【物理】2025届湖南省高考最后一卷热身练习试卷3（解析版）

这是一份【物理】2025届湖南省高考最后一卷热身练习试卷3（解析版），共17页。
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．铀核裂变的产物是多样的，一种典型的情形是生成钡和氪，同时放出3个中子，核反应方程是U＋n→Ba＋Kr＋3n，以下说法正确的是( )
A．该反应质量数守恒，没有质量亏损
B．U的中子数比Ba的多91个
C．U的比结合能比Ba的大
D．Ba的结合能比Kr的大
2．如图所示，半径为R的空心转筒绕中心轴逆时针匀速转动，转筒上有一小孔S，整个转筒内部存在方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。一个比荷为k、速度v＝3kBR、带正电的粒子沿圆筒半径方向从小孔S射入，恰能从小孔S射出，其间与转筒无接触，不计粒子的重力，则转筒的角速度可能为
A．8kBB．12kB
C．16kBD．20kB
3．北京时间2024年11月25日7时39分，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将四维高景二号03星发射升空，卫星顺利送入预定轨道，发射任务获得圆满成功。发射可简化为如图所示过程，先将卫星发射到半径为的圆轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，卫星运动到A点时变轨进入椭圆轨道Ⅱ，运动到椭圆轨道Ⅱ的远地点时，再次变轨进入半径为的圆轨道Ⅲ做匀速圆周运动。下列判断正确的是（ ）
A．卫星在椭圆轨道A和处的速度大小之比等于
B．卫星在椭圆轨道A和处的加速度大小之比等于
C．要实现从圆轨道ⅠA处进入椭圆轨道，发动机需要需向后喷气
D．要实现从椭圆轨道处进入圆轨道Ⅲ，发动机需要需向前喷气
4．波动现象在自然界中普遍存在，波的应用已深入到生产、生活的方方面面。一列简谐横波在某均匀介质中沿直线由向传播，和两个质点的平衡位置相距，图甲是质点的振动图像，图乙是质点的振动图像，时刻质点和质点间只有一个波峰。则（ ）
A．在内，质点运动的路程为
B．该波的传播速度为
C．质点位于平衡位置时，质点一定处于波谷
D．该列波在传播过程中遇到频率为的另一列波时，可能发生干涉现象
5．半导体掺杂是集成电路生产中最基础的工作。如图所示为某晶圆掺杂机的简化模型图，平行金属板A、B间电压为U，产生竖直方向的匀强电场。上下两同轴的电磁线圈间的磁场可视为匀强磁场，其磁感应强度与所通电流Ⅰ成正比。由左侧离子发生器（图中没画出）产生电量为q、质量为m的离子，以速度沿电场的中央轴线飞入电场，当U=0、I=0时，离子恰好打到晶圆圆心О点。已知晶圆垂直纸面放置，在晶圆面内xOy坐标系中，x轴为水平方向、y轴为竖直方向，若掺杂操作过程中，离子全部打在晶圆上，忽略离子的重力、空气阻力和离子间的相互作用力。在上述过程中，下列说法正确的是（ ）
A．U越大，离子在竖直方向上偏离的位移越大，离子穿过两极板的时间越短
B．当I=0时，离子在竖直方向上的偏离位移与U成反比
C．当U=0时，只要I≠0，无论Ⅰ多大，离子都不可能打在x轴上
D．经过电场和磁场后，离子打在晶圆上的动能与电流Ⅰ的大小无关
6．如图所示，真空中为边长为的等边三角形三个顶点，在两点分别固定电荷量为的点电荷，在点固定电荷量为的点电荷，点为三角形中心，点为三角形三边中点，设点电荷在某点产生电势为（为点电荷电量，为到点电荷的距离），关于四点电场强度大小及电势高低，下列说法正确的是（ ）
