湖北省武汉市HSYFZ2025届高三（下）模拟考试物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页湖北省武汉市HSYFZ2025届高三（下）模拟考试物理试卷一、单选题：本大题共8小题，共32分。1.在光电效应实验中，当用频率为ν的单色光照射金属阴极K时，能够发生光电效应。若改用另一频率为ν′的单色光照射同一金属阴极K也能够发生光电效应，已知频率ν的单色光经过某狭缝并照射到荧光屏上产生的条纹宽度比用频率为ν′的单色光产生的条纹宽度更宽。则以下说法正确的是A.用频率为ν′的光照射金属阴极K时，截止频率会增大

B.用频率为ν′的光照射金属阴极K时，该金属的逸出功会增大

C.用频率为ν′的光照射金属阴极K时，遏止电压会增大

D.用频率为ν′的光照射金属阴极K时，饱和光电流会减小2.如图所示，东湖风景区内的东湖之眼摩天轮在竖直平面内做匀速圆周运动，其直径为49.9米，转一圈的时间为13分14秒，可同时容纳112人乘坐。下列说法正确的是

A.乘客在最高点处于超重状态 B.乘客在整个运动过程中的机械能不变

C.乘客在整个运动过程中所受合力不变 D.乘客随座舱转动的线速度大约为0.2m/s3.将一段铜制裸导线弯折成如图甲所示形状的线框，将它置于一节干电池的正极上(线框上端的弯折位置与正极良好接触)，一块圆柱形强磁铁N极向上吸附于电池的负极，使导线框下面的两端P、Q套在磁铁上并与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会发生转动，从而制成了一个“简易电动机”，如图乙所示。关于该电动机，下列说法正确的是(

)

A.俯视，线框将顺时针转动

B.电池的输出功率等于线圈转动时的机械功率

C.若将裸导线改成漆包线，对漆包线不做任何处理也能成功转动

D.若线圈电阻不受发热影响，则线圈从静止开始转动的过程中，线框中电流保持不变4.2024年6月25日嫦娥六号返回器顺利着陆，返回器与主舱室分离后，主舱室通过调整后在圆轨道运行，返回器用“打水漂”的方式再入大气层，最终通过降落伞辅助成功着陆，其主要过程如下图，已知主舱室维持在半径为r的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球半径为R、引力常量为G，则有

A.主舱室在半径为r的轨道上稳定运行的速度大于7.9km/s

B.返回器跳出大气层后需向后喷气方可第二次再入大气层

C.由题给条件可求出地球密度为3πGT2

5.如图所示，矩形abcd的边长bc是ab的2倍，两细长直导线通有大小相等、方向相反的电流，垂直穿过矩形平面，与平面交于e、f两点，其中e、f分别为ad、bc的中点。下列说法正确的是(

)

A.a点与b点的磁感应强度相同

B.a点与c点的磁感应强度相同

C.a点与d点的磁感应强度相同

D.a点与b、c、d三点的磁感应强度均不相同6.如图所示，纸面为竖直面，MN为竖直线段，MN之间的距离为ℎ，空间存在平行于纸面的足够宽广的匀强电场，其大小和方向未知，图中未画出，一带正电的小球从M点在纸面内以v0=2gℎ的速度水平向左开始运动，以后恰好以大小为v=2v0的速度通过A.可以判断出电场强度的方向斜向右下方

B.小球从M到N的过程经历的时间t=v0g

C.电场强度大小为重力的3倍

D.M7.在距离地面高H=20m处以水平速度v0=10m/s抛出一质量为m=1kg的小球，小球在空中运动时受到的空气阻力大小f=kv，其中k=0.5N⋅s/m。已知小球从抛出到落地所花的时间为t=2.4s，水平位移x=14m，重力加速度g=10m/s2A.落地时小球的速度为8m/s

B.落地时小球的竖直速度为23m/s

C.该过程中克服空气阻力所做的功为147.5J

D.该过程中重力的平均功率约为65W8.如图甲所示，在光滑水平面上，有一个粗细均匀的单匝正方形闭合线框abcd，边长为L，质量为m，电阻为R.在水平外力的作用下，线框从静止开始沿垂直磁场边界方向做匀加速直线运动，穿过磁感应强度为B的匀强磁场，磁场方向与线圈平面垂直，线框中产生的感应电流i的大小和运动时间t的变化关系如图乙所示．则下列说法正确的是(

