2025届湖南省高考物理模拟试卷（十五）（含解析）

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2025届湖南省高考物理模拟试卷（十五）
本试卷共100分，考试时间75分钟．
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上．
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑．如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号．回答非选择题时，将答案写在答题卡上．写在本试卷上无效．
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回．
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为＋→＋Q1，＋→　＋X＋Q2，方程中Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表，下列判断正确的是(　　)
原子核
质量/u 1.007 8 3.016 0 4.002 6 12.000 0 13.005 7 15.000 1
A．X是，Q2＞Q1 B．X是，Q2＞Q1
C．X是，Q2＜Q1 D．X是，Q2＜Q1
2．下列现象中属于波的衍射的是(　　)
A．敲响一音叉，另一个完全相同的音叉也响了起来
B．挂在同一水平绳上的几个单摆，当一个振动后，另几个也跟着一起振动起来
C．打雷时听见空中雷声会轰鸣一段时间
D．水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播
3．如图所示,某人以大小为v0的初速度斜向上抛出一石子,v0的方向与水平方向夹角为θ,石子恰能水平击中枝头的苹果,忽略石子和苹果大小及空气阻力。则
A．若抛出点不变,改变v0和θ,石子仍能水平击中苹果
B．若抛出点和v0不变,增大θ,石子可能击中苹果
C．若抛出点水平左移,同时增大θ和v0,石子仍能水平击中苹果
D．若抛出点水平左移,同时减小θ和v0,石子仍能水平击中苹果
4．如图所示，有两颗卫星绕某星球做椭圆轨道运动，两颗卫星的近地点均与星球表面很近（可视为相切），卫星1和卫星2的轨道远地点到星球表面的最近距离分别为，卫星1和卫星2的环绕周期之比为k。忽略星球自转的影响，已知引力常量为G，星球表面的重力加速度为。则星球的平均密度为（　　）
A． B．
C． D．
5．如图所示，真空中孤立的带电绝缘球体，半径为R，电荷均匀分布在球体各个部位，a点距球心距离为，b点距球心距离为，已知。电荷分布均匀的球壳在壳内形成的电场强度为零，对外部形成的电场强度可视为集中在球心的点电荷在该处形成的。则a和b两点电场强度大小之比为（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直固定的足够长的绝缘杆MN，小球P套在杆上。已知P的质量为m、电荷量为＋q，电场强度为E，磁感应强度为B，P与杆间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。小球由静止开始下滑，在运动过程中小球的最大加速度为a0，最大速度为v0，则下列判断正确的是
A．小球开始下滑时的加速度最大
B．小球的速度由v0增大至v0的过程中，小球的加速度一直减小
C．当a＝a0时，小球的速度v与v0之比一定小于
D．当v＝v0时，小球的加速度a与a0之比一定小于
二、选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多项是符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7．如图所示，为定滑轮，一根细绳跨过，一端系着物体，另一端系着一动滑轮，动滑轮两侧分别悬挂着A、两物体，已知物体的质量为，不计滑轮和绳的质量以及一切摩擦，若物体的质量为，则关于物体的状态下列说法正确的是（　　）
A．当A的质量取值合适，物体有可能处于平衡状态
B．无论A物体的质量是多大，物体不可能平衡
C．当A的质量足够大时，物体不可能向上加速运动
D．当A的质量取值合适，物体可以向上加速也可以向下加速运动
8．据世界卫生组织统计，中国肠胃病患者高达1.4亿人，平均每十个人中就有一人患有肠胃病。医学上用玻璃纤维制成内窥镜，用来检查人体胃、肠、气管等脏器的内部情况。如图所示为长为的玻璃纤维，代表光的人射端面。某种单色光以任何角度从端面进入玻璃纤维后，均能无损耗地从端面传播到另一端面。下列说法正确的是（ ）
