湖南省长沙市长沙市长郡中学2024-2025学年高三下学期开学物理试题

长郡中学2025届高三月考试卷（六） 物 理 得分： 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。 第I卷选择题（共44分） 一、单选题（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) ☒ 1.2020年3月15日，中国散裂中子源(CSNS)利用中子成像技术帮助中国科学技 术大学进行了考古方面的研究。散裂中子源是研究中子特性、探测物质微观结 如 构和运动的科研装置。CSNS是我国重点建设的大科学装置，将成为发展中国 家拥有的第一台散裂中子源。下列关于中子研究的说法正确的是 A.放射性B射线其实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗 B.核电站可通过控制中子数目来控制核反应刷烈程度 C.a粒子轰击N生成O,并产生了中子 D.U经过4次α衰变，2次B衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少了 6个 ★2.某同学为测量地铁启动过程中的加速度，他把一根细绳的下端绑 上一支圆珠笔，细绳的上端固定在地铁的竖直扶手上。在地铁某 段稳定加速过程中，细绳偏离了竖直方向如图所示，拍摄方向跟地 铁前进方向垂直。为进一步探究，若把圆珠笔更换成两个质量不 同的小球并用轻绳连接起来，不计空气阻力，则它们的位置关系可 能正确的是 3.2024年6月7日是全国高考日，如图甲所示为某地消防车为高考学子们准备的 最高礼仪“过水门”，寓意着鲤鱼跃龙门，祝所有考生金榜题名！其中一辆消防 车喷出的水柱如图乙所示，A点为喷水口，B点为水柱与A等高点，水柱最高点 到地面的距离为，不计空气阻力，下列说法正确的是 物理试题（长郡版）第1页（共8页） ▣ 。夸克扫描王 极速扫描，就是高效 ▣然 A.水在空中处于超重状态 B.h越大，水在空中运动的时间越短 C.不论h为多大，水在空中运动的时间相同 D.水从A点运动到B点的时间为A点运动到最高点时间的2倍 4.如图，Q、Q2为两相距L的固定正点电荷，a、b、c、d是以Q2为中心、边长为 r(r<L)的正方形四条边的中点，a、c在Q1、Q2连线上。已知a点场强为零，则 下列判断错误的是 Q A.b、d两点的场强相同 B.b、d两点的电势相等 C.Q的电荷量大于Q2的电荷量 D.a、b间的电势差大于b、c间的电势差 5.如图所示，c、d两接线柱间接入电压恒定的交流电，三个灯泡L1、L2、L的规格 完全相同，变压器可视为理想变压器，在以下各种操作中电路元件都没有损坏， 下列说法正确的是 do A.仅使滑片M上移，灯泡L,变暗 B.仅使滑片M上移，灯泡L2、L3都变亮 C.仅使滑片N自变阻器a端向b端移动，电流表示数一直增大 D.仅使滑片N自变阻器a端向b端移动，灯泡La中的电流一直增大 ★6.某一质检部门利用干涉原理测定矿泉水的折射率。如 图所示，单缝S。、屏上的P。点位于双缝S1和S2的中 垂线上，当双缝与屏之间的介质为空气（视为真空）或 矿泉水时，屏上相邻的干涉条纹间距分别为△x1与 △x2,当介质为矿泉水时，屏上P点处是P。上方的第4条亮条纹（不包括P。 点处的亮条纹)的中心。已知入射光在真空中的波长为入，真空中的光速为 c,则 物理试题（长那版）第2页（共8页） ▣ 。夸克扫描王 极速扫描，就是高效 ▣a A.△x1小于△x B该矿泉水的折射率为A T2 C.当介质为矿泉水时，来自S和S:的光传播到P点处的时间差为烈 D.仅将S。水平向左移动的过程中，P点不能观察到亮条纹 二、多选题（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的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的 得0分) 7.