湖南省2024-2025学年高三上学期10月第二次联考物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1高三物理考生注意：1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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。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两段圆柱形导体连接在一起，两圆柱体的材料、长度均相同，a的横截面积小于b的横截面积，a圆柱体的电阻为R1，b圆柱体的电阻为R2。在连接体两端加上恒定电压，a圆柱体两端的电压为U1，单位时间通过导体横截面的电量为q1，导体中自由电荷定向移动的速率为v1；b圆柱体两端的电压为U2，单位时间通过导体横截面的电量为q2，导体中自由电荷定向移动的速率为v2。下列关系正确的是（）A.R1<R2 B.v1>v2 C.q1>q2 D.U1=U2【答案】B【解析】A．由电阻定律可知，R1>R2，故A错误；B．由I=nqvS，因两导体中电流相等，故横截面积大的，自由电荷定向移动的速率小，故B正确；C．因两导体中电流相等，因此单位时间内通过导体截面的电量相等，故C错误；D．两导体中电流相等，R1>R2，由U=IR可知，U1>U2，故D错误。故选B。2.在平直的道路上测试两辆赛车的启动和刹车性能，两赛车均从静止开始先匀加速运动后匀减速运动到速度为零。若两车运动的位移相等，则下列判断正确的是（）A.两车加速时加速度大小一定相等B.两车减速时加速度大小一定相等C.两车运动最大速度之比一定等于两车运动时间之比D.两车运动的最大速度之比一定等于两车运动时间之比的倒数【答案】D【解析】AB．题中加速和减速的时间未知，则两车加速、减速的加速度大小不一定相等，故AB错误；CD．由可知，在运动的位移相等时，两车运动的最大速度之比等于两车运动时间之比的倒数，故C错误，D正确。故选D3.如图所示，O点为等边三角形ABC的中心。在A、B两点放置两电荷量相等的点电荷，若两点电荷是同种电荷，则O点场强大小为；若两点电荷是异种电荷，则O点场强大小为，与的比值为（）A. B. C.3 D.【答案】A【解析】设O、A间的距离为r，点电荷的电量为q，当两点电荷为同种电荷，则有当两点电荷为异种电荷，则有可得故选A。4.如图所示，从地面上P点斜向上抛出甲、乙两个小球，分别落在地面上M、N点，两球运动的最大高度相同，甲球到达M点时的动能和乙球到达N点时的动能相等，甲球到达M点时的速度大小为，重力的瞬时功率为；乙球到达N点时的速度大小为，重力的瞬时功率为。空气阻力不计，下列关系正确的是（）A.B.C.乙球从P点运动到N点的时间比甲球从P点运动到M点的时间长D.甲球到M点前速度变化比乙球到N点前速度变化快【答案】B【解析】A．由题意可知，甲、乙两球的初速度沿竖直方向的分速度相等，由于甲球的初速度与竖直方向的夹角小，因此甲的初速度小，乙的初速度大，即甲到达M点的速度比乙到达N点的速度小，故A错误；B．由于甲球到达M点时的动能和乙球到达N点时的动能相等，故甲的质量比乙的质量大，因，而相等，故B正确；C．由于两球上升的最大高度相等，则两球在空中运动时间相等，故C错误；D．两球在空中运动的加速度相同，速度变化快慢相同，故D错误。故选B。5.如图所示，一个物块从斜面上的A点以一定的初速度沿斜面向上滑行，滑到B点时速度为零，然后物块又从B点沿斜面向下滑到C点。已知物块从A到B和从B到C运动时间相同，AC长与BC长之比为2∶3，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，则斜面倾角的正切值等于（）A.μ B.2μ C.3μ D.4μ【答案】D【解析】由题意，设斜面倾角为，根据牛顿第二定律可得物块向上滑动时的加速度大小为物块向下滑动时的加速度大小为根据匀变速直线运动位移时间公式，可得AC长与BC长之比为2∶3，则AB长与BC长之比为5∶3，可得解得故选D。6.我国北斗卫星导航系统（BDS）可以为全球提供定位、导航、授时、5G传输等服务。A、B为“北斗”系统中的两颗卫星，这两颗卫星均绕地球做匀速圆周运动。A、B两颗卫星在轨运行周期之比为k，则A、B两颗卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积之比为（）A.k B. C. D.