湖南省衡阳市衡阳县2025届高三上学期第一次模拟 物理试题（含解析）

衡阳县2024-2025学年上学期高三第一次模拟
物 理 试 卷
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10小题，共46分。第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．2024年5月，嫦娥六号探测器发射成功，开启了人类首次从月球背面采样之旅。如图，假设嫦娥六号在环月椭圆轨道上沿图中箭头方向运动，只受到月球的引力，ab为椭圆轨道长轴，cd为椭圆轨道短轴。下列说法正确的是（ ）
A．某时刻嫦娥六号位于a点，则再经过二分之一周期它将位于轨道的b点
B．某时刻嫦娥六号位于a点，则再经过二分之一周期它将位于轨道cb之间的某位置
C．某时刻嫦娥六号位于c点，则再经过二分之一周期它将位于轨道的d点
D．某时刻嫦娥六号位于c点，则再经过二分之一周期它将位于轨道da之间的某位置
2．某测试员应用无人机搭载的加速度传感器进行飞行测试。图甲为在测试软件中设定的x、y、z轴的正方向，其中z轴沿竖直方向，无人机开始时沿y轴正方向匀速飞行，0时刻起该同学进行变速操作，软件生成了图乙中三个维度的（加速度-时间）图像，可以推断的时间内无人机（　　）
A．沿x轴方向一直加速 B．沿y轴方向一直加速
C．沿z轴方向加速上升 D．处于失重状态
3．如图所示，国际空间站核心舱内航天员要到舱外太空行走，需经过气闸舱，开始时气闸舱内气压为，用抽气机多次抽取气闸舱中的气体，当气压降到一定程度后才能打开气闸门，已知每次从气闸舱抽取的气体体积都是气闸舱容积的，若抽气过程中温度保持不变，则抽气2次后，气闸舱内气压为（　　）
A． B． C． D．
4．玩具“骑行小猪”绕碗的边缘做匀速圆周运动如图所示。若碗始终静止在水平桌面上，下列说法正确的是（　　）
A．小猪所受的合外力为零 B．小猪运动一周，其重力的冲量为零
C．碗对小猪的作用力大于小猪的重力 D．碗与桌面之间无摩擦力
5．如图，竖直放置的轻质圆盘半径为R，光滑水平固定轴穿过圆心O处的小孔。在盘的最右边缘固定一质量为2m的小球A，在离O点处固定一质量为m的小球B，两小球与O点连线的夹角为135°。现让圆盘自由转动，不计空气阻力，两小球均可视为质点，当A球转到最低点时（　　）
A．两小球的重力势能之和减少
B．A球机械能增加
C．A球速度大小为
D．此后半径OA向左偏离竖直方向的最大角度大于45°
6．两个形状不同但所围面积和电阻均相同的单匝闭合线圈，分别放在如图甲、乙所示的磁场中。甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO′轴匀速转动；乙图中磁场变化规律为，从图示位置开始计时。比较两个线圈，下列说法正确的是（　　）
A．磁通量的变化规律相同 B．电流方向变化的频率不同
C．相同的时间内产生的焦耳热不同 D．产生的电动势有效值不同
7．如图所示，一根轻质的不可伸长的细线两端分别系在水平天花板上的A、B两点，有一质量及大小均不计的光滑动滑轮跨在细线上，滑轮通过绝缘细线悬挂一带正电且可视为质点的物块。空间存在竖直向下的匀强电场，物块处于静止状态。现将电场强度方向由竖直向下缓慢逆时针转动到水平向右，A、B间细线的张力大小为F1，滑轮与物块之间细线张力大小为F2，则（　　）
A．F1逐渐增大 B．F1逐渐减小
C．F2逐渐增大 D．F2先减小后增大
8．一列有8节车厢的动车一般是4动4拖，其中第1节、第3节、第6节、第8节车厢是带动力的，其余4节车厢是不带动力的。如图所示，该动车在平直轨道上匀加速向右启动时，若每节动力车厢提供的牵引力大小均为，每节车厢质量均为，每节车厢所受阻力均为该节车厢重力的倍，重力加速度为。下列说法正确的是（　　）
