湖南省长沙二十一中2025届高三第一次模拟考试物理试卷含解析

湖南省长沙二十一中2025届高三第一次模拟考试物理试卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。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，带电荷量为Q的等量同种正电荷固定在水平面上，在其连线的中垂线（竖直方向）上固定一光滑绝缘的细杆，细杆上套一个质量为m，带电荷量为的小球，小球从细杆上某点a由静止释放，到达b点时速度为零，b间的距离为h，重力加速度为g。以下说法正确的是（）A．等量同种正电荷在a、b两处产生的电场强度大小关系B．a、b两处的电势差C．小球向下运动到最大速度的过程中小球电势能的增加量等于其重力势能的减少量D．若把两电荷的位置往里移动相同距离后固定，再把带电小球从a点由静止释放，则小球速度减为零的位置将在b点的上方2、通信卫星一般是相对地面“静止”的同步卫星，三颗同步卫星就可以实现全球通信。设地球的半径为，地面的重力加速度为，地球的自转周期为。则速度为的电磁波从一颗卫星直线传播至相邻的另一颗卫星，传播时间为（）A． B．C． D．3、一列简谐横波沿x轴传播，图（甲）是t=0时刻的波形图，图（乙）是x=1.0m处质点的振动图像，下列说法正确的是（）A．该波的波长为2.0m B．该波的周期为1sC．该波向x轴正方向传播 D．该波的波速为2.0m/s4、一定质量的理想气体在升温过程中A．分子平均动能增大 B．每个分子速率都增大C．分子势能增大 D．分子间作用力先增大后减小5、某发电机通过理想变压器给定值电阻R提供正弦交流电，电路如图，理想交流电流表A，理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来n倍，则A．R消耗的功率变为nPB．电压表V的读数为nUC．电流表A的读数仍为ID．通过R的交变电流频率不变6、下列关于物质结构的叙述中不正确的是A．天然放射性现象的发现表明了原子核内部是有复杂结构的 B．质子的发现表明了原子核是由质子和中子组成的C．电子的发现表明了原子内部是有复杂结构的 D．粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础二、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。竖直光滑杆固定不动，两根完全相同的轻质弹簧套在杆上，弹簧下端固定。形状相同的两物块A、B分别置于两弹簧上端但不会拴接，A的质量大于B的质量。现用外力作用在物体上，使两端弹簧具有相同的压缩量。撤去外力后，两物块由静止向上运动并离开弹簧。从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程中。弹簧始终在弹性限度之内，以地面为零势能面。下列说法正确的是（）A．上升过程中两物块机械能均守恒B．A上升的最大高度小于B上升的最大高度C．A物体的最大速度大于B物体的最大速度D．A物体的最大加速度小于B物体的最大加速度8、如图，质量为M、长度为L的长木板静止在光滑水平面上，质量为m的小铁块以水平初速度v0从木板左端向右滑动，恰好不会从木板右端滑出。下列情况中，铁块仍不会从木板右端滑出的是（）A．仅增大m B．仅增大MC．仅将m和L增大为原来的两倍 D．仅将M和L增大为原来的两倍9、我国北斗卫星导航系统（BDS）已经开始提供全球服务，具有定位、导航、授时、5G传输等功能。A、B为“北斗”系统中的两颗工作卫星，其中A是高轨道的地球静止同步轨道卫星，B是中轨道卫星。已知地球表面的重力加速度为g，地球的自转周期为T0下列判断正确的是（）A．卫星A可能经过江苏上空 B．卫星B可能经过江苏上空C．周期大小TA=T0TB D．向心加速度大小aA<aB<g10、如图甲所示，a、b两个绝缘金属环套在同一个光滑的铁芯上。t＝0时刻a、b两环处于静止状态，a环中的电流i随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法中正确的是（）A．t2时刻两环相互吸引B．t3时刻两环相互排斥C．t1时刻a环的加速度为零D．t4时刻b环中感应电流最大三、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）在测定电容器电容的实验中，将电容器、电压传感器、阻值为3kΩ的电阻R、电源、单刀双掷开关S按图甲所示电路图进行连接。先使开关S与1相连，电源给电容器充电，充电完毕后把开关S掷向2，电容器放电，直至放电完毕，实验得到的与电压传感器相连接的计算机所记录的电压随时间变化的图线如图乙所示，图丙为由计算机对图乙进行数据处理后记录了“峰值”及图线与时间轴所围“面积”的图像。(1)根据图甲所示的电路，观察图乙可知：充电电流与放电电流方向________(填“相同”或“相反”)，大小都随时间________(填“增大”或“减小”)。(2)该电容器的电容为________F(结果保留两位有效数字)。(3)某同学认为：仍利用上述装置，将电压传感器从电阻两端改接在电容器的两端，也可以测出电容器的电容值，请你分析并说明该同学的说法是否正确________。12．（12分）某同学要测量一电池的电动势E和内阻r，实验器材有一个电阻箱R、一个开关S、导线若干和一个灵敏电流计G（满偏电流1mA，内阻未知）。由于G量程太小，需要改装成量程更大的电流表A，实验过程如下：(1)使用多用电表测灵敏电流计内阻时，选择开关拨至“×10”挡，欧姆档调零后测量，指针的位置如图甲所示，阻值为____Ω；(2)用图乙电路图进行测量，需要电流表A的量程为0.6A，则对灵敏电流计G进行改装，需要在G两端___（选填“并"或“串”）联一个阻值为___Ω的电阻（结果保留一位有效数值）。(3)该同学在实验中测出多组电流表A的电流I与电阻箱的阻值R的实验数据，作出—R图像。在坐标纸上做出如图所示的图线，由做出的图线可知，该电池的电动势是____V，内电阻为______Ω（小数点后保留两位数值）。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）同学设计出如图所示实验装置.将一质量为0.2kg的小球(可视为质点)放置于水平弹射器内,压缩弹簧并锁定,此时小球恰好在弹射口,弹射口与水平面AB相切于A点,AB为粗糙水平面,小球与水平面间动摩擦因数μ=0.5,弹射器可沿水平方向左右移动,BC为一段光滑圆弧轨道.(O′为圆心,半径R=0.5m,O'C与O′B之间夹角为θ=370,以C为原点,在C的右侧空间建立竖直平面内的坐标xOy,在该平面内有一水平放置开口向左且直径稍大于小球的接收器D,(1)某次实验中该同学使弹射口距离B处L1(2)把小球放回弹射器原处并锁定,将弹射器水平向右移动至离B处L2=0.8m处固定弹射器并解开锁定释放小球,小球将从C处射出,恰好水平进入接收器D,求D处坐标;

