2025-2026学年湖南省长沙市集团联考高三上学期12月一模物理试卷（学生版）

这是一份2025-2026学年湖南省长沙市集团联考高三上学期12月一模物理试卷（学生版），共18页。试卷主要包含了本试卷分第Ⅰ卷两部分，测试范围，5m/s，9J等内容，欢迎下载使用。
（考试时间：75分钟试卷满分：100分）
注意事项：
1.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B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。写在本试卷上无效。
3.回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4.测试范围：高中物理人教版2019全部内容
5.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第一部分（选择题共44分）
一、单选题（本大题共6小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，共24分）
1. 关于轻核聚变释放核能，下列说法正确的是（ ）
A. 一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多
B. 聚变反应比裂变反应每个核子释放的平均能量一定大
C. 聚变反应中粒子的比结合能小
D. 聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量增加
2. 黑洞是存在于宇宙空间中的一种特殊天体。人们可以通过观测黑洞外的另一个天体（也称伴星）的光谱来获取信息。如图所示，若伴星绕黑洞沿逆时针方向做匀速圆周运动，伴星的轨道与地球的视向方向共面。人们在地球上观测到的伴星光谱谱线的波长，式中是光源静止时的谱线波长，c为光速，v为伴星在地球视向方向的分速度（以地球的视向方向为正方向）。已知引力常量G，不考虑宇宙膨胀和黑洞引力导致的谱线波长变化。下列说法正确的是（ ）
A. 观测到伴星光谱谱线的波长，对应着伴星向远离地球的方向运动
B. 观测到伴星光谱谱线波长的最大值，对应着伴星在图中A位置
C. 根据伴星光谱谱线波长变化的周期和最大波长可以估测黑洞的密度
D. 根据伴星光谱谱线波长变化的周期和最大波长可以估测伴星运动的半径
3. 一列简谐横波沿直线由A向B传播，相距10.5m的A．B两处的质点振动图象如图a．b所示，则（ ）

A. 该波的振幅一定是20cm
B. 该波的波长可能是14m
C. 该波的波速可能是10.5m/s
D. 该波由a传播到b可能历时7s
4. 如图所示，在O点处固定一力传感器，细绳一端系上质量为m的小球，另一端连接力传感器，使小球绕O点在竖直平面内做半径为r的圆周运动。t1时刻小球通过最低点时力传感器的示数为9mg，经过半个圆周，在t2时刻通过最高点时力传感器的示数为2mg。已知运动过程中小球受到的空气阻力随小球速度的减小而减小，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A. t2时刻小球到达最高点时的速度大小为
B. 从t1时刻到t2时刻的运动过程中，小球克服空气阻力做的功为
C. 小球再次经过最低点时，力传感器的示数等于7mg
D. 小球再次经过最低点时，力传感器的示数大于7mg
5. 如图甲所示，已知车轮边缘上一质点P的轨迹可看成质点P相对圆心O做速率为的匀速圆周运动，同时圆心O向右相对地面以速率做匀速运动形成的，该轨迹称为圆滚线。如图乙所示，空间存在竖直向下的大小为匀强电场和水平方向（垂直纸面向里）大小为的匀强磁场，已知一质量为、电量大小为的正离子在电场力和洛伦兹力共同作用下，从静止开始自A点沿曲线AC运动（该曲线属于圆滚线），到达B点时速度为零，C为运动的最低点。不计重力，则下列说法错误的是（ ）
A. 该离子带正电B. A、B两点位于同一高度
