绝密★启用前
2026届湖南省高三学业水平选择性考试物理仿真模拟试卷九
【原卷版】
总分:100分 考试时间:75分钟
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
温馨提示:根据湖南省教育考试院于2025年12月3日发布的《湖南省普通高中学业水平选择性考试试卷结构(2025年修订)》,该结构自2026年起实施。2026年湖南高考物理科目的试卷结构如下:
考试形式与时长 :采用闭卷、笔试形式,考试时长为75分钟,卷面满分为100分。
试题构成 :试题分为 选择题 和 非选择题 两大类。
选择题(共10题,总分42–43分)
单项选择题 :7–8题,每题4分,总分28–32分。
多项选择题 :2–3题,每题5分,总分10–15分。
非选择题(共5题,总分57–58分)
题目数量固定为5题,主要涵盖计算题、实验题和综合应用题,分值较高,更加强调对物理概念的理解、实验设计与分析、以及综合运用能力的考查。
此次调整的核心变化是 减少多项选择题数量,增加单项选择题比例 ,同时 显著提升非选择题的分值权重 ,体现了对考生基础知识扎实程度和综合应用能力的双重重视。
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.
第一部分(选择题 共43分)
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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.[4分]中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了:“方家(术士)以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也.”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图所示.结合上述材料,下列说法正确的是( )
A.地球表面任意位置的磁场方向都与地面平行
B.地球内部磁场方向从地理南极指向地理北极
C.地磁场的磁感线是不闭合的
D.若地磁场是由地球自转(自西向东转动)引起的,可以判断出地球是带负电的
2.[4分]如图所示,某轧钢厂的热轧机上安装有射线测厚仪,测厚仪使用的放射性同位素为镅,其衰变方程为 ,则( )
A. 衰变方程中的等于227 B. 可以自发地发射出射线
C. 射线的电离能力比 射线弱 D. 比的比结合能大
3.[4分]2024年4月30日,“神舟十七号载人飞船”返回舱安全着陆,宇航员顺利出舱。在其返回过程中,下列说法正确的是( )。
A.研究返回舱运行轨迹时,可将其视为质点
B.以返回舱为参考系,宇航员向下加速
C.返回舱落地前,反推发动机点火减速,宇航员处于失重状态
D.用返回舱的轨迹长度和返回时间,可计算其平均速度的大小
4.[4分]编钟是中国汉民族古代重要的打击乐器,其示意图可简化为如图所示,编钟可绕转轴OO'摆动,M为转轴上编钟的正中心,a、b、c三点在编钟底部圆形截面上,与M的距离均相等,其中a、b与转轴OO'平行。当编钟绕OO'转动时,关于a、b、c三点做圆周运动说法正确的是( )
A.线速度相同
B.半径相同
C.点c的向心加速度大于点a
D.点c的角速度大于点b
5.[4分]理论分析表明,一根长为的均匀带正电的细杆竖直放置,当时,细杆两端处的场强大小,细杆中间处的场强大小,其中为常数, 为电荷线密度(细杆带电荷量与长度的比值),为点到细杆的距离,如图甲所示.若再取一根与完全相同的均匀带正电的细杆,平行放置在的右侧,距离为,如图乙所示.它们端点的连线上有点1、2、3、4,其中1、3到杆的距离均为,各点到两杆的距离均远小于杆长.关于各点场强的大小与方向,下列说法正确的是( )
A.1处合场强大小为 B.2处合场强方向竖直向下
C.3处合场强大小为 D.3、4处合场强方向不同
6.[4分]一带电粒子在电场中仅受静电力作用,做初速度为零的直线运动.取该直线为轴,起始点为坐标原点,其电势能与位移的关系如图所示.则下列图线中符合的是( )
A. B.
C. D.
7.[5分]洛伦兹力在粒子物理、能源等领域应用广泛,如图为四种基于洛伦兹力工作的现代仪器示意图,下列说法正确的是( )
A.甲图速度选择器中,带正电的粒子(不计重力)从左侧射入,若速度,将向上极板偏转
B.乙图磁流体发电机中,A极板是磁流体发电机的负极
C.丙图质谱仪中,粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝,粒子的比荷越小
D.丁图回旋加速器中,若仅增大加速电压,粒子离开加速器时的动能变大
二、选择题:本题共3小题,每小题5分,共15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。
8.[5分]如图,电阻不计的两足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨间距为L=1 m,导轨处于方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=1 T.质量均为m=1 kg、接入电路的有效电阻均为R=1 Ω的金属棒ab、cd垂直于导轨放置,均处于静止状态.t=0时刻给cd棒一个方向水平向右、大小F=4 N的拉力,t=4 s时,金属棒ab和cd加速度刚好相等.此后撤去拉力F,整个过程金属棒与导轨接触良好.则 ( )
A.t=4 s时金属棒ab和cd的加速度大小为2 m/s2
B.t=4 s时金属棒ab的速度大小为4 m/s
C.t=4 s时金属棒cd的速度大小为10 m/s
D.从t=4 s到回路中电流为零的过程中,金属棒ab和cd之间距离的增加量为4 m
9.[5分]如图,固定在竖直面内的光滑轨道ABC由直线段AB和圆弧段BC组成,两段相切于B点,AB段与水平面夹角为θ,BC段圆心为O,最高点为C,A与C的高度差等于圆弧轨道的直径2R。小球从A点以初速度冲上轨道,能沿轨道运动恰好到达C点,下列说法正确的是( )
A.小球从A到C的过程中,机械能不守恒
B.小球从A到B的过程中,对轨道的压力不变
C.小球的初速度
D.若小球初速度增大,小球有可能从B点脱离轨道
10.[5分]如图所示,轻弹簧一端固定在光滑转轴O上,另一端与质量为m的小球(可视为质点)相连,小球套在粗糙程度处处相同的固定直杆上,直杆与水平方向的夹角为30°。若将小球由A点静止释放,下滑过程中小球经过B点时速度为v1,到达C点时速度减为0。若使小球从C点以初速度v上滑,上滑过程中经过B点时速度为v2,到达A点时速度减为0。已知AB=BC=L,OB⊥BC,OB与弹簧原长相等,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.v1和v2的大小相等
B.AC段小球和弹簧系统的机械能减小量为mgL
C.小球在A点时弹簧的弹性势能为m
D.小球从C点开始上滑的速度v=2
第二部分(非选择题 共57分)
非选择题:本大题共5题,共57分。
11.[8分]实验室有一量程为、内阻标记为 的毫安表,由于实验需要,某物理兴趣小组的同学要将该毫安表改装成量程为的电压表,他们进行了以下操作:
(1) 同学们经计算后,将一阻值为____ 的电阻与该毫安表串联进行改装.
(2) 利用一标准电压表对改装后的电压表进行校准.当标准电压表的示数为时,改装的电压表的指针位置如图所示,由此可读出改装的电压表指示的电压为____.
(3) 根据两个电压表示数的差异,可知改装电压表的量程不是预期的,实际的量程是____.
(4) 研究后发现,量程不准的原因是毫安表内阻标记错误,而计算后串入电路的电阻是准确的.则要把改装的电压表量程调整准确,需将一个阻值为____ 的电阻与并联.
