2025届湖南省十四校联考物理高三上期末学业水平测试试题含解析

2025届湖南省十四校联考物理高三上期末学业水平测试试题注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。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、2019年10月8日，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2019年诺贝尔物理学奖，一半授予美国普林斯顿大学吉姆·皮布尔斯，以表彰他“关于物理宇宙学的理论发现”，另外一半授予瑞士日内瓦大学的米歇尔·麦耶和瑞士日内瓦大学教授兼英国剑桥大学教授迪迪埃·奎洛兹，以表彰他们“发现一颗环绕类日恒星运行的系外行星”。若某一系外行星的半径为R，公转半径为r，公转周期为T，宇宙飞船在以系外行星中心为圆心，半径为r1的轨道上绕其做圆周运动的周期为T1，不考虑其他星球的影响。(己知地球的公转半径为R0，公转周期为T0)则有A． B．C．该系外行星表面重力加速度为 D．该系外行星的第一宇宙速度为2、利用碘131()治疗是临床上常用的一种治疗甲亢的方法，它是通过含有β射线的碘被甲状腺吸收，来破环甲状腺组织，使甲状腺合成和分泌甲状腺激素水平减少来达到治愈甲亢的目的。已知碘131发生β衰变的半衰期为8天，则以下说法正确的是（）A．碘131的衰变方程为B．碘131的衰变方程为C．32g碘131样品经16天后，大约有8g样品发生了β衰变D．升高温度可能会缩短碘131的半衰期3、在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则（）A．t=0.005s时线框的磁通量变化率为零B．t=0.01s时线框平面与中性面重合C．线框产生的交变电动势有效值为300VD．线框产生的交变电动势频率为100Hz4、物体做匀速圆周运动时，在任意相同时间间隔内，速度的变化量（）A．大小相同、方向相同 B．大小相同、方向不同C．大小不同、方向不同 D．大小不同、方向相同5、如图所示，传送带以恒定速率逆时针运行，将一小物体从顶端A无初速释放，物体与传送带之间的动摩擦因数，已知物体到达底端B前已与传送带共速，下列法中正确的是（）A．物体与传送带共速前摩擦力对物体做正功，共速后摩擦力对物体不做功B．物体与传送带共速前摩擦力对物体做的功等于物体动能的增加量C．物体与传送带共速前物体和传送带间的摩擦生热等于物体机械能的增加量D．物体从A到B过程中物体与传送带间的摩擦生热等于物体机械能的增加量6、如图，装备了“全力自动刹车”安全系统的汽车，当车速v满足3.6km/h≤v≤36km/h、且与前方行人之间的距离接近安全距离时，如果司机未采取制动措施，系统就会立即启动“全力自动刹车”，使汽车避免与行人相撞。若该车在不同路况下“全力自动刹车”的加速度取值范围是4~6m/s2，则该系统设置的安全距离约为（）A．0.08m B．1.25m C．8.33m D．12.5m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，a、b、c、d、e、f是以O为球心的球面上的点，平面aecf与平面bedf垂直，分别在a、c两个点处放等量异种电荷＋Q和－Q，取无穷远处电势为0，则下列说法正确的是（）A．b、f两点电场强度大小相等，方向相同B．e、d两点电势不同C．电子沿曲线运动过程中，电场力做正功D．若将＋Q从a点移动到b点，移动前后球心O处的电势不变8、如图所示，两光滑平行金属导轨与，其间距为，直导线垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度大小为。电容器接在、两端，其电容为，除电路中的电阻外，导轨和直导线的电阻均不计。现给直导线一初速度，使之向右运动，当电路稳定后，直导线以速度向右匀速运动，则（）A．电容器两端的电压为 B．电阻两端的电压为零C．电容器所带电荷量为 D．直导线所受安培力为9、如图所示，竖直绝缘墙上固定一带电小球A，将带电小球B用轻质绝缘丝线悬挂在A的正上方C处，图中AC=h。当B静止在与竖直方向夹角θ=30°方向时，A对B的静电力为B所受重力的0.5倍，则下列说法中正确的是（两球均可看作点电荷）（）A．此时丝线长度为B．以后由于A漏电，B在竖直平面内缓慢运动，到θ=0°处A的电荷尚未漏完，在整个漏电过程中，丝线上拉力大小保持不变C．若保持悬点C位置不变，缓慢缩短丝线BC的长度，B球运动轨迹在最初阶段为圆弧D．若A对B的静电力为B所受重力的倍，要使B球依然在θ=30°处静止，则丝线BC的长度应调整为h或h10、空间存在水平向左的匀强电场，在该电场中由静止释放一个带负电的油滴。关于该油滴的运动下列表述正确的是（）A．向左下方做曲线运动B．向右下方做直线运动C．电势能逐渐增大D．速度随时间均匀增大三、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）某学习小组利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验，其主要实验步骤如下：A．用游标卡尺测量挡光条的宽度为d，用天平测量滑块（含挡光条）的质量为M，砝码盘及砝码的总质量为m；B．调整气垫导轨水平；C．光电门移到B处，读出A点到B点间的距离为x1，滑块从A处由静止释放，读出挡光条通过光电门的挡光时间为t1；D．多次改变光电门位置，重复步骤C，获得多组数据。请回答下列问题：(1)用游标卡尺测量挡光条的宽度时示数如图2所示，其读数为___________mm；(2)调整气垫导轨下螺丝，直至气垫导轨工作时滑块轻放在导轨上能__________，表明导轨水平了；(3)在实验误差允许范围内，机械能守恒定律得到验证，则如图丙图象中能正确反映光电门的挡光时间t随滑块的位移大小x的变化规律的是_________。A．B．C．D．12．（12分）在“测定一节干电池电动势和内阻”的实验中：(1)第一组同学利用如图甲所示的实验装置测量，电压表选择量程“3V”，实验后得到了如图乙的图像，则电池内阻为_______Ω；(2)第二组同学也利用图甲的实验装置测量另一节干电池的电动势和内阻，初始时滑片P在最右端，但由于滑动变阻器某处发生断路，合上开关后发现滑片P向左滑动的过程中，电流表的示数先始终为零，滑过一段距离后，电流表的示数才逐渐增大。该组同学记录了多组电压表示数U、电流表示数、滑片P向左滑动的距离x。然后根据实验数据，分别作出了U-x图象、I-x图象，如图丙所示，则根据图像可知，电池的电动势为______V，内阻为_______Ω。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，U形管右管内径为左管内径的倍，管内水银在左管内封闭了一段长为76cm、温度为300K的空气柱，左右两管水银面高度差为6cm，大气压为76cmHg．（1）给左管的气体加热，则当U形管两边水面等高时，左管内气体的温度为多少？（2）在（1）问的条件下，保持温度不变，往右管缓慢加入水银直到左管气柱恢复原长，问此时两管水银面的高度差．14．（16分）如图所示，在直角坐标系xOy平面内第一、三、四象限存在垂直纸面向里的匀强磁场，第二象限存在沿y轴正方向的匀强电场。两个电荷量均为q、质量均为m的带负电粒子a、b先后以v0的速度从y轴上的P点分别沿x轴正方向和负方向进入第一象限和第二象限，经过一段时间后，a、b两粒子恰好在x负半轴上的Q点相遇，此时a、b两粒子均为第一次通过x轴负半轴，P点离坐标原点O的距离为d，已知磁场的磁感应强度大小为，粒子重力不计，a、b两粒子间的作用力可忽略不计。求：（1）粒子a从P点出发到达Q点的时间t；（2）匀强电场的电场强度E的大小。15．（12分）如图所示，两平行金属板，、长，两板间距离，、两板间的电势差。一比荷为的带正电粒子（不计重力）从点沿电场中心线垂直电场线以初速度飞入电场，粒子飞出平行板电场后经过界面、间的无电场区域，已知两界面、相距为。带点粒子从分界线上的点进入右侧的区域，右侧是一个矩形磁场区域上下无边界，磁感应强度大小为，方向如图所示。求：（1）分界线上的点与中心线的距离；（2）粒子进入磁场区域后若能从边返回，求磁场宽度应满足的条件。

