湖南省2024-2025学年高三上学期10月第二次联考物理试卷（解析版）

这是一份湖南省2024-2025学年高三上学期10月第二次联考物理试卷（解析版），共19页。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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、单项选择题：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，a、b两段圆柱形导体连接在一起，两圆柱体的材料、长度均相同，a的横截面积小于b的横截面积，a圆柱体的电阻为R1，b圆柱体的电阻为R2。在连接体两端加上恒定电压，a圆柱体两端的电压为U1，单位时间通过导体横截面的电量为q1，导体中自由电荷定向移动的速率为v1；b圆柱体两端的电压为U2，单位时间通过导体横截面的电量为q2，导体中自由电荷定向移动的速率为v2。下列关系正确的是（ ）
A. R1 < R2B. v1 > v2C. q1 > q2D. U1 = U2
【答案】B
【解析】A．由电阻定律可知，R1 > R2，故A错误；
B．由I = nqvS，因两导体中电流相等，故横截面积大的，自由电荷定向移动的速率小，故B正确；
C．因两导体中电流相等，因此单位时间内通过导体截面的电量相等，故C错误；
D．两导体中电流相等，R1 > R2，由U = IR可知，U1 > U2，故D错误。故选B。
2. 在平直的道路上测试两辆赛车的启动和刹车性能，两赛车均从静止开始先匀加速运动后匀减速运动到速度为零。若两车运动的位移相等，则下列判断正确的是（ ）
A. 两车加速时加速度大小一定相等
B. 两车减速时加速度大小一定相等
C. 两车运动最大速度之比一定等于两车运动时间之比
D. 两车运动的最大速度之比一定等于两车运动时间之比的倒数
【答案】D
【解析】AB．题中加速和减速的时间未知，则两车加速、减速的加速度大小不一定相等，故AB错误；
CD．由可知，在运动的位移相等时，两车运动的最大速度之比等于两车运动时间之比的倒数，故C错误，D正确。
故选D
3. 如图所示，O点为等边三角形ABC的中心。在A、B两点放置两电荷量相等的点电荷，若两点电荷是同种电荷，则O点场强大小为；若两点电荷是异种电荷，则O点场强大小为，与的比值为（ ）
A. B. C. 3D.
【答案】A
【解析】设O、A间的距离为r，点电荷的电量为q，当两点电荷为同种电荷，则有
当两点电荷为异种电荷，则有
可得
故选A。
4. 如图所示，从地面上P点斜向上抛出甲、乙两个小球，分别落在地面上M、N点，两球运动的最大高度相同，甲球到达M点时的动能和乙球到达N点时的动能相等，甲球到达M点时的速度大小为，重力的瞬时功率为；乙球到达N点时的速度大小为，重力的瞬时功率为。空气阻力不计，下列关系正确的是（ ）
A.
B.
C. 乙球从P点运动到N点的时间比甲球从P点运动到M点的时间长
D. 甲球到M点前速度变化比乙球到N点前速度变化快
【答案】B
【解析】A．由题意可知，甲、乙两球的初速度沿竖直方向的分速度相等，由于甲球的初速度与竖直方向的夹角小，因此甲的初速度小，乙的初速度大，即甲到达M点的速度比乙到达N点的速度小，故A错误；
B．由于甲球到达M点时的动能和乙球到达N点时的动能相等，故甲的质量比乙的质量大，因，而相等，故B正确；
C．由于两球上升的最大高度相等，则两球在空中运动时间相等，故C错误；
D．两球在空中运动的加速度相同，速度变化快慢相同，故D错误。
故选B。
5. 如图所示，一个物块从斜面上的A点以一定的初速度沿斜面向上滑行，滑到B点时速度为零，然后物块又从B点沿斜面向下滑到C点。已知物块从A到B和从B到C运动时间相同，AC长与BC长之比为2∶3，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，则斜面倾角的正切值等于（ ）
A. μB. 2μC. 3μD. 4μ
【答案】D
【解析】由题意，设斜面倾角为，根据牛顿第二定律可得物块向上滑动时的加速度大小为
物块向下滑动时的加速度大小为
根据匀变速直线运动位移时间公式，可得
AC长与BC长之比为2∶3，则AB长与BC长之比为5∶3，可得
解得
故选D。
6. 我国北斗卫星导航系统（BDS）可以为全球提供定位、导航、授时、5G传输等服务。A、B为“北斗”系统中的两颗卫星，这两颗卫星均绕地球做匀速圆周运动。A、B两颗卫星在轨运行周期之比为k，则A、B两颗卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积之比为（ ）