12.[8分]随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)不合格。
(1)你认为不合格的纯净水的电导率。(填“偏大”“偏小”或“不变”)
(2)某学习小组对某种纯净水样品进行检验,实验步骤如下:
①用游标卡尺测量绝缘性能良好、长为的圆柱形塑料容器内径如图所示,其示数为。
②将采集的水样装满圆柱形塑料容器,两端用金属圆片电极密封,用多用电表粗测该水样的电阻为1200Ω。为了准确测量水样的电导率,学习小组准备利用以下器材进行研究:
A.电压表(0~3V,内阻约为1kΩ)
B.电压表(0~15V,内阻约为5kΩ)
C.电流表(0~10mA,内阻约为1Ω)
D.电流表(0~0.6A,内阻约为10Ω)
E.滑动变阻器(最大阻值约为100Ω)
F.蓄电池(约为12V,内阻约为2Ω)
G.开关、导线若干
实验要求测量尽可能准确,电路中电压表应选择,电流表应选择。(均填器材前面的字母序号)
③请在方框中设计出实验电路图。
④水样电导率的表达式为。(用、、、表示)
13.[14分]如图所示,电阻不计的光滑“”形金属导轨固定在竖直平面内,质量为、电阻为的金属杆与导轨接触良好并静置于绝缘固定支架上,金属杆处于垂直纸面向里的匀强磁场中。支架下方一定距离处有边长为的正方形区域区域内有一个半径为的圆,圆内有垂直纸面向外的匀强磁场,其磁感应强度(且为常数),金属杆对支架恰好无压力,重力加速度大小为,求:
(1)金属杆两端的电压;
(2)金属杆所在处的磁感应强度大小。
14.【12分】图1所示是用来冶炼合金钢的真空冶炼炉,炉外有线圈。在线圈中通入迅速变化的电流,就会在炉内的金属中产生涡流,涡流产生的热量使金属熔化。冶炼炉的工作原理可简化成如图2所示的模型,将被冶炼的金属块视为材质均匀的圆柱体。在某次加热过程中,线圈中的电流i随时间t均匀增大,即,产生的磁场可视为匀强磁场(图中未画出),其磁感应强度的大小(和均为已知常量)、方向与圆柱体轴线平行,磁场截面圆心与金属圆柱体截面圆心重合。圆柱体可看作是由一系列同轴圆柱状薄壳组成,每层薄壳自成一个闭合回路,各回路间互不影响。不考虑涡流产生的磁场。研究半径为r、厚度为Δr()的薄壳。经典物理学认为,金属导体中自由电子在定向移动过程中会受到与其定向移动方向相反的阻力。已知电子的电荷量为e。已知金属块高为h,电阻率为ρ。当薄壳中形成稳定的电流时,论证某一自由电子定向移动过程中受到的阻力大小与其定向移动速率v是否满足(k为比例系数)。若满足,求出比例系数k,若不满足,请说明理由。
(15分)某同学设计了如图所示的传送装置,长的倾斜传送带右端与竖直平面内的光滑圆弧形轨道平滑对接于点,平台略低于圆弧形轨道的最高点,点为圆心,竖直,水平,圆弧半径,传送带倾角为 。传送带静止时,该同学将质量的小工件从圆弧形轨道内侧的点无初速度释放,工件最后停止在传送带上点,测得与的距离为,工件可视为质点,传送带各处粗糙程度相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取,,。
(1) 求工件与传送带间的动摩擦因数 ;
(2) 当传送带以某一恒定速率顺时针转动时,能使由静止放上传送带左端点的该工件到达点后做圆周运动恰好到达点,求传送带因传送工件而多消耗的能量;
(3) 在(2)的条件下,每隔时间,在端由静止放上一个相同的工件,求第1个工件到达点后的内,传送带对所有工件的摩擦力的总冲量大小。
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【原卷版】
总分:100 分 考试时间:75 分钟
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
温馨提示:根据湖南省教育考试院于 2025年 12月 3日发布的《湖南省普通高中学业水平选择性考试试
卷结构(2025年修订)》,该结构自 2026年起实施。2026年湖南高考物理科目的试卷结构如下:
考试形式与时长:采用闭卷、笔试形式,考试时长为 75分钟,卷面满分为 100分。
试题构成:试题分为选择题和非选择题两大类。
选择题(共 10题,总分 42–43分)
单项选择题:7–8题,每题 4分,总分 28–32分。
多项选择题:2–3题,每题 5分,总分 10–15分。
非选择题(共 5题,总分 57–58分)
题目数量固定为 5题,主要涵盖计算题、实验题和综合应用题,分值较高,更加强调对物理概念的理解、
实验设计与分析、以及综合运用能力的考查。
此次调整的核心变化是减少多项选择题数量,增加单项选择题比例,同时显著提升非选择题的分值权重,体现了对考生基
础知识扎实程度和综合应用能力的双重重视。
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.
第一部分(选择题 共 43 分)
一、选择题:本题共 7小题,每小题 4 分,共 28 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.[4 分]中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了:“方家(术士)以磁石磨针锋,则能指南,然
常微偏东,不全南也.”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图所示.结合上述材料,下列说
法正确的是( )
A.地球表面任意位置的磁场方向都与地面平行
B.地球内部磁场方向从地理南极指向地理北极
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C.地磁场的磁感线是不闭合的
D.若地磁场是由地球自转(自西向东转动)引起的,可以判断出地球是带负电的
2.[4 分]如图所示,某轧钢厂的热轧机上安装有射线测厚仪,测厚仪使用的放射性同位素为
镅(24195 Am),其衰变方程为 241Am → Np+ 495 93 2He+ ,则( )
A. 衰变方程中的 等于 227 B. 93Np可以自发地发射出射线
C. 42He射线的电离能力比 射线弱 D. 241Am比 95 93Np的比结合能大
3.[4 分]2024年 4月 30日,“神舟十七号载人飞船”返回舱安全着陆,宇航员顺利出舱。在其返回过程
中,下列说法正确的是( )。
A.研究返回舱运行轨迹时,可将其视为质点
B.以返回舱为参考系,宇航员向下加速
C.返回舱落地前,反推发动机点火减速,宇航员处于失重状态
D.用返回舱的轨迹长度和返回时间,可计算其平均速度的大小
4.[4 分]编钟是中国汉民族古代重要的打击乐器,其示意图可简化为如图所示,编钟可绕转轴 OO'摆
动,M为转轴上编钟的正中心,a、b、c三点在编钟底部圆形截面上,与 M的距离均相等,其中 a、b与
转轴 OO'平行。当编钟绕 OO'转动时,关于 a、b、c三点做圆周运动说法正确的是( )
A.线速度相同
B.半径相同
C.点 c的向心加速度大于点 a
D.点 c的角速度大于点 b
5.[4 分]理论分析表明,一根长为 的均匀带正电的细杆 竖直放置,当 时,细杆两端处的场强大
= 2 2 小 1 ,细杆中间处的场强大小 2 = ,其中 为常数, 为电荷线密度(细杆带电荷量与长度
的比值), 为点到细杆的距离,如图甲所示.若再取一根与 完全相同的均匀带正电的细杆 ,平行放置在
的右侧,距离为 ( ),如图乙所示.它们端点的连线上有点 1、2、3、4,其中 1、3到 杆的距离均
为 ,各点到两杆的距离均远小于杆长 .关于各点场强的大小与方向,下列说法正确的是( )
2
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4
A.1处合场强大小为 B.2处合场强方向竖直向下
2 2
C.3处合场强大小为 D.3、4处合场强方向不同
6.[4 分]一带电粒子在电场中仅受静电力作用,做初速度为零的直线运动.取该直线为 轴,起始点 为坐标
原点,其电势能 p与位移 的关系如图所示.则下列图线中符合的是( )
