2025届湖南省高考最后一卷热身练习4物理试卷（解析版）

这是一份2025届湖南省高考最后一卷热身练习4物理试卷（解析版），共40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．有四个核反应方程如下,下列说法正确的是 ( )
① 92235U+01n→3895Sr+ 54138Xe+3X1 ②12H+X2→23He+01n
③1224Mg+24He→1327Al+X3 ④ 92238U→ 90234Th+X4
A．①是核聚变,X1是 01n
B．②是核裂变,X2是 12H
C．③是原子核的人工转变,X3是 11H
D．④是核裂变,X4是 24He
2．如图所示，在一个倾角为的长斜面底端点正上方的点处将一小球以速度水平抛出，恰好垂直击中斜面上的点，。下列说法正确的是（ ）
A．小球的初速度
B．点离点的距离
C．保持不变，将小球以的速度水平抛出，则击中斜面的位置到点的距离大于
D．若抛出点高度变为，欲使小球仍能垂直击中斜面，小球的初速度应调整为
3．火星和地球一样，不仅有南北极，而且还会自转。一质量为的飞行器分别停放在火星的南北两极点时，其重力均为。当该飞行器停放在火星赤道上时，其重力为；假设火星可视为质量均匀分布的球体，半径为，已知引力常量为，则火星自转的角速度为（ ）
A．B．
C．D．
4．一列简谐横波沿轴正向传播，已知x轴上m和m处两个质点的振动图像分别如图1、图2所示，则此列波的传播速率可能是（ ）
A．1m/sB．m/sC．m/sD．m/s
5．如图所示,两水平金属板构成的器件中同时存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场,电场强度E竖直向下,磁感应强度B垂直纸面向里.P、Q为两板中轴线与两端交点处的小孔,一带电粒子以某一速度v从P点沿中线射入,恰好从Q点沿中线射出,不计带电粒子的重力.下列说法正确的是( )
A．粒子一定带正电
B．粒子的速度v一定等于EB
C．若v>EB,粒子可能从Q点射出
D．若0ac
B．飞行时间tb＝tc>ta
C．水平速度va>vb＝vc
D．电势能的减少量ΔEc＝ΔEb>ΔEa
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． (12分)在某次消防演习中,消防队员从一根竖直的长杆上由静止滑下,经过落地,已知该消防队员与杆之间摩擦力的大小与他自身重力的大小的比值随时间的变化如图所示,取。
(1)试说明该消防队员在下滑过程中加速度的大小和方向是否变化?并求出相应的加速度;
(2)求该消防队员在下滑过程中最大速度的大小;
(3)求该消防队员落地时速度的大小。
8．如图，理想变压器原线圈接在电压有效值恒定的交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关S后电流表A1的示数不变
B．闭合开关S后电压表V的示数减小
C．仅使触头P向下移动，电流表A2的示数增大
D．仅使触头P向上移动，的功率减小
9．如图，长为的倾斜传送带以速度逆时针匀速运动。将质量为的小物块无初速放到传送带的上端，当物块运动到传送带的下端时，速度刚好也为，已知传送带倾斜角为，与物块间的动摩擦因数为，重力加速度为。下列说法正确的是（ ）

A．传送带对物块做的功
B．传送带对物块做的功
C．物块与传送带摩擦产生的热量为
D．物块与传送带摩擦产生的热量为
10．为半圆柱体玻璃砖的横截面，直径，一束由a光和b光组成的复色光，沿AO方向从上表面射入玻璃砖，入射角为。a光和b光折射后分别射到B、D点，如图所示，a光在B点恰好发生全反射。已知光在真空中的传播速度为c，下列说法正确的是（ ）
A．b光在D点也可能发生全反射
B．玻璃对a光的折射率为
C．a光由O到B所需时间为