一列简谐横波沿x轴的正向传播，振幅为2cm,周期为T。已知为t=0时刻波 上相距50cm的两质点a、b的位移都是1cm,但运动方向相反，其中质点a沿y 轴负向运动，如图所示，下列说法正确的是 y/em 2 0 20 70 x/em A.该列简谐横波波长可能为150cm B.该列简谐横波波长可能为12cm C.当质点b的位移为2cm时，质点a的位移为正 D在(-昭时刻质点6速度最大 ★8.如图为某设计贯通地球的弦线光滑真空列车隧道：质量 为m的列车不需要引擎，从人口的A点由静止开始穿过 隧道到达另一端的B点，O为隧道的中点，O与地心O 的距离为h-R,假设地球是半径为R的质量均匀分 布的球体，地球表面的重力加速度为g,不考虑地球自转影响。已知质量均 匀分布的球壳对球内物体引力为0，P点到O的距离为x,则 A.列车在P点的重力加速度大于g B.列车在隧道中A点的合力大小为0.5mg C列车在P点的加速度a=R。工。 RB D列车在P点的加速度a一& ★9.如图，空间存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B。水平光滑 且足够长的平行导轨间距为L,电源电动势为E,内阻为r,电容器电容为C, 开始不带电。一长度略大于L的导体杆垂直导轨放置，与两导轨接触良好， 开始处于静止状态。导体杆质量为m,导体杆在导轨间的电阻为R,导轨电 物理试题（长郡版）第3页（共8页） ▣5 。夸克扫描王 极速扫描，就是高效 阻不计。现把开关拨到1，导体杆开始加速，经过足够长时间，速度达到稳定 值。再把开关拨到2，导体杆开始减速，经过足够长时间，速度达到稳定值 。下列说法正确的是 A开关拔到1解间，导体杆的加速度大小为aE ER B.一BL(R+) mE C.v:=BL (m+CB'L3) D.开关拨到2瞬间，导体杆的加速度大小为a2= BLE m(R+r)】 ★10.如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧一端固 wwwww B 定在足够长斜面的顶端，另一端与物块A拴 接，且与斜面平行，O点为弹簧原长位置。斜 面的倾角为8，物块A与斜面之间的动摩擦因数4=2tan8,物块B叠放在 A上。将两物块从O点上方x。处由静止释放，运动过程中A、B始终相对 静止。已知两物块可视为质点、质量均为m,重力加速度为g,弹簧的弹性 势能表达式为E,=2。则物块从释放到第一次返回最高点的过程中， 下列说法正确的是 A.物块下滑的最大速度出现在O点下方距离为mgsn位置 B物体B所受静摩擦力的最大值为2o+mgm) C.系统因摩擦产生的热量为4 ngsin(x。+mgsin k D.物体B重力势能减少量为4 g'sin0 选择题答题卡 题号 1 2 3 7 10 得分 答案 第Ⅱ卷非选择题（共56分） 三、实验题（本大题共2小题，每空2分，共14分） ★11.(6分)某物理兴趣小组用如图1所示的实验装置研究“弹簧的弹性势能与 形变量之间的关系”。轻弹簧的左端固定在竖直固定挡板上，弹簧的右端放 置一个小滑块（与弹簧不拴接），滑块的左端有一宽度为d的遮光条，O点是 物理试题（长郡版）第4页（共8页） ▣ 。夸克扫描王 极速扫描，就是高效 弹簧原长时滑块左端遮光条所处的位置。 光电门 遮光条 0cm 固定 挡板 101520 图1 图2 (1)测遮光条的宽度：用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，测量结果如 图2所示，则遮光条的宽度d mm。 (2)平衡摩擦力：将长木板左端垫一小木块（图中未画出），在O点右侧不同 位置分别放置光电门，使滑块压缩弹簧到确定位置并由静止释放小滑 块，调整小木块位置，重复以上操作，直到小滑块上的遮光条通过光电门 的时间均相等。 (3)向左侧推动滑块，使弹簧压缩一定的程度（弹簧处于弹性限度内），通过 刻度尺测出滑块左端到O点的距离x后静止释放滑块，测量滑块经过光 电门时遮光条的挡光时间。 (4)重复步骤(3)，测出多组x及对应的t,画出x一】 图像如图3所示。 图3 (5)要测出弹簧压缩到某位置时的弹性势能E。,还必须测量 (填选 项序号)。 A.弹簧原长l B.当地重力加速度g C.滑块（含遮光条）的质量m (6)测得x一是图像的斜率为。，若轻弹簧弹性势能表达式E,=kx2成 立，则轻弹簧的劲度系数为 (用测得的物理量字母表示)。 12.(8分)有一个待测电压表V,其内阻r未知（约15kn~20kn)、量程在 12V~15V之间，共有N个均匀小格，但刻度数值已经模糊。为了测量其量 程及其内阻并重新标刻度值，实验室提供下列器材选用： 标准电压表V1(量程为3V,内阻n1=3k); 标准电压表V2(量程为15V,内阻r2约为30k)； 滑动变阻器R:最大阻值为202： 直流电源E:电动势为15V,内阻不能忽略，开关、导线若干。 (1)用多用电表的欧姆挡粗略测量待测电压表的内阻，多用电表刻度盘上电阻 刻度中间值为20。实验时应将选择开关拨至倍率“X ”(填“1”“10” 或“1k”)。 物理试题（长郡版）第5页（共8页） ▣ 。夸克扫描王 极速扫描，就是高效 ▣然 (2)为了让电表指针均偏转到满偏的三分之一以上，且能较精确地测出待测电 压表V的量程和内阻r,请在如图所示的虚线方框内将电路图补充完整， 并将所选用的器材用相应的符号表示。 (3)根据设计的电路图进行实验，调节滑动变阻器，并让待测电压表V的指针 恰好偏转了格，为了得到待测电压表V的量程，读出标准电压表V,的 示数U,标准电压表V2的示数U2,待测电压表V的量程为 ,内阻 为。（均用测得的物理量和题中已知量的符号表示） 四、计算题（本大题共3小题，共42分。第13题12分，第14题14分，第15题16分） 13.(12分)“拔火罐”是一种中医的传统疗法，某实验小组为了 阀门K 探究“火罐”的“吸力”，设计了如图所示的实验。圆柱状汽 缸（横截面积为S)被固定在铁架台上，轻质活塞通过细线 与置于地面上质量为的重物相连，将一团燃烧的轻质酒 架 台 活塞 精棉球从缸顶的阀门K处扔到汽缸内，酒精棉球熄灭时密 重物 闭阀门K(不计燃烧后棉球的体积)，此时活塞下的细线刚 好拉直且拉力为零，而这时活塞距缸底为L。由于汽缸传热良好，随后重物会 被缓慢吸起，最后重物稳定在距地面号处。已知环境温度为了，不变，警= 言P,p,为大气压强，汽缸内的气体可看作理想气体，求： (1)酒精棉球熄灭时的温度T与环境温度T。的比值； (2)若从酒精棉球熄灭到最终稳定的过程中气体放出的热量为Q(Q>0),求气 体内能的变化。 物理试题（长郡版）第6页（共8页） ▣口 。夸克扫描王 极速扫描，就是高效 ▣6 ★14.(14分)有人设计了一粒种子收集装置。如图 所示，比荷为4的带正电的粒子，由固定于M N M 点的发射枪，以不同的速率射出后，沿射线MN方向运动，能收集各方向粒 子的收集器固定在MN上方的K点，O在MN上，且KO垂直于MN。若 打开磁场开关，空间将充满磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里的匀 强磁场，速率为%的粒子运动到O点时，打开磁场开关，该粒子全被收集， 不计粒子重力，忽略磁场突变的影响。 (1)求OK间的距离； (2)速率为4%的粒子射出瞬间打开磁场开关，该粒子仍被收集，求MO间 的距离； (3)在(2)问的条件下，速率为4的粒子射出后，运动一段时间再打开磁场 开关，该粒子也能被收集。以粒子射出的时刻为计时零点，求打开磁场 的时刻。 物理试题（长郡版）第7页（共8页） ▣▣ 。夸克扫描王 极速扫描，就是高效 ▣生 15.(16分)五行八卦在中国传统文化中较为神秘，用来推演空间时间各类事物之 间的关系。