2024-2025學年湖南省永州市高三（第一次）模擬考試物理試卷

一、單選題：本大題共6小題，共24分。

1.我國正在建設的大科學裝置一一“強流重離子加速器”。其科學目標之一是探尋神秘的“119號”元

素，科學家嘗試使用核反應丫+笛34nl+2加產生該元素。關于原子核丫和質量數4下列選項正確

的是（）

A.丫為患=299B.丫為患尸e,A=301

C.y為雙Cr/=295D.T為^Cr,A=297

2.2024年8月3日，中國選手鄭欽文在巴黎奧運會網球女單決賽中戰勝克羅地亞選手維基奇奪冠，為中國網

球贏得史上首枚女單奧運金牌。如圖所示，網球比賽中，運動員甲某次在B點直線救球倒地后，運動員乙

將球從距水平地面上D點高度為％的4點水平擊出，落點為C。乙擊球瞬間，甲同時沿直線BC奔跑，恰好在

球落地時趕到C點。已知BC1=d,BC=1,網球和運動員甲均可視為質點，忽略空氣阻力，則甲

此次奔跑的平均加速度大小與當地重力加速度大小之比為（））為

C"2+'2

D+乒

3.如圖所示，一裝滿某液體的長方體玻璃容器，高度為a,上下兩個面為邊長3/a的正方形，底面中心。

點放有一單色點光源，可向各個方向發射單色光。液面上漂浮一只可視為質點的小甲蟲，已知該液體對該

單色光的折射率為幾=理，則小甲蟲能在液面上看到點光源的活動區域面積為（）

A.叱

B./——：-------；_/_/

D.a2Li__________________1/

4.假設某空間有一靜電場的電勢0隨x變化情況如圖所示，且帶電粒子的運動只考慮受電場力，根據圖中信

息可以確定下列說法中正確的是（）19

A.從%2到比3，場強的大小均勻增加%________

B.正電荷沿x軸從0運動到Xi的過程中，做勻加速直線運動'、：\

O陽X,覆X,X,

第1頁，共20頁

C.負電荷沿X軸從久4移到久5的過程中，電場力做正功，電勢能減小

D.乂2處場強大小為外，*4處場強大小為瓊，則E2>E4

5.中國載人登月初步方案己公布，計劃2030年前實現載人登月科學探索。假如在登月之前需要先發射兩顆

探月衛星進行科學探測，兩衛星在同一平面內繞月球的運動可視為勻速圓周運動，且繞行方向相同，如圖

甲所示，測得兩衛星之間的距離Zr隨時間變化的關系如圖乙所示，不考慮兩衛星之間的作用力。下列說法

正確的是（）

A.a、6兩衛星的線速度大小之比%:%=7^:1

B.a,6兩衛星的加速度大小之比a。:%=4:1

C.a衛星的運轉周期為T

D.6衛星的運轉周期為27

6.如圖所示，4、B滑塊質量分別是64和MB，斜面傾角為a,斜面體。緊靠地板突出部分E,控制4使所有

物體處于靜止狀態。現靜止釋放4當4沿斜面體。下滑、B上升時，不計繩子質量及一切摩擦，重力加速

度為g,地板突出部分E對斜面體D的水平壓力F為（）

m/(mzgsina-TnBg)皿但

A.B.g^osa

mA+mBmA-mB

m/(m/gcosa—m*)D%(如gcosc-niBgg

c.■sina

mA+mBmA+mB

二、多選題：本大題共4小題，共16分。

7.如圖甲所示為一列沿x軸傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形圖，a、b、c為介質中的三個質點，圖乙表