D．玻璃对a光的折射率大于b光
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．如图为某实验小组利用气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验装置．将气垫导轨放在水平桌面上，细绳两端分别与托盘（含砝码）和滑块（含遮光条）相连，滑块在托盘的牵引下运动．已知光电门固定在的气垫导轨上，遮光条的宽度d，托盘（含砝码）的质量为M，滑块的质量为m，重力加速度为g。
（1）下列实验操作步骤，正确顺序是。
①测出遮光条到光电门的距离l
②调节滑轮高度，使细绳与导轨平行
③将气垫导轨放在水平桌面，将导轨调至水平
④释放滑块，读出遮光条通过光电门的挡光时间t
⑤打开气源，将滑块移至光电门右侧某适合的位置
（2）遮光条通过光电门时的速度大小为（用题中所给的字母表示）。
（3）在滑块从静止释放到运动到光电门的过程中，若系统要符合机械能守恒定律的结论，应满足的关系式为（用题中所给的字母表示）。
（4）保持滑块和砝码质量不变，多次改变遮光条到光电门的距离l，记录每次遮光条的遮光时间t及对应的，数据见下表
请根据表中的数据，在方格纸上作出图像。
（5）某同学根据“图像是一条过原点的直线”得出了“系统机械能守恒”的结论。你是否同意他的观点？请简要说明理由。
12．人造闪电——特斯拉线圈由一个巨大的线圈构成，线圈是用单层漆包线绕在PVC管上制作而成，如图1所示。某兴趣小组在研究特斯拉线圈制作时，想知道绕制特斯拉线圈所需漆包线的总长度，于是设计了如下两种方案进行测量：
方案1．利用几何知识测量长度
先用螺旋测微器测出漆包线直径d；再用刻度尺测出PVC水管的直径D和螺线管围有线圈的侧边长度X，如图2所示；然后使用数学知识长度表达式，可算出漆包线的总长度。
方案2．利用电学知识测长度
现有装置如下：恒压电源（内阻可忽略）；毫安表（量程100 mA，内阻5.0 Ω）；定值电阻R0（阻值R0=100 Ω），电阻箱（最大阻值999.9 Ω）；开关；待测螺线管；导线若干，请完成下列实验操作和计算。
（1）电路连接
该小组设计测量电路如图3所示，根据电路图完成图4中的实物连线。
（2）螺线管的电阻率的测量
①将电阻箱置于最大阻值处；
②闭合开关，逐渐改变电阻箱接入电路的阻值，使毫安表指针有较大角度偏转，此时毫安表示数如图5所示，为 mA，对应电阻箱读数（如图6所示）为 Ω。
③继续改变电阻箱接入电路的阻值，得出第二组毫安表和电阻箱的读数，分别为88 mA，420.0 Ω。
④断开开关，据上述数据，计算得到通电螺线管的电阻Rx= （结果保留三位有效数字）。
⑤用螺旋测微器测出漆包线直径d，如图7所示，读数为d= mm，再查出常温下该导线的电阻率ρ，最后使用电阻定律，得漆包线的总长度表达式为L= （用Rx、ρ、d等字母表示），代入实验数据可得漆包线的总长度。
（3）误差分析
若考虑直流电源的内阻，则方案2测得的电阻比真实值偏 ；简要说明这两种方案的优缺点： 。
13．气缸模型在生活中有很多应用，如图所示：导热良好的气缸内封闭一定质量的空气，初始时空气体积为，温度为；在环境温度逐渐升高到的过程中，活塞向右缓慢移至虚线位置，气缸内空气内能增加。已知气缸外气压保持不变，空气可视为理想气体，不计活塞与气缸间的摩擦。求该过程中：
（1）气缸内空气体积的变化量；
（2）气缸内空气对外做的功W；
（3）气缸内空气吸收的热量Q。
14．如图所示，高度足够的匀强磁场区域下边界水平、左右边界竖直，磁场方向垂直于纸面向里。正方形单匝线框abcd的边长L= 0.2m、回路电阻R= 1.6 × 10 - 3Ω、质量m= 0.2kg。线框平面与磁场方向垂直，线框的ad边与磁场左边界平齐，ab边与磁场下边界的距离也为L。现对线框施加与水平向右方向成θ= 45°角、大小为的恒力F，使其在图示竖直平面内由静止开始运动。从ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。重力加速度大小取g= 10m/s2，求：
