2025屆湖南省高三物理考前熱身訓練題4（較難適合尖子生）學校:___________姓名:___________班級:___________考號:___________注意事項：．答卷前，考生務必將自己的姓名、準考證號填寫在本試卷和答題卡上．．回答選擇題時，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑．如需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標號．回答非選擇題時，將答案寫在答題卡上．寫在本試卷上無效．．考試結束后，將本試卷和答題卡一并交回．一、選擇題：本題共6小題，每小題4分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1．物理學家通過對實驗的深入觀察和研究,獲得正確的科學認知,推動物理學的發展.下列說法符合事實的是()A．湯姆孫發現了電子,并提出了原子的核式結構模型B．盧瑟福用α粒子轟擊N獲得反沖核O,發現了質子C．查德威克發現了天然放射現象,說明原子核有復雜結構D．普朗克提出的“光子說”成功解釋了光電效應2．如圖所示,A、B、C三個物體放在旋轉圓臺上,它們與圓臺之間的動摩擦因數均為μ,A的質量為2m,B、C質量均為m,A、B離軸心距離為R,C離軸心距離為2R,則當圓臺旋轉時(設A、B、C都沒有滑動)()A．物體A的向心加速度最大B．物體B受到的靜摩擦力最大C．ω=是C開始滑動的臨界角速度D．當圓臺轉速增加時,B比A先滑動3．如圖所示,在距一質量為M、半徑為R、密度均勻的大球體表面R處有一質量為m的質點,此時大球體對質點的萬有引力為F,當從大球體中挖去一半徑為的小球體后(空腔的表面與大球體表面相切),剩下部分對質點的萬有引力為F,FF2為()A．21B．31C．54D．974．如圖甲所示為沿x軸傳播的一列簡諧橫波在t＝0．2s時刻的波形圖，兩質點P、Q的平衡位置分別位于x＝0．5m、x＝4m處，質點Q的振動圖像如圖乙所示。下列說法正確的是第1頁，共14頁甲乙A．t＝0時刻，質點P正沿y軸負方向運動B．質點P的振動方程為y＝5coscmC．從t＝0時刻至t＝0．15s時刻，質點P通過的路程為（20－5）cmD．當質點Q在波峰時，質點P偏離平衡位置的位移為－cm5．如圖所示，勻強電場中的六個點，，，，、F為正八面體的六個頂點。已知中點O的電勢為零，，，C三點的電勢分別為，，，則，F兩點的電勢分別為（）．，．，．，．，6．如圖，真空中有區域Ⅰ和Ⅱ，區域Ⅰ中存在勻強電場和勻強磁場，電場方向豎直向下(與紙面平行)，磁場方向垂直紙面向里，等腰直角三角形CGF區域(區域Ⅱ)內存在勻強磁場，磁場方向垂直紙面向外。圖中A、C、O三點在同一直線上，AO與GF垂直，且與電場和磁場方向均垂直。A點處的粒子源持續將比荷一定但速率不同的粒子射入區域Ⅰ中，只有沿直線AC運動的粒子才能進入區域Ⅱ。若區域Ⅰ中電場強度大小為E、磁感應強度大小為B，區域Ⅱ中磁感應強度大小為B，則粒子從CF的中點射出，它們在區域Ⅱ中運動的時間為t。若改變電場或磁場強弱，能進入區域Ⅱ中的粒子在區域Ⅱ中運動的時間為t，不計粒子的重力及粒子之間的相互作用，下列說法正確的是()A．若僅將區域Ⅰ中磁感應強度大小變為2B，則t＞t0B．若僅將區域Ⅰ中電場強度大小變為2E，則t＞t0C．若僅將區域Ⅱ中磁感應強度大小變為B，則t＝D．若僅將區域Ⅱ中磁感應強度大小變為B，則t＝t0二、選擇題：本題共4小題，每小題5分，共20分。在每小題給出的四個選項中，有多項是符合題目要求。