衡阳2025届高三上学期第一次模拟考试卷
物 理
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，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，写在试题卷、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：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
第Ⅰ卷（选择题）
一、选择题：本题共10小题，共46分。第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
1．下列物理量没有单位的是（ ）
A．电阻率 B．折射率n C．静电力常量k D．万有引力常量G
2．地铁是一种“绿色”的公共交通工具。如图，某次地铁上连接左侧圆环的拉绳呈竖直状态，人拉着的右侧圆环的拉绳与竖直方向成一定角度，且处于绷紧状态，人与地铁车厢保持相对静止。下列说法正确的是（ ）
A．由左侧拉绳的状态可知地铁车厢处于静止状态
B．由右侧拉绳的状态可知地铁车厢可能正在向右加速
C．人对圆环的拉力小于圆环对人的拉力
D．人受到车厢地面水平向左的摩擦力作用
3．如图，竖直面内固定一大圆环④，小环套在光滑杆上，杆的上下两端分别固定在圆的顶点P和圆周Q点上。圆①②③④共用顶点P，半径之比为1∶2∶3∶4，它们把杆分成四段。小环从顶点P由静止开始沿杆自由下滑至Q点，则小环依次经过这四段的时间之比为（ ）
A． B． C. D．
4．若陕西地区地磁场的磁感应强度的竖直分量的大小随距离地面高度h的变化关系如图所示，一直升机将一始终保持水平的闭合金属导线框竖直向上匀速吊起，下列说法正确的是（ ）
A．线框中有顺时针方向的感应电流（俯视）
B．线框中的感应电流不断减小
C．线框中的感应电流不断增大
D．线框的四条边有向内收缩的趋势
5．如图为某电子透镜中电场的等势面（虚线）的分布图，相邻等势面间电势差相等。一电子仅在电场力作用下运动，其轨迹如图中实线所示，电子先后经过O、P、Q三点。电子从O点运动到Q点的过程中，关于电子的运动，下列说法正确的是（ ）
A．加速度一直减小
B．速度先减小后增大
C．在O点电势能比在Q点电势能小
D．从O点到P点电场力做功与从P点到Q点电场力做功相等
6．2023年5月30日我国发射神舟十六号载人飞船，并成功对接于空间站天和核心舱径向端口，形成三舱三船组合体，此次任务主要目的为：完成与神舟十五号乘组在轨轮换，驻留约5个月，开展空间科学与应用载荷在轨实（试）验，实施航天员出舱活动及货物展气闸舱出舱，进行舱外载荷安装及空间站维护维修等任务。飞船发射后会在停泊轨道（Ⅰ）上进行数据确认，后择机经转移轨道（Ⅱ）完成与中国空间站的交会对接，其变轨过程可简化如下图所示，已知停泊轨道半径近似为地球半径R，中国空间站轨道距地面的平均高度为h，飞船在停泊轨道上的周期为T，下列说法正确的是（ ）
A．飞船在中国空间站轨道（Ⅲ）上的速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度
B．飞船在转移轨道上P、Q两点的速率之比为
C．飞船可提前时间于P点点火加速，进而在Q点完成交会对接
D．飞船在转移轨道（Ⅱ）上运行时，位于P点处于超重状态，位于Q点则处于失重状态
7．质量为的钢板与直立轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地上。平衡时，弹簧的压缩量为，如图所示，一物块从钢板正上方距离为的处自由落下，与钢板碰撞后一起向下运动（不粘连）。它们到达最低点后又向上运动。已知物块质量也为，弹簧的弹性势能为弹簧的劲度系数，为弹簧的形变量），碰撞时间极短，下列说法正确的是（ ）
