2025-2026学年长沙市长郡中学高三下学期4月阶段测试物理试题含解析.doc

2025-2026学年长沙市长郡中学高三下学期4月阶段测试物理试题
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、如图所示，一根弹簧一端固定在左侧竖直墙上，另一端连着A小球，同时水平细线一端连着A球，另一端固定在右侧竖直墙上，弹簧与竖直方向的夹角是60°，A、B两小球分别连在另一根竖直弹簧两端。开始时A、B两球都静止不动，A、B两小球的质量相等，重力加速度为g，若不计弹簧质量，在水平细线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为 (   )

A．
B．，
C．，
D．，
2、如图所示，在轨道III上绕地球做匀速圆周运动的卫星返回时，先在A点变轨沿椭圆轨道II运行，然后在近地点B变轨沿近地圆轨道I运行。下列说法正确的是（ ）

A．卫星在轨道III上运行的向心加速度大于在轨道I上运行的向心加速度
B．卫星在轨道III上运行的周期小于在轨道I上运行的周期
C．卫星在轨道III上运行的周期大于在轨道II上运行的周期
D．卫星在轨道III上的A点变轨时，要加速才能沿轨道II运动
3、如图所示，粗糙水平地面上用拉力F使木箱沿地面做匀速直线运动．设F的方向与水平面夹角θ从0°逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度和动摩擦因数都保持不变，则F的功率（　　）

A．一直增大 B．先减小后增大 C．先增大后减小 D．一直减小
4、两列完全相同的机械波于某时刻的叠加情况如图所示，图中的实线和虚线分别表示波峰和波谷，关于此时刻的说法错误的是（　　）

A．a，b连线中点振动加强
B．a，b连线中点速度为零
C．a，b，c，d四点速度均为零
D．再经过半个周期c、d两点振动减弱
5、图甲是利用光电管进行光电效应的实验装置。分别用a、b、c三束单色光照射阴极K，调节A，K间的电压U，得到光电流I与电压U的关系图象如图乙所示，由图可知（　　）

A．b光照射时，阴极的逸出功较小
B．b光子的能量小于a光子的能量
C．对于b光，A、K间的电压低于Uc1时，将不能发生光电效应
D．a光和c光的频率相同，但a光的强度更强
6、下列说法中正确的是（　　）
A．伽利略研究自由落体运动的核心方法是把实验和逻辑推理结合起来
B．自然界的四种基本相互作用是强相互作用，弱相互作用，电相互作用和磁相互作用
C．“月－地检验”证明了一切场力都遵循“平方反比”的规律
D．一对相互作用力做功，总功一定为零
二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、如图所示，质量相同的小球A、B通过质量不计的细杆相连接，紧靠竖直墙壁放置。由于轻微扰动，小球A、B分别沿水平地面和竖直墙面滑动，滑动过程中小球和杆始终在同一竖直平面内，重力加速度为g，忽略一切摩擦和阻力，下列说法正确的是（ ）

A．B球沿墙下滑的过程中，两球及杆组成的系统机械能守恒但动量不守恒
B．B球从下滑至恰好到达水平面的瞬间，杆对A一直做正功
C．B球从下滑至恰好到达水平面的瞬间,地面对A的支持力先减小后增大
D．当细杆与水平方向成30°角时，小球A的速度大小为v，可求得杆长为
8、如图所示，abcd为固定的水平光滑矩形金属导轨，导轨间距为L左右两端接有定值电阻R1和R2，R1=R2=R，整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向下的匀强磁场中．质量为m的导体棒MN放在导轨上，棒始终与导轨垂直且接触良好，不计导轨与棒的电阻．两根相同的轻质弹簧甲和乙一端固定，另一端同时与棒的中点连接．初始时刻，两根弹簧恰好处于原长状态，棒获得水平向左的初速度，第一次运动至最右端的过程中Rl产生的电热为Q，下列说法中正确的是

A．初始时刻棒所受安培力的大小为
B．棒第一次回到初始位置的时刻，R2的电功率小于
C．棒第一次到达最右端的时刻，两根弹簧具有弹性势能的总量为
D．从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路产生的电热大于
9、如图所示，一充电后与电源断开的平行板电容器的两极板水平放置，板长为L，板间距离为d，距板右端L处有一竖直屏M。一带电荷量为q、质量为m的质点以初速度v0沿中线射入两板间，最后垂直打在M上，已知重力加速度为g，下列结论正确的是（　 　）

A．两极板间电场强度大小为
B．两极板间电压为
C．整个过程中质点的重力势能增加
D．若仅增大两极板间距，该质点仍能垂直打在M上
10、如图所示，圆形区域直径MN上方存在垂直于纸面向外的匀强磁场，下方存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小相同。现有两个比荷相同的带电粒子a、b，分别以v1、v2的速度沿图示方向垂直磁场方向从M点入射，最终都从N点离开磁场，则（ ）