示x=6血處質點a的振動圖像，下列說法正確的是（）

A.該波沿x軸正方向傳播

B.該波的波速大小為3m/s

C.t=9s時，質點a處于波谷位置

D.t=2s時，質點b振動的速度方向與回復力方向相反甲乙

8.理想變壓器原、副線圈所接的電路如圖甲所示，原、副線圈的匝數比為何:電=4:1,其中定值電阻％=

^2=^3=110/2,兩電表為理想交流電表,原線圈兩端接有如圖乙所示的交流電。當t時，原線圈

6UU

的瞬時電壓為u=110"人斷開Si、S2,

P2o則下列說法正確的是（）

A.閉合Si、斷開S2，電壓表的示數為55U

B.閉合Si、S2，電流表的示數為4.04

C.斷開Si、S2，電流表的示數為0.044

D.Pi：P2=1：4

9.如圖甲是風洞示意圖，風洞可以人工產生可控制的氣流，用以模擬飛行器或物體周圍氣體的流動。在某

次風洞飛行表演中，質量為50的的表演者靜臥于出風口，打開氣流控制開關，表演者與風力作用的正對面

積不變，所受風力大小F=0。5"2（采用國際單位制），U為風速。控制u可以改變表演者的上升高度兒其/

與h的變化規律如乙圖所示，g取l（hn/s2。表演者上升10爪的運動過程中，下列說法正確的是（）

A.表演者做勻變速直線運動，加速度大小為0.02a/s2

B.表演者一直處于失重狀態

C.表演者上升57n時獲得最大速度

D.表演者的機械能一直在增加

10.如圖所示，MN和PQ是兩根電阻不計的光滑平行金屬導軌，間距為3導軌水平部分處在磁感應強度大

小為8的勻強磁場中，磁場方向與水平導軌平面夾角為37。，導軌右端接一阻值為R的定值電阻，質量為

m,長度為L的金屬棒，垂直導軌放置，從導軌左端h高處靜止釋放，進入磁場后運動一段距離停止（金屬棒

未到達NQ）。已知金屬棒電阻為R,與導軌間接觸良好，且始終與磁場垂直，重力加速度為g,sin370

=0.6,cos37°=0.8,則金屬棒進入磁場區域到停止過程中（）

A.定值電阻R產生的焦耳熱為

B.金屬棒在水平導軌上運動時對導軌的壓力越來越小

C.定值電阻兩端的最大電壓為星鑼

D.金屬棒在磁場中運動的距離為典當尋

三、實驗題：本大題共2小題，共16分。

11.某中學實驗小組為探究加速度與合力的關系，設計了如圖甲所示的實驗裝置。

主要實驗步驟如下:

第3頁，共20頁

①按圖甲安裝實驗器材：質量為小的重物用輕繩掛在定滑輪上，重物與紙帶相連，動滑輪右側的輕繩上端

與固定于天花板的力傳感器相連，鉤碼和動滑輪的總質量為M,圖中各段輕繩互相平行且沿豎直方向；

②接通打點計時器的電源，釋放鉤碼，帶動重物上升，在紙帶上打出一系列點，記錄此時傳感器的讀數

F；

③改變鉤碼的質量，多次重復實驗步驟②，利用紙帶計算重物的加速度a,得到多組a、F數據。

請回答以下問題：

（1）已知打點計時器的打點周期為0.02s,某次實驗所得紙帶如圖乙所示，2、B、C、D、E各點之間各有4

個點未標出，則重物的加速度大小為a=M/S2（結果保留三位有效數字）。

（2）實驗得到重物的加速度大小a與力傳感器示數F的關系如圖丙所示，圖像的斜率為人縱截距為

-b（b>0）,則重物質量m=,當M=3m時，重物的加速度大小為a=。（本問結果均用k或b

表示）

12.已知鋁的電阻率在2（FC時約為2.9x10-8。,m）一般家用照明電路采用橫截面積為4機62的鋁線即可滿

足要求。現有一捆帶絕緣層的鋁導線，長度為L=200小，小明根據所學的知識，通過實驗測量導線的電

阻。實驗步驟如下:

三

二30

二

二

-25

三

二20

二

圖甲

（1）剝掉導線一端的絕緣層，用螺旋測微器測量鋁導線的直徑，示數如圖甲所示，則鋁導線的直徑d=

_____mm；

⑵小明先用理論知識求出鋁導線的電阻的表達式，&=（用p、d、L表示）；

（3）用如圖乙所示的電路測這一捆鋁導線的電阻/?2。提供的器材有：電池組（電動勢為37）,滑動變阻器的

（0-2012,額定電流24）、定值電阻刷（阻值為6。，額定電流24）、兩個相同電流表&和42（內阻為。.3。，

刻度清晰但沒有刻度值，連接電路時，兩電流表選用相同量程）、開關和導線若干；閉合S前，滑動變阻器

的滑片應調到（選填“a端”或“端"）。閉合S調節滑動變阻器，使電流表指針偏轉合適的角度。數

出電流表&偏轉為格，右偏轉電格，有￡=掾，則這捆鋁導線的電阻R2=____O，該實驗在原理上測量

值_____真實值。（填大于、或等于、或小于）

四、計算題：本大題共3小題，共44分。

第4頁，共20頁

13.如圖所示，一導熱汽缸開口向左，靜置于水平地面上。汽缸深度為20cm。活塞質量為20kg,橫截面積

為100CM2,厚度忽略不計，可以在缸內自由滑動。活塞將一定量的理想氣體密封在汽缸內，環境溫度為

2

27,空氣柱長度為12cm。已知大氣壓強為1x105pa,g=10m/so求：

(1)順時針緩慢旋轉汽缸到開口豎直向上，且活塞平衡時，此時空氣柱的長度；

(2)汽缸開口向上平衡后，對汽缸緩慢加熱，當活塞剛剛到達缸口時，此時缸內的溫度；

(3)若在(2)過程中密封氣體的內能增加了80/,則氣體需從外界吸收的熱量。

14.如圖所示，坐標系xOy平面在紙面內，在x20的區域存在垂直紙面向外的勻強磁場，03x<d的區域I

和尤2d的區域n的磁感應強度大小分別為%和4。大量質量為小、電荷量為q的帶正電的粒子，同時從原

點。射入磁場，粒子射入的速度大小相等，在坐標平面內與x正方向成8(-90。W8W90。)角。沿y軸正方向

射入的粒子在P(d,d)點垂直兩磁場的邊界射入區域H。不計粒子的重力和粒子間的相互作用。

(1)求粒子從原點。射入磁場時的速度大小；

(2)求不能進入區域II內的粒子，在區域I內運動的最長時間；

(3)若粒子在區域II中受到與速度大小成正比、方向相反的阻力，比例系數為k,觀察發現沿y軸正方向射入

的粒子，射入區域n后粒子軌跡呈螺旋狀并與兩磁場的邊界相切于Q點(未畫出)，求：

①該粒子由P點運動到Q點的時間；

②該粒子在區域n中運動軌跡的長度。

15.如圖所示，物塊4、8質量分別為犯4=2的,叫=1kg,用輕繩相連并用勁度系數k=500N/m的輕質彈

簧系住掛在天花板上靜止不動。B正下方有一個半徑為R=0.6爪的四分之一光滑固定圓弧軌道，其頂點a

距離物塊B的高度九=0.2m。某時刻4、B間的繩子被剪斷，然后4做周期T=0.4s的簡諧運動，B下落并從

a點平滑地進入光滑固定圓弧軌道。當月第二次到達平衡位置時，B恰好運動到圓弧末端與質量為me

第5頁，共20頁

=0.63的滑塊C相碰結合為滑塊D。。平滑的滑上與圓弧末端等高的傳送帶，傳送帶的水平長度為

L=lm,以%=1M/S的速度順時針轉動，。與傳送帶間的動摩擦因數〃=0.2。傳送帶右端有一等高的固

定水平平臺，平臺上表面光滑，平臺上靜置著2024個相距較近的質量為租1=3.23的小球，。能夠平滑地