A. kB. C. D.
【答案】C
【解析】设卫星做圆周运动的半径为r，则
解得
则卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积
A、B两颗卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积之比
根据开普勒第三定律
得到
故选C。
二、多项选择题：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. 如图1所示，质量为1kg的小球放在光滑的水平面上，与放在水平面上的轻弹簧一端连接，轻弹簧的另一端与固定的竖直挡板连接，弹簧处于自然伸直状态。现给小球施加一个水平向右的恒力F．小球向右运动过程中加速度大小随运动的位移关系如图2所示，弹簧始终在弹性限度内，则在小球向右运动过程中，下列判断正确的是（ ）
A. 恒力F的大小为5N
B. 小球运动最大速度为
C. 弹簧的压缩量为0.3m时，弹簧的弹力大小为9N
D. 弹簧的压缩量为0.2m时，弹簧具有的弹性势能为0.5J
【答案】AD
【解析】A．开始时弹力为零，加速度为a0=5m/s2,根据牛顿第二定律可得推力的大小
A项正确；
B．弹簧的压缩量为0.2m时加速度为零，此时速度最大，由
可知，其中
解得最大速度
B项错误；
C．由题图可知，当压缩量为0.2m时，弹簧的弹力等于力F，即弹力为5.0N，可得
所以压缩量为0.3m时，弹簧的弹力大小为
F＇=kx＇=75N
C项错误；
D．从开始到弹簧的压缩量为0.2m过程中，根据功能关系
解得
D项正确。
故选AD。
8. 如图所示的电路中，、是定值电阻，R是滑动变阻器，三个电表均为理想电表，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向左移，电压表、的示数分别用、表示，电压表示数变化量的绝对值为，电流表的示数用I表示，电流表示数变化量的绝对值为，则在P向左移动的过程中，下列判断正确的是（ ）
A. 减小、增大、I减小B. 、的差值减小
C. 不变D. 电源的输出功率一定增大
【答案】BC
【解析】A．当滑片向左移，R变大，电路中的总电阻变大，总电流变小，内电压变小，外电压增大，变大，两端的电压变小，增大，故A错误；
B．、的差值等于两端的电压，两端的电压变小，故B正确；
C．根据闭合电路欧姆定律可知
电源内阻r不变，故C正确；
D．由于无法比较外电阻与电源内阻的大小关系，无法判断电源的输出功率如何变化，故D错误。
故选BC。
9. 如图所示，粗细均匀的长直杆ABC被折成“”形固定在竖直面内，AB段粗糙水平，BC段光滑，P、Q两个球套在杆上用细线连接，P、Q两球均处于静止状态。若将小球P向左移一些，P、Q仍能处于静止状态，则移动后相对移动前（ ）
A. 细线的拉力变大B. 杆BC对Q球的弹力变大
C. 杆AB对P球的摩擦力变小D. 杆AB对P球的摩擦力变大
【答案】BD
【解析】AB．对Q球研究，小球Q受到重力，绳的拉力，BC杆的弹力，处于平衡状态，如图
将小球P向左移一些，增大，用图解法可知，细线的拉力减小，杆对Q球的弹力增大，故A错误，B正确；
CD．对P、Q两球整体分析如图
可知，杆对P球的摩擦力等于杆对Q球的弹力的水平分力，即
杆对Q球的弹力变大，则该弹力的水平分力变大，杆对P球的摩擦力变大，故C错误，D正确。故选BD。
10. 点电荷A、B分别固定在x轴上和处，规定无穷远处电势为零，x轴正半轴部分区域电势与位置坐标的关系图像如图所示。下列判断正确的是（ ）
A. 点电荷A、B带异种电荷，且B的电荷量是A的9倍
B. 将一个带负电的点电荷从B点电荷右侧附近沿x轴移到A点电荷左侧附近，电势能不断增大
C. 在处由静止释放一个带负电的粒子，粒子仅在电场力作用下会一直沿x轴正方向运动
D. 从开始，沿x轴正方向的电势变化会越来越快
【答案】ABC
