2024~2025学年湖南省华大新高考联盟高三（下）名校模拟物理试卷
一、单选题：本大题共6小题，共24分。
1.截至2024年，我国核电在运在建规模升至世界第一。已知两个氘核发生的核反应方程为，铀核裂变的核反应方程为。根据如图所示的比结合能曲线，下列说法正确的是( )
A. 2个的结合能为2MeV，2个结合成一个时能够放出7MeV的能量
B. 一个重核如可以分裂为两个中等质量的核，质量数不守恒，重核的比结合能小于两个中等质量核的比结合能，所以反应放出能量
C. 重核裂变和轻核聚变都会放出能量，且质量守恒，电荷守恒
D. 比结合能越大的原子核结构越稳固
2.甲、乙两车在公路上行驶的图像如图所示。已知时两车相遇，乙车图像轨迹由多段四分之一圆弧构成，则( )
A. 在时，甲、乙两车再次相遇
B. 甲车做匀变速运动，乙车做加速运动，做减速运动
C. 8s内甲、乙两车的平均速度相同
D. 两车相距的最大距离为
3.已知光在介质中传播时一定沿用时最短的路径传播，遵循折射定律，即，其中、是光在两种介质中的速度。如图所示，光从介质中A点射入到达坐标原点，再从介质中B点射出，已知，则光在介质1中入射角的正弦值为( )
A. B. C. D.
4.一列简谐横波沿x轴负方向传播，时的波形图如图所示，已知波的周期，P、Q两质点平衡位置的坐标分别为，。则此后P、Q两质点第一次位移相同的时刻是( )
A. B. C. D.
5.如图，宇宙中某双星系统是由质量分别为与的两颗恒星组成，它们绕共同的圆心O做匀速圆周运动且保持相对稳定。不考虑其他星球对该双星系统的影响，将每颗星与O点的连线在相同时间内扫过的面积与其运行速率的比值定义为“面积速率”。下列说法正确的是( )
A. 两星运动的轨道半径与质量成反比 B. 两星的动量大小与质量成正比
C. 两星的动能与质量成正比 D. 两星的“面积速率”与质量成正比
6.在真空中有一平行板电容器，两极板正对面积为S，两极板间距为d，电容器充电结束后带电荷量为Q，断开与电源的连接，忽略电容器极板边缘效应，设两极板之间是匀强电场，则下列说法正确的是( )
A. 两极板间引力大小为
B. 两极板间引力大小为
C. 若将两极板间距增大，则外力克服电场力做功
D. 若将两极板间距增大，则外力克服电场力做功
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
7.如图所示，有n个质量均为m的相同小球保持一定间距放在光滑的水平面上，且它们排列成一条直线，在左边有一质量为2m的小球M以初速度v向右运动，各球之间的碰撞均为弹性碰撞，每次最右边小球被碰走时，M恰好与小球1发生碰撞，经过若干次碰撞后所有小球均向右做匀速直线运动，则下列说法正确的是( )
A. 小球n做匀速运动的速度为
B. 小球1做匀速运动的速度为
C. 所有小球向右做匀速直线运动时，碰撞总次数为
D. 所有小球向右做匀速直线运动时，碰撞总次数为
8.如图甲所示，质量为的长木板B放在水平面上，质量为的物块A放在木板上，开始物块与木板均处于静止状态。现用水平外力F作用在物块上，当 F从0开始逐渐增大时，物块与木板运动的加速度 a随F变化的图像如图乙中实线所示，图中上段倾斜直线的延长线与横轴交于。已知物块始终没有离开木板，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取。下列说法正确的是( )
A. 木板与水平面间的动摩擦因数为 B. 小物块与木板间的动摩擦因数为
C. 图乙中 D. 图乙中
9.如图为某同学在学校操场练习投铅球。已知铅球出手时离地面高度为h，初速度大小为，方向斜向上，与水平方向的夹角为，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. 铅球在空中运动过程中，相等时间内速度的变化不相同
B. 在范围内，越大，铅球在空中运动过程中重力的平均功率越小