滑上平臺，且D與小球、小球與小球之間的碰撞均為彈性正碰(48、。、小球均可以看作質點，重力加速

度g=10m/s2,忽略空氣阻力)。求：

'//////////////////////////////////////////////////////////////

(1)物塊a做簡諧運動的振幅；

(2)光滑固定圓軌道對物塊B的沖量大小；

(3)整個運動過程中D與傳送帶之間因摩擦產生的熱量。

第6頁，共20頁

答案解析

1.C

【解析】根據核反應方程丫+部+2M根據質子數守恒設丫的質子數為y,則有

y+95=119+0,可得y=24即丫為舞Cr;

根據質量數守恒，則有54+243=2+2,可得2=295。

故選C

2.2

【解析】設甲此次奔跑的平均加速度大小為a,當地重力加速度大小為g,對甲有

,1，

I=—at2

對網球有

1,

h=-gtz

聯立可得

a_I

9一百

故選/。

3.C

【解析】全反射的臨界角滿足

1

sinC=—

n

解得

C=45°

當入射角為臨界角時，在上表面能折射出光線的最大半徑為r,光路圖如圖所示

r=atan45°=a

第7頁，共20頁

故小甲蟲能在整個水面上看到點光源，活動區域面積為

S—nr2=7ra2

故選C。

4.0

【解析】4根據

E=——

可知W-X圖像中圖線的斜率表示靜電場的電場強度，由圖可知，沿X軸方向，從冷到*3,場強的大小恒

定。故4錯誤；

2.同理可知。-久1沿x軸方向的電場強度為零，正電荷沿龍軸從。運動到處的過程中，沿x軸方向的電場力

為零，一定不做勻加速直線運動。故8錯誤；

C.由圖可知，久4移到尤5的過程中電勢降低，根據

Ep=q(p

可知負電荷沿X軸從血移到X5的過程中，電場力做負功，電勢能升高。故C錯誤；

D根據4選項分析可知，“2處圖線斜率絕對值大于％4處圖線斜率絕對值，所以

&＞石4

故。正確。

故選。。

5.B

【解析】4設a衛星與月球的距離為心,6衛星與月球的距離為人，根據圖像有

ra+rb—6r,rb—ra=2r

聯立，解得

ra=2r,rb-4r

兩衛星均繞月球運動，設a衛星與b衛星的速度分別為%、%，根據牛頓第二定律有

GMmv2

——=m—

解得

,,IGM

弋Y

可知a、b兩衛星的線速度大小之比

%:%=p.l

故/錯誤;

第8頁，共20頁

A根據

GMm

-=ma

解得

GM

CL=—5-

，'乙

可知a、b兩衛星的加速度大小之比

a

CLa,-b=4：1

故8正確；

CD.根據開普勒第三定律可得

叁=五

7272

1a1b

根據圖像可知，經過時間T兩衛星再次相距最近，有

聯立，解得

Ta=^fir,兀=(2避-1)7

故CD錯誤。

故選瓦

6.A

【解析】由題意可知，對力、B、。組成的整體為研究對象，地板突出部分E對斜面體。的水平壓力F,可

知水平壓力F只引起滑塊4水平方向的加速度，因為B、D在水平方向的加速度均是零，因此由牛頓第二定

律可得

F=m^ax

對4B組成的整體則有

mAgsma—mBg=(mA+mB)a

又有

ax—acoscr

聯立解得

第9頁，共20頁

mA(jriAgsma—mg')