C. 该离子电势能先增大后减小D. 到达C点时离子速度最大
6. 如图所示，P和Q为两平行金属板，板间有恒定电压，在P板附近有一电子（不计重力）由静止开始向Q板运动，下列说法正确的是（ ）
A. 电子到达Q板时速率，与板间电压无关，仅与两板间距离有关
B. 电子到达Q板时的速率，与两板间距离无关，仅与板间电压有关
C. 两板间距离越小，电子的加速度就越小
D. 两板间距离越大，加速时间越短
二、多选题（本大题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，部分选对的得部分，有选错的得0分。）
7. 如图所示，在光滑斜面底端固定一个轻弹簧，弹簧上端固定一个物块A，另一个物块 B 与物块A 并排放置但不粘连，两物块质量相同。现用一个平行于斜面的外力推物块 B使弹簧压缩并保持静止，撤去外力后弹簧推动物块运动，并能使物块B离开A 后继续沿斜面向上运动，则下列说法正确的是（ ）
A. 两物块分离前处于相对静止状态
B. 两物块分离前一直做加速运动
C. 两物块分离前A 对B 的弹力一直减小
D. 两物块分离时弹簧处于伸长状态
8. 如图甲所示，足够长的木板静置于水平地面上，木板左端放置一可看成质点的物块。t=0时对物块施加一水平向右的恒定拉力F，在F的作用下物块和木板发生相对滑动，t=2s时撤去F，物块恰好能到达木板右端，整个过程物块运动的v-t图像如图乙所示。已知木板的质量为0.5kg，物块与木板间、木板与地面间均有摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A. 木板的长度为3m
B. 物块的质量为0.8kg
C. 拉力F对物块做的功为9.9J
D. 木板与地面间因摩擦产生的热量为3.3J
9. 在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为20V，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，电阻R₁、R₂、R₃阻值相同。通过理想电流表的电流随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
A. 交流电的频率为50HzB. 理想电压表的示数为4V
C. R₁的阻值为4.5ΩD. 副线圈的输出功率为
10. 某学习小组在探究三棱镜对光的色散的实验中，用一束含有A、B两种不同颜色光的光束以一定的角度从三棱镜的一面射入，并从另一面射出，如图所示。由此我们可以知道（ ）
A. 玻璃砖对B光的折射率小于对A光的折射率
B. A光的光子能量比较小
C. 照射同一狭缝，A光通过狭缝后的衍射现象更明显
D. 在使用同一个装置进行双缝干涉实验时，B光的干涉条纹间距较大
第二部分（非选择题共56分）
三、非选择题（本大题共5小题，共56分）
11. 某同学用如图甲所示装置测当地的重力加速度。用细线拴一块形状不规则的铁块并悬挂，铁块下面吸一小块磁铁，手机放在悬点正下方桌面上，打开手机的磁传感器。（地磁场和手机对铁块的运动影响很小，可忽略不计）
（1）用毫米刻度尺测量摆线长度，使铁块在竖直面内做小角度摆动，手机的磁传感器记录接收到的磁感应强度随时间变化的图像如图乙所示，则铁块摆动的周期_____。
（2）多次改变摆线的长度，重复实验，得到多组摆线长度及铁块摆动的周期，作出的图像如图丙所示，根据图丙可得重力加速度的测量值为_____。取，计算结果保留位有效数字
（3）图像不过原点对重力加速度的测量_____填“有”或“没有”影响。
12. 为了响应绿色、开放、共享的新发展理念，岳阳市将大力发展光伏发电，到2025年光伏发电装机容量新增130万千瓦以上。光伏电池是将太阳能转化为电能的装置，目前已广泛应用于人们生活的各个方面。小王家里就安装了一套太阳能庭院灯，小王拆下了其中的光伏电池，欲测量其电动势和内阻。通过查阅铭牌，他们了解到电池规格为“”，高亮度LED照明灯的规格为“”。