A．点场强大小，电势为0
B．点场强大小为，电势为
C．点和点场强大小相等，电势不同
D．电子由点沿直线移动到点过程中，加速度减小，电势能增大
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．如图甲所示，在平静的水面下深h处有一个点光源s，它发出的两种不同颜色的a光和b光在水面上形成了一个有光线射出的圆形区域，该区域的中间为由a、b两种单色光所构成的复色光圆形区域，周围为环状区域，且为a光的颜色（见图乙）。以下说法正确的是（ ）
A．在同一装置的双缝干涉实验中，a光条纹间距比b光宽
B．若两种光照射某种金属均能产生光电效应现象，则a光产生的光电子初动能更大
C．由点光源S垂直水面发出的光，a光在水中的传播时间比b光长
D．在水中，a光的波长比b光大
8．如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，其传送装置可简化为如图乙所示的模型。紧绷的传送带始终保持的恒定速率运行，行李与传送带之间的动摩擦因数，A、B间的距离为，取。旅客把行李（可视为质点）无初速度地放在A处。下列说法正确的是（ ）
A．行李在传送带上一直做匀加速直线运动
B．行李在传送带上先做匀加速直线运动，加速度大小为，后做匀速运动
C．行李从A到B所用的时间为1.5s
D．行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为1m
9．如图，光滑的水平面上长木板静止放置，质量为的物体（可看成质点）以水平速度滑上静止的长木板的上表面。速度随时间变化情况如图（g取）。正确的是（ ）
A．系统损失的机械能为B．木板A获得的动能为
C．木板的最小长度为D．A、B间的动摩擦因数为0.1
10．如图所示，一台理想变压器原、副线圈匝数之比为，原线圈接在电压的交流电源上，副线圈接有的定值电阻，图中电表均为理想交流电表，下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数为40VB．电流表的示数为1A
C．变压器的输入功率为20WD．变压器的输出功率为40W
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．某同学利用单摆测定当地的重力加速度。
（1）在测量单摆的周期时，他用秒表记下了单摆做50次全振动的时间，如图甲所示，秒表的读数为 s。
（2）下表是该同学记录的3组实验数据，并做了部分计算处理。
请计算出第3组实验中的T＝ s，g＝ m/s2。
（3）该同学经测量得到多组摆长l和对应的周期T，画出l-T2图线，然后在图线上选取A、B两个点，坐标如图乙所示。则当地重力加速度的表达式g＝ 。
12．（10分）某小组设计了一个测量盐水电阻率的实验，所用器材有：
电源E（电动势为15 V，内阻不计）；
电压表（量程为0～9 V，内阻很大）；
定值电阻R0（阻值为4．5 Ω）；
滑动变阻器R1（最大阻值为10 Ω，允许通过的最大电流为2 A）；
滑动变阻器R2（最大阻值为100 Ω，允许通过的最大电流为0．8 A）；
单刀单掷开关S1和单刀双掷开关S2；
侧壁带有刻度线的圆柱体玻璃管，两个与玻璃管密封完好的电极，导线若干。
（1）电路图如图甲所示，其中玻璃管内封闭的盐水电阻约为几欧，滑动变阻器R应选择 （填“R1”或“R2”），闭合开关之前，滑动变阻器R的滑片应置于 （填“a”或“b”）端。
甲
