2025届湖南省衡阳市衡阳县高三（上）第二次模拟考试物理试卷（解析版）

这是一份2025届湖南省衡阳市衡阳县高三（上）第二次模拟考试物理试卷（解析版），共17页。试卷主要包含了选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。
1．日本福岛核电站废水中具有大量的放射性元素，其中主要成分，经大约30年的时间有半数发生衰变，同时生成新核X。下列说法正确的是（ ）
A．原子核衰变的本质是核外电子的跃迁
B．衰变产物中的新核X的比结合能比大
C．衰变时，衰变产物中的新核X比多一个中子
D．随着未衰变原子核数量的减少，的半衰期也会变短
2．一个竖直圆盘转动时，固定在圆盘上的小圆柱带动一个T形支架在竖直方向上下振动，T形支架下面系着一个弹簧和小球组成的振动系统，小球浸没在水中。当圆盘静止时，让小球在水中振动，其振动的频率约为3Hz。现在圆盘以4s的周期匀速转动带动小球上下振动。下列说法正确的是（ ）
A．圆盘上的小圆柱转到圆心等高处时，T形支架的瞬时速度为零
B．小球振动过程中，小球和弹簧组成的系统机械能守恒
C．小球振动达到稳定时，它振动的频率是0.25Hz
D．若圆盘以2s的周期匀速转动，小球振动达到稳定时，振幅比原来小
3．如图示，某运动员在足球场上进行“带球突破”训练。运动员沿边线将足球向前踢出，足球沿边线运动，为控制足球，又向前追上足球，下列可能反映此过程的v-t图像和x-t图像是（ ）
4．神舟十六号载人飞船与空间站组合顺利交会对接。在对接完成之前，神舟十六号需要完成六次自主变轨，距离地面的高度从200km上升到400km，逐渐接近空间站。已知同步卫星距离地面高度约为36000km，对于变轨过程，下列说法正确的是（ ）
A．变轨完成后，飞船的向心加速度增大了
B．变轨完成后，飞船速度大于地球第一宇宙速度
C．在变轨过程中，需要对飞船加速
D．变轨完成后，飞船的运行周期大于24小时
5．一定质量理想气体的状态变化如图所示，该图由4段圆弧组成，表示该气体从状态a依次经状态b、c、d，最终回到状态a的状态变化过程，则下列说法正确的是（ ）
A．从状态b到状态d，气体做功为零
B．从状态c到状态d是等温变化
C．从状态a到状态c，气体内能减小
D．从状态a经b、c、d回到状态a，气体放出热量
6．在与纸面平行的匀强电场中，建立如图甲所示的直角坐标系，a、b、c、d是该坐标系中的4个点，已知、、；现有一电子以某一初速度从点沿Od方向射入，则图乙中abcd区域内，能大致反映电子运动轨迹的是（ ）
A．① B．② C．③ D．④
7．如图所示，一质点在光滑水平桌面上受水平恒力作用，先后经过a、b两点，速度方向偏转90°。已知经过a点的速度大小为v、方向与ab连线夹角为，ab连线长度为d。对质点从a到b的运动过程，下列说法正确的是（ ）
A．最小速度为 B．运动时间为
C．经过b点的速度为 D．恒力方向与ab连线的夹角为45°
8．如图所示，质量为的小球P和质量为的小球Q通过两根长度均为的细线悬挂在天花板的点，两球之间通过长度为的轻杆相连，重力加速度为。现对小球P施加一外力并确保轻杆始终处于水平状态，则作用在小球P上的外力最小值为（ ）
A． B． C． D．
二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，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。
9．一种圆柱形粒子探测装置的横截面如图所示。内圆区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，外圆是探测器，AB和PM分别为内圆的两条相互垂直的直径，两个粒子先后从P点沿径向射入磁场。粒子1经磁场偏转后打在探测器上的Q点，粒子2经磁场偏转后从磁场边界C点离开，最后打在探测器上的N点，PC圆弧恰好为内圆周长的三分之一，粒子2在磁场中运动的时间为t。装置内部为真空状态，忽略粒子所受重力及粒子间相互作用力。下列说法正确的是（ ）
