2025届湖北省黄石市第二中学高三下学期适应性考试物理试题（解析版）

这是一份2025届湖北省黄石市第二中学高三下学期适应性考试物理试题（解析版），共19页。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并认真核准准考证号条形码上的以上信息，将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
一、选择题（1-7题为单选题，8-10题为多选题，每题4分，共40分）
1. 关于下列物理量与括号里的单位对应完全正确的选项是（ ）
A. 电量（库仑） 电流（安培） 频率（法拉）
B. 电势（伏特） 电容（韦伯） 转速（弧度每秒）
C. 电压（伏特） 电阻（库仑） 电流（安培）
D. 电感（亨利） 磁通量（韦伯） 磁感应强度（特斯拉）
【答案】D
【解析】A．电量的单位是库仑，电流的单位是安培，频率的单位是赫兹，故A错误；
B．电势的单位是伏特，电容单位是法拉，转速单位是转每秒，故B错误；
C．电压的单位是伏特，电阻的单位是欧姆，电流的单位是安培，故C错误；
D．电感单位是亨利，磁通量的单位是韦伯，磁感应强度的单位是特斯拉，故D正确。
故选D。
2. “梦天号”实验舱携带世界首套可相互比对的冷原子钟组发射升空，对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。某原子钟工作的四能级体系如图所示，原子吸收频率为的光子从基态能级Ⅰ跃迁至激发态能级Ⅱ，然后自发辐射出频率为的光子，跃迁到钟跃迁的上能级2，并在一定条件下可跃迁到钟跃迁的下能级1，实现受激辐射，发出钟激光，最后辐射出频率为的光子回到基态。已知该原子钟在时间内产生的钟激光光子的个数为，光在真空中的速度为，普朗克常量为，则（ ）
A. 该原子钟产生的钟激光光子的波长为
B. 该原子钟产生的钟激光光子的动量为
C. 该原子钟产生的钟激光光子的能量为
D. 该原子钟产生钟激光光子的功率为
【答案】D
【解析】ABC．原子吸收频率为的光子从基态能级I跃迁至激发态能级Ⅱ时有
且从激发态能级Ⅱ向下跃迁到基态I的过程有
联立解得
得该原子钟产生的钟激光光子的波长为
该原子钟产生钟激光光子的动量为
该原子钟产生的钟激光光子的能量为，故ABC错误；
D．已知该原子钟在时间内产生的钟激光光子的个数为，有
故D正确。故选D。
3. 如图所示，某理想变压器的原副线圈分别接有三个阻值相同的定值电阻、和。正弦交流电源的输出电压有效值恒为U，当开关S闭合时，两理想交流电压表的读数均为。则下列说法正确的是（ ）
A.
B. 原副线圈匝数之比
C. 若断开开关S，则、消耗的电功率之比为4：1
D. 若断开开关S，则流过、的电流之比为1：2
【答案】D
【解析】B．设
开关S闭合时，通过原线圈的电流
通过副线圈的电流
可知原副线圈匝数之比，故B错误；
A．原线圈两端电压
因此交流电源的输出电压有效值，故A错误；
D．断开开关S后，流过、的电流之比，故D正确；
C．、消耗的电功率之比，故C错误。故选D
4. 如图所示，粗糙的正方形斜面ABCD与水平面间的夹角，一质量为m的物体受到与对角线BD平行的恒力F作用，恰好能沿斜面的对角线AC做匀速直线运动，重力加速度为g，则（ ）
