2025屆湖南省常寧一中物理高三上期末考試模擬試題含解析

2025屆湖南省常寧一中物理高三上期末考試模擬試題注意事項：1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。2．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑，如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其它答案標(biāo)號?；卮鸱沁x擇題時，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、如圖所示為兩輛汽車同時同地沿同一平直的公路同向行駛時，通過DIS系統(tǒng)在計算機(jī)中描繪出的速度時間圖像。則下列說法正確的是（）A．汽車A的運動軌跡為直線，汽車B的運動軌跡為曲線B．t1時刻兩輛汽車相遇C．t1時刻汽車A的加速度大于汽車B的加速度D．在0~t1時間內(nèi)，兩輛汽車之間的距離增大后減小2、生活中常見的手機(jī)支架，其表面采用了納米微吸材料，用手觸碰無粘感，接觸到平整光滑的硬性物體時，會牢牢吸附在物體上。如圖是一款放置在高鐵水平桌面上的手機(jī)支架，支架能夠吸附手機(jī)，小明有一次搭乘高鐵時將手機(jī)放在該支架上看電影，若手機(jī)受到的重力為G，手機(jī)所在平面與水平面間的夾角為，則下列說法正確的是（）A．當(dāng)高鐵未啟動時，支架對手機(jī)的作用力大小等于B．當(dāng)高鐵未啟動時，支架受到桌面的摩擦力方向與高鐵前進(jìn)方向相反C．高鐵減速行駛時，手機(jī)可能受到3個力作用D．高鐵勻速行駛時，手機(jī)可能受到5個力作用3、如圖，正方形abcd中△abd區(qū)域內(nèi)存在方向垂直紙面向里的勻強磁場，△bcd區(qū)域內(nèi)有方向平行bc的勻強電場（圖中未畫出）．一帶電粒子從d點沿da方向射入磁場，隨后經(jīng)過bd的中點e進(jìn)入電場，接著從b點射出電場，不計粒子的重力，則（）A．粒子帶正電B．電場的方向是由c指向bC．粒子在b點和d點的動能相等D．粒子在磁場、電場中運動的時間之比為∶24、如圖所示，在同一平面內(nèi)有①、②、③三根長直導(dǎo)線等間距的水平平行放置，通入的電流強度分別為1A，2A、1A，已知②的電流方向為c→d且受到安培力的合力方向豎直向下，以下判斷中正確的是（）A．①的電流方向為a→bB．③的電流方向為f→eC．①受到安培力的合力方向豎直向上D．③受到安培力的合力方向豎直向下5、如圖所示，在豎直向下的勻強磁場中有兩根水平放置的平行粗糙金屬導(dǎo)軌CD、EF，導(dǎo)軌上放有一金屬棒MN．現(xiàn)從t=0時刻起，給金屬棒通以圖示方向的電流且電流I的大小與時間t成正比，即I=kt，其中k為常量，不考慮電流對勻強磁場的影響，金屬棒與導(dǎo)軌始終垂直且接觸良好．下列關(guān)于金屬棒的加速度a、速度v隨時間t變化的關(guān)系圖象，可能正確的是A． B．C． D．6、如圖所示，一個質(zhì)量為m的物塊A與另一個質(zhì)量為2m的物塊B發(fā)生正碰，碰后B物塊剛好能落入正前方的沙坑中，假如碰撞過程中無機(jī)械能損失，已知物塊B與地面間的動摩擦因數(shù)為0.2，與沙坑的距離為1m，g取10m/s2，物塊可視為質(zhì)點，則A碰撞前瞬間的速度為（）A．0.5m/s B．1.0m/s C．2.0m/s D．3.0m/s二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、為探究小球沿光滑斜面的運動規(guī)律，小李同學(xué)將一小鋼球分別從圖中斜面的頂端由靜止釋放，下列說法中正確的是（）A．甲圖中小球在斜面1、2上的運動時間相等B．甲圖中小球下滑至斜面1、2底端時的速度大小相等C．乙圖中小球在斜面3、4上的運動時間相等D．