湖北省2024_2025学年高三物理下学期2月联考试卷含解析

这是一份湖北省2024_2025学年高三物理下学期2月联考试卷含解析，共24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。
1.量子论的奠基人普朗克认为，科学的历史不仅是一连串的事实、规则和随之而来的数学描述，它也是一
部概念的历史。下列描述正确的是( )
A. 对氢原子光谱的研究，导致原子的核式结构模型的建立
B. 半衰期与物质的多少和时间都有关，可以用于测定地质年代、生物年代等
C. 天然放射现象中产生的射线，都能在电场或磁场中发生偏转
D. 轻核能发生聚变的条件是克服库仑斥力，而不是克服核力
2.如图所示，一束复色光从空气中沿半圆形玻璃砖半径方向射入，从玻璃砖射出后分成 a、b 两束单色光，
则( )
A. 玻璃砖对 a 光的折射率比 b 大
B. b 光在玻璃中的传播速度比 a 在玻璃中的传播速度大
C. b 光的光子能量比 a 光的光子能量大
D. 若入射点 O 不变，逆时针旋转入射光，则 a 光先发生全反射
3.如图所示为一竖直放置、上粗下细且上端开口的薄壁玻璃管，上部和下部的横截面积之比为 ，上管足
够长，下管长度 在管内用长度 的水银柱封闭一定质量的理想气体，气柱长度
大气压强 ，气体初始温度 ，缓慢升高温度至水银恰好全部进入粗管.下列说法正
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确的是( )
A. 水银恰好全部进入粗管时，管内气体温度
B. 水银恰好全部进入粗管时，管内气体温度
C. 从开始到水银恰好全部进入粗管，管内气体压强保持不变
D. 从开始到水银恰好全部进入粗管，管内气体对外放热
4.如图所示，固定的光滑斜面上有一个质量为 m 的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，轻绳与竖直方向的夹
角为 ，斜面倾角为 ，不计一切摩擦，则下列说法正确的是( )
A. 轻绳拉力大小为
B. 斜面对小球的弹力大小为
C. 由静止释放斜面瞬间，斜面对小球弹力变大
D. 由静止释放斜面后，斜面和小球系统水平方向动量守恒
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5.卫星可通过短时间喷射气体做功，实现变轨.在地球附近，设卫星沿椭圆轨道逆时针方向运动，如图中实
线所示，A、B 分别为椭圆轨道上的近地点和远地点.卫星在 P 点向箭头所指径向方向短时间喷射气体，实现
变轨.变轨后的轨道如图中虚线所示，做匀速圆周运动，若变轨后卫星的运动周期变小，则下列说法正确的
是( )
A. 卫星变轨后轨道半径大于椭圆半长轴
B. 卫星变轨后在 P 点的速度比变轨前在 P 点速度大
C. 卫星变轨前、后在 P 点的加速度相同
D. 卫星变轨后的速度大于变轨前在 A 点的速度
6.如图 所示，在空中某点同时竖直抛出甲、乙物体，因为材料和体积原因，甲物体所受的空气阻力可忽
略不计，而乙物体则竖直向下做匀速直线运动。取竖直向下方向为正方向，甲、乙两物体的位移一时间
图像如图 所示，已知 ，抛出点离地足够高，则
A. 时间内，甲的平均速度大于乙的平均速度
B. 时间内有两个时刻甲、乙速度大小相等
C. 甲、乙相遇之前， 时刻它们的竖直高度差最大
D. 阴影部分面积大小表示 时间内甲、乙的相对位移
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7.有一个连接在电路中的平行板电容器，平行板间为真空，两极板之间的距离为 d，其电容为 C，电源的电
动势为 E，忽略平行板电容器的边缘效应.开关 S 闭合如图 所示，当电路达到稳定状态后，断开开关 S，
保持电容器的电荷量不变.有一块厚度为 的导体板，其表面形状大小和该平行板电容器的极板完全相同.在
外力的作用下，将该导体板沿着下极板的内侧缓慢地进入到如图所示的位置，如图 所示.已知电源的电动
势 E 及两极板之间的距离 d，则两极板间 P 点的电场强度的大小 为( )
A. B. C. D. 无法确定
二、多选题：本大题共 3 小题，共 12 分。
8.如图为某水电站的电能输送示意图，A、B 均为理想变压器，其中 A 为升压变压器，B 为降压变压器 的
原、副线圈匝数比为 ，A、B 之间的输电线路的总电阻为 已知用户端获得的电压为 220V，获得的
电功率是 下列说法正确的是( )
A. 升压变压器输出端的电压为 2400V B. 输电线中电流为 100A
C. 输电线上功率损失为 D. 输电效率为
