2025年高考湖北卷物理真題（解析版）

第1頁/共1頁2025年普通高中學(xué)業(yè)水平選擇性考試（湖北卷）物理本試卷滿分100分，考試時(shí)間75分鐘一、選擇題：本題共10小題，每題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8~10題有多項(xiàng)符合題目要求，每小題全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全對(duì)的得2分，有選錯(cuò)的得0分。1.PET（正電子發(fā)射斷層成像）是核醫(yī)學(xué)科重要的影像學(xué)診斷工具，其檢查原理是將含放射性同位素（如：）的物質(zhì)注入人體參與人體代謝，從而達(dá)到診斷的目的。的衰變方程為，其中是中微子。已知的半衰期是110分鐘。下列說法正確的是（）A.X為 B.該反應(yīng)為核聚變反應(yīng)C.1克經(jīng)110分鐘剩下0.5克 D.該反應(yīng)產(chǎn)生的在磁場中會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)【答案】C【解析】【詳解】A．根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒可知，該物質(zhì)為，故A錯(cuò)誤；B．核聚變是輕核結(jié)合成重核的過程（如氫彈原理）。本題中的衰變是單個(gè)原子核自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N原子核，屬于放射性衰變（具體為衰變），而非核聚變，故B錯(cuò)誤；C．1g該物質(zhì)經(jīng)過110min即一個(gè)衰變周期，則有一半發(fā)生衰變，該物質(zhì)質(zhì)量變?yōu)?.5g，故C正確；D．不帶電，在磁場中不偏轉(zhuǎn)，故D錯(cuò)誤。故選C。2.甲、乙兩行星繞某恒星做圓周運(yùn)動(dòng)，甲的軌道半徑比乙的小。忽略兩行星之間的萬有引力作用，下列說法正確的是（）A.．甲運(yùn)動(dòng)的周期比乙的小 B.甲運(yùn)動(dòng)的線速度比乙的小C.甲運(yùn)動(dòng)的角速度比乙的小 D.甲運(yùn)動(dòng)的向心加速度比乙的小【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于萬有引力可知可得，，，因，可知衛(wèi)星甲、乙運(yùn)動(dòng)的周期線速度關(guān)系角速度關(guān)系向心加速度關(guān)系故選A。3.如圖所示，內(nèi)壁光滑的汽缸內(nèi)用活塞密封一定量理想氣體，汽缸和活塞均絕熱。用電熱絲對(duì)密封氣體加熱，并在活塞上施加一外力F，使氣體的熱力學(xué)溫度緩慢增大到初態(tài)的2倍，同時(shí)其體積緩慢減小。關(guān)于此過程，下列說法正確的是（）A.外力F保持不變 B.密封氣體內(nèi)能增加C.密封氣體對(duì)外做正功 D.密封氣體的末態(tài)壓強(qiáng)是初態(tài)的2倍【答案】B【解析】【詳解】A．氣體溫度升高，體積減小，根據(jù)氣體壓強(qiáng)變大，則外力F增加，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．氣體溫度升高，則氣體內(nèi)能變大，即?U增加，選項(xiàng)B正確；C．氣體體積減小，則外界對(duì)氣體做功，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．根據(jù)熱力學(xué)溫度變?yōu)樵瓉淼?倍，體積減小，則氣體壓強(qiáng)大于原來的2倍，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選B。4.如圖所示，在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，放置一通電圓線圈，圓心為O點(diǎn)，線圈平面與磁場垂直。在圓線圈的軸線上有M和N兩點(diǎn)，它們到O點(diǎn)的距離相等。已知M點(diǎn)的總磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為零，則N點(diǎn)的總磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為（）A.0 B.B C.2B D.3B【答案】A【解析】【詳解】由右手螺旋定則及對(duì)稱性可知，環(huán)形電流在N點(diǎn)產(chǎn)生的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度與M點(diǎn)等大同向。由于M點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，由矢量合成法則可知環(huán)境中勻強(qiáng)磁場與M點(diǎn)磁場等大反向，即勻強(qiáng)磁場與N點(diǎn)的磁場等大反向，N點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0。故選A。5.