A．整列车的加速度大小为
B．整列车的加速度大小为
C．第4节车厢对第5节车厢的作用力大小为0
D．第4节车厢对第5节车厢的作用力大小为
9．如图甲水面上有一列浮球。图乙为简化俯视图，所有浮球等间距排成一条直线，水面上的O点垂直于水面xOy持续沿z轴振动，形成了沿水面传播波长λ=24m的水波。当所有浮球全部振动后某时刻开始计时，以竖直向上为z轴正方向，其中浮球A、B的振动图像如图丙所示，已知OB=18m，，。则（ ）
A．t=0时，1号浮球位于平衡位置下方且沿z轴正向运动
B．t=0时，6号浮球位于平衡位置上方且沿z轴正向运动
C．t=1s时，1号浮球与2号浮球都位于平衡位置的上方且运动方向相同
D．t=1s时，5号浮球与6号浮球都位于平衡位置的上方且运动方向相反
10．如图为一折射率的玻璃砖截面示意图，其截面一侧是以O点为圆心、半径为R的四分之一圆弧，其余两侧为直面AC与BC，且。仅靠O点下方有一单色激光发射器S，能在玻璃砖截面所在的平面内发出过O点的光束，现让激光发射器S绕过O点垂直于纸面的轴开始顺时针匀速转动，转动周期为T，观察到玻璃砖AC面和BC面上有光斑移动，光在真空中速度大小为c，不考虑光线的多次反射，下列说法正确的是（　　）
A．光线透过玻璃砖最长时间为
B．光斑从玻璃砖AC面消失到BC面出现的时间间隔为
C．光斑在玻璃砖AC面上刚要消失的瞬时速度为
D．在发射器S开始转动的一个周期内，能观察到AC面和BC面上有光斑的时间为
第Ⅱ卷（非选择题）
二、非选择题：本题共5小题，共54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）如图所示，某小组用传感器研究碰撞过程中的作用力与作用时间的关系，让质量的小重物自由下落碰撞测力板，通过电脑记录碰撞过程中的作用力及作用时间。第一次实验让重物距板面高处自由下落，碰撞时间；第二次实验在测力板上放置厚度为的轻质海绵垫，让重物距板面高处自由下落，碰撞时间；两次实验中重物均未反弹。回答下列问题：
(1)第二次实验中，该小组将重物释放位置较第一次抬高5cm所体现的实验方法是______
A．累积法 B．放大法 C．控制变量法
(2)第一次实验中重物碰前瞬间的速度 （填“大于”“等于”或“小于”）第二次实验中重物碰前瞬间的速度。
(3)第一次实验中重物对测力板的平均冲击力 （填“大于”“等于”或“小于”）第二次实验中重物对海绵垫的平均冲击力。
12．（10分）如下图所示，图乙为一个自动筛选鸡蛋重量的装置，可以筛选出两类重量不同的鸡蛋。当不同重量的鸡蛋传送到压力秤上时，压力秤作用在压力传感器电阻R1上，其电阻值随压力秤所受压力的变化图像如图甲所示。R2是可调节电阻，其两端电压经放大电路放大后可以控制电磁铁是否吸动衔铁并保持一段时间。当电压超过某一数值时电磁铁可以吸动衔铁使弹簧下压，鸡蛋就进入B通道。已知电源电动势，，内阻不计，R2调节为20Ω。
(1)由图甲可知，压力传感器的电阻值R1随压力的增大而 （填：“增大”或“减小”）。
(2)从B通道通过的是 鸡蛋（填：“重”或“轻”）。
(3)由两个图可知，若R2两端的电压超过6V时，电磁铁可以吸动衔铁向下，则选择的重鸡蛋对压力秤的压力要大于 N。（保留两位有效数字）
(4)要想选择出更重的鸡蛋，需要把电阻R2的阻值调 （填：“大”或“小”）；若在不改变R2阻值和更换R1情况下要选出更重的鸡蛋，还有什么措施 请写出一条可行办法： 。