（2）①用游标卡尺测出圆柱体容器的内直径d，读数如图乙所示，则d＝ cm，由玻璃管侧壁的刻度线读出溶液的高度h＝5 cm。
乙
②闭合开关S1，开关S2接 （填“1”或“2”）端，调节滑动变阻器R，使电压表的示数为U1＝8．0 V，滑动变阻器滑片 （填“滑向a端”“滑向b端”或“不动”），然后将开关S2接 （填“1”或“2”）端，电压表的示数为U2＝3．2 V，则电阻R0两端的电压为 V。
③断开开关S1。
（3）根据测量的数据，计算得出待测盐水的电阻率约为 Ω·m（取π＝3．14，结果保留两位有效数字）。
13．如图所示，放置在水平地面上的气缸由长度均为L、横截面积分别为S、3S的两个气缸连通而成，两个厚度不计的活塞A、B之间由轻杆连接，活塞可无摩擦、自由移动，且与气缸之间密封良好。活塞A、B将气缸分为三个区域，区域Ⅰ和区域Ⅲ充有一定量的理想气体，区域Ⅱ为真空。初始时刻，区域Ⅰ内气体的压强为，温度为，气缸左侧到活塞A的距离为；区域Ⅲ内气体的压强为，温度为，气缸右侧到活塞B的距离也为。现对区域Ⅰ缓慢加热至，此过程中区域Ⅲ内气体的温度保持不变。
(1)若加热时，活塞A、B固定不动，求稳定后区域Ⅰ内气体的压强；
(2)若加热时，活塞A、B可自由移动，求稳定后活塞B向右移动距离。
14．如图所示，水平面内固定一“”形光滑足够长的金属框架，三角形区域为边长的等边三角形，平行区域间距也为，在点处有一小缺口，使部分与框架其余部分绝缘。框架所在的空间内，从左至右依次分布有三个竖直向下的有界匀强磁场Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，三个磁场的磁感应强度大小均为，Ⅱ区域宽度为，Ⅲ区域宽度为、Ⅱ区域间距忽略不计，Ⅱ、Ⅲ区域间距未知。现有两完全相同的金属杆、，质量均为，杆上单位长度的电阻均为，杆最初静止于磁场的左侧，杆在水平拉力作用下从点开始向右做速度大小为的匀速直线运动，杆经过后撤去外力。已知杆通过缺口前后速度不变，杆出Ⅲ区域时的速度大小为，杆出Ⅲ区域的过程中杆在Ⅱ区域的位移大于3.5l，金属框架的电阻不计，两杆与导轨始终接触良好，且间如果发生碰撞为弹性碰撞，求：
(1)杆向右运动位移为时，流经杆的电流大小；
(2)整个运动过程中外力所做的功；
(3)杆和杆最终的速度大小，以及整个运动过程中系统所产生的热量。
15．（18分）如图所示，在电动机的带动下以v＝5 m/s的速度顺时针匀速转动的水平传送带，左端与粗糙的弧形轨道平滑对接，右端与光滑水平面平滑对接，水平面上有无穷多个位于同一直线上、处于静止状态的相同小球，小球质量m0＝2 kg。质量m＝1 kg的物体（可视为质点）从轨道上高h＝5．0 m的P点由静止开始下滑，滑到传送带上的A点时速度大小v0＝7 m/s。物体和传送带之间的动摩擦因数μ＝0．5，传送带AB之间的距离L＝3．4 m。物体与小球、小球与小球之间发生的都是弹性正碰。重力加速度g＝10 m/s2，10≈3．16。求：
（1）物体从P点下滑到A点的过程中，摩擦力做的功；
（2）物体第一次向右通过传送带的过程中，传送带对物体的冲量大小；
（3）物体第一次与小球碰后到最终的过程中因为物体在传送带上滑动而多消耗的电能。
【参考答案】
1．【知识点】核反应的反应方程及能量计算、结合能与比结合能、质量亏损与爱因斯坦质能方程
【答案】 D
【详解】 核反应中质量数守恒，但此反应释放核能，有质量亏损，故A错误；的中子数为143，的中子数为88，中子数相差55，故B错误；重核裂变生成物的原子核更稳定，比结合能更大，故C错误；核子数越多，结合能越大，故D正确。