如圖（a）所示，相距L兩足夠長平行金屬導(dǎo)軌放在同一水平面內(nèi)，兩長度均為L、電阻均為R的金屬棒ab、cd垂直跨放在兩導(dǎo)軌上，金屬棒與導(dǎo)軌接觸良好。導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。導(dǎo)軌間存在與導(dǎo)軌平面垂直的勻強(qiáng)磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間變化的圖像如圖（b）所示，時(shí)刻，。時(shí)刻，兩棒相距，ab棒速度為零，cd棒速度方向水平向右，并與棒垂直，則0~T時(shí)間內(nèi)流過回路的電荷量為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】通過導(dǎo)體的電荷量而時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，故聯(lián)立以上各式，可得故選B。6.某網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員兩次擊球時(shí)，擊球點(diǎn)離網(wǎng)的水平距離均為L，離地高度分別為、L，網(wǎng)球離開球拍瞬間的速度大小相等，方向分別斜向上、斜向下，且與水平方向夾角均為θ。擊球后網(wǎng)球均剛好直接掠過球網(wǎng)，運(yùn)動(dòng)軌跡平面與球網(wǎng)垂直，忽略空氣阻力，tanθ的值為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【詳解】網(wǎng)球水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，有設(shè)球網(wǎng)高度為h，則對(duì)A點(diǎn)發(fā)出的球，有對(duì)B點(diǎn)發(fā)出的球，有聯(lián)立以上各式，可得故選C。7.一個(gè)寬為L的雙軌推拉門由兩扇寬為的門板組成。門處于關(guān)閉狀態(tài)，其俯視圖如圖（a）所示。某同學(xué)用與門板平行的水平恒定拉力作用在一門板上，一段時(shí)間后撤去拉力，該門板完全運(yùn)動(dòng)到另一邊，且恰好不與門框發(fā)生碰撞，其俯視圖如圖（b）所示。門板在運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力與其重力大小之比為，重力加速度大小為g。若要門板的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程用時(shí)盡量短，則所用時(shí)間趨近于（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】設(shè)拉力為，作用時(shí)間為，撤去外力后運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，運(yùn)動(dòng)過程的最大速度為，則由動(dòng)量定理，有得撤銷拉力后，有得對(duì)于全過程，有得對(duì)于全過程有故運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間可知當(dāng)越大時(shí)，越小，當(dāng)時(shí)，取最小值。則則故選B。8.在如圖所示的輸電線路中，交流發(fā)電機(jī)的輸出電壓一定，兩變壓器均為理想變壓器，左側(cè)升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，兩變壓器間輸電線路電阻為r。下列說法正確的是（）A.僅增加用戶數(shù)，r消耗的功率增大 B.僅增加用戶數(shù)，用戶端的電壓增大C.僅適當(dāng)增加n2，用戶端的電壓增大 D.僅適當(dāng)增加n2，整個(gè)電路消耗的電功率減小【答案】AC【解析】【詳解】A．整個(gè)電路物理量標(biāo)注如圖設(shè)用戶端總電阻為R用戶，降壓器輸入端等效為電阻Rx，則有因?yàn)槠渲蠭2=I3，則對(duì)于輸電線有聯(lián)立整理可得僅增加用戶數(shù)，則R用戶減小，可知I2增大，根據(jù)可知r消耗的功率增大，故A正確；B．僅增加用戶數(shù)，I2增大，根據(jù)可知U3減小，根據(jù)用戶端的電壓可知用戶端的電壓減小，故B錯(cuò)誤；C．僅適當(dāng)增加n2，根據(jù)可知U2增大，根據(jù)可知I2增大，根據(jù)可知U3增大，根據(jù)用戶端的電壓可知用戶端的電壓增大，故C正確；D．由C選項(xiàng)可知，僅適當(dāng)增加n2，I2增大，整個(gè)電路消耗的電功率由于U2增大，故整個(gè)電路消耗的電功率變大，故D錯(cuò)誤。故選AC。9.質(zhì)量均為m的小球a和b由勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧連接，小球a由不可伸長的細(xì)線懸掛在O點(diǎn)，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖所示。將小球b豎直下拉長度l后由靜止釋放。重力加速度大小為g，忽略空氣阻力，彈簧始終在彈性限度內(nèi)。釋放小球b后（）A.小球a可能會(huì)運(yùn)動(dòng) B.