湖南省天一大联考2024-2025学年高三下学期开学考试物理试卷（Word版附解析）

这是一份湖南省天一大联考2024-2025学年高三下学期开学考试物理试卷（Word版附解析），共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.核裂变和核聚变是人类获取核能的两种方式，下列有关核物理知识叙述错误的是( )
A. 在进行 链式反应中，随着辐射中子数量不断增加，后期反应越来越剧烈
B. 在核反应堆中重水和石墨都能使慢中子加速，从而控制链式反应
C. 磁约束是指利用磁场将高温、高密度等离子体约束在一定的容积内，使其达到核聚变的条件
D. 从原子弹爆炸到氢弹爆炸，我国只用了两年零八个月，氢弹是一种利用核聚变的反应装置
2.我国在卫星发射技术方面取得显著进展，北斗系列、高分系列卫星都表明了我国已具备世界领先能力，
现发射两个地球卫星，已知甲卫星平均每天绕地球运行 64 万公里，乙卫星平均每天绕地球运行 45 万公里。
假设两卫星均绕地球做匀速圆周运动，则甲、乙卫星相比( )
A. 甲卫星的运行轨道半径大
B. 甲、乙卫星相同时间内与地心连线扫过的面积相同
C. 乙卫星的加速度小
D. 乙卫星的机械能大
3.我国对爆震发动机的研究一直处于世界领先地位，脉冲爆震发动机是一种利用脉冲式爆震波生成的高温、
高压燃气产生推力的新概念发动机，具有热循环效率高、结构简单等优点，可用作战略飞机、无人机、导
弹的动力装置，它的推力范围 。“歼 ”是我国第五代隐形战机，它的起飞质量
，若用该发动机来推动“歼 ”隐形战机沿竖直方向快速升空，要使“歼 ”由
静止开始在 1s 内速度达到 ，不计推动过程中战机的质量变化，重力加速度 g 取 ，则最小
的平均推力约为( )
A. B. C. D.
4.如图所示，E 为内阻可以忽略的电池， 、 、 均为定值电阻， 、 是滑动变阻器 初始时滑片均
处于中点位置 ，C 是电容器，电流表、电压表为理想电表。闭合开关 S，待电路稳定后，则下列说法正确
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的是( )
A. 仅向右移动 的滑片，电容器会充电
B. 仅向左移动 的滑片，电压表示数增大
C. 仅向右移动 的滑片， 与 的比值保持不变
D. 仅向右移动 的滑片，电源的输出功率先变大后变小
5.为了研究不同材料的透光性，实验小组将折射率为 n 的材料做成厚度极小、半径为 R 的圆置于空气中。
现将一点光源置于该材料内部，会发现光源处于某些位置时发出的光第一次到达圆边界时全部能够折射出
圆边界，实验小组将能满足这样现象的光源位置组成的区域命名为“全亮区”，则全亮区的面积是( )
A. B. C. D.
6.如图所示，倾角 的绝缘斜面上，有一长度 ，质量 的金属棒 AB 与底边平行放置，
金属棒与斜面间的动摩擦因数 ，空间存在一匀强磁场 大小、方向未知 。现在金属棒中通入从 A 到
B 的恒定电流 ，重力加速度 g 取 。要使金属棒沿斜面向上以 的加速度做匀加
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速直线运动，则磁感应强度的最小值为( )