有一兴趣小组制作了一个“八卦”轨道游戏装置，如图所示，ABC 和CDE是半径r=0.3m的光滑半圆磁性轨道，AFE是半径R=0.6m的光 滑半圆塑料细管道，两轨道在最高点A处前后略有错开（错开距离相对于两 个轨道的半径都很小)。左侧有一与水平面夹角0=37°，长度L=1.25m的斜 面MN,斜面底端M和轨道最低点E在同一水平面上，在斜面底端有一弹射 器用于发射质量m=0.3kg的小滑块P,在斜面顶端N处有一被插销锁定的 相同质量的小钢球Q。某次试验时，将小滑块以初动能Ek=6.5J发射，到达 斜面顶端后与小钢球发生对心弹性撞击，同时小钢球解除锁定，小钢球恰能无 碰撞进人塑料细管道的A点，经塑料管道和“八卦”轨道后返回。设小钢球和 磁性轨道间的磁力大小恒为F,方向始终与接触面垂直，不考虑小钢球脱离磁 性轨道后的磁力。小滑块在斜面上运动时受到的摩擦力大小恒定，小滑块P、 小球Q在运动中均可视为质点，忽略空气阻力。(sin37°=0.6，cos37°=0.8， g=10m/s2)求： E (1)Q恰能无碰撞进入细管道时在A点的速度大小vA; (2)要使Q不脱离磁性轨道，求所需磁力F的最小值； (3)P从发射到与Q发生碰撞过程中，斜面摩擦力对P做的功W: (4)通过调节斜面长度L和ME间水平距离x,使Q始终能无碰撞地从A点 进人细管道，求发射P的初动能Ek与x之间的关系。 物理试题（长郡版）第8页（共8页） ▣▣ 。夸克扫描王 极速扫描，就是高效 ▣6 长郡中学2025届高三月考试卷（六） 物理参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A D B AD BD AC AD L.B【解析】B射线其实质是高速电子流，故A错误：核电站可通过控制中子数目来控制核反应刷烈程度，故B正确；根 据质量数守恒和电荷数守恒知，a粒子轰击号N,生成O,其核反应方程为：片N十H→O+}H,产生了质子，故 C错误：每次a衰变，质量数少4，电荷数少2，所以中子数少2，每次B衰变一个中子转化成一个质子和一个电子，所 以中子数少1，所以经过4次α衰变，2次3衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少4×2十2X1=10,故D错误。 故选B。 2.C【解析】以两个小球整体为研究对象，受到重力和拉力，如图所示 根据牛顿第二定律有(m十MDa=(m十M)gtan a 得a=gtan a入 以下面小球为研究对象，受到重力和拉力，如图所示 根据牛顿第二定律有Ma=Mgtan0 得a=gtan0,因为两球的加速度相同，则可知两段细线与竖直方向的夹角相同。 3.D【解析】水柱中的水在空中处于失重状态，故A错误；水柱最高点离地越高，水在空中运动的时间越长，故B、C错 误；根据斜抛运动的对称性，水从A,点运动到B点的时间为A,点运动到最高点时间的2倍，故D正确。 4.A【解析】场强是失量，根据失量的合成法则可知b、d两点电场方向不同，故A错误；由于b、d两点关于Q、Q连线 对称，所以6，山两点电势相学，故B正确；根据E-9,结合电场的失量叠加，由于a点扬强为零，可知Q的电荷量大 于Q的电荷量，故C正确；a、b、c、d在Q2的等势线上，所以c,a两点的电势决定于Q,的电场，故a点电势一定高于 c点电势，a,b间的电势差大于b,c间的电势差，故D正确；本题进错误的，故选A。 5.D【解析】设输入端电压U。,初级电流电压1，U1,次级电流电压12U2,每个灯泡电阻R,次级总电阻R,则 u=+R受-是贵-贵 R=号解得= U。 一，可知当仅使滑片M上移时，减小，则1变大，灯泡L变亮，灯泡L两端电压变 四)R+ 72 大，则变压器输入电压减小，则变压器输出电压大小不能确定，则灯泡L、L不一定都变亮，选项AB错误；仅使滑片 N自变阻器：端向b端移动，则整个并联部分的总电阻先变大后变小，即变压器原线圈的等效电阻R=R,先增大 U。 