A．碰后物块与钢板一起做简谐运动，振幅为
B．物块与钢板在返回点前已经分离
C．运动过程中弹簧的最大弹性势能为
D．物块与钢板碰撞过程中损失的机械能为
8．如图，老虎车是一种很实用的搬运工具，老虎车平面与挡板垂直，某一次在运货时老虎车平面与水平地面的夹角为，货物与老虎车保持相对静止，忽略货物与车平面之间的摩擦力。g取，，，下列说法正确的是（ ）
A．无论老虎车怎么运动，老虎车对货物的作用力方向总是竖直向上
B．老虎车停止时，若由37°缓慢增大到90°，则老虎车对货物的作用力不变
C．若不变时，车平面对货物的作用力总是大于挡板对货物的作用力
D．若不变时，为使货物不离开挡板，老虎车水平向右的加速度不能超过
9．氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（ ）
A．图1中的对应的是Ⅱ
B．图3中的干涉条纹对应的是Ⅰ
C．Ⅰ的光子动量小于Ⅱ的光子动量
D．P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大
10．如图所示，边长为l的正六边形ACDEFG和以O为圆心、半径为l的圆形区域内分别存在垂直纸面方向的匀强磁场B1、B2，现有一质量为m、电荷量为q的粒子以速度v从A点沿AE连线方向垂直磁场射入，粒子恰好经过D点进入圆形磁场，经圆形磁场偏转后从H点沿OH方向射出磁场，在H点下方某处有一弹性挡板，可使粒子以碰撞前大小相等的速度反弹后从E点沿EA方向返回六边形磁场区域（图中未画出）。已知∠DOH = 90°，不计粒子重力，下列说法正确的是（ ）
A．B1、B2方向相同
B．B1、B2大小的比值为
C．粒子在磁场内运动的时间为
D．粒子从H点运动到E点的时间为
第Ⅱ卷（非选择题）
二、非选择题：本题共5小题，共54分。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11．（6分）某实验小组用轻杆、小球和硬纸板等制作一个简易加速度计，如图甲所示。在轻杆上端装上转轴，固定于竖直放置的标有角度的纸板上的O点，轻杆下端固定一小球，杆可在竖直纸面内自由转动。将此装置固定于运动小车上，可粗略测量小车的加速度。主要操作如下：
(1)若轻杆摆动稳定时与竖直方向的夹角为，则小车的加速度 （用，g表示），该加速度测量仪的刻度 （填“均匀”或“不均匀”）。
(2)为了准确标出刻度，还需要测出当地重力加速度g，利用重锤连接纸带做自由落体运动，打点计时器在纸带上打出一系列点，选取一条较理想的纸带，纸带上计数点的间距如图乙所示，相邻两个计数点间的时间间隔为。根据数据求出当地重力加速度 （保留3位有效数字）；
12．（8分）某实验兴趣小组欲测定一内阻可调的化学电池的电动势。该小组设计了如图甲所示的测量电路，图中R为电阻箱，M、N为该化学电池的正、负极（可认为反应只发生在两极附近），P、Q为靠近正、负极的两个探针，电池槽中间有一打气管道，用打气筒向电池内打气或从电池内抽气，可以改变中间长方体容器内电解质溶液的高低，从而改变电池的内阻。主要实验步骤如下：
①按图甲连接电路，将电阻箱阻值调为R0；
②闭合开关S，向电池内打气，观察并测量中间长方体容器内电解质溶液的高度h，记录电流表的示数I；
③重复步骤②，对应不同的h值，得到多组h、I的测量数据。
回答下列问题：
(1)已知中间长方体容器的长为L，宽为d，容器内电解质溶液的电阻率为，则电池的内阻r= ；
(2)该小组成员利用图像来处理获得的多组实验数据，若以作为横轴，则以 为纵轴，通过描点可作出如图乙所示的线性关系图像；
(3)根据实验所测得的数据和图乙中所标注的字母，可得该化学电池的电动势E= （R0、a为已知量）；