F=--------------------------B-----coscr

mA+mg

故選4。

l.BD

【解析】】4由圖乙可知t=0時刻，a點振動方向向上，根據波形平移法可知該波沿x軸負向傳播，故/

錯誤；

A根據

A

V=-

T

其中

A=12m,T=4s

可得

v=3m/s

故8正確；

C根據簡諧振動的周期性，可得

T

t=9s=2T+工

4

即質點a在t=9s時的位置與t=Is時位置相同，均處于波峰位置，故C錯誤；

D依題意，

T

由于t=0時刻質點b向上振動，可知t=2s時質點6振動的速度方向向下，回復力方向向上，兩者方向相

反，故。正確。

故選80。

8.AD

【解析】4由題圖乙可知，交流電的周期7=0.02s,則有角速度

27r2兀

3=-y=00?rad/s=100nrad/s

可得交流電的瞬時值表達式為

u=U僅sin100m：(U)

當t=^s時，原線圈的瞬時電壓為u=lio"u，代入上式可得

OUU

Um=220避V

第10頁，共20頁

則有變壓器原線圈的電壓為

u220J2

Ui=m=——r^—V=2207

22

由原、副線圈的電壓比與匝數比的關系可得

￡1=

。2n2

由

n1:n2=4:1

解得

7121

U=—Ui=-x2207=55V

2Til4

閉合Si、斷開S2,可知右兩端電壓為55U,即電壓表的示數為55U,N正確;

8.閉合Si、S2，由歐姆定律可得副線圈中電流

U2U25555

h=瓦+石=W4+TIOA=1A

由變壓器原、副線圈的電流比與匝數成反比可得

4=盥

h一n1

解得

九2

/i=—I=0.25X

九12

則有電流表的示數為0.254,8錯誤;

C斷開Si、S2，由歐姆定律可得副線圈中電流

U55L

I2=V；-,—mk-="八?..八—=0.25i4

2R1+R2110+110

則電流表的示數為

九2

，,

/1=—/2=0.062571

九1

C錯誤；

D斷開Si、S2，電源消耗的電功率為

Pl=UJ1'=220x0.0625〃=13.75/

閉合Si、S2，電源消耗的電功率為

=U/1=

P2220x0.25W=55勿

可得

第11頁，共20頁

Pi?2=13.75:55=1:4

。正確。

故選AD?

9.CD

【解析】ABC.對表演者進行分析，當

F=0.05v2>mg

合力向上，人向上加速，由牛頓第二定律

0.05v2—mg—ma

故隨著風速減小，加速度減小，人先做加速度減小的加速運動；

當

F=0.05/=mg

解得

v2=1.0X104m2-s-2

由乙圖可知

v2=1.2x104m2-s-2-400/i

聯立解得

h=5m

這時加速度為零，速度最大；

當

F=0.05v2<mg

合力向下，人向上減速，由牛頓第二定律

mg—0.05v2—ma

故隨著風速的減小，加速度增大。所以表演者先做加速度逐漸減小的加速運動，再做加速度逐漸增大的減

速運動，則表演者先處于超重狀態再處于失重狀態，故錯誤，C正確；

D表演者在上升過程中受風力作用，由于

WF=AE

風力做的功等于機械能的變化量，風力做正功，則表演者的機械能一直在增加，故。正確。

故選CD。

1Q.ABD

【解析】4由能量守恒可得

第12頁，共20頁

Q總=mgh

由

Q=l2Rt

可得，定值電阻R與金屬棒產生的熱量相等，所以定值電阻R產生的焦耳熱為

mqh

Q總二〒

故/正確；

2.金屬棒在導軌上運動中，對金屬棒受力分析，如圖所示，

由平衡條件，可得

FACOS37°+mg—FN

其中

BLvB2L2V

FA=BIL=BL=

Zn2R

聯立，解得

B2L2VCOS37°

FN=--------2R------+mg

金屬棒在磁場中做減速運動，速度。變小，則Qv變小。故2正確;

C由題意，據機械能守恒定律可得

1?

mgh=—mvQ

解得

Vo=72gh

金屬棒剛入磁場時，速度最大，電動勢E最大，電流/最大，此時電阻R兩端的電壓最大，則有

3BLyl2gh

io-

故C錯誤;

