2025届湖南省长沙市长郡中学高三上学期调研考试（一）物理试题

长郡中学2025 届高三第一次调研考试 物 理 本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页。时量75 分钟。满分100 分。 注意事项： 1. 答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 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。 第Ⅰ卷 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. 如图所示为某地的转盘路，汽车要想直行，到转盘路时，需要先做半径为R=25m的圆周运动，运动半个圆周后再直行。若汽车甲到达转盘路时，汽车乙恰好通过转盘路进入直行车道，以vz=30km/h 匀速行驶。已知汽车通过转盘路过程的速度不能超过v=30km/h，通过后在直行车道上的速度不能超过v'=72km/h, 加速度不能超过( 则汽车甲追上汽车乙所用的最短时间约为(假设直行车道足够长，且没有通过红绿灯，另外不考虑汽车的变加速恒功率过程) A. 15.7s B. 17.6s C. 19.5s D. 21.4s 2. 如图，一小孩在玩躲猫猫游戏时，徒手靠摩擦爬上墙壁(地面有保护措施)，已知该屋角两侧的竖直墙壁互相垂直，她爬升墙壁时利用手脚交替即双脚支撑时双手上移，双手支撑时双脚上移的方法，最后靠双脚与墙面作用停在某高度，假设此时双手不受力，双脚两个受力点受力均等，小孩重力为G，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是 A. 小孩单只脚受到墙壁的摩擦力大小为G/₂ B. 小孩受到墙壁的摩擦力方向竖直向上 C. 小孩脚与墙壁间的动摩擦因数大于1 D. 若对称增加脚与墙壁的挤压力，则摩擦力不改变 3. 如图所示，一足够大的空间内有一无限长的均匀带正电的导体棒水平放置，导体棒所在的竖直平面内放有三个质量相同、电荷量分别为q、2q、3q(q>0)的微粒，通过多次摆放发现，当三个微粒均静止时，它们距导体棒的距离之比总是1∶2∶3，不考虑微粒间的相互作用。现撤去该三个微粒，在导体棒所在的竖直平面内距导体棒1.5h、2.5h处分别放有电子A、B(不计重力) , 给它们各自一个速度使其以导体棒为轴做匀速圆周运动，则A、B做圆周运动的线速度之比为 A. 1:1 B. 3:5 C. 1:2 D. 5:3 4. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形图如图甲所示，P、A、B、Q是介质中的四个质点，t=0时刻，该波刚好传播到B点，质点A的振动图像如图乙所示，则 A. 该波的传播速度为2.5m/s B. t=1s时, 质点A的位移大小 cm C. 再经过0.4s，质点A 刚好运动到B 点所在的位置 D. 再经过3.8s，质点Q第二次到达波谷 5. 夏天的雨后经常可以看到美丽的彩虹，古人对此有深刻认识，唐代词人张志和在《玄真子涛之灵》中写道： “雨色映日而为虹”。从物理学角度看，虹和霓是两束平行太阳光在水珠内分别经过一次和两次反射后出射形成的，人们在地面上逆着光线看过去就可看到霓虹现象。如图甲所示，一束白光水平射入空中一球形的水滴，经过两次折射和一次反射后射出形成光带 MN，出射光线与水平面的夹角称为彩虹角。如图乙所示，从球心O的正下方 C点射出的某单色光的入射角α=58°, 已知sin58°=0.85, sin37°=0.60, 则下列说法正确的是 A. 该单色光的彩虹角β=37° B. 