A. B.
C. D.
7.[5 分]洛伦兹力在粒子物理、能源等领域应用广泛,如图为四种基于洛伦兹力工作的现代仪器示意
图,下列说法正确的是( )
E
A.甲图速度选择器中,带正电的粒子(不计重力)从左侧射入,若速度 v ,将向上极板偏转
B
B.乙图磁流体发电机中,A极板是磁流体发电机的负极
C.丙图质谱仪中,粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S3,粒子的比荷越小
D.丁图回旋加速器中,若仅增大加速电压,粒子离开加速器时的动能变大
二、选择题:本题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 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。
8.[5 分]如图,电阻不计的两足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨间距为 L=1 m,导
轨处于方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为 B=1 T.质量均为 m=1 kg、接入电路的有效电阻均
为 R=1 Ω的金属棒 ab、cd垂直于导轨放置,均处于静止状态.t=0时刻给 cd棒一个方向水平向右、大小
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F=4 N的拉力,t=4 s时,金属棒 ab和 cd加速度刚好相等.此后撤去拉力 F,整个过程金属棒与导轨接触
良好.则 ( )
A.t=4 s时金属棒 ab和 cd的加速度大小为 2 m/s2
B.t=4 s时金属棒 ab的速度大小为 4 m/s
C.t=4 s时金属棒 cd的速度大小为 10 m/s
D.从 t=4 s到回路中电流为零的过程中,金属棒 ab和 cd之间距离的增加量为 4 m
9.[5 分]如图,固定在竖直面内的光滑轨道 ABC由直线段 AB和圆弧段 BC组成,两段相切于 B点,AB
段与水平面夹角为θ,BC段圆心为 O,最高点为 C,A与 C的高度差等于圆弧轨道的直径 2R。小球从 A
点以初速度 v0冲上轨道,能沿轨道运动恰好到达 C点,下列说法正确的是( )
A.小球从 A到 C的过程中,机械能不守恒
B.小球从 A到 B的过程中,对轨道的压力不变
C.小球的初速度 v0 5gR
D.若小球初速度 v0增大,小球有可能从 B点脱离轨道
10.[5 分]如图所示,轻弹簧一端固定在光滑转轴 O上,另一端与质量为 m 的小球(可视为质点)相
连,小球套在粗糙程度处处相同的固定直杆上,直杆与水平方向的夹角为 30°。若将小球由 A点静止释
放,下滑过程中小球经过 B点时速度为 v1,到达 C点时速度减为 0。若使小球从 C点以初速度 v上滑,
上滑过程中经过 B点时速度为 v2,到达 A点时速度减为 0。已知 AB=BC=L,OB⊥BC,OB与弹簧原长相
等,重力加速度为 g。下列说法正确的是( )
A.v1和 v2的大小相等
B.AC段小球和弹簧系统的机械能减小量为 mgL
C 1.小球在 A点时弹簧的弹性势能为 m 124
D.小球从 C点开始上滑的速度 v=2
第二部分(非选择题 共 57 分)
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三、非选择题:本大题共 5 题,共 57 分。
11.[8 分]实验室有一量程为 2mA、内阻标记为 100Ω 的毫安表,由于实验需要,某物理兴趣小组的
同学要将该毫安表改装成量程为 2V的电压表,他们进行了以下操作:
(1) 同学们经计算后,将一阻值为____Ω 的电阻 与该毫安表串联进行改装.
(2) 利用一标准电压表对改装后的电压表进行校准.当标准电压表的示数为 1.1V时,改装的电压表的
指针位置如图所示,由此可读出改装的电压表指示的电压为____V.
(3) 根据两个电压表示数的差异,可知改装电压表的量程不是预期的 2V,实际的量程是____V.
(4) 研究后发现,量程不准的原因是毫安表内阻标记错误,而计算后串入电路的电阻 是准确的.则要
把改装的电压表量程调整准确,需将一个阻值为____Ω 的电阻与 并联.
12.[8 分]随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了
抽测,结果发现有不少样品的电导率(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指
标)不合格。
(1)你认为不合格的纯净水的电导率。(填“偏大”“偏小”或“不变”)
(2)某学习小组对某种纯净水样品进行检验,实验步骤如下:
①用游标卡尺测量绝缘性能良好、长为 L的圆柱形塑料容器内径如图所示,其示数为 d mm。
②将采集的水样装满圆柱形塑料容器,两端用金属圆片电极密封,用多用电表粗测该水样的电阻为
1200Ω。为了准确测量水样的电导率,学习小组准备利用以下器材进行研究:
A.电压表(0~3V,内阻约为 1kΩ)
B.电压表(0~15V,内阻约为 5kΩ)
C.电流表(0~10mA,内阻约为 1Ω)
D.电流表(0~0.6A,内阻约为 10Ω)
E.滑动变阻器(最大阻值约为 100Ω)
F.蓄电池(约为 12V,内阻约为 2Ω)
G.开关、导线若干
实验要求测量尽可能准确,电路中电压表应选择,电流表应选择。(均填器材前面的字母序号)
③请在方框中设计出实验电路图。
④水样电导率的表达式为 。(用U 、 I 、 d、 L表示)
13.[14 分]如图所示,电阻不计的光滑“U ”形金属导轨固定在竖直平面内,质量为m、电阻为 R的金属
杆 ab与导轨接触良好并静置于绝缘固定支架上,金属杆处于垂直纸面向里的匀强磁场中。支架下方一定
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距离处有边长为 L的正方形区域 cdef,cdef 区域内有一个半径为 r的圆,圆内有垂直纸面向外的匀强磁
场,其磁感应强度 B kt( k 0且为常数),金属杆对支架恰好无压力,重力加速度大小为 g,求:
(1)金属杆 ab两端的电压U ;
(2)金属杆 ab所在处的磁感应强度大小 B0 。
14.【12 分】图 1所示是用来冶炼合金钢的真空冶炼炉,炉外有线圈。在线圈中通入迅速变化的电流,
就会在炉内的金属中产生涡流,涡流产生的热量使金属熔化。冶炼炉的工作原理可简化成如图 2所示的
模型,将被冶炼的金属块视为材质均匀的圆柱体。在某次加热过程中,线圈中的电流 i随时间 t均匀增
大,即 i k1t,产生的磁场可视为匀强磁场(图中未画出),其磁感应强度的大小B k2i( k1和 k2均为已
知常量)、方向与圆柱体轴线平行,磁场截面圆心与金属圆柱体截面圆心重合。圆柱体可看作是由一系
列同轴圆柱状薄壳组成,每层薄壳自成一个闭合回路,各回路间互不影响。不考虑涡流产生的磁场。研
究半径为 r、厚度为Δr( r r)的薄壳。经典物理学认为,金属导体中自由电子在定向移动过程中会
受到与其定向移动方向相反的阻力。已知电子的电荷量为 e。已知金属块高为 h,电阻率为ρ。当薄壳中
形成稳定的电流时,论证某一自由电子定向移动过程中受到的阻力大小与其定向移动速率 v是否满足
f kv(k为比例系数)。若满足,求出比例系数 k,若不满足,请说明理由。
15. (15分)某同学设计了如图所示的传送装置,长 = 21m的倾斜传送带右端与竖直平面内的光
滑圆弧形轨道平滑对接于 点,平台略低于圆弧形轨道的最高点 , 点为圆心, 竖直, 水平,
18
圆弧半径 = 23m,传送带倾角为 = 37
。传送带静止时,该同学将质量 = 1kg的小工件从圆
弧形轨道内侧的 120点无初速度释放,工件最后停止在传送带上 点,测得 与 的距离为 = 23 m,
工件可视为质点,传送带各处粗糙程度相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度 取
10m/s2,sin37 = 0.6,cos37 = 0.8。
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(1) 求工件与传送带间的动摩擦因数 ;
(2) 当传送带以某一恒定速率 0顺时针转动时,能使由静止放上传送带左端 点的该工件到达 点后
做圆周运动恰好到达 点,求传送带因传送工件而多消耗的能量 ;
(3) 在(2)的条件下,每隔时间 = 1s,在 端由静止放上一个相同的工件,求第 1个工件到达
点后的 1s内,传送带对所有工件的摩擦力的总冲量大小 。
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2026届湖南省高三学业水平选择性考试物理仿真模拟试卷九
【解析版】
总分:100分 考试时间:75分钟
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
温馨提示:根据湖南省教育考试院于2025年12月3日发布的《湖南省普通高中学业水平选择性考试试卷结构(2025年修订)》,该结构自2026年起实施。2026年湖南高考物理科目的试卷结构如下:
考试形式与时长 :采用闭卷、笔试形式,考试时长为75分钟,卷面满分为100分。
试题构成 :试题分为 选择题 和 非选择题 两大类。
选择题(共10题,总分42–43分)
单项选择题 :7–8题,每题4分,总分28–32分。
多项选择题 :2–3题,每题5分,总分10–15分。
非选择题(共5题,总分57–58分)
题目数量固定为5题,主要涵盖计算题、实验题和综合应用题,分值较高,更加强调对物理概念的理解、实验设计与分析、以及综合运用能力的考查。
此次调整的核心变化是 减少多项选择题数量,增加单项选择题比例 ,同时 显著提升非选择题的分值权重 ,体现了对考生基础知识扎实程度和综合应用能力的双重重视。
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.