A. 物体与斜面间的动摩擦因数为B. 物体与斜面间的动摩擦因数为
C. 恒力F的大小为D. 恒力F的大小为
【答案】B
【解析】CD．物块受摩擦力方向与速度方向相反，即沿CA方向，重力的分力沿斜面向下，则由平衡可知及
解得，故CD错误；
AB．根据，可得，故B正确，A错误。故选B
5. 如图所示，A、B两颗卫星在同一平面内沿顺时针方向绕地球做匀速圆周运动，图示时刻A、B连线与A的轨道相切，B与地心的连线与AB夹角为30°，A做圆周运动的周期为T，则从图示时刻至A、B间的距离最小所用的最短时间为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】由题意及几何关系可知，A、B的轨道半径之比为
图示时刻，A、B与地心连线的夹角为60°，设B做圆周运动的周期为TB，最短经过t时间A、B间的距离最小，则有
根据开普勒第三定律有，则
解得，故选A。
6. 随着低空经济的发展，小型电动飞机将成为人们的通勤选择。现有某款新型号电动飞机，工程技术人员通过研究空气阻力对飞机运动的影响，验证飞机气动布局性能。如图所示，在平直跑道上，技术人员调整飞机动力输出单元，使飞机在大小为的恒定牵引力作用下由静止开始加速运动，发现经时间飞机的速度不再增加。已知飞机的质量为，飞机所受阻力大小，其中为常数，不计飞机轮胎与地面间的滚动摩擦，下列说法正确的是（ ）
A. 时间内飞机滑行的距离
B. 驱动飞机的电机输出功率随时间线性增大
C. 若时刻飞机刚好达到额定功率，则
D. 时间内飞机克服阻力所做的功
【答案】D
【解析】AD．飞机到达最大速度时有
解得
根据动量定理有
将代入有
解得
根据动能定理有
解得
故A错误，D正确；
B．飞机受力不断变化，则加速度改变，由
可知驱动飞机的电机输出功率不随时间线性增大，故B错误；
C．若时刻飞机刚好达到额定功率，则，解得
故C错误；故选D。
7. 一列简谐横波在介质传播过程中先后经过P、Q两个质点，两个质点平衡位置之间的距离为1m，P、Q两个质点的振动图像如图所示，其中实线为P点的振动图线，虚线为Q点的振动图线，则下列说法中正确的是（ ）
A. Q点的振动方程为
B. 该波的波长可能为7.2m
C. 该波的传播速度可能为
D. 该波的传播速度可能为
【答案】D
【解析】A．由图可知波的周期为，Q点的振动方程为，故A错误；
CD．0~0.1s内，P点到达波峰时有解得
当，Q点到达波峰，波从P点传播至Q点，有（）
则波速为（）
当该波的传播速度为时，n不是整数，故该波的传播速度不可能为，当时，该波的传播速度为，故C错误；D正确；
B．该波的波长为
当该波的波长为7.2m时，n不是整数，故当该波的波长不可能为7.2m，故B错误。
故选D。
8. 如图甲所示，在医学领域的内窥镜检查中，常利用光导纤维将光传输到人体内部进行照明，并通过另一细管中的微型摄像机来进行观察。如图乙所示，某内窥镜所用光导纤维由折射率为n1的内芯和折射率为n2的外套组成。一束光从空气以入射角θ射向平直的光导纤维内芯的左端面并在内芯与外套的界面发生全反射。已知光导纤维长度为L，真空中光速为c。下列说法正确的是（ ）
A.
B.