A. B. 1T C. D.
二、多选题：本大题共 4 小题，共 16 分。
7.如图 1 所示，金属线框 ABC 的形状为正弦曲线，其电阻 。现用 ABC、GHI、JKL、DEF 四个完
全一样的金属线框组成一个封闭电路，如图 2 所示，其中 AF、CL、DG 和 IJ 均为电路连接点，且 DG 与
CL 两节点之间互相绝缘，形成“ ”形，不考虑形成电路时线框微小变化，而后将其放置于绝缘水平面上，
在线框左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小 ，BE、HK 平行于磁场边界。现让
“ ”线框以 的速度向左做匀速直线运动，在线框进入磁场过程中，不考虑感应电流磁场对匀
强磁场的影响，下列说法正确的是( )
A. 线框中交变电流的方向先为 B 到 A，后为 A 到 B
B. 该交变电流的电流最大值
C. 回路的磁通量一直增大，运动到 IJ 接点时磁通量最大
D. 回路产生的热量为
8.如图所示，在一个椭圆的两个焦点 和 上分别固定两个带电量均为 的正点电荷，在图示坐标系下，
椭圆方程为 ，E、F、G、H 是椭圆上关于原点 O 中心对称的四个点。已知点电荷
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Q 所激发电场的电势公式为 ，其中 Q 是点电荷的电量，r 为电场中某点到点电荷的距离，k 是静电
力常量。下列说法正确的是( )
A. E 点和 G 点场强相同
B. 一正试探电荷沿 ABC 运动，电场力先做正功后做负功
C. 从 B 沿直线运动到 D，场强先减小后增大
D. 椭圆上各点电势的最大值是
9.如图所示， 时，在矩形平面 ACBD 的 A 处有一波源 垂直纸面向外开始振动产生机械横波，其振动
方程 ，波长 经过 2s 后，在 B 处有另一波源 也垂直纸面向外开始振动产生
机械横波，其振动方程 。已知 ， 。下列说法正确的是( )
A. 从 起，C、D 两点的振动情况完全相同
B. 从 到 ，C 点振动的路程是 28cm
C. 稳定干涉形成后，直线 AB 上的振动加强点的个数是 10 个
D. 稳定干涉形成后，直线 AB 上的振动加强点的个数是 20 个
10.如图 1 所示，水平面内间距为 d 的固定光滑平行金属导轨间接一电阻 R，质量为 m 的金属棒垂直置于导
轨上，整个装置处于磁感应强度大小为 B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中。 时，静止的金属棒在水
平向右的拉力 F 作用下开始运动，拉力 F 的功率 恒定不变;图 2 所示为仅将电阻更换为电容为 C 的电容器。
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金属棒和导轨的电阻均忽略不计，下列说法正确的是( )
A. 在图 1 中，最终稳定时电阻两端的电势差是
B. 在图 1 中，最终稳定时金属棒的速度大小
C. 在图 2 中，金属棒做加速度与速度成线性关系的加速运动
D. 在图 2 中，若已知某位置速度为 v，则金属棒运动到该处的时间为
三、实验题：本大题共 2 小题，共 18 分。
11.实验小组为了研究双线摆的周期与摆线长度的关系，实验方案如图 1 所示，用两根长度相同的细线一端
固定在小球上，另一端分别固定在 A、B 两点，实验时轻轻拨动，让小球绕 O 点摆动，摆动角度 ，重
力加速度为 g。
实验中应该选取 。
A.铁球
B.塑料球
C.泡沫球
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设摆动周期为 T，单根摆线长度为 ，AO 长度为 ，小球的半径可以忽略不计，则周期与摆线长度的关
系 。
若某地实验组作出 的图线如图 2 所示，则由图可知该地 用 、 、b 表示 。
12.某同学用伏安法测定待测电阻 的阻值 约 ，实验室提供以下器材：
A.电压表 量程 ，内阻约
B.电压表 量程 ，内阻约
C.电流表 量程 ，内阻
D.电流表 量程 ，内阻
E.电源 电动势 14V，内阻不计
F.滑动变阻器 阻值范围 ，最大安全电流
G.定值电阻
H.定值电阻
I.开关、导线若干
为使测量尽量准确，电表均能接近满偏，电压表选用 ，电流表选用 与定值电阻 并联改装
均填器材前的选项序号 。
在方框内画出测量 阻值的实验电路图 。
该同学选择器材、连接电路和操作均正确，从实验原理上看，待测电阻测量值会 其真实值 填“大
于”“小于”或“等于” 。
四、计算题：本大题共 3 小题，共 30 分。
13.如图所示，甲、乙两导热球形容器与水银封闭有两初始状态完全一样的理想气体，U 形管由内径均匀相
同的细玻璃管做成，两球形容器的半径均为 ，玻璃管的内截面积 ，水银的密度为 ，重
力加速度为 g。已知初始时 ， ，甲、乙容器内气体压强为 ，热力学温