（1）ab边进入磁场前，线框在水平方向和竖直方向的加速度大小；
（2）磁场的磁感应强度大小和线框进入磁场的整个过程中回路产生的焦耳热；
（3）磁场区域的水平宽度。
15．如图所示，长的轻绳一端连接一质量、可视为质点的小球，另一端悬挂于点，有一质量、倾角的斜面体静止在光滑水平面上，斜面粗糙，为斜面上一点，两点间的距离也为，且连线垂直于斜面。将一质量的小物块放在点，小物块恰好保持静止。现将小球拉至轻绳水平，然后由静止释放，小球摆下后与小物块发生弹性正碰，碰撞时间极短，此后小物块滑至斜面上的点时与斜面体再次保持相对静止，不计空气阻力，小球摆动时未与斜面相碰，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，。
(1)求小球与小物块碰后瞬间小物块的速度大小；
(2)求碰后小球返回最低点时轻绳的拉力大小；
(3)若小物块到达P点后，斜面体突然被卡住并停止运动，此后小物块恰好到达B点，求P、B两点之间的距离s。
【参考答案】
1．【知识点】核反应、核反应的反应方程及能量计算、自发式核反应
【答案】C
【解析】根据质量数与电荷数守恒,X1的质量数与电荷数分别为235+1-95-1383=1,92-38-543=0,则X1是 01n,该反应是核裂变,A错误;根据质量数与电荷数守恒,X2的质量数与电荷数分别为3+1-2=2,2-1=1,则X2是 12H,该反应是核聚变,B错误; 根据质量数与电荷数守恒,X3的质量数与电荷数分别为24+4-27=1,12+2-13=1,则X3是 11H,该反应是原子核的人工转变,C正确; 根据质量数与电荷数守恒,X4的质量数与电荷数分别为238-234=4,92-90=2,则X4是 24He,该反应是α衰变,D错误.
2．【知识点】平抛运动与斜面、圆轨道相结合问题
【答案】D
【详解】AB．如图甲所示
小球垂直击中斜面时，速度的偏向角为，根据平抛运动规律的推论可知，速度偏向角的正切值，可得，，
小球在空中运动的时间，初速度，AB错误；
C．保持抛出点高度不变，初速度大小变为原来的两倍，如图乙所示
若无斜面，则小球应击中点，实际击中点为轨迹与斜面的交点，显然离底端的距离小于，C错误；
D．若抛出点高度变为，根据小球垂直击中斜面的规律知，根据A项的分析，可得，小球在空中运动的时间，则小球下落的高度和水平位移均变为原来的两倍，根据，小球的初速度应调整为原来的倍，D正确。选D。
3．【知识点】万有引力定律问题的分析与计算
【答案】D
【详解】设火星的质量为M，物体在赤道处随火星自转做圆周运动的角速度于火星自转的角速度，轨道半径等于火星半径，物体在赤道上的重力和物体随火星自转的向心力是万有引力的分力。有，物体在两极受到的重力等于在火星两极受到的万有引力，解得，选D。
4．【知识点】波的多解问题
【答案】B
【详解】由振动图像可知周期，时处质点在平衡位置且向下振动，而处质点在正的最大位移处。波沿轴正方向传播，其波形如图所示，处质点的平衡位置可能在、或
则有（，，），解得波长为（，，），则波速为（，，）
A．若波速为，则，由于只能取整数，A错误；
B．若波速为，则，B正确；
C．若波速为，则，由于只能取整数，C错误；
D．若波速为，则，由于只能取整数，D错误。选B。
5．【知识点】带电粒子在叠加场中的运动
【答案】C
【解析】若粒子带正电,受到的电场力方向竖直向下,洛伦兹力方向竖直向上,若粒子带负电,受到的电场力方向竖直向上,洛伦兹力方向竖直向下,只要速度满足一定条件都能沿中线射出,故无法判断带电粒子的电性,故A错误;如果qvB=qE,即v=EB,带电粒子可以从Q点沿中线射出,如果速度为v>EB或0ta，选项B正确；三个带电粒子水平方向都做匀速直线运动，由x＝v0t，得v0＝，由图知xa>xb>xc，又tb＝tc>ta，则得va>vb>vc，选项C错误；电场力做功为W＝qEy，由于电荷量关系不能确定，所以不能确定电场力做功的大小，也就不能确定电势能减少量的大小，选项D错误．
