2025届湖南省Flawless联盟高三上学期联考（三）物理试卷（解析版）

这是一份2025届湖南省Flawless联盟高三上学期联考（三）物理试卷（解析版），共25页。
1．本卷共6页，3大题，18小题，满分100分，考试时间90分钟。
2．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等写在答题卡和试卷指定位置。
3．回答选择题时，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。回答非选择题时，请用0.5毫米黑色墨水签字笔将答案写在答题卡上，切勿超出答题区域。写在本试卷上无效。
4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题所给的四个选项中，只有一个正确选项。
1. 单位可对应以下哪个物理量（ ）
A. 电场强度B. 磁感应强度
C. 速度D. 电荷量
【答案】B
【解析】根据物理公式 （电动势公式）
变形可得磁感应强度
其中，的单位为伏特（V），的单位为米（m），的单位为米每秒（m/s）。代入后，B 的单位为
即与题目中的单位V⋅s/m2 完全一致。其他选项中，电场强度的单位是V/m，速度的单位是m/s，电荷量的单位是库仑（A⋅s），均不匹配。
故选B。
2. 以下说法正确的是（ ）
A. 胡克认为，弹簧的弹力与其形变量成正比
B. 牛顿通过实验测出万有引力常量
C. 爱因斯坦因提出光电效应理论获得诺贝尔奖
D. 电流强度既有大小也有方向，所以是矢量
【答案】C
【解析】A．胡克认为只有弹簧在弹性限度内，弹簧弹力才与弹簧的形变量成正比，故A错误；
B．卡文迪什用实验的方法测出了引力常量，故B错误；
C．爱因斯坦因提出光电效应理论获得诺贝尔奖，故C正确；
D．电流有方向，但其运算不符合平行四边形定则，故为标量，故D错误。
故选C。
3. 如图，一根带阀门的细管联通两用同一材质做成的气球a、b，此时阀门关闭，。两气球与外界热交换足够充分，且外界温度一定。已知球形弹性容器内外压强差，R为容器半径，k为与容器材质有关的常数。现打开阀门，则（ ）
A. a中气体全部进入bB. b中气体全部进入a
C. a略变大，b略变小D. b略变大，a略变小
【答案】D
【解析】AB．气球 的压强
气球 的压强
其中 为外界压强。
由于 ，所以
所以打开阀门后，a中气体会进入b，最终，两个气球内的压强相等，即 ，故AB错误
CD．由于初始 ，气体将从气球 流向气球 。随着气体流动，气球 的体积会减小，气球 的体积会增大。故D正确，C错误。
故选D 。
4. gs有一天在公园中的一大块平地上扔沙包（出手高度可忽略不计）。gs某次出手后发现沙包落地时到他的距离为L，且沙包出射角度为θ。若gs每次出手时沙包的初速率相同，调整出射角度，则下列说法正确的是（ ）
A. 若增大出射角度，则沙包一定会飞的更远
B. 若减小出射角度，则沙包一定会飞的更远
C. 沙包的最远射程为
D. 沙包的最远射程为
【答案】C
【解析】设出手时沙包的速率为，则沙包飞行时间为
射程为
AB．由可知，当，即时，沙包飞的最远，由于沙包出射角度为θ未知，所以若增大或减小出射角度时，沙包不一定会飞得更远，故AB错误；
CD．当，即时，沙包飞的最远，又
可知，当时，最远距离为
故C正确，D错误。故选C。
5. 某流体力学实验的一个环节为凝胶电泳实验。初始时，数个含有同种物质、质量各异的球形微粒处于凝胶一端。电泳过程中，微粒因外加电压而移动。设外加电压为U，两电极距离为d，且每一个微粒带电量均为Q。已知一个微粒在凝胶中受到的阻力为，其中r为微粒半径，v为微粒相对凝胶的运动速率。下列说法错误的是（ ）
A. 实验开始一段时间内，微粒做加速度减小的加速运动
B. 理论上，微粒可以达到的最大速度
C. k的大小可能和凝胶的密度和粘度有关
D. 质量不同的微粒在实验开始相同时间内走过的位移与其质量成反比
【答案】D
【解析】A．微粒的加速度
实验开始一段时间内，随速度增加，微粒做加速度减小的加速运动，选项A正确；
B．微粒达到最大速度时满足a=0，可得
微粒可以达到的最大速度
选项B正确；
C． k的大小可能和凝胶的密度和粘度有关，选项C正确；
D．因微粒的加速度与质量不是反比关系，微粒也不是匀加速运动，根据
可知质量不同的微粒在实验开始相同时间内走过的位移与其质量不是成反比，选项D错误。
