2025届湖南省高考4月模拟预测卷 物理（含解析）

这是一份2025届湖南省高考4月模拟预测卷 物理（含解析），共17页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1.原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列说法正确的是( )
A.核的结合能约为64 MeV
B.核比核更稳定
C.两个核结合成核时吸收能量
D.核中核子的平均结合能比核中的大
2.取一条较长的软绳，若以手上下往复抖动的平衡位置为坐标原点，用手握住绳的一端拉平后连续上下抖动软绳，形成一列沿x轴传播的简谐波，时可以看到如图所示的一列波，此时处的质点位于波峰位置，波刚好传播至处的质点P。则下列各图中能正确描述处质点振动的图像的是( )
A.B.
C.D.
3.光滑的墙壁上用铁钉挂了一块钟表，正视图如图甲所示，从侧面看发现钟表与竖直墙面之间有一夹角α，侧视图如图乙所示，钟表的质量为m，重力加速度为g，分别是铁钉、墙面对钟表的力，则的大小分别为( )
A.B.
C.D.
4.如图，空间中有一半球形区域，两个圆平面与相互平行，且位于半径OC的中点，在球心O处固定一带正电的点电荷，取无穷远处电势为零。下列说法正确的是( )
A.B、两点的电场强度相同
B.圆平面为等势面
C.将一带负电的试探电荷从B点沿直线移动到点的过程中，其电势能先减小后增大
D.若A、B、C三点的电势分别为、、，则有
5.已知点电荷和无限大接地金属平板的电场分布（如图甲）与等量异种点电荷连线的垂直平分线右侧的电场分布（如图乙）完全相同。按图丙所示建立平面直角坐标系，沿y轴放置一接地的无限大金属板，在处放置一电荷量为Q的正点电荷，取无穷远处电势为零。则x轴上的电势分布图像正确的是( )
A.B.
C.D.
6.北斗三号卫星导航系统由24颗中圆地球轨道卫星（MEO）、3颗地球静止同步轨道卫星（GEO）和3颗倾斜地球同步轨道卫星（IGSO）共30颗卫星组成。已知地球半径为R，地球表面赤道处重力加速度为，地球同步卫星到地心的距离为kR，中圆地球轨道卫星的周期为同步卫星周期T的一半，如图所示。下列关于地球静止同步轨道卫星A、倾斜地球同步轨道卫星B与中圆地球轨道卫星C的说法正确的是( )
A.地球静止同步轨道卫星A和倾斜地球同步轨道卫星B均相对赤道表面静止
B.中圆地球轨道卫星C的动能大于倾斜地球同步轨道卫星B的动能
C.地球表面赤道处的重力加速度
D.某时刻B、C两卫星相距最近，则再经，两卫星间距离为
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7.如图所示，矩形线圈切割磁感线产生一交流电压，矩形线圈的电阻，将其接在理想降压变压器原线圈上。标有“20 V 60 W”的灯泡L正常发光，风扇正常工作，风扇的内阻为，交流电流表（不考虑内阻）的示数为4 A，导线电阻不计。下列说法正确的是( )
A.风扇输出的机械功率是18 W
B.原、副线圈的匝数比
C.若风扇所在支路发生断路故障，灯泡L的功率不变
D.若风扇被卡住（停止转动），变压器的输出功率变小
8.彩虹是因阳光照射到空中的小水滴，发生折射、色散及反射形成的。如图所示，一细束太阳光从P点射入球形水滴后，有M、N两条出射光线。下列说法正确的是( )
A.从P点射入时M光的折射角比N光的小
B.M光光子的能量比N光光子的能量小
C.用同一装置做双缝干涉实验，M光相邻干涉亮条纹间距比N光的小
D.用同一装置做单缝衍射实验，M光产生的中央亮条纹比N光的宽
9.如图所示，场地自行车赛道是一个具有一定倾斜角度的椭圆盆状环形，称为“圆形场地”。某段赛道与水平面的夹角由20°逐渐增大到45°，某运动员骑自行车沿该段赛道在同一水平面内恰做圆周运动，轨迹半径为R，所受摩擦力方向始终与运动方向相反。相对于轨道，运动员和车整体可看成质点，不计空气阻力。则( )
A.在该段赛道，运动员的速率可能不变
B.在该段赛道，运动员的速率逐渐增大
C.在该段赛道，运动员做的功大于自行车和运动员动能的增加量
D.若以该段赛道的最大速率沿同一轨迹运动，运动员可能向外滑
10.如图1所示，两条电阻不计的平行光滑导轨与水平方向夹角，放置在垂直导轨平面向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场内。已知导体棒ab的长度为，电阻为，质量。导轨下端接有一电阻，。现用力F沿导轨向上拉导体棒ab，使之沿导轨滑动，0~4 s内导体棒的速度大小和力F大小随时间变化的图像分别如图2、3所示，若导轨足够长，取，重力加速度g取，则0~4 s内，下列说法正确的是( )
A.棒ab可能沿导轨向上运动B.