A．粒子1一定带正电
B．若两粒子的比荷相同，则粒子1的入射速率小于粒子2的入射速率
C．若仅减小粒子2的入射速率，则粒子2在磁场中的运动时间增加
D．改变粒子2入射方向，速率变为原来的，则粒子2在磁场中运动的最长时间为t
10．从地面上以一定初速度竖直向上抛出一质量为的小球，其动能随时间的变化如图。已知小球受到的空气阻力与速率成正比。小球落地时的动能为，且落地前小球已经做匀速运动。重力加速度为，则小球在整个运动过程中（ ）
A．球上升阶段阻力的冲量大于下落阶段阻力的冲量
B．从最高点下降落回到地面所用时间小于
C．最大的加速度为
D．小球上升的最大高度为
第Ⅱ卷（非选择题）
三、非选择题：本题共5小题，共58分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11．（6分）某同学利用图甲所示的装置研究光的干涉和衍射，将刀片在涂有墨汁的玻璃片上划过便可得到单缝、不同间距双缝的缝屏，光电传感器可用来测量光屏上光强的分布。
（1）某次实验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的两种光a、b的光强分布，这位同学在缝屏上安装的是 （选填“单缝”或“双缝”）。由该图像两条曲线的特征可知 （填选项）。
A．以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，a光侧移量小
B．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差小
C．以相同的入射角从水中射入空气，在空气中只能看到一种光时，一定是a光
D．分别照射在同一金属板，若b光能引起光电效应，a光也一定能
（2）当做干涉现象研究时，选用间距较大的双缝相比于间距较小的双缝，在光屏上可观察到 的条纹个数（选填“更多”、“更少”或“一样多”）
12．（10分）某同学要测量一段特制的圆柱形导体材料的电阻率，同时测电源的内阻r，实验室提供了如下器材：
待测的圆柱形导体（阻值未知）
螺旋测微器
游标卡尺
电流表A（内阻很小）
电阻箱R
待测电源
开关S、开关K，导线若干
(1)他用螺旋测微器测量该导体的直径D，结果如图甲所示，可读出 mm，用游标卡尺测得该导体的长度为。
他设计了如图乙所示的电路，并进行了如下的操作：
①断开开关K，闭合开关S，改变电阻箱的阻值R，记录不同R对应的电流表示数I；
②将开关S、K均闭合，改变电阻箱的阻值R，再记录不同R对应的电流表示数I。
(2)他画出了步骤①②记录的数据对应的图像，如图丙中两条图线I、II，则步骤①对应的图线为 （选填“I”或“II”），电源的内阻 。
(3)若考虑电流表内阻的影响，则电源内阻的测量值相对真实值 （选填“偏大”、“偏小”、“相等”）。
(4)若不考虑电流表内阻的影响，此导体材料的电阻率为 。（结果保留1位有效数字）
13．（10分）如图所示，传送带的水平部分ab长度，倾斜部分bc长度，bc与水平方向的夹角为θ＝37°。传送带沿图示顺时针方向匀速率运动，速率v＝4m/s，现将质量m＝2kg的小煤块（视为质点）由静止轻放到a处，之后它将被传送到c点，已知小煤块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，且此过程中小煤块不会脱离传送带，取重力加速度大小，求：
（1）煤块从a运动到c的时间；
（2）煤块在传送带上留下的黑色痕迹的长度。