C. 当时，铅球的水平射程最大
D. 铅球的最大水平射程为
10.如图所示，在光滑的水平面上建立平面直角坐标系，在第一象限内存在垂直纸面向外的磁场，磁感应强度，x为横坐标值，现施加外力使一边长为L、质量为m、电阻为R的正方形线框ABCD沿x轴从原点以速度向右做匀速直线运动，则下列说法正确的是( )
A. 线框中的电动势为
B. 若线框变成一个面积为S的正三角形，则电动势为
C. 若不施加外力，给线框一个初速度，则其运动的最大位移为
D. 若不施加外力，给线框一个初速度，则通过线框的最大电荷量为
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.某同学用如图甲所示的装置做“探究单摆的摆长与周期的关系”实验。在固定的拉力传感器挂钩上系一不可拉伸的细线，细线另一端系一小钢球。
利用拉力传感器记录拉力随时间变化的关系如图乙所示，则该单摆的周期 保留两位有效数字。
①多次改变细线长度L，测量单摆的周期T。根据实验数据，利用计算机作出周期与摆线长度的关系图线如图丙所示;测出直线的斜率为k，直线在纵轴上的截距为b，则当地的重力加速度 ，小球的半径为 均用k、b与常数表示。
②若该同学准确测量了摆长l和周期T，但在实验过程中单摆的最大摆角超过了，则按单摆的周期公式得出的重力加速度的测量值将 填“偏大”“偏小”或“不变”已知单摆在最大摆角时的周期可近似为为大于0的常数。
12.伏安法测电阻是重要的测量电阻的方法。
常规测量方法如图甲所示，无论将P接a还是接b，考虑到电表内阻的影响，该实验都有系统误差，将P接b时，该误差产生的原因是 ，此时待测电阻的测量值 填“>”“=”或“<”真实值。
①小杨同学改进了测量原理测量待测电阻，电路图如图乙所示。其中A电源的电动势和内阻未知，B电源的电动势为，G为灵敏电流计零刻度线在表盘正中央，当闭合开关和时，调节滑动变阻器，使得灵敏电流计指针不偏转，则此时a点的电势和b点的电势的关系为 填“>”“=”或“<”。
②已知灵敏电流计的电流方向从b到d时，电流计指针向右偏转，当闭合开关和时，电流计指针向左偏转，则要使电流计指针指在正中央，应 填“增大”或“减小”。
③某次测量时，当电流计的读数为0时，电流表的读数为I，则待测电阻为 。
④若电源B的内阻不能忽略，则待测电阻的测量值 填“>”“=”或“<”真实值。
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.如图为某学校的气膜体育馆，馆内空气压强高于馆外空气压强，通过自动充气装置将馆内外气压差维持在，这种气压差对人体是安全的，且有利于营造馆内的富氧环境，对运动者的健康有益。已知馆内空间体积为V，空气温度且保持不变，馆外大气压强为，假设空气可看作理想气体，标准状态下空气的摩尔体积为，阿伏伽德罗常数为。某次充气后到下次充气前，求：
漏掉空气的质量与馆内原有空气质量之比。
漏掉空气分子的总个数。
14.如图所示，在纸面内建立平面直角坐标系，在第一象限的部分区域分布有方向垂直纸面向里、磁感应强度大小的有界匀强磁场图中未画出，磁场的左边界与y轴重合，磁场的右边界与曲线其中，单位：相切。从y轴上的A点沿x轴正方向射入许多质量均为、电荷量均为的带正电粒子，不计粒子的重力及相互作用力，已知所有粒子均垂直磁场左边界射出，取。求：
粒子在磁场中运动的时间。
磁场区域的最小面积S。
速率最大的粒子从A点到达磁场右边界时动量改变量的大小。
15.如图所示，界面PQ的左侧有匀强电场，电场强度大小，方向水平向右。质量、电荷量的小滑块大小忽略不计放在一两端有固定弹性挡板挡板厚度不计的木板上，它与木板间的动摩擦因数，木板的质量为，木板与水平地面间的动摩擦因数，板长，木板的右端距电场边界PQ的距离，重力加速度g取，滑块与挡板间发生的碰撞为弹性碰撞，且时间极短，可忽略不计，碰撞过程中滑块的电荷量不变。求：
滑块与挡板第一次碰撞前滑块的速度。