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】

AB．开普勒第三定律，其中k与中心天体有关，系外行星，宇宙飞船，地球做圆周运动的中心天体均不同，故AB错误；C．对宇宙飞船解得故C错误；D．对系外行星的近地卫星：解得故D正确。2、B【解析】

AB．原子核衰变过程中放出电子，根据质量数守恒和电荷数守恒可知，碘131的衰变方程为，故A错误，B正确；C．32g碘131样品经16天，即经过2个半衰期，大约有8g样品未发生衰变，衰变的质量为24g，故C错误；D．改变温度或改变外界压强都不会影响原子核的半衰期，故D错误。故选B。3、B【解析】

由图乙可知特殊时刻的电动势，根据电动势的特点，可判处于那个面上；由图像还可知电动势的峰值和周期。根据有效值和峰值的关系便可求电动势的有效值；根据周期和频率的关系可求频率。【详解】A．由图乙知t=0.005s时，感应电动势最大，由法拉第电磁感应定律可知，磁通量的变化率最大，但线圈与磁场平行磁通量为零，故A错误。B．由图乙可知t=0.01时刻，e=0，说明此时线圈正经过中性面，故B正确。CD．由图乙可知，该交变电流的周期为T=0.02s，电动势最大值为Em=311V。根据正弦式交变电流有效值和峰值的关系可得，该交变电流的有效值为据周期和频率的关系可得，该交变电流的频率为故CD错误。故选B。【点睛】本题考查的是有关交变电流的产生和特征的基本知识，注意会由图像得出线圈从何处开始计时，并掌握正弦交流电的最大值与有效值的关系。4、B【解析】