D由動量定理得

—FAsin37°-At=m'Av

第13頁，共20頁

則有

B2L2vsin2370■At

=mv—0

2Ro

則有金屬棒在磁場中運動的距離為

SUmRyj2gh

x—v?At

-9B2L2-

故。正確。

故選4BD。

11.(1)1.80

(2)|冬

【解析】(1)相鄰兩計數點的時間間隔為

T=5X0.02s=0.1s

根據逐差法求出重物的加速度大小為

XCE—^AC12.76+11.04—9.32—7.29

x10~2m/s21.80m/s2

a=(27)2=一4x0.12

(2)[1]對重物，根據牛頓第二定律可得

F—mg=ma

整理得

F

a=-m----9

圖像的斜率

771

解得重物質量

1

m=-r

k

[2]圖像的縱截距為

可得

b=9

根據滑輪組的特點可知，鉤碼的加速度為重物的一半，則

第14頁，共20頁

Mg—2F=M或

對重物有

F—mg=ma

當M=3機時，聯立解得重物的加速度大小為

2b

12.(1)2.254##2.255##2.256##2.257

I)71(12

(3)a端1.5等于

【解析】(1)螺旋測微器的讀數為固定刻度與可動刻度之和，所以鋁導線的直徑為

d=2mm+25.5x0.01mm=2.255mm

(2)根據電阻定律可得

L

&=叼

d1

S=7T(-)2Q=-rTldQ2

L4

所以

4PL

R2=^

(3)[1]為保護電路，閉合S前，滑動變阻器應全部接入電路，所以滑片應調到“a端”；

[2]設電流表每格的電流為/,則

&-rA-1.5°

[3]由于電流表內阻已知，所以該實驗在原理上不存在系統誤差，即測量值等于真實值。

1

13.(1)氣體做等溫變化，有

PoLoS=P1L1S

其中

mg

5

Po=1x10pa,Lo=12cm,pi=po+丁

解得

第15頁，共20頁

L]=10cm

(2)氣體做等壓變化，有

LiS_L2s

五二五

其中

T]=300K12=20cm

解得

T2=600K

⑶由

AU=W+Q

其中

AU=80J,W=—pi?2—Li)S=-120/

解得

Q=200/

【解析】詳細解答和解析過程見【答案】

14.(1)由題意知，粒子做圓周運動的半徑

r=d

由

v2

quB、=m—

解得

qBid

v-------

m

(2)由旋轉圓模型知，粒子沿久軸正向進入I區域的時間最長，即

_T_Tim

'max=2=qB[

(3)①該粒子在區域n中的運動軌速如圖所示

第16頁，共20頁

洛倫茲力提供向心力

qvB2=ma)v

可得

qB

3=-----2-

m

即角速度為一定值，又可知粒子與邊界相切時轉過的弧度為I兀，時間

e

t=—

3

解得

_3nm

②粒子在區域n中做螺旋線運動，由于阻力最后停下來，在切線方向上，牛頓第二定律

—kvt=mar=

則

_/c￡(u遇t)=0—

有

kl=mv

解得

qBid

1=~iT

【解析】詳細解答和解析過程見【答案】

15.(1)初始狀態下，伸長量為

(m+mB)g

Axi=—"A心。°=0.06m

K

剪斷后，/處于平衡位置時伸長量為

TYIAQ

r~=0.04m

K

振幅

A=4%2=0.02m

(2)物塊8做自由落體運動的時間

1

h=qg及7

解得

第17頁，共20頁

ti=0.2s

8落入a的速度

%=gti=2m/s

根據動能定理

121

mBgR=-mBv--mBvl

得B在圓弧末端的速度

v=4m/s

B在圓弧上的運動時間

3T

t2=彳Ti=0，ls

取向下為正方向，豎直方向

Iy+mBgt2=-mBva

解得