此题选择不正确的，故选D。
6. 如图为两个平行的条状磁场，从上到下的边界均水平，依次记作a、b、c、d，垂直纸面向里的匀强磁场填充在ab和cd区域内，其它区域无磁场。ab和cd的宽度均为d，bc的宽度为L，一带负电的粒子以速度垂直边界d射入磁场，一段时间后恰好未从边界a射出。粒子带电量为q，不计重力，则（ ）
A. 磁场的磁感应强度为
B. 粒子自射入磁场到到达边界a用时
C. 若bc的宽度减小，粒子会从边界a射出
D. 若ab宽度变为0.5d，cd宽度变为1.5d，则粒子无法到达边界a
【答案】B
【解析】A．作出粒子的运动轨迹如图所示
由于粒子的速度大小相同，两个区域的磁感应强度大小相同，故粒子在两个区域内的半径相同，根据几何关系可知
则有
解得
根据牛顿第二定律有
解得
故A错误；
B．根据，
解得
可得
根据几何关系，可知粒子在cd磁场偏转的圆心角为
则对应的运动时间为
又
则
粒子从c边界到b边界做匀速直线运动，根据几何关系可得位移大小为
则对应的时间为
根据几何关系，可知粒子在ab磁场偏转的圆心角为
则对应的运动时间为
又
则
故粒子自射入磁场到到达边界a用时
故B正确；
C．因速度大小、磁感应强度不变，则粒子在磁场中运动的半径不变，仍为，若bc的宽度减小，只是减小了中间做匀速直线运动的时间，对粒子在两个区域的磁场中运动的情况没有影响，故粒子依然恰好未从边界a射出，不会从边界a射出，故C错误；
D．速度大小、磁感应强度不变，则粒子在磁场中运动的半径不变，仍为，若将cd宽度变为1.5d，可知半径大于cd的宽度，则粒子仍会从c边界出射，再进入到ab之间的磁场中，由于ab宽度变为0.5d，小于粒子的运动半径，故粒子可以到达边界a，故D错误。
故选B。
7. 现有一颗卫星绕着一个恒星公转（均视为质量均匀的球体）。由于大气的存在，该卫星在做公转时会受到一定的阻力而损失掉一部分机械能。但是，由于该阻力很小，卫星在一个周期内的轨道又接近于正圆。已知球形天体间引力势能，其中M和m分别是两个天体的质量，r是两个天体球心的距离。当卫星的机械能损失了1J时，该卫星的动能将（ ）
A. 减少1JB. 减少2J
C. 增大1JD. 增大2J
【答案】C
【解析】依据题目条件，卫星于近似圆形轨道运行时，机械能由动能（）与引力势能（）构成， 总机械能
针对圆形轨道，引力提供向心力，即
可得
故而，总机械能
可知
当机械能损失，可得
意味着该卫星的动能将增大1J。
故选C。
8. 如图为某滑雪大跳台的滑道示意图。运动员从助滑道某高度滑下，从跳台最高点O沿某一固定角度飞出。着落坡可以看作是以O点为起点的直道，不计空气阻力且运动员可视作质点。对于运动员（含滑雪器械）在空中的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 运动员离着落坡最远时，重力功率为0
B. 以不同速度飞出跳台的运动员滞空时间相同
C. 运动员着落时的速度方向和滑下的高度无关
D. 相等时间内，运动员动量变化量先减小后增大
【答案】C
【解析】A．运动员离着落坡最远时，速度方向与着落坡平行，速度在竖直方向有分速度，则重力的功率不为零，故A错误；
BC．设运动员从跳台最高点O沿某一固定角度飞出时的速度方向与着落坡的夹角为，着落坡与水平方向的夹角为，运动员飞出跳台的初速度为；将运动员在空中的运动分解为沿着落坡和垂直着落坡两个分运动，则运动员飞出跳台的滞空时间为
可知以不同速度飞出跳台的运动员滞空时间不相同；运动员着落时沿着落坡的分速度大小为
则运动员着落时的速度方向与着落坡的夹角满足
由于、都为定值，所以运动员着落时的速度方向与着落坡的夹角为定值，即运动员着落时的速度方向和滑下的高度无关，故B错误，C正确；
D．根据动量定理可得
可知相等时间内，运动员动量变化量相等，故D错误。
故选C。
9. 如图所示，现有一质量为的单摆用轻绳竖直悬挂并保持静止，摆长为。又有一质量为的小球以的速度向右水平运动与单摆相撞，碰撞前两物体的重心位于同一高度，为重力加速度。已知碰撞的恢复系数，其中和分别是碰撞前两物体的速度，和分别是碰撞后两物体的速度。若要求碰撞后的单摆能够做完整的圆周运动，则的最小值为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】在单摆做完整圆周运动的最高点，根据牛顿第二定律
根据机械能守恒定律，从最低点到最高点，有
联立解得
已知碰撞前，，由恢复系数
解得
