2025届湖南省宁乡县一中高三第四次模拟考试物理试卷含解析

2025届湖南省宁乡县一中高三第四次模拟考试物理试卷注意事项：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，再选涂其它答案标号。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、单项选择题：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、如图所示，a、b、c为三根与纸面垂直的固定长直导线，其截面位于等边三角形的三个顶点上，bc连线沿水平方向，导线中通有恒定电流，且，电流方向如图中所示。O点为三角形的中心（O点到三个顶点的距离相等），其中通电导线c在O点产生的磁场的磁感应强度的大小为B0，已知通电长直导线在周围空间某点产生磁场的磁感应强度的大小B=，其中I为通中导线的中流强度，r为该点到通中导线的垂直距离，k为常数，则下列说法正确的是（）A．O点处的磁感应强度的大小为3B0B．O点处的磁感应强度的大小为5B0C．质子垂直纸面向里通过O点时所受洛伦兹力的方向由O点指向cD．电子垂直纸面向里通过O点时所受洛伦兹力的方向垂直Oc连线向下2、如图所示，在以R0为半径，O为圆心的圆形区域内存在磁场，直径MN左侧区域存在一匀强磁场，方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B1；MN右侧区域也存在一匀强磁场，方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B2，有一质量为m，电荷量为+q的带电粒子（不计重力）沿垂直于MN的方向从P点射入磁场，通过磁场区域后自Q点离开磁场，离开磁场时其运动方向仍垂直于MN。已知OP与MN的夹角为θ1，OQ与MN的夹角为θ2，粒子在左侧区域磁场中的运动时间为t1，粒子在右侧区域磁场中的运动时间为t2，则下列说法正确的是（）A． B．C． D．3、宇航员在某星球表面以初速度2.0m/s水平抛出一物体，并记录下物体的运动轨迹，如图所示，O为抛出点，若该星球半径为4000km，引力常量G＝6.67×10－11N·m2·kg－2，则下列说法正确的是（）A．该星球表面的重力加速度为16.0m/s2B．该星球的第一宇宙速度为4.0km/sC．该星球的质量为2.4×1020kgD．若发射一颗该星球的同步卫星，则同步卫星的绕行速度可能大于4.0km/s4、如图所示，将一小木块和一小钢珠分别用手拿着并压缩两根一端分别竖直固定在地面上的弹簧上端。现同时释放小木块和小球，若小木块在整过运动过程中所受空气的阻力f与其速度v满足（k为常数），而小钢珠的运动忽略空气阻力，且两物体同时离开弹簧，取向上为运动的正方向，则下图能正确反应两物体离开弹簧后的运动情况的v-t图像的是（）A． B． C． D．5、如图所示，一电子以与磁场方向垂直的速度v从P处沿PQ方向进入长为d、宽为h的匀强磁场区域，从N处离开磁场，若电子质量为m，带电荷量为e，磁感应强度为B，则（）A．电子在磁场中做类平抛运动B．电子在磁场中运动的时间t=C．洛伦兹力对电子做的功为BevhD．电子在N处的速度大小也是v6、我国“北斗三号”全球组网卫星采用星载氢原子钟。如图所示为氢原子的能级图，现让一束单色光照射到一群处于基态（量子数n=l）的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为（）A．13.6eV B．3.4eV C．12.09eV D．12.75eV二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。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，O是一固定的点电荷，虚线是该点电荷产生的电场中的三条等势线，负点电荷q仅在电场力的作用下沿实线所示的轨迹从a处运动到b处，然后又运动到c处．由此可知()A．O为正电荷B．在整个过程中q的电势能先变小后变大C．在整个过程中q的加速度先变大后变小D．在整个过程中，电场力做功为零8、一质量为m的物体静止在光滑水平面上，现对其施加两个水平作用力，两个力随时间变化的图象如图所示，由图象可知在t2时刻物体的（）A．加速度大小为B．速度大小为C．动量大小为D．动能大小为9、如图所示，a、b两束不同频率的单色光从半圆形玻璃砖底边平行射入，入射点均在玻璃砖底边圆心O的左侧，两束光进入玻璃砖后都射到O'点，OO'垂直于底边，下列说法确的是（）A．从点O'射出的光一定是复色光B．增大两束平行光的入射角度，则b光先从O'点消失C．用同一装置进行双缝干涉实验，b光的相邻条纹间距较大D．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的截止电压低10、一简谐机械横波沿x轴负方向传播，已知波的波长为8m，周期为2s，t＝0s时刻波形如图甲所示，a、b、d是波上的三个质点。图乙是波上某一点的振动图象，则下列说法正确的是A．图乙可以表示质点b的振动B．