第一部分(选择题 共43分)
一、选择题:本题共7小题,每小题4分,共28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.[4分]中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了:“方家(术士)以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也.”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图所示.结合上述材料,下列说法正确的是( )
A.地球表面任意位置的磁场方向都与地面平行
B.地球内部磁场方向从地理南极指向地理北极
C.地磁场的磁感线是不闭合的
D.若地磁场是由地球自转(自西向东转动)引起的,可以判断出地球是带负电的
【答案】D
【详解】只有在地球赤道上方位置的地磁场方向才与地面平行,故错误;地理南、北极与地磁的南、北极并不重合,地磁南极在地理北极附近,地球内部磁场方向从地理北极指向地理南极,故错误;地磁场的磁感线是闭合的,在地球外部从极到极,内部从极到极,故错误;地球自转方向自西向东,地球的南极是地磁的北极,由安培定则判断可知地球是带负电的,故正确.
2.[4分]如图所示,某轧钢厂的热轧机上安装有射线测厚仪,测厚仪使用的放射性同位素为镅,其衰变方程为 ,则( )
A. 衰变方程中的等于227 B. 可以自发地发射出射线
C. 射线的电离能力比 射线弱 D. 比的比结合能大
【答案】B
【详解】根据核反应方程中质量数守恒有,解得,错误;的原子序数大于83,可以自发地发射出射线,正确;射线即为 射线, 射线的电离能力比 射线强,错误;发生衰变会释放能量,生成比结合能更高的产物,因此的比结合能小于的比结合能(点拨:比结合能越大,原子核越稳定,衰变是自发进行的,生成物更稳定),错误。
3.[4分]2024年4月30日,“神舟十七号载人飞船”返回舱安全着陆,宇航员顺利出舱。在其返回过程中,下列说法正确的是( )。
A.研究返回舱运行轨迹时,可将其视为质点
B.以返回舱为参考系,宇航员向下加速
C.返回舱落地前,反推发动机点火减速,宇航员处于失重状态
D.用返回舱的轨迹长度和返回时间,可计算其平均速度的大小
【答案】A
【详解】研究返回舱运行轨迹时,其形状和大小对轨迹分析无影响,可视为质点,A正确;以返回舱为参考系,航天员与返回舱一起运动,相对返回舱静止,B错误;反推发动机点火减速时,返回舱加速度向上,宇航员受支持力大于重力,处于超重状态,C错误;轨迹长度为路程,轨迹长度与时间的比值是平均速率,D错误。
4.[4分](2025·深圳联考)编钟是中国汉民族古代重要的打击乐器,其示意图可简化为如图所示,编钟可绕转轴OO'摆动,M为转轴上编钟的正中心,a、b、c三点在编钟底部圆形截面上,与M的距离均相等,其中a、b与转轴OO'平行。当编钟绕OO'转动时,关于a、b、c三点做圆周运动说法正确的是( )
A.线速度相同
B.半径相同
C.点c的向心加速度大于点a
D.点c的角速度大于点b
【答案】C
【详解】当编钟绕OO'转动时,a、b、c属于同轴转动,具有相同的角速度,根据v=ωr,ra=rb5.[4分]理论分析表明,一根长为的均匀带正电的细杆竖直放置,当时,细杆两端处的场强大小,细杆中间处的场强大小,其中为常数, 为电荷线密度(细杆带电荷量与长度的比值),为点到细杆的距离,如图甲所示.若再取一根与完全相同的均匀带正电的细杆,平行放置在的右侧,距离为,如图乙所示.它们端点的连线上有点1、2、3、4,其中1、3到杆的距离均为,各点到两杆的距离均远小于杆长.关于各点场强的大小与方向,下列说法正确的是( )
A.1处合场强大小为 B.2处合场强方向竖直向下
C.3处合场强大小为 D.3、4处合场强方向不同
【答案】A
【详解】将细杆中间断开看成两根细杆,题图甲中与的夹角设为 ,则中间点的场强大小为 ,可得 ,即细杆在两端的场强的方向与水平方向的夹角为 .两杆在1处的场强如图(a)所示,又因为1到、两杆的距离均为,则,则1处的合场强大小为,故正确;两杆在2处的场强如图(b)所示,又因为2到杆的距离小,则,根据平行四边形定则可知,合场强斜向左下,故错误;两杆在3处的场强如图(c)所示,由题意可知,,3处合场强大小为,根据题意和场强叠加原理,可知3、4处合场强方向相同,故、错误.
图(a) 图(b) 图(c)
6.[4分]一带电粒子在电场中仅受静电力作用,做初速度为零的直线运动.取该直线为轴,起始点为坐标原点,其电势能与位移的关系如图所示.则下列图线中符合的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】图线的斜率表示电场力,可知粒子运动过程中所受的电场力逐渐减小,又,则场强随逐渐减小,,可知加速度随位移逐渐减小,故错误,正确;根据动能定理有,可知粒子的图像的斜率逐渐减小,错误;根据动能定理有,可知图像不是直线,错误.
7.[4分]洛伦兹力在粒子物理、能源等领域应用广泛,如图为四种基于洛伦兹力工作的现代仪器示意图,下列说法正确的是( )
A.甲图速度选择器中,带正电的粒子(不计重力)从左侧射入,若速度,将向下极板偏转
B.乙图磁流体发电机中,A极板是磁流体发电机的负极
C.丙图质谱仪中,粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝,粒子的比荷越小
D.丁图回旋加速器中,若仅增大加速电压,粒子离开加速器时的动能变大
【答案】B
【详解】甲图速度选择器中,带正电的粒子(不计重力)从左侧射入,根据左手定则可知粒子所受的洛伦兹力向上,若速度,则,粒子将向上极板偏转,A不正确;根据左手定则可知正离子向B极板偏转,负离子向A极板偏转,A极板是磁流体发电机的负极,B正确;图丙是质谱仪结构示意图,根据,,解得,可知比荷越大半径越小,越接近狭缝,C错误;图丁是回旋加速器示意图,根据,则动能,可知动能与加速电压无关,D错误。
二、选择题:本题共3小题,每小题5分,共15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。
8.[5分]如图,电阻不计的两足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨间距为L=1 m,导轨处于方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B=1 T.质量均为m=1 kg、接入电路的有效电阻均为R=1 Ω的金属棒ab、cd垂直于导轨放置,均处于静止状态.t=0时刻给cd棒一个方向水平向右、大小F=4 N的拉力,t=4 s时,金属棒ab和cd加速度刚好相等.此后撤去拉力F,整个过程金属棒与导轨接触良好.则 ( )
A.t=4 s时金属棒ab和cd的加速度大小为2 m/s2
B.t=4 s时金属棒ab的速度大小为4 m/s
C.t=4 s时金属棒cd的速度大小为10 m/s
D.从t=4 s到回路中电流为零的过程中,金属棒ab和cd之间距离的增加量为4 m
【答案】ACD
【详解】t=4 s时将金属棒ab和cd作为一个整体,对整体进行受力分析,由牛顿第二定律可得F=2ma,解得a=2 m/s2,A正确;两棒的加速度相等时,设受到的安培力大小为F安,对金属棒ab,由牛顿第二定律可得F安=ma,根据安培力公式F安=BIL,解得回路中电流大小I=2 A,设回路中的感应电动势为E,则E=2IR,设两棒的加速度相等时,金属棒ab、cd的速度大小分别是v1、v2,则E=BL(v2-v1),设t=4 s时间内安培力冲量大小为I安,对金属棒cd,由动量定理可得Ft-I安=mv2,对金属棒ab,安培力的冲量大小I安=mv1,联立解得v1=6 m/s,v2=10 m/s,B错误,C正确;撤去外力F后,金属棒cd做加速度逐渐减小的减速运动,金属棒ab做加速度逐渐减小的加速运动,最后两棒速度相等,做匀速运动,设最终共同速度为v,根据动量守恒定律有mv1+mv2=2mv,对ab棒,根据动量定理BLt'=mv-mv1,电荷量q=t'=,设两棒间距离增大了x,则ΔΦ=BLx,联立解得x=4 m,D正确.