(3)每次小球放回弹射器原处并锁定,水平移动弹射器固定于不同位置释放小球,要求小球从C处飞出恰好水平进入接收器D,求D位置坐标y与x的函数关系式.14．（16分）如图所示，两列简谐横波a、b在同一介质中分别沿x轴正、负方向传播，波速均为v=2.5m/s。已知在t=0时刻两列波的波峰正好在x=2.5m处重合。①求t=0时，介质中处于波峰且为振动加强点的所有质点的x坐标；②从t=0时刻开始，至少要经过多长时间才会使x=1.0m处的质点到达波峰且为振动加强点？15．（12分）机械横波某时刻的波形图如图所示，波沿x轴正方向传播，波长λ=0.8m，质点p的坐标x=0.32m．从此时刻开始计时．①若每间隔最小时间0.4s重复出现波形图，求波速；②若p点经0.4s第一次达到正向最大位移，求波速；③若p点经0.4s到达平衡位置，求波速．

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、D【解析】

A．小球由a到b先加速再减速，a点加速度向下，b点加速度向上，所以，A错误；B．由a到b根据动能定理得B错误；C．根据能量守恒，小球向下运动到最大速度的过程中小球重力势能转化为电势能和动能，所以小球电势能的增加量小于其重力势能的减少量，C错误；D．若把两同种电荷的位置往里移动相同距离后固定，根据电场强度叠加原理在中垂线上相同位置电场强度变大了，再由动能定理可知小球速度减为零的位置将在b点的上方，选项D正确。故选D。2、C【解析】

卫星绕地球运行，万有引力提供向心力，则有可得综合“黄金代换”有如图所示由几何关系知联立整理得根据运动规律，电磁波传播有可得故C正确，A、B、D错误；故选C。3、D【解析】

ABD．根据甲、乙图可知，波长4m，周期2s，波速选项AB错误，D正确；C．根据图乙t=0s时，质点向下振动，所以甲图x=1m坐标向下振动，由同侧法可得波向x轴负方向传播，选项C错误。故选D。4、A【解析】

温度是分子平均动能的量度，当温度升高时平均动能一定变大，分子的平均速率也一定变化，但不是每个分子速率都增大，故A正确，B错误；由于是理想气体，故分子间的相互作用力不考虑，故分子势能不变，分子间的作用力不计，故CD错误；故选A.5、B【解析】

当发电机线圈的转速变为原来n倍，发电机产生交流电的电动势有效值和频率都将发生变化。变压器的输入电压变化后，变压器的输出电压、副线圈的电流、R消耗的功率随之改变，原线圈的电流也会发生变化。原线圈中电流的频率变化，通过R的交变电流频率变化。【详解】B：发电机线圈的转速变为原来n倍，发电机线圈的角速度变为原来n倍，据可得，发电机产生交流电电动势的最大值变为原来n倍，原线圈两端电压变为原来n倍。据可得，副线圈两端电压变为原来n倍，电压表V的读数为nU。故B项正确。A：R消耗的功率，副线圈两端电压变为原来n倍，则R消耗的功率变为。故A项错误。C：流过R的电流，副线圈两端电压变为原来n倍，则流过R的电流变为原来的n倍；再据，原线圈中电流变为原来n倍，电流表A的读数为。故C项错误。D：发电机线圈的转速变为原来n倍，发电机产生交流电的频率变为原来的n倍，通过R的交变电流频率变为原来的n倍。故D项错误。6、B【解析】

