2025届湖南省衡阳县清潭中学物理高三第一学期期末统考模拟试题含解析

2025届湖南省衡阳县清潭中学物理高三第一学期期末统考模拟试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请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，金星的探测器在轨道半径为3R的圆形轨道I上做匀速圆周运动，运行周期为T，到达P点时点火进入椭圆轨道II，运行至Q点时，再次点火进入轨道III做匀速圆周运动，引力常量为G，不考虑其他星球的影响，则下列说法正确的是（）A．探测器在P点和Q点变轨时都需要加速B．探测器在轨道II上Q点的速率大于在探测器轨道I的速率C．探测器在轨道II上经过P点时的机械能大于经过Q点时的机械能D．金星的质量可表示为2、小球在水平面上移动，每隔0.02秒记录小球的位置如图所示。每一段运动过程分别以甲、乙、丙、丁和戊标示。试分析在哪段，小球所受的合力为零A．甲 B．乙 C．丙 D．戊3、如图所示，aefc和befd是垂直于纸面向里的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的边界。磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度分别为B1、B2，且B2＝2B1，其中bc=ea=ef.一质量为m、电荷量为q的带电粒子垂直边界ae从P点射入磁场Ⅰ，后经f点进入磁场Ⅱ，并最终从fc边界射出磁场区域。不计粒子重力，该带电粒子在磁场中运动的总时间为()A． B． C． D．4、如图所示，现有六条完全相同的垂直于纸面的长直导线，横截面分别位于一正六边形的六个顶点上，穿过a、b、c、e四点的直导线通有方向垂直于纸面向里、大小为的恒定电流，穿过d、f两点的直导线通有方向垂直纸面向外、大小为的恒定电流，已知通电长直导线周围距离为处磁场的磁感应强度大小为，式中常量，I为电流大小，忽略电流间的相互作用，若电流在正六边形的中心处产生的磁感应强度大小为B，则O点处实际的磁感应强度的大小、方向分别是（）A．，方向由O点指向b点B．3B，方向由O点指向cd中点C．，方向由O点指向e点D．3B，方向由O点指向中点5、如图所示，一只蚂蚁从盘中心O点向盘边缘M点沿直线OM匀速爬动，同时圆盘绕盘中心O匀速转动，则在蚂蚁向外爬的过程中，下列说法正确的（）A．蚂蚁运动的速率不变 B．蚂蚁运动的速率变小C．相对圆盘蚂蚁的运动轨迹是直线 D．相对地面蚂蚁的运动轨迹是直线6、如图1所示，轻弹簧上端固定，下端悬吊一个钢球，把钢球从平衡位置向下拉下一段距离A，由静止释放。以钢球的平衡位置为坐标原点，竖直向上为正方向建立轴，当钢球在振动过程中某一次经过平衡位置时开始计时，钢球运动的位移—时间图像如图2所示。已知钢球振动过程中弹簧始终处于拉伸状态，则（）A．时刻钢球处于超重状态B．时刻钢球的速度方向向上C．时间内钢球的动能逐渐增大D．时间内钢球的机械能逐渐减小二、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，在一电场强度为E的匀强电场中放一金属空心导体，图中a、b分别为金属导体内部与空腔中的两点，当达到静电平衡状态后，则有（）A．a、b两点的电场强度都为零 B．a点电场强度为零，b点不为零C．a、b点的电势相等 D．a点电势比b点电势高8、如图所示，理想变压器原、副线图的应数些为n1:n2=2:1，输人端接在(V)的交流电源上，R1为电阻箱，副线圈连在电路中的电阻R=10Ω，电表均为理想电表。下列说法正确的是()A．当R1=0时，电压表的读数为30VB．当R1=0时，若将电流表换成规格为“5V5W”的灯泡，灯泡能够正常发光C．当R1=10Ω时，电流表的读数为1.2AD．当R1=10Ω时，电压表的读数为6V9、纸面内有一矩形边界磁场ABCD，磁场方向垂直于纸面（方向未画出），其中AD=BC=L，AB=CD=2L，一束β粒子以相同的速度v0从B点沿BA方向射入磁场，当磁场为B1时，β粒子从C射出磁场；当磁场为B2时，β粒子从D射出磁场，则（）A．磁场方向垂直于纸面向外B．磁感应强度之比B1：B2=5：1C．速度偏转角之比θ1：θ2=180：37D．