所以 Wf>W'f,D 正确.
8．【知识点】板块模型中的能量守恒问题
【答案】BC
【详解】A．P 对 Q 的摩擦与 Q 对 P 的摩擦是作用力、反作用力，即 P、Q 所受的摩擦力之比为 ，故
A 错误；
B．摩擦力对物体 P 所做的功为 ，摩擦力对物体 Q 所做的功为
，摩擦力对 P 与摩擦力对 Q 所做的功的绝对值之比为 ，故 B 正确；
CD．对 P 由动能定理得 ，对 Q 由动能定理得 ，P、Q 组成的系统因摩擦而产生的
热量为 ，即系统损失的机械能为 fL，则 ， ，
故 C 正确，D 错误。
故选 BC。
9．【知识点】全反射与折射的综合应用
【答案】ACD
【详解】
A．根据光路可逆结合题图可知，两光从空气中射入玻璃砖后，A 光折射角大，B 光折射角小，根据折射
定律 可知玻璃砖对 A 光的折射率小于对 B 光的折射率，故 A 正确；
B．折射率越大，频率越大，波长越小，可知 B 光为蓝光，A 光为红光，故 B 错误；
C．根据 可知在玻璃中，A 光的传播速度大于 B 光的传播速度，故 C 正确；
D．根据全反射临界角公式 可知，B 光的临界角小，则若玻璃砖绕过 O 点垂直纸面的轴顺时针
缓慢转动 的过程中，则 B 光先在 MN 界面发生全反射，故 D 正确；
E．根据 结合 B 选项可知分别用 A、B 光在同一个双缝干涉实验装置上做实验，A 光的干涉条纹
间距大于 B 光的干涉条纹间距，故 E 错误。
故选 ACD。
10．【知识点】理想变压器原、副线圈两端的电压、功率、电流关系及其应用
【答案】ACD
【详解】A．转速加倍，根据 则角速度加倍，根据 则感应电动势最大值加倍，变压器
原线圈两端电压 加倍，根据变压器电压与匝数成正比 ，则副线圈两端电压 加倍，则副线圈
电流 加倍，根据电流与匝数关系 ，可知原线圈电流 加倍，即电流表的示数加倍，A 正确；
B．根据变压器的输出功率 ，可知输出功率变为原来的 4 倍，B 错误；
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C．根据电阻 R 消耗的电功率 ，可知电阻 R 消耗的电功率变为原来的 4 倍，C 正确；
D．根据法拉第电磁感应定律 ，可知电动势与磁通量变化率成正比，因为电动势加倍，变压器
铁芯中磁通量变化率的最大值变为原来的 2 倍，D 正确。选 ACD。
11．【知识点】实验：探究做功与物体动能变化的关系
【答案】（1）m1g；（2） ； ；
【详解】
（1）[1] 小车匀速下滑时受到重力、支持力、摩擦力和轻绳的拉力，合力为零；撤去拉力后，其余力不
变，故合力等于撤去轻绳的拉力，而轻绳的拉力等于易拉罐和细沙的重力，所以小车所受的合外力为 m1g；
（2）[2]匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻瞬时速度，故
；
[3]动能增量为：
，
合力的功为：
，
需要验证的关系式为：
12．【知识点】实验：导体电阻率的测量
【答案】(1)3.700
(2) A C
(3)
【详解】（1）根据读数规则可知螺旋测微器读数为
（2）①[1]电源为两节干电池，电动势约为 ，为使电压表可以偏转三分之一以上减小实验误差，电压
表应选择量程为 0~3V 的电压表，故选 A。
[2]通过电阻 的最大电流约为
所以电流表选择量程为 0~3mA 的电流表，故选 C。
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②[3]据题意 的阻值远大于滑动变阻器的最大阻值，为了方便调节电路测量多组实验数据，滑动变阻器
采用分压式接法，同时水样的电阻 约为 1000Ω，满足
，
有
所以电流表采用内接法，实物图连接如下：
（3） 图像的斜率为 k，由
可知
根据电阻定律
又横截面积为
则电导率为
13．【知识点】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、等压变化——气缸问
题、等容变化——气缸问题
【答案】（1）600K；
（2）220N，0.16m。
【详解】
(1)下部分气体初态
，
当活塞 A 刚好达到汽缸顶部时，设温度为 ，体积为
该程气体发生等压变化，根据盖吕萨克定律则有
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解得
(2)活塞刚好到达顶部时气体压强为
当压缩到初态时，气体压强
压缩气体过程，为等温变化，根据玻意耳定律可得
解得
对活塞 A，相比初态多受到压力 ，设弹箦缩短量 ，则有
活塞 A、B 距离为
解得
14．【知识点】双杆模型
【答案】（1） ；（2）20m/s²；（3）
【详解】（1）设 c 在斜面上最大速度为 ，感应电动势为 ，则
回路的总电阻
回路总电流
c 所受的最大安培力为 ，满足
而
解得
（2）c 棒刚进入水平轨道时
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解得
a=20m/s²
（3）a、b 在到达 PQ 前开始匀速运动时，此时 a、b、c 速度大小相等，设为 ，则由动量守恒定律得
根据能量守恒定律
又
Ia：Ib：Ic=1：1：2
因此
代入数据可得
15．【知识点】动量和能量的综合应用、求解弹性碰撞问题
【答案】（1） （2） （3） l
【解析】（1）小尖状物块与 A 碰撞，设碰后的共同速度大小为 v，根据动量守恒定律有 mv0＝5mv（2
分）
解得 v＝ （1 分）
（2）小尖状物块与 A 碰撞形成整体 B，B 转过 90°的过程中，由机械能守恒定律有 ×5mv2－ ×5mv'2＝
5mgl，
解得 v'＝0（1 分）
随后 B 受到水平向右的恒力 F，当箱子与 B 分离时，B 转过了θ＝60°，
设此时 B 的速度大小为 v1，箱子的速度大小为 v2，杆的拉力大小为 T，根据功能关系，有
Flsin θ＋5mgl（1－cs θ）＝ ×5m ＋ ×4m ＋4μmgl·sin θ（1 分）
根据分离时水平速度相等，有 v1cs θ＝v2（1 分）
根据分离时水平加速度相等，有
＝μg（1 分）
取 B 为研究对象，则有
T＋5mgcs θ－Fsin θ＝5m （1 分）
联立解得 v1＝ ，v2＝ ，μ＝ （1 分）
（3）设箱子与 C 碰撞后，C 的速度大小为 vC，C 落到轨道上时，竖直位移为 y，水平位移为 x，动能为
Ek，由机械能守恒定律有 Ek－ m ＝mgy，
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又 y＝ g ，x2＋y2＝ （1 分）
联立解得 Ek＝ ＋ （1 分）
当 ＝ ，即 y＝ 时，Ek 有最小值，此时 ＝ gl，
所以箱子与 C 碰撞后，C 的速度大小为 vC＝ 时，C 落到轨道上的动能最小（1 分）
设箱子与 C 碰前的速度为 v3，碰撞后的速度为 v4，则
4mv3＝4mv4＋mvC，
×4m ＝ ×4m ＋ m ，
解得 v3＝ vC（1 分）
设箱子从离开 B 到与 C 碰撞过程中的位移为 x1，则 x1＝ ，
解得 x1＝ l（1 分）
又 s＝x1＋l＋lsin θ，
解得 s＝ l（2 分）
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