2025届湖北省武汉市武昌区高三下学期5月质量检测物理试题 （解析版）

这是一份2025届湖北省武汉市武昌区高三下学期5月质量检测物理试题 （解析版），共17页。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡指定位置。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改
动，用橡皮擦擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写
在本试卷上无效。
3．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 4 分，共 40 分。在每小题给出的四个选项中，第 1~7
题只有一项符合题目要求，第 8~10 题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全
的得 2 分，有选错的得 0 分。
1. 钋核（ ）和钍核（ ）的衰变方程分别为： ， 已知 P
的半衰期约为 102 年，下列说法正确的是（ ）
A. Y 是来自于原子核外的电子
B. 核的比结合能小于 核
C. 10 个 核经过 102 年后不一定还剩 5 个 核
D. 的衰变过程吸收能量， 的衰变过程释放能量
【答案】C
【解析】
【详解】A．Y 是电子，衰变中产生的电子来源于原子核的内部，故 A 错误；
B．根据比结合能越大越稳定可知， 核的比结合能大于 核，故 B 错误；
C．半衰期是统计规律，10 个 核经过 102 年后不一定还剩 5 个 核，故 C 正确；
D． 的衰变过程释放能量， 的衰变过程也释放能量，故 D 错误。
故选 C。
2. 某场足球比赛中，一球员不小心踢歪了球，足球往边界滚去。足球距离边界 35m 时，速度 ，
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加速度 ，若将足球的运动看做匀减速直线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 足球到达不了边界 B. 经过 6s，足球越过了边界
C. 经过 7s，足球恰好到达边界 D. 经过 8s，足球距离边界 3m
【答案】B
【解析】
【详解】足球停止所需时间 s
位移为 m
36m-35m=1m
可见经过 6s，足球越过了边界，且经过 8s，足球距离边界 1m。
故选 B。
3. 江淹 《别赋》中写到“日下壁而沉彩，月上轩而飞光”，形象地呈现出日月光交替转换的自然美景。这
种昼夜更替现象与地球的自转有关，结合万有引力定律的相关知识，下列说法正确的是（ ）
A. 若地球自转变快，则地球静止卫星的轨道变高
B. 地球静止卫星和极地同步卫星的加速度大小不同
C. 地球表面赤道上的重力加速度比两极上的重力加速度大
D. 以地心为参考系，置于武汉和北京的物体的向心加速度大小不同
【答案】D
【解析】
【详解】A．根据万有引力提供向心力
可得
若地球自转变快，则角速度变大，地球静止卫星的角速度变大，可知地球静止卫星的轨道半径变小，则地
球静止卫星的轨道变低，故 A 错误；
B．根据牛顿第二定律
可得
可知地球静止卫星和极地同步卫星的加速度大小相同，故 B 错误；
C．地球两极，根据牛顿第二定律
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可得
对赤道，根据牛顿第二定律
可得
可知地球表面赤道上的重力加速度比两极上的重力加速度小，故 C 错误；
D．置于武汉和北京的物体做圆周运动的半径不相同，根据 可知以地心为参考系，置于武汉和北
京的物体的向心加速度大小不同，故 D 正确。
故选 D。
4. 如图所示是一定质量的理想气体从状态 a 到状态 b 的 图像，线段 ab 的延长线过原点。下列说法正
确的是（ ）
A. ab 一条等温线
B. ab 过程中气体从外界吸热
C. ab 过程中气体对外界做功为
D. ab 过程的 图像也是一条延长线过原点的直线
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据
整理得
可知等温线是双曲线的一支，故 A 错误；
B．根据得
可知 a 点温度低于 b 点温度，可知 ab 过程内能增加 ，且 a 到 b 体积增大，气体对外做功（W
0，即 ab 过程中气体从外界吸热，故 B 正确；
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C． 图像与坐标纸围成的面积表示气体做的功，故 ab 过程中气体对外界做功为
故 C 错误；
D．根据
整理得
可知 图像延长线过原点的直线为等压线，题图可知 ab 过程不是等压变化，故 D 错误。
故选 B。
5. 如图所示是一根粗细均匀的玻璃丝截面图，玻璃丝的直径为 d，弯曲段 AB 为半圆形，A、B 连线是半圆
的直径。一细激光束射到 A 点的方向与界面夹角 ，之后在 AB 段内发生了 5 次全反射（不含 A、B
两点），其中有 3 次是恰好发生全反射，并恰好能射到 B 点。已知真空中光速为 c，则该激光束从 A 点传播