运动时间之比t1：t2=36：5310、如图所示，质量为m的小球与轻质弹簧相连，穿在竖直光滑的等腰直角三角形的杆AC上，杆BC水平弹簧下端固定于B点，小球位于杆AC的中点D时，弹簧处于原长状态。现把小球拉至D点上方的E点由静止释放，小球运动的最低点为E，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．小球运动D点时速度最大B．ED间的距离等于DF间的距离C．小球运动到D点时，杆对小球的支持力为D．小球在F点时弹簧的弹性势能大于在E点时弹簧的弹性势能三、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）某同学采用惠斯通电桥电路测量一未知电阻Rx的阻值。电路中两个定值电阻R1=1000Ω、R2=2000Ω，R3为电阻箱（阻值范围0~999.9Ω），G为灵敏电流计。(1)具体操作步骤如下∶①请依据原理图连接实物图_________；②闭合开关S，反复调节电阻箱的阻值，当其阻值R3=740.8Ω时，灵敏电流计的示数为0，惠斯通电桥达到平衡；③求得电阻Rx=____Ω。(2)该同学采用上述器材和电路测量另一电阻，已知器材无损坏且电路连接完好，但无论怎样调节电阻箱的阻值，灵敏电流计的示数都不能为0，可能的原因是_______。12．（12分）如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律．该装置中的打点计时器所接交流电源频率是50Hz.(1)对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是________．A．精确测量出重物的质量B．两限位孔在同一竖直线上C．重物选用质量和密度较大的金属锤D．释放重物前，重物离打点计时器下端远些(2)按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示．纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点．①重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________．A．OA、OB和OG的长度B．OE、DE和EF的长度C．BD、BF和EG的长度D．AC、BF和EG的长度②用刻度尺测得图中AB的距离是1.76cm，FG的距离是3.71cm，则可得当地的重力加速度是________m/s2.(计算结果保留三位有效数字)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）一个长方形透明物体横截面如图所示，底面AB镀银，（厚度可忽略不计），一束光线在横截面内从M点的入射，经过AB面反射后从N点射出，已知光线在M点的入射角α=53°，长方形厚度h=2cm，M、N之间距离s=3cm。求：(1)画出光路图，并求透明物体的折射率；(2)若光速为c=3.0×108m/s，求光在透明物体中传播时间。14．（16分）第24届冬奥会将于2022年2月4日在中国北京和张家口联合举行。如图为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图。助滑坡由AB和BC组成，AB为斜坡，BC为R=10m的圆弧面，二者相切于B点，与水平面相切干C点，AC间的竖直高度差为h1=50mCD为竖直跳台。运动员连同滑雪装备总质量为m=80kg，从A点由睁止滑下，假设通过C点时雪道对运动员的支持力为F=8000N水平飞出段时间后落到着陆坡DE的E点上。CE间水平方向的距离x=150m。不计空气阻力，取g=10m/s2。求：(1)运动员到达C点速度vc的大小；(2)CE间竖直高度差h2；(3)运动员从A点滑到C点的过程中克服摩擦力做的功W。15．（12分）如图所示，顶角的金属导轨MON固定在水平面内，导轨处在方向竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中．一根与ON垂直的导体棒在水平外力作用下以恒定速度沿导轨MON向右滑动，导体棒的质量为m，导轨与导体棒单位长度的电阻均为导体棒与导轨接触点为a和b，导体棒在滑动过程中始终保持与导轨良好接触时，导体棒位于顶角O处．求：（1）t时刻流过导体棒的电流强度I和电流方向．（2）导体棒作匀速直线运动时水平外力F的表达式．（3）导体棒在时间内产生的焦耳热Q．

