2025届湖南省长沙市南雅中学高三下学期三模考试物理试题

1 南雅中学 2025 届高三模拟考试 物 理 答 案 1．C 2．A 【详解】根据题意，对铲子受力分析，受重力、桶底的支持力和摩擦力、筒壁的支持力，如 图所示 由平衡条件有 1 cosN f  ， 1 2sinN N mg   又有 2f N ， 联立解得 cos sin cos mgf        故选 A。 3．C 【详解】A．由图乙、丙可得 8sT  当波向右传播时 1 4AC x nλ λ  （n=0，1，2，3…），解得 80 m 4 1 λ n   （n=0，1，2，3…） 故 A错误； B．当波向左传播时 3 4AC x nλ λ  （n=0，1，2，3…），解得 80 m 4 3 λ n   （n=0，1，2，3…） 故 B错误； C．由题意可得，波向左传播，又因为3 4λ AC λ  ，所以 3 4AC x nλ λ  取 3n  ，此时 10 2m/s m/s 4 3 3 λv T n     设波从波源传播到 B点所用时间为 1t ，则 1 10 s 15s2 3 BCxt v    若振源位于C点，起振方向向下，B点起振后到第 1次到达波峰所用时间为 2t ，则 2 1 2s 4 t T  那么从振源起振开始计时， B处质点第 1次到达波峰需要 1 2 17st t t   故 C正确； D．由题意可得，波向左传播，又因为3 4λ AC λ  ，所以 3 4AC x nλ λ  取 3n  ，此时 10 2m/s m/s 4 3 3 λv T n     设波从波源传播到 B点所用时间为 1t ，则 1 10 s 15s2 3 BCxt v    若振源位于C点，起振方向向下，B点起振后到第 1次到达波峰所用时间为 2t ，则 2 3 6s 4 t T  那么从振源起振开始计时， B处质点第 1次到达波峰需要 1 2 21st t t   ，故 D错误。 2 故选 C。 4、【答案】C 5、【答案】D 6、【答案】D 【详解】 A、C与地面间不可能有相对运动，故 A错； B、F = (μ + μ)(3m + 2m)g时，AB出现相对滑动，故 t = 10s时 AB间相对滑动； CD、t = 12s时，BC先从 5s开始一起相对静止加速运动到 10s，B再从 10s-12sB断续加速， 5s-10s，对 AB由动量定理：5���+10��� 2 × (10 − 5) − 5��� × 5 = 2�(�1 − 0) 解得：�1 = 2.5�� 10s-12s，对 B由动量定理：10���+12��� 2 × (12 − 10) − (5��� + 3���) × 2 = 2�(�2 − �1) 解得：�2 = 5.5�� 综上：选 D 7、【答案】AC 【解析】A、�.设激光在材料中的传播速度为�，频率为�，由波长、频率和传播速度之间的 关系有� = �0�，� = � 1�，以及� = � �，解得� = 2， A正确，B错误; C、�.设激光发生全反射时的临界角为�， 则 sin� = 1�，解得临界角� = � 6，刚好不从��、��直接射出的光线如图所 示，��、��截面上没有光线直接射出部分的总长度� = 2�(1 − tan�)，解 得� = 2(3− 3)�3 ，C正确，D错误。 8、【答案】B C 9、【答案】AC 【详解】A．壳内场强处处为 0，故移动试探电荷不做功，A正确； B．在圆心 O处放一个电量为 2Q 的点电荷，由于静电感应，球壳内表面感应出 2Q 的电 荷，则球壳外表面的电荷量为 Q ，B错误； C．在 R 处取走极小一块面积 S ，根据对称性，在 R 处极小一块面积的电荷产生的电场 2 2 44 4 k S kQ SE Q R R R       ， C正确； D．整个球壳在 B点的电场 1 24 kQE R  水平向右，在圆心 O正上方处取走极小一块面积 S 在 B点的场强为 2 2 2 4 Δ Δ 5 4 20 k S kQ SE Q R R R     方向斜向右下， 1E 与 2E 矢量作差即为 B点电场强 度，D错误。故选 AC。 10、【答案】CD 11、【答案】(1)B (2)C (3) 2 2x t 12、【答案】(1)a (2)3 (3)向下 (4)4000 （5）24 【详解】（1）欧姆表内部电流从黑表笔流出，经待测电阻后，从红表笔流进欧姆表，黑表笔 与内部电池正极相连，红表笔与内部电源负极相连，因此图中 a是红表笔。 