)

A.线框的加速度大小为i1BLt1

B.线框受到的水平外力的大小B(i3−i2)L二、多选题：本大题共2小题，共8分。9.如图所示，三棱镜ABC的截面为等腰直角三角形，其底边BC水平，AB=L。一束平行于BC边的光线射到AB边上的某点D，光线经底边BC反射后从AC边上F点(图中未画出)射出，不考虑多次反射光线。已知该棱镜的折射率n=2，真空中的光速为c。下列说法正确的是

A.无论BD等于多少，出射光线一定平行于入射光线

B.从BD间不同点入射的光在棱镜中传播时间不同

C.当BD=13L时，从AC射出的点距离C点距离为2−3310.如图所示，在xoy平面内，有一以坐标原点O为圆心、R为半径的半圆形区域，x轴上方圆周外存在着上边界为y=2R的垂直纸面向里的足够大匀强磁场，圆周内无磁场。O点有一粒子源可以向外发射速度大小为v，质量为m、电荷量为q的带正电粒子。不计粒子的重力及粒子之间的相互作用，不考虑粒子从磁场返回圆形区域边界后的运动。下列说法正确的是

A.从b点进入磁场区域的粒子从磁场上边界射出时运动方向转过了60°，则磁感应强度B=3mv2qR

B.为使从b点进入磁场区域的粒子不从上边界飞出，磁感应强度B应满足B>mvqR

C.三、实验题：本大题共2小题，共16分。11.如图所示为“用DIS研究物体的加速度与质量关系”的实验装置．在轨道左侧的B点固定光电门，垫高轨道右端，平衡摩擦力．将连接小车的细线跨过滑轮系住钩码，测出小车静止在A点时挡光片的前端与光电门的距离L，挡光片的宽度为d(L≫d)，在A点由静止释放小车，由DIS测出挡光片通过光电门的时间△t．

(1)为了研究小车加速度与质量的关系，本实验采用了控制变量的方法，操作中应保持______不变．

(2)小车加速度的表达式为：a=______．

(3)保持钩码数量不变，在小车上加载配重片，改变小车总质量．由于粗心，忘记测量小车的质量，只记录了配重片的质量mx，以及挡光片通过光电门的时间△t，多次改变配重片的质量，重复测量．以mx为横坐标，△t2为纵坐标建立坐标系，得到如图(乙)所示的直线，设直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b12.多用电表是电学实验中的常用仪器，它不仅可以当做测量仪器测量电压、电流、电阻，还可以用来检测电路故障、探索黑箱。(1)利用图甲所示电路测量电源电动势和内电阻，正确连接电路，闭合开关，观测到电压表指针发生偏转，而电流表指针不动，移动变阻器滑动片，电流表指针读数始终为零。不断开电路的情况下，使用多用电表检查电路故障，应将多用表旋钮拨到_________挡(选填“欧姆”、“直流电流”、“直流电压”或“交流电压”档)，在a、e间检测，当检查滑动变阻器时，应将红表笔与_________(选填“c”或“d”)接线柱接触，若此时多用表指针发生偏转，电路故障应是滑动变阻器_________(选填“短路”或“断路”)；(2)图乙所示黑盒子有三个接线柱，用多用电表欧姆档探究其内部电路结构。当黑、红表笔分别接触1、2时电表指针发生瞬间偏转后又归零；当黑、红表笔分别接触2、3时电表指针稳定在某位置；当红、黑表笔分别接触2、3时电表指针不偏转；则黑盒内电路可能是下列选项中。A.

