湖北省武汉市第二中学2025届高三下学期模拟考试物理试卷（含答案）

武汉二中2025届高三年级高考模拟试卷
物理试卷
考试时间：2025年5月22日 下午14：30—17：05 试卷满分：100分
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1－7题只有一项符合题目要求，第8－10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）
1．2023年8月24日，日本政府正式向海洋排放福岛第一核电站的核污水。核污水中的发生衰变时的核反应方程为。设的比结合能为，的比结合能为，的比结合能为。已知光在真空中的传播速度为，的半衰期为138天，则下列说法正确的是（　　）
A．
B．10个核138天后剩余5个
C．该衰变过程本质是原子核中的一个中子转变为质子并放出一个电子
D．该核反应过程中的质量亏损可以表示为
2．一水滴从空中由静止开始下落，最终匀速落地。已知水滴所受空气阻力与速度成正比。下列能正确描述该水滴下落过程的加速度一速度（a-v）和速度一时间（v-t）图像的是（　　）
A． B．C． D．
3．如图所示，AB、BC、AC是等长的绝缘细棒，构成彼此绝缘的等边三角形，AB、BC棒上均匀分布着负电荷，AC棒上均匀分布着正电荷。已知AB、BC两细棒单位长度分布电荷量的绝对值相等且是AC的两倍，AB棒在三角形中心O产生的电场强度大小为E，取无限远处为电势零点，AB棒在O点产生的电势为 φ。关于三根细棒在O点所产生的电场强度和电势，下列说法正确的是（　　）
A．O点电场强度为零，电势为零
B．O点电场强度大小为1.5E，方向沿OB指向B；电势为 1.5φ
C．O点电场强度大小为1.5E，方向沿OB指向O；电势为 φ
D．O点电场强度大小为，方向沿OB指向B；电势为φ
4．两个质量分布均匀的圆柱体A、B静置在顶角为60°的“V型”槽中，圆柱体A的截面半径小于B的截面半径，截面图如图所示，不计一切摩擦，下列分析正确的是（　　）
A．若以槽底端所在的边为轴顺时针缓慢转60°的过程中，圆柱体A对槽壁的压力变大
B．若以槽底端所在的边为轴顺时针缓慢转60°的过程中，圆柱体A对B的压力变大
C．若“V型”槽不转动，将A换成质量不变但半径更小的圆柱体，则圆柱体A对槽壁的压力变大
D．若“V型”槽不转动，将A换成质量不变但半径更小的圆柱体，则圆柱体A对B的压力变小
5．2024年6月25日嫦娥六号返回器顺利着陆，返回器与主舱室分离后，主舱室通过调整后在圆轨道运行，返回器用“打水漂”的方式再入大气层，最终通过降落伞辅助成功着陆，其主要过程如下图，已知主舱室维持在半径为r的轨道上做周期为的匀速圆周运动，已经地球半径为R，引力常量为，下列说法正确的是（　　）
A．由题中条件可求出地球密度为
B．根据题给条件可求出主舱室的质量
C．打开降落伞后，返回器靠近地面过程中一直处于失重状态
D．主舱室在半径为r的轨道上稳定运行的速度大于
6．如图所示，理想变压器原线圈接有输出电压有效值恒为24V的交流电源，电源内阻不计，定值电阻、、的阻值分别为，，，滑动变阻器R的最大阻值为。初始时滑动变阻器滑片位于中点，理想电流表的示数为1A，则下列说法正确的是（　　）
A．初始时，电压表的示数为
B．变压器原、副线圈的匝数比为
C．从初始位置向右移动滑动变阻器滑片，电压表示数一直增大
D．从初始位置向左移动滑动变阻器滑片，变压器输出功率一直减小
7．如图所示，可视为质点的光滑定滑轮与竖直墙面上的点等高，为的中点，距离为。一根轻质不可伸长的细绳一端系在点，穿过质量为m的光滑圆环A再绕过定滑轮，另一端吊着质量也为m的重物。将圆环A由点静止释放，设与水平方向夹角为。已知重力加速度为g，整个过程中未与滑轮相撞，不计空气阻力和一切摩擦。下列说法中正确的是（ 　）
A．和的速度关系为
B．可以下降的最大高度为
C．和总动能最大时，
D．和总动能最大时，B的动能为
8．夜晚公园景观池有可变化形状的灯光秀，其原理如图甲所示，将一个半圆形线状光源水平放在水池水面下，通过支架（图中未画出）可以调节光源距离水面的深度h，随着h不同，人们在水面上会看到不同形状的发光区域。已知半圆形线光源的半径为R，水的折射率为，下列说法中正确的有（ ）
A．h越大，水面上发光区域的面积越小
B．当时，水面上的发光区域会呈现类似丙图所示的“爱心”形状
C．当时，水面上的发光区域会呈现类似乙图所示的“月牙”形状
D．当时，水面上的发光区域恰会呈现类似丙图所示的“爱心”形状
9．两列简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播，两波源分别位于和处，两列波的波速均为0.2m/s，波源的振幅均为4cm，图示为时刻两列波的图像，此刻平衡位置在和的两质点刚开始振动。下列说法正确的是（　　）