3 （2）欧姆表内阻大，中值电阻大，欧姆表的倍率越大，根据闭合电路的欧姆定律，欧姆表 内阻 g ER I  内 当开关 K拨向 3时，根据并联电路电流的分配原则可知，与表头并联的电阻越小，该支路 的电流越大，回路中满偏电流越大，则欧姆表内阻越小，即为“ 1 ”挡位。 （3）从“ 10 ”挡位换成“ 1 ”挡位，即开关 K从 2拨向 3，满偏电流由 g2I 变成 g3I ，欧姆调零 电阻由 2R调零 变成 3R调零 ，根据闭合电路欧姆定律有    g2 g g 32E I R r I R R   调零 ，    g3 g g 2 33E I R r I R R R    调零 又 g2 g3I I ， 则 2 3R R调零 调零 即调零电阻接入电路的阻值减小，因此滑片向下滑动。 （4）根据闭合电路的欧姆定律，在“ 100 ”挡位进行欧姆调零，则 g1 EI R  内 在 a、b两表笔间接入阻值为 6000Ω的定值电阻 1R，稳定后表头 G的指针偏转到满偏刻度的 1 4 ，则 g1 14 I E R R   内 在 a、b两表笔间接入待测电阻 xR ，稳定后表头 G的指针偏转到满偏刻度的 1 3 ，则 g1 3 x I E R R   内 联立解得 1 2 3x R R ，则有 4000xR   13解答．(1)�1 = 5��， (2)V = 3.5 × 10−3m3 【详解】（1）对支撑杆（含活塞）和平台以及重物受力分析可得 1 0 0m g m g p S pS   解得�1 = 5�� （2）若重物的质量增加到�2 = 40��，要使活塞位置保持不变，设此时汽缸内压强为 1p ， 对整体由平衡条件可得 2 0 0 1m g m g p S p S   ，解得�1 = 6.5 × 105�� 假设应向汽缸内充入气体体积为V ，则 0 1p V pSh p Sh  ，解得 V = 3.5 × 10−3m3 14、【答案】(1) 0 Lv T  ， 2 1 22 mLU qT  (2) 3 4 x L (3) 50%k  【详解】（1）粒子在加速电场中有 21 0 1 2 qU mv 4 粒子在偏转电场中有 0L v T ，联立解得 0 Lv T  ， 2 1 22 mLU qT  （2） 2 Tt  时刻进入偏转电场的粒子在 2 T 至T 时间内做类平抛运动，有 0 U q ma d  ， 2 1 1 2 2 Ty a       ，联立解得 2 2da T  ， 1 4 dy  因 1 2 dy  ，粒子在 t T 时还未打到极板上，此时 2y Tv a       假设粒子能飞出极板。粒子在T 至 3 2 T 时间内做匀速直线运动 2 2y Ty v       解得 y dv T  ， 2 2 dy  ，故粒子的偏移量为 1 2 3 4 y y y d   因 2 dy  ，假设不成立，粒子不能飞出极板。 设粒子在 1t 时刻打到极板上，则有  1 12 y d y v t T   又 0 1 2 Tx v t      ， 解得 3 4 x L （3）电场周期性变化，现研究第一个周期内哪个时间段进入偏转电场的粒子能够从两极板 间飞出。 设粒子在时刻 0, 2 Tt      进入偏转电场，如果粒子运动时间T 后的偏移量 21 2 2 y Ty a v t      随 t增大， y增大，当 2 dy  时，解得 4 Tt  设粒子在时刻 , 2 Tt T     进入偏转电场，如果粒子运动时间T 后的偏移量   21 2 2 2 T Ty a a T t       随 t增大， y减小，当 2 dy  时，解得 3 4 t T 所以在第一个周期内，当0 4 Tt  和 3 4 T t T  时，能从两极板间飞出。飞出的粒子占总入 射粒子数的百分率 4 4 100% 50% T T k T     15．