物体做匀速圆周运动时，速度的变化量，由于加速度的大小不变但方向时刻在变化，所以在任意相同时间间隔内，速度的变化量大小相等，方向不同。A.大小相同、方向相同，与分析不符，故A错误；B.大小相同、方向不同，与分析相符，故B正确C.大小不同、方向不同，与分析不符，故C错误；D.大小不同、方向相同，与分析不符，故D错误。5、C【解析】

A.物体与传送带共速前，物体受到的滑动摩擦力沿传送带向下，与速度方向相同，则摩擦力对物体做正功。共速后，物体受到的静摩擦力方向沿传送带向上，与速度方向相反，对物体做负功，选项A错误；B.物体与传送带共速前，重力和摩擦力对物体做功之和等于物体动能的增加量，选项B错误；C.设传送带的速度为v，物体与传送带共速前，物体机械能的增加量为：物体与传送带间的相对位移为：物体与传送带间的摩擦生热为：所以有Q=△E，选项C正确；D.物体从A到B过程中，只有物体与传送带共速前摩擦产生热量，共速后不产生热量，但共速后物体的机械能在减少，所以物体从A到B过程中物体与传送带间的摩擦生热大于物体机械能的增加量，选项D错误。故选C。6、D【解析】

由题意知，车速3.6km/h≤v≤36km/h即，系统立即启动“全力自动刹车”的加速度大小约为4~6m/s2，最后末速度减为0，由推导公式可得故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、AD【解析】

AB．等量异种电荷的电场线和等势线都是关于连线、中垂线对称的，由等量异号电荷的电场的特点，结合题目的图可知，图中bdef所在的平面是两个点电荷连线的垂直平分面，所以该平面上各点的电势都是相等的，各点的电场强度的方向都与该平面垂直，由于b、c、d、e各点到该平面与两个点电荷的连线的交点O的距离是相等的，结合该电场的特点可知，b、c、d、e各点的场强大小也相等，由以上的分析可知，b、d、e、f各点的电势相等且均为零，电场强度大小相等，方向相同，故A正确，B错误；C．由于b、e、d各点的电势相同，故电子移动过程中，电场力不做功，故C错误；D．将+Q从a点移动到b点，球心O仍位于等量异种电荷的中垂线位置，电势为零，故其电势不变，故D正确。故选AD。8、ABC【解析】

AB．当直导线匀速向右运动时，直导线切割磁感线产生的感应电动势为电路稳定后，电容器两极板间的电压电容器既不充电也不放电，电路中无电流，电阻两端无电压，故A、B正确；C．电容器所带电荷量为故C正确；D．电路稳定后，直导线中无电流，根据可知直导线不受安培力，故D错误；故选ABC。9、BCD【解析】

A．当A对B的静场力为B所受重力的0.5倍，B静止时丝线BC与竖直方向夹角θ=30°，处于平衡，根据几何关系可知此时AB与BC互相垂直，此时丝线长度为，选项A错误；B．而由三角形相似可知则在整个漏电过程中，丝线上拉力T大小保持不变，选项B正确；

Ｃ．以C点为原点，以CA方向为y轴，垂直CA方向向右为x轴建立坐标系，设B点坐标为（x，y），则由几何关系消掉θ角且整理可得缓慢缩短丝线BC的长度，最初阶段BC的长度变化较小，B球运动轨迹在最初阶段为圆弧，选项C正确；D．若A对B的静电力为B所受重力的倍，则B静止在与竖直方向夹角仍为θ=30°时，对B受力分析，G、F与T，将F与T合成，则有解得根据余弦定理可得解得BC=h或h选项D正确。故选BCD。10、BD【解析】

AB．油滴受向下的重力和向右的电场力，且两力均为恒力。其合力的大小恒为方向恒定为右偏下、与水平方向的夹角的正切值为由知加速度恒定，则油滴由静止向右下方做匀加速直线运动，故A错误，B正确；C．运动过程中电场力方向与位移夹角始终为锐角，电场力做正功，则油滴电势能减小，故C错误；D．由知速度随时间均匀增大，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、3.40静止D【解析】

（1）[1]因游标尺是20分度的，则游标卡尺的精确度为0.05mm，则其读数（2）[2]调整气垫导轨下螺丝，直至气垫导轨工作时滑块轻放在导轨上能静止，表明导轨水平。（3）[3]动能的增量重力势能的减小量机械能守恒需要验证动能的增量等于重力势能的减小量，则则有ABC错误D正确。故选D。12、1.51.51【解析】

(1)[1]．由图乙图像可知，电源内阻(2)[2][3]．由图示图像可知，时，，；当时，，，则由U=E-Ir可得1.20=E-0.3r1.35=E-0.15r解得：r=1ΩE=1.5V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）342.9K（ii）4cm【解析】

利用平衡求出初末状态封闭气体的压强，过程中封闭气体压强体积温度均变化，故对封闭气体运用理想气体的状态方程，即可求出当U形管两边水面等高时，左管内气体的温度；保持温度不变，气体发生等温变化，对封闭气体运用玻意耳定律结合几何关系，即可求出左管气柱恢复原长时两个水银面的高度差．【详解】（i）当初管内气体压强p1=p-Δp=70cmH