2025届高考物理4月模拟预测卷（湖南卷）含解析

湖南卷——2025届高考物理4月模拟预测卷

一、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.原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列说法正确的是（）

A/O核的结合能约为64MeV

B.：He核比;Li核更稳定

C.两个;H核结合成:He核时吸收能量

D竟,I；核中核子的平均结合能比靠Kr核中的大

2.取一条较长的软绳，若以手上下往复抖动的平衡位置为坐标原点，用手握住绳的一端拉平

后连续上下抖动软绳，形成一列沿x轴传播的简谐波，/=L25s时可以看到如图所示的一列

波，此时x=0处的质点位于波峰位置，波刚好传播至x=5m处的质点尸。则下列各图中能正

确描述x=20m处质点振动的图像的是（）

3.光滑的墙壁上用铁钉挂了一块钟表，正视图如图甲所示，从侧面看发现钟表与竖直墙面之

间有一夹角a,侧视图如图乙所示，钟表的质量为机，重力加速度为g,片、耳分别是铁钉、

墙面对钟表的力，则与、耳的大小分别为（）

mg

cosasma

m2

C.FX=mgcosa,F2=mgsinaD.片=mgtana,F=-----

s2ina

4.如图，空间中有一半球形区域，两个圆平面044'与089相互平行，且。'位于半径。。的

中点，在球心。处固定一带正电的点电荷，取无穷远处电势为零。下列说法正确的是（）

N.B、一两点的电场强度相同

B.圆平面为等势面

C.将一带负电的试探电荷从8点沿直线移动到"点的过程中，其电势能先减小后增大

D.若/、B、C三点的电势分别为%、%、0c，则有％〉%=%

5.已知点电荷和无限大接地金属平板的电场分布（如图甲）与等量异种点电荷连线的垂直平

分线右侧的电场分布（如图乙）完全相同。按图丙所示建立平面直角坐标系，沿y轴放置一

接地的无限大金属板，在（乙0）处放置一电荷量为。的正点电荷，取无穷远处电势为零。则x

轴上的电势分布图像正确的是（）

6.北斗三号卫星导航系统由24颗中圆地球轨道卫星（MEO）、3颗地球静止同步轨道卫星

（GEO）和3颗倾斜地球同步轨道卫星（IGSO）共30颗卫星组成。已知地球半径为凡地

球表面赤道处重力加速度为go,地球同步卫星到地心的距离为松，中圆地球轨道卫星的周期

为同步卫星周期T的一半，如图所示。下列关于地球静止同步轨道卫星Z、倾斜地球同步轨

道卫星5与中圆地球轨道卫星C的说法正确的是（）

A.地球静止同步轨道卫星A和倾斜地球同步轨道卫星B均相对赤道表面静止

B.中圆地球轨道卫星C的动能大于倾斜地球同步轨道卫星8的动能

C.地球表面赤道处的重力加速度g。=誓（左-1）

D.某时刻8、C两卫星相距最近，则再经;T,两卫星间距离为11+2卜氏

二、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，有多项是

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.如图所示，矩形线圈切割磁感线产生一交流电压e=220亚sinlOO位（V），矩形线圈的电阻