2．【知识点】圆周运动的周期性多解问题
【答案】C
【解析】由牛顿第二定律得，qvB＝mv2r＝m2πT2r，解得粒子运动的轨迹半径为r＝3R，粒子运动的周期为T＝2πkB，由几何关系得tan θ12＝Rr＝33，则θ1＝π3，粒子在磁场中运动的时间t＝16T＝π3kB，粒子恰从小孔S射出，则空心转筒转过的角度为θ＝2nπ＋θ2＝2nπ＋43π（n＝0，1，2，…），空心转筒的角速度ω＝θt＝（6n＋4）kB（n＝0，1，2，…），n＝2时，ω＝16kB，C正确。
3．【知识点】万有引力定律问题的分析与计算、卫星变轨与对接问题、开普勒三大定律及其应用
【答案】C
【详解】根据开普勒第二定律有，解得，A错误；根据牛顿第二定律，化简得，解得，B错误；要实现从圆轨道ⅠA处进入椭圆轨道，发动机需要需向后喷气加速，C正确；要实现从椭圆轨道处进入圆轨道Ⅲ，发动机需要需向后喷气加速，D错误。选C。
4．【知识点】波的图像和振动图像的综合应用
【答案】D
【详解】A．由振动图像可知周期为，在内，质点运动2个周期，一个周期运动四个振幅的距离，路程为
故A错误；
B．波的传播方向由向，时刻、间仅有一个波峰，则有
解得
该简谐横波的波速为
故B错误；
C．由甲、乙振动图像可知，位于平衡位置时，可能位于波谷也可能位于波峰，故C错误；
D．周期为，频率为，频率相同是两列波产生稳定干涉的必要条件，所以该列波在传播过程中遇到频率为的另一列波时，可能发生干涉现象，故D正确。故选D。
5．【知识点】带电粒子在组合场中的运动
【答案】D
【详解】离子穿过极板过程中，再水平方向上为匀速直线运动，则，离子在竖直方向上做匀加速直线运动，则，当I=0时，离子在竖直方向上的偏离位移与U成正比，穿过极板的时间与板长和初速度有关，U增大时，离子穿过极板的时间不变，AB错误；当U=0时，只要I≠0，时，离子在磁场中受到洛伦兹力发生水平偏转，则打在x轴上，C错误；由于洛伦兹力不做功，离子打在晶圆上的动能与电流大小无关，D正确。
6．【知识点】电场的叠加
【答案】B
【详解】根据对称性可知a、b三处点电荷在O点产生的电场强度大小相等，均为，c处点电荷在O点产生的电场强度方向分别如图所示，
根据电场强度的叠加法则可得O点的电场强度大小为，根据点电荷在某点产生电势，可得O点的电势分别为，A错误；两个正点电荷在P点的合场强为零，P点的场强即为负电荷在P点产生的场强，即，根据点电荷在某点产生电势，可得P点的电势分别为，B正确；根据等量同种电荷的电场分布特点以及点电荷的电场分布特点可知，点和点场强大小相等，根据点电荷在某点产生电势，可得点和点的电势分别为，，可知这两点电势相等，C错误；电子由点沿直线移动到点过程中，电场强度减小，电子受到的电场力减小，其加速度减小，电场力一直做正功，电势能减少，D错误。
7．【知识点】全反射与折射的综合应用
【答案】AD
【详解】在水面上被照亮的圆形区域边缘光线恰好发生全反射，入射角等于临界角C，a光在水面上形成的圆形亮斑面积较大，可知a光的临界角较大，根据，水对a光的折射率比b光小，则在真空中，a光的频率较小，波长较长，D正确；在同一装置的杨氏双缝干涉实验中，根据，因为a光波长长，则a光条纹间距比b光宽，A正确；因为a光的频率较小，则若用a、b两种光照射某种金属均可以发生光电效应现象，根据，则用b光照射该金属时产生的光电子初动能更大，B错误；根据，因a光的折射率比b光小，则a光在水中的速度较大，则由点光源S垂直水面发生的光，a光在水中的传播时间比b光短，C错误。
8．【知识点】传送带模型
【答案】BD
