湖南长沙市2025届物理高三上期末联考试题含解析

湖南长沙市2025届物理高三上期末联考试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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，两条光滑金属导轨平行固定在斜面上，导轨所在区域存在垂直于斜面向上的匀强磁场，导轨上端连接一电阻。时，一导体棒由静止开始沿导轨下滑，下滑过程中导体棒与导轨接触良好，且方向始终与斜面底边平行。下列有关下滑过程导体棒的位移、速度、流过电阻的电流、导体棒受到的安培力随时间变化的关系图中，可能正确的是（）A． B．C． D．2、如图所示，圆形磁场区域内有垂直纸面向外的匀强磁场，三个带电粒子A、B、C先后从P点以相同的速度沿PO方向射入磁场，分别从a、b、c三点射出磁场，三个粒子在磁场中运动的时间分别用tA、tB、tC表示，三个粒子的比荷分别用kA、kB、kC表示，三个粒子在该磁场中运动的周期分别用TA、TB、TC表示，下列说法正确的是（）A．粒子B带正电 B．tA＜tB＜tC C．kA＜kB＜kC D．TA＞TB＞TC3、2019年1月3日上午10点26分，“嫦娥四号”探测器在月球背面成功软着陆图示为“嫦娥四号”探测器奔月过程中某阶段的运动示意图，“嫦娥四号”探测器沿椭圆轨道Ⅰ运动到近月点处变轨进入圆轨道Ⅱ，其在圆轨道Ⅱ上做圆周运动的轨道半径为、周期为。已知引力常量为，下列说法正确的是（）A．“嫦娥四号”探测器在点进行加速后进入圆轨道ⅡB．“嫦娥四号”探测器在椭圆轨道Ⅰ上运动的周期小于在圆轨道Ⅱ上运动的周期C．“嫦娥四号”探测器在椭圆轨道上经过点时的加速度等于在圆轨道Ⅱ上经过点时的加速度D．“嫦娥四号”探测器在椭圆轨道Ⅰ上运动时的机械能等于在圆轨道Ⅱ上运动时的机械能4、下列说法正确的是（）A．光子没有质量，所以光子虽然具有能量，但没有动量B．玻尔认为，原子中电子的轨道是量子化的，能量也是量子化的C．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会缩短放射性元素的半衰期D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象称为质量亏损5、一个物体在多个力的作用下处于静止状态，如果仅使其中某个力的大小逐渐减小到零，然后又逐渐从零恢复到原来大小，那么，图中能正确描述该过程中物体速度与时间关系的是（）A． B．C． D．6、在升降机底部安装一个加速度传感器，其上放置了一个质量为m小物块，如图甲所示。升降机从t=0时刻开始竖直向上运动，加速度传感器显示加速度a随时间t变化如图乙所示。取竖直向上为正方向，重力加速度为g，以下判断正确的是（）A．在0～2t0时间内，物块先处于失重状态，后处于超重状态B．在t0～3t0时间内，物块先处于失重状态，后处于超重状态C．t=t0时刻，物块所受的支持力大小为mgD．t=3t0时刻，物块所受的支持力大小为2mg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、图是某绳波形成过程的示意图．质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2、3、4，…各个质点依次上下振动，把振动从绳的左端传到右端．t=T/4时，质点5刚要开始运动．下列说法正确的是A．t＝T/4时，质点5开始向下运动B．t＝T/4时，质点3的加速度方向向下C．从t＝T/2开始的一小段时间内，质点8的速度正在减小D．从t＝T/2开始的一小段时间内，质点8的加速度正在减小8、P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2A．P1的平均密度比PB．P1的第一宇宙速度比PC．s1的向心加速度比sD．s1的公转周期比s9、氢原子的能级如图所示，普朗克常量为h。处于第4能级的大量氢原子向第2能级跃迁，下列说法中正确的是（）A．可以释放出3种不同频率的光子 B．可以释放出2种不同频率的光子C．所释放的光子的最小频率为 D．所释放的光子的最小频率为与10、如图所示，光滑绝缘的圆形管状轨道竖直放置，管道中央轨道半径为R，管道内有一质量为m、带电荷量为+q直径略小于管道内径的小球，空间内存在方向相互垂直的匀强磁场和匀强电场，磁场的磁感应强度大小为B，方向水平向里，电场的电场强度大小（g为重力加速度），方向竖直向上。现小球从轨道的最低点沿轨道方向以大小为v0的初速度水平射出，下列说法正确的是（）A．无论初速度的方向向右还是向左，小球在运动中对轨道的作用力都不可能为0B．小球在最高点对轨道内侧的作用力大小可能为，方向竖直向下C．小球在最高点对轨道的作用力为0时，受到的洛伦兹力大小可能为，方向竖直向下D．若初速度方向向左，小球在最低点和轨道水平直径右端时，对轨道外侧有压力，且压力差大于mg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）国标（GB／T）规定自来水在15℃时电阻率应大于13Ω·m。