湖南省普通高中2024-2025学年高三（下）学业水平选择性考试物理试卷（五）（含解析）

第=page1313页，共=sectionpages1717页湖南省普通高中2024-2025学年高三（下）学业水平选择性考试物理试卷（五）一、单选题：本大题共6小题，共24分。1.2024年1月8日，一家中国公司宣布研制出微型原子能电池，利用镍63核同位素衰变技术和金刚石半导体，将原子能电池小型化、模块化、低成本化，新式核电池可以50年稳定发电，无需充电，无需维护，不产生外部辐射，其原理利用了镍632863Ni会发生β衰变。已知镍63半衰期约为A.10 g放射性样品经过一个半衰期质量变为5 g

B.β粒子来源于绕核运转的核外电子

C.若电池在太空低温环境下工作，镍63半衰期会延长2.铁路弯道处，内外轨组成的斜面与水平地面倾角为θ，当火车以某一速度v通过该弯道时，内、外轨恰不受侧压力作用，则下面说法正确的是(

)A.转弯半径R=v2gsinθ

B.当火车质量改变时，安全速率不改变

C.若火车速度小于v3.如图所示，水平面上有一均匀带电圆环，所带电荷量为+Q，其圆心为O点．有一带电荷量为+q、质量为m的小球恰能静止在O点上方的P点，O、P间距为L.P与圆环上任意点的连线与PO的夹角都为θ，重力加速度为g，静电力常量为k，以下说法错误的是(

)A.P点场强方向竖直向上 B.P点场强大小为mgq

C.P点场强大小为kQcosθL4.假设火星半径是地球半径的12，质量是地球质量的19.已知地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，某人在地面上能向上竖直跳起的最大高度是h，引力常量为G，忽略自转的影响，下列说法正确的是A.火星的密度为2g3πGR

B.火星表面的重力加速度为2g9

C.火星的“第一宇宙速度”与地球的“第一宇宙速度”之比为23

5.如图，平静水面上有P、Q、O三点，P、Q两点处分别有两个小物块a、b(均可视为质点)静止在水面上，PO=1.3m，QO=2.1m。t=0时刻，a开始向下做振幅为10cm的简谐运动，b开始向上做振幅为5cm的简谐运动，水面上形成以a、b为波源的两列水波(简谐波)，a、b振动周期均为0.4s，两列水波的波速均为1mA.15cm，-5cm B.15cm，5cm C.5cm，6.如图所示，在水平匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场中，有一竖直足够长的固定绝缘杆MN，小球P套在杆上，已知P的质量为m，电荷量为+q，电场强度为E，磁感应强度为B，P与杆间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，小球由静止开始下滑，在运动过程中小球最大加速度为a0，最大速度为v0，则下列判断正确的是(

)A.小球开始下滑时的加速度最大

B.小球的速度由12v0增大至v0的过程中，小球的加速度一直减小

C.当a=12a0时小球的速度v与v0之比vv0一定小于1二、多选题：本大题共4小题，共20分。7.如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，图中电表均为理想电表，R、L和D分别是光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)、电感线圈和灯泡.原线圈接入如图乙所示的正弦式交流电，电压为u，下列说法正确的是(

)

A.交流电的频率为50Hz B.电压表的示数为31V

C.有光照射R时，电流表的示数变大 D.抽出L中的铁芯，灯泡8.物块A、B叠放在一起静止在粗糙水平地面上，各接触面均水平。物块A、B的质量分别为mA=2kg，mB=5kg，物块A、B之间的动摩擦因数为μ1=0.3，物块B与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0.1，现对B或A施加水平恒力F作用，分别如图甲、乙所示，若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度gA.甲图中若F=21N，A、B之间的摩擦力大小为4N

B.甲图中若B的加速度大小为4m/s2，则F=40N

C.乙图中若F=21N，A、9.如图所示，一束平行于直径AB的光束射到透明介质球的表面P点，经折射后射到B点，已知∠PBA=30∘，介质球的半径为R，光在真空中的传播速度为c，则(

