湖南省2025届高三上学期高考模拟试卷·物理

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湖南高三物理上册高考

完整试卷与答案

1选择题
一物体从静止开始沿光滑斜面下滑,其速度v随时间t变化的图像可能是( )
答案:A
解析:物体沿光滑斜面下滑,所受合力(重力沿斜面的分力)恒定,加速度恒定,故v-t图像是过原点的直线,斜率恒定。易错点:误认为斜面光滑但角度变化导致加速度变化,或混淆v-t图像与x-t图像。
2选择题
如图所示,一个带正电的点电荷固定于O点,两虚线圆为等势线。将一试探电荷从A点分别沿不同路径移到B点,下列说法正确的是( )
答案:C
解析:静电场是保守场,电场力做功与路径无关,只与始末位置(电势差)有关。A、B在同一等势线上,电势差为零,故沿任意路径电场力做功均为零。易错点:误认为路径长短影响做功,或混淆电场力做功与摩擦力做功。
3选择题
如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比n₁:n₂=2:1,原线圈接u=220√2 sin100πt (V)的交流电源,副线圈接有电阻R和理想二极管D(正向电阻为0,反向电阻无穷大)。则电压表(视为理想)的示数为( )
答案:B
解析:原线圈电压有效值U₁=220V,由U₁/U₂=n₁/n₂得副线圈电压有效值U₂=110V。由于二极管单向导电,电阻R上只有半个周期有电流,根据有效值定义(热量等效),有(U₂²/R)*(T/2)=(U_R²/R)*T,解得电压表示数U_R=U₂/√2≈77.8V。易错点:忽略二极管的整流作用,直接计算U₂=110V。
4填空题
一质量为m的物体,在水平恒力F作用下,从静止开始沿粗糙水平面运动,经过时间t,速度达到v。在此过程中,物体所受摩擦力大小为______,合力做功为______。
答案:F - m(v/t);mv²/2
解析:由动量定理:(F - f)t = mv - 0,得摩擦力f = F - m(v/t)。由动能定理:合力做功W_合 = ΔEk = mv²/2。易错点:误用F-f=ma,但a未知,需先用动量定理求f;或混淆合力做功与某个力做功。
5填空题
某同学用单摆测量重力加速度。他测得摆线长为L,摆球直径为d,完成n次全振动的时间为t。则重力加速度g的表达式为______。若摆球在水平面内做圆锥摆运动,测得的g值将______(填“偏大”、“偏小”或“准确”)。
答案:4π²n²(L + d/2)/t²;偏大
解析:单摆周期T=t/n,摆长l=L+d/2,由T=2π√(l/g)得g=4π²l/T²=4π²n²(L+d/2)/t²。圆锥摆周期公式为T=2π√(Lcosθ/g),比单摆周期小,若误用单摆公式计算,测得的g值将偏大。易错点:忘记摆长是悬点到球心的距离;混淆单摆与圆锥摆的周期公式。
6解答题
如图所示,质量为M=4kg的木板静止在光滑水平面上,其左端有一质量为m=1kg的物块(可视为质点)。现给物块一个水平向右的初速度v₀=5m/s,物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s²。求: (1)物块与木板相对静止时的速度大小; (2)从开始到相对静止的过程中,系统产生的热量。
答案:(1)1m/s;(2)10J
解析:(1)系统动量守恒:mv₀=(M+m)v,解得v=1m/s。 (2)由能量守恒,系统产生的热量Q=½mv₀²-½(M+m)v²=10J。 易错点:误认为木板一直静止,或忘记系统动量守恒的条件(光滑水平面)。
7解答题
如图所示,两根足够长的平行金属导轨固定在倾角θ=30°的绝缘斜面上,导轨间距L=1m,上端接有阻值R=2Ω的电阻。整个装置处于垂直斜面向上、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中。一质量m=0.1kg、电阻r=1Ω的导体棒垂直导轨放置,与导轨间的动摩擦因数μ=√3/6。现让导体棒从静止开始下滑,下滑s=2m后达到稳定速度。g取10m/s²。求: (1)导体棒稳定下滑时的速度大小; (2)从开始下滑到达到稳定速度的过程中,电阻R上产生的焦耳热。
答案:(1)2m/s;(2)0.2J
解析:(1)稳定时,导体棒受力平衡:mgsinθ=BIL+μmgcosθ,其中I=BLv/(R+r),联立解得v=2m/s。 (2)由能量守恒:mgs=½mv²+μmgcosθ·s+Q_总,解得总焦耳热Q_总=0.3J。电阻R上产生的焦耳热Q_R=[R/(R+r)]Q_总=0.2J。 易错点:受力分析时遗漏摩擦力,或混淆R与r的发热比例。
8解答题
如图所示,在xOy平面内,第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第四象限存在垂直纸面向外的匀强磁场。一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子从y轴上P(0,h)点以初速度v₀沿x轴正方向射入电场,经电场偏转后从x轴上Q点进入磁场,最终从x轴上M点(未画出)离开磁场。已知粒子在磁场中运动的轨迹半径为R,不计粒子重力。求: (1)电场强度E的大小; (2)Q点的坐标; (3)粒子从P点运动到M点所用的总时间。
答案:(1)mv₀²/(2qh);(2)(2h, 0);(3)(πR/v₀)+(2h/v₀)
解析:(1)粒子在电场中做类平抛运动:x方向匀速,x=v₀t;y方向匀加速,h=½at²,a=qE/m。联立解得E=mv₀²/(2qh)。 (2)粒子离开电场时:y方向速度v_y=at=v₀,故速度方向与x轴成45°角。进入磁场时速度v=√(v₀²+v_y²)=√2v₀。由几何关系,粒子从Q点垂直进入磁场(因为v_y=v₀,且电场偏转后速度方向与电场方向垂直),故Q点坐标为(2h, 0)。 (3)电场中运动时间t₁=2h/v₀。在磁场中运动周期T=2πR/v,运动时间t₂=T/4=πR/(2v)=πR/(2√2v₀)?注意:粒子在磁场中轨迹为1/4圆周(从Q点垂直进入,从M点水平离开),故时间t₂=(πR)/(2v)=(πR)/(2√2v₀)。但答案需化简。重新检查:粒子在磁场中速度大小v=√2v₀,轨迹半径R=mv/(qB),故t₂=(π/2)*(R/v)=(π/2)*(R/(√2v₀))=(πR)/(2√2v₀)。总时间t=t₁+t₂=(2h/v₀)+(πR)/(2√2v₀)。 易错点:误认为粒子在磁场中做半圆周运动,或忽略速度方向变化导致时间计算错误。
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