乙圖中小球下滑至斜面3、4底端時的速度大小相等8、如圖甲所示，滑塊沿傾角為α的光滑固定斜面運動，某段時間內(nèi)，與斜面平行的恒力作用在滑塊上，滑塊的機(jī)械能E隨時間t變化的圖線如圖乙所示，其中0~t1、t2時刻以后的圖線均平行于t軸，t1-t2的圖線是一條傾斜線段，則下列說法正確的是A．t=0時刻，滑塊運動方向一定沿斜面向上B．t1時刻，滑塊運動方向一定沿斜面向下C．t1~t2時間內(nèi)，滑塊的動能減小D．t2~t3時間內(nèi)，滑塊的加速度為gsinα9、某種超導(dǎo)磁懸浮列車是利用超導(dǎo)體的抗磁作用使列車車體向上浮起，同時通過周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動力。其推進(jìn)原理可以簡化為如圖所示的模型：PQ和MN是固定在水平地面上的兩根足夠長的平直導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間分布著豎直（垂直紙面）方向等間距的勻強磁場B1和B2。二者方向相反。矩形金屬框固定在實驗車底部（車箱與金屬框絕緣）。其中ad邊寬度與磁場間隔相等。當(dāng)磁場B1和B2同時以速度v沿導(dǎo)軌向右勻速運動時。金屬框受到磁場力，并帶動實驗車沿導(dǎo)軌運動，已知金屬框垂直導(dǎo)軌的ab邊的邊長L、金屬框總電阻R，列車與線框的總質(zhì)量m，，懸浮狀態(tài)下，實驗車運動時受到的阻力恒為其對地速度的K倍。則下列說法正確的是（）A．列車在運動過程中金屬框中的電流方向一直不變B．列車在運動過程中金屬框產(chǎn)生的最大電流為C．列車最后能達(dá)到的最大速度為D．列車要維持最大速度運動，它每秒鐘消耗的磁場能為10、2019年4月10日晚，數(shù)百名科學(xué)家參與合作的“事件視界望遠(yuǎn)鏡(EHT)”項目在全球多地同時召開新聞發(fā)布會，發(fā)布了人類拍到的首張黑洞照片．理論表明：黑洞質(zhì)量M和半徑R的關(guān)系為，其中c為光速，G為引力常量．若觀察到黑洞周圍有一星體繞它做勻速圓周運動，速率為v，軌道半徑為r，則可知()A．該黑洞的質(zhì)量M＝B．該黑洞的質(zhì)量M＝C．該黑洞的半徑R＝D．該黑洞的半徑R＝三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11．（6分）利用阿特伍德機(jī)可以驗證力學(xué)定律。圖為一理想阿特伍德機(jī)示意圖，A、B為兩質(zhì)量分別為m1、m2的兩物塊，用輕質(zhì)無彈性的細(xì)繩連接后跨在輕質(zhì)光滑定滑輪兩端，兩物塊離地足夠高。設(shè)法固定物塊A、B后，在物塊A上安裝一個寬度為d的遮光片，并在其下方空中固定一個光電門，連接好光電門與毫秒計時器，并打開電源。松開固定裝置，讀出遮光片通過光電門所用的時間△t。若想要利用上述實驗裝置驗證牛頓第二定律實驗，則(1)實驗當(dāng)中，需要使m1、m2滿足關(guān)系：____。(2)實驗當(dāng)中還需要測量的物理量有_____利用文字描述并標(biāo)明對應(yīng)的物理量符號）。(3)驗證牛頓第二定律實驗時需要驗證的等式為____（寫出等式的完整形式無需簡化）。(4)若要利用上述所有數(shù)據(jù)驗證機(jī)械能守恒定律，則所需要驗證的等式為____（寫出等式的完整形式無需簡化）。12．（12分）圖1為拉敏電阻的阻值大小隨拉力變化的關(guān)系。某實驗小組利用其特性設(shè)計出一電子測力計，電路如圖2所示。所用器材有：拉敏電阻，其無拉力時的阻值為500.0電源（電動勢3V，內(nèi)阻不計）電源（電動勢6V，內(nèi)阻不計）毫安表mA（量程3mA，內(nèi)阻）滑動變阻器（最大阻值為）滑動變阻器（最大阻值為）電鍵S，導(dǎo)線若干?，F(xiàn)進(jìn)行如下操作：①將拉敏電阻處于豎直懸掛狀態(tài)并按圖連接好電路，將滑動變阻器滑片置于恰當(dāng)位置，然后閉合電鍵S。②不掛重物時緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片位置，直到毫安表示數(shù)為3mA，保持滑動變阻器滑片的位置不再改變。