C. 光在光导纤维中传播的时间为
D. 光在光导纤维中传播的时间为
【答案】AC
【解析】AB．发生全反射的条件是光由光密介质射向光疏介质，所以
故A正确，B错误；
CD．当入射角为θ时，设光的折射角为r，根据折射定律有
由数学知识可知
根据几何关系可知，光的传播距离为
由知传播速度为
则传播的时间为
故C正确，D错误。故选AC。
9. 如图所示，某同学利用电压传感器来研究电感线圈工作时的特点。图甲中三个灯泡完全相同，不考虑温度对灯泡电阻的影响。在闭合开关S的同时开始采集数据，当电路达到稳定状态后断开开关。图乙是由传感器得到的电压u随时间t变化的图像。不计电源内阻及电感线圈L的直流电阻。下列说法正确的是（ ）
A. 开关S闭合瞬间，流经灯和的电流相等
B. 开关S闭合瞬间至断开前，流经灯的电流保持不变
C. 开关S断开瞬间，灯闪亮一下再熄灭
D. 根据题中信息，可以推算出图乙中
【答案】AD
【解析】AB．开关S闭合瞬间，由于电感线圈的强烈阻碍作用，灯D3没有电流通过，灯和串联，流经灯和的电流相等，通过电感的电流逐渐增大，稳定后灯和并联再与串联，流过灯的电流改变，故A正确，B错误；
C．开关S断开瞬间，由于电感线圈阻碍电流减小的作用，由电感线圈继续为灯和提供电流，又因为电路稳定的时候，流经灯和的电流相等，所以灯逐渐熄灭，并不会闪亮，故C错误；
D．开关S闭合瞬间，灯和串联，电压传感器所测电压为D2两端电压，有
电路稳定后，流过D3电流为
开关S断开瞬间，电感线圈能够提供与之前等大电流，故其两端电压为
解得
故D正确。故选AD。
10. 如图所示，已知纸面内的一条直线上有相距为L的A、B两点，现有一个重力不计的质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从A点以初速度射入，方向与AB之间的夹角为30°，可以通过适当的场去控制粒子的运动，为使粒子能到达B点且速度大小仍为，可以在该区域加一匀强电场或垂直纸面的匀强磁场（不同时存在），下列判断正确的是（ ）
A. 该空间存在的可以是电场或磁场，但是因洛伦兹力的方向在变化，所以从A到B的过程中电场力冲量和洛伦兹力冲量不相等
B. 无论该区域存在的是电场还是磁场，其经过B点时的速度方向一定相同
C. 加适当的匀强电场或匀强磁场均可以，其从A到B的过程中，在电场中运动的时间比在磁场中长
D. 加适当的匀强电场或匀强磁场均可以，且所加磁场和电场的场强大小满足
【答案】BC
【解析】A．若粒子仅受电场力作用，从到速度大小不变，由动能定理知电场力做功为零，这表明、两点电势相等，电场线垂直于连线，粒子带正电荷，其电场力垂直向下，则粒子做类斜抛运动，根据运动对称性可知粒子运动到点的速度大小为，方向与夹角为，根据平行四边形定则可知粒子从到的过程中速度变化量（方向垂直向下）
由动量定理得电场力冲量
方向垂直向下；
若粒子仅受磁场力作用，在磁场中做匀速圆周运动，通过几何关系知粒子从点以与夹角的速度射入，要到达点且速度大小仍为，其运动轨迹关于的中垂线对称，圆心角为，则粒子在点速度与夹角为，故粒子从到的过程中速度变化量，磁场力冲量（方向垂直向下）
由此可知从到的过程中电场力冲量和洛伦兹力冲量相等，故A错误；
B．由选项分析可知无论该区域存在的是电场还是磁场，其经过点时的速度方向都与夹角为，方向相同，故B正确；
C．由选项分析知粒子在电场中做类斜抛运动，沿方向以做匀速直线运动，则有
解得
粒子在磁场中匀速圆周运动，圆心角为，由几何关系可得其运动半径，则有，解得，故，故C正确；
D．粒子在电场中垂直AB方向以为初速度做匀减速直线运动，由C选项分析可得，解得
粒子在磁场中做匀速圆周运动，由，解得，则
故D错误。故选BC。
二、实验题（8+9=17分：11题每空2分，共8分；12题前三空每空2分，第四空3分，共9分）
11. 学习小组利用手机和自行车探究圆周运动的相关知识。已知手机的加速度传感器可以测量x、y、z三个方向的加速度值（如图1），将自行车架起，手机固定在自行车后轮轮毂上（如图（2），轮胎厚度不计），转动踏板，后轮带动手机在竖直面内做圆周运动。
（1）若加速转动踏板，则手机可测到哪些方向的加速度值不为零？______