9.如图所示，位于 P 点的一个质子源，该质子源在纸面内向各个方向均匀地发射质子，共计 N 个.在 P 点下
方水平放置有长度 ，以 O 为中点的探测板，P 点离探测板的垂直距离 OP 为 在探测板的上
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方存在方向垂直纸面向里，磁感应强度大小为 的匀强磁场.已知质子电量为 ，发射的
质子的动量大小均为 质子打到探测板上的计数率为 即打到探测板上质子数与
总质子数 N 的比值 ，则下列说法正确的是( )
A. 质子在磁场中做匀速圆周运动的半径为
B. 质子打在探测板上的长度为
C. 质子计数率为
D. 当 时，可通过调节 B 的大小使计数率不变，则磁感应强度 B 大小满足
10.在足够长的固定水平平行导轨上垂直放有两个金属棒 MN 和 PQ，如图为模型俯视图.每根金属棒质量均
为 ，电阻都为 磁感应强度 的匀强磁场与导轨所在水平面垂直，方向竖直向
下.导轨间的距离 ，金属棒 MN 与导轨间是光滑的，金属棒 PQ 与导轨间的动摩擦因数为 ，
最大静摩擦力等于滑动摩擦力.刚开始两金属棒都处于静止状态，现有一与导轨平行、大小为 恒力
作用于金属棒 MN 上，使金属棒 MN 在导轨上滑动，滑动过程中两金属棒与导轨保持垂直且接触良好，导
轨电阻很小，可忽略不计，重力加速度 ，则下列说法正确的是( )
A. 金属棒 PQ 刚开始运动时，金属棒 MN 的速度大小为
B. 两棒最终以不同的速度做匀速直线运动
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C. 两棒最终以相同的加速度做匀加速直线运动
D. 两棒速度差的最大值大小为
三、实验题：本大题共 2 小题，共 17 分。
11.为了测量木块与木板间的动摩擦因数 ，某小组使用位移传感器设计了如图甲所示实验装置，让木块从
倾斜木板上一点 A 由静止释放，位移传感器可以测出木块到传感器的距离.位移传感器连接计算机，描绘出
滑块相对传感器的位移 x 随时间 t 变化的规律，如图乙所示.
根据上述乙图线，计算 时木块的速度 ，木块的加速度 结果均保留 2
位有效数字
为了测定动摩擦因数 ，还需要测量的量是 已知当地的重力加速度为
为了提高木块与木板间动摩擦因数 的测量精度，下列措施可行的是 多选
A.木板的倾角越大越好
B.A 点与传感器距离适当大些
C.选择体积较小的实心木块
D.传感器开始计时的时刻必须是木块从 A 点释放的时刻
12.某同学利用所学知识想要测量一段金属丝的电阻率，他先用欧姆表粗测其电阻约为 ，准备的实验器
材有：
干电池 3 节 内阻很小
电流表 ，内阻约为
电流表 ，内阻为
定值电阻 阻值为
滑动变阻器
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滑动变阻器
开关 K、导线若干。
用螺旋测微器测量金属丝直径，某次测量如图甲，其读数为
该同学设计的部分电路如图乙所示，图中滑动变阻器 应该选 填“ ”或“ ”
为尽可能准确地测量金属丝的电阻，且在实验中两电表能同时达到量程的 以上，请在虚线框中画出实
验电路图的剩余部分，并标记器材的符号，待测金属丝用 表示 ;
根据多次测量数据作出“ ”图线如图丙所示，由图可求金属丝的电阻 保留 2 位有效
数字
由公式 ，利用测量的长度、直径即可测出金属丝的电阻率。
四、计算题：本大题共 3 小题，共 43 分。
13.一列简谐横波在弹性介质中沿 x 轴正方向传播，波源位于坐标原点 O， 时开始振动， 时停止
振动.已知 时的波形如图所示，平衡位置 处的质点恰好即将振动.其中质点 a 的平衡位置与 O
的距离为 求：
波的传播速度和波源的起振方向;
内质点 a 通过的总路程.
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14.如图所示，O 点左侧有一高为 的平台，物块 B 质量 ，带电量 ，静止在
平台右侧边缘.物块 A 水平向右运动，与 B 发生碰撞，碰后瞬间 A、B 速度大小相等，随后取走 A，B 落在
地面上的 N 点，O、N 间距也为 L，物块 B 落地后弹起瞬间在空间加一水平向左的匀强电场，B 恰好能从平
台右边缘水平向左返回平台，已知 A、B 两物块均可视为质点，不计一切阻力， A、B 碰撞无机械能损失，
B 与地面碰撞水平分速度不变，竖直分速度大小不变，方向相反 的电荷量始终保持不变，重力加速度
求：
物块 A 的质量;
所加匀强电场场强 E 的大小;
物块 B 从 N 点返回平台的过程中最小速率.