【答案】C【解析】设卫星做圆周运动的半径为r，则解得则卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积A、B两颗卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积之比根据开普勒第三定律得到故选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，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7.如图1所示，质量为1kg的小球放在光滑的水平面上，与放在水平面上的轻弹簧一端连接，轻弹簧的另一端与固定的竖直挡板连接，弹簧处于自然伸直状态。现给小球施加一个水平向右的恒力F．小球向右运动过程中加速度大小随运动的位移关系如图2所示，弹簧始终在弹性限度内，则在小球向右运动过程中，下列判断正确的是（）A.恒力F的大小为5NB.小球运动最大速度为C.弹簧的压缩量为0.3m时，弹簧的弹力大小为9ND.弹簧的压缩量为0.2m时，弹簧具有的弹性势能为0.5J【答案】AD【解析】A．开始时弹力为零，加速度为a0=5m/s2,根据牛顿第二定律可得推力的大小A项正确；B．弹簧的压缩量为0.2m时加速度为零，此时速度最大，由可知，其中解得最大速度B项错误；C．由题图可知，当压缩量为0.2m时，弹簧的弹力等于力F，即弹力为5.0N，可得所以压缩量为0.3m时，弹簧的弹力大小为F＇=kx＇=75NC项错误；D．从开始到弹簧的压缩量为0.2m过程中，根据功能关系解得D项正确。故选AD。8.如图所示的电路中，、是定值电阻，R是滑动变阻器，三个电表均为理想电表，闭合开关，将滑动变阻器的滑片P向左移，电压表、的示数分别用、表示，电压表示数变化量的绝对值为，电流表的示数用I表示，电流表示数变化量的绝对值为，则在P向左移动的过程中，下列判断正确的是（）A.减小、增大、I减小 B.、的差值减小C.不变 D.电源的输出功率一定增大【答案】BC【解析】A．当滑片向左移，R变大，电路中的总电阻变大，总电流变小，内电压变小，外电压增大，变大，两端的电压变小，增大，故A错误；B．、的差值等于两端的电压，两端的电压变小，故B正确；C．根据闭合电路欧姆定律可知电源内阻r不变，故C正确；D．由于无法比较外电阻与电源内阻的大小关系，无法判断电源的输出功率如何变化，故D错误。故选BC。9.如图所示，粗细均匀的长直杆ABC被折成“”形固定在竖直面内，AB段粗糙水平，BC段光滑，P、Q两个球套在杆上用细线连接，P、Q两球均处于静止状态。若将小球P向左移一些，P、Q仍能处于静止状态，则移动后相对移动前（）A.细线的拉力变大 B.杆BC对Q球的弹力变大C.杆AB对P球的摩擦力变小 D.杆AB对P球的摩擦力变大【答案】BD【解析】AB．对Q球研究，小球Q受到重力，绳的拉力，BC杆的弹力，处于平衡状态，如图将小球P向左移一些，增大，用图解法可知，细线的拉力减小，杆对Q球的弹力增大，故A错误，B正确；CD．对P、Q两球整体分析如图可知，杆对P球的摩擦力等于杆对Q球的弹力的水平分力，即杆对Q球的弹力变大，则该弹力的水平分力变大，杆对P球的摩擦力变大，故C错误，D正确。故选BD。10.点电荷A、B分别固定在x轴上和处，规定无穷远处电势为零，x轴正半轴部分区域电势与位置坐标的关系图像如图所示。下列判断正确的是（）A.点电荷A、B带异种电荷，且B的电荷量是A的9倍B.将一个带负电的点电荷从B点电荷右侧附近沿x轴移到A点电荷左侧附近，电势能不断增大C.在处由静止释放一个带负电的粒子，粒子仅在电场力作用下会一直沿x轴正方向运动D.从开始，沿x轴正方向的电势变化会越来越快【答案】ABC【解析】A．由于正的点电荷电场中电势为正，负的点电荷电场中电势为负，x轴正半轴部分区域的电势有正有负，说明点电荷A、B带异种电荷，且B带正电，A带负电，由于处场强为零，即得到故A正确；B．由图可知，将一个带负电的点电荷从B点电荷附近沿x轴移到A点电荷附近，电场力一直做负功，电势能一直增大，故B正确；C．在处由静止释放一个带负电的粒子，粒子先受到向右的电场力做加速运动，到右侧，粒子受到向左的电场力，粒子做减速运动，一直到无穷远，故C正确；D．x轴上从开始，图像的切线斜率先变大后变小，电势变化先快后慢，故D错误。故选ABC。三、非选择题：本题共5小题，共56分。11.某同学用如图1所示装置做“探究加速度与质量关系”实验。（1）先用游标卡尺测出遮光条的宽度如图2所示，遮光条宽度d＝________mm。（2）调节气垫导轨水平：开通气源，不悬挂钩码，调节底座螺钉，将滑块轻放在气垫导轨上的不同位置，滑块均能________，则气垫导轨已调节水平。悬挂钩码后，还需要调节定滑轮的高度，使牵引滑块的细线与气垫导轨平行，这样做的目的是________。