r=5.45Q,将其接在理想降压变压器原线圈上。标有“20V60W”的灯泡L正常发光，风

扇正常工作，风扇的内阻为2Q,交流电流表@（不考虑内阻）的示数为4A,导线电阻不

A.风扇输出的机械功率是18W

B.原、副线圈的匝数比以=10

C.若风扇所在支路发生断路故障，灯泡L的功率不变

D.若风扇被卡住（停止转动），变压器的输出功率变小

8.彩虹是因阳光照射到空中的小水滴，发生折射、色散及反射形成的。如图所示，一细束太

阳光从尸点射入球形水滴后，有河、N两条出射光线。下列说法正确的是（）

A.从尸点射入时/光的折射角比N光的小

B./光光子的能量比N光光子的能量小

C.用同一装置做双缝干涉实验，/光相邻干涉亮条纹间距比N光的小

D.用同一装置做单缝衍射实验，/光产生的中央亮条纹比N光的宽

9.如图所示，场地自行车赛道是一个具有一定倾斜角度的椭圆盆状环形，称为“圆形场地”。

某段赛道与水平面的夹角由20。逐渐增大到45°,某运动员骑自行车沿该段赛道在同一水平

面内恰做圆周运动，轨迹半径为凡所受摩擦力方向始终与运动方向相反。相对于轨道，运

动员和车整体可看成质点，不计空气阻力。则（）

A.在该段赛道，运动员的速率可能不变

B.在该段赛道，运动员的速率逐渐增大

C.在该段赛道，运动员做的功大于自行车和运动员动能的增加量

D.若以该段赛道的最大速率沿同一轨迹运动，运动员可能向外滑

10.如图1所示，两条电阻不计的平行光滑导轨与水平方向夹角a=37。，放置在垂直导轨平

面向上、磁感应强度大小为8的匀强磁场内。已知导体棒仍的长度为£=02m,电阻为

r=0.1Q,质量加=0.2kg。导轨下端接有一电阻，i?=0.1Qo现用力/沿导轨向上拉导体

棒必，使之沿导轨滑动，0〜4s内导体棒的速度大小和力厂大小随时间变化的图像分别如图2、3

所示，若导轨足够长，取sin37o=0.6,重力加速度g取lOm/s?,则0〜4s内，下列说法正确

CLF的最大功率为L8WD.通过R的电荷量是12c

三、非选择题：本题共5小题，共56分

11.（8分）在一只弹簧的规格参数中，查得该弹簧的劲度系数为左°=26N/m,现用图甲装

置研究该弹簧的弹力与伸长量之间的关系。

fF/N

00；020^040'06，"6'08'x?ni

乙丙T

将弹簧的上端与刻度尺的零刻度线对齐，读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值,

然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码，依次读出指针所指刻度尺的刻度值。

（1）挂2个钩码时指针所指刻度尺的刻度值如图乙所示，该毫米刻度尺的读数为

（2）根据实验数据，在坐标纸上作出了弹力/跟弹簧伸长量x的关系图像如图丙所示。根据

图像可求得弹簧的劲度系数为左=N/mo（保留2位有效数字）

测量值一直实值

（3）相对误差的计算式为井=」会受।xlOO%,则该实验结果的相对误差为5=

具头值

%o（保留1位小数）

（4）如图丁所示，若整个实验过程中弹簧下端指针没有沿水平方向，而是斜向上偏，则劲度

系数的测量值理论上（填“大于”“等于”或“小于”）真实值。

12.（10分）（1）观察电容器的充、放电现象的实验装置如图1所示。应选择的电流表表头

为（填“图2”或“图3”）o

图1图2图3图4

（2）如图4所示为某品牌方块电池，小文同学分别用电路图5和电路图6测量此方块电池的

电动势和内阻。他选用的器材有电压表（量程为15V、内阻未知），电流表（量程为0.6A、

内阻等于0.5Q）,滑动变阻器R（0〜100Q）。规范实验并根据测量数据描绘的U-/图线分

别得到如图7中I、II所示的图线。完成下列几个问题。

①根据电路图5测量数据描绘的U-/图线应为图7中的（填“I”或“II”）；

②根据题中条件，本次实验应选择（填“图5”或“图6”）；

③综合分析可得该电源电动势为V,内阻为Q。（保留3位有效数字）

13.（10分）气调保鲜技术可通过抑制储藏物细胞的呼吸来减缓其新陈代谢过程，使之处于

近休眠状态来达到保鲜的效果。如图所示，某保鲜盒内密封了一定质量的理想气体，气体的

体积约为％=2L,压强P。，温度4=27C,保鲜盒上部为柔性材料，重力可忽略不计，气体

体积可膨胀或被压缩，盒内压强与外界大气压强相等。

（1）将保鲜盒放入压强为0.92P。的保鲜库，若保鲜盒内气体体积不变，求此时保鲜盒内的

温度；

（2）现将保鲜盒运至大气压强为0.82。的高海拔环境时，气体温度变为7℃,若保鲜盒恢复

原体积需放出一部分气体，求放出气体质量与放气前盒内气体质量的比值。

14.（12分）如图甲所示，物块43质量均为2m，用劲度系数为左的轻弹簧连在一起，放

在水平地面上，Z处于静止状态。重力加速度为g。用外力将N缓慢竖直下压一段距离后，

撤去外力，发现N上下运动，8刚好不离开地面。

（i）求外力对物块幺做的功；

（2）如图乙所示，将可调节配重物块C的质量调为相，并在物块Z正上方自由落下，与物

块Z碰撞并迅速粘连在物块Z上一起向下运动，碰撞时间极短且不计碰撞过程中发生的位移,

此后物块8仍刚好不离开地面，求物块C自由下落的高度";