A．玻璃纤维对该光的折射率最小为
B．玻璃纤维对该光的折射率最小为
C．若玻璃纤维对该光的折射率为，则光从一端传播到另端的最长时间为
D．若玻璃纤维对该光的折射率为2，则光从一端传播到另一端的最长时间为
9．如图所示为自耦式变压器，输入端接正弦式交变电流，调节使原副线圈匝数比为，调节使滑动变阻器的阻值，已知变压器为理想变压器，电压表为理想电压表，下列说法正确的是（　　）
A．电压表的读数为
B．原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为
C．保持的位置不变，将向下移动时，电压表示数保持不变
D．保持的位置不变，将逆时针方向移动时，电阻消耗功率将增大
10．如图所示，两个质量均为m用轻弹簧相连接的物块A、B放在倾角为θ的光滑斜面上，系统静止。现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A，使之沿斜面向上运动，当物块B刚要离开固定在斜面上的挡板C时，物块A运动的距离为d、瞬时速度为v，已知弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，则（　　）
A．物块A运动的距离d可表示为
B．物块A此时的动能大于
C．此过程中，弹簧对物体A先做正功后做负功
D．弹簧弹性势能的改变量为
三、非选择题：本大题共5题，共56分。
11．某探究小组想利用验证机械能守恒定律的装置测量当地的重力加速度，如图甲所示。框架上装有可上下移动位置的光电门1和固定不动的光电门2；框架竖直部分紧贴一刻度尺，零刻度线在上端，可以测量出两个光电门到零刻度线的距离x1和x2；框架水平部分用电磁铁吸住一个质量为m的小铁块，小铁块的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐。切断电磁铁线圈中的电流时，小铁块由静止释放，当小铁块先后经过两个光电门时，与光电门连接的传感器即可测算出其速度大小v1和v2。小组成员多次改变光电门1的位置，得到多组x1和x2的数据，建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为k。
(1)当地的重力加速度大小为 （用k表示）。
(2)若选择光电门2所在高度为零势能面，则小铁块经过光电门1时的机械能表达式为 （用题中相关物理量的字母表示）。
12．在“测定电源的电动势和内阻”的实验中，实验室有如下器材：
A．待测电池组(由两节干电池组成，每节干电池的电动势约为1.5 V、内阻为几欧姆)
B．直流电压表V1、V2(量程均为0~3 V，内阻均约为3 kΩ)
C．定值电阻R0(阻值未知)
D．滑动变阻器R(最大阻值为Rm)
E．开关、导线若干
某同学设计了如图甲所示的电路，他利用该电路先测出定值电阻R0的阻值，再测量待测电池组的电动势和内阻.步骤如下：
　　
甲　　　　　　　　乙
(1)先把滑动变阻器R调到最大阻值Rm，再闭合开关S，读出电压表V1和V2的示数分别为U10、U20，则可求出定值电阻R0的阻值R0=　　　　(用U10、U20和Rm表示).
(2)移动滑动变阻器的滑片，读出电压表V1和V2的多组示数U1、U2，描绘出U1-U2图像如图乙所示.图中直线的斜率为k，直线与横轴的截距为U0，则待测电池组的电动势E=　　　　，内阻r=　　　　.(均用k、U0、R0表示)
13．(10分)某兴趣小组要测量一实心玩具小熊(体积不会发生变化)的体积,该玩具小熊不能接触水。他们用如图所示竖直放置的汽缸来测量,该汽缸导热性良好,容积为V0,内部各水平截面的半径相同;活塞的质量不能忽略,但厚度忽略不计,与汽缸内壁间的摩擦可以忽略不计,环境温度保持不变,空气可视为理想气体。测量步骤如下:
A．将玩具小熊放置于汽缸外面,在汽缸口用活塞将汽缸内的空气封闭,当活塞稳定时测得活塞距汽缸下底面的距离为汽缸内部高度的;
B．将活塞取出,将玩具小熊放入汽缸中,再在汽缸口用活塞将汽缸内的空气封闭,当活塞再次稳定时没有与玩具小熊接触,此时测得活塞距汽缸下底面的距离为汽缸内部高度的。
(1)求该玩具小熊的体积。
(2)该兴趣小组在完成步骤b后,活塞上的挂钩变形损坏了,为了取出活塞,他们通过汽缸上的打气孔向汽缸内充入外界空气,要使空气把活塞顶离汽缸,求至少需要充入的外界空气的体积。