全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。第2頁，共14頁7．理想變壓器原線圈a的匝數n＝200匝，副線圈b的匝數n＝100匝，電路如圖所示，交流電源的輸出電壓u＝80·sin(100πt)V，副線圈中“20V10W”的燈泡L恰好正常發光，電阻R＝20Ω，電壓表為理想電表。則下列推斷正確的是()A．交流電源的頻率為100HzB．原線圈的輸入電壓有效值為80VC．電壓表的示數為30VD．R1消耗的功率與R2相等8．如圖所示，玻璃球冠的半徑為R，底面鍍有反射膜，底面的半徑；在紙面內有一條過球心O光線。經過底面AB反射后恰好從M點射出，已知出射光線的反向延長線恰好經過A點，光在真空中的速度為c。下列說法正確的是（）A．該條光線入射方向與底面AB的夾角為30°B．該玻璃球的折射率為C．即使底面不鍍反射膜，光線也能完全從M點射出D．光線從入射到射出經歷的時間為9．如圖所示，質量為、長度為的小車靜止在光滑的水平面上.質量為的小物塊（可視為質點）放在小車的最左端.現將一水平恒力作用在小物塊上，使小物塊從靜止開始做勻加速直線運動.小物塊和小車之間的摩擦力大小為，小物塊滑到小車的最右端時，小車運動的距離為，對于這個過程，以下說法正確的是()A．小物塊到達小車最右端時具有的動能為B．小物塊到達小車最右端時，小車具有的動能為C．摩擦力對小物塊所做的功為D．小物塊在小車上滑行過程中，系統產生的內能為10．兩根完全相同的輕彈簧的原長均為L，將兩彈簧與完全相同的兩物體A、B，按如圖所示的方式連接，并懸掛于天花板上，靜止時兩根彈簧的總長為2.6L。現用手托著B物體，使下面的彈簧2恢復到原長，則下面說法正確的有（）第3頁，共14頁A．靜止懸掛穩定時彈簧1的長度為1.4L，彈簧2的長度為1.2LB．彈簧2恢復原長時彈簧1長度為1.4LC．物體A上升的距離為0.2LD．物體B上升的距離為0.2L三、非選擇題：本大題共5題，共56分。11．某實驗小組在“用單擺測定當地重力加速度”的實驗中:(1)擺動時偏角滿足的條件是小于5°,為了減小測量周期的誤差,計時開始時,應是擺球經過最____(填“高”或“低”)點的位置.若用L表示擺長,T表示周期,那么重力加速度的表達式為g=______.(2)考慮到單擺振動時受空氣浮力的影響后,學生甲說:“因為空氣浮力與擺球重力方向相反,它對球的作用相當于使重力加速度變小,因此振動周期變大."學生乙說:“浮力對擺球的影響好像用一個輕一些的擺球做實驗,因此振動周期不變”,這兩個學生中________A.甲的說法正確B.乙的說法正確C.兩學生的說法都是錯誤的(3)某同學用單擺測當地的重力加速度.他測出了擺線長度L和擺動周期T,如圖甲所示.通過改變擺線長度L,測出對應的擺動周期T,獲得多組T與L,再以T2為縱軸、L為橫軸畫出函數關系圖像如圖乙所示.由圖像可知,擺球的半徑r=_______m,當地重力加速度g=_______m/s2(取2=9.87,結果均保留兩位小數);由此種方法得到的重力加速度值與實際的重力加速度值相比會_______(填“偏大”"偏小”或“不變”).12．為了測定一節干電池的電動勢和內阻，現準備了下列器材：①待測干電池E（電動勢約為1.5V，內阻約為）②電流表G（滿偏電流為3.0mA，內阻為）③電流表A（量程0~0.60A，內阻約為）④滑動變阻器（，3A）⑤滑動變阻器（，1A）⑥定值電阻⑦開關和導線若干第4頁，共14頁（1）為了能盡量準確地進行測量，也為了操作方便，實驗中應選用的滑動變阻器是（填“”或“”）。（2）在圖甲所示的方框中畫出實驗電路原理圖，并注明器材代號。