（3）若把物块8固定，调节物块C的质量（物块C的质量未知），仍让物块C从（2）中的

高度自由落下，与物块/发生碰撞后一起向下运动（碰撞时间极短，且未粘连），到达最低

点后又向上运动。已知物块C运动的V—图像如图丙所示，其中0〜。的图线为直线，4之后

图线为正弦曲线的一部分，且将该部分正弦曲线延长后经过坐标原点，不计空气阻力，求物

块Z、C分离时，物块C的速度大小（弹簧的弹性势能为丸=g丘2,左为弹簧的劲度系数，》

为弹簧的形变量）。

15.（16分）如图所示为一中空长方体形管，AB=2d、BC=2用、Z"=164,0。为管的中

轴线，管内分布着沿中轴线方向的匀强电场，电场强度大小为百=岑。带电粒子与管

qa

内壁发生碰撞时会被反弹（碰撞时间极短），反弹后沿管壁切向分速度不变，垂直管壁方向

分速度大小不变、方向相反。一质量为加、电荷量为q的带正电粒子以垂直于中轴线。。'方

向的速度%从。点沿+2轴方向射出，不计粒子的重力，sin37°=0.6,cos370=0.8o

（1）求带电粒子从。点出发与管壁发生碰撞后第一次经过中轴线。。（带电粒子仍在长方

体形管内）时的速度匕大小;

（2）调整带电粒子的射出方向（仍垂直于O。'）和管内匀强电场的大小（大小未知），发现

在管中碰撞次数最少的粒子恰好能从。点离开长方体形管，且速度方向与+x轴成37°角,

求电场强度的大小和带电粒子在管中与管壁碰撞的次数;

（3）在（2）中若将该长方体管替换为它的外接圆柱体管（图中未画），所研究的粒子和其

他条件不变，若粒子第一次经过中轴线时撤去电场，并立即换成与电场方向相同的匀强

磁场，磁感应强度大小为5=篝，求带电粒子第四次经过中轴线时（带电粒子仍在圆柱形

2qd

管内）的位置与。点之间的距离。

答案以及解析

1.答案：B

解析：由题图可知，；6。核的比结合能约为8MeV,黑。核的核子数为16,因此结合能约为

16x8MeV=128MeV,A错误；：He核的比结合能比:Li核更大，则：He核比:Li核更稳定，

B正确；；H核的比结合能小，更不稳定，则两个；H核结合成比结合能大的：He核时释放能

量，C错误；由题图可知，第u核中核子的平均结合能比靠Kr核中的小，D错误。

2.答案：A

解析：根据波形图可得。T=L25s,解得周期T=ls,由mN=5m,解得波长为4=4m,贝I]

