【物理】湖北省咸宁市崇阳县第二中学2025-2026学年高三上学期12月考试试卷(解析版)

湖北省咸宁市崇阳县第二中学2025-2026学年高三上学期12月考试物理试卷本试题卷共6页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。注意事项：1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。一、选择题（本题共10小题，每题4分，共40分。其中第1-7题为单选题，第8-10题为多选题。全对4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分)1.1910年卢瑟福指导马斯登和盖革完成了α粒子散射实验，下列有关该实验的说法正确的是（）A.大角度偏转的α粒子轨迹为抛物线B.反向弹回的α粒子的运动具有对称性C.实验证明原子核由质子和中子组成D.实验证明电子对α粒子的运动影响很大【答案】B【解析】A．α粒子受力的大小和方向都发生变化，所以其轨迹不是抛物线，故A错；B．反向弹回的α粒子在同一位置受力大小、方向均相同，所以其运动具有对称性，故B正确；C．粒子散射实验证明了原子的核式结构，不能说明原子核的组成，故C错；D．实验证明α粒子运动的改变是受原子核的影响，而电子对其影响忽略不计，故D错。故选B。2.关于对机械振动和机械波的理解，下列说法正确的是（）A.质点做简谐运动的加速度恒定B.机械波可在真空中传播C.机械波由空气进入水中，机械波的周期变大D.做简谐运动的质点在半个周期内通过的路程一定等于振幅的2倍【答案】D【解析】A．简谐运动受到的回复力为，该回复力为变力，简谐运动的加速度是变化的，是变加速运动，A错误；B．机械波的传播需要介质，因此不能在真空中传播，B错误；C．机械波从一种介质传到另一种介质时，波的频率不变，周期不变，C错误；D．质点在半个周期内通过的路程一定等于振幅的2倍，D正确。故选D。3.如图所示，A、B两小球从相同高度同时水平抛出，经过时间t在空中P点相遇，若仍然同时将两球水平抛出，只是抛出的速度均增大一倍，则两球从抛出到相遇所需时间t′、相遇点P′的描述中正确的是（）A.t′=t，P′点与P点重合B.t′，P′点与P点重合C.t′，P′点在P点正上方D.t′，P′点在P点正下方【答案】C【解析】两球同时水平抛出，均做平抛运动，竖直方向上做自由落体运动，相等时间内下降的高度相同，所以两球始终在同一水平面上。当A、B两小球以相同的水平速度v抛出时，有x=vt+vt=2vt，hgt2当两球的速度均增大一倍时，有x=2vt′+2vt′=4vt′，h′g对比可得t't，h'h则P′点在P点正上方。故选C。4.为了研究某种透明新材料的光学性质，将其压制成半圆柱形，如图甲所示。一束激光由真空沿半圆柱体的径向与其底面过O的法线成角射入，CD为光学传感器，可以探测光的强度，从AB面反射回来的光强随角变化的情况如图乙所示。现在将这种新材料制成的一根光导纤维束弯成半圆形，暴露于空气中（假设空气中的折射率与真空相同），设半圆形外半径为R，光导纤维束的半径为r。则下列说法正确的是（）（，）A.该新材料的折射率B.该新材料的折射率C.图甲中若减小入射角，则反射光线和折射光线之间的夹角也将变小D.用同种激光垂直于光导纤维束端面EF射入，如图丙，若该束激光不从光导纤维束侧面外泄，则弯成的半圆形半径R与纤维束半径r应满足的关系为【答案】D【解析】AB．由题图乙知，当时发生全反射，则有故选项AB错误；C．图甲中若减小入射角，根据反射定律和折射定律可知反射角和折射角都减小，则反射光线和折射光线之间的夹角也将变大，故选项C错误；D．