某同学利用图甲电路测量15℃自来水的电阻率，其中内径均匀的圆柱形玻璃管侧壁连接一细管，细管上加有阀门K以控制管内自来水的水量，玻璃管两端接有导电活塞（活塞电阻可忽略），右活塞固定，左活塞可自由移动。实验器材还有：电源（电动势约为3V，内阻可忽略）；电压表V1（量程为3V，内阻很大）；电压表V2（量程为3V，内阻很大）；定值电阻R1（阻值4kΩ）；定值电阻R2（阻值2kΩ）；电阻箱R（最大阻值9999Ω）；单刀双掷开关S；导线若干；游标卡尺；刻度尺。实验步骤如下：A．用游标卡尺测量玻璃管的内径d；B．向玻璃管内注满自来水，并用刻度尺测量水柱长度L；C．把S拨到1位置，记录电压表V1示数；D．把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同，记录电阻箱的阻值R；E．改变玻璃管内水柱长度，重复实验步骤C、D，记录每一次水柱长度L和电阻箱阻值R；F．断开S，整理好器材。（1）测玻璃管内径d时游标卡尺示数如图乙，则d＝_______mm；（2）玻璃管内水柱的电阻值Rx的表达式为：Rx＝_______（用R1、R2、R表示）；（3）利用记录的多组水柱长度L和对应的电阻箱阻值R的数据，绘制出如图丙所示的关系图象。则自来水的电阻率ρ＝_______Ω·m（保留两位有效数字）；（4）本实验中若电压表V1内阻不是很大，则自来水电阻率测量结果将_____（填“偏大”“不变”或“偏小”）。12．（12分）某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置验证了动能定理，实验时该小组的同学将小车由光电门1的左侧静止释放，通过细绳在砝码的牵引下开始运动，先后经过光电门1、2，并通过计算机记录了挡光时间。经测量可知小车和挡光片的总质量为M，砝码盘及砝码的总质量为m。根据所学的知识回答下列问题：(1)摩擦力的影响会对该实验带来一定的误差，为了平衡摩擦力，实验时应________（填“取下”或“挂上”）砝码盘，并适当地垫高长木板的________（填“左”或“右”）端；(2)在(1)的前提下，为了使细绳的拉力大小近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力，应使小车和挡光片的总质量为M________（填“远大于”“大于”“等于”“小于”或“远小于”）砝码盘及盘中砝码的总质量；(3)实验小组的同学用游标卡尺对挡光片的宽度进行了测量，读数如图乙所示，则挡光片的宽度d=________cm；(4)计算机记录小车通过光电门1、2的时间分别为、，且两光电门之间的距离为L，重力加速度用g表示，则验证动能定理的关系式应为________（用以上相关物理量的字母表示）。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，光滑轨道槽ABCD与粗糙轨道槽GH（点G与点D在同一高度但不相交，FH与圆相切）通过光滑圆轨道EF平滑连接，组成一套完整的轨道，整个装置位于竖直平面内。现将一质量的小球甲从AB段距地面高处静止释放，与静止在水平轨道上、质量为1kg的小球乙发生完全弹性碰撞。碰后小球乙滑上右边斜面轨道并能通过轨道的最高点E点。已知CD、GH与水平面的夹角为θ=37°，GH段的动摩擦因数为μ=0.25，圆轨道的半径R＝0.4m，E点离水平面的竖直高度为3R（E点为轨道的最高点），（，，）求两球碰撞后：（1）小球乙第一次通过E点时对轨道的压力大小；（2）小球乙沿GH段向上滑行后距离地面的最大高度；（3）若将小球乙拿走，只将小球甲从AB段离地面h处自由释放后，小球甲又能沿原路径返回，试求h的取值范围。14．（16分）如图所示，水平放置的两平行金属板间存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场。已知两板间的电势差为U，距离为d；匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直纸面向里。一质量为m、电荷量为q的带电粒子从A点沿水平方向射入到两板之间，恰好沿直线从M点射出；如果撤去磁场，粒子从N点射出。M、N两点间的距离为h。不计粒子的重力。求：（1）匀强电场场强的大小E；（2）粒子从A点射入时的速度大小v0；（3）粒子从N点射出时的动能Ek。15．（12分）如图所示，竖直放置的汽缸内有一定质量的理想气体，活塞横截面积为S＝0.10m2，活塞的质量忽略不计，气缸侧壁有一个小孔与装有水银的U形玻璃管相通。开始活塞被锁定，汽缸内封闭了一段高为80cm的气柱（U形管内的气体体积不计），此时缸内气体温度为27℃，U形管内水银面高度差h1＝15cm。已知大气压强p0＝75cmHg。（1）让汽缸缓慢降温，直至U形管内两边水银面相平，求这时封闭气体的温度；（2）接着解除对活塞的锁定，活塞可在汽缸内无摩擦滑动，同时对汽缸缓慢加热，直至汽缸内封闭的气柱高度达到96cm，求整个过程中气体与外界交换的热量（p0＝75cmHg＝1.0×105Pa）。