(4)若在PQ之间接一电压表，保持h不变，调节电阻箱使其阻值变小，则电压表的示数将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
13．（9分） “拔火罐”是一种中医的传统疗法，某实验小组为了探究“火罐”的“吸力”，设计了如图所示的实验。圆柱状汽缸（横截面积为S）被固定在铁架台上，轻质活塞通过细线与置于地面上的重物m相连，将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸顶的开关K处扔到汽缸内，酒精棉球熄灭时密闭开关K，此时活塞下的细线刚好拉直且拉力为零，而这时活塞距缸底为L。由于气缸传热良好，随后重物会被吸起，最后重物稳定在距地面处。已知环境温度为不变，为大气压强，气缸内的气体可看做理想气体，求：
(1)酒精棉球熄灭时的温度T与环境温度的比值；
(2)若从酒精棉球熄灭到最终稳定的过程中气体放出的热量为Q，求气体内能的变化。
14．（14分）华南师大附中第70届校运会上，石牌校区高一9班以45.49秒的成绩打破男子接力乙组纪录。优秀的交接棒技术和策略，助力提升成绩。接力区长度，接棒者可以在接力区内任意位置起跑，但必须在接力区内完成交接棒。接力队比赛全程的运动，简化为直线运动。某班参加接力赛的四位同学，起跑阶段均视为加速度大小为a的匀变速运动，达到最大速度后，可以一直保持匀速运动直至完成交棒。接棒者通过在跑道贴胶带设置起跑标记，标记与接棒者距离，如图（甲）所示。比赛中，持棒者以最大速度奔跑至标记时，接棒者立即从接力区始端起跑并在接力区内完成接棒。赛道总长度。
(1)若接棒者刚达到最大速度时完成接棒，求接棒者从起跑至完成接棒的距离及对应的加速度大小；
(2)如图（乙）所示，接棒者改为在距离接力区末端处起跑，标记重置于其起跑处后方处，求接力队完成比赛最佳成绩，并写出x取不同值时接力队完成比赛的最短时间t与x的关系式。
15．（17分）如图所示，两根电阻不计的光滑水平导轨A B 、A B 平行放置，间距L=1m，处于竖直向下 B=0.4T的匀强磁场中，导轨左侧接一电容C=0.1F的超级电容器，初始时刻电容器带一定电量，电性如图所示。质量 、电阻不计的金属棒 ab垂直架在导轨上，闭合开关S后，ab棒由静止开始向右运动，且离开B B 时已以 匀速。下方光滑绝缘轨道C MD 、C ND 间距也为L，正对A B 、A B 放置，其中C M、C N为半径r=1.25m、圆心角θ=37°的圆弧，与水平轨道MD 、ND 相切于M、N两点，其中NO、MP两边长度d=0.5m，以O点为坐标原点，沿导轨向右建立坐标系，OP右侧0
(2)若闭合线框进入磁场B，区域时，立刻给线框施加一个水平向右的外力 F，使线框匀速穿过磁场 Bx区域，求此过程中线框产生的焦耳热；
(3)闭合线框进入磁场Bx区域后只受安培力作用而减速，试讨论线框能否穿过B 区域。若能，求出离开磁场B，时的速度；若不能，求出线框停止时右边框的位置坐标x。
物理答案
1.【答案】B
【解析】根据可得，可知电阻率的单位是，故A错误；根据，可知，折射率没有单位，是一个比值，故B正确；根据可得，可知静电力常量的单位是，故C错误；根据可得，可知万有引力常量的单位是，故D错误。
2.【答案】D
【解析】分析左侧圆环可知，左侧圆环所受的重力（竖直向下）与拉绳对它的拉力（竖直向上）平衡，圆环所受合外力为零，处于平衡状态，可能为静止或匀速直线运动状态，表明车厢可能处在静止或匀速直线运动状态，故AB错误；由牛顿第三定律可知：人对圆环的拉力大小等于圆环对人的拉力大小，故C错误；以人和右侧圆环为研究对象，由题可知人拉着圆环与地铁车厢保持相对静止，即人和圆环处于平衡状态，由于它们受到拉绳斜向右上方的拉力，该拉力产生水平向右的分力，表明人受到车厢地面水平向左的静摩擦力作用，故D正确。