激光不从光导纤维束侧面外泄的临界条件是入射光在外侧面处发生全反射，临界光路如图所示，可得：，解得所以该束激光不从光导纤维束侧面外泄，则弯成的半圆形半径与纤维束半径应满足的关系为，故选项D正确。故选D。5.如图所示，一块长度为a、宽度为b、厚度为d的金属导体，当加有与侧面垂直的匀强磁场B，且通以图示方向的电流I时，用电压表测得导体上、下表面M、N间电压为U，已知自由电子的电荷量为e。下列说法中正确的是（）A.导体的M面比N面电势高B.导体单位体积内自由电子数越多，电压表的示数越大C.导体中自由电子定向移动的速度为D.导体单位体积内自由电子数为【答案】D【解析】A．如图，电流方向向右，电子定向移动方向向左，根据左手定则判断可知，电子所受的洛伦兹力方向：向上，则M积累了电子，MN之间产生向上的电场，所以M板比N板电势低，A错误；B．电子定向移动相当长度为d的导体切割磁感线产生感应电动势，电压表的读数U等于感应电动势E，则有，可见，电压表示数仅由磁感应强度大小，横截面厚度以及粒子速度决定，当磁感应强度、导体厚度一定时，粒子速度越大，电压表示数越大。导体单位体积内自由电子数越多，若要电流一定，需要减小自由电子定向移动的速度，自由电子定向一定的速度越小，电压表的示数越小。B错误；C．由，得自由电子定向移动的速度为，C错误；D．电流的微观表达式是则导体单位体积内的自由电子数，，，代入得D正确。故选D6.如图所示，半径为R、圆心在O点的绝缘光滑圆环固定在竖直面内，环上套着一个质量为m的带正电小球，两个等量异种点电荷分别固定在圆环平面内过O点的水平虚线上E、F两点，且EO=FO>R。小球以初速度v0从A点开始沿逆时针方向运动，不考虑小球的运动对两个点电荷形成的电场的影响，小球可视为质点，重力加速度大小为g。下列判断正确的（）A.在A、C两点，小球所受电场力不同B.从A经B到C点，小球的电势能先减小后增大C.从B经C到D点，电场力对小球先做正功后做负功D.在C点，小球对圆环的作用力大小为【答案】D【解析】A．根据等量异种电荷连线中垂线上的电场分布可知，AC两点的场强相同，可知在A、C两点，小球所受电场力相同，A错误；B．从A经B到C点，电场力对小球先做负功，后做正功，可知小球的电势能先增大后减小，B错误；C．从B经C到D点，电场力对小球一直做正功，C错误；D．根据对称性，从A到C的过程中，电场力对小球做功为零，只有重力做功，由动能定理可得在C点由牛顿第二定律有由牛顿第三定律可得小球对圆环的作用力大小为故D正确。故选D。7.如图所示，两电阻不计的足够长导轨倾斜放置，导轨由上部的光滑部分和下部的粗糙部分组成，其中粗糙部分的动摩擦因数，空间有垂直导轨平面向上的匀强磁场，导轨上端接有电容器，一导体棒ab在时刻从光滑区域由静止释放。时刻导体棒开始进入导轨的粗糙部分，导体棒运动过程中与导轨接触良好，则电容器所带电荷量q，ab棒中安培力的冲量I，ab棒的速度v，ab棒克服安培力做功W与时间t的关系图像正确的是（）A. B.C. D.【答案】A【解析】在光滑区域，导体棒切割磁感线，产生电动势所以产生的电荷量则电流大小为所以该区域安培力的大小可表示为则安培力的冲量则克服安培力做功根据牛顿第二定律有解得，它是一个常数说明在这段时间内，ab棒的速度v与时间t成正比，电容器所带电荷量q与时间t成正比，ab棒中安培力的冲量I与时间t成正比，ab棒克服安培力做功W与时间成正比在粗糙区域，根据牛顿第二定律有解得，说明粗糙区域内做匀速直线运动说明在之后，ab棒的速度v恒定，电容器所带电荷量q恒定，ab棒中安培力的冲量I与时间t成正比，ab棒克服安培力做功W恒定，故选A。8.