2025届湖北省七市州高三下学期3月联合调研考试（二模）物理试题（含答案）

第第页2025届湖北省七市州高三下学期3月联合调研考试（二模）物理试题一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～10题有多项符合题目要求。每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1．量子技术是当前物理学应用研究的热点，下列关于黑体辐射和波粒二象性的说法正确的是（）A．黑体辐射的能量是连续的B．电子束穿过铝箔后的衍射图样揭示了电子的波动性C．光电效应揭示了光的粒子性，证明了光子除了能量之外还具有动量D．康普顿在研究石墨对X射线散射时，发现散射的X射线中仅有波长大于原波长的射线成分2．如图所示，一质量均匀分布的木块竖直浮在水面上，现将木块竖直向上拉一小段距离A后由静止释放，并开始计时，经时间T4木块第一次回到原位置，在短时间内木块在竖直方向的上下振动可近似看作简谐运动，则在0∼A．12A B．22A C．3．目前，我国正计划发射巡天空间望远镜，与空间站共轨配合研究宇宙最基本的问题，以帮助人类更好地理解宇宙。已知该望远镜发射后先在圆轨道做圆周运动，稳定后再变轨为如图所示的椭圆轨道，两轨道相切于P点。P、Q分别为椭圆轨道的近地点和远地点，忽略空气阻力和卫星质量的变化，则该巡天望远镜（）A．在椭圆轨道上运动的周期小于在圆轨道上运动的周期B．在Q点的速度大于在圆轨道运动时的速度C．在P点由圆轨道变为椭圆轨道时需要在P处点火减速D．在椭圆轨道运动时的机械能大于在圆轨道上运动时的机械能4．某种金属板M受到一束紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子具有不同的速度方向，速度大小也不相同。平行M放置一个金属网N，在M、N间连一电流表，如图（a）所示，将在电流表中检测到电流；如果在M、N之间加电压U，如图（b）所示，调节电压U的大小，观察电流表中的电流大小。下列说法正确的是（）A．图（a）中流过电流表的电流方向为从a到bB．图（b）中当U增大时，电流表的读数也增大C．图（b）中当U增大到某一值时电流表的读数可能为零D．所有电子从M板到金属网N均做匀减速直线运动5．如图所示，t=0时刻，质点P和Q均从原点由静止开始做直线运动，其中质点P的速度v随时间t按正弦曲线变化，质点Q的加速度a随时间t也按正弦曲线变化，周期均为2t0。在A．P和Q均在同一直线上做往复运动B．t=t0时，P和C．t=2t0时，P和D．在t=12t0和6．如图（a）所示，为“蹦极”的简化情景：某人用弹性橡皮绳拴住身体从高空P处自由下落。质量为60kg的人可看成质点，从P点由静止下落到最低点所用时间为9s，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。第一次下落过程中橡皮绳弹力A．1800 kg⋅mC．7200 kg⋅m7．如图（a）甲所示，虚线内为一圆形区域，该区域处于xoy平面内，圆心为O；无限长通电直导线a（图中未画出）垂直平面固定放置，另一无限长通电直导线b（电流方向未画出）垂直平面从x轴上的P点沿虚线按逆时针方向移动，导线b与圆心的连线与x正半轴夹角为θ,θ从0缓慢增大到π的过程中，O点处磁感应强度B的分量Bx和By随A．导线a的电流方向一定与导线b相反B．导线a可能位于第四象限角平分线上C．导线b移动过程中，O处磁感应强度先增大后减小D．导线b移动过程中，O处磁感应强度最小值为08．如图所示，红绿两束单色光，同时沿同一路径从PQ面射入某长方体透明均匀介质，入射角为θ，折射光束在PN面发生全反射，反射光射向MN面，若θ逐渐增大，两束光在PN面上的全反射现象会先后消失。已知在该介质中红光的折射率小于绿光的折射率，下列说法正确的是（）A．在MN面上，红光比绿光更靠近N点B．在MN面上，出射光线与界面的夹角红光比绿光的小C．θ逐渐增大时，红光的全反射现象先消失D．无论θ增大到多大，入射光一定不可能在PQ面发生全反射9．如图所示，空间存在竖直向上的匀强电场，在同一水平直线上A、B两点处分别把两个质量均为m的小球同时抛出。小球1抛出时速度大小为v0，方向水平，小球2抛出时速度与水平方向成θ=45∘，两球的运动轨迹在同一竖直平面内，两球在P点相遇，P是AB连线中垂线上一点。