（1） 1m/sBv  ；（2） 3N sI   ，方向竖直向上；（3） 4k  【详解】（1）A自由落体运动，与 B碰前速度为 20 12v gh 解得 0 3m/sv  5 第一次碰后A竖直上抛运动，初速度为 22 2m/sAv gh  AB碰撞过程，取向下为正方向，由动量守恒定律得  0 A Bmv m v Mv   解得 1m/sBv  （2）两次碰撞时间间隔为 2 0.4sA vt g     第二次碰撞前， B的速度 ' 1m/sBBv v  此过程中，取向下为正方向，由动量定理得  'B BMg t I M v Mv     解得弹簧对 B的冲量 3N sI   方向竖直向上 （3）由 20 12v gkh ，解得 0 12 3 m/sv gkh k  AB第一次弹性碰撞，有 ' '0 A Bmv mv Mv  2 ' 2 ' 2 0 1 1 1 2 2 2A B mv mv Mv  解得 ' 2 m/sAv k  碰后 B 做简谐运动，振动周期 BT 不变（周期由振动系统决定）即 0.8sBT  AB第二次仍然在O点相碰，则A竖直上抛回到O点的时间与 B 回到O点时间相等 即   ' 2 0.4 2 3 4A v n n g     、、 代入数据，解得 2k n 当 2n  时， k值最小 4k  试卷第 1页，共 6页 南雅中学 2025 届高三模拟试卷 物 理 试 卷 命题人：高三物理备课组 审题人：高三物理备课组 本试题卷分为选择题和非选择题两部分，共 6页。时量 75分钟，满分 100 分。 一．选择题（本小题共 6小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目 要求，每小题 4分，共 24 分。） 1．贫铀是在提炼核弹及核燃料材料过程中产生的一种核废料，其主要成分是 23892 U，这种材 料密度大、硬度高、强度和韧性好，可用于制作坦克装甲、燃料电池等。 238 92 U发生α衰变时 形成新核 X，同时放出γ射线。以下说法正确的是（ ） A．该衰变过程的方程可写为 238 4 24292 2 94U+ He X B．新核 X 的结合能与 23892 U的结合能之差即为α粒子的结合能 C．衰变反应中的γ射线为高频电磁波，具有极强的穿透性 D．质量为 m的 23892 U原子核经过两个半衰期后，产生的新核质量为 1 4 m 2．餐具桶中放置一把质量为m的铲子，如图所示，若桶口边缘光滑， 铲子与竖直筒壁的夹角为，与水平桶底之间的动摩擦因数为  ，两者 恰好保持相对静止，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为 g， 则桶底对铲子的摩擦力大小为（ ） A． cos sin cos mg     B． sin cos sin mg     C． cos cos sin mg     D． sin sin cos mg     3．如图甲所示，在波的传播方向上有 A、B、C三点，其中 10mAB BC  ， 0t  时刻开始 观察到 A、C两点处质点的振动情况分别如图乙、丙所示。下列说法正确的是（ ） A．若向右传播，该波的波长为  80 m 0,1, 2,3, 4 3 n n    B．若向左传播，该波的波长为  80 m 0,1, 2,3, 4 1 n n    C．若振源位于C点，起振方向向上，且3 4λ AC λ  （ 为波长），那么从振源起振开始计 时， B处质点第 1次到达波峰需要17s D．若振源位于C点，起振方向向下，且3 4λ AC λ  （ 为波长），那么从振源起振开始计 时， B处质点第 1次到达波峰需要17s 试卷第 2页，共 6页 4.如图所示，面积为 S、匝数为 N的矩形线框在磁感应强度为 B的匀强磁场中绕垂直于磁感 线的轴 OO'匀速转动，通过滑环向理想变压器供电，灯泡 L1，L2、L3均正常发光。已知 Ll、 L2、L3的额定功率均为Р，额定电流均为 I，线框及导线电阻不计， 不考虑电流变化对小灯泡电阻的影响，则下列说法正确的是( ) A.理想变压器原﹑副线圈的匝数比为 1：2 B.线框在图示位置时，穿过线框的磁通量变化率最小 C.若把副线圈上的小灯泡 L2去掉，则副线圈上的灯泡 L1将变亮 D.线框转动的角速度为 3� ���� 5.如图所示，竖直平面内半径为 R的圆形区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度 大小为 B, P、Q为圆形区域竖直直径的两个端点，M、N为圆形区域 水平直径的两个端点。大量质量均为 m，电荷量为 q的带正电粒子， 以相同的速率从P点向纸面内的各个方向射入磁场区域。粒子的重力、 空气阻力和粒子间的相互作用均不计，则下列说法正确的是（ ） A.