到 B 点的时间为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】依题意，作图如下
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光在光导纤维半圆的外圆内表面恰好发生全反射，可知发生全反射的临界角为 30°，根据公式
可得光导纤维的折射率 n=2
设 OA 长为 r，则 OD=d+r
由等腰三角形 OAD 可知 OD=2OAcs30°
得
光在光导纤维中的传播速度
光在光导纤维中的路程 s=6r
则该光束在半圆形光导纤维中运动的时间
故选 A。
6. 如图所示，在竖直平面内固定一刚性轻质的圆环形细管（管道内径极小），一质量为 m 的小球放置于管
内顶端 A 点，其直径略小于管道内径。现给小球一微小扰动，使之顺时针沿管道下滑。管内的 B 点与管道
的圆心 O 等高，C 点是管道的最低点，若不计一切摩擦，下列说法中正确的是（ ）
A. 小球不可能回到 A 点
B. 小球对细管的作用力不可能为零
C. 从 A 点运动到 C 点，小球对细管的作用力一直增大
D. 从 A 点运动到 B 点，小球对细管的作用力先减小后增大
【答案】D
【解析】
【详解】A．因不计摩擦阻力，则小球无机械能损失，到达 A 点时速度为零，小球可回到 A 点，选项 A 错
误；
B．小球下滑在 AB 段时，若满足
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（θ为该位置与圆心连线与竖直方向的夹角）时对细管的作用力为零，选项 B 错误；
CD．由上述分析，小球从 A 点运动到 C 点，在 AB 之间存在一个压力为零的位置，可知从 A 点运动到 C 点
小球对细管的作用力先减小后增大，选项 C 错误，D 正确。
故选 D。
7. 如图所示是一种改进后的回旋加速器示意图，狭缝 MN 间加速电场的场强大小恒定，且被限制在 M、N
板间。M、N 板右侧延长线之间的真空区域无电场和磁场，M 板上方和 N 板下方的 D 形盒内有垂直于纸面
的匀强磁场。带正电的粒子从 M 板上的入口 P 点无初速进入电场中，经加速后进入磁场中做匀速圆周运动，
回到电场再加速，如此反复，最终从 D 形盒右侧的出口射出。粒子通过狭缝的时间可忽略，不计粒子的重
力，不考虑相对论效应的影响，忽略边缘效应，下列说法正确的是（ ）
A. 狭缝间的电场方向需要做周期性的变化
B. 每经过一次狭缝，粒子的速度的增加量相同
C. 这种回旋加速器设置相同时，不同粒子在其中运动的时间相同
D. D 形盒半径不变时，同种粒子能获得的最大动能与磁场的磁感应强度大小正比
【答案】C
【解析】
【详解】A．由题意可知，带正电粒子始终从 P 点进入电场加速后进入磁场中做匀速圆周运动，回到电场再
加速，因此，狭缝间的电场方向不需要做周期性的变化，故 A 错误；
B．粒子第一次加速，由动能定理得
粒子第二次加速，由动能定理得
整理得 ，
以此类推，可见，每经过一次狭缝，粒子的速度的增加量都不相同，故 B 错误；
C．设粒子到出口处被加速 n 圈，加速时间为 t
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由动能定理得
又由洛伦兹力提供向心力得
周期
联立得
可见，回旋加速器设置相同时，不同粒子在其中运动的时间相同,故 C 正确；
D．设 D 形盒半径为 R
则有
又
联立可得
可见，R 不变时，同种粒子能获得的最大动能与磁场磁感应强度平方成正比，故 D 错误；
故选 C。
8. 如图所示是单摆做阻尼振动的位移-时间图像。分析图像，下列说法正确的是（ ）
A. 阻尼振动的周期不变
B. 阻尼振动的周期增大
C. 摆球在 P 时刻的势能等于 Q 时刻的势能
D. 摆球在 P 时刻的动能等于 Q 时刻的动能
【答案】AC
【解析】
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【详解】AB．阻尼振动中，摆球的振幅逐渐减小，由于周期与振幅无关，故振动过程中周期不变，A 正确，
B 错误；
C．摆球在 P 时刻的位移大小等于 Q 时刻的位移大小，即高度相同，则摆球在 P 时刻的势能等于 Q 时刻的
势能，C 正确；
D． 图像的斜率表示摆球的速度，由图可知，摆球在 P 时刻的速度大于 Q 时刻的速度，根据
可知摆球在 P 时刻的动能大于 Q 时刻的动能，D 错误。
故选 AC。
9. 如图所示，一“ ”形闭合导线框置于匀强磁场中，正方形 ABCF 和正方形 FCDE 边长相等，匀强磁
场的方向与线框平面垂直且向里。线框沿垂直于DE边的方向向右做匀速直线运动。下列说法正确的是（ ）
A. E 点电势等于 D 点电势
B. E 点电势高于 D 点电势
C. 若线框绕 CF 轴线转动，CF 段有电流通过
D. 若线框绕 CF 轴线转动，CF 段没有电流通过
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．根据右手定则可知，E 点电势高于 D 点电势，故 A 错误，B 正确；