3.【答案】C
【解析】如图所示，根据题意，由几何知识，得，小环套在光滑杆上静止滑下做匀加速直线运动，由初速度为零的匀加速直线运动规律，通过连续相等的位移所用时间之比为，故选C。
4.【答案】A
【解析】陕西地区位于北半球，地磁场的磁感应强度的竖直分量竖直向下，根据楞次定律，线框中有顺时针方向的感应电流（俯视），故A正确；由法拉第电磁感应定律和 h图像得，感应电动势大小为，感应电流的大小为，可知感应电动势E保持不变，则感应电流的大小保持不变，故BC错误；根据楞次定律，线框的四条边有向外扩张的趋势，故D错误。
5.【答案】D
【解析】相邻等势面间电势差相等，可知等差等势面越密集，场强越大；则电子从O点运动到Q点的过程中，场强先变大后变小，则电子受到的电场力先增大后减小，加速度先增大后减小，故A错误；根据曲线运动的合力方向位于轨迹的凹侧，且场强方向与等势面垂直，可知电子受到的电场力垂直等势面偏右，所以电场力与速度方向的夹角小于90°，则电场力对电子做正功，电子的动能增大，速度一直增大，故B错误；由于电场力对电子做正功，则电子电势能减少，电子在O点电势能比在Q点电势能大，故C错误；由于相邻等势面间电势差相等，则有，根据，可知从O点到P点电场力做功与从P点到Q点电场力做功相等，故D正确。
6.【答案】C
【解析】因为停泊轨道半径近似为地球半径，所以飞船在停泊轨道上的速度近似等于第一宇宙速度，飞船在中国空间站轨道（Ⅲ）上轨道半径大于停泊轨道半径，故线速度小于停泊轨道线速度，即小于第一宇宙速度，A错误；由开普勒第二定律可知，飞船在转移轨道上P、Q附近极短时间内扫过的面积相等，故两点的速率之比为，B错误；设飞机在转移轨道运行的周期为T2，由开普勒第三定律可得，整理可得，故飞船在转移轨道上从P点飞到Q点所需的时间为，所以飞船应提前时间于点点火加速进而在点完成交会对接，C正确；飞船在转移轨道（Ⅱ）上运行时，位于P点、Q点时均处于失重状态，D错误。
7.【答案】C
【解析】对物块，根据动能定理有，解得，设表示质量为的物块与钢板碰撞后一起开始向下运动的速度，因碰撞时间极短，动量守恒，取方向为正，由动量守恒定律得，解得，由能量守恒得，根据平衡条件可得，联立解得，当物块与钢板受力平衡时，为平衡位置，有，解得，所以振幅，故A错误；物块与钢板在返回点前弹簧一直被压缩，弹力竖直向上，整体加速度小于重力加速度，若已经分离，则物块的加速度等于重力加速度，则此后物块的速度将小于钢板的速度，与实际不符，所以物块与钢板在返回点前不可能分离，故B错误；当物块与钢板运动到最低点时，弹簧的弹性势能最大，故C正确；物块与钢板碰撞过程中损失的机械能，故D错误。
8.【答案】BD
【解析】加速运动时，货物所受合外力不为零，老虎车对货物的作用力方向不是竖直向上，A错误；若夹角由37°缓慢增大到90°，老虎车对货物的作用力大小与货物重力大小相等，方向竖直向上，因此老虎车对货物的作用力不变，B正确；加速向左运动时，若挡板对货物作用力F2，老虎车平面对货物的作用力F1，则有，由于加速度未知，故老虎车平面对货物的作用力与挡板对货物作用力的大小无法比较，C错误；为使货物不离开挡板，临界状态时有，得，故老虎车向右的加速度不能超过，D正确。
9.【答案】AD
【解析】氢原子发生能级跃迁时，由公式可得，结合题意可知，可见光I的频率大，波长小，可见光Ⅱ的频率小，波长大，则图1中的对应的是可见光Ⅱ，故A正确；根据公式，由图可知，图3中相邻干涉条纹间距较大，则波长较大，结合上述可知，对应的是可见光Ⅱ，故B错误；由公式可得，光子动量为，结合上述可知，Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量，故C错误；根据光电效应方程及动能定理可得，可知，频率越大，遏止电压越大，结合上述可知，P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大，故D正确。
