2025届湖北省高三下学期仿真模拟（5月）物理试卷（解析版）

这是一份2025届湖北省高三下学期仿真模拟（5月）物理试卷（解析版），共15页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.稀土有工业“黄金”之称，广泛应用于尖端科技领域和军工领域，是宝贵的战略资源，我国稀土储量、产量均为世界第一。钷(Pm61147Pm)是唯一的天然放射性稀土元素，衰变产物是钕(Nd60147Nd)，半衰期为2.6年。下列说法正确的是( )
A. 钕(Nd60147Nd)比钷(Pm61147Pm)更稳定
B. 钷(Pm61147Pm)衰变需要外界条件激发
C. 钷(Pm61147Pm)反应生成钕(Nd60147Nd)属于α衰变
D. 挖掘稀土矿石过程中，深层矿石与浅层矿石中钷(Pm61147Pm)的半衰期略有不同
2.如图所示，一定质量的理想气体经历卡诺循环，a→b过程是等温膨胀，b→c过程是绝热膨胀，c→d过程是等温压缩，d→a过程是绝热压缩，这样的热机叫卡诺热机。下列说法正确的是( )
A. a→b过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功
B. b→c过程，气体对外做功，内能增加
C. a→b→c过程，气体从外界吸收的热量全部用于对外做功
D. 卡诺热机的效率最大可以达到100%
3.如图所示，一台货车在平直公路上由静止开始运动的v-t图像，货车上放置质量为100kg的货物，货物与水平车厢间的动摩擦因数为0.5，运动过程中货物一直未与车厢壁发生碰撞，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g=10m/s2。下列说法正确的是( )
A. 第1s内货物不受摩擦力B. 第2s内货物一直受摩擦力的大小为500N
C. 第3s内货物一直受摩擦力的大小为500ND. 第3s内货物位移大小为36m
4.一列简谐横波沿x轴正方向传播，在波源后方x轴上依次有P、Q两个质点，P、Q两质点的报动图像分别如图中实线和虚线所示，已知两质点P、Q的平衡位置间距为7m，且小于一个波长。结合图像的数据，下列说法正确的是( )
A. t=0时刻，质点Q的位移为 22cmB. 该简谐波的波长为28m
C. 波速为2m/sD. 质点P与质点Q振动步调始终相反
5.如图所示，发电机的矩形线圈长为2L、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。理想变压器的副线圈接有电阻R，原、副线圈分别接理想电压表和电流表。当发电机线圈以角速度ω匀速转动时，电流表读数为I，不计矩形线圈的电阻。下列说法正确的是( )
A. 图示位置电压表的示数为2NBL2ω
B. 原、副线圈匝数比为 2NBL2ωIR
C. 图示位置发电机线圈中的瞬时电流为I2R 2NBL2ω
D. 发电机的功率为 2INBL2ω
6.如图所示，空间存在垂直于光滑绝缘水平面的匀强磁场，矩形导线框 abcd紧靠磁场边界垂直于磁场平面放置，第一次以垂直于磁场边界的速度匀速进入磁场，第二次以 ab为轴匀速转动180∘进入磁场。两次进入磁场过程所用时间相同，通过导线框某一横截面的电荷量分别为q1和q2，导线框中产生的焦耳热分别为Q1和Q2。则( )
A. q1:q2=2:1B. q1:q2=1:2
C. Q1:Q2=2:πD. Q1:Q2=2:π2
7.如图所示，置于竖直平面内的AB光滑杆，它是以高度为h、初速度为v0的平抛运动轨迹制成的， A端为抛出点， B端为落地点。现将一质量为m的小球套于其上，由静止开始从轨道 A 端滑下，重力加速度大小为 g。下列说法正确的是( )
A. 小球运动到B端的速率为 2gh
B. 小球运动到B端的时间为 2hg
C. 小球到达B端时在水平方向的速度大小为v0
D. 小球运动到B端时重力的功率为mg2h v02+2gh
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.关于静电场，下列说法正确的是( )
A. 电场线是描述电场强弱和方向的物理量
B. 电子在电势高的地方电势能大
C. 垂直于电场线方向，电势不变
D. 同一电荷在电场中两点间移动，电势能变化越大，这两点间的电势差就越大
9.如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由紫光和红光组成的复色光沿AO方向从真空射入玻璃，紫光、红光分别从B、C点射出。设紫光由O到B的传播时间为tB，红光由O到C的传播时间为tC。下列说法正确的是( )
A. tB=tC
B. tB>tC
C. 改变入射角，出射光线有可能与入射光线平行
D. 向右平移入射光线AO，紫光可能在圆弧面发生全反射
10.2025年4月24日，神舟二十号在酒泉卫星发射中心成功发射。如图所示为神舟二十号在太空中只受地球万有引力作用下的运动，已知神舟二十号的质量为 m，距离地心8 R时的速度大小为 gR2，方向与它和地心的连线成30∘角。神舟二十号的引力势能Ep=-mgR2r，式中r为神舟二十号到地心的距离。地球半径为R，地球表面的重力加速度为 g。关于神舟二十号在太空中只受地球万有引力作用下的运动，下列说法正确的是( )
A. 神舟二十号与地心的连线在单位时间内扫过的面积为2R gR
B. 神舟二十号的最大加速度为g4
C. 神舟二十号距离地心的最小距离为3R
