2025届湖南省常德市高三下学期5月底最后预测练习（适合优生）物理试卷

这是一份2025届湖南省常德市高三下学期5月底最后预测练习（适合优生）物理试卷，共20页。
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6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．我国计划在2050年实现可控聚变能装置“人造小太阳”的商业化，是人造小太阳中的核聚变方程，下列说法正确的是（ ）

A．核聚变方程中的X是中子，该反应中的核燃料与当前核电站采用的核燃料不同
B．原子核必须在超高温下才能发生聚变，说明核聚变过程需要吸收能量
C．核聚变方程中的X是质子，任何两个原子核都可以发生聚变
D．核反应表明，原子核越重，比结合能越大
2．一列简谐横波沿x轴传播，在t=0.125s时的波形如图甲所示，M、N、P、Q是介质中的四个质点，已知N、Q两质点平衡位置之间的距离为16m.如图乙所示为质点P的振动图像.则（ ）
甲乙
A．该波的波速为240m/s
B．该波沿x轴正方向传播
C．质点P的平衡位置位于x=3m处
D．从t=0.125s开始，质点Q比质点N早130s回到平衡位置
3．一名宇航员来到一个星球上，该星球的质量与地球的质量相等，它的直径是地球直径的2倍，地球和该星球均可视为均质球体，那么这名宇航员携带的单摆（在地球表面上时摆动周期为2s的单摆）在该星球上的摆动周期为（ ）
A．B．C．2sD．4s
4．如图所示，细绳一端固定，另一端系一小球。现使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为，如果绳子变长，细线与竖直方向的夹角保持不变，让小球在另一个水平面内做匀速圆周运动，则（ ）
A．小球受到重力、拉力和向心力作用
B．细线对小球的拉力变小
C．小球做圆周运动的向心力变大
D．小球的线速度变大
5．光滑绝缘水平面上固定两个等量点电荷，它们连线的中垂线上有A、B、C三点，如图甲所示。一质量m＝0.01kg、电荷量的带电小物块由A点静止释放，并以此时为计时起点，沿光滑水平面经过B、C两点，其运动过程的v-t图像如图乙所示，其中图线在B点位置时斜率最大，根据图线可以确定（ ）

A．两点电荷是正电荷
B．中垂线上B点的电场强度大小
C．B点是A、C连线的中点
D．小物块从A点运动到C点的过程中机械能守恒
6．如图所示，竖直平面内一半径为R的圆形区域内存在磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直纸面向里。一束质量为m、电荷量为的带电粒子沿平行于直径MN的方向以不同速率从P点进入匀强磁场，入射点P到直径MN的距离，不计粒子重力。下列说法正确的是（ ）
A．若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向相反，则其入射速度为
B．若粒子恰好能从N点射出，则粒子在磁场中运动的时间为
C．若粒子恰好能从K点（）射出，则其在磁场中运动半径大小为
D．若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向垂直，则其入射速度为
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,两理想变压器间接有电阻R,电表均为理想交流电表,a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源.闭合开关S后( )

A．R的发热功率不变
B．电压表的示数不变
C．电流表A1的示数变大
D．电流表A2的示数变小
8．如图所示，一透明玻璃半球竖直放置，OO'为其对称轴，O为球心，半球左侧为圆面，右侧为半球面.现用一束单色平行光从其左侧垂直于圆面射向玻璃半球，不考虑光在玻璃中的多次反射，已知玻璃半球对该单色光的折射率为2，真空中的光速为c，玻璃半球的半径为R，sin15∘=6-24，则（ ）
A．从左侧射入后能从右侧射出的入射光束面积占入射面面积的22
B．从距O点R2入射的光线经玻璃半球后传播到OO'所在水平面的时间为t=26+2R2c