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、B【解析】

A．探测器在P点需要减速做近心运动才能由轨道I变轨到轨道II，同理，在轨道II的Q点需要减速做近心运动才能进入轨道III做圆周运动，故A错误；B．探测器在轨道II上P点的速率大于轨道I上的速率，在轨道II上，探测器由P点运行到Q点，万有引力做正功，则Q点的速率大于P点速率，故探测器在轨道II上Q点的速率大于在探测器轨道I的速率，故B正确；C．在轨道II上，探测器由P点运行到Q点，万有引力做正功，机械能守恒，故探测器在轨道Ⅱ上经过P点时的机械能等于经过Q点时的机械能，故C错误；D．探测器在3R的圆形轨道运动，在轨道I上运动过程中，万有引力充当向心力，故有解得，故D错误。故选B。2、C【解析】

小球所受的合力为零时，物体处于静止或匀速直线运动状态，A.根据图象可知，甲阶段的位移越来越小，所以做减速直线运动，合力不为零，故A错误B.乙阶段做曲线运动，则合外力要改变速度，所以不为零，故B错误C.丙阶段在相等时间内的位移相等，所以做匀速直线运动，则合外力为零，故C正确D.戊阶段的位移越来越大，所以做加速运动，则丙阶段小球所受的合力不为零，故D错误3、B【解析】

粒子在磁场中运动只受洛伦兹力作用，故粒子做圆周运动，洛伦兹力做向心力，故有所以粒子垂直边界ae从P点射入磁场Ⅰ，后经f点进入磁场Ⅱ，故根据几何关系可得：粒子在磁场Ⅰ中做圆周运动的半径为磁场宽度d；根据轨道半径表达式，由两磁场区域磁感应强度大小关系可得：粒子在磁场Ⅱ中做圆周运动的半径为磁场宽度，那么，根据几何关系可得：粒子从P到f转过的中心角为，粒子在f点沿fd方向进入磁场Ⅱ；然后粒子在磁场Ⅱ中转过在e点沿ea方向进入磁场Ⅰ；最后，粒子在磁场Ⅰ中转过后从fc边界射出磁场区域；故粒子在两个磁场区域分别转过，根据周期可得：该带电粒子在磁场中运动的总时间为故选B。4、D【解析】

电流、在点处产生的磁感应强度大小相等、方向相反，其矢量和为零；电流、在点处产生的磁感应强度大小分别为B、2B，方向均由O点指向ef中点，可得电流、在点处总的磁感应强度大小为3B，方向由点指向ef中点；同理，电流、在点处总的磁感应强度大小为3B。方向由点指向ab中点，根据平行四边形定则，容易得到点处实际的磁感应强度的大小为3B，方向由点指向af中点。A．，方向由O点指向b点，与分析不符，故A错误；B．3B，方向由O点指向cd中点，与分析不符，故B错误；C．，方向由O点指向e点，与分析不符，故C错误；D．3B，方向由O点指向中点，与分析相符，故D正确；故选：D。5、C【解析】

AB．在蚂蚁向外爬的过程中，沿半径方向的速度不变，垂直于半径方向的速度逐渐变大，可知合速度逐渐变大，即蚂蚁运动的速率变大，选项AB错误；C．蚂蚁沿半径方向运动，则相对圆盘蚂蚁的运动轨迹是直线，选项C正确；D．相对地面，蚂蚁有沿半径方向的匀速运动和垂直半径方向的圆周运动，则合运动的轨迹不是直线，选项D错误；故选C。6、D【解析】

A．从图中可知时刻钢球正向下向平衡位置运动，即向下做加速运动，加速度向下，所以处于失重状态，A错误；B．从图中可知时刻正远离平衡位置，所以速度向下，B错误；C．时间内小球先向平衡位置运动，然后再远离平衡位置，故速度先增大后减小，即动能先增大后减小，C错误；D．时间内小球一直向下运动，拉力恒向上，做负功，所以小球的机械能减小，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、AC【解析】