C.F的最大功率为1.8 WD.通过R的电荷量是12 C
三、非选择题：本题共5小题，共56分
11.（8分）在一只弹簧的规格参数中，查得该弹簧的劲度系数为，现用图甲装置研究该弹簧的弹力与伸长量之间的关系。
将弹簧的上端与刻度尺的零刻度线对齐，读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，依次读出指针所指刻度尺的刻度值。
（1）挂2个钩码时指针所指刻度尺的刻度值如图乙所示，该毫米刻度尺的读数为________cm。
（2）根据实验数据，在坐标纸上作出了弹力F跟弹簧伸长量x的关系图像如图丙所示。根据图像可求得弹簧的劲度系数为_______N/m。（保留2位有效数字）
（3）相对误差的计算式为，则该实验结果的相对误差为_________%。（保留1位小数）
（4）如图丁所示，若整个实验过程中弹簧下端指针没有沿水平方向，而是斜向上偏，则劲度系数的测量值理论上_______（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
12.（10分）（1）观察电容器的充、放电现象的实验装置如图1所示。应选择的电流表表头为______（填“图2”或“图3”）。
（2）如图4所示为某品牌方块电池，小文同学分别用电路图5和电路图6测量此方块电池的电动势和内阻。他选用的器材有电压表（量程为15 V、内阻未知），电流表（量程为0.6 A、内阻等于），滑动变阻器R（0~）。规范实验并根据测量数据描绘的图线分别得到如图7中I、Ⅱ所示的图线。完成下列几个问题。
①根据电路图5测量数据描绘的图线应为图7中的_________（填“I”或“Ⅱ”）；
②根据题中条件，本次实验应选择______（填“图5”或“图6”）；
③综合分析可得该电源电动势为______V，内阻为______Ω。（保留3位有效数字）
13.（10分）气调保鲜技术可通过抑制储藏物细胞的呼吸来减缓其新陈代谢过程，使之处于近休眠状态来达到保鲜的效果。如图所示，某保鲜盒内密封了一定质量的理想气体，气体的体积约为，压强，温度，保鲜盒上部为柔性材料，重力可忽略不计，气体体积可膨胀或被压缩，盒内压强与外界大气压强相等。
（1）将保鲜盒放入压强为0.92的保鲜库，若保鲜盒内气体体积不变，求此时保鲜盒内的温度；
（2）现将保鲜盒运至大气压强为0.8的高海拔环境时，气体温度变为7 ℃，若保鲜盒恢复原体积需放出一部分气体，求放出气体质量与放气前盒内气体质量的比值。
14.（12分）如图甲所示，物块A、B质量均为2m，用劲度系数为k的轻弹簧连在一起，放在水平地面上，A处于静止状态。重力加速度为g。用外力将A缓慢竖直下压一段距离后，撤去外力，发现A上下运动，B刚好不离开地面。
（1）求外力对物块A做的功；
（2）如图乙所示，将可调节配重物块C的质量调为m，并在物块A正上方自由落下，与物块A碰撞并迅速粘连在物块A上一起向下运动，碰撞时间极短且不计碰撞过程中发生的位移，此后物块B仍刚好不离开地面，求物块C自由下落的高度；
（3）若把物块B固定，调节物块C的质量（物块C的质量未知），仍让物块C从（2）中的高度自由落下，与物块A发生碰撞后一起向下运动（碰撞时间极短，且未粘连），到达最低点后又向上运动。已知物块C运动的图像如图丙所示，其中的图线为直线，之后图线为正弦曲线的一部分，且将该部分正弦曲线延长后经过坐标原点，不计空气阻力，求物块A、C分离时，物块C的速度大小（弹簧的弹性势能为为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量）。