13．（10分）如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨固定在水平面内，导轨间距L = 1.0 m，左端连接阻值R = 4.0 Ω的电阻，匀强磁场磁感应强度B = 0.5 T方向竖直向下。质量m = 0.2 kg、长度L = 1.0 m、电阻r = 1.0 Ω的金属杆置于导轨上，向右运动并与导轨始终保持垂直且接触良好，从t = 0时刻开始对杆施加一平行于导轨方向的外力F，杆运动的v t图像如图乙所示，其余电阻不计。求：
(1)在t = 2.0 s时，电路中的电流I和金属杆PQ两端的电压UPQ；
(2)在t = 2.0 s时，外力F的大小；
(3)若0 ~ 3.0 s内克服外力F做功1.8 J，求此过程流过电阻R的电荷量和电阻R产生的焦耳热。
14．（13分）人类为了开发外太空，需要模拟各种等效重力场下的逃生方式。如图所示，水平面xOy和竖直面yOz内分别固定着两个半径均为R的半圆形光滑绝缘轨道OMN和OPQ，整个空间存在着方向沿y轴正方向的匀强电场，质量分别为0.5m、m的逃生球A、B套在轨道上，其中绝缘的A球不带电，B球的电荷量为。已知匀强电场的电场强度大小为（g为重力加速度），B球从OMN轨道进入OPQ轨道时无能量损失，初始时B球静止在OMN轨道的中点处，A球以大小为的初速度从N点滑上轨道，A、B两球之间的碰撞为弹性碰撞，且碰撞过程中B球的电荷量不变，A、B两球均可视为质点，碰后A球被锁定。求：
(1)B球到达O点的速度大小；
(2)B球在OPQ轨道上的最小动能；
(3)B球从Q点脱离轨道后，经过y轴时的坐标。
15．（15分）如图所示，一长的倾斜传送带，传送带与水平面的夹角，传送带以的速率沿顺时针匀速运行。在一光滑水平面上有质量为，长的木板，在其右端放一质量为的滑块。木板左端离传送带足够远，地面上有一与木板等高的小挡片O可以粘住木板使其停止运动，小挡片O与传送带轮子边缘有一小断光滑小圆弧（尺寸忽略不计），从而使滑块离开木板后可以无能量损失地滑上传送带。现滑块以初速度开始向左运动，滑块与木板之间的动摩擦因数，滑块与传送带间的动摩擦因数，传送带的底端垂直传送带放一挡板P，滑块到达传送带底端时与挡板P发生碰撞，滑块与挡板P碰撞前、后的速率不变，滑块可视为质点，取重力加速度。求：
(1)滑块与木板相对静止时的速度；
(2)滑块第一次与挡板P碰后沿传送带向上运动的最大位移；
(3)滑块沿传送带向上减速过程中速度大于v阶段的总路程。
物理答案
1.【答案】A
【解析】根据开普勒第二定律，近月点速度快，远月点速度慢，结合对称性可知，弧acb上的平均速率与弧bda上的平均速率相等，且它们弧长相等，故所以时间相等，因此两端圆弧所用时间均为二分之一周期，A正确，B错误；根据开普勒第二定律，近月点速度快，远月点速度慢，可知嫦娥六号在弧cbd上的平均速度小于在弧dac上的平均速度，弧cbd的长度为环月椭圆轨道周长的一半，故再经过二分之一周期它将位于轨道的bd之间，到达不了d点，更不可能运动到轨道da之间的某位置，CD错误。
2.【答案】C
【解析】由图可知，0~2s无人机有沿x轴负方向的加速度，所以2s末由沿x轴负方向的速度，2s~4s的时间内沿x轴的加速度为正，则首先沿向x负方向速度会减小，故A错误；无人机开始时沿y轴正方向匀速飞行，2s~4s的时间内沿y轴的加速度为负，速度减小，故B错误；2s~4s的时间内沿z轴的加速度向上为正，因为加速度方向为正，无人机加速上升，处于超重状态，故C正确，D错误。
3.【答案】D
【解析】第一次抽气相当于气体的体积由变为，温度不变，根据玻意耳定律得，解得，同理可得，第二次抽气后有，解得，故选D。
4.【答案】C