A．粒子a、b可能带异种电荷
B．粒子a、b一定带同种电荷
C．v1:v2可能为2:1
D．v1:v2只能为1:1
三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11．（6分）在“测定金属的电阻率”实验中：
（1）用螺旋测微器测量金属丝的直径，测量结果如图甲所示，其示数为____cm；用刻度尺测得金属丝的长度如图乙所示，其示数为_____cm；用欧姆表粗略测量该金属丝的电阻，选择“×1”欧姆挡测量，示数如图丙所示，其示数为_____Ω。

（2）用伏安法进一步精确测金属丝的电阻R，实验所用器材如下：
a.电流表A (量程为0.2A，内阻为1Ω)
b.电压表V (量程为9V，内阻约3kΩ)
c.定值电阻R0(阻值为2Ω)
d.滑动变阻器R(最大阻值为10Ω，额定电流为2A)
e.电池组(电动势为9V，内阻不计)
f.开关、导线若干

①某小组同学利用以上器材设计电路，部分电路图如图丁所示，请把电路图补充完整_____。(要保证滑动变阻器的滑片任意移动时，电表均不被烧坏)
②某次实验中，电压表的示数为4.5V，电流表的示数为0.1A，则金属丝电阻的值为________Ω；根据该测量值求得金属丝的电阻率为________Ω·m。(计算结果均保留三位有效数字)
12．（12分）某实验小组利用如图甲所示的实验装置“探究加速度与物体受力的关系”。图中A为质量为M的小车，连接在小车后的纸带穿过电火花计时器B，它们均置于已平衡摩擦力的一端带有定滑轮的足够长的木板上，钩码P的质量为m，C为弹簧测力计，实验时改变P的质量，读出测力计不同读数F，不计绳与滑轮的摩擦。

(1)在实验过程中，_______（选填“需要”或“不需要”）满足“小车的质量远大于钩码的质量”这一条件。
(2)乙图为某次实验得到的纸带，相邻计数点间还有四个计时点没有画出，已知电源的频率为f，由纸带可得小车的加速度表达式为a=__________（用x1、x2、x3、x4、f来表示）。
(3)实验完毕后，某同学发现实验时的电压小于220V，那么加速度的测量值与实际值相比_______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13．（10分）如下图，一横截面积为S的绝热气缸固定在绝热水平面上，一绝热活塞封闭气缸内一定质量的理想气体，在气缸右侧有一暖气管，气缸与暖气管相接处密闭性良好，气缸左侧的活塞用一跨过定滑轮的轻绳与一质量为M的砝码相连。当活塞稳定后，测得活塞到气缸右侧壁之间的距离L，温度传感器测得此时气缸内气体的温度为T1。现让高温暖气从暖气管的上端流进、再从暖气管的下端流出，经过一段时间后发现活塞缓慢向左移动了一小段距离后便静止不动了。这个过程中气缸内的气体吸收热量Q后，温度传感器的读数为T2。设重力加速度为g，大气压强为P0，忽略所有摩擦，回答问题。
(i)试分析密闭气体体积的变化，并求出此变化量ΔV；
(ii)求此过程中气缸内气体内能的变化量ΔU。

14．（16分）引力波探测于2017年获得诺贝尔物理学奖。双星的运动是产生引力波的来源之一，假设宇宙中有一双星系统由P、Q两颗星体组成，这两颗星绕它们连线的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，测得P星的周期为T，P、Q两颗星的距离为l，P、Q两颗星的轨道半径之差为△r（P星的轨道半径大于Q星的轨道半径），引力常量为G，求：
(1)Q、P两颗星的线速度之差△v；
(2)Q、P两颗星的质量之差△m。
15．（12分）我国不少省市ETC联网已经启动运行，ETC是电子不停车收费系统的简称，汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示。假设汽车以v1＝12 m/s朝收费站沿直线行驶，如果过ETC通道，需要在距收费站中心线前d＝10 m处正好匀减速至v2＝4 m/s，匀速通过中心线后，再匀加速至v1正常行驶；如果过人工收费通道，需要恰好在中心线处匀减速至零，经过t0＝20 s缴费成功后，再启动汽车匀加速至v1正常行驶，设汽车加速和减速过程中的加速度大小均为1 m/s2。求：

(1)汽车过ETC通道时，从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小？
(2)汽车通过人工收费通道，应在离收费站中心线多远处开始减速？
(3)汽车通过ETC通道比通过人工收费通道节约的时间是多少？
参考答案

