湘豫名校联考2025届高三下学期第四次模拟考试物理试卷（含答案）

2025届湘豫名校联考高三下学期第四次模拟考试物理试卷
一、单选题
1．关于原子核衰变，下列说法正确的是（　　）
A．一定质量的放射性同位素样品经过2个半衰期后其质量变为原来的四分之一
B．衰变反应后的平均核子质量较反应前要小
C．射线是原子核发生衰变的过程中其核外电子吸收衰变所释放的能量而被电离的结果
D．发生衰变或者衰变的过程中辐射的射线来自核外电子由高能级向低能级跃迁
2．如图，水平面内有一半径为R的半圆形玻璃砖，过底面中点作一垂直于底面的直线（图中虚线表示）交玻璃砖于处，垂直于连线紧贴点放置一足够长的光屏。对准底面中点射入一束极窄的激光，初始时激光束沿平行于底面的AO方向入射，然后绕点顺时针旋转，直至激光束从BO方向入射。若玻璃砖对该激光的折射率，则激光束射到光屏上的点的移动距离为（　　）
A． B． C． D．
3．如图，一理想的自耦调压变压器A、B之间的线圈总匝数为，在输入端间加上的交流电压，输出端C、B间串联一个“12V、6W”的灯泡和阻值为的定值电阻，要使灯泡能正常工作，则B、P间线圈的匝数为（　　）
A． B． C． D．
4．轴上有两个在竖直方向振动的波源的平衡位置为坐标原点，N点的平衡位置为，时刻开始同时开始各做一个周期的简谐运动，记录到处的质点的振动图像如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．机械波在轴上传播的速度大小为
B．两波源的超振方向完全相反
C．时处的质点的位移为
D．两列波经过处的过程中，该质点的总路程为
5．如图为无人机灭火的工作场景，一质量为的无人机工作时悬停于着火点正前方，其正下方竖直悬吊质量可以忽略不计的供水软管，水从地面进入供水管经过无人机后从其前端水平安装的高压水枪以速度水平喷出。高压水枪喷口处横截面积为，水的密度为，重力加速度取，供水管的横截面积与高压水枪相同。则空气对无人机的作用力大小约为（　　）
A．750N B．1061N C．1250N D．1750N
6．如图，赤道平面上靠近地表的某轨道上有一颗遥感卫星，其轨道半径为。地球半径为，自转的周期为，遥感卫星绕地心转动的周期为，每隔时间经过赤道上同一点上方。已知遥感卫星转动方向与地球自转方向相同。则下列关系正确的是（　　）
A． B．
C． D．
7．如图甲，一长为L、板间距离为d的平行板电容器水平放置，一正离子源放置在电容器左端中轴线处，离子源能够源源不断地在单位时间内释放相同数目、速度方向均沿中轴线水平向右、速度大小为的正离子，正离子的质量为、电荷量为。从时刻起加一如图乙所示的周期性电场，此时A板电势高于B板。已知，且，不计离子的重力，下列说法正确的是（　　）
A．时刻进入的正离子刚好击中B板右端点
B．时刻进入的正离子离开电容器时偏离轴线的距离为
C．时刻进入的正离子击中金属板A的右端点
D．离子源发射的正离子被平行板电容器收集的比例为50%
二、多选题
8．如图，一表面光滑的等腰梯形平台固定于水平地面上，一轮滑运动员从梯形平台的一侧滑上平台，到达上表面后离开平台做抛体运动，随后无碰撞地进入平台的另一侧，最后滑离平台。忽略空气阻力，从滑上平台到离开平台的过程中，轮滑运动员的水平和竖直分速度随时间变化的图像正确的是（　　）
A． B．
C． D．
9．如图，半径为的光滑导体圆环固定于水平面内，一金属转轴安装在过圆环中心的轴线上，一为的导体棒一端固定于圆心处的转轴上，另一端刚好搭在导体圆环上。连线为圆环的一条直径。在圆环处与金属转轴上各安装一电刷，然后用导线将两电刷相连。导体圆环和导体棒单位长度的电阻均为，圆环处于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为。忽略金属转轴、导线的电阻，不计任何摩擦。时，导体棒在处与圆环接触，现通过齿轮驱动转轴以角速度匀速转动，下列说法正确的是（　　）
A．导体棒两端的电压先增大后减小
B．导体圆环消耗的功率先增大后减小
C．当时，驱动力的瞬时功率为
D．导体圆环消耗功率的最大值为
10．如图所示，一竖井底部有一下端固定劲度系数为的轻质弹簧，初始时弹簧上端固定连接着一质量为的载物平台，现一质量同为m的人静止站立在平台上时，平台较初始时下降了。人的重心离井口的距离刚好为，然后此人进行蹲下和站起，人第一次到达最高点时处于直立状态，此时人与平台之间刚好无弹力。第二次蹲下和站起后人与平台分离，此时人处于直立状态，分离后人继续上升，重心刚好达到井口。已知重力加速度大小为，弹簧的弹性势能。忽略空气阻力，则（　　）
A．两次蹲下和站起的过程中人做的功相同
B．分离时人的加速度大小为g
C．人与平台分离时的速度大小为
D．人与平台分离后平台运动过程中的最低点弹簧的压缩量为
三、实验题
11．已知弹簧振子振动周期，m为振子质量，为弹簧劲度系数。小明利用弹簧振子测量重力加速度的实验如图甲所示。将一轻质弹簧竖直悬挂在铁架台上，测出弹簧静止时弹簧下端指针对齐的刻度，在弹簧下端挂一个质量为的钩码作为振子，测量钩码静止时指针对齐的刻度。