CD．通过楞次定律可知，若线框绕 CF 轴线转动，CF 段没有电流通过，故 C 错误，D 正确。
故选 BD。
10. 已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为 ，其中 为平面上单位面积所带的电
荷量， 为常量。如图所示，置于真空中的两平行金属板间距为 d，正对面积为 S，电势差为 U。不计边缘
效应时，金属板可看作无穷大导体板，静电力常数为 k。下列说法正确的是（ ）
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A. 两平行金属板的电容为
B. 两平行金属板间电场强度大小为
C. 金属板单位面积所带的电荷量为
D. 常量 与静电力常数为 k 关系为
【答案】BD
【解析】
【详解】B．已知均匀带电的无穷大平面在真空中激发电场的场强大小为 ，则两平行金属板间电场
强度大小为
故 B 正确；
C．两平行金属板间电场强度大小
联立可得金属板单位面积所带的电荷量为
故 C 错误；
A．金属板的所带的电荷量为
两平行金属板的电容为
故 A 错误；
D．根据平行板电容器的决定式
结合
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可得
故 D 正确。
故选 BD。
二、非选择题：本题共 5 小题，共 60 分。
11. 实验小组探究“加速度与力、质量的关系”的装置如图所示。小钢球置于一小车内，车内后壁装有压力
传感器，车顶安装有遮光条。细绳一端系于小车上，另一端跨过固定在长木板上的定滑轮，挂上钩码。
（1）若将压力传感器的示数视为小球所受合力的大小，则在实验过程中，______（选填“需要”或“不需
要”）满足钩码质量远小于小车质量，细线______（选填“需要”或“不需要”）调节至与长木板平行，
长木板要调节至下列选项中的______（填选项字母）状态。
A．保持水平 B．倾斜一特定角度
C．倾斜任意一小角度 D．倾斜任意一大角度
（2）光电门安装在长木板的位置 A，在长木板上标记另一位置 B。改变钩码个数，让小车每次都从位置 B
开始运动，记录多组压力传感器示数 F 和光电门测量的遮光时间 t。某同学猜想小球的加速度与 F 成正比，
若用图像法验证他的猜想，则最直观、合理的关系图像是下列选项中的______（填选项符号）。
A. B.
C. D.
（3）若作出（2）中正确选项的图像为一条过原点的直线，图像斜率为 k，并测出遮光条的宽度为 d，AB
间距为 x，则小钢球的质量 m=______（用字母 k、d、x 表示）。
【答案】（1） ①. 不需要 ②. 需要 ③. A
（2）D （3）
【解析】
【小问 1 详解】
[1]由于本实验采用了压力传感器，不需要用钩码的总重力代替绳子的拉力，因此不需要满足钩码质量远小
于小车质量；
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[2]为了保证小车所受拉力的方向不变，因此细线需要调节至与长木板平行；
[3]为了使小球所受压力传感器的力在水平方向，因此长木板要调至水平状态，故选 A。
【小问 2 详解】
遮光条通过光电门的瞬时速度
AB 间距为 x，根据运动学公式 v2=2ax
对小球，根据牛顿第二定律 F=ma
联立解得
因此为了直观第反映小球的加速度与 F 成正比，需要建立 图像。
故选 D。
【小问 3 详解】
根据上述（2） 图像的斜率
解得小钢球的质量
12. 实验小组要用实验室提供的器材测量电源的电动势和内阻，同时测出未知电阻的阻值。器材有：一节待
