湖北省武汉市华中师大一附中2025届高三第四次模拟考试物理试卷含解析

湖北省武汉市华中师大一附中2025届高三第四次模拟考试物理试卷注意事项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、如图所示为某齿轮传动装置中的A、B、C三个齿轮，三个齿轮的齿数分别为32、12、20，当齿轮绕各自的轴匀速转动时，A、B、C三个齿轮转动的角速度之比为A．8:3:5 B．5:3:8C．15:40:24 D．24:40:152、如图所示，一个质量为m，带电量为+q的粒子在匀强电场中运动，依次通过等腰直角三角形的三个顶点A、B、C，粒子在A、B两点的速率均为2v0，在C点的速率为v0，已知AB=d，匀强电场在ABC平面内，粒子仅受电场力作用。则该匀强电场的场强大小为（）A． B． C． D．3、已知天然材料的折射率都为正值(n>0)。近年来，人们针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折射率为负值(n<0)，称为负折射率介质。电磁波从正折射率介质入射到负折射介质时，符合折射定律，但折射角为负，即折射线与入射线位于界面法线同侧，如图1所示。点波源S发出的电磁波经一负折射率平板介质后，在另一侧成实像。如图2所示，其中直线SO垂直于介质平板，则图中画出的4条折射线（标号为1、2、3、4）之中，正确的是（）A．1 B．2C．3 D．44、如图甲是建筑工地将桩料打入泥土中以加固地基的打夯机示意图，打夯前先将桩料扶正立于地基上，桩料进入泥土的深度忽略不计。已知夯锤的质量为，桩料的质量为。每次打夯都通过卷扬机牵引将夯锤提升到距离桩顶处再释放，让夯锤自由下落，夯锤砸在桩料上后立刻随桩料一起向下运动。桩料进入泥土后所受阻力随打入深度的变化关系如图乙所示，直线斜率。取，则下列说法正确的是A．夯锤与桩料碰撞前瞬间的速度为B．夯锤与桩料碰撞后瞬间的速度为C．打完第一夯后，桩料进入泥土的深度为D．打完第三夯后，桩料进入泥土的深度为5、在一次观察光的衍射实验中，观察到如图所示的清晰的亮暗相间的图样，那么障碍物是下列给出的()A．很小的不透明圆板B．很大的中间有大圆孔的不透明挡板C．很大的不透明圆板D．很大的中间有小圆孔的不透明挡板6、发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步卫星轨道3（如图所示）。则卫星分别在1、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B．卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度C．卫星在轨道3上具有的机械能大于它在轨道1上具有的机械能D．卫星在轨道3上经过点的加速度大于它在轨道2上经过点的加速度二、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、水平地面上有一个质量为6kg的物体，在大小为12N的水平拉力F的作用下做匀速直线运动，从x=2.5m位置处拉力逐渐减小，拉力F随位移x变化规律如图所示，当x=7m时拉力减为零，物体也恰好停下，取g=10N/kg，下列说法正确的是（）A．2.5m后物体做匀减速直线运动B．合外力对物体所做的功为－27JC．物体在减速阶段所受合外力的冲量为－12N•SD．物体匀速运动时的速度大小3m/s8、以下说法正确的是（）A．某物质的密度为ρ，其分子的体积为，分子的质量为m，则B．在油膜法粗测分子直径的实验中，把油分子看成球形，是物理学中的一个理想化模型，因为分子并不真的是球形C．在装满水的玻璃杯内，可以不断地轻轻投放一定数量的大头针，水也不会流出，这是由于大头针填充了水分子间的空隙D．物质是由大量分子组成的，在这里的分子是组成物质的分子、原子、离子的统称E.玻璃管裂口放在火上烧熔，它的尖锐处就变圆滑，是因为熔化的玻璃在表面张力的作用下，表面要收缩到最小的缘故9、如图所示，一个匝数n=1000匝、边长l=20cm、电阻r=1Ω的正方形线圈，在线圈内存在面积S=0.03m2的匀强磁场区域，磁场方向垂直于线圈所在平面向里，磁感应强度大小B随时间t变化的规律是B=0.15t（T）。电阻R与电容器C并联后接在线圈两端，电阻R=2Ω，电容C=30μF。下列说法正确的是（）A．线圈中产生的感应电动势为4.5V B．若b端电势为0，则a端电势为3VC．电容器所带电荷量为1.2×10-4C D．稳定状态下电阻的发热功率为4.5W10、倾角为30°的光滑斜面上放一质量为m的盒子A，A盒用轻质细绳跨过定滑轮与B盒相连，B盒内放一质量的物体。如果把这个物体改放在A盒内，则B盒加速度恰好与原来等值反向，重力加速度为g，则B盒的质量mB和系统的加速度a的大小分别为（）A． B．C．a＝0.2g D．a＝0.4g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）某同学设计了一个如图所示的实验装置验证动量守恒定律。小球A底部竖直地粘住一片宽度为d的遮光条，用悬线悬挂在O点，光电门固定在O点正下方铁架台的托杆上，小球B放在竖直支撑杆上，杆下方悬挂一重锤，小球A（包含遮光条）和B的质量用天平测出分别为、，拉起小球A一定角度后释放，两小球碰撞前瞬间，遮光条刚好通过光电门，碰后小球B做平抛运动而落地，小球A反弹右摆一定角度，计时器的两次示数分别为、，测量O点到球心的距离为L，小球B离地面的高度为h，小球B平抛的水平位移为x。(1)关于实验过程中的注意事项，下列说法正确的是________。A．要使小球A和小球B发生对心碰撞B．小球A的质量要大于小球B的质量C．应使小球A由静止释放(2)某次测量实验中，该同学测量数据如下：，，，，，，重力加速度g取，则小球A与小球B碰撞前后悬线的拉力之比为________，若小球A（包含遮光条）与小球B的质量之比为________，则动量守恒定律得到验证，根据数据可以得知小球A和小球B发生的碰撞是碰撞________（“弹性”或“非弹性”）。12．（12分）图示为做“碰撞中的动量守恒”的实验装置(1)入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放，这是为了___A．入射小球每次都能水平飞出槽口B．入射小球每次都以相同的速度飞出槽口C．入射小球在空中飞行的时间不变D．入射小球每次都能发生对心碰撞(2)入射小球的质量应___（选填“大于”、“等于”或“小于”）被碰小球的质量；(3)设入射小球的质量为，被碰小球的质量为，为碰前入射小球落点的平均位置，则关系式_____（用、及图中字母表示）成立，即表示碰撞中动量守恒。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）两平行金属导轨水平放置，导轨间距。一质量的金属棒垂直于导轨静止放在紧贴电阻处，电阻，其他电阻不计。矩形区域内存在有界匀强磁场，磁场的磁感应强度大小，金属棒与两导轨间的动摩擦因数均为，电阻与边界的距离。某时刻金属棒在一水平外力作用下由静止开始向右匀加速穿过磁场，其加速度大小，取。(1)求金属棒穿过磁场的过程中平均电流的大小；(2)若自金属棒进入磁场开始计时，求金属棒在磁场中运动的时间内，外力随时间变化的关系。(3)求金属棒穿过磁场的过程中所受安培力的冲量的大小。14．（16分）一滑雪者和雪橇的总质量为，沿足够长的斜坡向下滑动，斜坡倾角，雪橇与斜坡之间的动摩擦因数为，滑雪者所受的空气阻力与速度大小的比值为常量k（未知），某时刻滑雪者的速度大小为，加速度大小为，取，，。求：(1)常量k；(2)滑雪者的最大速率。15．（12分）如图所示，真空中两细束平行单色光a和b从一透明半球的左侧以相同速率沿半球的平面方向向右移动，光始终与透明半球的平面垂直．当b光移动到某一位置时，两束光都恰好从透明半球的左侧球面射出（不考虑光在透明介质中的多次反射后再射出球面）．此时a和b都停止移动，在与透明半球的平面平行的足够大的光屏M上形成两个小光点．已知透明半球的半径为R，对单色光a和b的折射率分别为和，光屏M到透明半球的平面的距离为L=（＋）R，不考虑光的干涉和衍射，真空中光速为c,求：（1）两细束单色光a和b的距离d（2）两束光从透明半球的平面入射直至到达光屏传播的时间差△t