“天问一号”火星探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发射到火星，地球轨道和火星轨道近似看成圆形轨道，霍曼转移轨道是一个在近日点M和远日点P分别与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示）。“天问一号”在近日点短暂点火后进入霍曼转移轨道，接着沿着这个轨道运行直至抵达远日点，然后再次点火进入火星轨道。已知引力常量为G，太阳质量为m，地球轨道和火星轨道半径分别为：r和R，地球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方向。若只考虑太阳对“天问一号”的作用力，下列说法正确的是（）A.“天问一号”分别运行到地球轨道上和霍曼转移轨道上M点时的速率相等B.“天问一号”在霍曼转移轨道上P点的加速度和在火星轨道上P点的加速度相等C.两次点火之间的时间间隔为D.“天问一号”在霍曼转移轨道上P点需要减速进入火星轨道【答案】BC【解析】A．“天问一号”地球轨道到霍曼转移轨道时，需在M点点火加速，所以“天问一号”运行到地球轨道上M点时的速率小于霍曼转移轨道上M点时的速率，故A错误；B．在P点受到的万有引力相等，根据牛顿第二定律可知，加速度大小相等，故B正确；C．探测器在地球轨道上由万有引力提供向心力有由开普勒第三定律得两次点火之间时间为联立可得，故C正确；D．“天问一号”在霍曼转移轨道上P点需要加速进入火星轨道，故D错误；故选BC。9.随着节能减排的推进，水力发电站将代替部分火力发电站而成为发电主力。某水电站的电能输送示意图如图甲所示，升压变压器原、副线圈的匝数比为，升压变压器原线圈输入电压随时间的变化规律如图乙所示，降压变压器的副线圈电压为220V，发电机的输出功率为110kW，升压、降压变压器均为理想变压器，两者之间的输电线路的总电阻为，下列说法正确的是（）A.升压变压器副线圈的输出电压为2200VB.降压变压器原线圈的输入电压为2200VC.降压变压器原、副线圈的匝数比为D.用户消耗的电功率为99kW【答案】ACD【解析】A．由图乙可知，升压变压器原线圈输入电压的有效值根据，得升压变压器副线圈的输出电压，故A正确；B．输电线上的电流输电线上的电压损失降压变压器原线圈的输入电压，故B错误；C．降压变压器原、副线圈的匝数比，故C正确；D．输电线上的功率损失用户消耗的电功率为，故D正确。故选ACD。10.如图所示，两足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ水平放置，导轨间距为L，整个空间区域存在着磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场。两长度均为L、电阻均为R、质量均为m的金属导体棒a、b始终垂直于导轨，并与导轨保持良好接触，不计其他电阻。金属导体棒a、b中点间连接一处于原长状态的轻质绝缘弹簧。某时刻给导体棒b一瞬时冲量，使其获得水平向右的初速度v0，经过足够长的时间后，下列说法正确的是（）A.a、b两棒最终将以大小为的共同速度向右匀速运动B.a、b两棒最终都向右运动，但速度大小将周期性交替增减而不会共速C.a棒上产生的焦耳热最终为mvD.a棒上产生的焦耳热最终为mv【答案】AC【解析】AB．根据动量守恒有mv0＝2mv共，可得v共＝所以经过足够长的时间后，a、b两棒最终都将以大小为的共同速度向右匀速运动，A正确，B错误；CD．整个电路产生的焦耳热为a棒上产生的焦耳热最终为，故C正确，D错误。故选AC。二、实验题（满分20分，请将答案填写到答题卡相应位置）11.某小组同学做“用单摆测定重力加速度”实验。（1）除长约1m的细线、带铁夹的铁架台、有小孔的小球、刻度尺外，下列器材中，还需要_______。