2025年湖北省高考模拟检测卷（二）-解析卷

2025年湖北省高考模拟检测卷（二）物理选择题（46分）一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求）1．如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，微安表示数随电压表示数变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（）A．这些氢原子跃迁时共发出3种频率的光B．光电子的最大初动能为7.5eVC．光电管阴极K金属材料的逸出功为12.75eVD．若调节滑动变阻器的滑片能使电流达到饱和光电流，则图乙中电源右侧为正极【答案】D【解析】A.氢原子跃迁时共发出种频率的光，故A错误；B.山图丙可知遏止电压为7V，所以光电子的最大初动能为故B错误；C.由图甲可知光子的能量为所以金属材料的逸出功为故C错误；D.光电子山阴极K向对面的极板运动，要达到饱和电流，需要施加正向电压，即电源右侧应该为正极，故D正确。故选D。2．如图所示，A球质量为，B球质量为m，分别用轻质细线悬挂于O点，A、B用轻质细线c连接。给B球施加水平向右的拉力F，静止时，细线a与竖直方向夹角为30°，细线b与竖直方向夹角为45°，细线c刚好水平，重力加速度为g，则拉力F的大小为（）A． B． C． D．【答案】C【解析】分别对A、B球受力分析，如图所示对A球，由平衡条件得，对B球，由平衡条件得根据牛顿第三定律有联立解得故选C。3．我国已经在空间站上开展过四次精彩的太空授课，在亿万中小学生心里播撒下科学的种子。“天宫课堂”的教师们曾经做过两个有趣实验：一个是微重力环境下液桥演示实验，在两个固体表面之间可形成大尺寸液桥，如图a所示；另一个是微重力环境下液体显著的“毛细现象”演示，把三根粗细不同的塑料管，同时放入装满水的培养皿，水在管内不断上升，直到管顶，如图b所示。对于这两个实验的原理及其就用的理解，下列说法正确的是（）A．液体表面张力使得液桥表面形状得以维持，而不会“垮塌”B．分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图c所示，能总体上反映水表面层中水分子势能Ep的是图中“A”位置C．农民使用“松土保墒”进行耕作，通过松土形成了土壤毛细管，使得土壤下面的水分更容易被输送到地表D．航天员在太空微重力环境中会因为无法吸墨、运墨而写不成毛笔字【答案】A【解析】A．液体表面张力使得液桥表面形状得以维持，而不会“垮塌”，故A正确；B．分子势能Ep和分子间距离r的关系图像如图c所示，水表面层中水分子间距离大于内部水分子的距离，能总体上反映水表面层中水分子势能Ep的是图中“C”位置，故B错误；C．农民使用“松土保熵”进行耕作，通过松土阻断了土壤毛细管，使得土壤下面的水分不容易被输送到地表，故C错误；D．毛笔书写过程中，在毛细现象作用下，墨汁与可以被浸润的毛笔材料发生相互作用力的平衡，于是墨汁便被吸入毛笔材料中，并牢牢“困”在毛笔内部。而当毛笔尖与纸张接触时，留在毛笔表面的墨汁，同样在毛细作用下，被吸附到纸上，其间根本无须重力作用。故D错误。故选A。4．餐桌在中国饮食文化中具有非常重要的意义，它是家庭团聚、社会交往和文化传承的重要平台。如图所示为一圆形餐桌，由圆形水平桌面和圆形水平转盘叠合组成，圆心均位于转轴上。转盘边缘放有一质量为m的小碟子随着转盘角速度由零缓慢增加到某一值（未知）时，碟子从转盘边缘滑离，恰好滑到桌子边缘停下来。已知转盘半径为R，碟子与转盘间的动摩擦因数为，碟子与桌面的动摩擦因数为，重力加速度为g，忽略碟子大小的影响以及转盘与桌面的落差和缝隙影响，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（）A．的值为B．转盘对碟子做功为C．桌面半径是转盘半径的倍D．碟子在桌面上运动过程中受桌面摩擦力的冲量大小为【答案】D【解析】A．碟子恰好滑动时解得故A错误；B．转盘对碟子做功故B错误；C．