已知两球电荷量大小均为q，电场强度大小为E=A．球1带正电，球2带负电B．该过程中两球速度的变化量相等C．该过程中两球机械能的变化量相同D．两球相遇时球1和球2的速度大小之比为1010．如图所示，在xOy水平面内，固定着间距为d的足够长光滑金属导轨。在0≤x≤2d区域存在两个大小均为B0、垂直导轨平面、方向相反的匀强磁场，磁场边界满足y=dsinxdπ，质量为m、边长为d的正方形金属框A1D1D2A2静置在导轨上，四条边的电阻均为R,D1DA．A1A2运动到x=B．A1A2运动到C．D1D2运动到D．整个过程中外力F对金属框所做的功5二、非选择题：本题共5小题，共60分。11．某同学用图（a）装置做“探究弹簧弹力与形变量的关系”实验。（1）在图（b）中，刻度尺保持竖直，为了便于直接读出弹簧的长度，刻度尺的零刻度应与弹簧的（选填“上端”或“下端”）对齐，不挂钩码时指针所指刻度尺的位置如图（b）所示，则此时弹簧的长度L0=（2）改变所挂钩码的个数，进行多次实验，记录每次所挂钩码的质量m及弹簧的长度L，根据F=mg求得弹力（重力加速度g取10 m/s2），根据x=L−L0求弹簧的伸长量，得到多组F、（3）本实验中弹簧自重对弹簧劲度系数的测量结果（填“有”或“无”）影响。12．气敏电阻的阻值会随所处环境中的某气体的浓度发生变化，在环保领域有着广泛的应用。某气敏电阻Rq对甲醛气体非常敏感，正常情况下阻值为几百欧，当甲醛浓度升高时，其阻值可以增大到几千欧，该气敏电阻说明书给出的气敏电阻Rq随甲醛浓度（1）为检验该气敏电阻的参数是否与图（a）一致，需设计电路测量不同甲醛浓度下该气敏电阻的阻值。供选用的器材如下：A．蓄电池（电动势6 VB．电压表（量程6 V，内阻约10C．毫安表（量程3 mA，内阻约2D．滑动变阻器R1（最大阻值20E．滑动变阻器R2（最大阻值1000F．开关、导线若干①参照图（a），滑动变阻器Rp应选用（填“R1”或“②将图（b）中实验器材间的连线补充完整。（2）已知室内甲醛浓度的国家标准是η≤0.1mg/m3。李明同学利用该气敏电阻设计并组装了甲醛浓度测试仪。将量程为“0~6V”的理想电压表（表盘上“0~1V”的区域涂成红色）和气敏电阻①随着甲醛浓度的增加，电压表的示数逐渐（选填“增大”“减小”）；②若要使甲醛浓度更低时，电压表指针能够指到红色区域，应将电阻箱R的阻值适当（选填“调大”“调小”）；③使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，其甲醛浓度的测量结果（填“偏大”“偏小”或“不变”）。13．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1:n2=5:1，原线圈接在电压有效值为U=220V的家用电源上，副线圈接入阻值为R=11Ω的电热丝，电热丝密封安装在高为H的竖直放置的圆柱形汽缸底部（电热丝体积可忽略），加热电阻可以改变汽缸内的温度，汽缸口有固定卡销，汽缸内用质量为m=p0S2g（1）副线圈电流的有效值；（2）使汽缸内气体温度缓慢升高到3T14．如图所示，半圆环ABCD区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，匀强磁场的磁感应强度大小为B，内半圆环的半径为R1=L，外半圆环的半径为R2=3L。AB入口处一粒子源能向磁场内发射出质量为（1）若粒子均以垂直AB的速度发射，要使粒子不从AB端射出，求粒子的最小入射速度；（2）若粒子均以垂直AB的速度发射，要使粒子均从CD射出，求粒子入射速度的大小；（3）若粒子从AB射入时，速度大小和方向可以改变，求从出口CD射出的粒子在磁场中运动的最长时间。15．如图所示，相距为L的两物块A和B（均可视为质点）静置于足够长的斜面上，斜面的倾角为θ=37∘。物块A的质量为m，物块B的质量为3m，物块A与斜面间没有摩擦，物块B与斜面间的动摩擦因数μ=0.5。同时由静止释放A、B，此后（1）第一次碰撞后瞬间A、B的速度大小；（2）在第一次碰撞后到第二次碰撞前的过程中，A、B之间的最大距离；（3）从静止释放物块A、B开始到第n次碰撞前的过程中，物块B与斜面间因摩擦所产生的热量。