（1）若通过分压电阻保证LED灯正常发光，则给光伏电池充满电后，理论上可使LED灯连续照明_____
（2）实验室可提供的器材如下：
电流表量程，内阻约为
电压表（量程15V，内阻约为10K）
滑动变阻器
电阻箱最大阻值，最小分度
电阻箱最大阻值，最小分度
单刀单掷开关、单刀双掷开关及导线若干
为测量该电池的电动势和内阻，该小组设计了如图甲所示的电路，并按以下步骤进行操作：
①闭合开关，断开开关，调节滑动变阻器使电流表指针满偏；
②保持滑片P不动，把开关与1接通，调节电阻箱使电流表读数为，读出电阻箱的阻值，其中电阻箱应选择_____选填“”或“则可得电流表的内阻_____。
③闭合开关，把开关与2接通，调节滑动变阻器阻值，记下多组电流表的示数I和相应电压表的示数
④以U为纵坐标，I为横坐标，作出图线如图乙所示，图线斜率的绝对值为k，纵截距为b，根据图线求得电动势_____，内阻_____。
13. 差压阀可控制气体进行单向流动，广泛应用于减震系统。如图所示，A、B两个导热良好的汽缸通过差压阀连接，A内轻质活塞的上方与大气连通，B内气体体积不变。当A内气体压强减去B内气体压强大于时差压阀打开，A内气体缓慢进入B中；当该差值小于或等于时差压阀关闭。当环境温度时，A内气体体积，B内气体压强等于大气压强，已知活塞的横截面积，，，重力加速度大小取，A、B内的气体可视为理想气体，忽略活塞与汽缸间的摩擦、差压阀与连接管内的气体体积不计。当环境温度降到时：
（1）求B内气体压强；
（2）求A内气体体积；
（3）在活塞上缓慢倒入铁砂，若B内气体压强回到并保持不变，求已倒入铁砂的质量
14. 如图，两平行金网导轨倾斜固定，与水平面所成夹角为，导轨间的距离。导轨上有可滑动的导体棒、，它们之间用柔软且不可拉伸的绝缘轻绳连接，导体棒、均与斜面底边平行，导体棒的质量、的质量，两导体棒的总电阻，导轨电阻不计。导体棒与轨道间无摩擦力作用，与轨道间的动摩擦因数。现将两导体棒间的轻绳拉直后由静止释放，导体棒下滑距离后进入一方向垂直于斜面的匀强磁场区域，磁场边界与斜面底边平行；导体棒在磁场中做匀速直线运动，直到离开磁场区域。当导体棒离开磁场的瞬间，导体棒正好进入磁场且进入磁场后立即做匀速直线运动。已知两导体棒与导轨之间始终接触良好，重力加速度取，取，．求：
（1）磁感应强度B的大小；
（2）轻绳的长度（结果建议用分数形式表示）；
（3）导体棒离开磁场时，两导体棒之间的距离。
15. 人们越来越深刻地认识到冰山对环境的重要性，冰山的移动将给野生动物带来一定影响。为研究冰山移动过程中表面物体的滑动，小星找来一个足够长的水槽，将质量为长为L的车厢放在水槽中模拟冰山，车厢内有一个质量为、体积可以忽略的滑块。车厢的上下表面均光滑，车厢与滑块的碰撞均为弹性碰撞且忽略碰撞的时间。开始时水槽内未装水，滑块与车厢左侧的距离为。在车厢上作用一个大小为，方向水平向右的恒力，当车厢即将与滑块发生第一次碰撞时撤去水平恒力。
（1）求车厢即将与滑块发生第一次碰撞时车厢的速度的大小；
（2）求从车厢与滑块发生第一次碰撞到发生第二次碰撞的过程中，车厢的位移；
（3）若在水槽中装入一定深度的水，车厢在水槽中不会浮起。开始时滑块与车厢左侧的距离为，由于外界碰撞，车厢在极短时间内速度变为，方向水平向右。车厢移动过程中受到水的阻力大小与速率的关系为（为已知常数），除第一次碰撞以外，以后车厢与滑块之间每次碰撞前车厢均已停止。求全程车厢通过的总路程。
参考答案
1. 【答案】B
【解析】在一次聚变反应中释放的能量不一定比裂变反应多，但平均每个核子释放的能量一定大，故A选项错误，B正确；由于聚变反应中释放巨大的能量，则比结合能一定增加，质量发生亏损，故C、D选项错误．
2. 【答案】D
【解析】A．由于题中规定地球的视向方向为v的正方向，且
当观测到伴星光谱谱线的波长，表明v为负值，则v的方向与视向方向相反，即对应着伴星向靠近地球的方向运动，故A错误；