)A.介质球的折射率为2 B.介质球的折射率为3

C.光在B点可能发生全反射 D.光从P传到B10.如图所示，倾斜传送带以恒定速率顺时针转动，A、B分别为传送带的底端和顶端。将一质量为m的小物体P(可视为质点)轻放在A处，小物体P到达B处时恰好与传送带共速；再将另一质量也为m的小物体Q(可视为质点)轻放在A处，小物体Q在传送带上到达B处之前已与传送带共速，之后和传送带一起匀速到达B处。则P、Q两个物体从A到B的过程中

A.小物体P与传送带间的动摩擦因数较小

B.传送带对P、Q两个物体做的功相等

C.传送带因传送物体而多消耗的电能相等

D.P、Q两个物体与传送带间因摩擦产生的热量相等三、实验题：本大题共2小题，共24分。11.在“用单摆测当地重力加速度”实验中，甲、乙两同学为一小组。(1)两同学利用“手机物理工坊”app中的“磁力计”来测单摆的周期。如图甲，先将小球磁化，小球上下分别为S、N极，将手机放在小球静止位置的下方，并让小球做简谐振动，手机测出其所在空间中磁感强度大小随时间变化，其中z轴磁力计显示如图乙。该单摆的振动周期T为O点与___(选填“A”、“B”、“C”、“D”)点之间的时间差。(2)两同学在测单摆的摆长时，将绳长加小球直径做为摆长L，测量了多组T、L数据，并分别处理数据。①甲同学利用计算法进行处理，其计算的表达式为g=___(用T、L表示)②乙同学利用图像法进行处理，画“T2—L”图像，其图像应该是图丙的___(选填“a”、“b”、“c③甲的测量值将___(选填“大于”、“等于”、“小于”)真实值，乙同学的测量值将___(选填“大于”、“等于”、“小于”)真实值；④利用乙同学的图像，可求小球半径r=___(用d1或d2

12.某实验小组的同学利用实验室提供的实验器材，进行测量电池组电动势和内阻实验．可用器材如下：A.电池组(电动势约为3V，内阻约为B.表头A(量程200μAC.电阻箱R1(D.电阻箱R2(E.开关1个、导线若干(1)该小组同学设计的实验电路分别如图(a)中的甲、乙所示，结合器材规格可知，电路图

(填“甲”或“乙”)较合适，且在实验过程中应将电阻箱

(填“R1”或“R2”)的阻值调为

(2)结合所选电路图，在图(b)(3)连接电路后，通过改变另一电阻箱接入电路的阻值R，记录多组电流表示数I和R的值，作出的关系图像如图(c)所示，则电池组的电动势E=

V，内阻r=

Ω(4)不考虑实验操作和读数带来的误差，电池组电动势的测量值

真实值，内阻的测量值

真实值．(均填“大于”“小于”或“等于”)四、计算题：本大题共3小题，共32分。13.如图所示，竖直放置在水平桌面上的左右两汽缸粗细均匀，内壁光滑，横截面积分别为S、2S，由体积可忽略的细管在底部连通。两汽缸中各有一轻质活塞将一定质量的理想气体封闭，左侧汽缸底部与活塞用轻质细弹簧相连。初始时，两汽缸内封闭气柱的高度均为H，弹簧长度恰好为原长。现往右侧活塞上表面缓慢添加一定质量的沙子，直至右侧活塞下降13H，左侧活塞上升12H。已知大气压强为(1)最终汽缸内气体的压强。(2)弹簧的劲度系数和添加的沙子质量。14.如图所示，某玩具滑道装置是由水平轨道OA、倾斜轨道AB、水平轨道BC、半圆弧轨道CD组成，整个轨道在同一竖直平面内且各部分之间均平滑连接。质量m2=0.01kg的滑块Q静止于水平轨道的O点。长度l=0.375m、不可伸长的轻绳一端固定在O1点，一端与质量m1=0.03kg的物块P相连，物块P静止时恰好与水平轨道OA及滑块Q接触但无相互作用力。现将物块P拉至左侧某一位置由静止释放，物块P绕O1点做圆周运动至最低点时轻绳恰好被拉断，之后与滑块Q发生弹性碰撞，碰撞后滑块Q恰好能够通过半圆弧轨道最高点D。已知半圆弧轨道CD的圆心为O2、半径R=0.1m，水平轨道(1)碰撞后瞬间滑块Q的速度大小；(2)碰撞后物块P沿轨道上升的最大高度；(3)轻绳能承受的最大拉力。