C．若改用折射率更大的单色平行光入射，从右侧观察到玻璃半球被照亮的范围将变小
D．若改用折射率更大的单色平行光入射时，能够从右侧观察到玻璃半球被照亮的范围将变大
9．如图甲所示，光滑水平面与竖直面内的粗糙程度均匀的半圆形导轨在点平滑相接，半圆形导轨半径，为半圆形导轨的中点。一质量为的物体（可视为质点）将弹簧压缩到A点后由静止释放，在弹力作用下获得向右的速度后脱离弹簧，从点进入半圆形导轨，物体在半圆形导轨上运动时速度的平方与其上升高度的关系如图乙所示，重力加速度，则（ ）
A．弹簧压缩到A点时弹簧的弹性势能为
B．物体运动到点时对半圆形导轨的压力大小为
C．物体从运动到的过程中，合力对物体做的功为
D．物体从运动到的过程中，物体的机械能减少了
10．如图A、B两物体叠放在光滑水平桌面上，轻质细绳一端连接B，另一端绕过定滑轮连接C物体，已知A和C的质量都是，B的质量是，A、B间的动摩擦因数是0.3，其它摩擦不计。由静止释放C，C下落一定高度的过程中（C未落地，B未撞到滑轮，）。下列说法正确的是（ ）
A．A、B两物体没有发生相对滑动
B．A物体受到的摩擦力大小为
C．细绳的拉力大小等于
D．B物体的加速度大小是
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．如图所示，大致地表示了伽利略探究自由落体运动的实验和思维过程，他成功的核心是把包括数学推演在内的逻辑推理与实验检验有机结合。
（1）关于该过程( )
A．其中甲图是实验现象，丁图是经过合理的外推得出的结论
B．其中丁图是实验现象，甲图是经过合理的外推得出的结论
C．运用甲图的实验，可“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显
D．运用丁图的实验，可“放大”重力的作用，使实验现象更明显
（2）伽利略探究物体下落规律的过程是( )
A．猜想—问题—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论
B．问题—猜想—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论
C．问题—猜想—数学推理—实验验证—合理外推—得出结论
D．猜想—问题—实验验证—数学推理—合理外推—得出结论
（3）乙同学为了测量自己的反应时间，进行了如下实验。如图所示，请甲同学用手捏住直尺，自己用一只手在直尺“0刻度”位置处做捏住直尺的准备，但手不碰到直尺，在看到乙同学松开手让直尺下落时，自己立刻捏住直尺，再读出捏住直尺的刻度，即可算出自己的反应时间。后期甲乙同学又合作设计了一种测量反应时间的“反应时间测量尺”。
①由实验原理可知，该同学捏住直尺处的刻度值越小，其反应时间越 ；（选填“长”或“短”）；
②经过多次实验，该同学捏住处刻度值的平均值为19.60cm，取重力加速度，则该同学的反应时间约为 s（计算结果保留2位有效数字）；
③图中反应测量尺的标度合理的是 （选填“A”或“B”）。
12．某实验小组为测量某一电阻阻值(约为几欧),实验室现有器材如下,试设计实验尽可能多测几组数据取平均值精确测量其阻值:
A．电流表A（量程，内阻约为）
B．毫安表G（量程，内阻为）
C．滑动变阻器,总阻值为
D．滑动变阻器,总阻值为
E．电阻箱,总阻值
F．电源,电动势4.5V,内阻不计
G．开关S、导线若干。
(1)实验中滑动变阻器选 （填或）。
（2）实验小组将毫安表改装成量程为3V电压表，则应将电阻箱与毫安表 （选填"串联"或"并联"），且电阻箱阻值为 。
（3）试画出测量原理图 (所有元件都用题目所给符号表示)。
（4）合上开关S,改变滑片位置,记录下两表的示数,测得毫安表G示数为,电流表A示数为（单位均为A),则 （用表示）。
13．如图所示，容积为的暖水瓶内倒入温度为97℃的热水，将瓶塞轻放入瓶口，瓶塞与瓶口内侧接触良好且不漏气。已知瓶口的横截面积为，瓶塞圆台侧面母线与轴线间的夹角为，，。瓶塞与瓶口间的动摩擦因数为0.15，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略瓶塞的重力。瓶内气体温度始终与水温相同，瓶内气体可视为理想气体，外界大气压强，热力学温度与摄氏温度的关系为。瓶内温度缓慢降到78.5℃，此时瓶塞恰好不发生滑动。