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、D
【解析】
对水平细线被剪断前的整体和小球B受力分析，求出两段弹簧中的弹力。水平细线被剪断瞬间，绳中力变为零，弹簧弹力不会突变，对A和B分别受力分析，由牛顿第二定律求出AB各自的加速度。
【详解】
设两球的质量均为m，倾斜弹簧的弹力为，竖直弹簧的弹力为。对水平细线被剪断前的整体受力分析，由平衡条件可得：，解得：。对水平细线被剪断前的小球B受力分析，由平衡条件可得：。水平细线被剪断瞬间，绳中力变为零，弹簧弹力不会突变。对水平细线被剪断瞬间的A球受力分析知，A球所受合力与原来细线拉力方向相反，水平向左，由牛顿第二定律可得：，解得：。对水平细线被剪断瞬间的B球受力分析知，B球的受力情况不变，加速度仍为0。故D项正确，ABC三项错误。
未剪断的绳，绳中张力可发生突变；未剪断的弹簧，弹簧弹力不可以突变。
2、C
【解析】
A．由公式

得卫星在圆轨道上运行的向心加速度大小

当轨道半径r减小时，a增大，故卫星在轨道Ⅲ上运行的向心加速度小于在轨道Ⅰ上运行的向心加速度，故A错误；
BC．根据开普勒第三定律可知，卫星在轨道Ⅲ上运行的周期大于在轨道Ⅰ、Ⅱ上运行的周期，故B错误，C正确；
D．卫星在轨道III上的A点变轨时，要减速做向心运动才能沿轨道Ⅱ运动，故D错误。
故选C。
3、D
【解析】
木箱的速度和动摩擦因数都保持不变，据平衡条件可得：

解得：

F的功率

θ从0°逐渐增大到90°的过程中，增大，F的功率一直减小，故D项正确，ABC三项错误。
4、B
【解析】
AB．a是两个波谷相遇，位于波谷，振动加强，但此时速度为0；b是两个波峰相遇，位于波峰，振动加强，但此时速度为0；a、b两点是振动加强区，所以a、b连线中点振动加强，此时是平衡位置，速度不为0；故A正确，B错误；
C．c和d两点是波峰和波谷相遇点，c、d两点振动始终减弱，振幅为0，即质点静止，速度为零，故a，b，c，d四点速度均为零，故C正确；
D．再经过半个周期c、d两点仍是振动减弱，故D正确。
本题选错误的，故选B。
5、D
【解析】
A．逸出功由材料本身决定，与照射光无关，故A错误；
B．根据光电效应方程

光电子最大初动能

可知b光照射时光电子的最大初动能较大，b光子的能量高于a光子的能量，故B错误；
C．能否产生光电效应与所加电压无关，故C错误；
D．a光和c光照射时光电子的最大初动能相同，故两者的频率相同，由于a光的最大饱和电流更大，故a光的强度更强，故D正确。
故D正确。
6、A
【解析】
A．伽利略研究自由落体运动的核心方法是把实验和逻辑推理结合起来，故A正确；
B．自然界中的四种基本相互作用是万有引力、强相互作用、电磁力、弱相互作用，故B错误；
C．“月-地检验”证明了地面上的重力、地球吸引月球与太阳吸引行星的力遵循同样的“距离平方反比”规律，故C错误；
D．一对作用力和反作用力分别作用在两个不同物体上，它们可能分别对两个物体都做正功，其代数和为正值，比如在光滑水平面由静止释放的两个带同种电荷的小球，库仑力对两个小球都做正功，作用力和反作用力所做的功的代数和为正值，故物体间的一对相互作用力做功的代数和不一定为零，故D错误。
故选A。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7、AD
【解析】
A．B球沿墙下滑的过程中，系统受到的力只有重力做功，所以机械能守恒，但是由于合外力不等于零，所以动量不守恒，故A正确；
BC．初始时刻A球的速度为零，当B球到达水平面时，B的速度向下，此时B球沿着细杆方向的分速度为零，所以此时A球的速度为零，那么在向右端过程中A球必定先加速运动再做减速运动，杆对球A先施加斜向下的推力做正功，此时A对地面压力大于自身重力，后施加斜向上的拉力做负功，此时A对地面压力小于自身重力，故B、C错误；
D．小球A的速度为时，设小球B的速度大小为，则有