若粒子射入磁场的速率为��� � , 则粒子均沿竖直方向射出磁场 B.若粒子射入磁场的速率为 2��� 2� , 则粒子最远可以从 N点射出磁场 C.若粒子射入磁场的速率为3��� � , 则粒子在磁场中运动的时间可能为�� 3�� D.若粒子射入磁场的速率为3��� � , 则可能有粒子从 N点射出磁场 6．如图 1所示，某同学将 3本足够长厚度不一、长宽相同的字典 A、B、C整齐叠放在水平 桌面上，A字典的质量为 3�、B字典的质量为 2�、C字典的质量为�。已知所有接触面间 的动摩擦因数均为�，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为�。现对 B字典施加一 水平方向的拉力�, �随时间�的变化关系如图 2所示，则下列说法正确的是（ ） A．� = 5s时，C与地面出现相对运动 B．� = 3s时，A、B出现相对运动 C．� = 12 s时，B字典的速度为 4.9�� D．� = 12 s时，B字典的速度为 5.5�� 二．选择题（本小题共 4小题，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要 求，全部选对得 5分，选对但不全的得 3分，有选错或不答得 0，每小题 5分， 共 20 分。） × × × × × × × × × × × × × × × × · · ·· P Q M N 试卷第 3页，共 6页 7.如图所示，��为一半径为�的14圆弧，�为圆弧的圆心，����构成 正方形，图中阴影部分���为某种透明材料的横截面。在圆心�处放 一激光发射器，发射器能够发出细光束��垂直照射在14圆弧上，并且 光束能够以一定的角速度从��开始逆时针转过90∘，激光在真空中的 波长�0 = 650��，在材料中的波长�1 = 325 ��，光在真空中的速度大小为�，不考虑光线的 多次反射。若透明材料对该激光的折射率为�，光束在旋转过程中，��、��截面上没有光 线直接射出部分的总长度为�，则( ) A. � = 2 B. � = 2 C. � = 2(3− 3)�3 D. � = 2 3� 3 8.“星下点”是指卫星和地心连线与地球表面的交点。如图所示为航天控制中心大屏幕上显示 某卫星的“星下点”在一段时间内的轨迹，该卫星绕行方向与地球自转方向一致，则下列说法 正确的是（ ） A. 该卫星可以记录到南极点的气候变化 B. 该卫星不能记录到北极点的气候变化 C. 该卫星的轨道平面与赤道平面的夹角为 42.4o D. 地球静止同步轨道卫星的“星下点”为赤道上的一条直线 9.已知均匀带电薄壳外部空间电场与其上电荷全部集中在球心时产生的电场一样，内部空间 的电场处处为 0．如图所示为一带电量为 Q ，半径为 r的均匀带电球壳，以球心为坐标原 点，建立Ox轴，其中 A点为壳内一点，B点坐标为 2R，静电 力常量为 k，下列说法正确的是（ ） A．将 q 的试探电荷由壳内 A点移到 O点，试探电荷的电势能 不变 B．在圆心 O处放一个电量为 2Q 的点电荷，球壳外表面带电量仍为 Q C．在 R 处取走极小的一块面积 S ，O点场强大小为 44 kQ SE R   D．在圆心 O正上方处取走极小一块面积 S ，B点场强大小为 420 kQ SE R   试卷第 4页，共 6页 10.如图所示，平行光滑金属导轨间距为�，导轨处在竖直向上的匀强磁场中，两根长度均为 L材料相同的金属棒 ab、cd垂直于导轨平行放置，与导轨始终接触良好，ab、cd金属棒质 量分别为�、2m。ab棒的电阻为�。开始时��棒锁定在轨道上，对��棒施加水平向右的恒 定拉力�，经时间�, ��棒的速度达到最大值�，此时撤去拉力，同时解除对��棒的锁定，导 轨足够长且电阻不计。则（ ） A.匀强磁场的磁感应强度大小�为1 � 2�� � B．撤去拉力前��棒前进的距离为 2�� − 2�� 2 � C．撤去拉力前��棒前进的距离为�� − �� 2 � D．全过程中 ab棒产生的焦耳热为2 3 ��� − 7�� 2 9 三、非选择题（本题共 5小题，共 56 分） 11．(6分)小明同学用“身边的器材”测量图示扫地机器人（直径 350mm）启动过程中的加速 度。 (1)实验中需要测量扫地机器人启动过程所用的时间 t，下列给出 的测量工具中最合适的是_____（选填器材前面的字母代号） A．