（3）保持钩码质量m不变，钩码的质量远小于滑块的质量，重力加速度为g，改变放在滑块上砝码的质量进行多次实验，每次实验均将滑块从气垫导轨上的A点由静止释放，记录每次实验砝码、滑块和遮光条的总质量M及遮光条通过光电门的遮光时间t，已知滑块在A点时遮光条到光电门的距离为x，若某次实验测得遮光条挡光的时间为，则滑块运动的加速度大小a＝________（用x、d、表示），根据测得的数据作图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，且图像的斜率等于________（用m、g、x、d表示），则表明合外力一定时，加速度与物体的质量成反比。【答案】（1）3.25（2）静止使滑块受到的合外力等于细线的牵引力（3）【解析】【小问1详析】根据游标卡尺读数规则，可读出图2中示数为【小问2详析】[1]调节气垫导轨水平：开通气源，不悬挂钩码，调节底座螺钉，将滑块轻放在气垫导轨上的不同位置，滑块均能静止，则气垫导轨已调节水平。[2]悬挂钩码后，还需要调节定滑轮的高度，使牵引滑块的细线与气垫导轨平行，这样做的目的是：使滑块受到的合外力等于细线的牵引力。【小问3详析】[1]已知滑块在A点时遮光条到光电门的距离为x，若某次实验测得遮光条挡光的时间为，则滑块运动到光电门时的速度大小为根据匀变速直线运动速度位移公式，可得其加速度大小为[2]由题意，根据牛顿第二定律，有其中整理可得根据测得的数据作图像，如果图像是一条过原点的倾斜直线，且图像的斜率等于则表明合外力一定时，加速度与物体的质量成反比。12.某实验小组为了测量一节干电池的电动势及内阻，设计了如图1所示电路。实验所用的器材有：电流表（量程0～300mA，内阻未知）；电流表（量程0～0.6A，内阻约1Ω）；定值电阻；电阻箱R（阻值0～99.99Ω）；开关三个和导线若干。（1）请根据电路图将图2中的实物图连接完整。（2）断开开关、闭合开关，将电阻箱R接入电路的电阻调到最大，闭合开关，调节电阻箱，使两电流表指针偏转均较大，记录两电流表的示数、及电阻箱接入电路的电阻，断开开关，根据数据求得电流表的内阻________（用、、、表示）。（3）将电阻箱接入电路的电阻调到最大，将开关闭合、断开，闭合开关，多次调节电阻箱的阻值，测得多组电阻箱接入电路的电阻R及对应电流表的示数I，作出图像，得到图像的纵截距为b，斜率为k，则电池的电动势E＝________，内阻r＝________（结果用b、k、表示）。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详析】实物连线如图【小问2详析】由电路可知电阻R1两端电压则电阻性负载和电流表A1电压之和为则【小问3详析】[1][2]由电路可知可得则解得13.如图所示，A、B两个带电小球用绕过光滑定滑轮的绝缘细线连接，足够高的绝缘光滑挡板固定在竖直面内，B球与挡板接触，A、B两球在同一水平线上且处于静止状态，悬挂A球的细线与水平方向的夹角为37°，悬挂B球的细线竖直，A、B两球带等量正电荷，细线的总长为L，静电力常量为k，小球B的质量为m，重力加速度为g，，不计小球的体积，求：（1）小球A的质量多大；（2）小球A的带电量是多少；（3）剪断细线，当A、B间的距离为L时，小球A的加速度多大。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详析】对小球B研究，根据力的平衡，细线上的拉力对小球A研究，有解得【小问2详析】对小球A研究根据几何关系解得，【小问3详析】剪断细线，B做自由落体运动，A在竖直方向也做自由落体运动，A、B始终在同一水平线上。当A、B间的距离为L时，A、B间的库仑力根据牛顿第二定律解得14.如图所示，三条竖直虚线A、B、C相互平行，A、B间距为L，B、C间距为2L。在A、B间有平行于虚线向下的匀强电场Ⅰ，场强大小为；在B、C间有平行于虚线向下的匀强电场Ⅱ，垂直于虚线的直线分别交A、C于P、Q点。在P点与PQ成60°斜向右上射出一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子恰好垂直虚线B进入电场Ⅱ，经电场Ⅱ偏转恰好到达Q点，不计粒子的重力，求：（1）粒子在电场Ⅰ中运动的时间；（2）电场Ⅱ的电场强度大小；（3）粒子运动到Q点时静电力做功的瞬时功率多大。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1详析】设粒子在电场Ⅰ中运动的时间为，初速度为，则根据牛顿第二定律解得【小问2详析】由题意知，粒子在Ⅰ、Ⅱ两个电场中运动的时间之比为设粒子经过B时的位置离PQ的距离为d，则又解得【小问3详析】粒子到达Q点时，沿电场方向的速度为v，则解得则粒子到Q点时，电场力做功的瞬时功率15.如图1所示为某传送装置，半径为R的光滑四分之一圆弧轨道AB固定在竖直面内，轨