15.（16分）如图所示为一中空长方体形管，为管的中轴线，管内分布着沿中轴线方向的匀强电场，电场强度大小为。带电粒子与管内壁发生碰撞时会被反弹（碰撞时间极短），反弹后沿管壁切向分速度不变，垂直管壁方向分速度大小不变、方向相反。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子以垂直于中轴线方向的速度从O点沿+z轴方向射出，不计粒子的重力，。
（1）求带电粒子从O点出发与管壁发生碰撞后第一次经过中轴线（带电粒子仍在长方体形管内）时的速度大小；
（2）调整带电粒子的射出方向（仍垂直于）和管内匀强电场的大小（大小未知），发现在管中碰撞次数最少的粒子恰好能从点离开长方体形管，且速度方向与+x轴成37°角，求电场强度的大小和带电粒子在管中与管壁碰撞的次数；
（3）在（2）中若将该长方体管替换为它的外接圆柱体管（图中未画），所研究的粒子和其他条件不变，若粒子第一次经过中轴线时撤去电场，并立即换成与电场方向相同的匀强磁场，磁感应强度大小为，求带电粒子第四次经过中轴线时（带电粒子仍在圆柱形管内）的位置与O点之间的距离。
答案以及解析
1.答案：B
解析：由题图可知，核的比结合能约为8 MeV，核的核子数为16，因此结合能约为，A错误；核的比结合能比核更大，则核比核更稳定，B正确；核的比结合能小，更不稳定，则两个核结合成比结合能大的核时释放能量，C错误；由题图可知，核中核子的平均结合能比核中的小，D错误。
2.答案：A
解析：根据波形图可得，解得周期，由，解得波长为，则该液的波速大小为，所以波从P点传到处经过的时间为，则时波传到处的质点，根据波形图可知，振源的起振方向向上，则波传到处时，质点开始向上振动，且完成一次全振动时间为周期，A正确。
3.答案：A
解析：钟表受到竖直向下的重力mg，垂直墙面水平向左的弹力，垂直钟面斜向上的铁钉的拉力，因为钟表处于静止状态，三个力平衡，满足平行四边形定则，受力分析如图所示。
4.答案：C
解析：A.B、两点的电场强度大小相同，方向不同，故A错误；B.球心O处固定的带正电的点电荷产生的等势面是以O为球心的球面，不是圆平面，故B错误；C.将一带负电的试探电荷从B点沿直线移动到点的过程中，电场力先做正功，后做负功，其电势能先减小后增大，故C正确；D.由于A、B、C三点是以O为圆心的同一球面上的三点，故，故D错误，故选C。
5.答案：B
解析：金属板接地，电势为0，则坐标原点处的电势为0，又无穷远处的电势为0，则x轴上距坐标原点足够远处的电势也接近0。结合题述可知，轴上点电荷左侧位置的电场方向沿x轴负方向，右侧位置的电场方向沿x轴正方向，正点电荷所在位置的电势为正无穷，又沿电场方向电势降低，则从正点电荷向两侧移动，电势均降低。
故选B。
6.答案：D
解析：地球静止同步轨道卫星A相对于赤道静止，倾斜地球同步卫星只是周期等于地球自转周期，并不相对于赤道静止，A错误；由于不知道卫星A、B的质量，所以无法比较两者的动能，B错误；B卫星受到的万有引力完全提供向心力，有，对任意地球表面赤道处的物体受力分析，有，联立得，C错误；某时刻B、C两卫星相距最近，则再经卫星运动半周，C卫星运动一周，此时两卫星相距最远，距离为两者轨道半径和，对于B、C卫星，由开普勒第三定律得，解得，D正确。