44

该液的波速大小为v=-=4m/s,所以波从P点传到x=20m处经过的时间为

A^=—=^^s=3.75s,贝lj/=5s时波传到x=20m处的质点，根据波形图可知，振源的起

v4

振方向向上，则波传到x=20m处时，质点开始向上振动，且完成一次全振动时间为周期

T=ls,A正确。

3.答案：A

解析：钟表受到竖直向下的重力机g,垂直墙面水平向左的弹力与，垂直钟面斜向上的铁钉

的拉力因为钟表处于静止状态，三个力平衡，满足平行四边形定则，受力分析如图所示。

k在直角三角形。43中，根据数学知识可知乙4BO=a,

/

4.答案：C

解析：A.8、*两点的电场强度大小相同，方向不同，故A错误；B.球心。处固定的带正电

的点电荷产生的等势面是以。为球心的球面，不是圆平面。'9'，故B错误；C.将一带负电

的试探电荷从5点沿直线移动到。点的过程中，电场力先做正功，后做负功，其电势能先减

小后增大，故C正确；D.由于Z、B、。三点是以。为圆心的同一球面上的三点，故

(pB=(pA=cpc,故D错误，故选C。

5.答案:B

解析：金属板接地，电势为0,则坐标原点处的电势为0,又无穷远处的电势为0,则X轴上

距坐标原点足够远处的电势也接近0。结合题述可知，轴上点电荷左侧位置的电场方向沿x

轴负方向，右侧位置的电场方向沿x轴正方向，正点电荷所在位置的电势为正无穷，又沿电

场方向电势降低，则从正点电荷向两侧移动，电势均降低。

故选B。

6.答案：D

解析：地球静止同步轨道卫星Z相对于赤道静止，倾斜地球同步卫星只是周期等于地球自转

周期，并不相对于赤道静止，A错误；由于不知道卫星幺、5的质量，所以无法比较两者的动

GM4兀

能，B错误；5卫星受到的万有引力完全提供向心力，有机W=m-^-kR,对任意地球表

面赤道处的物体受力分析，有掰g0+机着R=掰簧，联立得治=警(父—1),C错误;某

时刻5、C两卫星相距最近，则再经gr,8卫星运动半周，C卫星运动一周，此时两卫星相

(^)3_rj

距最远，距离为两者轨道半径和，对于8、C卫星，由开普勒第三定律得T2一解

得d=%+旗=+0^］桂，D正确。

7.答案：AD

解析：电流表的示数A=4A,灯泡L正常发光，可知其两端电压为20V,根据P=可

得通过灯泡L的电流人=3A,由并联电路电压和电流特点可知，风扇所在支路两端的电压

U2=20V,电流&=A-A.=1A,风扇输出的机械功率9=4/M-/K4=18W，A正确；

矩形线圈产生的正弦式交流电压的有效值为。=220V,原、副线圈的电压比等于匝数比，有

三虫=区，原、副线圈的电流之比等于匝数的反比，有人=友，由题意知区〉1,解得

n

U2n2I?\%

―”，B错误；由巳二也，可得u,="U鸣小，可将发电机和变压器看

n210U2n2I2nx/n；

2

作等效电源，等效电动势£=彳。，等效内阻晦=与外，若风扇所在支路发生断路故障，则

副线圈负载电阻变大，则电流与减小，电压。2变大，由P=生可知灯泡L的功率变大，C

%

错误；当风扇未被卡住时。副线圈负载电阻区=?=5。，风扇被卡住后副线圈负载电阻变

小，因此变压器的输出功率变小，D正确。

8.答案：AC

解析：作出河、N光在水滴中的光路图，如图所示，则光从尸点射入时M光的折射角比N光

的小，A正确。光在尸点入射角相同，根据折射定律可知，拉光的折射率大于N光的折射率，M

光的频率大于N光的频率，根据片=和可知，/光光子的能量大于N光光子的能量，B错误。

由几=£可知〃光的波长小于N光的波长，用同一装置做双缝干涉实验时，根据Ax=4%可

Ja

知河光相邻干涉亮条纹间距比N光的小，C正确。用同一装置做单缝衍射实验时，由于河光

的波长较短，故〃光产生的中央亮条纹较窄，D错误。

9.答案：BCD

解析：设运动员骑自行车经过某一位置时赛道与水平面的夹角为仇对运动员和车整体受力

分析，如图所示，整体所受的合力/=冽gtan。，提供其做圆周运动所需的向心力，有

2

F=m—,可得用JgAtan。,则在该段赛道，运动员的速率逐渐增大，A错误，B正确。在

R

该段赛道，运动员重力势能不变，克服摩擦力做功，则运动员做的功大于自行车和运动员动

能的增加量，C正确。假设运动员能以该段赛道的最大速率沿同一轨迹运动，运动员所需的

向心力大小不变，当。较小时，支持力的水平分力不足以提供向心力，运动员有向外滑动的

趋势，D正确。

10.答案：BCD

解析：第一步：确定导体棒运动方向

由图2可知导体棒的运动方向不变。导体棒切割磁感线时安培力阻碍导体棒相对磁场的运动,