如图，碟子沿切线飞出，之后在桌面上做匀减速直线运动解得故C错误；D．碟子在桌面运动过程中受摩擦力冲量大小故D正确。故选D。5．中国深空探测实验室主任兼首席科学家、工程院院士吴伟仁在第二十五届中国科协年会上透露，中国将在未来10年内展开首次“近地小行星防御任务”。外太空小行星、陨石等向地球抵近时，人类将主动干预，使得这些目标偏离原有的轨迹、方向，从而降低对地球的“伤害”。如图所示，假设某颗陨石绕太阳做椭圆轨道运动，远日点为a，近日点为b，运动方向如箭头所示。探测器在a处以较大速度撞击陨石表面，与陨石结合为一体。陨石的轨迹变为图中虚线，近日点变为c，已知质量为m的天体与太阳中心的距离为r时，引力势能可表示为，其中为引力常量，为太阳质量。下列说法正确的是（）A．探测器可能从后面追上陨石撞击 B．撞击时探测器可能与陨石运动方向相反C．撞击后陨石绕太阳公转的周期变大 D．撞击后陨石通过近日点的速度变小【答案】B【解析】A．探测器和陨石撞击后，陨石速度变小，轨迹才会变为图中虚线，设探测器质量为，速度为，陨石质量为，速度为，撞击后探测器和陨石整体速度变为，探测器若从后面追上陨石撞击，有根据动量守恒，有可得不符合实际，故A错误；B．若撞击时探测器与陨石运动方向相反，根据动量守恒，有可得当时，，符合实际，故B正确；C．根据开普勒第三定律，陨石轨迹半长轴的三次方与周期的平方的比值为定值，撞击后陨石绕太阳公转的轨迹半长轴变小，周期变小，故C错误；D．设陨石在椭圆轨道上运动的远日点到太阳中心的距离为，速度为，近日点到太阳中心的距离为，速度为，由开普勒第二定律有由机械能守恒定律可知解得撞击后不变，变小，变大，故D错误。故选B。6．如图所示，带有等量异种电荷的两个小球A、B分别套在光滑绝缘杆MN、NP上，两杆固定在一起，NP水平且与MN处于同一竖直面内，∠MNP为钝角。在加在B球上水平向右的拉力F作用下，A、B均处于静止状态，此时A、B两球间距为L1。现缓慢拉动B球向右移动一小段距离，A球也缓慢向上移动，当B球到达C点（图中未画出）时，停止拉动，A、B依然均处于静止状态，此时A、B两球间距为L2，拉力大小为F′，则（）A．F=F′B．L1>L2C．杆MN对球A的支持力不变D．在移动过程中库仑力对A球不做功【答案】B【解析】BCD．以A球为对象，其受力如图所示沿MN杆方向，根据受力平衡可得缓慢拉动B球向右移动一小段距离，A球也缓慢向上移动，增大，则减小，而不变，可知A、B之间的库仑引力增大，根据可知A、B之间的距离减小，则有垂直MN杆方向，根据受力平衡可得由于增大，增大，则杆MN对球A的支持力增大；在移动过程中，B对A的库仑引力方向与A球的位移夹角小于，则库仑力对A球做正功，故B正确，CD错误；A．以B球为对象，根据受力平衡可得，拉力与A球对B球库仑引力的水平分力平衡，由于库仑力增大，且库仑力与水平方向的夹角变小，则库仑引力的水平分力增大，所以拉力增大，则故A错误。故选B。7．如图所示，玻璃圆管内壁光滑、竖直放置在方向竖直向上、磁感应强度B随时间均匀减小的磁场中。有一带正电的小球（可视为质点），以速率v0沿逆时针方向从管口上端贴着管壁水平射入管内，经过一段时间后从底部离开圆管，小球从下端离开玻璃管时磁场还没减小到0，若再次重复该过程，小球以相同速率v0进入管内，同时撤去磁场，设运动过程中小球所带电量不变，空气阻力不计。下列说法正确的是（）A．撤去磁场后小球离开管口的速率小于有磁场时的速率B．撤去磁场后小球离开管口的时间大于有磁场时的时间C．有磁场时小球对玻璃管的压力一定不断增大D．小球两次在玻璃管中运动时，都只有重力做功，故小球与地球组成的系统机械能守恒【答案】A【解析】A．有磁场时，会在空间形成涡旋电场，电场力对小球做功，小球离开管口的速率大于撤去磁场时的速率，故A正确；B．撤去磁场后，小球竖直方向受力不变，运动时间不变，故B错误；C．根据牛顿第二定律有解得v虽然在增加但是B在减小，所以qvB不一定是一直增加的，故C错误；D．有磁场时，小球在玻璃管中运动时，涡旋电场也在做功，故小球与地球组成的系统机械能不守恒，故D错误。故选A。