测旧干电池 E、一个待测定值电阻 、一个滑动变阻器 R、一个电流表、一个多用电表以及电键 S、导线
若干。
（1）先用多用电表的“×1”倍率图甲的欧姆挡粗测定值电阻 的阻值，示数如图甲所示，对应的读数是
______Ω；______（选填“能”或“不能”）用欧姆挡粗测待测干电池的内阻。
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（2）如图乙所示，连接实验器材，多用电表选用“直流电压 2.5V”挡。图乙中的 c 端是多用表的______表
笔（选填“红”或“黑”），其分别接 a 端、b 端时测得了两组数据，在坐标系中描点、连线作图，如图丙
所示。接 b 端时测量的数据对应图丙中的______图线（选填①或②），已知电流表的内阻 ，由
图线可得干电池的电动势 E=______V，内阻 r=______Ω， =______Ω（以上结果均保留 3 位有效数字）。
【答案】（1） ①. 2.0 ②. 不能
（2） ①. 红 ②. ① ③. 1.40 ④. 0.900 ⑤. 2.00
【解析】
【小问 1 详解】
[1]多用电表的“×1”倍率的欧姆挡粗测定值电阻 Rx 的阻值，由图甲所示可知，对应的读数是 2×1.0Ω=2.0Ω；
[2]欧姆表有内置电源，不能用欧姆表直接测电源的内阻。
【小问 2 详解】
[1]电流从多用电表的红表笔流入黑表笔流出，由图乙所示电路图可知，c 端是多用表的红表笔；
[2]根据图乙所示电路图，由欧姆定律可知，c 接 a 时有
c 接 b 时
[3][4][5]由图示图像可知，图线①斜率的绝对值大，则接 b 端时对应图丙中的①图线；
由图示图像可知，电源电动势 E=1.40V
由图线①可知，斜率的绝对值
由图线②可知，斜率的绝对值
代入数据解得 r=0.900 ，Rx=2.00
13. 如图所示，一质量为 m=0.2kg 的物块静置于矩形的木箱内，物块和箱底之间的动摩擦因数为μ=0.3，一
劲度系数为 20N/m 的轻质弹簧的两端分别与物块右端、木箱右壁连接。初始时，木箱处于静止状态，弹簧
长度为 L=5cm 并与木箱底面平行，弹簧的形变量未知。现在给木箱一加速度 a，使物块恰好能相对木箱底
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面移动起来。若弹簧形变量始终在弹性限度范围内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度
，求
（1）若 且方向竖直向下，则弹簧的原长为多少；
（2）若加速度是水平方向，且初始时弹簧的伸长量为 2cm，则加速度 a 有多大？
【答案】（1）7.7cm 或 2.3cm
（2）见解析
【解析】
【小问 1 详解】
对物块，竖直方向上
水平方向上
联立解得
所以弹簧原长为
或者
【小问 2 详解】
对物块，竖直方向上
水平方向上，若摩擦力向右
联立解得
水平向右；
若摩擦力向左
联立解得
水平向左。
14. 如图所示，在真空中以竖直向上为 y 轴正方向建立三维直角坐标系 Oxyz，整个空间内存在沿 x 轴正方向
的匀强电场（图中未画出）。一质量为 m、电荷量为 q 的带电微粒在点 被静止释放，恰能通过
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点 。不计空气阻力，已知重力加速度为 g，求
（1）M、N 两点间 电势差是多少；