7．【知识点】牛顿运动定律与图像结合问题
【答案】(1)见解析 (2) (3)
【解析】 (1)由题图可知该诮防队员在时间内,加速度方向向下,大小设为,由牛顿第二定律得,又(2分)，联立解得(1分)
在时间内,加速度方向向上,大小设为,由牛顿第二定律得,又(2分)
联立解得(1分)
故加速度的大小和方向都发生了变化。
(2)该消防队员先在时间内以加速度大小匀加速下清,然后在时间内以加速度大小匀加速下滑,则最大速度(2分)
代入数据解得(1分)
(3)该消防队员落地时的速度(2分)，代入数据解得(1分)
8．【知识点】含有理想变压器的动态电路分析、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】BD
【详解】根据题意，设原线圈的等效电阻为，副线圈负载电阻为，原副线圈匝数比为，则有
AB．闭合开关S后，副线圈负载电阻为减小，则原线圈的等效电阻为减小，可知，电流表A1的示数，增大，原线圈输入电压，减小，则副线圈输出电压减小，输出电流增大，则电压表V的示数，减小，A错误，B正确；
C．仅使触头P向下移动，副线圈负载电阻为减小，由AB分析可知，电压表V的示数减小，则电流表A2的示数减小，C错误；
D．仅使触头P向上移动，副线圈负载电阻为增大，则原线圈的等效电阻为增大，可知，电流表A1的示数，减小，则的功率，减小，D正确。选BD。
9．【知识点】传送带模型中的能量守恒问题
【答案】ACD
【详解】A．物块速度达到v时，相对地面发生的位移为L，则传送带对物块做的功为，A正确；
B．根据动能定理有，解得，B错误；
CD．设物块速度达到经过的时间为t，则传送带经过的位移为，物块相对地面发生的位移为，物块相对传送带发生的位移为，物块与传送带摩擦产生的热量为，CD正确。选ACD。
10．【知识点】全反射与折射的综合应用
【答案】BCD
【详解】D．由图可知，复色光从上表面射入玻璃砖时，a光的折射角小于b光的折射角，根据折射定律可知，玻璃对a光的折射率大于b光，D正确；
B．如图所示
在O点根据折射定律得a光在B点恰好发生全反射，则有，根据几何知识可得，联立解得玻璃对a光的折射率为，B正确；
C．a光由O到B所需时间为，其中，，解得，C正确；
A．根据，，，可得，根据几何关系可知，OD对应的入射角小于OB对应的入射角，则OD对应的入射角小于，所以b光在D点一定不能发生全反射，A错误。选BCD。
11．【知识点】实验：验证机械能守恒定律
【答案】③②⑤①④（或③⑤②①④）；；； ；不同意，图线的斜率近似等于才能得出该结论
【详解】（1）[1]用气垫导轨验证机械能守恒定律时，将气垫导轨放在水平桌面，将导轨调至水平，再调节滑轮高度，使细绳与导轨平行，打开气源，将滑块移至光电门右侧某适合的位置，再测出遮光条到光电门的距离l，最后释放滑块，读出遮光条通过光电门的挡光时间t，正确的顺序是。
（2）[2]根据瞬时速度的定义式可知，滑块经过光电门的速度为
（3）[3]设滑块和遮光条的总质量托盘和砝码下落过程中，系统增加的动能，系统减少的重力势能即为托盘和砝码减少的重力势能，为，为了验证机械能守恒定律，需满足的关系是
（4）[4][5]根据数据做图如图所示
由，变形得，只有图线的斜率近似等于才能得出系统机械能守恒，所以根据“图像是一条过原点的直线”得出了“系统机械能守恒”的结论是错误的。
12．【知识点】实验：导体电阻率的测量