③在下施加豎直向下的拉力時，對應(yīng)毫安表的示數(shù)為，記錄及對應(yīng)的的值。④將毫安表的表盤從1mA到3mA之間逐刻線刻畫為對應(yīng)的的值，完成電子測力計的設(shè)計。請回答下列問題：（1）實驗中應(yīng)該選擇的滑動變阻器是__________（填“”或“”），電源是________（填“”或“”）；（2）實驗小組設(shè)計的電子測力計的量程是__________。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13．（10分）能量守恒定律、動量守恒定律、電荷守恒定律等等是自然界普遍遵循的規(guī)律，在微觀粒子的相互作用過程中也同樣適用．盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子之后，他猜測：原子核內(nèi)可能還存在一種不帶電的粒子．（1）為尋找這種不帶電的粒子，他的學(xué)生查德威克用粒子轟擊一系列元素進(jìn)行實驗．當(dāng)他用粒子轟擊鈹原子核時發(fā)現(xiàn)了一種未知射線，并經(jīng)過實驗確定這就是中子，從而證實了盧瑟福的猜測．請你完成此核反應(yīng)方程．（2）為了測定中子的質(zhì)量，查德威克用初速度相同的中子分別與靜止的氫核與靜止的氮核發(fā)生彈性正碰．實驗中他測得碰撞后氮核的速率與氫核的速率關(guān)系是．已知氮核質(zhì)量與氫核質(zhì)量的關(guān)系是，將中子與氫核、氮核的碰撞視為完全彈性碰撞．請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算中子質(zhì)量與氫核質(zhì)量的比值．（3）以鈾235為裂變?nèi)剂系摹奥凶印焙朔磻?yīng)堆中，裂變時放出的中子有的速度很大，不易被鈾235俘獲，需要使其減速．在討論如何使中子減速的問題時，有人設(shè)計了一種方案：讓快中子與靜止的粒子發(fā)生碰撞，他選擇了三種粒子：鉛核、氫核、電子．以彈性正碰為例，僅從力學(xué)角度分析，哪一種粒子使中子減速效果最好，請說出你的觀點并說明理由．14．（16分）如圖所示，光滑斜面體ABC固定在地面上，斜面AB傾角為37°，斜面AC傾角為53°，P、Q兩個物塊分別放在AB、AC斜面上，并用繞過斜面體頂端A處光滑定滑輪的細(xì)線連接。放在AC斜面上的輕彈簧，一端與Q相連，另一端與固定在C點的擋板相連，物塊P、Q的質(zhì)量分別為2m、m，彈簧的勁度系數(shù)為k，重力加速度為g，兩斜面足夠長。開始時鎖定物塊P，細(xì)線剛好拉直，張力為零，現(xiàn)解除物塊P的鎖定，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：(1)解除鎖定的一瞬間，物塊P的加速度大??；(2)當(dāng)物塊Q向上運動的距離時，物塊Q的速度大?。?3)當(dāng)物塊Q向上運動的距離時，彈簧斷開，同時給物塊P一個平行AB斜面向上的恒定推力F，此后細(xì)線的拉力為零，且P、Q兩物塊的速度同時減為零，則當(dāng)物塊Q速度為零時，物塊P克服推力做功為多少。15．（12分）如圖所示，半徑為的光滑圓弧軌道，與半徑為的半圓光滑空心管軌道平滑連接并固定在豎直面內(nèi)，粗糙水平地面上緊靠管口有一長度為L=2.5m、質(zhì)量為M=0.1kg的靜止木板，木板上表面正好與管口底部相切，處在同一水平線上。質(zhì)量為m2=0.05kg的物塊靜止于B處，質(zhì)量為m1=0.15kg的物塊從光滑圓弧軌道項部的A處由靜止釋放，物塊m1下滑至B處和m2碰撞后合為一個整體。兩物塊一起從空心管底部C處滑上木板，兩物塊恰好沒從木板左端滑下。物塊與木板之間的動摩擦因素μ=0.3，兩物塊均可視為質(zhì)點，空心管粗細(xì)不計，重力加速度取g=10m/s2。求：(1)物塊m1滑到圓弧軌道底端B處未與物塊m2碰撞前瞬間受到的支持力大??；(2)物塊m1和m2碰撞過程中損失的機(jī)械能；(3)木板在地面上滑行的距離。