（2）若该微粒从 M 点以初速度 沿 z 轴正方向出发，则经时间 该微粒的位置坐标是多少；
（3）若电场方向变为竖直向上，并在空间添加一沿 z 轴正方向的匀强磁场，该微粒从 M 点以初速度
沿 x 轴正方向出发，仍能运动到 N 点，则粒子从 M 点出发经多长时间能经过 N 点？
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
带电微粒从 M 到 N 点做匀速直线运动 由 M、N 两点的位置关系得
匀强电场中
联立解得
【小问 2 详解】
经时间 t，沿 x 轴方向，有
沿 y 轴方向
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沿 z 轴方向
则坐标为
【小问 3 详解】
电场力和重力平衡，故微粒在磁场中做匀速圆周运动，半径
周期
所以能经过 N 点的时间为
15. 如图所示，一质量为 m 的长板 A 静置于光滑水平面上，距其右端 d=1m 处有一与 A 等高的固定平台，
一质量为 m 的滑块 B 静置于这个光滑平台上。B 的正上方有一质量为 3m 的滑块 C 套在固定的光滑水平细
杆上，B 和 C 通过一轻质弹簧连接。一质量为 2m 的小滑块 D 以 的初速度向右滑上 A 的最左端，
并带动 A 向右运动，A 与平台发生碰撞后，速度反向但大小不变。A 与平台发生第二次碰撞的瞬间，D 恰
好滑到平台上，随即与 B 发生碰撞并粘在一起向右运动。已知 m=1kg，A 与 D 间的动摩擦因数为μ=0.1，B、
C、D 均可看作质点，BD 组合体在随后的运动过程中一直没有离开平台，且 C 没有滑离细杆，重力加速度
且不考虑空气阻力。求
（1）滑块 D 滑上平台时速度的大小；
（2）长木板 A 的长度；
（3）若弹簧第一次恢复原长时，C 的速度大小为 ，则随后运动过程中弹簧的最大弹性势能为多少？
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问 1 详解】
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假设 A 和 D 能共速，设共速时速度为 ，由动量守恒定律有
解得
对 A，设其加速度为 ，根据牛顿第二定律
可得
其加速到 的位移设为 ，根据运动学公式
解得
等于 d，即 A、D 恰好共速，A 与平台第一次碰撞后，设 A 和 D 能第二次共速，设共速时速度为 ，以
向右为正方向，由动量守恒定律有
解得
A 加速到 的位移设为 ，同理
解得
可以第二次共速，D 滑到平台的速度为
【小问 2 详解】
设 A 长 度 为 L， D 在 A 上 滑 动 的 全 过 程 ， 对 A、 D 系 统 ， 由 动 能 定 理 有
解得
【小问 3 详解】
D 与 B 相碰后，设速度为 ，由动量守恒定律有
解得
此时 B、C、D 系统的动能为
弹簧原长时，设 BD 整体速度为 ，对 B、C、D 系统，由动量守恒定律有：
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若 C 的速度向右
解得
此时 B、C、D 系统的动能为 ，与实际不符，舍。
若 C 的速度向左
解得
此时 B、C、D 系统的动能为
当 BD 整 体 与 C 速 度 相 等 时 ， 弹 簧 的 弹 性 势 能 最 大 ， 对 B、 C、 D 系 统 ， 由 动 量 守 恒 定 律 有
弹性势能
解得
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