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】

三个齿轮同缘转动，所以三个齿轮边缘的线速度相等，即为：vA=vB=vC三个齿轮的齿数分别为32、12、20，根据得A、B、C三个齿轮转动的角速度之比为A.8:3:5与计算结果不符，故A错误。B.5:3:8与计算结果不符，故B错误。C.15:40:24与计算结果相符，故C正确。D.24:40:15与计算结果不符，故D错误。2、D【解析】

粒子在、两点速度大小相同，说明、两点处于同一等势面上，电场线与等势面处处垂直，所以匀强电场的方向应与边垂直，根据，可知直角边为，高为，应用动能定理求出电场的场强大小为ABC错误，D正确。故选D。3、D【解析】

由题意可知，负折射率的介质使得折射光线与入射光线均在法线的同一侧，现在让我们判断从S点发出的这条光线的折射光线，则光线1、2是不可能的，因为它们均在法线的另一侧，光线3、4是可能的，但是题意中又说明在另一侧成实像，即实际光线有交点，光线3在射出介质时，其折射线如左图所示，折射光线反向延长线交于一点，成虚像。而光线4的折射光线直接相交成实像（如右图所示）。故选D。4、C【解析】

夯锤先自由下落，然后与桩料碰撞，先由运动学公式求出与桩料碰撞前瞬间的速度，对于碰撞过程，由于内力远大于外力，所以系统的动量守恒，由动量守恒定律求出碰后共同速度；夯锤与桩料一起下沉的过程，重力和阻力做功，由动能定理可求得桩料进入泥土的深度；【详解】A、夯锤与桩料碰撞前瞬间的速度，得取向下为正方向，打击过程遵守动量守恒定律，则得：