速度逐渐增大，安培力逐渐增大，而尸逐渐减小，故导体棒沿导轨向下运动，A错误。

第二步：找重力和安培力的关系，求3

由V—图像知棒仍做匀加速运动，加速度a=±^=3m/s2,/o=4s时力尸=0,棒仍沿导轨

△t

方向有mgsina-BL'=,解得8=0.5T,B正确。

R+r

第三步：找尸功率的表达式，判断最值

t=0时力/最大，棒沿导轨方向有机gsina=机口，解得41=0-6N,则

F=fo.6-^-r|N,则P的功率为尸=H=1&-/(W),结合数学知识可知/=2s时，尸的

I20J20

功率最大，最大功率为1.8W,C正确。

第四步：结合平均电流求电荷量

0〜4s棒仍沿导轨方向的位移x=0〜4s内回路的平均电动势后=半，0〜4s回路的平

2

_E_

均电流/=——，0〜4s内通过电阻R的电荷量4=〃O=12C,D正确。

R+r

H.答案：(1)10.90

(2)25

(3)3.8

(4)等于

解析：(1)该毫米刻度尺的最小分度为0.1cm,需要估读到0.01cm,所以读数为10.90cm。

（2）根据/-x图像可求得弹簧的劲度系数为左=丁=25N/m。

Ax

（3）该实验结果的相对误差为5=£#X100%=3.8%。

26

（4）由（2）问分析可知，劲度系数表达式中代入的是弹簧形变量的变化量，所以若整个实

验过程中弹簧下端指针没有沿水平方向，而是斜向上偏，则劲度系数的测量值理论上等于真

实值。

12.答案：（1）图2

（2）①II

②图5

@9.00（8.98~9.02）；0.500（0.460〜0.540）

解析：（1）在电容器的充、放电过程中，电流会先增大后减小，且可能会反向。题图2中的

电流表指针指向中间，且左右两边都有刻度，说明它可以测量交变电流，即电流方向改变时,

指针可以向左右两边偏转，因此适合本实验。而题图3中的电流表只能测量单向电流，不适

合本实验，则应选择的电流表表头为题图2。

（2）①根据题中电路图5测量数据描绘的U-/图线中，图像的斜率的绝对值等于电池内阻

和电流表内阻之和，则斜率的绝对值较大，则应为题图7中H；

②根据题中条件，因为电流表内阻已知，则本次实验应选择题中电路图5；

③综合分析，根据题图7中的图线H以及。=后-/（一+4），可得该电源电动势£=9.00V,

内阻为厂=等—RA，代入数据得r=外券Q-0.5。=0.500Q。

13.答案：（1）276K

⑵-

7

解析：（1）保鲜盒内气体体积不变，由查理定律可得

旦=也

（r2

其中7；=（27+273）K=300K,P1=p0,p2=O.92po,

解得%=276K

（2）将保鲜盒运送至高海拔环境时，大气压强变为0.8p。，温度变为7℃,此时气体体积变

为广，由理想气体状态方程有

P°P0.8p。/'

300K-（^+273）K

7

解得广=厂

6

放出一部分气体使气体体积恢复到原体积，则放出气体质量与放气前盒内气体质量的比值

AmV'-V_1

-V-7

14.答案：（1）触巨

k

⑵36«g

解析：（1）一开始物块幺处于静止状态时，弹簧处于压缩状态且满足西=2警

当外力撤去，物块Z上升到最高处且物块5刚好不离开地面时，弹簧处于拉伸状态且满足

2mg

々一丁

两个状态弹簧形变量大小相等，弹性势能相等，在两个状态之间，物块Z上升高度为

,4mg

n=xx+x2=k

根据动能定理有W-2mgh=0-0,

解得少=细支

k

（2）物块。下落过程由动能定理有机

物块C、A碰撞过程满足动量守恒定律，有机匕=（切+2%）v共

根据能量守恒定律，从物块C、Z粘连后到CZ整体上升到最高点过程中C、Z整体减少的

动能等于增加的重力势能，

1。

即§(加+2加)v共=(m+2m)gh

36mg

联立解得4=

k

（3）因物块C从（2）中的高度4=当这自由落下，根据V7图像可知幺、。碰撞后物块C

的速度减半，且物块C、/碰撞过程满足动量守恒定律，有机〃=（叫+2^）x；v,

解得mc=2m

当物块C、Z向上运动过程中分离的瞬间，。整=%=g且竖直向下，物块C、Z整体满足

（mc+2m^g-kx=（

联立解得x=0

即此时弹簧刚好恢复原长，从碰撞到分离瞬间，物块C、幺整体上升了久=芈，对物块C、A

整体由动能定理有

由（2）问分析得“=12ghi,联立解得％=g

15.答案：（1）V17v0

18qd

4（1+2兀）1

解析：（1）因为粒子与管壁碰撞后沿管壁切向分速度不变，垂直管壁方向分速度大小不变、

方向相反，带电粒子从。点出发与管壁发生碰撞后第一次经过中轴线的过程中，

在垂直于中轴线方向上有2d=

在沿中轴