由动量守恒定律
解得
故选D。
10. 1917年斯泰瓦和托尔曼发现，一个不带电的圆形闭合导线圈绕通过其圆心且垂直于线圈平面的轴匀速转动时，线圈中无电流通过。而当线圈做加速运动时，线圈中会有电流产生。这是因为当线圈在加速转动时，自由电子会因为惯性和带正电的金属离子产生相对运动。在线圈参考系中，金属离子可视作静止，而自由电子则会受到一个大小不变、方向沿着圆环切线方向的力（可视作非静电力）。若线圈的半径远大于横截面直径，电阻率为ρ，横截面积为S，电子带电量为e，且在某次加速转动中上述非静电力的大小为F，则线圈中的电流大小为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】设线圈的周长为，电子运动一圈，非静电力做功为
根据电动势的定义式可知，对于圆线圈这个闭合回路，电动势为
线圈的电阻为
根据闭合电路欧姆定律，圆线圈这个闭合回路的电流为
联立，解得
故选A。
二、选择题：本题共3小题，每小题4分，共12分。在每小题所给的四个选项中，有一个或多个正确选项。全部选对得4分，部分选对得2分，有选错的不得分。
11. 如图所示，距离为L的光滑水平平行长导轨上放置两相同导杆a、b，导轨左侧为一电阻为R的电阻，导杆a、b接入回路的电阻也均为R，不计其它电阻。整个装置置于垂直导轨向下，磁感应强度大小为B的匀强磁场中。现给导杆a一向右的初速度v，a、b杆开始运动，下列说法正确的是（ ）
A. a杆刚开始运动时，b杆的电流为
B. a杆刚开始运动时，b杆受到的安培力为
C. b杆在运动过程中，速率先增大，再减小
D. 最终a、b两杆会以相同的速度匀速运动
【答案】BD
【解析】A．a杆刚开始运动时，切割磁感线产生的感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律有
则b杆的电流为
故A错误；
B．a杆刚开始运动时，b杆受到的安培力为
故B正确；
CD．在后续运动中，b 杆在安培力作用下由静止开始加速，a 杆则因受到反方向安培力而减速，两杆速度会逐渐接近并最终以相同的速度匀速运动，不存在“先增大再减小”的情形，故C错误，D正确。故选BD。
12. 如图为一半径为2R的空心球形玻璃砖（仅画出四分之一），正中心半径为R的球形空腔中装有与外界相同的空气。一束光射向玻璃砖，其延长线恰好与空腔的边界相切。已知该光第一次发生折射时，折射角为入射角的一半，下列说法正确的是（参考数据：）（ ）
A. 玻璃砖相对空气的折射率为
B. 该光在空腔边界入射角的正弦值为
C. 该光可以进入空腔内部
D. 该光射出玻璃砖后，相较原光束偏转了约90°
【答案】AD
【解析】AB．由几何关系可知光线的入射角为i=30°，折射角为r=15°，则折射率为
选项A正确，B错误；
CD．由正弦定理
解得
可得
光线射到内层界面时的入射角为30°；
临界角
即C=30°
即光线恰能全反射，不能进入空腔内部；由几何关系可知，该光射出玻璃砖后，相较原光束偏转了约90°，选项C错误D正确。
故选AD。
13. 两个金属微粒间的电子转移，可以等效为电子以隧穿过介质的方式从平行板电容器中的一个极板进入到另一个极板的过程，因而中间的介质可以等效为一隧穿电阻，等效后的电容为C，如图所示。如果隧穿过程会导致体系的静电能量上升，那么该过程将无法发生，这就是库伦阻塞。当没有库伦阻塞现象时，单位时间内发生电子隧穿的概率，其中△E是发生隧穿后体系静电能量的变化量，e为电子的电荷量。已知平行板电容器的能量，其中C为电容，U为两极板的电压。下列说法正确的是（ ）
A. 电子隧穿的方式是从负极板进入正极板
B. 为避免库伦阻塞的发生，该系统电压的最小值是
C. 当该系统的电压为V时，电子在单位时间内发生隧穿的概率是
D. 在该系统两端加以恒压源V，流过该系统的平均电流是
【答案】C
【解析】A．根据题中所给的信息，只是说电子以隧穿的方式从平行板电容器的一个极板进入另一个极板，并没有明确指出是从负极板进入正极板，因为这里只是在等效的物理模型下讨论电子隧穿过程，未涉及常规电路中极板正负极性与电子流向的必然对应关系，故A错误；
B．要避免库伦阻塞现象发生，则要求单位时间内发生电子隧穿的概率
已知单位时间内发生电子隧穿的概率​
发生隧穿后体系静电能量的变化量ΔE可根据平行板电容器的能量
来计算，发生电子隧穿后电容C不变，电压U会发生变化（设初始电压为U1​，隧穿后电压为U2​），则
要使
即，也就是ΔE