A. x、y方向的加速度值B. x、z方向的加速度值C. y、z方向的加速度值
（2）利用Phyphx软件可以直接作出向心加速度an与角速度ω的关系图象，为了直观判断它们的关系，应让软件作出an−________（选填“ω”或“ω2”）图像。
（3）若由（2）所作图像测出斜率为k，已知自行车后轮半径为R，则手机的加速度传感器到轮胎边缘的距离为_____________（用题中符号表示），查阅相关资料得知该手机使用的加速度传感器质量为m，当后轮角速度为ω0时，则手机的加速度传感器做圆周运动的向心力Fn=________（用题中符号表示）。
【答案】（1）A （2）ω2 （3）R−k ；mω2k
【解析】【小问1】后轮带动手机在竖直面内做圆周运动，加速度在竖直平面内，故x、y方向的加速度值不为零，z方向的加速度值为零。故选A。
【小问2】根据an=ω2R可知，an−ω2图像为直线，an−ω为曲线，应让软件作出an−ω2图像能直观地判断它们的关系。
小问3】若由（2）所作图像测出斜率为k等于手机到后轮圆心的距离，故手机的加速度传感器到轮胎边缘的距离为R−k；
若由（2）所作图像测出斜率为k等于手机到后轮圆心的距离，即手机做圆周运动的半径，则手机的加速度传感器做圆周运动的向心力Fn=mω2k。
12. 某同学通过实验研究灯的伏安特性曲线，可用的器材如下：电源、滑动变阻器、电流表、电压表、不同规格的灯两组、电键、导线。
（1）该同学将灯连接成如图甲所示的实验电路。开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于滑动变阻器的_______端（填“左”或“右”）。经检查各元件正常，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片，发现电压表有示数，而电流表始终无示数，且灯不亮，则一定断路的导线是_________（选填导线编号）。
（2）更换故障导线后，移动滑动变阻器滑片，得到灯的图像如图乙中的图线；换灯重做实验，得到图线；从该图像可得，两灯并联时，灯_________（填“”或“”）实际功率大。
（3）若将12盏灯并联后接在电源电动势为，内阻为的电源两端，则电源输出功率为__________W（计算结果保留3位有效数字）。
【答案】（1）左 ；6 （2） （3）0.342（0.340～0.344）
【解析】（1）图中滑动变阻器采用分压接法，为电路安全，开关闭合前，滑片应置于最左端。故障为电压表有示数，但灯不亮，且电流表无示数，各元件正常，那么一定是导线6断路。
（2）两灯并联后，两灯电压相等，从两灯的I−U曲线可知，根据P=UI， L1的实际功率大。
（3）将12只L1并联后，设每个灯的电压为U，电流为I，根据闭合电路欧姆定律有得
其中，得
将此直线画在图乙中如图所示
它跟L1的I−U图象相交于（2.85V，10.0mA），所以每一个灯的实际功率
电源的输出功率为
三、解答题（10+15+18=43分）
13. 在A地，悬挂一个边长为0.2m的正方形单匝导体线框，如图所示，ad边固定在东西方向的转轴上，线框总电阻为2Ω。起始时刻线框平面处于水平面内的位置1，释放后线框沿顺时针方向转动，t时刻到达竖直平面内的位置2，只考虑地磁场。已知某同学用手机测得A地的地磁场分布情况如下，求：
（1）从位置1转动到位置2的过程，通过线框平面abcd磁通量的最大值；
（2）线框在位置2时，cd边内感应电流的方向；
（3）从位置1转动到位置2的过程，线框中平均感应电流的大小。
【答案】（1） （2）c→d （3）0
【解析】【小问1】在A地，地磁场的大小为
则可得从位置1转动到位置2的过程，通过线框平面abcd磁通量的最大值为
【小问2】根据楞次定律，感应电流的方向为
【小问3】从位置1转动到位置2的过程，线框中磁通量的变化量为
根据法拉第电磁感应定律，可得线框中产生的平均感应电动势
所以，可知从位置1转动到位置2的过程，线框中平均感应电流的大小