A．两列波波源的起振方向相同
B．两波源间有7个振动加强点
C．当两列波相遇时，右边的波源振动了5s
D．t=3s时，x=0.5m处的质点运动的总路程为16cm
10．如图甲所示，两根足够长的光滑平行金属直导轨固定，导轨间距为L，所在平面与水平面的夹角为，导轨间存在垂直于导轨平面、方向相反的匀强磁场，其磁感应强度的大小分别为B、。、是垂直于导轨，间距为d的磁场边界。将质量分别为m、2m的金属棒a、b垂直导轨放置，a棒与的间距也为d，两棒接入导轨之间的电阻均为R，其他电阻不计。现同时将两棒由静止释放，两棒与导轨始终垂直且接触良好。时刻a棒经过，b棒恰好经过进入磁场，时刻b棒经过。a棒运动的v-t图像如图乙所示，中间图线平行于横轴，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）
A．
B．a棒刚进入磁场时的速度大小
C．时刻后，a、b两棒最终会相遇
D．时间内，a棒上产生的焦耳热为
二、非选择题(本题共5小题，共60分。)
11．（7分）手机软件Phyphox利用了智能手机内置的各种传感器（如加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计等）来测量多种物理量。某学习小组设计如图装置测量小车和智能手机的总质量。把轻绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为m的钩码，用手机测出小车运动的加速度a；改变钩码的质量m，进行多次测量：做出a与m（g-a）的图像，已知图像中直线的截距为b，斜率为k。不计空气阻力，重力加速度为g。
(1)以下说法正确的是 ；
A．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
B．细线的拉力不等于钩码的重力
C．不悬挂钩码时，应使小车和智能手机匀速沿木板下滑
D．钩码的质量不需要远小于智能手机和小车的总质量
(2)由图像可得，小车和手机的总质量为 ；
(3)利用手机测出木板倾角为θ，则小车和智能手机沿木板运动过程中，木板与小车间的动摩擦因数大小为 。
12．（10分）学习小组要用以下的实验仪器测量一电阻的电阻率，已知其长度为，粗测该电阻的阻值约为40。
A．电流表（量程为，内阻约）
B．电流表（量程为，内阻）
C．定值电阻
D．滑动变阻器（最大阻值为）
E.滑动变阻器（最大阻值为）
F.电源（电动势约）
G.开关和导线若干
(1)用螺旋测微器测量该电阻的直径，示数如图甲所示，其直径 mm；
(2)为了调节方便，测量准确，并能在实验中获得尽可能大的电压调节范围，滑动变阻器应选用 （填选项前的字母），并在图乙方框中画出测量电路图 （并在图上标注仪器的符号）；
(3)实验中根据两电表读数作出如图丙所示的图线，已知图线的斜率为，则所测该电阻的电阻率
（用、、、、表示）；研究实验误差时发现实验所用定值电阻的阻值比标称值小，则电阻率的测量值将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
13．（10分）如图所示，竖直汽缸开口向上置于水平面，汽缸高、横截面积，汽缸开口和中央处各有卡环a、b，用活塞密封一定质量理想气体，活塞上表面放有质量的铁块，活塞初始位置距汽缸底部距离，并处于静止状态。封闭气体温度，不计活塞质量及厚度，不考虑活塞与汽缸内壁间摩擦，汽缸活塞间不漏气，大气压强，热力学温度与摄氏温度之间关系式为，重力加速度g取。求：
(1)当汽缸内温度为，卡环b受到活塞的压力大小；
(2)从初状态开始升温，当汽缸内温度，气体吸收热量为150J，求封闭气体内能变化量。
14．（15分）在粒子物理学的研究中，经常用电场和磁场来控制或者改变粒子的运动。如图所示为一控制粒子运动装置的模型。在平面直角坐标系xOy的第一象限内有沿y轴负方向的匀强电场，第二象限内，一半径为r的圆形区域内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅰ，磁场的边界圆刚好与两坐标轴相切于P、Q两点，在第三和第四象限内有垂直于坐标平面向外的匀强磁场Ⅱ，磁场Ⅱ中有一垂直于y轴的足够长的接收屏，带电粒子打到屏上立刻被屏吸收。P点处有一粒子源，粒子源在坐标平面内均匀地向第二象限的各个方向射出质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子射出的初速度大小相同。已知沿y轴正向射出的粒子恰好通过Q点，该粒子经电场偏转后以与x轴正方向成45°的方向进入磁场Ⅱ，并恰好能垂直打在接收屏上。磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度大小均为B，不计粒子的重力及粒子间的相互作用。