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、C【解析】

AB．根据牛顿第二定律可得可得随着速度的增大，加速度逐渐减小，图象的斜率减小，当加速度为零时导体棒做匀速运动，图象的斜率表示速度，斜率不变，速度不变，而导体棒向下运动的速度越来越大，最后匀速，故图象斜率不可能不变，故AB错误；C．导体棒下滑过程中产生的感应电动势感应电流由于下滑过程中的安培力逐渐增大，所以加速度a逐渐减小，故图象的斜率减小，最后匀速运动时电流不变，C正确；D、根据安培力的计算公式可得由于加速度a逐渐减小，故图象的斜率减小，D错误。故选：C。2、B【解析】

根据题意做出ABC三种粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，A．根据左手定则，可以判断B粒子带的电荷为负电荷，A错误；C．由图可知，三粒子做圆周运动的半径C最大，A最小，根据又粒子的速度都相等，所以比荷的大小关系是：kA＞kB＞kC，故C错误；D．根据周期公式及比荷的大小关系可知：TC＞TB＞TA，故D错误；B．由图，ABC三个粒子形成的图象在磁场区域留下的弧长C最长，A最短，而三个粒子的速度相同，根据，所以有：tA＜tB＜tC，故B正确。故选B。3、C【解析】

A．在点减速，提供的向心力等于需要的向心力，“嫦娥四号”探测器进入圆轨道Ⅱ，故A错误；B．根据开普勒第三定律知，可知椭圆轨道的半长轴大于圆轨道Ⅱ的半径，所以探测器在椭圆轨道上运动的周期大于在圆轨道Ⅱ上运动的周期，故B错误；C．根据万有引力提供向心力，得，可知探测器在椭圆轨道上经过点时的加速度等于在圆轨道Ⅱ上经过点时的加速度，故C正确；D．由以上分析可知探测器在椭圆轨道上经过点时的动能大于在圆轨道Ⅱ上经过点时的动能，故探测器在椭圆轨道Ⅰ上运动时的机械能大于在圆轨道Ⅱ上运动时的机械能，故D错误。故选：C。4、B【解析】

A．光子具有能量，也具有动量，A项错误；B．玻尔认为，原子中电子的轨道是量子化的，能量也是量子化的，B项正确；C．元素的半衰期不会因为高温而改变，C项错误；D．原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，D项错误。故选B。5、D【解析】

依题，原来物体在多个力的作用下处于静止状态，物体所受的合力为零，使其中某个力的大小逐渐减小到零，然后又从零逐渐恢复到原来的大小的过程中，物体的合力从开始逐渐增大，又逐渐减小恢复到零，则物体的加速度先增大后减小，物体先做加速度增大的加速运动，后做加速度减小的加速度运动。根据速度－时间图象的斜率等于加速度可知，v－t图象的斜率先增大后减小，故ABC错误，D正确。故选D。6、C【解析】