15.如图，光滑水平面上放有一个足够长的U型导体框，导体框的电阻忽略不计；一电阻R=3Ω、质量m=0.24kg的金属棒CD的两端置于导体框上，与导体框构成矩形回路CDHG。GH长度L=1.2m；初始时CD与GH相距s0=0.4m。金属棒与导体框分别受到大小等于各自重力0.6倍的恒定外力作用，同时由静止开始运动。金属框运动s1=316m后进入一方向竖直向下的匀强磁场区域，磁场边界(图中虚线)(1)导体框在磁场中运动时所受安培力的大小；(2)导体框的质量以及导体框与金属棒之间的动摩擦因数；(3)试通过计算判断金属棒CD是否匀速通过磁场。

答案和解析1.【答案】D

【解析】10 g放射性样品经过一个半衰期质量变化很小，故A错误;

β粒子来源于原子核中的中子，故B错误;

放射性元素的半衰期与温度无关，故C错误;

根据核反应方程的电荷数守恒、质量数守恒可得282.【答案】B

【解析】AB、火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力

由图可以得出

F合=mgtanθ(θ为轨道平面与水平面的夹角)

合力等于向心力，故

mgtanθ=mv2R，解得v=gRtanθ，与火车质量无关，R=v2gtanθ，

故3.【答案】C

【解析】将圆环分为n等份(每一份可以认为是一个点电荷)，则每份带的电荷量为q0=Qn，每份在P点产生的场强大小为E0=kq0r2=kQnLcosθ2=kQcos2θ4.【答案】A

【解析】设地球质量为M，对地球表面的物体，有GMmR2=mg，得M=gR2G，火星的密度为ρ=19M4π3R23=2g3πGR，选项A正确；对火星表面的物体，有GM9m'R5.【答案】C

【解析】由题意有λ=vT=0.4m，两列波周期相同，频率相同，起振方向相反，在相遇区域满足干涉的条件，针对O点，由于Δδ=QO-PO=0.8m=2λ，故O点为振动减弱点，振幅A=AP-AQ=5cm6.【答案】B

【解析】解：A.小球刚开始下滑时受到水平向左的电场力Eq，水平向右的弹力FN以及竖直向上的滑动摩擦力Ff，竖直向下的重力mg，且此时滑动摩擦力

Ff=μEq

竖直方向根据牛顿第二定律有

mg-μEq=ma1

而随着小球速度的增加，根据左手定则可知洛伦兹力的方向水平向右，小球所受洛伦兹力由0逐渐增大，则在小球运动后水平方向有

Eq=Bqv+FN

可知随着小球速度的增加，杆对小球的弹力减小，致使杆对小球的摩擦力减小，而当洛伦兹力的大小等于小球所受电场力大小时，杆对小球的弹力为零，此时小球在竖直方向仅受重力，加速度为重力加速度，达到最大，即a0=g，而随着小球速度的进一步增大，洛伦兹力将大于电场力，杆上再次出现弹力，摩擦力再次出现，竖直方向的合外力减小，加速度减小，直至摩擦力等于小球重力时，小球速度达到最大值，此后小球将做匀速直线运动，因此小球开始下滑时的加速度不是最大，故A错误；

B.小球刚开始运动时根据牛顿第二定律有

mg-μEq=ma1

解得

a1=g-μEqm

而根据A中分析可知，在整个过程中加速度先由a1逐渐增大到a0，再由a0逐渐减小为0，假如开始时加速度是由0开始增加的，则根据运动的对称性可知，当加速度最大时，小球速度恰好达到12v0，但实际上加速度并不是由0开始增加的，因此，当加速度最大时小球的速度还未达到12v0，而加速度最大之后由于摩擦力的再次出现，小球开始做加速度减小的加速运动，由此可知，小球的速度由12v0增大至v0的过程中，小球的加速度一直减小，故B正确；