若小球b做簡諧運(yùn)動(dòng)，則其振幅為C.當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)，小球b才能始終做簡諧運(yùn)動(dòng) D.當(dāng)且僅當(dāng)時(shí)，小球b才能始終做簡諧運(yùn)動(dòng)【答案】AD【解析】【詳解】B．如果A球不動(dòng)而B球單獨(dú)振動(dòng)則B球做簡諧振動(dòng)，簡諧振動(dòng)平衡位置合力為零，即B球初始時(shí)刻位置，則可知B的振幅為，B錯(cuò)誤；ACD．A球發(fā)生運(yùn)動(dòng)的臨界條件為彈簧對(duì)A球向上的彈力大于A球的重力，則此時(shí)對(duì)A球有對(duì)B球有此時(shí)加速度由簡諧振動(dòng)的對(duì)稱性可得向下拉到最低點(diǎn)松手釋放的加速度也為，則有解得即，否則A球會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)，AD正確，C錯(cuò)誤。故選AD。10.如圖所示，在xOy平面內(nèi)有一以O(shè)點(diǎn)為中心的正五邊形，頂點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為R。在正五邊形的頂點(diǎn)上順時(shí)針方向依次固定電荷量為q、2q、3q、4q、5q的正點(diǎn)電荷，且電荷量為3q的電荷在y軸正半軸上。靜電力常量為k，則O點(diǎn)處的電場強(qiáng)度（）（）A.方向沿x軸負(fù)方向B.方向與x軸負(fù)方向成夾角斜向下C.大小為D.大小為【答案】AD【解析】【詳解】由題意可知，如圖將五個(gè)點(diǎn)電荷等效成五個(gè)點(diǎn)電荷與O點(diǎn)距離為R，設(shè)則O點(diǎn)場強(qiáng)大小為代入可得方向沿x軸負(fù)方向；故選AD。二、非選擇題：本題共5小題，共60分。11.某實(shí)驗(yàn)小組為測量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r，設(shè)計(jì)了如圖（a）所示電路，所用器材如下：干電池、智能手機(jī)、電流傳感器、定值電阻R0、電阻箱、開關(guān)、導(dǎo)線等。按電路圖連接電路，將智能手機(jī)與電流傳感器通過藍(lán)牙無線連接，閉合開關(guān)S，逐次改變電阻箱的阻值R，用智能手機(jī)記錄對(duì)應(yīng)的電流傳感器測得的電流I?；卮鹣铝袉栴}：（1）R0在電路中起______（填“保護(hù)”或“分流”）作用。（2）與E、r、R、R0的關(guān)系式為______。（3）根據(jù)記錄數(shù)據(jù)作出圖像，如圖（b）所示。已知R0=9.0Ω，可得E=______V（保留三位有效數(shù)字），r=______Ω（保留兩位有效數(shù)字）（4）電流傳感器的電阻對(duì)本實(shí)驗(yàn)干電池內(nèi)阻的測量結(jié)果______（填“有”或“無”）影響?！敬鸢浮浚?）保護(hù)（2）（3）①.1.47②.1.3（4）有【解析】【小問1詳解】R0與電阻箱串聯(lián)，可知，R0在電路中起保護(hù)作用?！拘?詳解】根據(jù)閉合電路歐姆定律化簡可得【小問3詳解】[1][2]結(jié)合上述有結(jié)合圖（b）有，解得，小問4詳解】當(dāng)電流傳感器有內(nèi)阻時(shí)，所測的電源內(nèi)阻導(dǎo)致電源內(nèi)阻測量值偏大，即電流傳感器的電阻對(duì)本實(shí)驗(yàn)干電池內(nèi)阻的測量結(jié)果有影響。12.某同學(xué)利用如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置來測量重力加速度大小g。細(xì)繩跨過固定在鐵架臺(tái)上不可轉(zhuǎn)動(dòng)的小圓柱體，兩端各懸掛一個(gè)重錘。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用游標(biāo)卡尺測量遮光片寬度d。②將遮光片固定在重錘1上，用天平測量重錘1和遮光片的總質(zhì)量m、重錘2的質(zhì)量M（M>m）。③將光電門安裝在鐵架臺(tái)上，將重錘1壓在桌面上，保持系統(tǒng)靜止，重錘2離地面足夠高。用刻度尺測量遮光片中心到光電門的豎直距離H。④啟動(dòng)光電門，釋放重錘1，用毫秒計(jì)測出遮光片經(jīng)過光電門所用時(shí)間t。⑤根據(jù)上述數(shù)據(jù)求出重力加速度g。⑥多次改變光電門高度，重復(fù)步驟，求出g的平均值?；卮鹣铝袉栴}：（1）測量d時(shí)，游標(biāo)卡尺的示數(shù)如圖（b）所示，可知______cm。（2）重錘1通過光電門時(shí)的速度大小為______（用遮光片d、t表示）。若不計(jì)摩擦，g與m、M、d、t、H的關(guān)系式為______。（3）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)M和m之比接近于1時(shí)，g的測量值明顯小于真實(shí)值。主要原因是圓柱體表面不光滑，導(dǎo)致跨過圓柱體的繩兩端拉力不相等。