A.秒表 B.天平 C.弹簧测力计（2）为了提高实验的准确度，在实验中可改变几次摆长l并测出相应的周期T，从而得出几组对应的l和T的数值，以l为横坐标、T2为纵坐标作出T2—l图像如图所示，但同学们不小心每次都把小球直径当作半径来计算摆长，由此得到的T2—l图像应该是图中的_______（填“①”“②”或“③”），由图像可得当地重力加速度大小g=_______，由此得到的g值_______（填“偏小”“不变”或“偏大”）。【答案】（1）A（2）①；；不变【解析】【小问1】在实验中，需要测量单摆的周期，所以需要秒表。故选A。【小问2】由单摆周期可知则图像的斜率则重力加速度大小为但同学们不小心每次都把小球直径当作半径来计算摆长，则有由此得到的图像是题图中的①，由于图像的斜率不变，计算得到的g值不变。12.某实验小组通过实验研究一个标有“3V0.8W”小灯泡的伏安特性曲线，要求灯泡两端的电压由零逐渐增加，且尽量减小实验误差。已选用的器材除导线、开关外，还有：A．电池组（电动势为4.5V，内阻约1）B．电流表（量程为0~0.6A，内阻约为1）C．电压表（量程为0~3V，内阻约为3k）D．滑动变阻器（最大阻值20，额定电流1A）(1)实验电路应选用图甲中______（填字母代号）。(2)按照(1)中选择的电路进行连线，如图乙所示，其中应该去掉的导线是______（选填相应的字母）。(3)闭合开关前滑动变阻器的滑片应该置于最端______（选填“左”或“右”）。(4)以电压表的读数U为横轴，以电流表的读数I为纵轴，根据实验得到的多组数据描绘出小灯泡的伏安特性曲线，如图丙所示，由图可知：随着电压的增大，小灯泡的电阻______（选填“增大”或“减小”），其发生变化的原因是______。(5)如果将这个小灯泡接到电动势为1.5V、内阻为5的电源两端，电路接通后小灯泡两端的电压是________V。【答案】(1)D(2)c(3)左(4)增大；随着电压升高，灯丝电阻的温度升高，电阻增大(5)0.72（0.68～0.76均可）【解析】(1)由图可知，本实验应从零开始测量，故滑动变阻器应采用分压接法；由于灯泡内阻较小，因此应采用电流表外接法，故选择D电路；

(2)由图可知，电压表左侧分别接了两条导线，由于本实验应采用电流表外接法，故应将导线c去掉；

(3)由图可知，测量部分与滑动变阻器左侧并联，为了让电压从零开始调节，滑片开始时应置于最左端；

(4)I-U图象中图象的斜率表示电阻的倒数，则可知，随着电压的升高电阻增大；原因是灯丝电阻随温度的升高电阻率增大；

(5)在灯泡伏安特性曲线里作出电源的伏安特性曲线，如图所示，由图可知，小灯泡两端的电压约为0.72V；

三、解答题（本题共三小题，共40分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）13.如图所示，一端封闭、粗细均匀的U形玻璃管开口向上竖直放置，管内用水银将一段气体封闭在管中.当温度时，被封闭的气柱长，两边水银柱高度差，大气压强，求：(1)封闭气柱的压强；(2)为使左端水银面下降，封闭气体温度应变为多少？【答案】(1)60cmHg；(2)350K【解析】(1)封闭气柱的压强p1=p0－h解得p1=60cmHg(2)由理想气体状态方程＝，其中p2=p0－h+2h，解得T2＝350K14.如图所示，在竖直平面内建立一平面直角坐标系xOy，x轴沿水平方向，空间有一竖直向上的匀强电场，O、P是电场中的两点，坐标分别为（0，0）和（b，c）。两个质量均为m的小球A、B，小球A从O点沿x轴正方向发射。同时小球B从P点沿方向以相同速率发射，带正电的小球A的电荷量为q，小球B不带电