B．根据上述可知，若观测到伴星光谱谱线波长的最大值，则v的方向与视向方向，且该分速度达到最大值，即该位置对应着伴星在图中A位置关于黑洞对称的位置，故B错误；
D．根据图像可知，伴星光谱谱线波长变化的周期等于伴星绕黑洞做圆周运动的周期，由于伴星光谱谱线波长的最大值位置对应着伴星在图中A位置关于黑洞对称的位置，此时分速度即等于伴星绕黑洞圆周运动的线速度，令最大波长与伴星绕黑洞圆周运动的线速度分别为、，则有
根据线速与周期的关系有，解得，故D正确；
C．伴星绕黑洞做圆周运动，由万有引力提供向心力，则有
结合上述可以求出黑洞的质量，但是，由于不知道黑洞自身的半径，因此无法求出黑洞的密度，故C错误。故选D。
3. 【答案】C
【解析】A．该波的振幅一定是10cm，选项A错误；
B．由于波由A向B传播，由振动图线可知，（n=0，1，2，…）
故14m不是表达式里的值，选项B错误；
C．波的速度，（n=0，1，2，…）
当n=0时，v=10.5m/s，选项C正确；
D．该波由a传播到b的时间为，（n=0，1，2，…）
故该波由a传播到b不可能历时7s，选项D错误。故选C。
4. 【答案】BD
【解析】A．根据题意，在最高点，由牛顿第二定律有
解得，故A错误；
B．根据题意，在最低点，由牛顿第二定律有
由最低点到最高点，设小球克服空气阻力做的功为，
由动能定理有，解得，故B正确；
CD．设由最高点到最低点，小球克服空气阻力做的功为，
由动能定理有
由于阻力做功的原因，小球在后半个圆周运动过程的平均速率小于前半个圆周运动过程的平均速率，则后半个圆周运动过程的平均阻力小，可得，解得
由牛顿第二定律有可得，故C错误，D正确。故选BD。
5. 【答案】C
【解析】A．根据左手定则可知该离子带正电，故A正确，不符合题意；
B．从A到B，动能变化为零，根据动能定理知，洛伦兹力不做功，则电场力做功为零。所以A、B两点电势相等，因为该电场是匀强电场，电场力方向竖直向下，所以A、B两点位于同一高度，故B正确，不符合题意；
C．因为该离子带正电，所以所受电场力竖直向下，由静止开始从A到B运动过程中，电场力先做正功后做负功，故该离子电势能先减小后增大，故C错误，符合题意；
D．因为在运动过程中，洛伦兹力不做功，只有电场力做功，A→C电场力做正功，动能增大，C→B电场力做负功，动能减小。所以C点时离子的动能最大，即速度最大，故D正确，不符合题意。本题选错误的，故选C。
6. 【答案】B
【解析】AB．根据动能定理
可得电子到达Q板时的速率v＝
则电子到达Q板时的速率与极板间距离无关，与加速电压有关，故A错误，B正确；
CD．极板与电源相连，电压U不变，根据E＝
可知两极板距离d越小，场强E越大，根据
可知电场力越大，加速度越大，根据
可得距离越大加速时间越长故CD错误。故选B。
7. 【答案】AC
【解析】A．设两物块的质量均为m，斜面倾角为θ，撤去外力瞬间两物块的加速度大小相等，分离前速度也相同，即两物块分离前处于相对静止状态，故A正确；
BCD．撤去外力后到两物块分离前，对物块B 由牛顿第二定律有N-mgsinθ=ma
对两物块整体有kx-2mgsinθ=2ma，解得kx=2N
两物块分离前，形变量x逐渐减小，所以N也逐渐减小，N=0时两物块分离，此时x=0，即分离时弹簧处于原长状态，由于N-mgsinθ=ma
可知，两物块分离前，加速度先向上减小后向下增大，故BD错误，C正确。故选AC。
8. 【答案】CD
【解析】A．根据题意可知，木板在0~2.5s内向右做匀加速直线运动，作出图像，如图所示
由图像可知2.5s时两者共速，则木板在0~2.5s内的加速度大小为
物块在0~2.0s内的加速度大小为
物块在2.0s~2.5s内的加速度大小为
2.5s~3.0s内二者一起做匀减速直线运动，加速度大小为
可得木板与地面间的动摩擦因数为
物块与木板间的动摩擦因数为
木板的长度为，故A错误；
B．前2s内，对木板，有
对物块，有
解得，，故B错误；
C．前2s内，拉力F对物块做的功为