后减小，根据欧拇定律山一代十反可知，通过变压器原线图的电流先减小后增大，因此副线圈中的总电流先减小后 增大，电流表示数先减小后增大，故C错误；仅使滑片N自变阻器α端向b端移动，灯泡La所在支路电阻逐渐减小， 则灯泡L。中的电流一直增大，D正确。故选D。 6B【解析】根据杨氏双缝干涉相邻条纹间距的公式有△=宁，当双缝与屏之间的介质为矿泉水时，波长会支小，而 双缝间距d与双缝与屏之间的距离L相同，所以△小于△，故A错误；设光在真空中的波长为入、在介质中的波 长为，依题感有△=台，=学，=合则可如岛=故B正确：P点处是P,上方的第4条亮条仗的中心 双姓的光程美为光在矿泉水波长的4格，则未自S和的光传播到P点处的时间长为一县4 ccc nn 故C错误：将S。水平向左移动的过程中，P点与双缝光程差不会改变，据题仍是光在介质中波长的四倍，所以仍能观 察到亮条纹，故D错误。 7.AD【解析】设质点的起振方向向上，则质点的振动方程为x=Asin t,若a、b中间的距离小于1个波长，对于b,点有 1=2 sin,解得am=吾a点振动的时间比b点长，所以由1=2sina侧，得a侧-吾a,b两个质点振动的时间差为 =-4-急-子所以a,b之间约矩高为4=a=令则适式为十号）以=50mm=0,1.2,3,则流长可以 物理参考答案（长郡版）一1 ▣ Q夸克扫描王 极速扫描，就是高效 ■ 为入三50cm(n=0,1,2,3…),当n=0时入=150cm,由于n是整数，所以入不可能为12cm,故A正确，B错误：当 质点b的位移为十2cm时，即b到达波峰时，结合波形知，质点口在平衡位置下方，位移为负，C错误；由0=否，得 一忌-司当一召--部时质点b到达辛街位重处，速度最大，故D正确，故选AD。 8.,BD【解析】由于质量均匀分布的球壳对球内物体引力为0，则在P点有G(√干) Mpm =mgp Mp M 解得g=十及 0 由于质量均匀分布，则有4 (P+F)”号R R”g<g,A错误： 列车在隧道中A点受到地球指向地心的万有引力与垂直于隧道向上的支持力，如图所示 则有E。=60mBG贺-mg血-R R R VR- 解得F。=mg 1 R mg,B正确： 令∠PO0=a,根据上述，则有G Mpm ()isin a-ma,sin a- √x2+h 解得a=兰。必究 C错误，D正确。故选BD。 9.AC【解析】开关找到1醉间，导体杆的速度为零，还没有产生动生电动势，回路电流山一R千， E 导体杆受到的安培力F=BL一R干 _BLE 学休杆加逸度大小为山点限故A正确， 导体杆做加速度逐渐减小的加速运动过程中，当加速度减小到零时，速度达到稳定值。此时导体杆产生的动生电动 势等于电源电分势E,有BL=E,可得=昆故B错误： 导体杆做加速度逐渐减小的减速运动过程中，当速度达到稳定值时，电容器充电的电荷量达到Q。导体杆产生的动 生电动势等于电客器两瑞电压U,有B肌=U,=号 当导体杆速度为v时，设电流为i,取一段时间微元△1，速度变化△U。由动量定理知一BL△=m△U mE 全过程求和可得-BL.Q=m(一)，联立，可得一BL(m十CB西，故C正确； 开关拨到2，导体杆相当于电源，开始给电客充电。开关拔到2的瞬间，电容带电荷量为零，设此时电流为I2,可得I2 -BLu_E 导体杆受到的安培力F,=B,L=BLE R 导休轩加递度大小为-后-刷票，长D错误。故选AC 10.AD【解析】当物块合力为零时，速度最大，则2 ngsin0=u·2 mgcos0+kx 最大速度的位置在0点下方距离为x=mi,故A正确； 整体加逸度最大时，B所受摩擦力最大。整体运动至最低，点过程中，根据能量守恒 2mg(x十)sin0=4·2mgos0x十a)+k-d,得-20+x 对整体，即将运动至最低点时，由牛顿第二定律k一2 ngsin0十：·2 ngcos0=2ma 行a=+ngsin9,对B,根据牛顿第二定律。一mngsin0=ma 21m 得物体B所受静摩擦力的最大值为了。=（十3），故B错误： k 物理参考答案（长郡版）一2 ▣▣ Q夸克扫描王 极速扫描，就是高效 ▣9