【详解】AB．由牛顿第二定律可得行李的加速度为
行李加速到与传送带共速的位移
此时尚未到达B点，之后随传送带一起匀速运动，A错误，B正确；
C．加速过程用时
匀速过程用时
则总运动时间为
C错误；
D．行李在传送带上留下的摩擦痕迹长度为
D正确。
选BD。
9．【知识点】板块模型中的能量守恒问题
【答案】ACD
【详解】由图乙可知，物块先匀减速，木板匀加速，最后二者达到共速，速度大小为。设它们之间的动摩擦因数为，根据牛顿第二定律结合图像斜率表示加速度，可得，，可得木板质量A、B间的动摩擦因数为，D正确；木板A获得的动能为系统损失的机械能为，A正确，B错误；当A、B共速时，B恰好到达A的最右端，此时木板长度最小，为，C正确。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】AD
【详解】原线圈两端电压的有效值为，根据，则副线圈两端电压为V，A正确；副线圈中的电流为A，根据，解得电流表的示数为，B错误；变压器的输入功率为W，输出功率也为40W，C错误，D正确。
11．【知识点】实验：用单摆测量重力加速度
【答案】（1）95.2 （2）2.01 9.76 （3）4π2（lB－lA）TB2－TA2
【详解】（1）秒表的读数为95.2 s。
（2）周期为T＝tn＝100.550 s＝2.01 s，根据周期公式得g＝4π2lT2，代入数据得g≈9.76 m/s2。
（3）根据周期公式得l＝gT24π2，所以图像的斜率为
lB－lATB2－TA2＝g4π2，解得g＝4π2（lB－lA）TB2－TA2。
12．【知识点】实验：导体电阻率的测量
【答案】（1） R1 （1分） b（1分） （2）① 5.020（1分） ② 2（1分）
不动（1分） 1（1分） 4.8（2分） （3）0.12（2分）
【解析】（1）盐水电阻约为几欧，滑动变阻器采用限流式接法，为调节方便，获取更多组数据，滑动变阻器R应选最大阻值较小的，即应选择R1；为防止电流过大，烧坏电表，闭合开关之前，滑动变阻器R的滑片应置于阻值最大处，即b端。
（2）①圆柱体容器的内直径为d＝50 mm＋4×0.05 mm＝50.20 mm＝5.020 cm；
②第一次电压表的读数大于第二次电压表的读数，说明第一次与电压表并联的电阻大，可知第一次开关S2接2端，调节滑动变阻器R，使电压表的示数为U1＝8.0 V，滑动变阻器滑片不动，然后将开关S2接1端，电压表示数为U2＝3.2 V，则电阻R0两端的电压为U＝U1－U2＝4.8 V。
（3）根据串联电路电流规律有UR0＝U2Rx，解得Rx＝3 Ω，根据电阻定律有Rx＝ρLS＝ρhπd22，则待测盐水的电阻率ρ＝πd2Rx4h≈0.12 Ω·m。
13．【知识点】理想气体与理想气体状态方程
【答案】(1)；(2)
【详解】（1）活塞固定，加热过程中，区域Ⅰ中气体发生等容变化，设变化后气体压强为p。由查理定律，
即，
解得。
（2）活塞可自由移动，设活塞向右移动的距离为x，设加热后区域Ⅰ内气体压强为，区域Ⅲ内气体压强为。由平衡知识得，
对区域Ⅰ中气体，由理想气体状态方程，
即，
对区域Ⅲ中气体，由玻意耳定律，
即，
联立，解得。
14．【知识点】电磁感应现象中的功能问题
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】（1）杆向右切割磁感线产生的电动势为
由闭合电路欧姆定律可得流经杆的电流大小为
（2）当向右的位移为时，切割的有效长度为
安培力大小为
由于在Ⅰ区域中匀速，所以