AB．金属空心导体放在匀强电场中，出现静电感应现象，最终处于静电平衡状态，导体内部的场强处处为零，所以a、b两点的电场强度都为零，A正确，B错误；CD．处于静电平衡的导体上，以及导体的内部的电势处处相等，即为等势体，则a点电势等于b点电势，C正确，D错误；

故选AC。8、BC【解析】

输入端电压的有效值为30V，当R1=0时，电压表的读数为，选项A错误；当R1=0时，若将电流表换成规格为“5V，5W”的灯泡，灯泡电阻为，此时次级电流，因灯泡的额定电流为，则此时灯泡能够正常发光，选项B正确；当R1=10Ω时，设电流表的示数为I，则此时初级电流为0.5I，初级电压：，则次级电压为，则，解得I=1.2A，此时电压表读数为IR=12V，选项C正确，D错误；9、BD【解析】

A．由带负电的β粒子(电子)偏转方向可知，粒子在B点所受的洛伦兹力方向水平向右，根据左手定则可知，磁场垂直于纸面向里，A错误；B．粒子运行轨迹：由几何关系可知：又：解得：洛伦兹力提供向心力：解得：故，B正确；C．偏转角度分别为：θ1=180°θ2=53°故速度偏转角之比，C错误；D．运动时间：因此时间之比：D正确。故选BD。10、CD【解析】

分析圆环沿杆下滑的过程的受力和做功情况，只有重力和弹簧的拉力做功，所以圆环机械能不守恒，但是系统的机械能守恒；沿杆方向合力为零的时刻，圆环的速度最大。【详解】A．圆环沿杆滑下，ED段受到重力和弹簧弹力（杆对小球的支持力垂直于杆，不做功），且与杆的夹角均为锐角，则小球加速，D点受重力和杆对小球的支持力，则加速度为，仍加速，DF段受重力和弹簧弹力，弹力与杆的夹角为钝角，但一开始弹力较小，则加速度先沿杆向下，而F点速度为0，则DF段，先加速后减速，D点时速度不是最大，故A错误；B．若ED间的距离等于DF间的距离，则全过程，全过程小球重力势能减少，弹性势能不变，则系统机械能不守恒，故B错误；C．D点受重力和杆对小球的支持力，垂直于杆方向受力分析得杆对小球的支持力为，故C正确；D．若ED间的距离等于DF间的距离，则全过程，全过程小球重力势能减少，弹性势能不变，则ED间的距离应小于DF间的距离，则全过程，全过程小球重力势能减少，弹性势能增大，则系统机械能守恒，故D正确；故选CD。【点睛】本题考查弹簧存在的过程分析，涉及功能关系。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、370.4电阻箱的阻值调节范围小【解析】

(1)①[1]根据原理图连接实物图为③[2]当灵敏电流计读数为零时，根据电桥平衡可得解得(2)[3]灵敏电流计的示数不能为0，则有可得根据题意可知电阻箱的阻值的值必定小于的值，故可能的原因是电阻箱的阻值调节范围小。12、BCBCD9.75【解析】

（1）[1]．因为在实验中比较的是mgh、，的大小关系，故m可约去，不需要测量重锤的质量，对减小实验误差没有影响，故A错误．为了减小纸带与限位孔之间的摩擦图甲中两限位孔必须在同一竖直线，这样可以减小纸带与限位孔的摩擦，从而减小实验误差，故B正确．实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少摩擦阻力的影响，从而减小实验误差，故C正确．释放重物前，为更有效的利用纸带，重物离打点计时器下端近些，故D错误，故选BC．（2）[2]．当知道OA、OB和OG的长度时，无法算出任何一点的速度，故A不符合题意；当知道OE、DE和EF的长度时，利用DE和EF的长度可以求出E点的速度，从求出O到E点的动能