()（3）如圖乙所示為某同學根據正確的電路圖作出的圖線（為電流表G的示數，為電流表A的示數），由該圖線可求出被測電池的電動勢V，內阻=。（結果均保留小數點后兩位數字）13．如圖所示，一根兩端開口、橫截面積為、足夠長的玻璃管豎直插入足夠深且足夠寬的水槽中靜止。管中有一個質量不計的光滑活塞，活塞下封閉著長的氣柱。現在活塞上輕輕放一個質量為的砝碼，一小段時間后系統達到再次穩定，可認為此過程中氣體溫度保持不變。外界大氣壓強，重力加速度，水的密度。求此時(1)封閉氣體的壓強p；(2)氣柱的長度；(3)活塞距玻璃管外的水槽水面的高度h。14．一邊長為、質量為的正方形金屬細框，每邊電阻為，置于光滑的絕緣水平桌面（紙面）上.寬度為的區域內存在方向垂直于紙面的勻強磁場，磁感應強度大小為，兩虛線為磁場邊界，如圖（a）所示.圖（a）圖（b）（1）使金屬框以一定的初速度向右運動，進入磁場.運動過程中金屬框的左、右邊框始終與磁場邊界平行，金屬框完全穿過磁場區域后，速度大小降為它初速度的一半，求金屬框的初速度大小.（2）在桌面上固定兩條光滑長直金屬導軌，導軌與磁場邊界垂直，左端連接電阻，導軌電阻可忽略，金屬框置于導軌上，如圖（b）所示.讓金屬框以與（1）中相同的初速度向右運動，進入磁場.運動過程中金屬框的上、下邊框處處與導軌始終接觸良好.求在金屬框整個運動過程中，電阻產生的熱量.第5頁，共14頁15．如圖所示，AB為足夠長的光滑斜面，斜面底端B處有一小段光滑圓弧與水平面BE平滑相連，水平面的CD部分粗糙，其長度L=1m，其余部分光滑，DE部分長度為1m，E點與半徑R=1m的豎直半圓形軌道相接，O為軌道圓心，E為最低點，F為最高點。將質量m=0.5kg的物塊甲從斜面上由靜止釋放，如果物塊甲能夠穿過CD區域，它將與靜止在D點右側的質量為m=1kg的物塊乙發生彈性正碰，已知物塊甲、乙與CD面間的動摩擦因數均為μ=0.25，且物塊均可看成質點，g取10m/s2。(1)若物塊乙被碰后恰好能通過圓軌道最高點F，求其在水平面BE上的落點到E點的距離x；(2)若物塊甲在斜面上釋放的高度h0為11.5m，求物塊乙被碰后運動至圓心等高點時對軌道的壓力FN大小；(3)用質量m=1kg的物塊丙取代物塊甲（甲和丙材料相同），為使物塊丙能夠與物塊乙碰撞，并且碰撞次數不超過2次，求物塊丙在斜面上釋放的高度h應在什么范圍？（已知所有碰撞都是彈性正碰，且不考慮物塊乙脫離軌道后與物塊丙可能的碰撞）第6頁，共14頁參考答案1．【知識點】核反應、自發式核反應【答案】B【解析】湯姆孫發現了電子,盧瑟福提出了原子的核式結構模型,選項A錯誤;盧瑟福用α粒子轟擊N獲得反沖核O,核反應方程為HeN→H,發現了質子,選項B正確;貝克勒爾發現了天然放射現象,說明原子核有復雜結構,選項C錯誤;愛因斯坦提出的“光子說”成功解釋了光電效應,選項D錯誤.2．【知識點】共軸轉動、皮帶傳動及齒輪傳動問題、圓周運動規律的綜合應用、水平路面上車輛轉彎問題、汽車過橋問題、火車轉彎問題、離心運動及其應用、航天器中的失重現象【答案】C【解析】物體A、B、C的角速度相等,由a=ω2r得物體C的向心加速度最大,A錯誤;靜摩擦力提供向心力,則有F=mω2r,物體B受到的靜摩擦力最小,B錯誤;靜摩擦力達到最大值時對應開始滑動的臨界速度,對物體C,有μmg=mω2·2R,解得ω=,C正確;同理得物體A、B開始滑動的臨界角速度分別為ω=,ω=,當圓臺轉速增加時,物體A、B同時滑動,D錯誤.3．【知識點】萬有引力定律問題的分析與計算【答案】D【解析】質點與大球球心相距2R,由萬有引力定律得大球對質點的萬有引力F=G=G,大球的質量M=ρ·πR3,挖去的小球的質量M'=ρ·π,則有M'=.