15.如图所示，物块质量 ，紧靠压缩的轻质弹簧静止在 A 点，弹簧处于锁定状态 ，
且 AB 间光滑，BC、CD 与物块间的动摩擦因数为 光滑圆弧半径为 ，在 D 点与
斜面相切，E 为圆弧最高点，与圆心 O 连线处于竖直方向， 与圆心 O 等高，与圆心 O 位于同一水平线
上.传送带与倾斜轨道平滑相接，处于静止状态.今解除锁定，物块向上运动到 B 点速度大小 ，
已知到 B 点前已经离开弹簧，物块在滑行过程中传送带保持静止状态.重力加速度 ，斜面倾角
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为 ，物块运动过程中可视为质点.求：
初始状态弹簧储存的弹性势能及物块运动到 C 点的速度大小.
若传送带顺时针转动且转动速度大小为 时，物块能否到达 点，若能，求出 点速度大小，
若不能，请说明理由.
若传送带顺时针转动，为了使物块可以进入圆弧轨道 即 ，又不会中途脱离圆轨道，求传送带转
动速度大小满足的条件.
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答案和解析
1.【答案】D
【解析】 粒子轰击金箔实验，导致原子的核式结构模型的建立， A 错误;
半衰期由原子核内部因素所决定，与物质的多少、时间均无关， B 错误;
天然放射现象中产生的 射线，是电磁波，不带电，不能在电场或磁场中发生偏转，C 错误；
轻核能发生聚变的条件是克服库仑斥力，而不是克服核力，故 D 正确。
选 D。
2.【答案】C
【解析】AC、由图知两束光的入射角相等，a 的折射角小于 b 的折射角，根据折射定律可知玻璃砖对 b 光
的折射率比对 a 光的大，由于折射率越大，光的频率越大，则 b 光的频率比 a 光的频率大，根据光子的能
量公式 ，b 光的光子能量比 a 光的光子能量大，故 C 正确，A 错误；
B、由于玻璃砖对 a 光的折射率小，根据 ，知在玻璃砖中 a 光的传播速度比 b 光的大，故 B 错误；
D、若入射点 O 不变，逆时针旋转入射光，b 光的折射角先达到 ，则 b 光先发生全反射，故 D 错误。
3.【答案】A
【解析】 初始，气体压强 ，气柱长 ， 。
水银恰好全部进入粗管时， ，气柱长 ，
由 得， ，故 A 正确，B 错误；
C.水银进入粗管，气体压强减小， C 错误;
D.气体温度升高，内能增大，体积膨胀，对外做功，则管内气体一定吸热， D 错误。
选 A。
4.【答案】B
【解析】对小球受力分析，水平、竖直分解，水平方向 ，竖直方向
，解得 ， ，A 错误，B 正确；
释放斜面后小球开始做圆周运动，释放斜面瞬间小球加速度垂直于绳斜向右下方，对小球的受力沿绳、垂
直绳方向正交分解，垂直绳方向 ，初态 ，所以 N 减小，C 错误.
系统水平方向受绳拉力的分量，所以系统水平方向动量不守恒，D 错误。
5.【答案】C
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【解析】A、由开普勒第三定律 ，周期变小，半径变小，小于椭圆半长轴，A 错误.
B、把椭圆 P 点的速度沿半径和垂直半径方向正交分解，半径方向速度减为 0，所以在 P 点速度减小， B 错
误.
C、由公式加速度 ，得加速度矢量不变， C 正确。
D、若有个过 A 点的正圆轨道，则速度 虚线正圆轨道 ，A 点加速由正圆变椭圆， ，得
，D 错误.
6.【答案】B
【解析】A 选项， 时间内，位移相等，时间相同，平均速度相等，故 A 错误；
B 选项，因为 时间内位移相等， ，解得 ，由
甲的竖直上抛，有 ，联立解得 ， 、 内各有一个时刻甲、乙速度大小相等，
B 选项正确.
C 选项，甲、乙速度相同 共速 ，间距最大，C 选项错误.
D 选项， 图所围面积无意义， 时间内甲、乙相对位移为 0，D 选项错误.