14．（15分）如图甲所示，MN与PQ是两条固定在同一水平面上的平行金属导轨，导轨间距为L，一质量为m、电阻为R、长度也为L的金属杆ab垂直跨接在导轨上，ab杆左侧导轨上安装有电流传感器，导轨左端连接一阻值也为R的定值电阻，导轨电阻不计且足够长。整个导轨处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面（图中未画出）。时刻，ab杆在水平拉力F的作用下由静止开始水平向右运动，整个运动过程中，电流传感器的示数i随时间t变化的关系如题图乙所示，ab杆始终与导轨垂直并接触良好。已知ab杆与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度为g，求整个运动过程中
（1）通过ab杆的电荷量；
（2）ab杆与导轨间因摩擦产生的热量Q；
（3）水平拉力F的冲量。
15．（17分）如图所示，不可伸长的轻质细线下方悬挂一可视为质点的小球，另一端固定在点小球的质量为，细线的长度为，在过悬挂点的竖直线上距悬挂点的距离为处（）的点有一个固定的钉子，当小球摆动时，细线会受到钉子的阻挡，当一定而取不同值时，阻挡后小球的运动情况将不同，现将小球拉到位于竖直线的左方（摆球的高度不超过点）然后放手，令其自由摆动，重力加速度为。
（1）将细线拉至水平后释放，若，求当小球运动到钉子右侧细线与竖直方向夹角为（）时，细线承受的拉力；
（2）如果细线被钉子阻挡后，小球恰能够击中钉子，试求的最小值。
【参考答案】
一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。
1.【答案】B
【解析】原子核衰变的本质是中子释放电子转化为质子，A错误；衰变产物中的新核相对更稳定，比结合能更大，B正确；根据衰变的特点，衰变产物中的新核X比少一个中子，C错误；半衰期不会随原子核数量的减少而变短，D错误。
2.【答案】C
【解析】小圆柱转到圆心等高处时，小圆柱的速度不为零，T形支架的瞬时速度也不为零，故A错误；圆盘转动，通过小圆柱带动T形支架上下振动，T形支架又通过弹簧使小球做受迫振动，所以小球振动过程中，小球和弹簧组成的系统机械能不守恒，故B错误；经过一段时间后，小球振动达到稳定时，它振动的频率和驱动力频率相同，即，故C正确；圆盘以2s的周期匀速运动，驱动力频率为，驱动力频率接近小球的固有频率，所以振幅比原来大，故D错误。
3.【答案】C
【解析】足球沿边线在摩擦力的作用下做匀减速直线运动，速度越来越小；运动员为了追上足球做加速运动，速度越来越大。v-t图像与坐标轴的面积表示位移，当运动员追上足球时，运动员和足球的位移相同，v-t图像与坐标轴围成的面积相同，故AB错误；x-t图像的斜率表示速度，足球做减速运动，足球的x-t图像斜率逐渐减小，运动员向前追赶足球，做加速运动，运动员的x-t图像斜率逐渐增大，当运动员追上足球时，足球和运动员在同一时刻到达同一位置，足球和运动员的x-t图像交于一点，故C正确，D错误。
4.【答案】C
【解析】变轨完成后，飞船的轨道半径变大，根据万有引力提供向心力，可知，变轨完成后，轨道半径r增大，所以飞船的向心加速度减小了，故A错误；根据万有引力提供向心力，可知，第一宇宙速度是环绕地球做圆周运动卫星的最大速度，变轨完成后，飞船的轨道半径变大，飞船速度小于第一宇宙速度，故B错误；在变轨过程中，飞船从低轨道进入高轨道，机械能增加，需要对飞船加速，故C正确；根据万有引力提供向心力，所以，变轨完成后，飞船的运行的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，所以飞船运动的周期小于同步卫星的运行周期，即小于24小时，故D错误。
5.【答案】D