该单色光在水滴内部B 点处发生全反射 C. 水滴对该单色光的折射率约为 1.42 D. 若分别用图甲中M、N所对应的两种光在同一装置上做双缝干涉实验，则M所对应的光的条纹间距更大 6. 如图所示，M、N端连接一个稳压交流电源，其有效值为6V，理想变压器的原线圈上接有定值电阻R₀=1Ω，副线圈上接有最大阻值为10Ω的滑动变阻器R，原、副线圈匝数之比 电流表、电压表均为理想电表。初始时，滑动变阻器R的滑片处于正中间位置，电流表、电压表示数分别为I、U，现将滑片逐步上移至最上端，电流表、电压表变化量的绝对值分别为△I、△U，下列说法正确的是 A. 滑片上移过程中电压表、电流表示数均增大 C. 滑动变阻器R的滑片处于正中间位置时，电流表示数为lA D. 当滑动变阻器接入电路的阻值为9Ω时，变压器输出功率最大且为9W 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. 1923年，31岁的路易·德布罗意在题为《光学——光量子、衍射和干涉》的论文中提出：在一定情形中，任一运动质点能够被衍射，后来被扩展为任意物质都具有波动性，即每一个运动的物质都与一个对应的波相联系，这种与物质相联系的波被称为德布罗意波。下列说法正确的是 A. 电子束通过双缝后可以形成干涉图样 B. 物质波的波长越长，其动量一定越小 C. 中子穿过晶体时，一定可以发生明显的衍射现象 D. 电子显微镜可用于观测物质的微观结构，说明电子具有波动性 8. 2023年 5月 30日，神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮顺利进入太空，并与神舟十五号乘组会师，如图1所示。若航天员在空间站中观测地球，忽略地球的公转，测得空间站对地球的张角为θ，记录到相邻两次“日落”的时间间隔为t，简化模型如图2所示，已知地球的半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是 A. 地球的自转周期为t B. 空间站的环绕速度为 C. 地球的平均密度为 D. 空间站环绕地球运行一周的过程，航天员感受黑夜的时间为 9. 如图，间距为d的A、K极板足够大，将一束频率恰等于阴极K截止频率的光射向阴极K，移动滑动变阻器的滑片，当电压表示数为U₀时，保持滑片位置不变，此时电流表有一定示数，已知电子的质量为m，电荷量大小为e。现在A、K间加一垂直纸面向里、平行于极板平面的可变磁场，调节磁场的磁感应强度大小的取值，下列磁场的磁感应强度大小的值可以使电流表示数变为零的是 10. 如图所示，表面光滑的圆锥体固定在水平面上，底面半径为R，顶角为60°。有一个质量为m的弹性圆环，圆环的弹力与形变量之间的关系满足胡克定律，且圆环始终在弹性限度内，圆环处于自然状态时的半径 ₈R。现将圆环套在圆锥体上，稳定时圆环于水平状态，且到底面的距离为圆锥体高线 ₈。已知重力加速度为g，圆环的弹性能 (其中k为圆环的劲度系数，x为圆环的形变量)，当角度很小时，可认为其正弦值与角度值相等。现将圆环从自然状态贴着圆锥体侧壁水平静止释放，则下列说法正确的是 A. 圆环的劲度系数 B. 圆环不会穿过圆锥体落向水平面 C. 下落过程中圆锥体对圆环的最小作用力 ₄m D. 圆环落到圆锥体中间高度时，圆锥体对圆环的作用力为 第Ⅱ卷 三、实验题：本题共2 小题，共16分。 11. (5分) 如图所示为某实验小组利用单摆探究两小球一维对心碰撞时机械能变化的设计方案，在悬点O处细绳与拉力传感器连接，通过传感器与计算机可以测量细绳中的拉力大小随时间的变化情况，细绳末端系有一个小球A，质量为m₁.