滑块与挡板第二次碰撞后滑块的速度。
木板停止运动时木板的总位移。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】由比结合能曲线可知的结合能为4MeV，而一的结合能为28MeV，即结合成一时能够放出24 MeV的能量，选项A错误;
一个重核可以分裂为两个中等质量的核，质量数守恒，重核的比结合能小于两个中等质量核的比结合能，所以反应放出能量，选项B错误;
重核裂变和轻核聚变都会放出能量，且质量数守恒，电荷数守恒，比结合能越大的原子核结构越稳固，选项C错误，D正确。
2.【答案】C
【解析】根据图像的面积表示位移可以知道，在时，甲、乙两车并不相遇，选项A错误;
甲车做匀变速运动，乙车做加速度增大的加速运动，做加速度减小的加速运动，选项B错误;
由平均速度的定义可知，8s内两车平均速度相同，选项C正确;
两车相距最远的时刻分别在0、4 s、8s时刻，最大距离为，选项D错误。
3.【答案】C
【解析】光的折射定律为，其中是入射角，是折射角，、是光在两种介质中的速度。本题中已知，需要通过几何关系找出入射角和折射角的正弦值与已知坐标的关系来求解。设入射角为，折射角为。根据几何关系，设A点坐标为，B点坐标为，由图可知，，
，因为，所以，故选C。
4.【答案】D
【解析】【解析】由题意可知波速为，当的波谷传播到PQ中点时，P、Q两质点的位移第一次相同，则所需时间为，选项D正确。
5.【答案】A
【解析】双星系统中两星绕O点做圆周运动的周期T与角速度均相等，设两星做圆周运动的半径分别为、，由万有引力F提供向心力有，可得，选项A正确;
两星运动的线速度大小之比为，可得，即两星的动量大小相等，选项B错误;
由可知两星的动能与质量成反比，选项C错误;
在相同时间t内，两星相对圆心O转过的角度为，与O点的连线扫过的面积为，则“面积速率”，故两星的“面积速率”之比为，选项D错误。
6.【答案】C
【解析】【解析】平行板电容器的电容，平行板电容器充电结束后内部为匀强电场，电场强度，这里电场强度E为正极板和负极板分别产生的电场强度的矢量和，因为正、负极板在电容器内部产生的电场强度大小相等、方向相同，所以正负极板产生的电场强度，则两极板间引力大小为，选项AB错误;
电容器充电结束后极板间电场强度与间距无关，所以将两极板间距增大，则外力克服电场力做功，选项C正确，D错误。
7.【答案】BC
【解析】A.M与小球1发生弹性碰撞，根据动量守恒和能量守恒，联立解得，。小球质量相同且弹性碰撞交换速度，所以小球n速度，A错误。
B.M与小球1第二次碰撞时，小球1静止，再由弹性碰撞知识，，，解得，。以此类推，小球1匀速运动速度为，B正确。
n号小球被碰走，碰撞次数为号小球被碰走，碰撞次数为号小球被碰走，碰撞次数为号小球被碰走，碰撞次数为1。
根据等差数列求和公式这里，，总碰撞次数为，C正确，D错误。
8.【答案】AD
【解析】由题图乙知，当时，物块与木板开始运动，有，可得，选项A正确;
当外力时，物块与木板开始相对滑动，此时物块与木板的加速度大小均为，对木板有，可得，选项B错误;
对小物块有，可得，选项C错误;
当时物块与木板相对滑动，对物块有，
可得，则，
可得，选项D正确。
9.【答案】BD
【解析】铅球在空中运动时只受重力作用，相等时间内速度的变化相同，选项A错误;
铅球在空中运动时间为t，在竖直方向上有，可知越大时t越大，重力的平均功率越小，选项B正确;
由机械能守恒定律可得铅球落地时速度大小，作出铅球的初速度、末速度v及速度的变化量的矢量关系图如图，
速度矢量三角形面积，由于与v大小一定，当时S最大，铅球水平射程x有最大值，此时，，选项C错误，D正确。
10.【答案】AB
【解析】由题意可知BC边所处位置磁感应强度总比AD边所处位置磁感应强度大kL，则由法拉第电磁感应定律得，线框中电动势为，选项A正确;如图所示，
