湖北省云学名校联盟2024-2025学年高三上学期12月联考物理试卷（含答案）

湖北省云学名校联盟 2024-2025 学年高三上学期 12 月联考物理试卷
一、单选题：本大题共 7 小题，共 28 分。
1.核电站产生的核废料中含有一类致癌物碘 和铯 ，半衰期分别约为8天和30年。下列
说法正确的是( )
A. 碘131比铯137衰变慢
B. 碘131发生 衰变产生的新核包含76个中子
C. 碘131发生 衰变产生的新核包含77个中子
D. 碘131发生 衰变产生的新核包含79个中子
2.卡文迪许被称为“能称出地球质量的人”，他用扭秤实验测得引力常量 = 6.75 × 10 11 3 1 2，
与公认值只差百分之一。根据卡文迪许测得的引力常量，忽略地球的自转，下列说法错误的是( )
A. 引力常量的公认值为 = 6.76 × 10 11 2 2
B. 求两汽车碰撞的作用力时，无需考虑两者间的万有引力
C. 已知地球半径和地表的重力加速度，可以得到地球质量
D. 已知月地间距离和月球的公转周期，可以得到地球质量
3.一架直升机水平向右匀速直线飞行，直升机下面悬挂一条质量分布均匀的柔软绳索，其所处范围内风速
大小恒定且不随高度变化。小强同学拍摄了直升机飞行时的照片，照片中绳索的形状与下列图片中绳索的
形状最相似的是( )
A. B.
C. D.
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4.如图所示，纵坐标表示压强 、横坐标表示热力学温度 。一定质量的理想气体经历 → → → 状态变
化，下列说法正确的是( )
A. → 过程中，气体的密度增大 B. → 过程中，气体对外界做功
C. → 过程中，气体从外界吸热 D. → → → 过程，气体内能增加
5.如图所示，在均匀介质中，位于 1 = 12 和 2 = 12 处的两波源沿 轴方向不断振动，在 轴上形成两
列振幅均为20 、波速均为4 / 的相向传播的简谐波。 = 0时刻的波形如图所示，质点 的平衡位置在 =
4 处。下列说法正确的是( )
A. 质点 开始振动时沿 轴负方向 B. = 0时，两波源的振动方向相同
C. = 2 时，质点 的位移大小为40 D. 0 2 内，质点 运动的路程是40
6.截至2023年，我国已有超过3500 公路完成智能化升级改造，建成运行。设甲、乙两试验车在智慧公路
的同一车道上同向匀速行驶，甲车在前，速度为72 / ，乙车在后，速度为54 / 。 = 0时刻，两车相
距16 ，甲车以5 / 2的加速度开始刹车，乙车以2 / 2的加速度同时刹车，两车刹车过程均可视为匀减速
直线运动，忽略刹车时的反应时间，则两车相撞的时刻 等于( )
A. 5 B. 6 C. 7 D. 8
7.如图所示，光滑绝缘水平桌面上，边长均为 的两个正方形区域内存在垂直于水平面的等大反向的匀强磁
场，等腰直角三角形导体线框 在外力作用下从磁场区域的左侧以平行于 的速度 匀速通过两磁场区域。
= 0时刻，线框开始进入磁场，线框中感应电流大小为 ，取逆时针方向为电流的正方向，已知 = ，下
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列关于线框中的感应电流 随时间 变化的图像正确的是( )
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共 3 小题，共 12 分。
8.将一电流元置于磁场中的某点 ，下列说法正确的是( )
A. 点磁感应强度的方向沿磁感线上该点的切线方向
B. 点磁感应强度的方向与电流元所受安培力的方向相同
C. 点磁感应强度的大小与电流元所受安培力的大小无关
D. 点磁感应强度的大小与电流元所受安培力的大小成正比
9.某同学将同一段绝缘金属丝分别弯成如图( )、( )所示的平面线圈，图中圆形的面积均为 1，三角形的面
积均为 2，垂直线圈平面方向有一随时间 变化的磁场，磁感应强度大小 = 0 + ， 0和 均为常量。下
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列说法正确的是( )
A. 图( )线圈中总的感应电动势大小为 ( 1 + 2)
B. 图( )线圈中总的感应电动势大小为 ( 1 2)