9.[5分]如图,固定在竖直面内的光滑轨道ABC由直线段AB和圆弧段BC组成,两段相切于B点,AB段与水平面夹角为θ,BC段圆心为O,最高点为C,A与C的高度差等于圆弧轨道的直径2R。小球从A点以初速度冲上轨道,能沿轨道运动恰好到达C点,下列说法正确的是( )
A.小球从A到C的过程中,机械能不守恒
B.小球从A到B的过程中,对轨道的压力不变
C.小球的初速度
D.若小球初速度增大,小球有可能从B点脱离轨道
【答案】BD
【详解】小球从A到C的过程中,只有重力做功,机械能守恒,A错误;小球从A到B的过程中,轨道对小球的支持力,支持力大小不变,根据牛顿第三定律,小球对轨道的压力,与轨道对小球的支持力大小相等,压力大小也不变,B正确。由题知,小球能沿轨道运动恰好到达C点,则小球在C点的速度,小球从A到C的过程中,根据机械能守恒,解得,C错误;小球在B点恰好脱离轨道有,解得,则若小球初速度v0增大,小球在B点的速度达到,小球有可能从B点脱离轨道,D正确。
10.[5分]如图所示,轻弹簧一端固定在光滑转轴O上,另一端与质量为m的小球(可视为质点)相连,小球套在粗糙程度处处相同的固定直杆上,直杆与水平方向的夹角为30°。若将小球由A点静止释放,下滑过程中小球经过B点时速度为v1,到达C点时速度减为0。若使小球从C点以初速度v上滑,上滑过程中经过B点时速度为v2,到达A点时速度减为0。已知AB=BC=L,OB⊥BC,OB与弹簧原长相等,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.v1和v2的大小相等
B.AC段小球和弹簧系统的机械能减小量为mgL
C.小球在A点时弹簧的弹性势能为m
D.小球从C点开始上滑的速度v=2
【答案】BD
第二部分(非选择题 共57分)
非选择题:本大题共5题,共57分。
11.[8分]实验室有一量程为、内阻标记为 的毫安表,由于实验需要,某物理兴趣小组的同学要将该毫安表改装成量程为的电压表,他们进行了以下操作:
(1) 同学们经计算后,将一阻值为____ 的电阻与该毫安表串联进行改装.
(2) 利用一标准电压表对改装后的电压表进行校准.当标准电压表的示数为时,改装的电压表的指针位置如图所示,由此可读出改装的电压表指示的电压为____.
(3) 根据两个电压表示数的差异,可知改装电压表的量程不是预期的,实际的量程是____.
(4) 研究后发现,量程不准的原因是毫安表内阻标记错误,而计算后串入电路的电阻是准确的.则要把改装的电压表量程调整准确,需将一个阻值为____ 的电阻与并联.
【答案】(1) 900
(2) 1.00
(3) 2.2
(4) 7 200
【详解】
(1) 由欧姆定律可得,解得 .
(2) 由题图可知改装的电压表需要估读到分度值的下一位,即指示的电压为.
(3) 当标准电压表的示数为时,改装的电压表指针恰好指在刻度盘中央,由此可以推测出所改装的电压表量程是.
(4) 根据欧姆定律,毫安表内阻的真实值满足,代入数据解得真 ,根据欧姆定律,有,其中,联立解得 .
12.[8分]随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了抽测,结果发现有不少样品的电导率(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指标)不合格。
(1)你认为不合格的纯净水的电导率。(填“偏大”“偏小”或“不变”)
(2)某学习小组对某种纯净水样品进行检验,实验步骤如下:
①用游标卡尺测量绝缘性能良好、长为的圆柱形塑料容器内径如图所示,其示数为。
②将采集的水样装满圆柱形塑料容器,两端用金属圆片电极密封,用多用电表粗测该水样的电阻为1200Ω。为了准确测量水样的电导率,学习小组准备利用以下器材进行研究:
A.电压表(0~3V,内阻约为1kΩ)
B.电压表(0~15V,内阻约为5kΩ)
C.电流表(0~10mA,内阻约为1Ω)
D.电流表(0~0.6A,内阻约为10Ω)
E.滑动变阻器(最大阻值约为100Ω)
F.蓄电池(约为12V,内阻约为2Ω)
G.开关、导线若干
实验要求测量尽可能准确,电路中电压表应选择,电流表应选择。(均填器材前面的字母序号)
③请在方框中设计出实验电路图。
④水样电导率的表达式为。(用、、、表示)
【答案】(1)偏大
(2)13.7;B;C;;
【详解】(1)不合格的纯净水通常是含有一定的杂质,杂质通常是带电离子,不合格的纯净水的电导率偏大。
(2)①10分度游标卡尺的精确值为,由图可知示数为
②由于电源电动势约为12V,为了电压测量的安全性,电路中电压表应选择B;用多用电表粗测该水样的电阻为1200Ω,根据,可知电流表应选择C;
③由于滑动变阻器的阻值比待测电阻小太多,所以滑动变阻器采用分压接法;根据,可知电流表应采用内接法,电路图如图所示
④根据电阻定律可得,又,联立解得,电导率是电阻率的倒数,所以电导率为。
13.[12分]如图所示,电阻不计的光滑“”形金属导轨固定在竖直平面内,质量为、电阻为的金属杆与导轨接触良好并静置于绝缘固定支架上,金属杆处于垂直纸面向里的匀强磁场中。支架下方一定距离处有边长为的正方形区域区域内有一个半径为的圆,圆内有垂直纸面向外的匀强磁场,其磁感应强度(且为常数),金属杆对支架恰好无压力,重力加速度大小为,求:
(1)金属杆两端的电压;
(2)金属杆所在处的磁感应强度大小。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)设在极短的时间内,磁通量的变化量为,则有
根据电磁感应定律得
(2)根据闭合电路欧姆定律,得通过金属杆的电流为
金属杆所受的安培力为
支架对金属杆的支持力恰好为0,根据平衡条件,有
联立解得
14.[14分]图1所示是用来冶炼合金钢的真空冶炼炉,炉外有线圈。在线圈中通入迅速变化的电流,就会在炉内的金属中产生涡流,涡流产生的热量使金属熔化。冶炼炉的工作原理可简化成如图2所示的模型,将被冶炼的金属块视为材质均匀的圆柱体。在某次加热过程中,线圈中的电流i随时间t均匀增大,即,产生的磁场可视为匀强磁场(图中未画出),其磁感应强度的大小(和均为已知常量)、方向与圆柱体轴线平行,磁场截面圆心与金属圆柱体截面圆心重合。圆柱体可看作是由一系列同轴圆柱状薄壳组成,每层薄壳自成一个闭合回路,各回路间互不影响。不考虑涡流产生的磁场。研究半径为r、厚度为Δr()的薄壳。经典物理学认为,金属导体中自由电子在定向移动过程中会受到与其定向移动方向相反的阻力。已知电子的电荷量为e。已知金属块高为h,电阻率为ρ。当薄壳中形成稳定的电流时,论证某一自由电子定向移动过程中受到的阻力大小与其定向移动速率v是否满足(k为比例系数)。若满足,求出比例系数k,若不满足,请说明理由。
【答案】满足,
【详解】设磁场在半径为处产生的感应电动势为、感生电场的电场强度为,薄壳沿感应电流方向一圈的长度为。
电流稳定时,电子做匀速直线运动,对一个自由电子,受力平衡得
根据电动势定义有
薄壳沿感应电流方向的电阻
薄壳内的感应电流
又有电流的微观表达式为
联立得
所以,某一自由电子定向移动过程中受到的阻力大小与其定向移动速率v满足
其中,比例系数
15.(15分)某同学设计了如图所示的传送装置,长的倾斜传送带右端与竖直平面内的光滑圆弧形轨道平滑对接于点,平台略低于圆弧形轨道的最高点,点为圆心,竖直,水平,圆弧半径,传送带倾角为 。传送带静止时,该同学将质量的小工件从圆弧形轨道内侧的点无初速度释放,工件最后停止在传送带上点,测得与的距离为,工件可视为质点,传送带各处粗糙程度相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取,,。
(1) 求工件与传送带间的动摩擦因数 ;
(2) 当传送带以某一恒定速率顺时针转动时,能使由静止放上传送带左端点的该工件到达点后做圆周运动恰好到达点,求传送带因传送工件而多消耗的能量;
(3) 在(2)的条件下,每隔时间,在端由静止放上一个相同的工件,求第1个工件到达点后的内,传送带对所有工件的摩擦力的总冲量大小。
【答案】(1) 0.9
(2)
(3)
【详解】
(1) 对工件从点到点的运动过程,由动能定理得(2分)
解得(1分)
(2) 工件恰能做圆周运动到达最高点,
在最高点有(1分)
工件从点到点由机械能守恒定律有
,
解得(1分)
设工件从点开始经历时间速度达到,该过程的位移大小为,工件在传送带上做加速运动的过程中由动能定理有,
由动量定理有,
解得,(1分)
因,故传送带的速度大小为(1分)
在时间内,传送带的位移大小为,
解得(1分)
此后工件做匀速运动,传送带在此过程中的位移大小为
(1分)
由能量守恒定律可知传送带因传送工件而多消耗的能量用于传送带克服摩擦力做功,则
(1分)
解得(1分)
(3) 设每个工件在传送带上做匀速直线运动的时间为,由运动学规律有(1分)
即每个工件在传送带上运动的总时间为(1分)
可知(1分)
故第1个工件到达点时,第7个工件刚要放上传送带,分析可知传送带对第2个工件的摩擦力在此后内的冲量大小为(1分)
对第3到7个工件的摩擦力在此后内的冲量大小为
(1分)
这内传送带对所有工件摩擦力的总冲量大小为
(1分)
第 page number 页,共 number of pages 页
第 page number 页,共 number of pages 页绝密★启用前
2026 届湖南省高三学业水平选择性考试物理仿真模拟试卷九
【解析版】
总分:100 分 考试时间:75 分钟
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
温馨提示:根据湖南省教育考试院于 2025年 12月 3日发布的《湖南省普通高中学业水平选择性考试试
卷结构(2025年修订)》,该结构自 2026年起实施。2026年湖南高考物理科目的试卷结构如下:
考试形式与时长:采用闭卷、笔试形式,考试时长为 75分钟,卷面满分为 100分。
试题构成:试题分为选择题和非选择题两大类。
选择题(共 10题,总分 42–43分)
单项选择题:7–8题,每题 4分,总分 28–32分。
多项选择题:2–3题,每题 5分,总分 10–15分。
非选择题(共 5题,总分 57–58分)
题目数量固定为 5题,主要涵盖计算题、实验题和综合应用题,分值较高,更加强调对物理概念的理解、
实验设计与分析、以及综合运用能力的考查。
此次调整的核心变化是减少多项选择题数量,增加单项选择题比例,同时显著提升非选择题的分值权重,体现了对考生基
础知识扎实程度和综合应用能力的双重重视。
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.
