【湖北卷】湖南省长沙市周南中学2024-2025学年2025届高三上学期第四阶段（12月）模拟考试（12.3-12.4）物理试卷

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一、单选题（本题共六题，每题 4 分，共 24 分，每题只有 1 个选项正确）
1 ．在物理学发展的过程中，科学家总结了许多重要的物理思想与方法。下列有关物理学 思想与方法的描述中正确的是 ( )
A． 重心概念运用了理想模型法
B． 卡文迪许在测万有引力常量时，利用了微小量放大法
C． 论证v-t图线覆盖的面积为物体运动的位移，采用了等效的思想
D ．在研究加速度与合外力、质量的关系的实验中，利用了等效替代的思想
2． 如图甲所示，鸟儿有多拼，为了生存几只鸟像炮弹或标枪一样一头扎入水中捕鱼，假 设小鸟的俯冲是自由落体运动，进入水中后是匀减速直线运动，其v-t图像如图乙所示， 自由落体运动的时间为t1，整个过程的运动时间为t1 ，最大速度为vm = 18 m/s，重力加
速度9取10 m/s2 ， 则 ( )
A． t1 = 1.6 s
B． 整个过程下落的高度为32.4 m
C． t1 ~ t1 时间内的加速度为−15 m/s2 D． 时间内阻力是重力的1.5倍
3 ．某同学在探究单摆运动规律，图甲是用力传感器对单摆运动过程进行测量的装置图。
图乙是与力传感器连接的计算机屏幕所显示的F − t图像，则以下说法正确的是 ( )
A． t = 0.5 s时 ，摆球经过最低点 B ．Fmin = m9
C． t = 0. 1 s时 ，摆球速度最大 D． 单摆振动周期T = 0.8 s
4． 沿电场中某条电场线方向建立x轴， 该电场线上各点处的电场强度E随x的变化规律如 图所示，坐标轴上横坐标0 、x1 、x2 和x3 分别与x轴上 O、A 、B 、C 四点相对应，相邻两 点间距相等。一个带正电的粒子从 O 点由静止释放，运动到 A 点的动能为Ek，仅考虑电 场力的作用，则下列说法正确的是 ( )
A． 从 O 点到 C 点，电势先升高后降低
B ．粒子先做匀加速运动，后做变加速运动 C ．粒子运动到 C 点时的动能小于3Ek
D ．粒子在 AB 段的电势能减少量大于 BC 段
试卷第 1 页，共 6 页
5 ．在通电螺线管中插入形状如图所示的铁芯，其右端与球形软铁之间形成如图所示的汇 聚磁场。将两个圆形闭合导线圈 A、B 置于图示位置，它们所在的平面都与铁芯轴线垂直
且圆心在铁芯轴线上。开关处于闭合状态。下列说法正确的是 ( )
A． 当滑片向右移动时，A 、B 所受安培力使它们具有远离螺线管的趋势
B． 当滑片向右移动时，A 、B 所受安培力使它们具有靠近螺线管的趋势 C． 断开开关时，A、B 所受安培力使它们具有远离螺线管的趋势
D． 断开开关时，A 所受安培力使它具有靠近螺线管的趋势，B 所受安培力使它具有远离 螺线管的趋势
6． 电子感应加速器的基本原理如图所示，上、下两个电磁铁线圈中电流的大小、方向可 以变化，产生的感生电场使真空室中的电子加速。若两个电磁铁之间的磁场可视为匀强磁 场，且磁场分布关于两个电磁铁的轴线旋转任意角对称。改变电磁铁线圈中电流的大小(方 向如图所示并保持不变)，使该磁场的磁感应强度均匀增大，其变化率 产生的感生
电场的电场线为一系列真空室的同心圆。则下列说法正确的是 ( )
A． 从上往下看，产生的感生电场沿逆时针方向
B．若在两个电磁铁之间放入与真空室同心的环形导线圈，感生电场对处于其中的自由电 荷的作用力是静电力
C．若在两个电磁铁之间放入与真空室同心的环形导线圈，且该导线圈的材质和粗细均匀， 则稳定时导线圈上各处电势都相同
D． 两个电磁铁之间到轴线的距离为r的位置处，感生电场的电场强度E = kr
二、多选题（本题共 4 题，每小题 5 分，共 20 分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目 要求，全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的不得分）
7．如图所示的电路中，电源的电动势和内阻分别为E、r，电压表和电流表均为理想电表， 在滑动变阻器的滑片 P 由 a 向 b 移动的过程中，关于各物理量的变化情况的下列描述正 确的是( )
A ．R0 两端的电压先减小后增加
B． 电流表的示数先增大后减小
C． 电源的输出功率可能先增大后减小
D． 电源的输出功率可能一直不变
8． 如图所示，为一正五边形边界的匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大 小为B. 一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从 AB 边的中点 O 点垂直 AB 边射入磁场，
一段时间后垂直磁场边界射出。则粒子在磁场中运动的时间可能是 ( )