理論分析表明，圓柱體與繩之間的動(dòng)摩擦因數(shù)很小時(shí)，跨過圓柱體的繩兩端拉力差，其中是只與圓柱體表面動(dòng)摩擦因數(shù)有關(guān)的常數(shù)。保持不變，其中，。足夠小時(shí)，重錘運(yùn)動(dòng)的加速度大小可近似表示為。調(diào)整兩重錘的質(zhì)量，測得不同β時(shí)重錘的加速度大小a，結(jié)果如下表。根據(jù)表格數(shù)據(jù)，采用逐差法得到重力加速度大小______（保留三位有效數(shù)字）。β0.040.060.080.10a/（m/s2）0.0840.28104770.673【答案】（1）0.515（2）①.②.（3）9.81【解析】【小問1詳解】根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)律，該游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為【小問2詳解】[1]根據(jù)光電門的測速原理，重錘1通過光電門時(shí)的速度大小為[2]對(duì)重錘1與重錘2構(gòu)成的系統(tǒng)進(jìn)行分析，根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律有其中解得【小問3詳解】由于是只與圓柱體表面動(dòng)摩擦因數(shù)有關(guān)的常數(shù)，且有取表格從左至右四組數(shù)據(jù)分別為和對(duì)應(yīng)的利用表格中的數(shù)據(jù)，根據(jù)逐差法有帶入數(shù)據(jù)可則重力加速度13.如圖所示，三角形ABC是三棱鏡的橫截面，，，三棱鏡放在平面鏡上，AC邊緊貼鏡面。在紙面內(nèi)，一光線入射到鏡面O點(diǎn)，入射角為，O點(diǎn)離A點(diǎn)足夠近。已知三棱鏡的折射率為。（1）當(dāng)時(shí)，求光線從AB邊射入棱鏡時(shí)折射角的正弦值；（2）若光線從AB邊折射后直接到達(dá)BC邊，并在BC邊剛好發(fā)生全反射，求此時(shí)的值【答案】（1）（2）【解析】【小問1詳解】作出光路圖，如圖所示由幾何關(guān)系可知所以在邊的入射角為由光的折射定律解得光線從邊射入棱鏡時(shí)折射角的正弦值為【小問2詳解】根據(jù)可得則AB邊的折射角為根據(jù)折射定律可知AB邊的入射角滿足解得根據(jù)幾何關(guān)系可知恰好發(fā)生全反射時(shí)的入射角為14.如圖所示，兩平行虛線MN、PQ間無磁場。MN左側(cè)區(qū)域和PQ右側(cè)區(qū)域內(nèi)均有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為B和2B。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子從MN左側(cè)O點(diǎn)以大小為的初速度射出，方向平行于MN向上。已知O點(diǎn)到MN的距離為，粒子能回到O點(diǎn)，并在紙面內(nèi)做周期性運(yùn)動(dòng)。不計(jì)重力，求（1）粒子在MN左側(cè)區(qū)域中運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑；（2）粒子第一次和第二次經(jīng)過PQ時(shí)位置的間距；（3）粒子的運(yùn)動(dòng)周期【答案】（1）（2）（3）【解析】【小問1詳解】粒子在左側(cè)磁場中運(yùn)動(dòng)，根據(jù)洛倫茲力提供向心力有可得【小問2詳解】粒子在左側(cè)磁場運(yùn)動(dòng)，設(shè)從MN射出時(shí)速度方向與MN的夾角為θ，由于O到的距離，結(jié)合，根據(jù)幾何關(guān)系可知；粒子在MN和PQ之間做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以粒子從PQ進(jìn)入右側(cè)磁場時(shí)與PQ的夾角；粒子在右側(cè)磁場做勻速圓周運(yùn)動(dòng)有解得根據(jù)幾何關(guān)系可知粒子第一次和第二次經(jīng)過PQ時(shí)位置的間距【小問3詳解】由圖可知粒子在左邊磁場運(yùn)動(dòng)的時(shí)間粒子在右邊磁場運(yùn)動(dòng)的時(shí)間根據(jù)對(duì)稱性可知粒子在MN左側(cè)進(jìn)出磁場的距離所以粒子從MN到PQ過程中運(yùn)動(dòng)的距離為粒子在MN和PQ之間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間綜上可知粒子完成完整運(yùn)動(dòng)回到O點(diǎn)的周期為15.如圖所示，一足夠長的平直木板放置在水平地面上，木板上有3n（n是大于1的正整數(shù)）個(gè)質(zhì)量均為m的相同小滑塊，從左向右依次編號(hào)為1、2、…、3n，木板的質(zhì)量為nm。相鄰滑塊間的距離均為L，木板與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為。初始時(shí)木板和所有滑塊均處于靜止?fàn)顟B(tài)?，F(xiàn)給第1個(gè)滑塊一個(gè)水平向右的初速度，大小為（為足夠大常數(shù)，g為重力加速度大?。；瑝K間的每次碰