參考答案一、單項選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1、C【解析】

A．由圖像可知：汽車A做勻加速直線運動，汽車B做加速度逐漸減小的加速直線運動，A錯誤；B．A、B兩v-t圖像的交點表示此時兩輛汽車共速，B錯誤；C．v-t圖像的斜率表示加速度，由于t1時刻圖線A的斜率較大，因此t1時刻汽車A的加速度大于汽車B的加速度，C正確；D．在0~t1時間內(nèi)，由于汽車B的速度一直大于汽車A的速度，因此兩輛汽車之間的距離一直增大，D錯誤。故選C。2、C【解析】

A．高鐵未啟動時，手機(jī)處于靜止?fàn)顟B(tài)，受重力和支架對手機(jī)的作用力，根據(jù)平衡條件可知，支架對手機(jī)的作用力與重力大小相等，方向相反，故A錯誤；

B．高鐵未啟動時，以手機(jī)和支架整體為研究對象，受重力和桌面的支持力，不受桌面摩擦力，故B錯誤；

C．高鐵勻減速行駛時，手機(jī)具有與前進(jìn)方向相反的加速度，可能只受重力、納米材料的吸引力和支架的支持力，共三個力的作用，故C正確；

D．高鐵勻速行駛時，手機(jī)受重力、納米材料的吸引力、支架的支持力和摩擦力，共四個力的作用，故D錯誤；故選C。3、D【解析】

A．帶電粒子從d點沿da方向射入磁場，隨后經(jīng)過bd的中點e進(jìn)入電場，偏轉(zhuǎn)方向往右，由左手定則可知，粒子帶負(fù)電，故A錯誤；B．粒子從e點射出時，速度方向與bd的夾角為，即水平向右射出，在電場中做類平拋運動，從b點射出電場，所受電場力方向由c指向b，負(fù)電荷所受電場力方向與場強方向相反，則電場方向由b指向c，故B錯誤；C．粒子從d到e過程中洛倫茲力不做功，但在e到b的類平拋運動過程中，電場力做下功，則粒子在b點的動能大于在d點的動能，故C錯誤；D．假設(shè)ab邊長的一半為r，粒子從d點射入磁場的速度為v，因為粒子在磁場中運動的時間為弧長de除以速率v，即，粒子在電場中做類平拋運動，其在平行ab方向的分運動速度大小為v的勻速直線運動，分位移為r，可得粒子在電場中運動時間為，故D正確。故選D。4、C【解析】

AB．因為②的電流方向為c→d且受到安培力的合力方向豎直向下，根據(jù)左手定則可知導(dǎo)線②處的合磁場方向垂直紙面向外，而三根長直導(dǎo)線等間距，故導(dǎo)線①和③在導(dǎo)線②處產(chǎn)生的磁場大小相等，方向均垂直紙面向外，再由安培定則可知①的電流方向為b→a，③的電流方向為e→f，故A錯誤，B錯誤；C．根據(jù)安培定則可知②和③在①處產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，而①的電流方向為b→a，根據(jù)左手定則可知①受到安培力的合力方向豎直向上，故C正確；D．根據(jù)安培定則可知②在③處產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向里，①在③處產(chǎn)生的磁場方向垂直紙面向外，根據(jù)電流產(chǎn)生磁場特點可知③處的合磁場方向垂直紙面向里，又因為③的電流方向為e→f，故根據(jù)左手定則可知③受到安培力的合力方向豎直向上，故D錯誤。故選C。5、D【解析】

AB、由題，棒中通入的電流與時間成正比，I=kt，棒將受到安培力作用，當(dāng)安培力大于最大靜摩擦力時，棒才開始運動，根據(jù)牛頓第二定律得：F-f=ma，而F=BIL，I=kt，得到BkL?t-f=ma，可見，a隨t的變化均勻增大。當(dāng)t=0時，f=-ma，根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知AB錯誤，故AB錯誤。

CD、速度圖象的斜率等于加速度，a增大，則v-t圖象的斜率增大。故C錯誤，D正確。故選D。6、D【解析】

碰撞后B做勻減速運動，由動能定理得代入數(shù)據(jù)得A與B碰撞的過程中A與B組成的系統(tǒng)在水平方向的動量守恒，選取向右為正方向，則由于沒有機(jī)械能的損失，則聯(lián)立可得故選D。二、多項選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多個選項是符合題目要求的。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。7、BC【解析】