7.答案：AD
解析：电流表的示数，灯泡L正常发光，可知其两端电压为20 V，根据，可得通过灯泡L的电流，由并联电路电压和电流特点可知，风扇所在支路两端的电压，电流，风扇输出的机械功率，A正确；矩形线圈产生的正弦式交流电压的有效值为，原、副线圈的电压比等于匝数比，有，原、副线圈的电流之比等于匝数的反比，有，由题意知，解得，B错误；由，可得，可将发电机和变压器看作等效电源，等效电动势，等效内阻，若风扇所在支路发生断路故障，则副线圈负载电阻变大，则电流减小，电压变大，由可知灯泡L的功率变大，C错误；当风扇未被卡住时。副线圈负载电阻，风扇被卡住后副线圈负载电阻变小，因此变压器的输出功率变小，D正确。
8.答案：AC
解析：作出M、N光在水滴中的光路图，如图所示，则光从P点射入时M光的折射角比N光的小，A正确。光在P点入射角相同，根据折射定律可知，M光的折射率大于N光的折射率，M光的频率大于N光的频率，根据可知，M光光子的能量大于N光光子的能量，B错误。由可知M光的波长小于N光的波长，用同一装置做双缝干涉实验时，根据可知M光相邻干涉亮条纹间距比N光的小，C正确。用同一装置做单缝衍射实验时，由于M光的波长较短，故M光产生的中央亮条纹较窄，D错误。
9.答案：BCD
解析：设运动员骑自行车经过某一位置时赛道与水平面的夹角为θ，对运动员和车整体受力分析，如图所示，整体所受的合力，提供其做圆周运动所需的向心力，有，可得，则在该段赛道，运动员的速率逐渐增大，A错误，B正确。在该段赛道，运动员重力势能不变，克服摩擦力做功，则运动员做的功大于自行车和运动员动能的增加量，C正确。假设运动员能以该段赛道的最大速率沿同一轨迹运动，运动员所需的向心力大小不变，当θ较小时，支持力的水平分力不足以提供向心力，运动员有向外滑动的趋势，D正确。
10.答案：BCD
解析：第一步：确定导体棒运动方向
由图2可知导体棒的运动方向不变。导体棒切割磁感线时安培力阻碍导体棒相对磁场的运动，速度逐渐增大，安培力逐渐增大，而F逐渐减小，故导体棒沿导轨向下运动，A错误。
第二步：找重力和安培力的关系，求B
由图像知棒ab做匀加速运动，加速度，时力，棒ab沿导轨方向有，解得，B正确。
第三步：找F功率的表达式，判断最值
时力F最大，棒ab沿导轨方向有，解得，则，则F的功率为，结合数学知识可知时，F的功率最大，最大功率为1.8 W，C正确。
第四步：结合平均电流求电荷量
0~4 s棒ab沿导轨方向的位移，0~4 s内回路的平均电动势，0~4 s回路的平均电流，0~4 s内通过电阻R的电荷量，D正确。
11.答案：（1）10.90
（2）25
（3）3.8
（4）等于
解析：（1）该毫米刻度尺的最小分度为0.1 cm，需要估读到0.01 cm，所以读数为10.90 cm。
（2）根据图像可求得弹簧的劲度系数为。
（3）该实验结果的相对误差为。
（4）由（2）问分析可知，劲度系数表达式中代入的是弹簧形变量的变化量，所以若整个实验过程中弹簧下端指针没有沿水平方向，而是斜向上偏，则劲度系数的测量值理论上等于真实值。
12.答案：（1）图2
（2）①Ⅱ
②图5
③9.00（8.98~9.02）；0.500（0.460~0.540）