二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题列出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）8．如图甲所示，深度均匀的水槽中放有一个挡板，挡板上开有小孔A、B，A、B两点距波源S的距离分别为、，。在挡板前方处的水面上有一点C，直线AC与挡板垂直。时刻，波源S开始振动，振动图像如图乙所示。已知水波可视为简谐横波，水波的波长，则（）A．水波在经过小孔A、B后传播速度变小B．水面上A点比B点振动相位超前πC．在挡板的前方水波会发生干涉，干涉图样关于AB的垂直平分线左右对称D．从A、B两孔发出的水波在C点相干加强【答案】BCD【解析】A．水波在经过小孔A、B后，处于同种介质中，波速保持不变，故A错误；B．根据可知水面上A点比B点振动相位超前，故B正确；C．把A点比B点当成两个波源，两波源在挡板的前方发生干涉，由于相对于AB的垂直平分线对称的左右任意两点到两波源的波程差一样，所以干涉图样关于AB的垂直平分线左右对称，故C正确；D．把A点比B点当成两个波源，C点与两波源的波程差为由于A点比B点振动相位相差，所以从A、B两孔发出的水波在C点相干加强，故D正确。故选BCD。9．如图所示，一弹性轻绳（绳的弹力与其伸长量成正比）穿过固定的光滑圆环B，左端固定在A点，右端连接一个质量为m的小球，A、B、C在一条水平线上，弹性绳自然长度为AB。小球穿过竖直固定的杆，从C点由静止释放，到D点时速度为零，C、D两点间距离为。已知小球在C点时弹性绳的拉力为，g为重力加速度，小球和杆之间的动摩擦因数为0.5，弹性绳始终处在弹性限度内，下列说法正确的是（）A．小球从C点运动到D点的过程中，弹性绳弹力增大，其水平分力也增大。B．整个运动过程中，弹性绳的最大弹性势能大于C．若在D点给小球一个向上的速度y，小球恰好回到C点，则D．若仅把小球质量变为，则小球到达D点时的速度大小为【答案】BCD【解析】A．设BC的长度为L，根据胡克定律，有BD与竖直方向的夹角为时，伸长量为，故弹力为水平方向可知，小球从C点运动到D点的过程中，弹性绳弹力增大，其水平分力保持不变，故A错误；B．小球从C点运动到D点的过程中克服摩擦力做功为当运动到D时，绳子伸长最长，弹性势能最大，根据能量守恒因为最初绳子也具有弹性势能，所以，绳子最大的弹性势能大于0.75mgh，故B正确；C．对球从C到D过程，根据动能定理，有解得若在D点给小球一个向上的速度v，小球恰好回到C点，根据动能定理，有解得故C正确；D．若仅把小球的质量变成2m，小球从C到D过程，根据动能定理，有解得故D正确。故选BCD。10．如图甲所示为工业或医学上用到的电子感应加速器的核心部分侧视图；图乙为真空室俯视图，当图甲中线圈通以变化的电流时，将在真空室所在空间产生变化的磁场，变化的磁场将产生涡旋电场，涡旋电场的方向与感应电流方向的判断方法完全相同。如图丙所示为正在运动的电子，圆心为O、半径为R的光滑绝缘圆管道水平固定放置，PM为圆的一条直径，在P点（电子枪口）静止释放一带电量为-e电子、质量为m的小球a，时刻开始，在垂直于圆管道平面的域内加一随时间均匀变化的磁场，磁感应强度随时间的变化如图乙所示，小球a开始运动后在时刻恰好到达M点，恰好在时刻回到P点，已知。下列选项正确的是（）A．时间内在管道内小球a的加速度大小为B．时间内在管道内产生的涡旋电场大小C．磁感应强度的最大值D．小球a从开始运动到回到P点的过程中受到的最大洛伦兹力【答案】AD【解析】AB．感生电场沿管道切线方向，小球在时间内沿切线方向做加速运动，有联立解得故A正确，B错误；C．根据法拉第电磁感应定律有又解得故C错误；D．小球加速到点时速度最大，洛伦兹力最大，有又解得故D正确。故选AD。非选择题（54分）三、非选择题（本大题共5小题，共54分。第11题6分，第12题9分，第13题10分，第14题12分，第15题17分。其中13—15题解答时要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，若只有最后答案而无演算过程的不得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。）