小球球心與質點間相距R,小球與質點間的萬有引力F'=G=G,則剩余部分對質點的萬有引力F=F-F'=G,則=.【方法總結】割補法求解引力問題:先填補球體使之成為質量分布均勻的球體,求大球對質點的萬有引力,再求小球對質點的萬有引力,兩力之差即為剩下部分對質點的萬有引力,注意r.4．【知識點】波的圖像和振動圖像的綜合應用【答案】C【解析】由題圖乙知，該波的傳播周期為T＝0．2s，t＝0．2s時刻質點Q在平衡位置沿y軸正方向運動（關鍵：根據質點振動圖像判斷質點振動方向），由同側法知波沿x軸負方向傳播，因此t＝0．2s時刻和t＝0時刻，質點P正沿y軸正方向運動，A錯誤；由題圖甲知，質點P的初相位為φ＝×＝（關鍵：根據波長與初相位的關系分析），則質點P的振動方程為y＝5sincm＝5sincm，B錯誤；t＝0．15s＝T，則從t＝0時刻至t＝0．15s時刻，質點P通過的路程為y＝2A＋2＝（20－5）cm（易錯：質點不是從平衡位置或最大位移處開始運動的，故通過的路程不等于振幅的整數倍），C正確；質點Q從t＝0時刻到運動至波峰時，需要的時間Δt＝T第7頁，共14頁（n＝0，1，2，），根據質點P的振動方程可知，質點Q在波峰時質點P的位移為y＝cm，D錯誤。5．【知識點】勻強電場中電勢差與電場強度的關系【答案】B【詳解】在勻強電場中，有公式可知，沿著任意方向前進相同的距離，電勢必定相等。由有得由∥，且，有得故選B。6．【知識點】帶電粒子在疊加場中的運動【答案】D【解析】設沿AC做直線運動的粒子的速度大小為v，有qvB＝qE，即v＝，粒子在磁場Ⅱ中做勻速圓周運動，如圖中軌跡1，由幾何關系可知運動軌跡所對的圓心角為90°，則運動時間為周期，又qvB＝，可得r＝，時間t＝·，根據幾何關系可知OC＝2r，若僅將區域Ⅰ中磁感應強度大小變為2B，則做勻速直線運動的粒子的速度變為原來的一半，粒子在區域Ⅱ內做勻速圓周運動的軌跡半徑變為原來的一半，如圖中軌跡2，軌跡對應的圓心角依然為90°，時間t＝·＝t，A錯誤；若僅將區域Ⅰ中電場強度大小變為2E，則做勻速直線運動的粒子的速度變為原來的2倍，粒子在區域Ⅱ內做勻速圓周運動的軌跡半徑變為原來的2倍，如圖中軌跡3，粒子從F點離開磁場，對應的圓心角依然為90°，時間t＝·＝t，B錯誤；若僅將區域Ⅱ中的磁感應強度大小變為B，粒子在區域Ⅱ中做勻速圓周運動的軌跡半徑變為r＞2r，粒子從O、F間離開，如圖中軌跡4，由幾何關系可知，軌跡對應的圓心角θ滿足sinθ＝＝＝，則θ＝60°，則t＝·＝t，C錯誤；若僅將區域Ⅱ中的磁感應強度大小變為B，粒子在區域Ⅱ中做勻速圓周運動的軌跡半徑變為r＝2r＞2r，粒子從O、F間離開，如圖中軌跡5，由幾何關系可知，軌跡對應的圓心角θ滿足sinθ＝＝＝，則θ＝45°，粒子在區域Ⅱ中運動的時間為t＝·＝t，D正確。第8頁，共14頁7．【知識點】理想變壓器原、副線圈兩端的電壓、功率、電流關系及其應用【答案】CD【詳解】依題意，交流電源輸出電壓瞬時值表達式u＝80sin(100πt)V，可知2πf＝100π，U＝＝80V，解得f＝50Hz，故A錯誤；燈泡正常發光，可知I＝＝0.5A，則電壓表的示數為U＝U＋IR＝30V，故C正確；根據理想變壓器原、副線圈電壓比等于匝數比，有＝，解得U＝60V，故B錯誤；電阻R1兩端的電壓為U＝U－U＝20V，根據理想變壓器原、副線圈電流比等于匝數反比，有＝，解得I＝0.25A，R1消耗的功率為P＝UI＝5W，R2消耗的功率為P＝IR＝5W，則二者消耗的功率相等，故D正確。