代入数据解得：，故选项AB错误；C、由乙图知，桩料下沉过程中所受的阻力是随距离均匀变化，可用平均力求阻力做功，为打完第一夯后，对夯锤与桩料，由动能定理得：即：代入数据解得，故选项C正确；D、由上面分析可知：第二次夯后桩料再次进入泥土的深度为则对夯锤与桩料，由动能定理得：同理可以得到：第三次夯后桩料再次进入泥土的深度为则对夯锤与桩料，由动能定理得：则打完第三夯后，桩料进入泥土的深度为代入数据可以得到：，故选项D错误。【点睛】本题的关键是要分析物体的运动过程，抓住把握每个过程的物理规律，要知道当力随距离均匀变化时，可用平均力求功，也可用图象法，力与距离所夹面积表示阻力做功的大小。5、D【解析】

很大的中间有大圆孔的不透明挡板和很大的不透明圆板不会发生衍射现象，很小的不透明圆板出现泊松亮斑．【详解】A．用光照射很小的不透明圆板时后面出现一亮点，即泊松亮斑，故A错误；

B．很大的中间有大圆孔的不透明挡板时后面是一亮洞，不会出现衍射现象，故B错误；

C．很大的不透明圆板时后面是一片阴影，不会出现衍射现象，故C错误；

D．用光照射很大的中间有小圆孔的不透明挡板时是明暗相间的衍射图样，即发生衍射现象，故D正确．【点睛】该题考查单孔衍射的图样，要牢记单孔衍射和单缝衍射图样与障碍物或孔的尺寸是有关系的，不同的障碍物或孔出现的衍射图样是不一样的．6、C【解析】

ABD．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有解得①

②③轨道3半径比轨道1半径大，根据①②④三式，卫星在轨道1上线速度较大，角速度也较大，卫星在轨道3上经过点的加速度等于它在轨道2上经过点的加速度，故ABD均错误；C．卫星从轨道1到轨道3需要克服引力做较多的功，故在轨道3上机械能较大，故C正确；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、BD【解析】

A．由题意知2.5m后拉力逐渐减小，摩擦力不变，所以合外力在改变，根据牛顿第二定律可知加速度也在改变，不是匀减速直线运动，故A错误；B．图象与坐标轴围成的面积表示拉力做的功，则由图象可知物体做匀速运动时，受力平衡，则f=F=12N所以所以滑动摩擦力做的功所以合外力做的功为故B正确；CD．根据动能定理有代入数据解得；根据动量定理可知，物体在减速过程中合外力的冲量等于动量的变化量，即故C错误，D正确。故选BD。8、BDE【解析】

A．物质密度是宏观的质量与体积的比值，而分子体积、分子质量是微观量，A选项错误；B．实际上，分子有着复杂的结构和形状，并不是理想的球形，B选项正确；C．在装满水的玻璃杯内，可以轻轻投放一定数量的大头针，而水不会流出是由于表面张力的作用，C选项错误；D．物理学中的分子是指分子、原子、离子等的统称，D选项正确；E．玻璃管裂口放在火焰上烧熔后，成了液态，由于表面张力使得它的尖端变圆，E项正确。故选BDE。9、AD【解析】

A．根据法拉第电磁感应定律可知，线圈中产生的感应电动势A正确；B．电流电容器两端电势差由楞次定律可判断感应电流方向为逆时针方向，即a端电势低、b端电势高，由于b端接地，故有，B错误；C．电容器带电荷量C错误；D．电阻的发热功率D正确。故选AD。10、BC【解析】

当物体放在B盒中时，以AB和B盒内的物体整体为研究对象，根据牛顿第二定律有当物体放在A盒中时，以AB和A盒内的物体整体为研究对象，根据牛顿第二定律有联立解得加速度大小为a=0.2g故AD错误、BC正确。

故选BC。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、A弹性【解析】

(1)由实验原理确定操作细节；(2)根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小球通过最低点的速度，从而得出动能的增加量，根据小球下降的高度求出重力势能的减小量，判断是否相等。【详解】(1)[1]A．两个小于必发生对心碰撞，故选项A正确；B．碰撞后入射球反弹，则要求入射球的质量小于被碰球的质量，故选项B错误；C．由于碰撞前后A的速度由光电门测出，A释放不一定从静止开始，故选项C错误；故选A；(2)[2]碰撞前后入射球A的速度由光电门测出：，；被碰球B碰撞后的速度为：；根据牛顿第二定律,碰撞前有：，所以；同理碰撞后有：，所以，则：；[3]若碰撞前后动量守恒则有：，从而求得：；[4]碰撞后的动能，而碰撞后的动能，由于，所以机械能守恒，故是弹性碰撞。【点睛】考查验证动量守恒定律实验原理。12、B大于【解析】

(1)[1]入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放，目的是使入射小球每次都以相同的速度飞出槽口，故B正确，ACD错误。故选B。(2)[2]为了防止入射小球反弹，入射小球的质量应大于被碰小球的质量。(3)[3]由于小球下落高度相同，则根据平抛运动规律可知，小球下落时间相同；P为碰前入射小球落点