【解析】小猪绕碗的边缘做匀速圆周运动，由所受外力的合力提供圆周运动的向心力，合力方向始终指向圆心，可知，小猪所受的合外力不为零，故A错误；根据冲量的定义可知，小猪运动一周，其重力的冲量不为零，故B错误；小猪绕碗的边缘做匀速圆周运动，由碗对小猪的作用力与小猪的重力的合力提供圆周运动的向心力，重力方向竖直向下，合力方向指向圆心，即合力沿水平方向，则有，可知，碗对小猪的作用力大于小猪的重力，故C正确；结合上述可知，碗对小猪的作用力方向偏向碗内侧斜向上，根据牛顿第三定律可知，小猪对碗的作用力方向偏向碗外侧斜向下，在该力作用下，碗有向小猪所在位置沿外侧运动的趋势，则碗与桌面之间有指向碗内侧的静摩擦力，故D错误。
5.【答案】D
【解析】由题意可知，两小球的重力势能之和减少，故A错误；当A球转到最低点时，B球的重力势能增加，动能增加，B球的机械能增加，由A、B组成的系统机械能守恒，故A球的机械能减少，故B错误；由系统机械能守恒定律，根据可知，联立解得A球速度大小为，故C错误；设此后半径OA向左偏离竖直方向的最大角度为θ，则有，其中，联立解得，故，故D正确。
6.【答案】A
【解析】甲中磁通量变化规律，乙中磁通量的变化规律，即磁通量的变化规律相同，选项A正确；感应电流变化的周期均为T，则电流方向变化的频率均为0.5T，相同，选项B错误；因感应电动势的最大值相同，根据，则有效值相同，根据，可知，相同的时间内产生的焦耳热相同，选项CD错误。
7.【答案】B
【解析】一根绳上的力大小处处相等，则初始时合力的方向为竖直向下，则设A、B间细线与竖直方向夹角为θ，则，初始时，物块受到的重力和电场力之和（看作等效重力）等于滑轮与物块之间细线张力AB绳上的张力，，随着电场强度方向由竖直向下缓慢逆时针转动到水平向右，电场力也逐渐逆时针转动到水平向右，随着电场力和重力夹角增大，等效重力G′逐渐减小，即F2逐渐减小，AB细绳与等效重力方向之间的夹角也在逐渐减小，如图中θ′，则cosθ′ > cosθ，可知F1在逐渐减小。故选B。
8.【答案】AC
【解析】对8节车厢整体受力分析，由牛顿第二定律，解得整列车的加速度大小为，故A正确，B错误；对5-8节车厢整体受力分析，由牛顿第二定律，代入解得第4节车厢对第5节车厢的作用力大小为，故C正确，D错误。
9.【答案】AB
【解析】由于，，由图可知A球的振动比B球振动落后，则，又，所以，，设两浮球之间的距离为，则，，相邻两浮球与O点距离差小于，1号浮球比A浮球振动滞后，由于时，A浮球位于平衡位置且沿z轴正向运动，则时，1号浮球位于平衡位置下方且沿z轴正向运动；故A正确；6号浮球比B浮球振动滞后，由于时，B浮球位于波峰，时，6号浮球位于平衡位置上方且沿z轴正向运动，故B正确；时，A浮球位于波峰位置，2号浮球比A浮球振动超前，时，1号浮球位于平衡位置的上方且沿z轴正向运动，2号浮球位于平衡位置的上方且沿z轴负向运动，故C错误；时，B浮球位于平衡位置且沿z轴负向运动，5号浮球比B浮球振动超前，5号浮球位于平衡位置下方且沿z轴负向运动，6号浮球都位于平衡位置的上方且沿z轴负向运动，故D错误。
10.【答案】CD
【解析】光线透过玻璃砖最长时间为从C点射出的光线，则，又，联立解得，故A错误；若射到E点和G点的光线恰能发生全反射，可知射到AE之间和GB之间的光线都能从透明光学部件中射出，如图所示，由，解得，根据几何关系可知，可知光斑从玻璃砖AC面消失到BC面出现的时间间隔为，在发射器S开始转动的一个周期内，能观察到AC面和BC面上有光斑的时间为，故B错误；D正确；把光斑在玻璃砖AC面上刚要消失的瞬时速度分解为沿光线方向和垂直光线方向，可得，又，，联立解得，故C正确。
11.【答案】(1)C；(2)等于；(3)大于