A．由乙图可知，在0～2t0时间内，物块先处于超重状态，后处于失重状态，A错误；B．由乙图可知，在t0～3t0时间内，物块先处于超重状态，后处于失重状态，B猎；C．由乙图可知，t=t0时刻，物块所受的支持力大小为mg，C正确；D．由乙图可知，t=3t0时刻，物块所受的支持力大小为mg，D错误。故选C。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、BC【解析】A、t＝T/4时，质点5开始向上运动，A错误；B、t＝T/4时，质点3受到指向平衡位置的回复力的作用，加速度方向向下，B正确；CD、从t＝T/2开始的一小段时间内，质点8正在从平衡位置向上运动，速度正在减小，加速度正在增大，C正确，D错误．故选：BC．8、AC【解析】由图可知，两行星的球体半径相同，对行星周围空间各处物体来说，万有引力提供加速度，故有，故可知P1的质量比P2的大，即P1的平均密度比P2的大，所以选项A正确；由图可知，P1表面的重力加速比P2的大，由可知，P1的第一宇宙速度比P2的大，所以选项B错误；对卫星而言，万有引力提供向心加速度，即，故可知，s1的向心加速度比s2考点：天体与万有引力定律9、AC【解析】

AB．大量氢原子处在能级，向下面的能级跃迁，有三种情况、、由知光子的频率有3种。故A正确，B错误；CD．其中跃迁放出的能量最小，相应光子的频率最小，为故C正确，D错误。故选AC。10、BD【解析】

A．小球受重力和电场力的合力竖直向下，大小为，当小球向右射出且得此时小球对轨道的作用力为0，故A错误；B．若小球在最高点对轨道内侧的作用力大小可能为，方向竖直向下时，小球受重力和电场力的合力为，方向竖直向上，小球在竖直方向上的合力为0，由洛伦兹力提供向心力，故B正确；C．小球在最高点对轨道的作用力为0时，小球受重力和电场力的合力竖直向下，大小为，若受到的洛伦兹力大小为，当小球向右射出时，在最高点则有得由动能定理有即两式不相符，若受到的洛伦兹力大小为，当小球向左射出时，在最高点则有得不可能，故C错误；D．若初速度方向向左，由左手定则可知，小球受到的洛伦兹力竖直向下，小球受重力和电场力的合力竖直向下，大小为，则在最低点小球对轨道外侧有压力，当小球运动到轨道水平直径右端时，小球受到的洛伦兹力水平向右，由于小球做圆周运动，由洛伦兹力与轨道对小球的弹力的合力提供向心力，则小球对对轨道外侧有压力，在最低点有在轨道水平直径右端时有由动能定理得得由于，则则故D正确。故选BD。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、30.0014偏大【解析】

（1）[1]游标卡尺的主尺读数为：3.0cm=30mm，游标尺上第0个刻度和主尺上刻度对齐，所以最终读数为：30.00mm，所以玻璃管内径：d=30.00mm（2）[2]设把S拨到1位置时，电压表V1示数为U，则电路电流为：总电压：当把S拨到2位置，调整电阻箱阻值，使电压表V2示数与电压表V1示数相同也为U，则此时电路中的电流为总电压由于两次总电压等于电源电压E，可得：解得：（3）[3]从图丙中可知，R=2×103Ω时，，此时玻璃管内水柱的电阻：水柱横截面积：由电阻定律得：（4）[4]若电压表V1内阻不是很大，则把S拨到1位置时，此时电路中实际电流大于，根据可知测量的Rx将偏大，因此自来水电阻率测量结果将偏大。12、取下左远大于0.555【解析】

(1)[1][2]本实验为了使细绳拉力为小车的合力，即拉力的功等于合力对小车所做的功，实验前取下砝码盘，并将长木板左端略微抬高，平衡小车的摩擦力。(2)[3]只有当M远大于m时，砝码盘和盘中砝码的重力才等于绳子的拉力，即满足M远大于m时可以用砝码盘和盘中砝码的重力做的功代替小车合力做的功。(3)[4]由游标卡尺的读数规则可知，主尺示数为5mm，游标尺示数为11×0.05mm=0.55mm则挡光片的宽度d=5mm+0.55mm=5.55mm即为0.555cm。(4)[5]由实验原理可知，小车的合外力做功近似等于砝码盘和盘中砝码受到的重力做功，即W=mgL小车通过光电门1时的速度小车通过光电门2时的速度小车通过两光电门的过程中动能的变化量验证动能定理的关系式应为四、计算题：本题共2小题，共26分。把答