14．如图所示，平行金属导轨倾斜放置，倾角，导轨间距离为L。导轨顶端接有电阻R，下端G和H处通过绝缘材料与足够长的水平导轨平滑连接，水平导轨间距也为L，其右端接有电容为C的电容器。斜轨道EF的下方及水平轨道处均有方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度均为B。质量为m、长度为L、电阻为r的导体棒ab垂直倾斜导轨放置，与磁场边界EF的距离为。现将导体棒ab由静止释放，已知导体棒到达斜轨道底部前已匀速，EF离倾斜导轨底端距离为x。已知，，，，，，，，当电容器电压为U时，电容器储存的电场能为，不计一切摩擦，不考虑电磁辐射，导体棒始终与导轨接触且垂直。（已知，，重力加速度）求：
（1）导体棒刚进入磁场时ab两端的电压；
（2）导体棒在倾斜导轨上运动的时间t；
（3）在整个过程中导体棒ab上产生的焦耳热Q。
15．如图所示，质量为mc=2mb的物块c静止在倾角均为α=30°的等腰斜面上E点，质量为ma的物块a和质量为mb的物块b通过一根不可伸长的轻质细绳相连，细绳绕过斜面顶端的光滑轻质定滑轮并处于松弛状态，按住物块a使其静止在D点，让物块b从斜面顶端C由静止下滑，经过0.6s滑到E点，刚好滑到E点时释放物块a，细绳恰好伸直且瞬间张紧绷断，之后物块b与物块c立即发生弹性碰撞，碰后a、b都经过t=1s同时到达斜面底端。斜面上除EB段外其余都是光滑的，物块b、c与EB段间的动摩擦因数均为μ=，空气阻力不计，细绳张紧时与斜面平行，物块a未与滑轮发生碰撞，取g=10m/s2.求：
(1)C、E两点间的距离；
(2)若A、D两点和C、E两点间的距离相等，求物块a沿斜面上滑的最大距离；
(3)若E、B两点距离为0.4m，b与c相碰后b的速度。
物理模拟试卷（十五）参考答案
1．【答案】B
【详解】＋→中质量亏损为Δm1＝1.007 8 u＋12.000 0 u－13.005 7 u＝0.002 1 u，根据电荷数守恒和质量数守恒可知X的电荷数为2、质量数为4，故X为，第二个核反应的质量亏损为Δm2＝1.007 8 u＋15.000 1 u－12.000 0 u－4.002 6 u＝0.005 3 u，根据爱因斯坦质能方程可知Q1＝Δm1c2，Q2＝Δm2c2，则Q1＜Q2，故B正确．
2．【答案】D
【分析】
衍射又称为绕射，波遇到障碍物或小孔后通过散射继续传播的现象．衍射现象是波的特有现象，一切波都会发生衍射现象．发生明显衍射的条件是孔径、障碍物尺寸小于波长或者与波长相差不大．
【详解】
A、敲响一个音叉，另一个完全相同的音叉页响起来，这种现象是共振现象．故A错误；
B、挂在同一个水平绳上的几个单摆，当一个振动后，另几个也跟着一起振动，这种现象是受迫振动．故B错误；
C、打雷时，经常听到雷声轰鸣不绝，这是由于雷声经过多次反射造成，故C错误；
D、水波向前传播时，遇到突出水面的小树枝不受影响地继续向前传播，属于衍射现象．故D正确．
故选D．
3．【答案】B　
【解析】热门考点：抛体问题
设石子到苹果的竖直距离为h,水平距离为x,根据逆向思维得石子做平抛运动,在竖直方向有h=gt2,解得t=,在水平方向有x=v0cos θ·t,若抛出点不变,两次都能水平击中苹果,则h不变,t不变,则初速度的竖直分量vy=gt=v0sin θ不变,而水平距离不变,则有vx==v0cos θ不变,所以不可能同时改变v0和θ而保证水平和竖直分速度都不变,A错误;若抛出点和v0不变,增大θ,则竖直分速度vy=v0sin θ变大,竖直分速度减小为零所用的时间t==变大,此时竖直方向的位移为h=变大,说明石子在最高点不可能击中苹果,但是石子从最高点下降的过程中有可能击中苹果,即时间增大,水平分速度减小,有可能保持x不变,B正确;若抛出点水平左移,同时增大θ和v0,竖直方向位移h=增大,则石子不可能水平击中苹果,C错误;若抛出点水平左移,同时减小θ和v0,则竖直方向位移h=减小,石子不能水平击中苹果,D错误。
4．【答案】A
【详解】卫星一、卫星二轨道的半长轴分别为，，由开普勒第三定律得，整理得，星球表面的重力加速度为g，根据万有引力提供重力得，星球质量的表达式为，联立得，选A。
5．【答案】C
【详解】
设球体的总电荷量为Q，则以a所在球面为球体边缘的内部电荷量
电荷分布均匀的球壳对壳内形成的电场强度为零，所以a点电场强度
b点电场强度大小为
解得
故选C。
6．【答案】B