结合图像可知，0~2s内物块的位移为
所以，故C正确；
D．木板与地面间因摩擦产生的热量
结合图像可知，木板的位移为
所以故D正确。故选CD。
9. 【答案】AC
【解析】A．如图（b）所示交流电的周期为
所以交流电的频率为，故A正确；
B．根据变压器电压与匝数的关系可知
解得
由于R2、R3阻值相同，所以电压表示数5V，故B错误；
C．设三个电阻的阻值均为R，根据图（b）所示可得电流表示数
根据原线圈中的电路关系得
由电流与匝数关系式
而从副线圈中可知
联立解得，故C正确；
D．副线圈的输出功率为
故D错误。故选AC。
10. 【答案】BC
【解析】A．由题图可知，通过三棱镜后，B光偏折较多，则三棱镜对B光的折射率较大，故A错误；
B．折射率大的光频率大，故A光的频率小于B光的频率，由，可知A光的光子能量较小，故B正确；
C．由和可知，故照射同一狭缝，A光通过狭缝后的衍射现象更明显，故C正确；
D．由双缝干涉条纹间距公式和可知，B光的干涉条纹间距较小，故D错误。故选BC。
11. 【答案】（1） （2）9.86 （3）没有
【解析】【小问1】由图像可知，铁块摆动的周期
【小问2】设铁块和磁铁整体重心到细线下端距离为，根据周期公式
可得
故该图像的斜率为
解得重力加速度的测量值为
【小问3】根据上面分析可知图像不过原点对图像的斜率无影响，则对重力加速度的测量没有影响。
12. 【答案】（1）12 （2） ② ； ④b ；
【解析】【小问1】高亮度LED照明灯额定电流
理论上可使LED灯连续照明的时间为
【小问2】②由于电流表内阻较小，应选择分度值较小的；
保持滑片P不动，把开关与1接通，则电阻箱和电流表为并联，调节电阻箱使电流表读数为，那么通过电阻箱的电流为
读出电阻箱的阻值，由
解得电流表的内阻
④由可得
纵截距为b，则，斜率绝对值为k，则
13. 【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1、2）假设温度降低到时，差压阀没有打开，A、B两个汽缸导热良好，B内气体做等容变化，初态，，末态
根据代入数据可得
A内气体做等压变化，压强保持不变，初态，
末态
根据代入数据可得
由于
假设成立，即
（3）恰好稳定时，A内气体压强为
B内气体压强
此时差压阀恰好关闭，所以有
代入数据联立解得
14. 【答案】（1）；（2）（或者）；（3）
【解析】（1）两导体棒由静止释放后，对整体由牛顿第二定律，
有
设进入磁场的速度为，满足
因为匀速进入磁场，可得，，
解得
（2）进入磁场后，绳子松弛，做匀速运动，做匀加速运动，设的加速度为，由牛顿第二定律有
设进入磁场的速度为，满足
因为匀速进入磁场，可得
由⑦⑧⑨解得（或者
（3）设通过磁场区域的时间为，则
磁场区域的宽度
离开磁场后做匀加速运动，设加速度为，则
假设能匀速通过磁场区域，则
此时与间的距离
因为，所以此时绳子仍是松弛状态，故导体棒离开磁场时，与间的距离为。
15. 【答案】（1） （2） （3）
【解析】【小问1】对车厢，由动能定理可得，解得
【小问2】车厢与滑块的碰撞为弹性碰撞，设第一次碰撞后车厢和滑块的速度分别为vM和vm，由机械能守恒定律
根据动量守恒定律
解得，
第一次碰撞到第二次碰撞之间，车厢与滑块的位移分别为xM，xm，
则有，
位移关系为
联立解得
【小问3】每一次碰撞后车厢的运动过程中，由动量定理
即
累加后得
第一次碰撞前，车厢的路程为d，所以
碰撞前车厢的速度
设第n次碰撞后，车厢的速度为vn，滑块的速度为，第n次碰撞至停下，车厢的路程为sn。第一次碰撞，由机械能守恒定律
动量守恒定律
解得，
第一次碰撞后，对车厢
解得
第二次碰撞，由机械能守恒定律
根据动量守恒定律
解得，
所以第二次碰撞后车厢的路程
此后的每次碰撞前滑块的速度大小都变为前一次的倍，车厢均静止。
所以第三次碰撞后车厢的路程
第四次碰推后车厢的路程
第n次碰撞后车厢的路程
根据等比数列求和公式求得车厢在第二次及以后的路程之和
所以