在0~0.25s和0.25~0.5s两段时间内，质点b运动位移相同C．该波传播速度为v＝16m/sD．质点a在t=1s时位于波谷E.质点d简谐运动的表达式为y=0.1sinπt（m）三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）在一次测量定值电阻Rx阻值（）的分组实验中，甲、乙两组分别进行了如下实验过程：(1)甲组可选器材如下：滑动变阻器RA（0~500Ω，100mA）；滑动变阻器RB（0~5Ω，2A）；电流表A（0~0.6A、内阻约2Ω；0~3A、内阻约0.5Ω）；电压表V（0~3V、内阻约1.5kΩ；0~15V、内阻约7.5kΩ）；电源E（电动势为3V）；开关S，导线若干。①为便于调节和测量，滑动变阻器采用分压接法，应选择_____（选填“RA”或“RB”）；②请根据以上实验器材，在图甲中将实物电路连接完整______________；③按以上操作，测得Rx测___Rx真（填“>”、“=”或“<”）。(2)乙组可选器材如下：电压表V（0~3V）；滑动变阻器RC（10Ω，1A）；电阻箱R0（0~999.99Ω）；电源E（电动势为3V）；开关S。请根据乙组的电路图乙和以上实验器材在MN处先接______，按一定的步骤操作后记下仪表的读数，再换接_____，正确操作后测出Rx的阻值；若在MN处更换器材时，不小心将滑动变阻器的滑片P向左移了一些，测量结果将______（填“变大”、“变小”或“不变”）。(3)比较甲乙两组测量结果，______组更接近真实值（填“甲”或“乙”）。12．（12分）某兴趣小组要精确测定额定电压为3V的白炽灯正常工作时的电阻，已知该灯正常工作时电阻约500，实验室提供的器材有：A．电流表A（量程：0～3mA，内阻）B．定值电阻C．滑动变阻器R（0～10）D．电压表V（量程：0～10V，内阻）E．蓄电池E（电动势为12V，内阻r很小）F．开关S一个G．导线若干（1）要精确测定白炽灯正常工作时的电阻应采用下面电路图中的____（2）选择正确电路进行实验，若电压表的示数用U表示，电流表的示数用I表示，写出测量白炽灯电阻的表达式=___（用题目中给的相应字母表示），当电流表中的电流强度I=___mA时，记下电压表的读数U并代入表达式，其计算结果即为白炽灯正常工作时的电阻。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，一圆柱形汽缸竖直放置，汽缸正中间有挡板，位于汽缸口的活塞封闭着一定质量的理想气体．活塞的质量为m，横截面积为S．开始时，活塞与汽缸底部相距L，测得气体的温度为T1．现缓慢降温，让活塞缓慢下降，直到恰好与挡板接触但不挤压．然后在活塞上放一重物P，对气体缓慢加热，让气体的温度缓慢回升到T1，升温过程中，活塞不动．已知大气压强为p1，重力加速度为g，不计活塞与汽缸间摩擦．(ⅰ)求活塞刚与挡板接触时气体的温度和重物P的质量的最小值；(ⅱ)整个过程中，气体是吸热还是放热，吸收或放出的热量为多少？14．（16分）如图，两相互平行的光滑金属导轨，相距L=0.2m，左侧轨道的倾角θ=30°，M、P是倾斜轨道与水平轨道连接点，水平轨道右端接有电阻R=1.5Ω，MP、NQ之间距离d=0.8m，且在MP、NQ间有宽与导轨间距相等的方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度B随时间t变化关系如图乙所示，－质量m=0.01kg、电阻r=0.5Ω的导体棒在t=0时刻从左侧轨道高H=0.2m处静止释放，下滑后平滑进入水平轨道（转角处天机械能损失）。导体棒始终与导轨垂直并接触良好，轨道的电阻和电感不计，g取10m/s2。求：(1)导体棒从释放到刚进入磁场所用的时间t；(3)导体棒在水平轨道上的滑行距离d；(2)导体棒从释放到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳热。15．（12分）如图所示为回旋加速器的结构示意图，匀强磁场的方向垂直于半圆型且中空的金属盒D1和D2，磁感应强度为B，金属盒的半径为R，两盒之间有一狭缝，其间距为d，且R≫d，两盒间电压为U。A处的粒子源可释放初速度不计的带电粒子，粒子在两盒之间被加速后进入D1盒中，经半个圆周之后再次到达两盒间的狭缝。通过电源正负极的交替变化，可使带电粒子经两盒间电场多次加速后获得足够高的能量。已知带电粒子的质量为m、电荷量为+q。(1)不考虑加速过程中的相对论效应和重力的影响。①求粒子可获得的最大动能Ekm；②若粒子第1次进入D1盒在其中的轨道半径为r1，粒子第2次进入D1盒在其中的轨道半径为r2，求r1与r2之比；③求粒子在电场中加速的总时间t1与粒子在D形盒中回旋的总时间t2的比值，并由此分析：计算粒子在回旋加速器中运动的时间时，t1与t2哪个可以忽略？（假设粒子在电场中的加速次数等于在磁场中回旋半周的次数）；(2)实验发现：通过该回旋加速器加速的带电粒子能量达到25~30MeV后，就很难再加速了。这是由于速度足够大时，相对论效应开始显现，粒子的质量随着速度的增加而增大。结合这一现象，分析在粒子获得较高能量后，为何加速器不能继续使粒子加速了。