B．

C．

D．

四、计算题：本大题共3小题，共44分。13.在平静的博雅湖面上有两个波源S1和S2，落水的排球静止在湖面上的P点，波源S1和S2、排球分别位于边长为l=8m的等边三角形的三个顶点。t=0时刻，S1开始自平衡位置向下振动，S2开始自平衡位置向上振动，且S1振动的周期是S2的3(1)振源S2产生波的波长λ(2)从t=0开始，经过多长时间P点的排球第一次偏离平衡位置位移为正向最大值。(规定垂直水面向上为正方向，结果用分数表示)14.如图所示，两足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ相距为L，导轨平面与水平面的夹角θ=37°，导轨电阻不计，整个装置处于垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。长为L的金属棒垂直于MN、PQ放置在导轨上，且始终与导轨接触良好，金属棒的质量为m、电阻为R。两金属导轨的上端连接一个电阻，其阻值也为R。现闭合开关K，给金属棒施加一个方向垂直于杆且平行于导轨平面向上的、大小为F=2mg的恒力，使金属棒由静止开始运动，若金属棒上滑距离为(1)求金属棒刚开始运动时加速度大小；(2)求磁感应强度的大小；(3)求金属棒由静止开始上滑s的过程中，金属棒上产生的焦耳热。15.如图所示，质量m1=1.995kg的物块A与质量m2(未知)的物块B(均可视为质点)通过轻质弹簧拴接在一起，静止在光滑地面上，t=0时质量m0=5g的子弹以速度v0=400m/s沿水平方向射入物块A并留在其中(时间极短)。t=0.5s时，弹簧第一次压缩量最大，此时弹簧压缩量为0.32m，从t=0到t=0.5s时间内，物块B运动的距离为0.072m。已知碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度g=10m/s2，sin(2)求弹簧恢复原长时物块A、B的速度；(3)若物块B和弹簧不拴接，A、B分离后B滑上倾角θ=37∘，高度ℎ=2cm的粗糙斜面(斜面固定在水平面上，经过连接处时无能量损失)，然后滑下，与一直在水平面上运动的A再次相碰，物块B与斜面间的动摩擦因数μ的取值范围。答案和解析1.【答案】C

【解析】AB、金属的截止频率和逸出功是该金属的性质，与照射的光无关，故AB错误；

C、频率ν的单色光经过某狭缝并照射到荧光屏上产生的条纹宽度比用频率为ν′的单色光产生的条纹宽度更宽，可知频率ν的单色光波长较长，频率较小，频率为ν′的单色光频率较大，所以用频率为ν′的光照射金属阴极K时，光电子的最大初动能较大，遏止电压会增大，故C正确；

D、饱和光电流与光照强度无关，用频率为ν′的光照射金属阴极K时，光电子最大初动能增大，但是饱和光电流不一定增大，故D错误。2.【答案】D

【解析】摩天轮做的是匀速圆周运动，所以最高点时加速度是向下的，乘客处于失重状态。A错；

本题中，机械能=动能+重力势能，摩天轮匀速圆周运动，动能不变，重力势能发生改变，机械能不守恒。B错；

匀速圆周运动，合力大小不变，方向始终指向圆心。方向会变化。C错；

v=πdT=3.14×49.913×60+14m/s≈0.2m/s，3.【答案】A

【解析】A.题图乙所示位置，根据左手定则，线框左半部分所受安培力的合力方向向里，右半部分所受安培力的合力方向向外，从上向下看，线框沿顺时针方向转动，故A正确；B.电池的输出功率一部分转化为线圈转动的机械功率，一部分用于电阻产生热量，故B错误；C.漆包线外面是绝缘层，则与电池连接后导线内没有电流，导线框不能转动，故C错误；D.线框从静止开始旋转达到稳定的过程中，导线框切割磁感线会产生反电动势，电流会减小，故D错误。4.【答案】D

【解析】A.第一宇宙速度7.9km/s是围绕地球运转最大速度，主舱室在半径为r的轨道上稳定运行的速度小于第一宇宙速度7.9km/s，A错误；

B.返回器跳出大气层后需向前喷气方可第二次再入大气层，B错误；

C.根据GMmr2=m4π2T2r，可求出地球质量M=4π2r5.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查通电导线周围的磁场，基础题。