8【答案】BD【解析】光線從P點射入，設球冠底面中心為OOO，解得，由于MAAB，則有∠OAM=60°，△OAM為等邊三角形，由幾何關系OO＇MA，可知∠PNO＇=60°，該條光線入射方向與底面AB的夾角為60°，A錯誤；由幾何關系可知，∠ONE=∠ENM=30°，則有，，由折射定律可得，B正確；由產生全反射的臨界角公式可得>，解得，可知，若使底面不鍍反射膜，光線在AB面不會產生全反射，光線不能完全從M點射出，C錯誤；光線從P點射入到從M點射出，所經的路程為，又有，則有傳播時間為，聯立解得，D正確。9．【知識點】應用動能定理求解連接體問題、板塊模型中的能量守恒問題【答案】BCD第9頁，共14頁【詳解】【思路導引】一對滑動摩擦力做功，對兩個物體做功的代數和為負值，絕對值等于摩擦產生的熱量，摩擦產生的熱量等于摩擦力與相對路程的乘積.小物塊到達小車最右端過程，對小物塊，有，則小物塊到達小車最右端時具有的動能為，A錯誤；小物塊到達小車最右端過程，小物塊對小車的摩擦力做功等于小車動能的增加量，即，則小車具有的動能為，B正確；摩擦力對小物塊所做的功為，C正確；小物塊在小車上滑行過程中，系統產生的內能為，D正確.10．【知識點】連接體問題（整體和隔離法）、臨界問題【答案】AC【詳解】A．懸掛穩定時，彈簧1的彈力等于A、B兩個物體的總重力，而彈簧2的彈力等于B物體的重力，根據平衡條件有而可得靜止懸掛穩定時彈簧1的長度為彈簧2的長度為故A正確；BCD．彈簧2恢復原長時，由平衡可知可得彈簧1長度為物體A上升的距離為物體B上升的距離為故BD錯誤，C正確。故選AC。11．【知識點】實驗：用單擺測量重力加速度【答案】（1）低(2)A(3)0.019.87不變第10頁，共14頁【詳解】(1)測單擺周期時,計時起點應該選取平衡位置,即最低點,因為在最高點時,速度為零,誤差較大;根據單擺周期公式,可得.（2）根據題意分析,空氣對擺球有一個豎直向上的浮力,所以導致豎直方向的合力比重力小,即相當于減小了重力加速，根據公式可知，單擺的周期變大，甲的說法正確，故選A.（3）根據可得，所以T2-L圖像與橫軸交點的橫坐標絕對值為擺球的半徑大小,即r=1.0cm=0.01m,根據表達式并結合題圖乙可知,圖像斜率為s2/m,解得g=9.87m/s2;根據可知，無論選取哪一部分的長度記為擺長只會使圖像在坐標系中沿y軸上下平移,所以由此種方法得到的重力加速度值與實際的重力加速度值相同.12．【知識點】實驗：電池電動勢和內阻的測量—伏安法測量電源電動勢與內阻【答案】；見解析；1.45；0.90【詳解】（1）[1]由于電源電壓約為1.5V，而電流表的滿偏電流為0.6A，根據歐姆定律可知回路的最小電阻約為，為了操作方便，滑動變阻應選R。（2）[2]將電流表G與定值電阻R3串聯，改裝成電壓表，再利用伏安法測量電源電動勢和內電阻，連接電路如圖所示（3）[3][4]根據閉合電路歐姆定律，整理可得，利用圖像的斜率和截距可知，，聯立解得，13．【知識點】氣體等溫變化與玻意耳定律【答案】(1)；(2)；(3)【詳解】（1）根據題意，對活塞分析，由平衡條件有解得（2）被封閉氣體的初狀態壓強為，體積為，末狀態體積根據玻意耳定律有解得第11頁，共14頁（3）設管內水面比管外低的高度，則所求解得14．【知識點】導體切割磁感線產生感應電動勢（電流）的分析與計算、電磁感應現象中的功能問題【答案】（1）（2）【解析】（1）金屬框進入磁場的過程,根據法拉第電磁感應定律有,感應電流,金屬框右邊框所受的安培力大小,安培力的沖量大小,又，可得,金屬框完全進入磁場到即將離開磁場的過程中，左右兩邊產生的感應電動