即外力正比与位移，所以整个运动过程中外力所做的功为
（3）假设出区域的过程中，还未出区域，对组成的系统动量守恒
解得
在此过程中，做加速度减小的减速运动，所以此过程对有
做加速度减小的加速运动，所以此过程对有
已知在此过程中的位移为，则在此过程中的位移一定小于，所以假设成立在此过程中对由动量定理得
由上式可得
出Ⅲ区域后，假设也能出Ⅲ区域，并设其出Ⅲ区域的速度大小为，对由动量定理
因为 所以
在出Ⅲ区域的过程中
已知
所以
所以
可得
即能出Ⅲ区域，假设成立，并且出Ⅲ区域后速度大于出Ⅲ区域后的速度，所以之后还会发生碰撞。现在先解出Ⅲ区域时的速度
即
将代入上式解得
因为、质量相等，并且它们之间的碰撞为弹性碰撞，所以碰后两者交换速度，最终有
对于整个过程，由能量守恒得
代入数据解得
15．【知识点】传送带模型中的能量守恒问题、求解弹性碰撞问题
【答案】（1）－25.5 J （2）6.32 N·s （3）25 J
【解析】（1）物体由P点到A点的过程，由动能定理可得
mgh＋Wf＝12mv02（3分）
解得Wf＝－25.5 J（2分）
（2）物体滑上传送带后，在滑动摩擦力作用下做匀减速运动，加速度大小为
a＝μmgm＝μg＝5 m/s2（1分）
减速至与传送带速度相等时所用的时间
t1＝v0－va＝7－55 s＝0.4 s，
匀减速运动的位移大小为
s1＝v0＋v2t1＝7+52×0.4 m＝2.4 m＜L＝3.4 m（1分）
所以物体与传送带共速后向右匀速运动，匀速运动的时间
t2＝L－s1v＝3.4－2.45 s＝0.2 s，
故物体从A运动到B的时间t＝t1＋t2＝0.6 s（1分）
传送带的支持力对物体的冲量大小I1＝mgt（1分）
传送带的摩擦力对物体的冲量大小I2＝m（v0－v）（1分）
传送带对物体的冲量大小I＝I12＋I22＝40N·s≈6.32 N·s（1分）
（3）物体与小球1发生弹性正碰，设物体反弹回来的速度大小为v1，小球1被撞后的速度大小为u1，由动量守恒定律和能量守恒定律得
mv＝－mv1＋m0u1，
12mv2＝12mv12＋12m0u12，
解得v1＝13v＝53 m/s ，u1＝23v＝103 m/s（2分）
物体被反弹回来后，在传送带上向左做匀减速运动，由运动学公式得
0－v12＝－2as，
v1＝at3，
解得s＝518 m＜3.4 m，t3＝13 s（1分）
由于小球质量相等，且发生的都是弹性正碰，它们之间将进行速度交换。可知，物体第一次返回还没到传送带左端速度就减小到零，接下来将再次向右做匀加速运动，直到速度增加到v1，此过程电动机多给传送带的力为μmg，电动机多做的功率为μmgv，电动机多消耗的电能为E1＝2μmgvt3＝2mv23，再跟小球1发生弹性正碰，同理可得，第二次碰后，物体和小球的速度大小以及第二次往返电动机多消耗的电能分别为
v2＝13v1＝132v，u2＝23v1＝23×13v，E2＝2mv232（1分）
以此类推，物体与小球1经过n次碰撞后它们的速度大小以及物体第n次往返电动机多消耗的电能分别为
vn＝13nv，un＝23×13n－1v，En＝2mv23n（1分）
从第一次碰撞之后到最后运动中，电动机多消耗的能量为E＝2mv23＋2mv232＋2mv233＋…＋2mv23n（1分）
解得E＝2mv21－13n3×1－13＝25 J（1分）组次
1
2
3
摆长l/cm
80.00
90.00
100.00
50次全振动时间t/s
90.0
95.5
100.5
振动周期T/s
1.80
1.91
重力加速度g/（m·s－2）
9.74
9.73