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A．普朗克的黑体辐射理论指出，黑体辐射的能量是量子化的（一份一份的），并非连续的，故A错误；B．衍射是波的特有现象，电子束穿过铝箔后的衍射图样，直接揭示了电子的波动性，证明了实物粒子具有波粒二象性，故B正确；C．光电效应揭示了光的粒子性，但证明光子具有动量的是康普顿效应（X射线散射时动量守恒），故C错误；D．康普顿在研究石墨对X射线散射时，发现X射线中除了原波长的外，还有波长大于原波长的射线成分，故D错误。故答案为：B。

【分析】结合黑体辐射的量子化特性、波粒二象性的实验证据（衍射、光电效应、康普顿效应），逐一分析选项。2．【答案】D【解析】【解答】规定竖直向上为正方向，则该简谐运动的位移公式为y=A当t=T8所以小球从最高点向下运动的距离d=A−故答案为：D。

【分析】将木块的振动视为简谐运动，先确定其位移公式，再代入时间计算位置，进而求出运动距离。3．【答案】D【解析】【解答】A．根据开普勒第三定律，卫星的轨道半长轴越大，周期越大，在椭圆轨道上运动的周期大于在圆轨道上运动的周期，故A错误；B．设题中圆轨道为圆轨道Ⅰ，假设以椭圆轨道Q点到地心的距离为半径，构建圆轨道Ⅱ，椭圆轨道中的Q点进入圆轨道Ⅱ时，是离心运动，需要加速，故椭圆轨道中的Q点的速度小于圆轨道Ⅱ中运动时的速度，而圆轨道Ⅰ的半径小于圆轨道Ⅱ，故圆轨道Ⅰ中运动时的速度大于圆轨道Ⅱ中运动时的速度，则在椭圆轨道中的Q点的速度小于在圆轨道Ⅰ中运动时的速度，故B错误；C．巡天空间望远镜在P点由圆轨道变为椭圆轨道是离心运动，需要加速，故C错误；D．卫星从圆轨道运动到椭圆轨道需要加速，所以在椭圆轨道运动时的机械能大于在圆轨道上运动时的机械能，故D正确。故答案为：D。

【分析】结合开普勒定律、天体运动的变轨原理（离心/近心运动）、机械能变化（加速/减速对应能量增减），逐一分析选项。4．【答案】C【解析】【解答】A．图(a)中，光电子从金属M（a端）射出，向金属N（b端）运动，而电流方向与电子运动方向相反，因此电流方向是从b到a，并非a到b，故A错误；B．根据动能定理−eU=0−12mv2，U增大，到达N极板电子数减少，电流表的读数减小，故BD．由于电子受静电力方向水平向左，加速度恒定，其方向与电子速度方向间的夹角为钝角（当电子的速度方向沿金属板M板面方向时，静电力方向与电子速度方向间的夹角为直角，该方向射出的电子是不会在两板间做直线运动），故电子在两板间均做匀变速曲线运动，不是匀减速直线运动，只有垂直板面射出的电子在板间才做匀减速运动，故D错误；故答案为：C。

【分析】结合光电效应中光电子的运动、电场力做功与动能变化的关系，分析电流方向、电流随电压的变化规律。5．【答案】C【解析】【解答】ABC．质点P在0∼t0时间内先加速后减速运动，t0时刻距离原点最远，t0∼2t0时间内反向先加速后减速运动，2t0时刻回到原点，且速度减为零；质点Q在0∼D．a∼t图像的面积表示速度变化量，t02∼32故答案为：C。

【分析】分别分析质点P（速度-时间正弦曲线）和质点Q（加速度-时间正弦曲线）的运动过程，结合“v-t图像面积表示位移”“a-t图像面积表示速度变化”的规律，判断各选项。6．【答案】B【解析】【解答】人下落整个过程，根据动量定理有mgt−IF=0，解得故答案为：B。

【分析】对人下落的全过程应用动量定理，结合“F-t图像的面积表示冲量”的规律，直接计算阴影部分面积。7．【答案】B【解析】【解答】A．由θ=0时，Bay+Bb=6T,Bb=4T，则导线CD．导线b移动过程中，Bb与Ba的夹角从π4到5故答案为：B。