【解析】小球刚开始下滑时，对小球受力分析，杆对小球的弹力大小FN＝Eq，滑动摩擦力大小Ff＝μEq，在竖直方向，根据牛顿第二定律有mg－μEq＝ma1，随着小球速度的增加，小球所受的洛伦兹力由0逐渐增大，则Eq＝Bqv＋FN，可知随着小球速度的增加，杆对小球的弹力减小，摩擦力减小，当洛伦兹力的大小等于小球所受电场力的大小时，杆对小球的弹力为零，此时小球在竖直方向仅受重力，加速度达到最大，为重力加速度，即a0＝g，随着小球速度的进一步增大，洛伦兹力将大于电场力，杆上再次出现弹力，方向水平向左，则摩擦力再次出现，竖直方向的合外力减小，加速度减小，直至摩擦力等于小球的重力，小球速度达到最大值，此后小球将做匀速直线运动，因此小球开始下滑时的加速度不是最大，A错误；由A项分析可知，小球刚开始运动时，加速度大小为a1＝g－，在整个过程中加速度先由a1逐渐增大到a0，再由a0逐渐减小为0，假如开始时加速度是由0开始增加的，则根据运动的对称性可知，当加速度最大时，小球速度恰好达到v0，但实际上加速度并不是由0开始增加的，因此可知，当加速度最大时，小球的速度还未达到v0（关键点：将物体的运动与加速度由0开始增加进行对比，根据对称性得出结论），而加速度达到最大之后由于摩擦力的再次出现，小球开始做加速度减小的加速运动，由此可知，小球的速度由v0增大至v0的过程中，小球的加速度一直减小，B正确；当a＝a0时，小球可能正在做加速度增大的加速运动，也可能正在做加速度减小的加速运动，若小球正在做加速度增大的加速运动，则v与v0之比小于，但若小球正在做加速度减小的加速运动，则v与v0之比大于，C错误；当小球的加速度大小为a0＝g，即加速度达到最大时，小球的速度还未达到v0，因此当v＝v0时，小球的加速度a一定小于a0，此时由牛顿第二定律有mg－μ（Bqv－Eq）＝ma，即ma0－μ＝ma，而当小球速度最大时，由牛顿第二定律有ma0＝μ（Bqv0－Eq），联立可得ma0－·＝ma，化简可得＝＞，D错误。
7．【答案】AD
【详解】AB．首先取A、B连接体为研究对象，当A的质量远远小于B的质量，则B以接近重力加速度做向下的加速运动，B处于失重状态，细绳的最小拉力接近为零；当A的质量远远大于B的质量时，则B以接近重力加速度向上做加速运动，B处于超重状态，细绳的最大拉力接近B的重力的两倍，此时细绳拉C的最大拉力为B的重力的4倍，当A的质量取值合适，C的质量在大于零小于12kg之间都有可能处于平衡，A正确，B错误；
CD．结合以上的分析，当细绳对C拉力小于C的重力时C产生向下的加速度，当细绳对C的拉力大于C的重力时C产生向上的加速度，D正确，C错误。选AD。
8．【答案】AD
【解析】如图所示，设入射角为，折射角为，光线到达上界面的入射角为，由折射定律得，由几何关系得，由题意知入射角增大到时，，且时，折射率最小，可得折射率最小时，最小折射率，故A正确，B错误；光在玻璃纤维中的传播速度，光在玻璃纤维中传播的时间，要使时间最长，应最小，则最大，最大仅能为，所以最小为，则;若玻璃纤维对该光的折射率为，则光从一端传播到另一端的最长时间为，若玻璃纤维对该光的折射率为，则光从一端传播到另一端的最长时间为，故C错误，D正确。选AD。
9．【答案】BD
【详解】根据题意可知，输入端电压的有效值为，原线圈等效电阻为，则原线圈输入电压为，副线圈输出电压为，即电压表的读数为，A错误；根据题意可知，通过原副线圈的电流之比为，由公式可知，由于原、副线圈回路中电阻阻值相等，则原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为，B正确；保持的位置不变，将向下移动时，滑动变阻器阻值变大，则原线圈等效电阻变大，原线圈中电流减小，由可知，原线圈输入电压减小，则副线圈输出电压减小，即电压表示数减小，C错误；保持的位置不变，将逆时针方向移动时，原副线圈匝数比减小，则原线圈等效电阻减小，原线圈中电流增大，由公式可知，电阻消耗功率将增大，D正确。
10．【答案】AC
【详解】A．系统静止时，设弹簧压缩量为，对物块A受力分析
解得
当物块B刚要离开挡板C时，对物块B受力分析，设弹簧的伸长量为
解得
则
A正确；
BCD．由于弹簧压缩和伸长的形变量大小相等，所以弹簧弹性势能不变。弹簧对物块A的力先是沿斜面向上，与运动方向相同，后沿斜面向下与运动方向相反，所以弹簧对物体A先做正功后做负功。由能量守恒可得外力对物体A做的功使A的重力势能和动能增大，A此时的动能
BD错误，C正确。
选AC。
11．【答案】(1)，(2)
【详解】（1）由题意可知，图像中，其斜率，解得
（2）若选择光电门2所在高度为零势能面，经过光电门1时的机械能表达式为，联立上述结论，整理可得
12．【答案】(1)　(2)　
【解析】(1)由串联电路的电压电流规律可知，定值电阻的阻值R0===.