A．天然放射现象说明原子核内部有复杂结构。故A正确，不符合题意；B．质子的发现与原子核是由质子和中子组成的没有关联。故B错误，符合题意；C．汤姆生发现电子，知道原子还可以再分，表明了原子内部是有复杂结构的。故C正确，不符合题意；D．α粒子散射实验说明原子的核式结构模型，故D正确，不符合题意；故选B。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、BD【解析】

A．上升过程中在弹簧恢复原长前，弹簧弹力一直对物块做正功，物块机械能增加，A错误；B．物块从撤去外力到第一次速度减为0，根据能量守恒定律解得弹簧压缩量相同，所以对于两物块弹簧释放的弹性势能相同，因为，所以两小球上升的最大高度关系为B正确；C．物块速度最大时，加速度为0，假设初始状态弹簧的压缩量为，达到最大速度前，合力满足为物块向上运动的位移，因为，所以图像为图线与位移轴围成的面积为合外力做功，物块从静止开始运动，根据动能定理可知合力为0时，B物块动能大，根据动能表达式可知A物体的最大速度小于B物体的最大速度，C错误；D．撤去外力瞬间，物块的加速度最大，根据牛顿第二定律可知解得因为，所以D正确。故选BD。8、ACD【解析】

由动量守恒和能量关系可知联立解得A．仅增大m，则∆x不变，即物块仍恰好从木板右端滑出，选项A正确；B．仅增大M，则∆x变大，即物块能从木板右端滑出，选项B错误；C．将m增大为原来的两倍，则∆x不变，而L增大为原来的两倍，物块不能从木板右端滑出，选项C正确；D．仅将M增大为原来的两倍，则∆x变大，但是不会增加到原来的2倍，而L增加到原来的2倍，可知木块不会从木板上滑出，选项D正确；故选ACD。9、BCD【解析】

A．A是高轨道的地球静止同步轨道卫星，静止在赤道上空，不可能经过苏州上空，故A错误；B．B是中轨道卫星不是静止同步轨道卫星，所以卫星B可能经过江苏上空，故B正确；C．根据可得半径越大，周期越大，所以TA=T0TB，故C正确；D．根据万有引力提供向心力半径越大，向心加速度越小，所以向心加速度大小aA<aB<g，故D正确。故选BCD。10、ACD【解析】

AB．相互吸引还是相互排斥，就要看电流是增大还是减小，t2时刻与t3时刻，均处于电流减小阶段，根据楞次定律，可知两环的电流方向相同，则两环相互吸引，A正确，B错误；C．t1时刻，a中电流产生磁场，磁场的变化使b中产生电流，才使两线圈相互作用，根据法拉第电磁感应定律可知磁场变化越快，电动势越大，根据闭合电路欧姆定律可知电流也越大，所以，作用力最大的时刻，也就是a中电流变化最快的时刻；在乙图中，“变化最快”也就是曲线的斜率最大。t1时刻斜率为0，因此两线圈没有作用力，则加速度为零，C正确；D．虽然t4时刻的电流为零，但是根据该点的斜率，电流是变化的，也就是磁通量变化率最大，那么b环中感应电动势最大，则感应电流最大，D正确。故选ACD。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、相反减小1.0×10－2正确【解析】

(1)[1][2]根据图甲所示的电路，观察图乙可知充电电流与放电电流方向相反，大小都随时间减小；(2)[3]根据充电时电压—时间图线可知，电容器的电荷量为：Q＝It＝t而电压的峰值为Um＝6V，则该电容器的电容为：C＝设电压—时间图线与坐标轴围成的面积为S，联立解得：C＝＝＝F＝1.0×10－2F；(3)[4]正确，电容器放电的过程中，电容器C与电阻R两端的电压大小相等，因此通过对放电曲线进行数据处理后记录的“峰值Um”及图线与时间轴所围“面积”，仍可应用：C＝＝计算电容值。12、180并0.31.41~1.450.38~0.44【解析】

(1)[1]．多用表欧姆挡读数为刻度值与倍率的乘积，即灵敏电流计内阻rg=18×10Ω=180Ω。

(2)[2][3]．灵敏电流计扩大量程需要并联一个小电阻R0，设灵敏电流计的满偏电流为Ig=1mA，内阻rg=180Ω，扩大量程后的电流为Im=0.6A，并联电路电压相等，根据欧姆定律有Igrg=（Im-Ig）R0得(3)[4][5]．扩大量程后的安培表内阻根据闭合电路欧姆定律E=I（R+rg′+r）整理得结合图象有联合解得E≈1.45Vr≈0.43Ω。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、（1）1.8J（2）(48125m，18125【解析】（1）从A到C的过程中，由定能定理得：

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