11．物理探究小组要验证一轻弹簧和物块组成的系统机械能守恒。探究小组事先测出了当地的重力加速度为，查到了弹簧弹性势能的表达式为（为劲度系数，为弹簧的形变量），具体实验操作如下：a.探究小组先测出弹簧的原长为；b.如图甲所示，弹簧竖直悬挂，下端悬挂质量为的钩码，稳定后测出弹簧的长度为；c.取下弹簧，将弹簧的一端固定于地面，另一端系上细绳，细绳绕过光滑的定滑轮，拴接带有遮光条的物块A，测得物块A和遮光条的总质量为，遮光条的宽度为；d.在遮光条正下方安装可移动的光电门；e.调节物块A的位置，让细绳伸直且弹簧恰好处于原长状态，静止释放物块A，记录遮光条通过光电门的时间以及释放物块A时遮光条到光电门的距离。(1)此弹簧的劲度系数为。（用题中所给物理量的符号表示）(2)验证机械能守恒的表达式为。（用题中所给物理量的符号表示）(3)探究小组反复调节光电门的位置，发现释放物块A时，遮光条到光电门的距离分别为和，遮光条通过光电门的时间相等，根据机械能守恒定律可得，。（从、、、、、中选用合适的字母表示）【答案】(1)(2)(3)【解析】（1）根据受力平衡可得解得此弹簧的劲度系数（2）遮光条通过光电门的时间，则物块A增加的动能为下降距离为h，则由于物块A减少的重力势能等于物块A增加的动能和弹簧增加的弹性势能之和，可得（3）遮光条到光电门的距离分别为和，遮光条通过光电门的时间相等，则说明物块和遮光条在这两个位置的速度大小相等，则化简可得12．利用6V的恒压电源、量程为0~0.6A的电流表（内阻不计）、定值电阻、阻值随长度均匀变化的电阻丝（总长度为0.05m，总阻值为）、金属弹簧（电阻不计）、开关、导线，改装成如图甲的测力计，拉力为零时滑片P刚好在电阻丝的左端。(1)图甲的电路中，如果开关闭合，拉力F增加时，电流表的示数（选填“增大”、“减小”或“不变”）；(2)图甲的电路中，定值电阻的作用是，阻值至少为；(3)弹簧所受拉力F与其伸长量的关系如图乙，若定值电阻为，则电流表的示数I与弹簧所受拉力F的关系式（A），由此可知用电流表改装的测力计刻度是（选填“均匀”“不均匀”）的。【答案】(1)增大(2)保护电流表不会被烧坏10(3)不均匀【解析】（1）拉力增大时，滑动触头向右移动，电阻丝接入电路阻值减小，则总电阻减小，电路电流增大，即电流表的示数增大。（2）[1]定值电阻的作用是：保护电流表不会被烧坏；[2]当电路中电流达到最大0.6A时，电路中的总电阻最小值为所以定值电阻至少为10Ω。（3）[1][2]由图乙可知可得设定值电阻为，电阻丝总电阻为，移动距离为由闭合电路欧姆定律又联立可得其中，，，代入数据可得由上式可知拉力与不是线性关系，所以由电流表改装的测力计刻度是不均匀的。13．图甲是我国宇航员王亚平在太空授课时“玩水球”，水滴在完全失重环境下形成一规则的水球。图乙为过该均匀透明球心O的截面图。一束单色光沿PQ方向射入，然后从M点射出，已知，，球半径为R，光在真空中的传播速度为c，求：（1）“水球”对该光的折射率n；（2）该光从Q点到M点的传播时间t；（3）若增加PQ方向单色光的入射角，请判断本光束有无可能在射出水球时发生全反射。请说明原因。【答案】（1）；（2）；（3）见解析【解析】（1）入射角为折射角根据折射定律可得（2）光在水球中的传播速率为传播路程为传播时间为（3）不能，因为Q点的折射角与M点的入射角相等，则M点的折射角与Q点的入射角也相等，所以Q点入射的光线，肯定能射出，不能发生全反射。14．如图所示，质量为的小物块A放在质量也为的木板C的右端，木板静止在光滑地面上，时刻给木板施加一水平向右的拉力，物块和木板立即发生相对滑动。已知拉力功率恒为8W，物块和木板间的动摩擦因数，时物块和木板共速，且共速时立即撤去拉力，重力加速度取。求：（1）与木板共速前物块A运动的加速度；（2）若物块恰不从木板上滑下，木板C的长度；（3）若木板C右方还静置着另一物块B，木板C与A共速后再与B发生碰撞并粘在一起，则在满足第（2）问情况下，要保