（1）求瓶内温度为78.5℃时，瓶塞受到的摩擦力大小（结果保留两位有效数字）；
（2）若稍微拔动瓶塞使外部气体进入暖水瓶内，忽略瓶内水温的微小变化，求稳定后进入瓶内的空气质量与原来暖水瓶中空气质量的比值。
14．如图所示，两根平行金属导轨a1b1c1、a2b2c2平行放置，导轨间距L=1m，a1b1、a2b2段倾斜且足够长，与水平方向的夹角θ=37°，b1c1、b2c2段水平，在距离b1b2连线的左侧x=1.75m处有两根固定立柱，导轨水平和倾斜部分平滑连接。倾斜部分导轨处于磁感应强度大小B=0.3T、方向垂直斜面向上的匀强磁场中（不包括b1b2连线上），水平导轨处没有磁场。质量为m1=0.3kg、电阻为R=0.4Ω的金属棒甲置于倾斜导轨上，质量为m2=0.1kg、电阻为r=0.2Ω的金属棒乙静止在b1b2位置，两金属棒的长度均为L=1m。金属棒甲从距离导轨底端足够远处由静止释放，在b1b2处与金属棒乙碰撞，碰后金属棒乙向左运动，与固定立柱碰后等速率反弹。已知两金属棒与倾斜导轨间的动摩擦因数均为μ1=0.5，与水平导轨间的动摩擦因数均为μ2=0.2，在运动过程中两金属棒始终与导轨垂直且接触良好，所有碰撞均为弹性碰撞，碰撞时间极短，导轨电阻不计，sin37°=0.6，cs37°=0.8，重力加速度g取10m/s2。
（1）求金属棒甲沿导轨向下运动的最大速度vm；
（2）金属棒甲从开始运动至达到最大速度的过程中，其产生的焦耳热为0.4J，求这个过程经历的时间；
（3）求金属棒甲、乙第二次碰撞结束瞬间两者的速度大小分别为多少？
15．(16分)如图所示,物块a、b叠放在一起,质量均为m=10 kg,足够长的木板c的质量为2m=20 kg。物块a、b和木板c的厚度相同。物块a与物块b、木板c之间的动摩擦因数均为μ1=0.15,物块b、木板c与地面间的动摩擦因数均为μ2=0.1。物块a和b以速度v1=10 m/s、木板c以速度v2=2 m/s同时相向运动,经时间t=4 s发生碰撞。设碰撞时间极短,物块a、b的长度和木板c相比可以忽略,物块a不会滑离木板c,重力加速度g=10 m/s2。求:
(1)相碰前瞬间物块a、b和木板c的速度大小;
(2)物块b和木板c碰撞后木板c的速度大小范围;
(3)物块a在木板c上滑动时,a和c接触面间因摩擦产生的热量的大小范围。
【参考答案】
1．【知识点】核反应的反应方程及能量计算、结合能与比结合能
【答案】A
【详解】A．由质量数和电荷数守恒知X是中子，发生聚变的核燃料是轻核，当前核电站采用的核燃料是铀235，A正确；
B．尽管核聚变在高温高压下才能发生，但聚变过程会放出能量，B错误；
C．X为中子，自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素一氘与氚的聚变，不是任意的原子核都能发生核聚变，C错误；
D．中等质量的原子核比结合能较大，D错误。选A。
2．【知识点】波的图像和振动图像的综合应用
【答案】D
【解析】设该波的波长为λ ,根据三角函数知识可知,N、Q两质点平衡位置间的距离为xNQ=3λ4-π62π⋅λ=16m,解得λ=24m,由题图乙可知该波的周期为T=0.2s,所以该波的波速为v=λT=120m/s,故A错误；由题图乙可知,t=0.125s时刻,质点P沿y轴负方向运动,根据“上下坡法”可知,该波沿x轴负方向传播,故B错误；由题图乙可知,在t=0.125s后,质点P第一次位于波峰的时刻为t=0.25s,可知此波峰为t=0.125s时刻质点Q所在处的波峰传播来的,所以xQ-xPv=0.25s-0.125s,解得xP=1m,故C错误；从t=0.125s开始,质点Q第一次回到平衡位置所经历的时间为t1=T4=0.05s,题图甲中,质点Q左侧波形的第一个平衡位置处坐标为x1=xQ-λ4=10m,该振动状态第一次传播到质点N所经历的时间为t2=x1v=112s,则Δt=t2-t1=130s,即质点Q比质点N早130s回到平衡位置,故D正确.
【方法总结】
上下坡法
沿波的传播方向看,“上坡”的点向下运动,“下坡”的点向上运动,简称“上坡下,下坡上”,如图所示.