第一部分(选择题 共 43 分)
一、选择题:本题共 7小题,每小题 4 分,共 28 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.[4 分]中国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》中最早记载了:“方家(术士)以磁石磨针锋,则能指南,然
常微偏东,不全南也.”进一步研究表明,地球周围地磁场的磁感线分布示意图如图所示.结合上述材料,下列说
法正确的是( )
A.地球表面任意位置的磁场方向都与地面平行
B.地球内部磁场方向从地理南极指向地理北极
第 1 页,共 11 页
C.地磁场的磁感线是不闭合的
D.若地磁场是由地球自转(自西向东转动)引起的,可以判断出地球是带负电的
【答案】D
【详解】只有在地球赤道上方位置的地磁场方向才与地面平行,故 A错误;地理南、北极与地磁的南、北极
并不重合,地磁南极在地理北极附近,地球内部磁场方向从地理北极指向地理南极,故 B错误;地磁场的磁感
线是闭合的,在地球外部从 N极到 S极,内部从 S极到 N极,故 C错误;地球自转方向自西向东,地球的南极
是地磁的北极,由安培定则判断可知地球是带负电的,故 D正确.
2.[4 分]如图所示,某轧钢厂的热轧机上安装有射线测厚仪,测厚仪使用的放射性同位素为
镅(241 241 495 Am),其衰变方程为 95 Am → 93Np+ 2He+ ,则( )
A. 衰变方程中的 等于 227 B. 93Np可以自发地发射出射线
C. 42He射线的电离能力比 射线弱 D. 24195 Am比 93Np的比结合能大
【答案】B
【详解】根据核反应方程中质量数守恒有 241 = + 4,解得 = 237,A错误; 93Np的原子序
数大于 83,可以自发地发射出射线,B正确; 42He射线即为 射线, 射线的电离能力比 射线
强,C错误;发生衰变会释放能量,生成比结合能更高的产物,因此 24195 Am的比结合能小于
93Np的比结合能(点拨:比结合能越大,原子核越稳定,衰变是自发进行的,生成物更稳定),D
错误。
3.[4 分]2024年 4月 30日,“神舟十七号载人飞船”返回舱安全着陆,宇航员顺利出舱。在其返回过程
中,下列说法正确的是( )。
A.研究返回舱运行轨迹时,可将其视为质点
B.以返回舱为参考系,宇航员向下加速
C.返回舱落地前,反推发动机点火减速,宇航员处于失重状态
D.用返回舱的轨迹长度和返回时间,可计算其平均速度的大小
【答案】A
【详解】研究返回舱运行轨迹时,其形状和大小对轨迹分析无影响,可视为质点,A正确;以返回舱为
参考系,航天员与返回舱一起运动,相对返回舱静止,B错误;反推发动机点火减速时,返回舱加速度
向上,宇航员受支持力大于重力,处于超重状态,C错误;轨迹长度为路程,轨迹长度与时间的比值是
平均速率,D错误。
4.[4 分](2025·深圳联考)编钟是中国汉民族古代重要的打击乐器,其示意图可简化为如图所示,编钟
可绕转轴 OO'摆动,M为转轴上编钟的正中心,a、b、c三点在编钟底部圆形截面上,与 M的距离均相
第 2 页,共 11 页
等,其中 a、b 与转轴 OO'平行。当编钟绕 OO'转动时,关于 a、b、c 三点做圆周运动说法正确的是
( )
A.线速度相同
B.半径相同
C.点 c的向心加速度大于点 a
D.点 c的角速度大于点 b
【答案】C
【详解】当编钟绕 OO'转动时,a、b、c属于同轴转动,具有相同的角速度,根据 v=ωr,ra=rbva=vb5.[4 分]理论分析表明,一根长为 的均匀带正电的细杆 竖直放置,当 时,细杆两端处的场强大
= 2 2 小 1 ,细杆中间处的场强大小 2 = ,其中 为常数, 为电荷线密度(细杆带电荷量与长度
的比值), 为点到细杆的距离,如图甲所示.若再取一根与 完全相同的均匀带正电的细杆 ,平行放置在
的右侧,距离为 ( ),如图乙所示.它们端点的连线上有点 1、2、3、4,其中 1、3到 杆的距离均
为 ,各点到两杆的距离均远小于杆长 .关于各点场强的大小与方向,下列说法正确的是( )
2
4
A.1处合场强大小为 B.2处合场强方向竖直向下
2 2
C.3处合场强大小为 D.3、4处合场强方向不同
【答案】A
【详解】将细杆中间断开看成两根细杆,题图甲中 1与 2的夹角设为 ,则中间点的场强大小为 2 =
2 1cos ,可得 = 45 ,即细杆在两端的场强的方向与水平方向的夹角为45 .两杆在 1处的场强如图
2 2 2
(a)所示,又因为 1到 、 两杆的距离均为 ,则 1 = 1 = = ,则 1处的合场强大小为 ′1 =2
2
2 4 1 = ,故 A正确;两杆在 2处的场强如图(b)所示,又因为 2到 杆的距离小,则 2 < 2,根据
平行四边形定则可知,合场强斜向左下,故 B错误;两杆在 3处的场强如图(c)所示,由题意可知 3 =
2 2 2 2 2 2
3 = , 3 = = ,3处合场强大小为 3 = + =
2 2 + 2 2 = 8 2 3 3 ,根据题意3 3 3
2 2
和场强叠加原理,可知 3、4处合场强方向相同,故 C、D错误.