A．設(shè)斜面與水平面的傾角為θ，根據(jù)牛頓第二定律得加速度為甲圖中，設(shè)斜面得高度為h，則斜面得長度為小球運動的時間為可知小球在斜面2上運動的時間長，故A錯誤；B．達(dá)斜面底端的速度為與斜面得傾角無關(guān)，與h有關(guān)，所以甲圖中小球下滑至斜面1、2底端時的速度大小相等，故B正確；C．乙圖中，設(shè)底邊的長度為d，則斜面的長度為根據(jù)得可知和時，時間相等，故C正確；D．根據(jù)，可知速度僅僅與斜面得高度h有關(guān)，與其他的因素?zé)o關(guān)，所以乙圖中小球下滑至斜面4底端時的速度較大，故D錯誤。故選BC。8、BD【解析】

ABC．根據(jù)能量守恒定律可知，除重力以外的力做功使得物體的機(jī)械能變化，0~t1內(nèi)物體的機(jī)械能不變，說明沒有其它力做功，但物體的運動可以是沿斜面向上或沿斜面向下；t1~t2時間內(nèi)機(jī)械能隨時間均勻減小，，而由功能關(guān)系則物體的位移關(guān)于時間變化，推得物體做勻速直線運動，則需要其它力，綜合可得0~t1物體可以是沿斜面向下做勻變速直線運動或沿斜面先向上勻減再向下勻加；t1~t2物體沿斜面向下做勻速直線運動，此時滑塊的動能不變；故A項錯誤，B項正確，C項錯誤；D．t2~t3時間內(nèi),機(jī)械能不再變化，說明撤去了其它力，物體沿斜面方向只有重力的分力提供加速度，由牛頓第二定律：故D項正確；故選BD。9、BC【解析】

A．當(dāng)磁場向右運動過程中，穿過閉合線框中的磁場有時垂直于紙面向外的磁場增大，有時垂直于紙面向內(nèi)的磁場增大，根據(jù)楞次定律可知列車在運動過程中金屬框中的電流方向一直改變，A錯誤；B．金屬框中和導(dǎo)體棒切割磁感線，最大的感應(yīng)電動勢為根據(jù)閉合電路歐姆定律可知B正確；C．列車速度最大為，此時切割磁感線的速率為，金屬框中和導(dǎo)體棒切割磁感線，此時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為通過線框的電流為列車所受合外力為0時，速度最大，即所受安培力等于阻力解得C正確；D．列車要維持最大速度運動，每秒消耗的磁場能為D錯誤。故選BC。10、BC【解析】

AB.設(shè)黑洞的質(zhì)量為，環(huán)繞天體的質(zhì)量為，根據(jù)萬有引力提供環(huán)繞天體做圓周運動的向心力有：，化簡可得黑洞的質(zhì)量為，故B正確，A錯誤；CD.根據(jù)黑洞的質(zhì)量和半徑的關(guān)系，可得黑洞的半徑為，故C正確，D錯誤．三、實驗題：本題共2小題，共18分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，不要求寫出演算過程。11、物塊A初始釋放時距離光電門的高度h【解析】

(1)[1]由題意可知，在物塊A上安裝一個寬度為d的遮光片，并在其下方空中固定一個光電門，連接好光電門與毫秒計時器，所以應(yīng)讓物塊A向下運動，則有；(2)[2]由勻變速直線運動的速度位移公式可知，加速度為則實驗當(dāng)中還需要測量的物理量有物塊A初始釋放時距離光電門的高度h；(3)[3]對兩物塊整體研究，根據(jù)牛頓第二定律，則有物塊A經(jīng)過光電門的速度為聯(lián)立得(4)[4]機(jī)械能守恒定律得12、200【解析】

（1）[1][2]毫安表示數(shù)為3mA時，由閉合電路的歐姆定律，有若選電源，則滑動變阻器電阻為，兩個滑動變阻器均達(dá)不到，所以只能選電源，此時滑動變阻器電阻為，只能選。（2）[3]毫安表示數(shù)為1mA時，拉力最大，由閉合電路的歐姆定律，有由圖1有解得拉力最大值為200N。電子測力計的量程200N。四、計算題：本題共2小題，共26分。把答案寫在答題卡中指定的答題處，要求寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟。13、（1）（2）（3）僅從力學(xué)角度分析，氫核減速效果最好，理由見解析【解析】（1）根據(jù)核反應(yīng)過程中核電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒，知核反應(yīng)方程式為；（2）設(shè)中子與氫核、氮核碰撞前后速率為，中子與氫核發(fā)生完全彈性碰撞時，取碰撞前中子的速度方向為正方向，由動量守恒定律和能量守恒定律有：；，解得碰后氫核的速率，同理可得：中子與氮核發(fā)生完全彈性碰撞后，氮核的速率