【答案】（1） （2）②66；620.0；④75.0；⑤0.350； （3）大；第一种方案操作简单，但线圈之间有空隙，误差较大，将导致计算线圈匝数有比较大的误差，从而影响长度测量；第二种方案精度较高，但实验操作复杂，漆包线漆的厚度、电表读数等会引起误差。
【详解】（1）根据电路图连接实物图。
（2）②根据读数规则可知此时毫安表的读数为66 mA，电阻箱读数为620.0；
④根据闭合电路欧姆定律有，，代入数据得；
⑤根据螺旋测微器的读数规则可知，直径，根据电阻定律和面积公式可知，，解得。
（3）考虑到电源内阻，则计算得到的是电源内阻和线圈的总电阻，大于螺线管电阻的真实值。第一种方案操作简单，但线圈之间有空隙，误差较大，将导致计算线圈匝数有比较大的误差，从而影响长度测量；第二种方案精度较高，但实验操作复杂，漆包线漆的厚度、电表读数等会引起误差。
13．【知识点】气体的等压变化与盖—吕萨克定律、热力学第一定律及其应用
【答案】（1） （2） （3）
【详解】（1）由题知气缸内外气压始终恒定且相等，则由盖-吕萨克定律有，由，联立解得。
（2）做功为，解得
（3）由热力学第一定律，气体体积变大，联立解得。
14．【知识点】导体切割磁感线产生感应电动势（电流）的分析与计算、电磁感应现象中的功能问题、线框模型
【答案】（1）ax= 20m/s2，ay= 10m/s2；（2）B= 0.2T，Q= 0.4J；（3）X= 1.1m
【详解】（1）ab边进入磁场前，对线框进行受力分析，在水平方向有max =Fcsθ，代入数据有ax= 20m/s2，在竖直方向有may=Fsinθ - mg，代入数据有ay= 10m/s2
（2）ab边进入磁场开始，ab边在竖直方向切割磁感线；ad边和bc边的上部分也开始进入磁场，且在水平方向切割磁感线。但ad和bc边的上部分产生的感应电动势相互抵消，则整个回路的电源为ab，根据右手定则可知回路的电流为adcba，则ab边进入磁场开始，ab边受到的安培力竖直向下，ad边的上部分受到的安培力水平向右，bc边的上部分受到的安培力水平向左，则ad边和bc边的上部分受到的安培力相互抵消，线框abcd受到的安培力的合力为ab边受到的竖直向下的安培力。由题知，线框从ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动，有Fsinθ - mg - BIL= 0，E=BLvy，，vy2= 2ayL，联立有B= 0.2T，由题知，从ab边进入磁场开始，在竖直方向线框做匀速运动；dc边进入磁场时，bc边恰好到达磁场右边界。则线框进入磁场的整个过程中，线框受到的安培力为恒力，则有Q=W安=BILy，y=L，Fsinθ - mg=BIL，联立解得Q= 0.4J
（3）线框从开始运动到进入磁场的整个过程中所用的时间为vy=ayt1，L=vyt2，t=t1 + t2，联立解得t= 0.3s，由（2）分析可知线框在水平方向一直做匀加速直线运动，则在水平方向有，则磁场区域的水平宽度X=x + L= 1.1m
15．【知识点】求解弹性碰撞问题
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）由几何关系可知，小球与小物块碰撞瞬间，轻绳与竖直方向的夹角为，设碰撞前瞬间小球的速度大小为，根据机械能守恒定律有
解得
设小球、小物块碰撞后瞬间的速度分别为，根据动量守恒定律有
根据机械能守恒定律有
解得
，
碰后瞬间小物块的速度大小为；
（2）设小球返回至最低点时的速度大小为，根据机械能守恒定律有
在最低点时有
解得
（3）碰后小物块和斜面体整体水平方向动量守恒，设小物块到达点时，小物块与斜面体的共同速度为
有
解得
将小物块的速度分解为沿斜面方向的分速度和垂直于斜面方向的分速度，如图所示
则有，
当斜面体停止运动后，突变为0，小物块将以速度沿斜面上滑，设小物块与斜面间的滑动摩擦力为，因小物块恰能静止在斜面上，故
小物块从点运动到点，根据动能定理有
解得