C. 图( )线圈中总的感应电动势大小为 ( 1 2)
D. 图( )线圈中总的感应电动势大小为 ( 1 + 2)
10.如图( )所示，在光滑水平面上放置一质量 = 3 物体 ，一轻绳绕过定滑轮，一端系在物体 上，另
一端系住质量 = 2 的物体 ，物体 刚好与竖直面接触，且与竖直面间的动摩擦因数为 = 0.4。初始
时两物体都静止，绳被拉直，然后释放 ，同时对物体 施加水平向左的力 ，力 大小随时间变化的规律如
图( )所示。已知物体 距滑轮足够远，台面足够高，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，忽略滑轮质量
及其与轴之间的摩擦，重力加速度大小 = 10 / 2。下列说法正确的是( )
A. 物体 、 先一起做加速度减小的加速运动，后一起匀速运动
B. 物体 加速运动过程中，力 的冲量大小为250
C. 物体 向右运动的最大速度为10 /
D. 物体 运动的总时间为(5 + √ 10)
三、实验题：本大题共 2 小题，共 17 分。
11.某同学用一弹簧测力计(面板上的部分刻度如图所示)测量高楼电梯竖直运动的加速度。他将弹簧测力计
的上端固定在电梯侧壁上，当电梯和钩码都静止时，若下端悬挂1个钩码，则指针指在 位置;若下端悬挂2个
钩码，则指针指在 位置。已知弹簧始终在弹性限度内，每个钩码的质量均为0.05 ，重力加速度大小为 =
10 / 2。
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(1)当指针指在 位置时，弹簧测力计的示数为 ;
(2)在弹簧测力计下端固定1个钩码，制成“竖直加速度测量仪”，刻度改为加速度，规定竖直向上为加速
度的正方向：
、 位置应改为 / 2， 位置应改为 / 2 ;
、在图示刻度区间内，能测量的加速度范围是 / 2。
12.某同学将一个量程小于15 的伏特表 改装成量程为15 的伏特表，已知伏特表 有清晰刻度但没有标度
值，实验器材如下：
A.电源(电动势约为15 ，内电阻小于1 )
B.标准电压表 0(量程为15 ，内电阻约为30 )
C.电阻箱(阻值范围0 9999.9 )
D.电阻箱(阻值范围0 99.9 )
E.滑动变阻器(阻值范围0 20 )
F.滑动变阻器(阻值范围0 20 )
G.电键 ，导线若干
为了正确改装，需要测量伏特表 的量程和内电阻，该同学的实验过程如下：
(1)将实验器材按图( )所示电路连接，电阻箱 应选 ，滑动变阻器 0应选 (用字母序号表示);
(2)将电阻箱 的阻值调至最大，闭合电键 ，调节滑片 和电阻箱 ，使伏特表 满偏，记录此时电阻箱的阻
值 和标准电压表 0的示数 ;
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(3)将滑片 移至另一位置，再次调节电阻箱 ，使伏特表 满偏，记录此时电阻箱的阻值 和标准电压表 0的
示数 ;
(4)多次重复步骤(3)，将测量数据描绘在 图像中，如图( )所示，请画出 图线;
(5)根据图线求得伏特表 的量程为 ，内电阻为 ;(结果均保留2位有效数字)
(6)将伏特表 与一个阻值为 的电阻串联，组装成量程为15 的伏特表。(结果保留2位有效数字)
四、计算题：本大题共 3 小题，共 43 分。
13.图( )为某地天空中曾出现的“三个太阳”，即幻日现象，幻日是一种非常罕见的大气光学现象，它是
由于在寒冷的冬天，空气中的水蒸气凝结成大量微小的六角冰晶，太阳通过这些冰晶折射形成的虚像。图( )
所示为太阳光照射到正六边形冰晶上折射的光路图，一束太阳光从 边中点 入射，入射方向与 边成48
角，光线经两次折射后从 边射出。已知在冰晶中的折射光线与 边平行，正六边形边长为 ，空气中光
速为 ，sin42 = 0.67。求
(1)冰晶的折射率;
(2)太阳光穿过冰晶所用时间。
1
14.如图所示，足够长的绝缘水平面 和竖直面内绝缘的 圆弧导轨在 点相切，导轨半径为 ，圆心为 ，
6
虚线 的右侧区域有方向与水平面夹角为30 的匀强电场(场强方向与导轨平面平行)。绝缘小球 将轻质弹
簧压缩至 点后由静止释放，小球 脱离弹簧后与静止在 点的小球 发生碰撞，碰撞过程两球机械能总共损
失 ，碰后与碰前相比小球 的速度减小√ ，其方向仍然向右。已知小球 和 的质量均为 ，小球 的