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图(a) 图(b) 图(c)
6.[4 分]一带电粒子在电场中仅受静电力作用,做初速度为零的直线运动.取该直线为 轴,起始点 为坐标
原点,其电势能 p与位移 的关系如图所示.则下列图线中符合的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】 p
图线的斜率表示电场力,可知粒子运动过程中所受的电场力逐渐减小,又 = ,则场强
随 逐渐减小, = ,可知加速度 随位移 逐渐减小,故 A错误,D正确;根据动能定理有
k
= ,可知粒子
1的 k 图像的斜率逐渐减小,B错误;根据动能定理有 2 = ,可知 图像不是直线,C错误.2
7.[4 分]洛伦兹力在粒子物理、能源等领域应用广泛,如图为四种基于洛伦兹力工作的现代仪器示意
图,下列说法正确的是( )
E
A.甲图速度选择器中,带正电的粒子(不计重力)从左侧射入,若速度 v ,将向下极板偏转
B
B.乙图磁流体发电机中,A极板是磁流体发电机的负极
C.丙图质谱仪中,粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝S3,粒子的比荷越小
D.丁图回旋加速器中,若仅增大加速电压,粒子离开加速器时的动能变大
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【答案】B
【详解】甲图速度选择器中,带正电的粒子(不计重力)从左侧射入,根据左手定则可知粒子所受的洛
E
伦兹力向上,若速度 v ,则 qvB qE,粒子将向上极板偏转,A不正确;根据左手定则可知正离子向
B
B极板偏转,负离子向 A极板偏转,A极板是磁流体发电机的负极,B正确;图丙是质谱仪结构示意
2
Uq 1 mv2 v r 2Um图,根据 , qvB m ,解得 2 ,可知比荷越大半径越小,越接近狭缝S2 r B q 3
,C错误;
v2 1 q2B2r2
图丁是回旋加速器示意图,根据 qvB m ,则动能 Ek mv
2 ,可知动能与加速电压无关,D
r 2 2m
错误。
二、选择题:本题共 3 小题,每小题 5 分,共 15 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。
8.[5 分]如图,电阻不计的两足够长的光滑平行金属导轨固定在绝缘水平面上,导轨间距为 L=1 m,导
轨处于方向竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为 B=1 T.质量均为 m=1 kg、接入电路的有效电阻均
为 R=1 Ω的金属棒 ab、cd垂直于导轨放置,均处于静止状态.t=0时刻给 cd棒一个方向水平向右、大小
F=4 N的拉力,t=4 s时,金属棒 ab和 cd加速度刚好相等.此后撤去拉力 F,整个过程金属棒与导轨接触
良好.则 ( )
A.t=4 s时金属棒 ab和 cd的加速度大小为 2 m/s2
B.t=4 s时金属棒 ab的速度大小为 4 m/s
C.t=4 s时金属棒 cd的速度大小为 10 m/s
D.从 t=4 s到回路中电流为零的过程中,金属棒 ab和 cd之间距离的增加量为 4 m
【答案】ACD
【详解】t=4 s时将金属棒 ab和 cd作为一个整体,对整体进行受力分析,由牛顿第二定律可得 F=2ma,
解得 a=2 m/s2,A正确;两棒的加速度相等时,设受到的安培力大小为 F 安,对金属棒 ab,由牛顿第二定
律可得 F 安=ma,根据安培力公式 F 安=BIL,解得回路中电流大小 I=2 A,设回路中的感应电动势为 E,则
E=2IR,设两棒的加速度相等时,金属棒 ab、cd的速度大小分别是 v1、v2,则 E=BL(v2-v1),设 t=4 s时间
内安培力冲量大小为 I 安,对金属棒 cd,由动量定理可得 Ft-I 安=mv2,对金属棒 ab,安培力的冲量大小 I 安
=mv1,联立解得 v1=6 m/s,v2=10 m/s,B错误,C正确;撤去外力 F后,金属棒 cd做加速度逐渐减小的
减速运动,金属棒 ab做加速度逐渐减小的加速运动,最后两棒速度相等,做匀速运动,设最终共同速度
为 v Δ ,根据动量守恒定律有 mv1+mv2=2mv,对 ab棒,根据动量定理 B Lt'=mv-mv1,电荷量 q= t'= ,设两2
棒间距离增大了 x,则ΔΦ=BLx,联立解得 x=4 m,D正确.
9.[5 分]如图,固定在竖直面内的光滑轨道 ABC由直线段 AB和圆弧段 BC组成,两段相切于 B点,AB
段与水平面夹角为θ,BC段圆心为 O,最高点为 C,A与 C的高度差等于圆弧轨道的直径 2R。小球从 A
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点以初速度 v0冲上轨道,能沿轨道运动恰好到达 C点,下列说法正确的是( )
A.小球从 A到 C的过程中,机械能不守恒
B.小球从 A到 B的过程中,对轨道的压力不变
C.小球的初速度 v0 5gR
D.若小球初速度 v0增大,小球有可能从 B点脱离轨道
【答案】BD
【详解】小球从 A到 C的过程中,只有重力做功,机械能守恒,A错误;小球从 A到 B的过程中,轨道
对小球的支持力 N mg cos ,支持力大小不变,根据牛顿第三定律,小球对轨道的压力,与轨道对小球
的支持力大小相等,压力大小也不变,B正确。由题知,小球能沿轨道运动恰好到达 C点,则小球在 C
v 0 A C mg 2R
1
mv2 1 mv2点的速度 C ,小球从 到 的过程中,根据机械能守恒 C 0 ,解得 v0 2 gR,2 2
2
C错误;小球在 B点恰好脱离轨道有mg cos mv ,解得 vB gRcos ,则若小球初速度 v0增大,小R
球在 B点的速度达到 vB gRcos ,小球有可能从 B点脱离轨道,D正确。
10.[5 分]如图所示,轻弹簧一端固定在光滑转轴 O上,另一端与质量为 m 的小球(可视为质点)相
连,小球套在粗糙程度处处相同的固定直杆上,直杆与水平方向的夹角为 30°。若将小球由 A点静止释
放,下滑过程中小球经过 B点时速度为 v1,到达 C点时速度减为 0。若使小球从 C点以初速度 v上滑,
上滑过程中经过 B点时速度为 v2,到达 A点时速度减为 0。已知 AB=BC=L,OB⊥BC,OB与弹簧原长相
等,重力加速度为 g。下列说法正确的是( )
A.v1和 v2的大小相等
B.AC段小球和弹簧系统的机械能减小量为 mgL
C 1.小球在 A点时弹簧的弹性势能为 m 124
D.小球从 C点开始上滑的速度 v=2
【答案】BD
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第二部分(非选择题 共 57 分)
三、非选择题:本大题共 5 题,共 57 分。
11.[8 分]实验室有一量程为 2mA、内阻标记为 100Ω 的毫安表,由于实验需要,某物理兴趣小组的
同学要将该毫安表改装成量程为 2V的电压表,他们进行了以下操作:
(1) 同学们经计算后,将一阻值为____Ω 的电阻 与该毫安表串联进行改装.
(2) 利用一标准电压表对改装后的电压表进行校准.当标准电压表的示数为 1.1V时,改装的电压表的
指针位置如图所示,由此可读出改装的电压表指示的电压为____V.
(3) 根据两个电压表示数的差异,可知改装电压表的量程不是预期的 2V,实际的量程是____V.
(4) 研究后发现,量程不准的原因是毫安表内阻标记错误,而计算后串入电路的电阻 是准确的.则要
把改装的电压表量程调整准确,需将一个阻值为____Ω 的电阻与 并联.
【答案】(1) 900
(2) 1.00
(3) 2.2
(4) 7 200
【详解】
(1) 由欧姆定律可得 = g( g + ),解得 = 900Ω .
(2) 由题图可知改装的电压表需要估读到分度值的下一位,即指示的电压为 1.00V.
(3) 当标准电压表的示数为 1.1V时,改装的电压表指针恰好指在刻度盘中央,由此可以推测出所改
装的电压表量程是 2.2V.
(4) 根据欧姆定律,毫安表内阻的真实值满足 2.2V = g( g真 + 900Ω),代入数据解得 g真
= 200Ω ,根据欧姆定律,有 = g(
1 1 1
g真 + 并),其中 = + ,联立解得 =
并
7200Ω .