假设线框是任意形状的封闭曲线，把曲线在纵向平均分割成无数个条状面元，每个面元的高度为，任意选择一个矩形ABCD，则这个矩形中产生的感应电动势为
，上式中的正好是面元的面积，所以再将它求定积分后就是线框的面积，在随位移均匀变化的磁场中，线框在匀速运动时产生的感应电动势与线框的面积成正比，比例系数为，选项B正确;结合AB选项的分析可知当线框速度为v时，电路中的电动势为，由闭合电路欧姆定律知，AD边与BC边受到安培力的差值为，对线框，由动量定理得，整理后得，选项C错误;结合上面分析可知当线框速度为v时，设电路中电流为I，AD边与BC边受到安培力的差值为，对线框用动量定理得，整理后得，选项D错误。
11.【答案】；；偏小
【解析】解：单摆摆动过程中，每次经过最低点时拉力最大，每次经过最高点时拉力最小，拉力变化的周期为，故单摆的摆动周期。
设小球半径为r，单摆的摆长，由单摆的周期公式得，故，，
可得，。
单摆在最大摆角时，，可知g的测量值偏小。
12.【答案】电流表分压；> ；增大；=
【解析】图甲中“P 接 b”时所用的是“内接法”，此时误差的根源正是电流表有内阻并且与待测电阻串联，造成了“电流表分压”。简而言之，电流表并未真正做到“只测电流不分电压”，从而导致系统误差，由欧姆定律知此时待测电阻的测量值>真实值。
①当灵敏电流计的读数为0时，说明，但由于电流是自a 端经待测电阻 R 流向 b 端，故
②灵敏电流计从b 到d时指针向右偏，现实际却向左偏即电流从d到，说明d点电势偏高。要使电流计回到中央零点，就需“降低”d点电势，故电压要减小，应增大。
③电流计读数为0时，待测电阻上的电压为，通过待测电阻的电流为I，故待测电阻为
④若电源B具有内阻但此时又无电流流出因G无偏转，则内阻上没有电流通过，也就没有内电压降，测得 R 仍等于其真实值，所以待测电阻的测量值=真实值。
13.【答案】解：某次充气后，馆内气压为，下次充气前，馆内气压为，由玻意耳定律有，则漏掉空气的质量与馆内原有空气质量之比，解得；
标准状态下温度，设漏出的空气体积为，有，漏掉空气分子的总个数，解得。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】由于所有粒子均垂直磁场左边界射出，可知粒子在磁场中做半个圆周运动。根据周期公式，将，，代入可得：，粒子在磁场中运动的时间，即；
速率最大的粒子在磁场中运动到磁场右边界，其轨迹圆与曲线相切。设此粒子的轨迹圆半径为 r，轨迹方程为，又，可得，由于两曲线相切， y只有一解，则，可得，则磁场区域的最小面积为，解得；
如图甲，速率最大的粒子的轨迹圆与曲线的切点为。
由知速率最大的粒子轨迹圆半径，代入轨迹方程求得C点的横坐标为，粒子从A点运动到C轨迹圆心角满足，，由Bqv，得，
如图乙，由矢量运算法则知，此过程中粒子动量改变量大小为
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：滑块与挡板第一次碰撞前，设其速度为，根据动能定理得
解得
滑块与挡板第一次碰撞过程有，
，
解得，
碰后对m分析有，解得，
对M分析有，解得
M、m共速的过程有，
解得
M、m共速的速度。M、m共速后，对m分析得，解得，对M分析得，解得共速前后M与m的相对位移大小相等，得，解得滑块将与挡板发生第二次碰撞前，m的速度，M的速度滑块与挡板第二次碰撞过程有，解得，即第二次碰撞后滑块的速度为。
作出图像如图所示，滑块与挡板第一次碰撞到与挡板发生第二次碰撞过程中的位移同理可得滑块与挡板第二次碰撞到与挡板发生第三次碰撞过程中的位移
同理可得滑块与挡板第n次碰撞到与挡板发生第次碰撞过程中的位移，滑块与挡板第次碰撞到与挡板发生第次碰撞过程中的位移，故挡板运动位移为后，M、m以相同速度一起匀速运动到界面PQ，m出电场后，解得长木板停止运动时木板的总位移
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