(2)由闭合电路欧姆定律可知，电池组的电动势E=U2+Ir=U2+r ，整理得U1=U2-，结合题图乙可知，U0=，k=，解得待测电池组的电动势E=，内阻r=.
13．【答案】(1)V0　(2)V0
【解析】基础考点：玻意耳定律+变质量气体问题
(1)设外界大气压强为p0,活塞在汽缸内稳定时汽缸内空气的压强为p(关键:活塞稳定时汽缸内的空气压强两次相等),
对步骤a,根据玻意耳定律有p0·V0=p·V0 (2分)
设玩具小熊的体积为V,对步骤b有
p0·(V0-V)=p· (2分)
联立解得V=V0 (2分)
(2)设充入的外界空气的体积为V',对充气过程(点拨:将汽缸内的原有空气和充入的空气作为一个整体),有
p0(V0-V)+p0V'=p(V0-V) (2分)
联立解得V'=V0 (2分)
14．【答案】（1）1.6 V；（2）1.55 s；（3）0.876 J
【详解】（1）依题意，导体棒进入磁场前，做匀加速直线运动，设加速度为a，由牛顿第二定律得，解得，进入磁场时速度为v1，则由匀变速直线运动规律得，解得，此时导体棒产生的电动势，结合闭合电流欧姆定律可知，此时ab两端电压。
（2）导体棒进入磁场前做匀加速直线运动，由速度时间关系可知，其运动时间，在磁场中匀速运动时，设此时速度为v2，导体棒受重力mg、支持力和安培力FA，由平衡条件沿斜面方向有，因为此时安培力，因为此时电动势，联立解得，设导体棒从进入磁场到运动到斜面底部过程用时t2，则由动量定理有，因为，联立整理得，联立解得，总时间。
（3）由能量守恒定律可知，在斜轨道上运动时导体棒ab产生的焦耳热，分析可知，导体棒在水平轨道上先减速后匀速，设匀速时速度为v3，且导体棒两端电压等于电容器两端电压，有，由动量定理得，联立解得，q=0.2 C，此时电容器两端电压，由能量守恒定律可得，解得，故整个过程中ab棒产生焦耳热。
15．【答案】(1)0.9m；(2)0.256 m；(3)0.5 m/s，方向沿斜面向下
【详解】
(1)设C、E两点间的距离为l1，物块b在斜面上光滑段CE运动的加速度为
a1=gsinα=5m/s2
由匀变速直线运动规律有
t1==0.6s
则
(2)取沿AC方向为正方向，有
－l1=v1t－a1′t2
t=1s
a1′=gsin α=5m/s2
解得
v1=1.6m/s
a沿斜面上滑的距离为
s==0.256m
(3)设绳断时物块b的速度为v2，b与c相碰后b的速度为v2′，c的速度为vc，则
mbv2=mbv2′＋mcvc
mbv22=mbv2′2＋mcvc2
mc=2mb
联立解得
v2′=－v2
v2=vc
因vc的方向沿斜面向下，故v2的方向沿斜面向下，v2′的方向沿斜面向上。
物块b在EB段上的加速度为
a2=gsinα－μgcosα=10×（－×）m/s2=0
所以物块b在EB段上做匀速运动。
物块b和物块c相碰后物块b先向上滑再下滑到E点时的速度仍为v2′，则
v2′（t－2t2）=l2
t2=
代入数据得
2v2′2－5v2′＋2=0
解得v2′的大小为
v2′=0.5 m/s或v2′=2m/s
物块b刚下滑到E点时的速度为
v0=m/s=3m/s
若取v2′=2 m/s，则v2的大小为
v2=6m/s>v0=3m/s
与事实不符，所以舍去。
取v2′=0.5 m/s，则
v2=1.5m/s
综上所述b与c相碰后b的速度v2′=0.5 m/s，方向沿斜面向下。
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