14. 如图，圆柱形绝热汽缸竖直悬挂于天花板，用横截面积为S=0.02m2的轻质光滑活塞封闭一定质量的理想气体，活塞下悬挂质量为m=80kg重物，此时活塞在距离汽缸上底面h1=0.2m的A处，气体的温度为T1=300K。给汽缸内的电阻丝加热，活塞缓慢移动到距离汽缸上底面h2=0.26m的B处，此过程气体吸收了100J热量，大气压为p0=1.0×105Pa。
（1）求活塞在B处时的气体温度T2；
（2）求活塞从A处到B处的过程中气体的内能改变了多少？
（3）保持温度T2不变，当悬挂重物为m'=140kg时，打开汽缸阀门放出一部分气体，使得活塞仍处于B处，求放出气体的质量与原来汽缸内气体质量的比值。
【答案】（1）；（2）增加了28J；（3）
【解析】（1）依题意，活塞缓慢移动过程，受力平衡，可知封闭气体为等压过程，可得即
解得
（2）活塞从A处到B处的过程中，对活塞受力分析，可得
气体对外界做功
联立，解得
根据热力学第一定律，可得
其中，
解得
即气体内能增加了28J。
（3）打开阀门前活塞在B处，有，
悬挂m'后
解得
若不打开阀门，气体体积设为
该等温过程
解得
放出气体的质量与原来汽缸内气体质量的比值
15. 如图（a），质量为m的篮球从离地H高度处由静止下落，与地面发生一次非弹性碰撞后反弹至离地h的最高处。设篮球在运动过程中所受空气阻力的大小是篮球所受重力的倍（为常数且），且篮球每次与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比相同，重力加速度大小为g。
（1）求篮球与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比；
（2）若篮球反弹至最高处h时，运动员对篮球施加一个向下压力F，使得篮球与地面碰撞一次后恰好反弹至h的高度处，力F随高度y的变化如图（b）所示，其中已知，求的大小；
（3）篮球从H高度处由静止下落后，每次反弹至最高点时，运动员拍击一次篮球（拍击时间极短），瞬间给其一个竖直向下、大小相等的冲量I，经过N次拍击后篮球恰好反弹至H高度处，求冲量I的大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）篮球下降过程中根据牛顿第二定律有
再根据匀变速直线运动的公式，下落的过程中有
篮球反弹后上升过程中根据牛顿第二定律有
再根据匀变速直线运动的公式，上升的过程中有
则篮球与地面碰撞的碰后速率与碰前速率之比
（2）若篮球反弹至最高处h时，运动员对篮球施加一个向下的压力F，则篮球下落过程中根据动能定理有
篮球反弹后上升过程中根据动能定理有
联立解得
（3）方法一：由（1）问可知篮球上升和下降过程中的加速度分别为（方向向下）
（方向向下）
由题知运动员拍击一次篮球（拍击时间极短），瞬间给其一个竖直向下、大小相等的冲量I，由于拍击时间极短，则重力的冲量可忽略不计，则根据动量定理有
即每拍击一次篮球将给它一个速度v。
拍击第1次下降过程有
上升过程有
代入k后，下降过程有
上升过程有
联立有
拍击第2次，同理代入k后，下降过程有
上升过程有
联立有
再将h1代入h2有
拍击第3次，同理代入k后，下降过程有
上升过程有
联立有
再将h2代入h3有
直到拍击第N次，同理代入k后，下降过程有
上升过程有
联立有
将hN-1代入hN有
其中，
则有
则
方法二：由（1）问可知篮球上升和下降过程中的加速度分别为
（方向向下）
（方向向下）
由题知运动员拍击一次篮球（拍击时间极短），瞬间给其一个竖直向下、大小相等的冲量I，由于拍击时间极短，则重力的冲量可忽略不计，则根据动量定理有
即每拍击一次篮球将给它一个速度v’。设篮球从H下落时，速度为，反弹高度为，篮球受到冲量I后速度为v’，落地时速度为，则，
联立可得
代入k可得，……①
篮球再次反弹，反弹速度为k，设反弹高度为h1，受到冲量后，落地速度为v2，同理可得，
同理化简可得……②
篮球第三次反弹，反弹速度为k，设反弹高度为h2，受到冲量后，落地速度为v3，同理可得，
同理化简可得……③
……
第N次反弹可得……（N）
对式子①②③……(N)两侧分别乘以、、……、，再相加可得
得
其中，，，可得
可得冲量I的大小Bx/μT
By/μT
Bz/μT
-21
0
-21