【解析】根据图像可知，从状态b到状态c，气体的体积增大，气体对外界做功，从状态c到状态d，气体的体积减小，外界对气体做功，由于的状态b到状态c的压强都小于从状态c到状态d的压强，可知从状态b到状态d，外界对气体做功，故A错误；根据玻意耳定律有可知，等温变化的图像为双曲线，不是圆弧，因此从状态c到状态d不是等温变化，故B错误；从状态a到状态c，气体体积增大，气体对外做功，根据理想气体状态方程有，初末状态压强相等，体积增大，则温度增大，气体内能增大，故C错误；从状态a 经b、c、d回到状态a，气体温度不变，内能不变，由于图像与横轴所围几何图形的面积表示功，从状态a到状态c，气体对外做功，从状态c到状态a，外界对气体做功，根据图像可知，从状态a 经b、c、d回到状态a，全程是外界对气体做功，根据热力学第一定律可知，气体放出热量，故D正确。
6.【答案】B
【解析】已知、、，则ad中点f（0，L）的电势为，可知bf连线为等势线，场强与等势线垂直，即沿着aO方向斜向下，电子以某一初速度从点沿Od方向射入图乙中abcd区域内，电子的初速度方向与电场力方向垂直，电子做类平抛运动，则能大致反映电子运动轨迹的是②。故选B。
7.【答案】C
【解析】设恒力与连线的夹角为，根据几何关系可知点速度方向与连线的夹角为。该质点做类斜抛运动，在垂直于恒力方向上的速度大小不变，在恒力方向做匀变速直线运动，则在沿初速度方向上速度由减小到0，由匀变速直线运动规律，解得到的时间为，从a点运动到b点沿ab方向的平均速度为，解得，故B错误，C正确；质点在垂直于恒力方向上速度不变，即，解得，当粒子沿恒方向的速度为0时，粒子的速度最小，此时粒子的最小速度为，故AD错误。
8.【答案】C
【解析】对小球Q进行受力分析，受到重力mg，细线的拉力和杆的作用力。根据平衡条件可得，解得与Q相连绳子的拉力为，其水平方向的分力等于杆的作用力，有，对小球P进行受力分析，受到重力3mg，细线的拉力，杆的作用力和外力F。小球重力与杆的作用力的合力为，做出矢量三角形，当作用在小球P上的外力方向与P相连绳子方向垂直时，作用在小球P上的外力最小，为，故选C。
二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，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。
9.【答案】BCD
【解析】粒子l受向下偏转，由左手定则可知，粒子1带负电，故A错误；根据洛伦兹力提供粒子在磁场中做圆周运动所需的向心力，可得，由题图可知粒子l运动的半径小于粒子2运动的半径，若两粒子的比荷相同，则粒子1的入射速率小于粒子2的入射速率，故B正确；若仅减小粒子2的入射速率，则粒子2运动半径减小，从磁场射出时，轨迹所对应的圆心角增大，粒子2在磁场中的运动时间为，故若仅减小粒子2的入射速率，则粒子2在磁场中的运动时间增加，故C正确；PC圆弧恰好为内圆周长的三分之一，则粒子2在磁场中轨迹所对应的圆心角为，设内圆半径为R，根据几何关系，粒子2在磁场中运动半径为，开始粒子2在磁场中运动时间为，粒子2速率变为原来的，此时粒子2在磁场中运动半径为，根据几何关系，当粒子2的轨迹对应的弦为直径PM时，粒子2在磁场中运动的时间最长，此时的圆心角为，速度改变后，粒子2在磁场中运动的最长时间为，故D正确。
10.【答案】CD
【解析】由题意可得，阻力与速率的关系为，故阻力的冲量大小为，因为上升过程和下降过程位移大小相同，则上升和下降过程阻力的冲量大小相等，故A错误；由于机械能损失，上升过程中的平均速度大于下降过程中的平均速度，上升过程与下降过程的位移大小相等，故小球在运动的全过程，上升的时间小于下降的时间，故B错误；设小球的初速度为，满足，而小球的末速度为，有，小球刚抛出时阻力最大，其加速度最大，有，当小球向下匀速时，有，联立解得，故C正确；上升时加速度为，由牛顿第二定律得，解得，取极短时间，速度变化，有，又，上升全程，则，设小球的初速度为，满足，而小球的末速度为，有，联立可得，故D正确。