7.【答案】A
【解析】因为极板带电荷量 Q 保持不变，插入导体板之后，电容器两极板之间的距离变为 ，由
，可知电容变为 2C，根据电容的定义式： ，可知：此时极板之间的电压变为原来的 ，即电压
，故得极板间匀强电场的电场强度，也即 P 点的电场强度： ，故 A 正确，BCD 错误。
8.【答案】AC
【解析】用户端电流 ，输电线中电流为 ， ，
，输电线功率损耗 kW，输电效率
，故 AC 正确，BD 错误。
9.【答案】AC
【解析】根据 可得质子做圆周运动半径 ，故 A 对;
质子打在探测板上的最左侧点与 P 点连线为轨迹的直径，左端点到 O 点的距离为
，
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最右侧点对应的轨迹与探测板相切，右端点到 O 点的长度为 ，则总长度为 ，故 B 错;
竖直向上与竖直向下发射的质子对应的轨迹恰好与边界相切，入射方向在竖直方向左侧的质子均可以打到
探测板上，则质子计数率为 ，故 C 对;
在确保计数率为 的情况下，质子做圆周运动半径 R 与 a 相等，则由 可得磁感应强度 B 和
a 的关系满足 ，
当 时，质子左边圆弧的弦长恰好为直径时对应临界条件，即 ，即
故 D 错。
10.【答案】AC
【解析】A.金属棒 PQ 刚开始运动时， ， ，得 ，故 A 正确；
之后对金属棒 MN 利用牛顿第二定律得： ，
金属棒 PQ 利用牛顿第二定律得： ，金属棒 MN 做加速度减小的加速运动，金属棒 PQ
做加速度增大的加速运动，当二者加速度相等时，达稳定状态，一起以相同加速度做匀加速直线运动，两
金属棒的共同加速度为 ，对系统有 ， ，故 B 错误，C 正确；
D. ，对金属棒 ，得 ，故 D 错误。
11.【答案】
斜面的倾角/斜面的高度和长度
BC
【解析】 根据某段时间内的平均速度等于这段时间内中点时刻的瞬时速度，
得 末的速度为： ，
末的速度为： ，
则木块的加速度为：
选取木块为研究的对象，木块沿斜面方向是受力：
得： 所以要测定摩擦因数，还需要测出斜面的倾角 ；
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或者测量斜面的高度和长度．
根据 的分析可知，在实验中，为了提高木块与木板间动摩擦因数 的测量精度，应使木块的运动时间
长一些，可以：减小斜面的倾角、增加木块在斜面上滑行的位移等，即 A 点与传感器距离适当大些，选择
体积较小的实心木块，传感器开始的计时时刻不一定必须是木块从 A 点释放的时刻．故 BC 正确，AD 错误．
12.【答案】
【解析】 螺旋测微器读数 ；
由图乙可知，滑动变阻器 串联在电路中，所以应该选择小量程的 ；
由题可知，没有电压表，且要求两电表能同时达到量程的 以上，所以为准确测量，应使待测电阻与电
流表 串联后与 并联，然后使大量程的电流表 串联在电路中，由两电流表的示数差可得通过 的电流，
使 充当电压表，如图所示。
结合以上电路可得
解得
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结合图丙可知
解得 。
13.【答案】 内，波向右传播 4m 距离， ，由同侧法可知， 时，
处的质点即将向下振动，则波源起振方向向下；
由图乙可知 ，又 ，得 波传到质点 a 用时 ，则质点 a 振动时间
，由 ，振幅 ，可知质点 a 运动路程 。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】 设 A 与 B 碰前速度大小为 v，A、B 碰撞，由动量守恒定律有 ，由机械
能守恒定律有 ，
解得 ， ，
又因为 ，解得 ；
A、B 碰撞后，B 做平抛运动，水平方向： ，竖直方向： ，
，
物块 B 落地瞬间水平速度 ，
竖直速度 ，
从 N 返回平台，水平方向： ，竖直方向： ，
解得 ，
又因为 ，解得 ；
设等效重力 与竖直方向成 角， ， ， ，
。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解： 由 ，解得 ；
，解得 ；
传送带的速度 ，物块在传送带上先以 做匀减速直
线运动，
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由于 ，共速后不能一起运动，
再以 做匀减速直线运动，
， ， ，解得 ，
设物块到 的速度为 ，C 到 过程，由动能定理有
，解得 ，即
恰好到达 ，到达 的速度为 ；
第一种情况：最高点刚好可以到 点，由第 问有传送带速度 ，恰好到达 ， 越小，
加速度为 的时间越长，到达 C 点的速度越小，所以 ，
由第 问有 ，物块一直减速，到 D 点速度 ，不符合题意，所以
，故传送带转动速度大小范围为 ；
第二种情况：物块恰好运动到 E 点，在 E 点：由牛顿第二定律有 ，
从 C 到 E 用动能定理：
，
解得 ，先以 做匀减速，和传送带共速后再以 做匀减速到 C 点，设传送带的速度大小为 ，
， ， ，解得 ，所以 ，
综上：传送带转动速度大小满足 或 。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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