水平放置的炽热的电热丝 P 固定在O 点的正下方，当细绳摆至电热丝处时被电热丝瞬间烧断；在悬点 O正下方 h处有一水平台面MN，质量为m₂的小球B静止放置于电热丝 P的下方(图中B球没有画出，B球的大小与A球相同) 。已知悬线长为L, 悬点到水平台面MN的距离OO'=h(h>L), 小球的质量 (1) 电热丝P必须放在悬点正下方，而小球B必须放在悬点正下方略微偏右的位置，保证A、B两球在水平方向发生对心碰撞。 (2) 将小球A 向左拉起适当角度后自由释放，接着A、B两小球在水平方向发生碰撞，最后A、B两小球分别落到水平台面上的C、D(D点图中没有标出) 两点，OC=S₁，O'D=S₂，在A球下摆的过程中，计算机显示细绳中的拉力由F₁增大为F₂.则碰撞前A小球的动能， ，碰撞后A小球的动能 碰撞后 B 小球的动能 (3) 在其他条件不变的情况下，移走小球B，改变释放小球 A时细绳与竖直方向的夹角θ，小球A落点与O'点的水平距离S₁将随之改变，则S₁和传感器的拉力F₂之间的函数关系式为 (注意：以上每空中的表达式必须用题目中的字母表示) 。 12. (11分) 李华同学查阅资料：某金属在0~100℃内电阻值 Rr与摄氏温度t的关系为. + at) ，其中R₀为该金属在0℃时的阻值，a为温度系数(为正值)。李华同学设计图甲所示电路以测量该金属的电阻R₀和a值。可提供的实验器材有： A. 干电池 (电动势约为1.5V，内阻不计) B. 定值电阻 R₁(阻值为 1 kΩ) C. 定值电阻 R₂(阻值为800Ω) D. 滑动变阻器Rp₁(阻值范围0~40Ω) E. 滑动变阻器 Rp₂(阻值范围0~4kΩ) F. 电流计 G(量程0~200μA, 内阻约500Ω) G. 电阻箱R (最大阻值为 9999.9Ω) H. 摄氏温度计 I. 沸水和冷水各一杯 J. 开关两个及导线若干 请回答下列问题： (1) 滑动变阻器应选用 (选填“RP₁”或“Rp₂”), 开关S₁闭合前, 滑动变阻器的滑片移到 (选填“a”或“b”) 端。 (2) 将电阻箱的阻值调为500Ω，闭合开关S₁，读出电流计G的示数，再闭合开关S₂，调节电阻箱的阻值，直至闭合S₂前、后电流计G的示数没有变化，此时电阻箱的示数为360Ω，则电流计G 的内阻为 Ω。 (3) 利用上述电流计 G 及电路测量该金属的电阻R₀和a值的步骤如下： ①断开开关S₁、S₂，将R₂取下换成该金属电阻，并置于沸水中； ②闭合开关S₁，读出电流计G的示数； 闭合开关S₂，调节电阻箱的阻值，直至闭合开关S₁前、后电流计 G的示数没有变化，记下此时电阻箱的示数 R和温度t； ③多次将冷水倒一点到热水中，重复步骤②，可获得电阻箱的示数 R 和温度t的多组数据. (4)以电阻箱的示数R为纵轴，温度t为横轴，作出图像如图乙所示，则该金属电阻在0℃时的阻值为 Ω, 温度系数为 ℃⁻¹。(结果用a、b、c表示) 四、计算题: 本题共3小题, 其中第13题10分, 第14题14分, 第15题16分, 共40分。写出必要的推理过程，仅有结果不得分。 13. (10分) 某位游客自驾游西藏，海拔到达4000m时，大气压强为： 环境温度为7℃，该游客出现了高原反应，即刻取出一种便携式加压舱使用，该加压舱主要由舱体、气源箱组成。已知加压舱刚取出时是折叠状态，只打开进气口，气源箱将周围环境中的大气以350L/ min的气流量输入到舱体中，充气达到压强： 的工作状态后，进气口和出气口都打开，维持舱内空气新鲜，且气压不变，温度维持在27℃，病人在舱内的高压环境中吸氧，实现治疗目的。如图所示，充气后的加压舱舱体可视为长2.1 m、底面积0.88m²的圆柱体，舱内外气体均可视为理想气体。 (1) 求舱体充气到工作状态的时间； (2)该游客在舱内治疗一段时间后情况好转，他改设气压2.0×10⁵Pa、温度27℃的新模式加压舱会自动调节进出口气流量。已知此时外部的环境温度下降为-3℃，加压舱进气流量为30 L/ min，舱内环境在 10 min内达到新模式，求这段时间放出气体质量与进入气体质量之比。 14. (14分) 如图所示，间距L=1m的粗糙倾斜金属轨道与水平面间的夹角θ=37°，在其顶端与阻值为2R的定值电阻相连，间距相同的光滑金属轨道固定在水平面上，两轨道都足够长且在 AA'处平滑连接，AA'至DD'间是绝缘带，保证倾斜轨道与水平轨道间电流不导通。倾斜轨道处有垂直轨道向上、磁感应强度大小为 的匀强磁场，水平轨道处有竖直向上、磁感应强度大小为 的匀强磁场。两根导体棒1、2的质量均为 ，两棒接入电路部分的电阻均为R。初始时刻，导体棒1放置在倾斜轨道上，且距离AA'足够远，导体棒2静置于水平轨道上。已知倾斜轨道与导体棒1间的动摩擦因数 现将导体棒 1 由静止释放，运动过程中未与导体棒2发生碰撞。 重力加速度g取 两棒与轨道始终垂直且接触良好，导轨电阻不计，不计金属棒1经过AA'时的机械能损失。求： (1) 导体棒 1滑至 DD'瞬间，导体棒2的加速度大小； (2) 整个运动过程中通过导体棒2 的电荷量。 15. (16分) 如图甲所示，光滑小球A、B(可视为质点)的质量均为m，用长为L的轻杆连接后紧靠墙壁竖直立于水平面上，初始时均处于静止状态。现A受到轻微扰动向右倾倒(初速度视为0)，两球始终在同一竖直平面内运动，杆与水平方向的夹角为( 重力加速度大小为g。 (1) 求B 恰好离开墙壁时杆与水平方向夹角的正弦值 sinθ ₀； (2) 求从A 受微扰后瞬间至落地前瞬间的过程，杆对A 做的功； (3)A、B和轻杆组成的系统在外力作用下竖直立于距墙壁足够远的光滑水平地面上，以B的初始位置为原点在竖直平面内建立平面直角坐标系xOy，如图乙所示。某时刻撤去外力，同时给A一个轻微扰动使其向右倒下(初速度视为0) ，从A受微扰后瞬间至第一次着地的过程，试求B的速度最大时杆与水平面的夹角θ应满足的方程。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$长郡中学2025届高三第一次调研考试 物理参考答案 一、选择题：本题共6小题， 每小题4分，共24分。 二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。 题号 2 4 5 6 8 9 10 答案 B C D D ABD CD BC AC 三、实验题：本题共2小题，共16分。 11.(5分) 2)02g-%8) ②mgS ③mgS 4h-L) 4(h-L) (3) 2Lh-E,-2h-)(2分） mg 【解析】[山屋撞前对A小球，在最低点根据牛频第二定律乃-m8=m,碰撞前A 小味的动能为方2-宁-g) 1 2 1 [小球碰控后做平抛运动，在竖直方向h-L=8 在水平方向S=时 民立可得硅撞后A小球的动能为)%。m 4(h-L) [B]强撞后B小球做平抛运动，在竖直方向h-L=8 在水平方向S2=t 民立解得雄挂后B小球的动w=)%=心 1 4(h-L) [4小球在最低点，根据牛领第二定律厂-m8=m工 小球做平抛运动，在竖直方向h-L=8 在水平方向S=v1 联立解得S和传感器的拉力F3之间的函数关系式为S= 2L(h-L)E-21(h-) 12.(11分) 物理答案（第1页，共4页） (1)①R2 ②a (2)450 QY. ②b-a ac 【解析】(1)S闭合、S,断开时，千路中的最大电流约1=1+B+R)=575A R 滑动变阻器两端的电压最小值约为1.5V-(1k2+0.5k2)×0.2mA=1.2V 1.2V 滑动变阻器的最小电阻约为Rm ≈2k2 0.575mA 滑动变阻器应选用R2。 