参考答案一、单项选择题：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、A【解析】

AB．根据右手螺旋定则，通电导线在点处产生的磁场平行于指向左方，通电导线在点处产生的磁场平行于指向右下方，通电导线在点处产生的磁场平行于指向左下方；根据公式可得根据平行四边形定则，则点的合场强的方向平行于指向左下方，大小为，故A正确，B错误；C．根据左手定则，质子垂直纸面向里通过点时所受洛伦兹力的方向垂直连线由点指向，故C错误；D．根据左手定则，电子垂直纸面向里通过点时所受洛伦兹力的方向垂直连线由点指向，故D错误；故选A。2、D【解析】

AB．粒子运动轨迹如图所示：

由几何知识可知，粒子在两个磁场中的轨迹半径分别为粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得则故AB错误；

CD．粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为粒子在磁场中转过的圆心角θ相等，粒子在磁场中的运动时间为则有故C错误，D正确。

故选D。3、B【解析】

A．物体做平抛运动，根据平抛运动的规律有联立解得该星球表面的重力加速度为，故A错误；BC．设该星球的第一宇宙速度为，该星球的质量为，在星球表面附近，则有解得故B正确，C错误；D．根据万有引力提供向心力有解得卫星运动的轨道半径越大，则绕行速度越小，第一守宙速度是绕星球表面运行的速度，同步卫星的速度一定小于4.0km/s，故D错误；故选B。4、D【解析】

对于小钢球没空气阻力时只受重力，是竖直上抛运动，v-t图像是直线，故图中直线为钢球的运动图像。对于小木块有空气阻力时，上升阶段由牛顿第二定律得解得由于阻力随速度的减小而减小，故上升阶段加速度逐渐减小，最小值为g。同理，有空气阻力时，下降阶段由牛顿第二定律可得由于阻力随速度增大而增大，故下降过程中加速度逐渐减小，v-t图像的斜率表示加速度，故图线与t轴相交时刻的加速度为g，此时实线的切线与虚线平行。故D正确，ABC错误。故选D。5、D【解析】电子垂直射入匀强磁场中，由洛伦兹力提供向心力将做匀速圆周运动，运动时间为：，故AB错误；由洛伦兹力方向始终与速度方向垂直，电子在洛伦兹力方向没有位移，所以洛伦兹力对电子不做功，故C错误；电子垂直射入匀强磁场中做匀速圆周运动，速度大小不变也是v，故D正确．所以D正确，ABC错误．6、D【解析】

由题意应该有得即能发出6种频率光的一定是n=4能级，则照射氢原子的单色光的光子能量为故ABC错误，D正确。故选D。二、多项选择题：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，有多个选项是符合题目要求的。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、CD【解析】

粒子的所受合力的方向大致指向轨迹的弯曲的方向，知负电荷所受的电场力背离点电荷向外，知O为负电荷。故A错误。从a处运动b处，然后又运动到c处电场力先做负功再做正功，所以电势能先变大后变小，故B错误。越靠近点电荷，电场线越密，则电荷所受电场力越大，加速度越大，则加速度先增大后减小。故C正确。初末位置在同一个等势面上，两点间的电势差为零，根据W=qU，知电场力做功为零，故D正确。故选CD。【点睛】解决本题的关键掌握通过轨迹的弯曲大致判断合力的方向，会根据电场力做功判断动能的变化，知道在等势面上移动电荷，电场力不做功．8、AD【解析】