三、非选择题：本题共5小题，共58分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11.【答案】
（1）单缝 D （1）更多
【解析】（1）由图乙可知，条纹中间宽，两边窄，是衍射条纹，这位同学在缝屏安装的是单缝。
由于a光衍射条纹间距较小，则a光波长较短。根据，a光频率较大。在同一介质中，频率大的光折射率大，因此a光折射率更大，偏转角度更大。因此以相同角度斜射到同一玻璃板透过平行表面后，a光侧移量大，故A错误；a光频率较大，由知，若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大，故B错误；a光频率较大，折射率较大，根据知a光临界角较小，以相同的入射角从水中射入空气，光先发生全反射，在空气中只能看到一种光时，一定是b光，故C错误；当入射光的频率大于金属板的极限频率时，金属板上的电子就会逸出光电子，a光频率较大，分别照射在同一金属板，若b光能引起光电效应，a光也一定能，故D正确。
（2）根据可知选用间距较大的双缝相比于间距较小的双缝，条纹间距小，在光屏上可观察到更多条纹个数。
12.【答案】
(1)9.500 (2) II 2.1 (3)偏大 (4)
【解析】（1）螺旋测微器的读数为。
（2）在步骤①中，由闭合电路欧姆定律有，整理可得，在步骤②中，由闭合电路欧姆定律有，整理可得，对比以上结果可知，步骤①对应的图线应为II，由图线II及，可得，，解得电源内阻。
（3）若考虑电流表内阻的影响，则步骤①中，由闭合电路欧姆定律有，即电源内阻测量值，故测量值相对真实值偏大。
（4）在图像中，设，，，则由图像及、可得，则材料电阻率为，代入数据计算得。
13.【答案】
（1）5.5s；（2）8.8m；（3）
【解析】（1）煤块在水平部分的运动时，由牛顿第二定律
可得煤块运动的加速度
煤块从静止加速到与传送带共速的距离为
故煤块在水平部分先加速，后匀速运动，加速时间的时间为
匀速运动的时间
在倾斜传送带上，由于
故煤块在斜传送带上做加速运动，由牛顿第二定律
可得煤块在倾斜传送带上的加速度为
根据匀加速运动的位移与时间的关系有
解得或（舍去）
故煤块从a运动到c的时间。
（2）煤块在水平传送带的相对位移为
煤块在倾斜传送带的相对位移为
由于与是重复痕迹，故煤块在传送带上留下的黑色痕迹长度为8.8m。
14.【答案】
（1）；（2）；（3）
【解析】（1）由图像可得，通过ab杆的电荷量
。
（2）设ab杆匀速运动时速度大小为，由题知：
因此，ab杆运动的路程
ab杆与导轨间因摩擦产生的热量
联立解得：。
（3）分三个时间段：
①时间段内：ab杆做匀加速直线运动，加速度大小为，水平拉力为则：
，，
该过程中，水平拉力F的冲量
②时间段内：ab杆做匀速直线运动，水平拉力为则：
，
该过程中，水平拉力F的冲量
③时间段内：ab杆做匀减速直线运动，加速度大小为，水平拉力为则：
，，
该过程中，水平拉力F的冲量
因此，整个运动过程中，水平拉力F的冲量
联立解得：。
15.【答案】
（1）；（2）
【解析】（1）根据机械能守恒，可得
设细线承受的拉力为F，由牛顿第二定律可得
联立解得。
（2）细线受阻后在一段时间内小球做圆周运动，设在这段时间内任一时刻的速度为v，如图所示
用表示此时细线与重力方向之间的夹角，则有
运动过程中机械能守恒，令表示摆线在起始位置时与竖直方向的夹角，取O点为势能零点，则有关系
小球受阻后，如果后来摆球能击中钉子，则必定在某位置时摆线开始松弛，此时
T＝0
此后小球仅在重力作用下作斜抛运动。设在该位置时摆球速度，摆线与竖直线的夹角，则有
联立，可得
要求作斜抛运动的小球击中钉子，则应满足下列关系
，
解得
可知
联立，解得
式中越大，越小，x越小，最大值为，由此可求得x的最小值满足
解得。