12.[8 分]随着居民生活水平的提高,纯净水已经进入千家万户。某市对市场上出售的纯净水质量进行了
抽测,结果发现有不少样品的电导率(电导率是电阻率的倒数,是检验纯净水是否合格的一项重要指
标)不合格。
(1)你认为不合格的纯净水的电导率。(填“偏大”“偏小”或“不变”)
(2)某学习小组对某种纯净水样品进行检验,实验步骤如下:
①用游标卡尺测量绝缘性能良好、长为 L的圆柱形塑料容器内径如图所示,其示数为 d mm。
②将采集的水样装满圆柱形塑料容器,两端用金属圆片电极密封,用多用电表粗测该水样的电阻为
1200Ω。为了准确测量水样的电导率,学习小组准备利用以下器材进行研究:
A.电压表(0~3V,内阻约为 1kΩ)
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B.电压表(0~15V,内阻约为 5kΩ)
C.电流表(0~10mA,内阻约为 1Ω)
D.电流表(0~0.6A,内阻约为 10Ω)
E.滑动变阻器(最大阻值约为 100Ω)
F.蓄电池(约为 12V,内阻约为 2Ω)
G.开关、导线若干
实验要求测量尽可能准确,电路中电压表应选择,电流表应选择。(均填器材前面的字母序号)
③请在方框中设计出实验电路图。
④水样电导率的表达式为 。(用U 、 I 、 d、 L表示)
【答案】(1)偏大
4IL
(2)13.7;B;C; ;
d 2U
【详解】(1)不合格的纯净水通常是含有一定的杂质,杂质通常是带电离子,不合格的纯净水的电导率
偏大。
(2)①10分度游标卡尺的精确值为 0.1mm,由图可知示数为 d 13mm 7 0.1mm 13.7mm
②由于电源电动势约为 12V,为了电压测量的安全性,电路中电压表应选择 B;用多用电表粗测该水样
U 12
的电阻为 1200Ω,根据 I maxmax A 10mA,可知电流表应选择 C;R 1200
③由于滑动变阻器的阻值比待测电阻小太多,所以滑动变阻器采用分压接法;根据 R RVRA ,可知电
流表应采用内接法,电路图如图所示
R L L U d 2U
④根据电阻定律可得 S (1 d )2 ,又 R ,联立解得 ,电导率是电阻率的倒数,所
2 I 4IL
4IL
以电导率为
d 2
。
U
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13.[12 分]如图所示,电阻不计的光滑“U ”形金属导轨固定在竖直平面内,质量为m、电阻为 R的金属
杆 ab与导轨接触良好并静置于绝缘固定支架上,金属杆处于垂直纸面向里的匀强磁场中。支架下方一定
距离处有边长为 L的正方形区域 cdef,cdef 区域内有一个半径为 r的圆,圆内有垂直纸面向外的匀强磁
场,其磁感应强度 B kt( k 0且为常数),金属杆对支架恰好无压力,重力加速度大小为 g,求:
(1)金属杆 ab两端的电压U ;
(2)金属杆 ab所在处的磁感应强度大小 B0 。
【答案】(1)U kπr2
B mgR(2) 0 πkr 2L
【详解】(1)设在极短的时间 t内,磁通量的变化量为Δ ,则有Δ ΔB S kΔt r2
Δ kΔt r2
根据电磁感应定律得U E k r2
Δt Δt
U
(2)根据闭合电路欧姆定律,得通过金属杆 ab的电流为 I
R
金属杆 ab所受的安培力为F B0IL
支架对金属杆的支持力恰好为 0,根据平衡条件,有 F mg
联立解得 B
mgR
0 πkr 2L
14.[14 分]图 1所示是用来冶炼合金钢的真空冶炼炉,炉外有线圈。在线圈中通入迅速变化的电流,就
会在炉内的金属中产生涡流,涡流产生的热量使金属熔化。冶炼炉的工作原理可简化成如图 2所示的模
型,将被冶炼的金属块视为材质均匀的圆柱体。在某次加热过程中,线圈中的电流 i随时间 t均匀增大,
即 i k1t,产生的磁场可视为匀强磁场(图中未画出),其磁感应强度的大小B k2i( k1和 k2均为已知常
量)、方向与圆柱体轴线平行,磁场截面圆心与金属圆柱体截面圆心重合。圆柱体可看作是由一系列同
轴圆柱状薄壳组成,每层薄壳自成一个闭合回路,各回路间互不影响。不考虑涡流产生的磁场。研究半
径为 r、厚度为Δr( r r)的薄壳。经典物理学认为,金属导体中自由电子在定向移动过程中会受到
与其定向移动方向相反的阻力。已知电子的电荷量为 e。已知金属块高为 h,电阻率为ρ。当薄壳中形成
稳定的电流时,论证某一自由电子定向移动过程中受到的阻力大小与其定向移动速率 v是否满足 f kv
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(k为比例系数)。若满足,求出比例系数 k,若不满足,请说明理由。
【答案】满足, k ne2
【详解】设磁场在半径为 r处产生的感应电动势为 E、感生电场的电场强度为 E感,薄壳沿感应电流方向
一圈的长度为 L。
电流稳定时,电子做匀速直线运动,对一个自由电子,受力平衡得 f eE感
W eE L
根据电动势定义有 E 感 E L
e e 感
L
薄壳沿感应电流方向的电阻 R
S
薄壳内的感应电流 I
E
R
又有电流的微观表达式为 I neSv
eE eIR e neSv
L
联立得 f S ne2v
L L L
所以,某一自由电子定向移动过程中受到的阻力大小与其定向移动速率 v满足 f kv
其中,比例系数 k ne2
15.(15分)某同学设计了如图所示的传送装置,长 = 21m的倾斜传送带右端与竖直平面内的光滑圆
弧形轨道平滑对接于 点,平台略低于圆弧形轨道的最高点 , 点为圆心, 竖直, 水平,圆弧
半径 = 18 23m,传送带倾角为 = 37 。传送带静止时,该同学将质量 = 1kg的小工件从圆弧形
120
轨道内侧的 点无初速度释放,工件最后停止在传送带上 点,测得 与 的距离为 = 23 m,工件
可视为质点,传送带各处粗糙程度相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度 取
10m/s2,sin37 = 0.6,cos37 = 0.8。
(1) 求工件与传送带间的动摩擦因数 ;
(2) 当传送带以某一恒定速率 0顺时针转动时,能使由静止放上传送带左端 点的该工件到达 点后
做圆周运动恰好到达 点,求传送带因传送工件而多消耗的能量 ;
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(3) 在(2)的条件下,每隔时间 = 1s,在 端由静止放上一个相同的工件,求第 1个工件到达
点后的 1s内,传送带对所有工件的摩擦力的总冲量大小 。
【答案】(1) 0.9
(2) 252J
(3) 42N s
【详解】
(1) 对工件从 点到 点的运动过程,由动能定理得 ( cos + sin ) cos =
0(2分)
解得 = 0.9(1分)
(2) 工件恰能做圆周运动到达最高点 ,
=
2
在最高点有 (1分)
工件从 点到 点由机械能守恒定律有
( + cos ) = 1 2 1 22 2 ,
解得 = 6m/s(1分)
设工件从 点开始经历时间 1速度达到 ,该过程的位移大小为 1,工件在传送带上做加速运动的过
程中由动能定理有 cos 1 sin
1 2
1 = 2 ,
由动量定理有 cos 1 sin 1 = 0,
解得 1 = 5s, 1 = 15m(1分)
因 1 < ,故传送带的速度大小为 0 = = 6m/s(1分)
在 1时间内,传送带的位移大小为 2 = 0 1,
解得 2 = 30m(1分)
此后工件做匀速运动,传送带在此过程中的位移大小为
3 = 1 = 6m(1分)
由能量守恒定律可知传送带因传送工件而多消耗的能量用于传送带克服摩擦力做功,则
= cos 2 + sin 3(1分)
解得 = 252J(1分)
(3) 设每个工件在传送带上做匀速直线运动的时间为 2,由运动学规律有 2 = 3 = 1s(1分)0
即每个工件在传送带上运动的总时间为 总 = 1 + 2 = 6s(1分)
总
可知 = 6(1分)
故第 1个工件到达 点时,第 7个工件刚要放上传送带,分析可知传送带对第 2个工件的摩擦力在此后
= 1s内的冲量大小为 2 = sin = 6N s(1分)
对第 3到 7个工件的摩擦力在此后 = 1s内的冲量大小为
3 = 4 = 5 = 6 = 7 = cos = 7.2N s(1分)
这 1s内传送带对所有工件摩擦力的总冲量大小为
= 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 = 42N s(1分)
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