D. 神舟二十号的最大速度为 gR
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某同学利用图示的气垫导轨实验装置验证牛顿第二定律，主要实验步骤如下：
A.将桌面上的气垫导轨调至水平;
B.测出遮光条的宽度d:
C.将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离l;
D.由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间Δt；
E. 出托盘和砝码总质量m1，滑块(含遮光条)的质量m2，且m2=3m1;
F.改变滑块的释放位置，测出多组l、Δt数据，根据实验数据绘制(dΔt)2-l图线。
已知当地重力加速度大小为g，回答以下问题(用题中所给的字母表示)
(1)遮光条通过光电门时的速度大小为 ;
(2)遮光条由静止运动至光电门的过程，加速度大小为 ;
(3)若牛顿第二定律成立，(dΔt)2-l图线的斜率应该为 。
12.某同学通过图1电路电容器放电过程测量电容器的电容和电源的电动势，已知电阻 R的阻值为10kΩ。实验过程如下：
(1)先将开关S接1，给电容器充电，充电稳定后将开关掷向2;
(2)可视为理想电压表的电压传感器将电容器两端的电压信息传入计算机，屏幕上显示出电压随时间变化的U-t曲线，完整曲线与坐标轴围成的图形的面积有400小格，该同学截取了图线的一部分如图2所示;
(3)电容器放电过程中，流过电阻 R的总电荷量为 C(结果保留一位小数);
(4)在U-t图中取点A，过A点作曲线的切线如图，则A点对应选的时刻，流过电阻R的电流为 A;
(5)由图线可知，电容器的电容为 F，电源的电动势为 V;
(6)考虑电压传感器不是理想电压表，上述流过电阻 R的总电荷量的测量结果 (填“偏大”“偏小”“不变”)。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.如图所示，运动员以v0=4m/s的速度将冰壶沿水平面投出，冰壶在水平冰面上沿直线滑行。已知冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ=0.02，重力加速度大小为g=10m/s2。求：
(1)冰壶能在冰面上自由滑行多远?
(2)若冰壶在冰面上自由滑行x1=10m后，其队友开始在其滑行前方摩擦冰面，冰壶和冰面间的动摩擦因数变为原来的80%，冰壶在冰面上总共能滑行多远?
14.如图所示，整个空间存在水平方向的匀强电场(未画出)，不带电的绝缘长木板B静止在粗糙水平地面上，其左端固定一劲度系数k=10N/m的轻弹簧，弹簧开始压缩了0.2m并锁定，B与地面间的动摩擦因数μ=0.5，其上方0.2m处的O点用长为0.2m的轻绳悬挂带电小球A。现把轻绳拉直至水平由静止释放小球A，在电场力的影响下，小球 A运动到O点正下方时(刚好与弹簧接触)，轻绳才绷直，轻绳绷直后立即断裂，同时弹簧解除锁定，之后小球 A在木板B上运动并压缩弹簧。已知A和B的质量均为m=0.2kg，A与B之间接触面光滑，弹簧始终在弹性限度内，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略小球 A的转动带来的影响，取重力加速度大小g=10m/s2。求
(1)小球A受到的电场力的大小和方向;
(2)轻绳绷直后立即断裂时，小球 A的速度vA；(3)弹簧下一次回到原压缩状态(压缩0.2m)时，小球A的度vA2。
15.如图所示，水平面内xOy坐标系的第一象限有方向沿+y轴的匀强电场，第二象限某个区域有磁感应强度为B、垂直纸面向里的匀强磁场，沿y轴固定放置一探测板并接地。磁场边界P(- 32l,0)点有一电子源，在水平面内沿 x轴负方向夹角θ=60∘发射电子。已知电子的质量为m，电荷量为-e，电子的初速度大小连续均匀分布在eBl4m和eBlm之间，所有电子穿过磁场后均垂直打到探测板上，每秒射入磁场的电子总数为 n，打在探测板上的电子60%穿透探测板，40%被吸收，其中穿透的电子能量损失75%。不计电子的重力和电子间的相互作用力。求：
(1)电子到达y轴上的起止坐标范围。
(2)速度为eBlm的电子在电场中运动的时间是在磁场中运动的时间的3倍，求电场强度的大小。
(3)探测板受到电子的作用力大小(大小连续分布的速度可以取平均值计算)。
【参考答案】
1.【答案】A
【解析】A、(Nd60147Nd)是钷衰变后的产物，衰变产物相对更稳定，所以故(Nd60147Nd)比钷(Pm61147Pm)更稳定，故A正确；
B、放射性元素的衰变是原子核内部的变化，是自发进行的，不需要外界条件激发，所以钷(Pm61147Pm)衰变不需要外界条件激发，故 B错误；
C、α衰变是指原子核自发放射出一个α粒子(氦核而发生的转变，衰变过程中质量数减少4，电荷数减少2。钷(Pm61147Pm)反应生成故(Nd60147Nd)，质量数不变，电荷数减少1，不属于α衰变，故C错误。
D、半衰期是放射性元素的固有属性，由原子核内部自身的因素决定，与原子所处的化学状态以及外部环境(如深度等)无关，所以深层矿石与浅层矿石中钷(Pm61147Pm)的半衰期相同，故D错误。
2.【答案】A
【解析】A.在a→b过程中，是等温膨胀过程。对于理想气体，温度不变则内能不变，即△U=0。根据热力学第一定律△U=Q+W(Q是吸收的热量，W是做功)，气体膨胀对外做功W