【分析】结合磁感应强度的叠加原理，分析导线a、b在O点产生的磁场分量，通过特殊角度的磁场分量确定导线a的位置。8．【答案】C,D【解析】【解答】A．红光的频率比绿光的频率小，则红光的折射率小于绿光的折射率，在PQ面，入射角相同，根据折射定律n=可知绿光在PQ面的折射角较小，结合图示，根据几何关系可知绿光比红光更靠近N点，故A错误；B．在MN面上，根据对称性和光路可逆原理可知，出射光线与法线间的夹角均为θ，故出射光线与界面的夹角相等，故B错误；C．根据全反射临界角与折射率的关系有sinC=1n，由于红光的折射率小于绿光的折射率，可知红光发生全反射的临界角较大，θ逐渐增大时，折射光线与NPD．在PQ面，光是从光疏介质到光密介质，无论θ多大，在PQ面都不可能发生全反射，故D正确。故答案为：CD。

【分析】结合折射定律、全反射临界角公式，分析红绿两光的折射、全反射现象，逐一判断选项。9．【答案】A,D【解析】【解答】A．两球运动时间相同，水平方向位移相同，1、2两球水平方向速度相等，v0=v2cosB．对球1，mg−Eq=m对球2，mg+Eq=m据Δv=aΔtC．电场力对球1做负功，对球2做正功，球1机械能减少，球2机械能增加，两球机械能变化量不同，故C错误。D.1、2两球运动时间为t，竖直方向1解得t=相遇时球1速度v1球2速度v2'，v2故答案为：AD。

【分析】结合电场力与重力的合力分析加速度，利用水平位移相等确定初速度关系，再通过竖直位移关系计算运动时间，最终分析速度、机械能等物理量。10．【答案】B,C【解析】【解答】A．当A1A2运动到x=0之前，金属框D1D2边切割磁感线，框中产生逆时针的感应电流，由左手定则，D1D2边受到向左的安培力，框匀速运动，由平衡条件可知，外力F向右；A1A2由x=0运动到x=1B．A1A2运动到x=12d，B正确；C．D1D2在x=0至x=d区间运动过程中，只有由表达式可知，产生正弦交流电，等效于面积为S的线圈在匀强磁场中做匀速圆周运动，转动角速度ω=由感应电动势最大值E解得S=x=0至x=d区间相当于绕圈由中性面转动角度0∼π，磁通量变化量ΔΦ金属框与导轨接触的两条边短路，故框中总电阻为2R，故感应电动势的平均值E感应电流的平均值I流过金属框横截面的电荷量q=x=0至x=2d区间，磁通量变化大小与x=0至x=d区间相同，故流过金属框横截面的电荷量大小也相等。故D1D2运动到x=2dD．D1D2在x=0至则有效值E回路中产生的焦耳热QD1D2在x=d至同理，回路中产生的焦耳热QD1D2在x=2d至x=3d区间运动过程中，A1A2边切割磁感线，产生感应电流与D1故答案为：BC。

【分析】结合电磁感应（动生电动势）、安培力平衡、电荷量计算（总q=ΔΦ11．【答案】（1）上端；14.91（14.91～14.93均可）（2）187.5（3）无【解析】【解答】（1）为了方便读出弹簧的长度，零刻度应与弹簧的上端对齐。由图乙可知该刻度尺的最小分度值为1 mm，估读到分度值的下一位，则弹簧的长度L0=14.91（2）根据胡克定律，结合F−x图像可知，弹簧的劲度系k=ΔF（3）本实验由于是竖直悬挂测弹簧原长，之后悬挂重物做实验，所以对测量结果没有影响。

故答案为：无

【分析】（1）刻度尺与原长：通过实验操作逻辑确定刻度尺对齐端，直接读取指针位置得到原长。

（2）劲度系数：利用胡克定律，结合F-x图像的斜率计算劲度系数。

（3）自重影响：分析伸长量的定义（实际长度减原长），原长已包含自重的伸长，故自重不影响劲度系数测量。12．【答案】（1）R1；（2）减小；调小；偏大【解析】【解答】（1）①气敏电阻Rq随甲醛浓度η变化的曲线可知，甲醛浓度为0时气敏电阻大约为500Ω，根据所给器材参数及伏安法测电阻的原理，电流表应采用内接电路，滑动变阻器采用分压式接法，滑动变阻器的阻值越小调节越方便，故选择②实物连接如图：

故答案为：①R1；②

（2）①随着甲醛浓度的增加，气敏电阻变大，气敏电阻分压变大，电阻箱上分压减小，故电压表的示数逐渐减小。②当甲醛浓度更低时，Rq更小，要求此时电阻箱两端的电压仍为1 V，分压不变，则③甲醛浓度越高电阻越大对应电压表示数越小，使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，电路中的电流将变小，电压表的示数将偏小，故其甲醛浓度的测量结果将偏大。