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度为 ，不考虑温度变化时容器和水银所产生的热膨胀，不计水银与玻璃管的粘滞力。求：
初始时 CD 的中点 G 处的压强;
保持乙容器内气体温度不变，仅缓慢升高甲容器内气体 包含左侧管内气体 温度，则为了不让水银进入
到乙容器中，甲容器内气体温度的最大值。
14.如图所示为某研究团队研究的磁偏转装置，CDE 是一匀强磁场的边界线，中间部分是半径为 R 的半圆弧，
上方匀强磁场磁感应强度大小为 ，方向垂直纸面向里，在圆弧的两端点下方分别垂直 CE 放置两块极板 A
、B，极板间加上恒定电压 。圆弧的左端点 有一粒子源，能够沿纸面向与 EC 成
角度左上方磁场发射速度大小相同的电子，发现电子均以垂直 CE 的方向从圆弧磁场边界射出。已知电子的
电荷量大小为 e，电子的质量为 m，AB 板间同时存在垂直纸面向外的匀强磁场 图中未画出 ，磁感应强度
大小为 。AB 板的下方有一正方形匀强磁场区域 FGIH，磁场边界 FG 紧贴 AB 板的下沿且与 CE
平行，F、G 到 A、B 板的距离相等，匀强磁场的磁感应强度大小 ，方向垂直纸面向外，极板厚
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度，电子的重力与电子间的相互作用均忽略不计，求：
电子的初速度 的大小;
电子过电场后从 FG 边界进入下方磁场时，所经过 FG 边界的宽度;
要使电子经正方形磁场偏转后都能经过 FG 所在直线，且第一次运动到 FG 所在直线时到 B 板下沿的最
远距离为 7R，正方形区域的边长为多少。
15.如图所示，有一上表面光滑的挡板 H 固定在光滑水平地面上，在其左侧放置木板 A，木板 A 的质量为 2m
，在其右侧紧靠挡板 H 放置质量为 2m 的木板 B，长度为 17a，水平地面右侧有一堵墙。木板 A、B 和固定
挡板 H 等高，木板 B 右端有一弹性薄挡板 质量不计 。现将质量为 m、可视为质点的滑块 C 以初速度
从左端滑上静止的木板 A，已知在木板 A 与固定挡板 H 碰撞前滑块 C 和木板 A 已经共速，且共
速时滑块 C 恰好在木板 A 的最右端，滑块 C 与木板 A 间的动摩擦因数 ，滑块 C 与木板 B 间的动摩
擦因数 ，重力加速度为 g。
求滑块 C 在木板 A 上减速的时间
若墙与木板 B 右端足够远，滑块 C 是否会与木板 B 右端的挡板 F 碰撞?请作出分析证明;
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设木板 B 的右侧距离墙长度为 ，木板 B 与墙和固定挡板 H 碰撞后速度立即变为零，但与墙和固
定挡板 H 不粘连，滑块 C 与挡板 F 的碰撞为弹性碰撞，请写出滑块 C 最终静止时到木板 B 右端的距离 L
与 l 的关系式。
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答案和解析
1.【答案】B
【解析】A.在链式反应中，随着中子数量不断增加，后期反应越来越剧烈，A 正确;
B.重水和石墨的作用是给快中子减速，B 错误;
C.磁约束是利用磁场来约束参加反应的物质，使其达到核聚变的条件，C 正确;
D.氢弹是一种利用核聚变的反应装置，D 正确。
本题选错误的，故选 B。
2.【答案】C
【解析】B.不是同一个轨道，由开普勒第二定律可知相同时间内与地心连线扫过的面积不同，B 错误;
根据题意甲的线速度大，由 可知甲卫星的轨道半径小，根据 可知甲加速度大，A 错
误，C 正确;
D.质量未知，机械能没法比较，D 错误。
3.【答案】D
【解析】由动量定理 ，可得 ，故选
4.【答案】C
【解析】A.仅向右移动 的滑片，电容器两端电压不变，故 A 错误；
B.仅向左移动 的滑片， 连入电路的电阻减小，由串反并同可知电压表示数减小，故 B 错误；
C.电压表示数为 U，则 ，可知 为定值，故 C 正确；
D.仅向右移动 的滑片， 连入电路的电阻增大，由串反并同可知电流表示数减小，电源可以忽略，电源
的输出功率减小，故 D 错误。
5.【答案】A
【解析】经分析可知，点光源越靠近圆心其发出的光线到圆边界时的最大入射角越小，设与圆心距离为 r
时发出的光线到圆边界时的最大入射角刚好为临界角，如图所示， ，所以 ，全亮区的
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位置构成一个圆， ，故选 A。
6.【答案】A
【解析】由受力分析，把摩擦力 f 和支持力 N 合并成力 R，由边角关系可知
，解得 ，因此 ，故 A 正
确，ACD 错误。
7.【答案】AD
【解析】由楞次定律可知在 DG 与 CL 两节点进入磁场之前，电流方向为 B 到 A，进入磁场之后，电流方向