机械手表 B．手机秒表 C．自制滴水计时器 (2)实验中他用遥控器启动处于静止状态的机器人，机器人在时间 t内沿着直线运动的距离约 为半个地板砖的长度，为了较准确地测出机器人在时间 t内发生的位移 x，下列给出的测量 工具中最合适的是_____（选填相应器材的字母代号） A． B． C． (3)机器人在 t时间内的运动可视为匀加速直线运动。根据上述所测的数据写出机器人启动过 程中加速度的表达式 （用题中所给字母表示）。 12．（10分）某物理爱好者设计了一个三挡位（“×1”“×10”“×100”） 的欧姆表，其内部结构如图所示，K为单刀三掷开关，R为调零电阻， 1 2 3R R R、 、 为定值电阻，表头 G的满偏电流为 Ig，内阻为 Rg，干电 池的电动势为 E，内阻为 r。用此欧姆表测量某待测电阻的阻值，回 答下列问题： 试卷第 5页，共 6页 (1)欧姆表的两只表笔中， （选填“a”或“b”）是红表笔。 (2)当欧姆表的挡位为“×1”时，应将单刀三掷开关 K与 （选填“1”“2”或“3”）接通。 (3)若从“×10”挡位换成“×1”挡位，再进行欧姆调零时，调零电阻 R的滑片应该 （选填“向 上”或“向下”）调节。 (4)在“×100”挡位进行欧姆调零后，在 ab两表笔间接入阻值为 6000Ω的定值电阻 1R，稳定后 表头 G的指针偏转到满偏刻度的 1 4 ；取走 1R，在 ab两表笔间接入待测电阻 Rx，稳定后表头 G的指针偏转到满偏刻度的 1 3 ，则 xR  。 （5）若电源电动势原来为 1.5V，一段时间后，电动势降为 1.2V，用此欧姆表欧姆调零后测 量某电阻，读数为 30Ω，则该电阻的真实值为 Ω。 13．（10分）气动升降平台广泛应用于各种工业场合，其工作原理是通过气压差实现平台的 升降，主要由空气压缩机、调压阀、汽缸、活塞、支撑杆和平台等部分组成。如图为气动升 降平台简化原理图，支撑杆（含活塞）和平台的总质量�0 = 15��，圆柱形汽缸内的活塞底 面积为 S  3 21.0 10 m ，某时刻活塞底与汽缸底部的距离为 1mh  ，活塞下方空气的压强 3.0p   510 Pa。已知活塞上方与大气连通，大气压强 50 1.0 10 Pap   ，重力加速度 g大小 取 210m/s ，汽缸导热性能良好，忽略活塞受到的摩擦力及汽缸内气体温度变化。 (1)求此时平台上重物的质量 1m ； (2)若重物的质量增加到�2 = 40��，要使活塞位置 保持不变，应向汽缸内充入压强为 51.0 10 Pa 的气 体体积为多少？ 试卷第 6页，共 6页 14.（14分）如图甲所示，真空中的电极能连续不断均匀地放出初速度为零、质量为m、电 荷量为 q的粒子，经加速电场加速，由小孔穿出，沿两个彼此绝缘且靠近的水平金属板 A、 B间的中线平行于极板射入偏转电场，A、B两板距离为d，A、B板长为 L，AB两板间加 周期为T 的变化电场， ABU 如图乙所示，已知 2 0 2 2mdU qT  ，能从偏转电场板间飞出的粒子在 偏转电场中运动的时间也为T 。忽略极板边缘处电场的影响，不计粒子的重力以及粒子之间 的相互作用，粒子打到极板上后即消失．求： (1)加速电场中的 1U ； (2)若 2 Tt  时刻粒子进入偏转电场两极板之间， 粒子能否飞出极板？如果能，那么粒子的偏移量 y是多少？如果不能，那么粒子在偏转电场 里平行于极板方向的位移 x是多少？ (3)若发射时间足够长，则能够从两极板间飞出的粒子占总入射粒子数的百分率。 15.如图所示，轻质弹簧竖直放置，下端固定在地面上，质量 0.5kgM  的物体 B与弹簧连接， 静止在O处。将质量 0.1kgm  的物体A自物体 B正上方 1 0.45mh  处由静止释放，A与 B发 生第一次碰撞后，A立刻向上运动，上升的最大高度 2 0.2mh  ，当 B再次回到O点时恰与A 发生第二次碰撞。重力加速度 g 取 210m/s ，空气阻力不计。（A、 B碰撞时间极短，弹簧始 终处于弹性限度内，且振动周期不变）。求： （1）第一次碰撞后物体 B的速度 Bv ； （2）在两次碰撞的时间间隔内，弹簧对物体 B的冲量 I ； （3）经验证发现A与 B发生的是弹性碰撞。若将物体A释放的位置提高到 1kh 处， 仍要使A、 B前两次碰撞均在O点，求 k的最小值。