10.【答案】BD
【解析】粒子在磁场中运动的轨迹如图所示，由左手定则可知，B1、B2方向相反，故A错误；根据几何关系可得，粒子在六边形磁场中运动的轨道半径为，在圆形磁场中运动的轨道半径为，根据洛伦兹力提供向心力，联立可得，故B正确；粒子在六边形磁场中运动轨迹的圆心角为120°，在圆形磁场中运动轨迹的圆心角为90°，粒子在磁场中运动的时间，故C错误；根据几何关系可得，粒子在磁场外运动的轨迹长度为，所以粒子运动的时间，故D正确。
11.【答案】(1)，不均匀；(2)9.75
【解析】（1）若轻杆摆动稳定时与竖直方向的夹角为，以小球为对象，小球受重力和轻杆的拉力，根据牛顿第二定律，可得，可得，则小车加速度为，由此可知加速度不随角度均匀变化。
（2）根据逐差法可得当地重力加速度为，代入数据解得。
12.【答案】(1)；(2)；(3)；(4)变大
【解析】（1）根据电阻定律有电池的内阻。
（2）根据闭合电路欧姆定律得，解得，则若以作为横轴，则以为纵轴，通过描点可作出如图乙所示的线性关系图像。
（3）根据图像纵轴截距有，解得该化学电池的电动势。
（4）若在PQ之间接一电压表，则电压表测量内电压，电阻箱使其阻值变小，电流变大，则内电压变大。
13.【答案】(1)；(2)
【解析】（1）开关K密闭时，气体压强为，重物稳定在距地面处时，根据
可得气体压强为
根据理想气体状态方程
得。
（2）外界对气体做功为
气体放出的热量为Q，根据
得。
14.【答案】(1)，；(2)，t与x无关
【解析】（1）已知持棒者以最大速度向前运动到标记处时，接棒者开始以最大加速度起跑，且经过时间，刚好速度最大时完成交接，设接棒者加速度为，最大速度为，则持棒者位移
接棒者位移
接棒者的速度
二者位移的关系为
联立代入数据可得，，。
（2）由第一问结果可知，运动员最大加速度，从起跑加速到速度最大完成交接棒的时间，接棒者位移，持棒者位移。设运动过程由A、B、C、D四位运动员接力完成，每个运动员均在距离接力区末端处起跑，其对应的有效位移为、、、，各自所需的时间为、、、，则A的实际有效位移
A的运动时间
因为B、C、D的匀加速时间前一位持棒者最后的匀速运动时间重合，所以只要计算匀速运动过程有效运动位移与时间，则B的实际有效位移
B的有效时间
同理C的有效时间
D的有效位移为
D的有效时间为
则完成全程接力所需时间为
因为要保证在接力区内完成交接棒，所以
t与x的关系为
实际时间t与x无关，即完成比赛的时间t为。
15.【答案】(1)；(2)；(3)不能，
【解析】（1）设初始时电容器两端电压为U0，导体棒从开始运动到稳定过程，电容器极板上电荷量变化量为△Q，导体棒稳定后的电动势为E，对导体棒，由动量定理有
BIL·Δt=m v -0
E=BLv
而
由电流的公式有
整理有。
（2）由于导体棒恰好能从C1C2处沿切线进入圆弧轨道，设进入瞬间导体棒的速度为v2，有
解得
设导体棒在与金属框碰撞前的速度为v3，由动能定理有
解得
金属棒和线框发生完全非弹性碰撞，设碰后速度为，有
解得
线框进入磁场过程中所受安培力为
线框整个过程所产生的焦耳热与线框克服安培力所做的功相同，且由上述安倍力的表达式可知，安倍力随着进入磁场的距离均匀变化，所以进入过程中，安培力为其平均值，因此
（3）线框的右边框进入磁场过程由动量定理有
整理有
解得
所以线框的右边框能完全离开，然后左边框开始以 进入磁场，假设左边框仍能穿出磁场，则
解得
所以线框左边框不能穿出磁场，则
解得
所以线框右边框所处的坐标为。