解析：（1）在电容器的充、放电过程中，电流会先增大后减小，且可能会反向。题图2中的电流表指针指向中间，且左右两边都有刻度，说明它可以测量交变电流，即电流方向改变时，指针可以向左右两边偏转，因此适合本实验。而题图3中的电流表只能测量单向电流，不适合本实验，则应选择的电流表表头为题图2。
（2）①根据题中电路图5测量数据描绘的图线中，图像的斜率的绝对值等于电池内阻和电流表内阻之和，则斜率的绝对值较大，则应为题图7中Ⅱ；
②根据题中条件，因为电流表内阻已知，则本次实验应选择题中电路图5；
③综合分析，根据题图7中的图线Ⅱ以及，可得该电源电动势，内阻为，代入数据得。
13.答案：（1）276 K
（2）
解析：（1）保鲜盒内气体体积不变，由查理定律可得
其中，
解得
（2）将保鲜盒运送至高海拔环境时，大气压强变为，温度变为7 ℃，此时气体体积变为，由理想气体状态方程有
解得
放出一部分气体使气体体积恢复到原体积，则放出气体质量与放气前盒内气体质量的比值
14.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）一开始物块A处于静止状态时，弹簧处于压缩状态且满足
当外力撤去，物块A上升到最高处且物块B刚好不离开地面时，弹簧处于拉伸状态且满足
两个状态弹簧形变量大小相等，弹性势能相等，在两个状态之间，物块A上升高度为
根据动能定理有，
解得
（2）物块C下落过程由动能定理有
物块C、A碰撞过程满足动量守恒定律，有
根据能量守恒定律，从物块C、A粘连后到C、A整体上升到最高点过程中C、A整体减少的动能等于增加的重力势能，
即
联立解得
（3）因物块C从（2）中的高度自由落下，根据图像可知A、C碰撞后物块C的速度减半，且物块C、A碰撞过程满足动量守恒定律，有，
解得
当物块C、A向上运动过程中分离的瞬间，且竖直向下，物块C、A整体满足
，
联立解得
即此时弹簧刚好恢复原长，从碰撞到分离瞬间，物块C、A整体上升了，对物块C、A整体由动能定理有
由（2）问分析得，联立解得
15.答案：（1）
（2）
（3）
解析：（1）因为粒子与管壁碰撞后沿管壁切向分速度不变，垂直管壁方向分速度大小不变、方向相反，带电粒子从O点出发与管壁发生碰撞后第一次经过中轴线的过程中，
在垂直于中轴线方向上有
在沿中轴线方向上有
联立解得
（2）在管中碰撞次数最少，则粒子在碰到管壁前位移最大，则粒子一定在ABCD面内沿着对角线射出，与管壁第一次碰撞前在垂直于中轴线方向上运动了，粒子每次经过中轴线需要在垂直于中轴线方向上往返运动4d，假设粒子在射出中空长方体形管的过程中与管壁碰撞n次，在垂直于中轴线方向上有
在沿中轴线方向上有，粒子在ABCD面内的分速度始终为，
得
沿中轴线方向上有
联立解得
（3）长方体管替换为它的外接圆柱体管，截面半径为，
粒子在电场中加速的过程，
粒子第一次经过中轴线时沿轴线方向前进的距离为，联立得
将电场换成磁场后，在垂直于中轴线方向，粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力有
，
解得
粒子从第一次经过中轴线到第二次经过中轴线的过程，垂直于中轴线方向的运动轨迹如图1所示，根据几何关系可得，
粒子做圆周运动经过中轴线后与管壁碰撞，再返回中轴线过程中转过的圆心角为
如图2，粒子与管壁再发生3次碰撞后回到中轴线的时间为，
此过程粒子沿中轴线方向前进的距离为
则带电粒子第四次经过中轴线时的位置与O点之间的距离为