【解答】根据电流周围磁场分布，可知a点与c点的磁感应强度相同，b点与d的磁感应强度相同，故B正确、ACD错误。6.【答案】B

【解析】A.小球运动的过程中重力与电场力做功，设电场力做的功为W，则有：W+mgℎ=

12mv

 ​2−

12mv

 ​0

 ​2，代入v=

2v

 ​0，解得：W=0，说明MN为电场的等势面，可知电场的方向水平向右，A错误；

B.小球在水平方向先做减速，后反向加速，到达N点时，水平方向位移为0，故水平速度大小为v0，又小球在N点的合速度为

v=2v0，故小球在N点时的速度v与竖直方向的夹角为45°，考虑到小球在竖直方向做自由落体运动，可知小球从M到N的过程经历的时间为：t=

2ℎg，联立解得：t=

v0g，B正确；

C7.【答案】C

【解析】B.设小球从抛出到落地过程中竖直方向的平均速度为

vy

，根据动量定理，竖直方向有

其中

H=解得落地时小球的竖直速度为v故B错误；A.设小球从抛出到落地过程中水平方向的平均速度为

vx

，根据动量定理，水平方向有

其中

x=解得落地时小球的水平速度为v所以落地时小球的速度为

v故A错误；C.设该过程中克服空气阻力所做的功为

Wf

，根据动能定理有

解得

W故C正确；D.该过程中重力的平均功率为

P故D错误。故选C。8.【答案】D

【解析】试题分析：由乙图读出t1时刻线框中的感应电流，由法拉第电磁感应定律和欧姆定律求此刻的速度，由加速度的定义式求解加速度；同理可求得t2时刻线框的速度，由运动学公式和牛顿第二定律求解外力的大小．根据电量公式q=It求解0～t1时间内通过线框任一边横截面的电荷量．根据功能关系求解0～t3间内水平外力所做的功．

A、由乙图读出t1时刻线框中的感应电流为i1，设此刻线框的速度大小为v1，则有：i1=BLv1R，

则得：v1=i1RBL；线框的加速度为a=v1t1=i1RBLt1，故A错误．

B、对于t2−t3时间内，安培力的平均值大小为：F=9.【答案】AC

【解析】光路图如图：

在AB边的D点，设折射角为α，根据折射定律有：sin45°sinα=n，所以可得：α=30°，设光线与BC边交于E点，由几何关系可知，在E点的入射角为75°，反射角为75°;结合几何知识可知：E点的反射光线与AC边交于F点，此处的入射角为30°，根据折射定律可知：折射角等于45°，折射光线平行于BC边，故A正确;

延长DE至G，使得EG=EF，则三角形EFC与三角形EGC全等，所以光线在三棱镜内的传播距离等于LDG=LACsin60°=23L3，传播时间t=LDGcn=nLDGc=26L10.【答案】AB

【解析】A、从b点进入磁场区域的粒子从磁场上边界射出时运动方向转过了60°时，由几何关系可得：r·sin60°=R，其中r为粒子在磁场中运动的半径，对粒子在磁场中做匀速圆周运动时有：mv2r=qvB，联立解得：B=3mv2qR，故A正确；

B、为使从b点进入磁场区域的粒子不从上边界飞出，则粒子在磁场中运动半径最大值rmax<R，对粒子在磁场中做匀速圆周运动时有：mv2rmax=qvB，解得：B>mvqR，B正确；

C、为使粒子可垂直于磁场上边界射出磁场，则粒子在磁场中运动的轨迹圆心一定在上边界上，根据洛伦兹力提供向心力有：mv2r=qvB，故当粒子运动半径最小时，磁感应强度有最大值，作出粒子运动轨迹大致如图所示：

由几何关系有：OO′=R2+r2，当r有最小值时，OO′取最小值，OO′最小值为O点到磁场上边界的距离2R，故运动半径最小值rmin=3R，故磁感应强度的最大值为Bmax=mv3qR，11.【答案】钩码重力

d22L(△t)2

【解析】解：(1)本实验采用了控制变量的方法，为了研究小车加速度与质量的关系，操作中应保持合力不变，即保持钩码重力不变，

(2)小车运动到B时的速度为：v=d△t

根据运动学公式：v2−0=2aL得：a=d22L(△t)2，

(3)把钩码、小车以及配重片看成一个整体，根据牛顿第二定律得：

(M+m+mx)a=mg

而a=d22L(△t)2，

解得：(△t)2=d22mgL⋅mx+(M+m)d22mgL，

mx−△t2图象的斜率为k，在纵轴上的截距为b，

则有：(M+m)d22mgL12.【答案】(1)

直流电压

c

断路(2)A

【解析】(1)[1][2][3]使用多用电表检查电路故障，应将多用表旋钮拨到直流电压挡，在

a、e

间检测，当检查滑动变阻器时，根据“红进黑出”，则应将红表笔与

c

接线柱接触，若此时多用表指针发生偏转，电路故障应是滑动变阻器断路；(2)当黑、红表笔分别接触1、2时，电表指针发生瞬间偏转后又归零，说明1、2间有电容器，电容器进行短暂充电