故答案为：①减小；②调小；③偏大

【分析】（1）电路设计：根据气敏电阻阻值特点选择滑动变阻器接法（分压式）和电流表接法（内接法），完成电路连接。

（2）动态分析：通过电阻变化分析分压变化，确定电压表示数趋势；结合分压要求调节电阻箱；分析电源参数变化对测量结果的影响。（1）①[1]气敏电阻Rq随甲醛浓度η变化的曲线可知，甲醛浓度为0时气敏电阻大约为500Ω，根据所给器材参数及伏安法测电阻的原理，电流表应采用内接电路，滑动变阻器采用分压式接法，滑动变阻器的阻值越小调节越方便，故选择②[2]实物连接如图：（2）①[1]随着甲醛浓度的增加，气敏电阻变大，气敏电阻分压变大，电阻箱上分压减小，故电压表的示数逐渐减小。②[2]当甲醛浓度更低时，Rq更小，要求此时电阻箱两端的电压仍为1 V，分压不变，则③[3]甲醛浓度越高电阻越大对应电压表示数越小，使用一段时间后，由于电源的电动势略微变小，内阻变大，电路中的电流将变小，电压表的示数将偏小，故其甲醛浓度的测量结果将偏大。13．【答案】（1）解：对变压器，由U解得U则副线圈的电流有效值为I（2）解：初始时h=23H，假设活塞刚好到达汽缸口时，气体温度为解得T此后气体体积不再变化，由查理定律得p活塞上升至汽缸口前做等压变化，对活塞，有p联立解得p1=可知汽缸内气体温度缓慢升高到3T0，汽缸内气体的压强为【解析】【分析】（1）变压器电流：利用理想变压器的电压比公式求副线圈电压，再结合欧姆定律计算电流。

（2）气体压强：分“等压变化（盖-吕萨克定律）+等容变化（查理定律）”两步，结合气缸的几何关系与气体实验定律，推导最终压强。（1）对变压器，由U解得U则副线圈的电流有效值为I（2）初始时h=23H，假设活塞刚好到达汽缸口时，气体温度为解得T此后气体体积不再变化，由查理定律得p活塞上升至汽缸口前做等压变化，对活塞，有p联立解得p1=可知汽缸内气体温度缓慢升高到3T0，汽缸内气体的压强为14．【答案】（1）解：当粒子从A点垂直射入，从B点射出时，入射速度最小，设最小入射速度为v1，则洛伦兹力提供圆周运动的向心力，则有q联立解得v（2）解：若粒子均以垂直AB的速度发射，要使粒子均从CD射出，则A、 B处入射粒子的轨迹如图所示，设粒子入射速度的大小为v同理，洛伦兹力提供圆周运动的向心力则有q解得v（3）解：粒子运动轨迹对应的圆心角越大，粒子在磁场中运动的时间越长，粒子运动轨迹如图所示，设粒子在磁场中运动的周期为T，最长时间为tmax，粒子轨迹如图所示，设此时粒子的轨迹半径为r3由牛顿第二定律，则有q其运动周期T=由几何知识可知sin从出口CD射出的粒子在磁场中运动的最长时间为t解得t【解析】【分析】（1）最小速度：通过“轨迹与外半圆相切”的几何关系确定轨迹半径，结合洛伦兹力向心力公式求解速度。

（2）CD射出速度：利用“轨迹与内、外半圆同时相切”的几何关系求轨迹半径，再结合向心力公式计算速度。

（3）最长时间：分析磁场区域内轨迹的最大圆心角，结合周期公式计算最长运动时间。（1）当粒子从A点垂直射入，从B点射出时，入射速度最小，设最小入射速度为v1，则洛伦兹力提供圆周运动的向心力，则有q联立解得v（2）若粒子均以垂直AB的速度发射，要使粒子均从CD射出，则A、 B处入射粒子的轨迹如图所示，设粒子入射速度的大小为v同理，洛伦兹力提供圆周运动的向心力则有q解得v（3）粒子运动轨迹对应的圆心角越大，粒子在磁场中运动的时间越长，粒子运动轨迹如图所示，设粒子在磁场中运动的周期为T，最长时间为tmax，粒子轨迹如图所示，设此时粒子的轨迹半径为r3由牛顿第二定律，则有q其运动周期T=由几何知识可知sin从出口CD射出的粒子在磁场中运动的最长时间为t解得t15．【答案】（1）解：对A由牛顿第二定律，mg解