【解析】A．由于正的点电荷电场中电势为正，负的点电荷电场中电势为负，x轴正半轴部分区域的电势有正有负，说明点电荷A、B带异种电荷，且B带正电，A带负电，由于处场强为零，即
得到
故A正确；
B．由图可知，将一个带负电的点电荷从B点电荷附近沿x轴移到A点电荷附近，电场力一直做负功，电势能一直增大，故B正确；
C．在处由静止释放一个带负电的粒子，粒子先受到向右的电场力做加速运动，到右侧，粒子受到向左的电场力，粒子做减速运动，一直到无穷远，故C正确；
D．x轴上从开始，图像的切线斜率先变大后变小，电势变化先快后慢，故D错误。
故选ABC。
三、非选择题：本题共5小题，共56分。
11. 某同学用如图1所示装置做“探究加速度与质量关系”实验。
（1）先用游标卡尺测出遮光条的宽度如图2所示，遮光条宽度d＝________mm。
（2）调节气垫导轨水平：开通气源，不悬挂钩码，调节底座螺钉，将滑块轻放在气垫导轨上的不同位置，滑块均能________，则气垫导轨已调节水平。悬挂钩码后，还需要调节定滑轮的高度，使牵引滑块的细线与气垫导轨平行，这样做的目的是________。
（3）保持钩码质量m不变，钩码的质量远小于滑块的质量，重力加速度为g，改变放在滑块上砝码的质量进行多次实验，每次实验均将滑块从气垫导轨上的A点由静止释放，记录每次实验砝码、滑块和遮光条的总质量M及遮光条通过光电门的遮光时间t，已知滑块在A点时遮光条到光电门的距离为x，若某次实验测得遮光条挡光的时间为，则滑块运动的加速度大小a＝________（用x、d、表示），根据测得的数据作图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，且图像的斜率等于________（用m、g、x、d表示），则表明合外力一定时，加速度与物体的质量成反比。
【答案】（1）3.25
（2）静止 使滑块受到的合外力等于细线的牵引力
（3）
【解析】【小问1详解】
根据游标卡尺读数规则，可读出图2中示数为
【小问2详解】
[1]调节气垫导轨水平：开通气源，不悬挂钩码，调节底座螺钉，将滑块轻放在气垫导轨上的不同位置，滑块均能静止，则气垫导轨已调节水平。
[2]悬挂钩码后，还需要调节定滑轮的高度，使牵引滑块的细线与气垫导轨平行，这样做的目的是：使滑块受到的合外力等于细线的牵引力。
【小问3详解】
[1]已知滑块在A点时遮光条到光电门的距离为x，若某次实验测得遮光条挡光的时间为，则滑块运动到光电门时的速度大小为
根据匀变速直线运动速度位移公式，可得其加速度大小为
[2]由题意，根据牛顿第二定律，有
其中
整理可得
根据测得的数据作图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，且图像的斜率等于
则表明合外力一定时，加速度与物体的质量成反比。
12. 某实验小组为了测量一节干电池的电动势及内阻，设计了如图1所示电路。实验所用的器材有：电流表（量程0～300mA，内阻未知）；电流表（量程0～0.6A，内阻约1Ω）；定值电阻；电阻箱R（阻值0～99.99Ω）；开关三个和导线若干。
（1）请根据电路图将图2中的实物图连接完整。
（2）断开开关、闭合开关，将电阻箱R接入电路的电阻调到最大，闭合开关，调节电阻箱，使两电流表指针偏转均较大，记录两电流表的示数、及电阻箱接入电路的电阻，断开开关，根据数据求得电流表的内阻________（用、、、表示）。
（3）将电阻箱接入电路的电阻调到最大，将开关闭合、断开，闭合开关，多次调节电阻箱的阻值，测得多组电阻箱接入电路的电阻R及对应电流表的示数I，作出图像，得到图像的纵截距为b，斜率为k，则电池的电动势E＝________，内阻r＝________（结果用b、k、表示）。
【答案】（1） （2）
（3）
【解析】【小问1详解】
实物连线如图
【小问2详解】
由电路可知电阻R1两端电压
则电阻性负载和电流表A1电压之和为
则