A．由图像可知：在t2时刻物体的加速度由牛顿第二定律可得加速度大小故A正确；BCD．由动量定理和图像面积可得则根据动量和动能的关系得故BC错误，D正确。故选AD。9、AD【解析】

A．两光束射到O′点时的入射角都等于在玻璃砖底边的折射角，根据光路可逆性可知，从O′点射出时折射角都等于射入玻璃砖底边时的入射角，而在玻璃砖底边两光束平行射入，入射角相等，所以从O′点射出时折射角相同，两光束重合，则从O′点射出的一定是一束复色光，故A正确；B．令光在底边的入射角为i，折射角为r，根据折射定律有所以根据几何知识可知，光在O′点的入射角为r，无论怎样增大入射角度，光在O′点的入射角都小于光发生全反射的临界角，所以a、b光不会在O′点发生全反射，故B错误；C．根据光路图可知，玻璃砖对a光的折射率小于b光的折射率，则a光的波长大于b光的波长，由于条纹间距为所以a光的条纹间距大于b光的条纹间距，故C错误；D．由于a光的频率小于b光的频率，根据光电效应方程可知a、b光分别照射同一光电管发生光电效应时，a光的截止电压比b光的截止电压低，故D正确。故选：AD。10、ADE【解析】

A．由图乙知，t=0时刻质点经过位置向下运动，图甲是t=0时刻的波形，此时a位于波峰，位移最大，与图乙中t=0时刻质点的状态不符，而质点b在t=0时刻经过平衡位置向下运动，与图乙中t=0时刻质点的状态相符，所以图乙不能表示质点d的振动，可以表示质点b的振动，故A正确；B．由于质点做简谐振动，并不是匀速直线运动，则在0～0.25s和0.25～0.5s两段时间内，质点b运动位移不相同，故B错误；C．由图可知，波的波长为8m，周期为2s，故传播速度故C错误；D．因周期T=2s，那么质点a在t=1s时，即振动半个周期，其位于波谷，故D正确；E．根据平移法可知，质点d下一时刻沿着y轴正方向运动，振幅而因此质点d简谐运动的表达式为故E正确。故选ADE。三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、RB<RxR0变小乙【解析】

(1)①[1]．为便于调节和测量，滑动变阻器采用分压接法，应选择阻值较小的RB；②[2]．因电压表内阻远大于待测电阻的阻值，则采用电流表外接，实物电路连接如图：③[3]．按以上操作，因电压表的分流作用，使得电流的测量值偏大，电阻的测量值偏小，即测得Rx测<Rx真。(2)[4][5]．根据乙组的电路图乙和以上实验器材在MN处先接Rx，按一定的步骤操作后记下仪表的读数，再换接电阻箱R0，正确操作后测出Rx的阻值，此方法为等效替代法；[6]．若在MN处更换器材时，不小心将滑动变阻器的滑片P向左移了一些，则RC减小，若电压表读数不变，则电路中内阻和RC两端电压不变，则电路中电流变大，则Rx变小，即测量结果将变小。(3)[7]．比较甲乙两组测量结果，在正确操作的情况下，乙组误差较小，即乙组更接近真实值。12、（1）C（2）（3）1.5【解析】

（1）[1]要精确测定额定电压为3V的白炽灯正常工作时的电阻，需测量白炽灯灯两端的电压和通过白炽灯灯的电流，由于电压表的量程较大，测量误差较大，不能用已知的电压表测量白炽灯两端的电压，可以将电流表A与定值电阻串联改装为电压表测量电压；白炽灯正常工作时的电流约为左右，电流表的量程较小，电流表不能精确测量电流，可以用电压表测量总电流，约：；因为滑动变阻器阻值远小于白炽灯的电阻，所以滑动变阻器采用分压式接法。所以电路图选取C.（2）[2]根据欧姆定律知，灯泡两端的电压U=I(R1+RA)，通过灯泡的电流为：，所以白炽灯正常工作时的电阻为：；[3]改装后的电压表内阻为：RV=1985+15Ω=2000Ω，则当I=1.5mA时，白炽灯两端的电压为3V，达到额定电压，测出来的电阻为正常工作时的电阻。四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13、(ⅰ)m＋(ⅱ)放热【解析】(ⅰ)由题意可得，缓慢降温过程是一个等压过程初态：温度T1，体积V1＝LS，末态：温度T1，体积V1＝由盖—吕萨克定律有，解得T1＝升温过程中，活塞不动，是一个等容过程，设重物P的质量的最小值为M初态：温度T1＝，压强p1＝p1＋，末态：温度T2＝T1，压强p2＝p1＋由