(1)求粒子从P点射出的速度大小；
(2)求匀强电场的电场强度大小E；
(3)将接收屏沿y轴负方向平移，直至仅有三分之一的粒子经磁场Ⅱ偏转后能直接打到屏上，求接收屏沿y轴负方向移动的距离L。
15．（18分）如图所示，光滑圆弧轨道ABC固定在竖直面内，与光滑水平面CD相切于C点。水平面CD右侧为顺时针转动的水平传送带，与传送带相邻的光滑水平面MN足够长，MN上静置一物块Q，N处固定一竖直挡板，物块撞上挡板后以原速率反弹。物块P从A点出发，初速度沿切线方向向上，恰好能通过圆弧最高点B，并沿着圆弧轨道运动到C点，此时速度大小。已知AO与竖直方向的夹角为，P、Q均可视为质点，质量分别为，，P、Q间的碰撞为弹性碰撞且碰撞始终发生在MN上，传送带长，物块P与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，，。结果可用根式表示。
(1)求物块P在A点时初速度的大小；
(2)调整传送带的速度大小，求物块P第一次到达M点时速度大小的范围；
(3)若传送带速度大小为10m/s，求从P、Q第1次碰撞结束到第2025次碰撞结束，物块P在传送带上运动的总时间t。
武汉二中2025届高三年级高考模拟试卷
物理试卷评分细则
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A B C A D D CD BD AC
二、非选择题：本题共5小题，共60分。
11 （1） BD （2分） （2） （2分）
（3分）
12 （1）0.549—0.551 （2分） （2）D （2分） （2分）
（3） （2分） 偏大（2分）
13（1）选活塞为研究对象，由平衡条件有
可得
活塞恰好到卡环b时，气体做等压变化，根据盖-吕萨克定律可得 1分
其中，， 解得 1分
继续降温到，此时
其压强为，根据查理定律可得 1分
解得 1分
卡环b对活塞的支持力为F，由平衡条件有 解得
由牛顿第三定律，卡环b受到活塞压力大小为30N。 1分
从初状态开始升温，活塞上升，当活塞恰好上升到卡环a时，
对应温度为，则有， 1分
解得 1分
此过程外界对气体做功 1分
此后不再做功，全程根据热力学第一定律可得 2分
14（1）从点沿轴正向射入的粒子恰好通过点，则粒子在磁场中做圆周运动的轨迹半径为，如图所示 ，根据洛伦兹力提供向心力有 2分
解得 2分
（2）从点沿轴正向射入的粒子在电场中做类平抛运动，设粒子出电场时沿轴负方向的分速度为，如图所示，由题意可知 1分
沿轴方向有 1分
根据牛顿第二定律有 1分
联立解得 2分
（3）由于粒子在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为，根据磁发散原理，所有粒子均沿轴正方向射出磁场Ⅰ，设某一粒子进入磁场Ⅱ时，与轴正方向夹角为，则该粒子进入磁场Ⅱ时速度为，如图所示 1分
设该粒子在磁场Ⅱ中做圆周运动，半径为，洛伦兹力提供向心力，有
则轨迹的圆心到轴的距离为，代入第一问结果，得。 1分
由此可见，所有粒子进磁场Ⅱ后做圆周运动的圆心均在离x轴距离为的水平线上，即此时接收屏距离轴的距离为，根据圆的特点，打到屏上的速度垂直于半径，而半径在接收屏所在的平面，因此所有粒子均能垂直打在接收屏上。在点沿与轴负方向成60°向左上方射出的粒子恰好能打在屏上时，该粒子左侧的所有粒子都可以打在屏上，右侧的粒子则不能打在屏上，即有三分之一的粒子经磁场Ⅱ偏转后能直接打在屏上，设这时屏需要移动的距离为，如图所示，
设该粒子在磁场Ⅰ中轨迹如图，出磁场时坐标 1分
进入磁场Ⅱ时的速度大小为，在电场中，根据动能定理有 1分
根据洛伦兹力提供向心力有 解得 1分
即仅有三分之一的粒子经磁场Ⅱ偏转后能直接打到屏上，接收屏沿轴负方向移动的距离为 1分
15（1）题意知P恰好能通过圆弧最高点B，则有 1分
从B点到C点，由动能定理得 1分
联立解得圆弧半径 1分
从A到C过程有 1分
联立解得 1分
（2）若传送带速度够大，P从D一直加速到M点，则有 1分
代入题中数据，联立以上解得物块P第一次到达M点时速度大小 1分
若传送带速度够小，P从D一直减速速到M点，则有 1分
解得 1分
则物块P第一次到达M点时速度大小的范围 1分
（3）若传送带速度大小为10m/s，则P匀速通过传送带，设水平向右为正方向，第1次碰撞对系统列动量守恒定律和机械能守恒定律有 2分
联立解得碰后的速度分别为
设P向左滑上传送带的位移为x，根据牛顿第二定律和运动学规律可得
向左运动到最远的时间 1分
第2次碰撞，对系统列动量守恒定律和机械能守恒定律有
联立解得碰后的速度分别为 1分
则P返回传送带过程有
解得回到传送带D端时，P的速度 1分
由动能定理：
向左运动到D的时间 1分
从P、Q第1次碰撞结束到第2025次碰撞结束，物块P在传送带上运动的总时间为 1分
联立解得 1分