解得

两球下滑过程中系统的机械能守恒，则有

联立解得

故D正确；
故选AD。
8、BD
【解析】
A. 由F=BIL及
I==，
得安培力大小为
FA=BIL=，
故A错误；
B. 由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，由动能定理得：当棒再次回到初始位置时，速度小于v0，棒产生的感应电动势小于BLv0，则R2的电功率小于，故B正确；
C. 由能量守恒得知，当棒第一次达到最右端时，物体的机械能全部转化为整个回路中的焦耳热和甲乙弹簧的弹性势能，两个电阻相同并联，故产生的热量相同，则电路中产生总热量为2Q，所以两根弹簧具有的弹性势能为
，
故C错误；
D. 由于安培力始终对MN做负功，产生焦耳热，棒第一次达到最左端的过程中，棒平均速度最大，安培力平均值最大．从初始时刻到第一次运动至最右端的过程中电路中产生总热量为2Q，则从初始时刻至棒第一次到达最左端的过程中，整个回路中产生的焦耳热应大于×2Q，故D正确．
9、BD
【解析】
AB． 据题分析可知，小球在平行金属板间轨迹应向上偏转，做类平抛运动，飞出电场后，小球的轨迹向下偏转，才能最后垂直打在M屏上，前后过程质点的运动轨迹有对称性，如图

可见两次偏转的加速度大小相等，根据牛顿第二定律得：
qE-mg=mg
得到：

由U=Ed可知板间电压为：

故A错误，B正确；
C． 小球在电场中向上偏转的距离为：
y＝at2
而
a＝＝g，t＝
解得：
y＝
故小球打在屏上的位置与P点的距离为：
S＝2y＝
重力势能的增加量为：
EP＝mgs＝
故C错误。
D．仅增大两板间的距离，因两板上电量不变，根据
E＝＝
而C＝，解得：
E＝
可知，板间场强不变，小球在电场中受力情况不变，则运动情况不变，故仍垂直打在屏上，故D正确。
故选BD。
10、BC
【解析】
AB．两粒子都从M点入射从N点出射，则a粒子向下偏转，b粒子向上偏转，由左手定则可知两粒子均带正电，故A错误，B正确；
CD．设磁场半径为R，将MN当成磁场的边界，两粒子均与边界成45°入射，由运动对称性可知出射时与边界成45°，则一次偏转穿过MN时速度偏转90°；而上下磁场方向相反，则两粒子可以围绕MN重复穿越，运动有周期性，设a粒子重复k次穿过MN，b粒子重复n次穿过MN，由几何关系可知
()
()
由洛伦兹力提供向心力，可得

而两个粒子的比荷相同，可知

如，时，，如，时，，则v1:v2可能为1:1或2:1，故C正确，D错误。
故选BC。

三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。
11、0. 2210 30. 50 30. 0 29. 3
【解析】
(1)[1]螺旋测微器的示数为

[2] 刻度尺示数为

[3] 欧姆表选择“×1”欧姆挡测量，示数为

(2)[4]当电压表满偏时，通过的电流约为0. 3A，可利用与电流表并联分流，因电流表内阻已知，故电流表采用内接法。

[5]通过的电流为

两端的电压

故

[6]由知金属丝的电阻率

12、不需要 不变
【解析】
(1)[1]该实验可以用弹簧测力计测量绳子的拉力，故不需要满足小车的质量远大于钩码的质量的条件。
(2)[2]根据逐差法可知，小车的加速度为

(3)[3]根据(2)中所得到的加速度的表达式可知，加速度与电源电压无关，所以加速度的测量值与实际值相比是不变的。

四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。
13、 (i)；(ii)
【解析】
(i)由于气缸内的气体温度升高，故活塞将向左移动，设气缸再次稳定后向左移动的距离为ΔL。由题目中的条件可知，容器内的气体是在做等压变化。由理想气体状态方程可得

解得

故变化的体积为

(ii)以气缸活塞为研究对象，设气缸里面的大气压对气缸的压力为F根据力的平衡可得

暖流给气缸中的气体加热，当气体温度为T2时，气体膨胀对外做的功为：

由热力学第一定律可知，容器中的气体内能的增加量为

14、 (1)；(2)
【解析】
(1)星的线速度大小

星的线速度大小

则、两颗星的线速度大小之差为

(2)双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度大小相等，向心力大小相等，
则有

解得

则、两颗星的质量差为

15、 (1)138 m；　(2)72 m；　(3)25 s。
【解析】
(1)过ETC通道时，减速的位移和加速的位移相等，则
x1＝ ＝64 m
故总的位移x总1＝2x1＋d＝138 m.
(2)经人工收费通道时，开始减速时距离中心线为x2＝＝72 m.
(3)过ETC通道的时间t1＝×2＋＝18.5 s
过人工收费通道的时间t2＝×2＋t0＝44 s
x总2＝2x2＝144 m
二者的位移差Δx＝x总2－x总1＝6 m
在这段位移内汽车以正常行驶速度做匀速直线运动，则Δt＝t2－(t1＋)＝25 s