A. B. C. D.
πm qB πm 5qB 2πm 5qB 3πm 5qB
D
C
A
A
B
E
9 ．2024 年 10 月 12 日，紫金山-ATLAS 彗星接近地球，它是年度最亮的彗星，特别适合 肉眼观测。该彗星绕太阳一圈需约 61751 年，近日点距离太阳约 0.4 个天文单位(1 天文单 位等于日地平均距离)，远日点相对于近日点可看做无穷远，速度约为 0. 理论分析表明，
某个轨道的逃逸速度是该轨道环绕速度的√2倍，即V′ = √为该环绕圆轨道的半径。
则下列说法正确的是 ( )
A． 忽略彗星质量的变化，从近日点到远日点，彗星的机械能减小
B． 彗星在近日点的加速度与地球公转的加速度之比为25: 4
C． 彗星在近日点的速率与地球公转速率之比约为
D． 彗星在近日点的速率与地球公转速率之比约为√5
10． 如图所示，A 、B 两物体的质量均为m，水平向左且大小为2mg的恒定拉力F1 作用在 A 上，拉着 A、B 由静止开始一起运动，运动过程中 B 始终受到一个竖直向上且大小与 B 的速度大小成正比的力F2 = kV，经过时间t物体 A、B 恰好发生相对滑动。A、B 间的动摩
擦因数μ1 = 0.8，A 与地面间的动摩擦因数μ2 = 0.4，重力加速度为g. 则 ( )
5k
B ．物体 A 、B 发生相对滑动时的速度为
C． 从静止到发生相对滑动的过程，B 的位移为 D． 从静止到发生相对滑动的过程，B 的位移为
A ．物体 A 、B 发生相对滑动时的速度为
三、实验题（本题共两题， 11 题 6 分， 12 题 10 分，共 16 分）
11． 如图甲所示是很多力学实验中常使用的装置。
(1) 关于该装置的下列说法正确的是______。
A． 利用该装置做“探究小车速度随时间变化的规律”的实验时，需要补偿阻力
B． 以小车和砝码整体为研究对象，补偿阻力后，可用该装置“验证机械能守恒定律”
C ．利用该装置做“探究小车的加速度与力、质量的关系”的实验时， 除应补偿阻力外，还 必须满足小车的质量远大于砝码与砝码盘的总质量
(2) 在用该装置来“探究加速度与力、质量的关系”的实验时，操作如下：
(a) 补偿阻力时，若所有操作均正确，打出的纸带如图乙所示，应 （填“减小”或“增 大”）木板的倾角。
(b) 图丙为小车质量一定时，根据实验数据描绘的小车加速度a的倒数与盘和砝码的总质 量m的倒数之间的实验关系图像。若牛顿第二定律成立， 则小车质量M = kg.(g取 9.8 m/s2 ， 结果保留 2 位有效数字)
12．某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表，并标记刻度和进行 校准 。要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度。
可选用的器材还有： 定值电阻R0 (阻值14 kΩ)，滑动变阻器R(最大阻值1 500 Ω)， 电阻箱 (0～99 999.9 Ω)，干电池(E = 1.5 V ，r = 1.5 Ω)，红、黑表笔和导线若干。
图(a)
(1) 欧姆表设计
将图(a)中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好并完成欧姆调零后，滑动变阻器R接入电
路的电阻应为 Ω .