3．【知识点】单摆周期公式及其应用、计算某一星球的重力加速度
【答案】D
【详解】物体在星球表面有，该星球的质量与地球的质量相等，可知该星球表面重力加速度与地球表面重力加速度之比为，根据单摆周期公式，可知在该星球上的摆动周期为，选D。
4．【知识点】圆锥摆问题
【答案】D
【详解】A．小球只受重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力，A错误；
B．根据题意，对小球受力分析，竖直方向上有，解得，如果绳子变长，细线与竖直方向的夹角保持不变，细线对小球的拉力不变，B错误；
C．根据题意，对小球受力分析，水平方向上有，如果绳子变长，细线与竖直方向的夹角保持不变，小球做圆周运动的向心力不变，C错误；
D．根据题意，由牛顿第二定律有，解得，如果绳子变长，细线与竖直方向的夹角保持不变，小球的线速度变大，D正确。选D。
5．【知识点】电势能与静电力做功
【答案】B
【详解】A．小物块由A点静止运动至C点动能增大，电场力做正功，可知两点电荷是负电荷，A错误；
B．根据牛顿第二定律，可得中垂线上B点的电场强度大小为，B正确；
C．v-t图像的面积表示位移，可知AB的位移小于BC的位移，B点不是A、C连线的中点，C错误；
D．小物块从A点运动到C点的过程中电场力做正功，电势能减少，根据能量守恒可知机械能增大，D错误。选B。
6．【知识点】带电粒子在有界磁场中运动的临界极值问题
【答案】B
【详解】A．若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向相反，粒子的轨迹如图所示
由几何关系得，由洛伦兹力提供向心力，则有，可得其入射速度为，故A错误；
B．若粒子恰好能从N点射出，粒子的轨迹如图所示
由几何关系得，，即，解得，可知，则粒子在磁场中运动的时间为，故B正确；
C．若粒子恰好能从K点射出，其运动轨迹如图所示
可知POKO'是菱形，则粒子在磁场中运动的半径，C错误；
D．若粒子射出磁场时的速度方向恰好与其入射方向垂直，其运动轨迹如图所示
根据几何关系可知，因为等腰三角形，则有，由于为等腰直角三角形，可知，由洛伦兹力提供向心力，可得，解得，故D错误。选B。
7．【知识点】含有理想变压器的动态电路分析、理想变压器原、副线圈两端的电压、功率、电流关系及其应用
【答案】BC
【解析】将降压变压器和右侧电路等效为电阻,等效电阻R'=n3n42R灯,闭合开关S后,R灯减小,等效电阻阻值减小,因为a、b之间电压有效值不变,升压变压器匝数比不变,则电压表示数不变,流过等效电阻的电流增大,电流表A1、A2示数均变大,R的发热功率增大,A、D错误,B、C正确.
【思路导引】理想变压器等效的推导过程如下:
回路总功率P总=I12R+I22RP,由理想变压器规律可知I1I2=n2n1,所以P总=I12R+n1n22I12RP,将升压变压器副线圈负载RP和降压变压器等效为电阻R',根据功率不变有P总=I12(R+R'),联立解得R'=n1n22RP.
8．【知识点】全反射与折射的综合应用
【答案】BC
【解析】如图所示，设从左侧的A点入射的光在右侧半球面刚好发生全反射，由光路图可知，sinθ=1n，OA=Rsinθ，S'=π⋅OA2，S=πR2，联立解得S'S=12，故从左侧射入后能从右侧射出的入射光束面积占入射面面积的12，A错误；设距O点R2的光线射到半球面上的点为C点，折射角为r，入射角i=30∘ ，由折射定律n=sinrsini，得r=45∘ ，由几何关系知BC=32R，∠CDO'=r-i=15∘ ,CD=R2sin15∘=6+22R，光在玻璃半球中传播速度v=cn，可得从距O点R2入射的光线经玻璃半球偏折后传播到OO'所在水平面的时间为t=BCv+CDc，联立可得t=26+2R2c，故B正确；若改用折射率更大的单色平行光入射，则刚好发生全反射的临界角θ 变小，根据OA=Rsinθ ，可得OA变小，即S'=π⋅OA2将变小，故从右侧观察到玻璃半球被照亮的范围将变小，故C正确，D错误.