【小问3详解】
[1][2]由电路可知
可得
则
解得
13. 如图所示，A、B两个带电小球用绕过光滑定滑轮的绝缘细线连接，足够高的绝缘光滑挡板固定在竖直面内，B球与挡板接触，A、B两球在同一水平线上且处于静止状态，悬挂A球的细线与水平方向的夹角为37°，悬挂B球的细线竖直，A、B两球带等量正电荷，细线的总长为L，静电力常量为k，小球B的质量为m，重力加速度为g，，不计小球的体积，求：
（1）小球A的质量多大；
（2）小球A的带电量是多少；
（3）剪断细线，当A、B间的距离为L时，小球A的加速度多大。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
对小球B研究，根据力的平衡，细线上的拉力
对小球A研究，有
解得
【小问2详解】
对小球A研究
根据几何关系
解得
，
【小问3详解】
剪断细线，B做自由落体运动，A在竖直方向也做自由落体运动，A、B始终在同一水平线上。当A、B间的距离为L时，A、B间的库仑力
根据牛顿第二定律
解得
14. 如图所示，三条竖直虚线A、B、C相互平行，A、B间距为L，B、C间距为2L。在A、B间有平行于虚线向下的匀强电场Ⅰ，场强大小为；在B、C间有平行于虚线向下的匀强电场Ⅱ，垂直于虚线的直线分别交A、C于P、Q点。在P点与PQ成60°斜向右上射出一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子恰好垂直虚线B进入电场Ⅱ，经电场Ⅱ偏转恰好到达Q点，不计粒子的重力，求：
（1）粒子在电场Ⅰ中运动的时间；
（2）电场Ⅱ的电场强度大小；
（3）粒子运动到Q点时静电力做功的瞬时功率多大。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
设粒子在电场Ⅰ中运动的时间为，初速度为，则
根据牛顿第二定律
解得
【小问2详解】
由题意知，粒子在Ⅰ、Ⅱ两个电场中运动的时间之比为
设粒子经过B时的位置离PQ的距离为d，则
又
解得
【小问3详解】
粒子到达Q点时，沿电场方向的速度为v，则
解得
则粒子到Q点时，电场力做功的瞬时功率
15. 如图1所示为某传送装置，半径为R的光滑四分之一圆弧轨道AB固定在竖直面内，轨道最低点B与水平传送带的左端上表面相切，传送带沿顺时针方向匀速转动，传送带左、右两端间距离为2R，传送带上表面离地面的高度为R。一个质量为m、可视为质点的物块在圆弧轨道上A点由静止释放，物块与传送带间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g，求：
（1）物块滑到圆弧轨道B点时对轨道的压力大小；
（2）若物块底部有一块小石墨，物块滑上传送带并被传送带加速后，在传送带上划出了长为1.5R的划痕，则传送带的速度多大；物块从C点抛出后落地点离C点的水平距离为多少；
（3）若传送带运转的速度为，为了使物块落地点离C点尽可能远，在传送带右端接一固定长木板如图2所示，长木板上表面与传送带上表面平齐，物块与长木板间的动摩擦因数也为0.5，则长木板的长度应为多少才能使物块落地点离C点水平距离最远。
【答案】（1）
（2）；
（3）
【解析】【小问1详解】
设物块滑到B点时的速度为，根据机械能守恒
解得
在B点，根据牛顿第二定律
解得
根据牛顿第三定律，物块对圆弧轨道B点的压力大小为
【小问2详解】
设物块在传送带上一直加速，物块到C点时的速度大小为，则
根据牛顿第二定律
解得
物块在传送带上运动的时间
传送带运动的速度
假设成立，因此传送带运行的速度大小为。
物块做平抛运动的时间
因此做平抛运动的水平距离
【小问3详解】
由于，因此物块在传送带上先加速后匀速，物块以的速度滑上长木板，设长木板的长为L，物块滑离长木板时的速度为，根据功能关系
平抛运动的位移
落地点离C点的距离
设
则
，
由二次函数性质可知当
即
时，物块落地点离C点水平距离最远。