为了保护电流计G不被损坏，开关S,闭合前，应将滑动变阻器的滑片向下移动到a端。 (2)闭合S,前、后电流计G的示数没有变化，则电流计G中的电流与R的电流相等， R中的电流与R2中的电流相等，R与R两端的电压相等，电流计G与R两端的电压和 等，可得电流计的内阻R元 R=L×3600=4502 0.8 (④)将R取下换成该金属电阻的情况下，同理可得R=尽R=0R R 9 由图乙得R=b-a1+a c 即R= 206-1+20 9c 0 又R=R(1+at=Rat+R 则Ra 20b-a,R=20g 9c 9 解得a=b-a ac 四、计算题：本题共3小题，共40分。 13.(10分) 【解析】(1)将体积为a,压强B=5.6×10Pa,温度T=280K的大气注入舱体：末 态压强p,=5×10Pa,体积V=Sh=1.848m 温度1=30K,根据理想气体状态方程P,火=p,上 T T 已知气流量Q=350Lmm,所以充气时间为1= 0 解得1=44min 物理答案（第2页，共4页） (2)注入气体的体积'2=Q'1=0.3m 温度)=270K,根据理想气体状态方程有 p=p业+p 排出舱体的气体体积△V=了- 根据理想气体状态方程有D,华=P上 放出气体质量与进入气体质量之比等于体积之比，则 m幽-4V307 ma V 10 14.(14分) 【解析】(1)导体棒1在倾斜轨道匀速时的电流(= E BLV 3R3R 受力分析可知gsin0-umg cos0-I,LB=0 解得，1=2.4m/s 导体棒1滑至DD瞬间1，=B, 2R I,LB,=ma 解得a=12m/s2 (2)导体棒1、2最终在水平轨道上以相同的速度匀速运动， 利用动量守恒m,=2v 对导体棒2利用动量定理ILB,1=m 则g=1=0.12C 15.(16分) 【解析】(1)对A从开始运动至其到达某一位置（此时B未离开墙壁）的过程， 由动能定理有g(-加)-m B离开墙壁前，A绕静止的B做圆周运动， 对A由牛顿第二定律有mg sin0-T=m三 L 联立解得T=(3sin0-2)mg3 则随若的减小，T逐渐减小，当T=0时，B恰好离开墙壁， 此时0=，有3sin0=2,即sin8%= 2 (2)B离开墙壁后，A、B组成的系统在水平方向上动量守恒， 在A落地前瞬间，杆水平， 物理答案（第3页，共4页） 根据关联速度可知此时A、B水平方向的速度相同，则有m4sinA=2mr共 分析可知从A受微扰后瞬间至A落地前瞬间的过程，A、B组成的系统机械能守恒， 1 则杆对小、B做的总功为零，所以形一形和=-m员 结合2)何联立解得斯=L (3)解法一：B速度最大时，杆的弹力为零，设此时B的速度大小为"， A的水平速度和竖直速度大小分别为、”，以B为参考系， 对4由牛顿第二定律有gn8=m售++ 对小8组成的系统由机械能守恒定律有mg(-sm)=仔++m 根据关联速度有vcos0=ysin0-xcos0 A、B组成的系统水平方向上动量守恒，则有mm= 联立解得sin30-6sin0+4=0. 解法二：A、B组成的系统水平方向上动量守恒，则有m=mm 根据关联速度有cos0=y,sin0-xcos0 由机核能守恒定律有网L0-m)-经++m 联立解得v2_8sim'00-sin0) 2-sin20 令sin0=,则f0=8rL- 2-2 则f(= g4-62+4 2-2 当f)=0时，B的速度v有最大值，有3-61十4=0 则0满足的方程为sin30-6sin0+4=0. 物理答案（第4页，共4页）