为 A 到 B，A 选项正确；
由 ， ， ， ，可得 ，电流最大值
，B 错误；
回路的磁通量先增大后减小，线框全部进入后磁通量为零，C 错误；
，D 正确。
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8.【答案】BD
【解析】A.由同种电荷电场线分布可知，E、G 处场强大小相同方向相反，故 A 错误；
B.由 和数学极值规律可知电势先减小后增大，电场力先做正功后做负功，
故 B 正确；
C.设焦距为 2c，分析可知，当中垂线上距 O 点 时电场强度最大，因为 b 和 c 关系大小不明，场强变化
不明，故 C 错误；
D.因为 ，故 D 正确。
9.【答案】BC
【解析】A.由 先传至 D 点， 先传至 C 点，则 C、D 两点的振动不完全相同，故 A 错误；
B.由题意可知 ，由 ，可得 ， 波在 传至 C 点，A
波在 传至 C 点，且 C 点为振动减弱点，则 C 点振动的路程为 ，故 B 正
确；
处波源起振时，A 点振动了半个周期，所以满足路程差 ，就是振动加强点，由几何
关系可知， ，设振动加强点距 A 波源的距离为 x，则振动加强点距 B 波源的距离为 ，
则 ， ，当
， ， ， ， ，0 时满足条件，所以稳定干涉形成后，直线 AB 上的振动加强点的个数
是 10 个，故 C 正确，D 错误。
10.【答案】AD
【解析】由题意可得 ， ， ，A 正确，B 错误;
由 ， ， ， ，C 错误;
由 可知， 图像为直线，类比 图像可知 面积为所用时间，故时间为
，D 正确。
11.【答案】A
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【解析】 实验应选择质量大、体积小的铁球，故选 A；
设双线摆的摆长为 ，由 ， ，可得 ；
由 可得 ，结合 图像有 ，
可得 。
12.【答案】B
C
G
等于
【解析】 电压表内阻应尽可能与被测电阻阻值相差大一些且量程接近电源电压，故电压表选用 B，由此
可知电路中的电流约为 1mA，故电流表选用 C 与 R1 并联改装；
为了减小测量误差，且改装电表内阻已知，电路采用分压式内接法，电路如图，
；
因为电流表采用内接法，无系统误差，且改装电表内阻已知，所以测量值与真实值相等。
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13.【答案】解： 液体压强 ，则 ；
初始时 ， ， ，末态时 ，
由玻意耳定律有 ，得 ，
由题意知高度差为 ， ， ，
由理想气体状态方程有 ， 。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解： 如图 1 所示，由几何关系知，电子在上方磁场中运动的半径为 ，
则 ，
解得 ；
由图 1 可知，当发射速度方向为 时 ，此时电子距 B 板 ，
当发射速度方向为 时，电子紧贴 B 板进入 AB 板之间，
因 ，故电子在 AB 板之间做匀速直线运动，
则区域长度为 ；
由题可知 ，
，
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由图 2 分析可知，紧贴 B 板进入下方磁场时，粒子第一次到达 FG 直线时与 B 板最远，
，
如图 3 所示，由三角形相似可知 ，
解得 ，
故正方形边长 。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解： 由动量守恒可知 解得 ，由动量定理知
，解得
若不会碰撞，由动量守恒有 ，由能量守恒可知
，解得 ，说明假设成立，滑块 C 不会与木板 B
右端的挡板碰撞；
由 可知，对木板 B 列动能定理，共速时板 B 的位移 ，设木板 B 的右侧距离墙长度为 时，滑
块恰好能到木板 B 右端减速到 0，木板 B 与墙碰撞时损失的能量为 ，由能量守恒
，解得 ；
当 时，滑块 C 不能与挡板 F 碰撞，由能量守恒 ， ；
若 ，则滑块 C 能与挡板 F 碰撞，碰撞前的速度为 ，
，
解得 ，碰撞后滑块 C 向左减速，木板 B 向左加速，设共速时的速度为 ，则
， ，解得 ；
ⅲ 当 时，木板 B 向左加速，未共速就已经与固定挡板 H 相撞，木板 B 与挡板 H 碰撞损失的
能量为 ，由能量守恒 ，可得 ；
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当 时，木板 B 向左加速，共速后与固定挡板 H 相撞，共速的速度为 ， ，木
板 B 与挡板 H 碰撞损失的能量为 ，由能量守恒 ，可得
。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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