(2) 标记欧姆表表盘刻度
通过计算，对整个表盘进行电阻刻度，如图(b)所示。表盘上 a、b 处的电流刻度分别为25 μA
和75 μA，则 a 、b 处的电阻刻度分别为 kΩ 、 kΩ .
图(b) 图(c)
(3) 校准
红、黑表笔短接， 调节滑动变阻器，使欧姆表指针指向0 kΩ刻度；将红、黑表笔与电阻箱 连接，记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值，完成校准。校准完成 后，过一段时间再次欧姆调零后校准某刻度时， 电阻箱旋钮位置如图(c)所示，但此时指 针所指刻度为37.5 kΩ . 某同学推测这是由于使用的电源电动势并不等于1.5 V导致的。若
该同学的推测为真，此时电源电动势为 V.(保留两位有效数字)
四 计算题(本题共三个题，其中第 13 题 10 分，第 14 题 14 分，第 15 题 16 分，要求有必 要文字说明、方程式和重要演算步骤)
13. 如图所示，边长为l的正方形单匝线框从垂直纸面向内的宽为L(L > l)的匀强磁场区域 上方某处由静止释放，线框的质量为m，线框的总电阻为R，磁场的磁感应强度为B. 线框 进入磁场的过程恰好做匀速直线运动，最终 cd 边离开磁场前线框已再次做匀速直线运动。 整个过程中线框的上、下两条边始终与磁场边界平行，线框始终在同一竖直平面内，重力 加速度为g，不计空气阻力 。求：
(1) 线框开始下落时，ab 边到磁场上边界的距离ℎ .
(2) 线框穿过磁场的过程中产生的焦耳热Q.
(3) 线框的 cd 刚要离开磁场前瞬间，a 、d 两点之间的电势差uad.
14. 如图所示，在x轴上方空间区域内，存在沿y轴正方向的匀强电场，x轴下方宽为d的 区域内，存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁场下边界处存在一个无限大的弹性绝缘挡板。 质量为m，电荷量为−q(q > 0)的带电小球(可视为质点)从 P 点以初速度V0 水平抛出，恰 好从原点 O 处第一次进入磁场。已知 P 点的坐标为(−d, d)，该带电小球所受重力可忽 略不计，在电场中和在磁场中分别只受电场力和洛伦兹力的作用。取正弦为0.6的角为37° .
(1) 求该匀强电场的电场强度E.
(2) 为使粒子垂直打在板上，磁感应强度B应取何值？
(3) 磁感应强度取第 2 问的值。带电小球与挡板的碰撞是弹性的，碰后垂直挡板的分速度 掉转方向且大小不变，沿挡板的分速度大小方向都不变，且小球所带电荷量不变。求小球 第 5 次穿过x轴时的位置坐标以及从入射到第 5 次穿过x轴所用的时间。
15. 如图所示，底面光滑的滑块静止在光滑水平地面上，滑块上开有光滑的滑槽，滑槽由 一段长为l = 5 m的直线段 AB 和一段半径为R = 2 m的圆弧 BC 组成，它们在 B 点处相切。 AB 段与水平方向的夹角为与竖直方向的夹角也为α . 现在，让一个质量 为m = 5 kg的光滑小球(密度极大，可视为质点)从 A 点正上方高ℎ处由静止释放，小球落 入滑槽与滑槽碰撞后不会弹起，马上相对滑槽沿 AB 下滑，碰撞时间忽略不计；此后，从 滑槽上的 C 点滑出后经t = 2.4 s恰好从右边固定斜面的顶端 D 处沿切线落入斜面，斜面 与竖直方向的夹角为 . C、D 两点等高 ， 小球所受空气阻力忽略不计 。求：
(1) 小球从 D 点落入斜面时的速度大小VD.(结果可以含根号)
(2) 小球释放时 C、D 之间的水平距离d.
(3) 小球释放点距离 A 点的高度ℎ .