(1)根据上述测量值可以得到弹簧的劲度系数 。
(2)用手将钩码下拉一小段距离后由静止释放，用秒表测得振子完成10次全振动的时间。改变钩码的质量，重复上述步骤，测得指针对齐不同刻度时所对应的10次全振动的时间。为了减小因为测量周期时产生的偶然误差，应从振子位于 位置开始计时（填“平衡”、“最低点”或者“最高点”）。
(3)如图乙所示，根据测量得到的数据描绘与的图像，测得图像的斜率为，则重力加速度的 （结果保留3位有效数字，取）。
12．实验小组设计如图甲所示的电路测量一量程为、内阻约为的电压表的内阻，可供选择和使用的仪器有：
A．待测电压表
B．电源（电动势约为，内阻可以忽略）
C．滑动变阻器（阻值）
D．电阻箱
E.定值电阻
F.开关、导线若干
(1)根据实验原理图将实物连线补充完整 。
(2)将滑动变阻器滑片的置于中间位置附近，闭合开关，粗调电阻箱阻值为，使电压表示数为，闭合开关，发现电压表示数略大于，则开关闭合前，、间的电势 （填“大于”“小于”或“等于”），此时欲使电压表在开关闭合前后电压表数值不变，则应使电阻箱阻值略微 （填“增大”或“减小”）。
(3)测得开关闭合前后电压表数值不变时电阻箱的示数如图丙所示，电阻箱的阻值 。
(4)使电阻箱和电压表的位置互换，开关闭合前后电压表数值不变，读取此时电阻箱的阻值，则电压表的内阻 （用和表示）。
四、解答题
13．某些特定文物需要用惰性气体进行密封保存。如图甲所示为一博物馆保存文物所使用的容器，主体由上端开口的圆桶、盖板、卡鞘和充气阀门组成。圆桶高为，内部横截面积为。盖板质量可以忽略且与圆桶之间密封性较好。卡鞘厚度可以忽略，距离圆桶底部处，卡鞘上表面装有压力传感器，能测量盖板对卡鞘的作用力。初始时，圆桶中充满惰性气体，盖板稳定于圆桶的开口处。如图乙在盖板上放置一质量为的砝码，稳定后盖板刚好位于卡鞘处且压力传感器的示数为零。忽略盖板与圆桶之间的摩擦以及气体温度的变化，充气阀门始终闭合。取大气压，重力加速度取，求：
(1)该文物的体积；
(2)若经过长时间的放置后，惰性气体有少量泄漏，压力传感器的示数为，求泄漏的惰性气体占原有气体的质量的百分比。
14．如图甲所示，有一空间直角坐标系，轴沿竖直方向。在空间内存在一沿轴正方向的匀强磁场，磁感应强度大小为B（B未知），在的范围内存在一以轴为对称轴、磁感应强度大小为、方向平行于轴的柱形磁场区域，其方向变化如图乙所示的磁场，时磁感应强度方向沿轴负方向。时刻一电荷量为、质量为的带电小球从平面处的P点由静止释放，经过点时其速度方向刚好沿轴的正方向。不计空气阻力，重力加速度大小为。
(1)求小球到达点的速度大小以及磁感应强度B的大小。
(2)若小球刚进入轴下方的磁场区域的时刻为，经过一段时间后小球刚好第一次回到轴上的某点而没有离开磁场区域。求轴下方磁场区域的半径。
15．某滑雪场设计建造了如图所示的滑雪滑道。段为倾斜的直滑道，和为水平滑道，两点之间的高度差，两点间的水平距离。一质量为的滑雪者脚踏滑板从滑道上端的点由静止开始向下滑动，经过点时无能量损失。进入水平滑道后滑雪者在处滑上一放置在光滑凹槽内的薄板。薄板质量为、长（未知），滑板与滑道、滑板与薄板之间的动摩擦因数均为，薄板上表面与水平滑道和表面齐平，薄板左端离凹槽的左端处的距离为，薄板与凹槽的端的碰撞为弹性碰撞。忽略滑雪者所受空气阻力，滑雪者可视为质点。重力加速度取。
(1)求滑雪者到达凹槽右端处的速度大小。
(2)若滑雪者在薄板左端第二次到达凹槽左端处时刚好滑上水平滑道，求木板长度的值以及整个过程中滑雪者与薄板间因摩擦产生的热量。
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B C D C A C BD AC BCD
11．(1)
(2)平衡
(3)9.76
12．(1)
(2) 大于 减小
(3)7968
(4)
13．(1)
(2)
【详解】（1）设文物体积为，初始时惰性气体压强为，体积，
当盖板刚好位于卡鞘处时
解得
体积
根据玻意耳定律可得
联立解得
（2）当时，
解得
由玻意耳定律可得
解得
泄漏的惰性气体占原有气体的质量的百分比为
14．(1)，
(2)
【详解】（1）小球从到的过程中，由机械能守恒可得
解得
根据动量定理可得
即
联立解得
（2）进入轴下方磁场，带电小球的运动可以分解为竖直方向的自由落体运动与平行于平面内的匀速圆周运动。
根据磁场周期的特点，带电小球刚好没有离开磁场，其平行于平面内的匀速圆周运动的运动轨迹如图所示
根据牛顿第二定律有
由几何关系可得
解得
15．(1)
(2)，
【详解】（1）根据题意，设的倾角为，滑雪者从的过程中，根据动能定理有
又有
解得
（2）根据牛顿第二定律，对薄板有
对滑雪者有
当薄板第一次到达凹槽的端的速度以及该过程所需的时间分别为，
此时滑雪者的速度
此过程滑雪者相对薄板的位移为
随即薄板与凹槽的端发生弹性碰撞，根据动量守恒可得
根据能量守恒可得
此时，滑雪者刚好第二次到达槽的端，则
产生的热量