C.当a=12a0时小球可能正在做加速度增大的加速运动，也可能正在做加速度减小的加速运动，根据B中分析可知，若小球正在做加速增大的加速运动，则v与v0之比vv0一定小于12，但若小球正在做加速减小的加速运动，则v与v0之比7.【答案】ACD

【解析】由题图乙可知T=0.02s，所以频率f=1T=50Hz，故A正确；电压表测副线圈两端电压，原线圈接入电压的最大值是2202V，所以原线圈接入电压的有效值U=220V，理想变压器原、副线圈匝数比为10:1，所以副线圈两端电压的有效值为22V，即电压表的示数为22V，故8.【答案】AD

【解析】A.物块A、B之间的最大静摩擦力f物块B与水平地面之间的最大静摩擦力f假设A、B恰好发未生相对运动，对A、B整体进行分析，根据牛顿第二定律有F对A进行分析，根据牛顿第二定律有f解得a0=3m/甲图中若

F=21N

，该力小于28N，此时A、B没有发生相对运动，则有F-解得f1=4NB.甲图中若B的加速度大小为

a2=4m/s2

，该加速度大于

a0=3m解得F=33N，故C.乙图中，由于f可知，无论恒力F多大，物块B始终处于静止状态，B的加速度始终为0，故C错误；D.乙图中若

F=18N

，结合上述，对A解得aA相对于B向右运动，B处于静止，对B进行分析，根据平衡条件有f根据牛顿第三定律可知，B对地面的摩擦力大小为

6N

，故D故选AD。9.【答案】BD

【解析】根据几何关系，光在P点入射角θ=60∘，折射角γ=30∘，根据折射定律sinθ=nsinγ，解得n=3，选项A错误、B正确;

根据光路可逆，光在B点不可能发生全反射，选项C错误;

光在介质球中的传播速度为10.【答案】AB

【解析】A

.设传送带速率为v，A、B相距L，对P根据牛顿第二定律有μ1mgcos

θ-mgsin

θ=ma1，设P全程加速时间为t1，则有v=a1t1，对Q根据牛顿第二定律有μ2mgcos

θ-mgsin

θ=ma2，设Q全程加速时间为t2，则有v=a2t2，由v2t1=L>v2t2可得t1>t2，则有a1<a2，解得μ1<μ2，A正确；

B .小物体从A到B，根据动能定理有-mgLsin

θ+W传=1211.【答案】(1)(2)

g=4π2LT2

c【解析】(1)由图乙图像知，在

O→A

运动时，磁感应强度由小变大，说明

A

点在最低点，在

A→B

运动时，磁感应强度由大变小，说明

B

点在最高点，在

B→C

运动时，磁感应强度由小变大，说明

C

点在最低点，在

C→D故选D。(2)[1]根据单摆周期公式知T变形得g[2]根据单摆周期公式知T摆长为l解得T由此得到的

T2—L

图像是图乙中的c故选c。[3]甲同学利用计算法进行处理，根据单摆周期公式知T变形得g由实验知，

L

偏大，则计算结果

g

偏大，故填“大于”。[4]乙同学利用图像法进行处理，由

T2—L

图像知斜率不变，重力加速度的测量值不变，故填“[5]由图像得T当

T2=0L即，在横轴截距为半径，故利用乙同学的图像，可求小球半径为

d2

12.【答案】乙R23.001.02等于等于

【解析】(1)结合所给器材规格可知，若采用电路图甲，电阻箱R2的最大阻值接入电路时，该电路中的电流约为I=ER2m+RA=2.5×1(2)实物图连接如图所示．(3)由闭合电路欧姆定律得E=100IR2+R1RAR1+R(4)结合上述分析可知，在不考虑实验操作和读数带来的误差时，也不存在系统误差，故电池组电动势的测量值和内阻的测量值均等于真实值．13.【解析】(1)对左右气缸内所封的气体，初态压强p体积V末态压强p2V根据玻意耳定律可得p解得p2(2)对右边活塞受力分析可知