9．【知识点】功能原理、能量守恒与曲线运动的综合
【答案】BC
【详解】A：从图乙可以看出，物体到达点时的速度大小为，由能量守恒定律可知，弹簧的弹性势能，代入数据解得，A错误；
B：从图乙可以看出，到达点时的速度大小为，设运动到点时导轨对物体的弹力为，则由牛顿第二定律可得，代入数据解得，由牛顿第三定律可知，B正确；
C：由动能定理可得，物体从到过程中合外力做的功为，代入数据解得，C正确；
D：由能量守恒定律可知，物体从到过程中减少的机械能为，代入数据可解得，由于物体从到过程中速度一直减小，根据牛顿运动定律分析可知从到的过程中物体对半圆形导轨的压力逐渐减小，由摩擦力公式可知，物体从到过程中所受的摩擦力大于从到过程中所受的摩擦力，由功能关系可知，物体从到过程中克服摩擦力做的功大于从到过程中克服摩擦力做的功，由于整个过程中机械能减少了，故从到过程中机械能的减少量小于，D错误。选BC。
10．【知识点】连接体问题（整体和隔离法）、临界问题
【答案】AC
【详解】ABD．假设A、B不发生相对滑动，根据牛顿第二定律可知，A、B、C整体的加速度大小为，隔离对A分析，有，假设成立；即A、B两物体不发生相对滑动，A所受的摩擦力大小为2.5N；A、B、C的加速度为，A正确，BD错误；
C．隔离对C分析，根据牛顿第二定律得，解得细绳的拉力大小为N，故C正确。选AC。
11．【知识点】伽利略的理想斜面实验
【答案】（1）AC/CA；（2）B；（3）短；0.20； B
【详解】（1）[1] 因为物体下落得太快，伽利略无法测量物体自由下落的时间，为了使物体运动速度变慢，伽利略转向探究物体在斜面上的运动问题。甲、乙、丙三个图都是实验现象，采用斜面的目的是可以“冲淡”重力的作用，使实验现象更明显。而之所以采用了不同的倾角的斜面，则是观察其规律性，形成外推的实验基础，而丁图是在此基础上经过合理的外推得到的结论。
选AC。
（2）[2] 伽利略在研究物体下落规律时，首先是遇到问题即对亚里士多德的观点提出疑问，然后进行了猜想即落体是一种最简单的变速运动，而最简单的变速运动就是速度变化是均匀的，接着进行了实验，伽利略对实验结果进行数学推理，然后进行合理的外推得出结论。
选B。
（3）①[3] 由实验原理可知，该同学捏住直尺处的刻度值越小，尺子下落距离越小，则
其反应时间越短。
②[4]代入数据到公式
解得
③[5]根据初速度为零匀加速相同时间位移比满足1:3:5可知，相邻相等时间内位移越来越大，B更合理。
12．【知识点】实验：电阻的测量
【答案】(1)，（2)①串联，②900，(3)，(4)
13．【知识点】气体的等容变化与查理定律
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）气体温度缓慢降低过程，气体发生等容变化，则有，其中，，解得，瓶塞受力分析，如图所示
由平衡条件有，又，联立解得
（2）空气进入暖水瓶后，瓶内温度不变，压强等于大气压强，根据，可得
14．【知识点】电磁感应现象中的功能问题
【答案】（1）；（2）；（3）2m/s,4m/s
【详解】（1）金属棒甲由静止释放，沿倾斜导轨做变加速直线运动，加速度不断减小，当加速度为零时，速度达到最大值，此时根据受力平衡可得
又
联合解得
（2）设金属棒甲从开始运动到达到最大速度过程中，沿导轨下滑的距离为x，由能量守恒可得
金属棒甲、乙串联，根据焦耳定律可得
由题意可知
联合解得
根据
联合解得
整个过程根据动量定理
而
联合解得
即金属棒甲从开始运动至达到最大速度的时间为3.25s；
（3）取水平向左为正方向，设第一次碰撞后甲、乙两棒的速度分别为、，根据动量守恒、机械能守恒有
解得
第一次碰撞后，在摩擦力作用下，甲棒向左做匀减速直线运动，乙棒先向左做匀减速直线运动，与立柱碰撞后再向右左匀减速直线运动，运动过程中甲、乙两棒的加速度大小均为
设从第一次碰撞到第二次碰撞，甲、乙两棒通过的路程分别为、，则
由于乙棒与立柱是弹性碰撞，碰撞后速度等大反向，则由运动学公式有
联合解得
（不符合实际情况，舍去）
则第二次碰撞前甲、乙两棒的速度大小分别为
由上面分析可知的方向水平向左，的方向水平向右，取水平向左为正方向，第二次碰撞根据动量守恒和机械能守恒可得
解得
、不符合实际情况，舍去，金属棒甲、乙第二次碰撞结束瞬间两者的速度大小分别为2m/s、4m/s。
15．【知识点】动量守恒与板块模型相结合、求解非弹性碰撞问题
【答案】(1)6 m/s（2分）6 m/s（2分）0（2分）(2)2 m/s≤v≤4 m/s（4分） (3)40 J≤Q≤140 J（6分）
【解析】(1)由于μ1>μ2,物块a和b一起向右做匀减速运动,物块a、b和木板c减速的加速度大小为μ2g=1 m/s2
设相碰前瞬间物块a、b的速度为v3,由运动学公式有
v3=v1-μ2gt,解得v3=6 m/s
设木板c停下来的时间为t0,则由运动学公式有
0=v2-μ2gt0,解得t0=2 s