【解析】（1）第二次实验中，该小组将重物释放位置较第一次抬高5cm，保证重物下落的高度与第一次相同，所体现的实验方法是控制变量法。
（2）根据，可知两次实验中重物碰前瞬间的速度相等。
（3）由动量定理，可知，两次实验中重物的动量变化量相同，则第一次实验中重物对测力板的平均冲击力大于第二次实验中重物对海绵垫的平均冲击力。
12.【答案】(1)减小；(2)重；(3)0.43；(4)小，可以更换电动势更低的电源
【解析】（1）由图甲可知，压力传感器的电阻值随压力的增大而减小。
（2）鸡蛋越重，对R1的压力越大，R1的阻值越小，分得的电压越低，R2分得的电压越高，电磁铁对衔铁向下的吸引力越大，越容易将弹簧压下，鸡蛋进入B通道，因此从B通道通过的是重鸡蛋。
（3）由于R1与R2串联，因此满足，可知，通过图甲可知，此时重鸡蛋对压力秤的压力为0.43N。
（4）当更重的鸡蛋压到R1上时，R1上的阻值更小，但R1上的电压不变，回路的电流更大，即流过R2的电流更大，而R2的电压也不变，因此应将R2的阻值调小。在其他条件不变时，为选出更重的鸡蛋，可以更换电动势更低的电源，使得更重的鸡蛋才能使R2分得与原来相同的电压。
13.【答案】(1)0.2 A，0.8 V；(2)0.3 N；(3)0.9 C，1.44 J
【解析】（1）根据乙图可知t = 2.0 s时，v = 2 m/s，则此时电动势
电路中的电流
金属杆PQ两端的电压为外电压，即
（2）由乙图可知v t图像斜率表示加速度
对金属杆PQ进行受力分析，则由牛顿第二定律得
解得，方向与运动方向相反。
（3）根据电荷量表达式可知
v t图像与横轴围成的面积表示位移大小，则
解得
根据能量守恒定律可知
解得
电阻R产生的焦耳热。
14.【答案】(1)；(2)；(3)（，，）
【解析】（1）A、B球碰撞过程，设碰撞后A、B球的速度分别为、 ，根据动量守恒和机械能守恒可得
解得
从M点到O点，设B球到O点的速度为，对B球，根据动能定理可得
解得。
（2）对B球，当动能最小时在图中K点 ，从O点到K点，根据动能定理可得
解得。
（3）设B球经过Q点时的速度为，从O点到Q点，有
解得
B球离开Q点后，设到达y轴所需要的时间为t，则有
解得
即经过y轴上时的坐标为（，，）。
15.【答案】(1)4m/s；(2)1.75m；(3)2m
【解析】（1）木板左端离传送带足够远，设在长木板与小挡片O碰前，滑块与长木板已经相对静止，根据动量守恒和能量守恒
解得，
根据可知，在长木板与小挡片O碰前，滑块没有滑出长木板，碰前滑块与长木板已经相对静止，所以滑块与木板相对静止时的速度
（2）滑块滑上传送带时速度为，根据动能定理
解得
滑块沿传送带向下匀加速运动至传送带的底端，该过程中滑块的加速度大小为
设滑块到达传送带底端时的速率为
解得
滑块第一次与挡板P碰后先沿传送带向上运动直到减速为1m/s，加速度大小
位移
然后继续减速至零，加速度大小为，位移
故滑块第一次与挡板P碰后沿传送带向上运动的最大位移。
（3）经分析可知，因
经足够长时间，滑块与挡板P多次碰撞后，最终将以速率v反弹，此后滑块在距传送带底端某恒定范围内往复运动，由动能定理可知，在滑块从第一次反弹后瞬间至到达传送带底端最终的速率第一次为v的过程中，摩擦力做的总功为
在滑块从第一次反弹后瞬间至到达传送带底端的速率第一次为v的过程中，滑块每次反弹后均先沿传送带向上以加速度做匀减速运动至速率为v（过程1）；再以加速度沿传送带向上做匀减速运动至速度为零，然后沿传送带向下以加速度做匀加速运动至速率为v（过程2）；最后沿传送带向下以加速度做匀加速运动至传送带的底端（过程3），根据对称性，在过程1与过程3中滑块运动的距离相等，因在过程2中摩擦力对滑块做的功为零，故整个过程中，摩擦力做的总功为
解得。