电荷量为 ( > 0)，电场强度大小为 ， = ，重力加速度为 。不计一切摩擦，求

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(1)碰撞结束时，小球 的速度大小;
(2)弹簧压缩至 点时的弹性势能;
(3)小球 从 点运动到水平面 所用的时间。
15.如图( )所示，小物体 、 用不可伸长的轻绳跨过轻质定滑轮连接， 、 距离水平地面高度相同且处于
静止状态。 = 0时，环状小物体 从 正上方一定高度处由静止开始自由落， = 1 时， 与 碰撞(碰撞时
间极短)，之后粘在一起下落，取地面为重力势能零点，物体 的动能 、重力势能 随时间 的变化关系如
图( )所示。已知物体 的质量 = 0.3 ，始终没有与定滑轮相碰，不计空气阻力和一切摩擦，绳始终未
断，重力加速度大小 = 10 / 2。
(1)小物体 的质量是多少 1 1时间内，小物体 损失的机械能是多少
(2)求当 、 粘合体的重力势能与动能相等时，物体 距离地面的高度;
(3)求小物体 离地面的最大高度。
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1.【答案】
2.【答案】
3.【答案】
4.【答案】
5.【答案】
6.【答案】
7.【答案】
8.【答案】
9.【答案】
10.【答案】
11.【答案】(1)0.5
(2)0 10
(3) 5 15
12.【答案】(1)
(4)图线如图
(5)9.5(9.4或9.6算对) 19
(6)11
13.【答案】解：(1)画出光路图，在 面上的入射角
= 42
在 面上的折射角
= 42 12 = 30
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或者90 60 = 30
由折射定律
sin
=
sin
联立解得
= 1.34
(2)由几何关系，太阳光在冰晶中传播的距离
1
= +
2

=


=

联立解得
201
=
100
14.【答案】解：(1)设 碰前速度为 ， 、 碰后速度分别为 、 ，由动量守恒定律
= +
= √
联立解得
= √
(2) 、 碰撞前后机械能损失
1 1 1
= 2 2
2
2 2 2
弹簧压缩至 点时的弹性势能
1
2 = 2
联立解得
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= 2
(3)碰后， 在电场中从 点运动到 点，由动能定理
1 1 1
+ = 2
2
2 2 2
从 点飞出后做类平抛运动。在竖直方向

sin30 =
在 竖直方向的位移
1
= cos30
2
2 2

联立解得

= (√ 6 + 2√ 2)√
15.【答案】解：(1)由题意可知
= = 0.3
物体 机械能的损失
= (8 + 3.2 ) (6.32 + 3.872 )
解得△ = 1.008
(2) = 1 时 、 碰撞，设碰撞结束时 的速度为 1，1 1内， 、 粘合体时高度为 ，速度为 ，碰撞
后 系统能量守恒，有
1 1
( + + )
2 ( + + )
2
1 = 2 2
1 1

2
2
1 = 2 2
式中
= 8 6.32 = 1.68
= 3.872 3.2 = 0.672
解得 = 0.4
碰前 的速度
0 = = 10 /
碰撞前后，由动量守恒定律
0 = ( + + ) 1
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解得 1 = 4 / 。碰撞时， 距离地面的高度
8
1 = = = 2 4
设碰后 、 粘合体的重力势能与动能相等时，下降的高度为 2，速度大小为 2。碰后 系统能量守恒
1 1
( 2 2
2
+ + ) 2 ( 2
+ + ) 1 = 2
己知
1
( + ) (
2
1 2) = ( + ) 2 2
联立解得
6
2 = 7
则物体 距离地面的高度
20
= 1 + 2 = 7
(3)设 、 粘合体落地时的速度为 3，由能量守恒
1 1
( + + ) 2 3 ( + + )
2
2 2 1
= 1
解得 3 = √ 32 / 。之后， 做竖直上抛运动，上升高度
2
= 33 2
解得 3 = 1.6 ，故 A 离地面的最大高度
= 2 1 + 3 = 5.6
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