河北省邯郸市2025届高三下学期第三次调研监测物理试卷（含解析）

2025届河北省邯郸市高三下学期第三次调研监测物理试题
一、单选题（本大题共7小题）
1．一炮弹在空中飞行时，突然发生爆炸（时间极短），爆炸成质量不同的两部分，爆炸后瞬间两部分的运动方向与爆炸前瞬间炮弹的运动方向在同一直线上。则炮弹爆炸过程中（　　）
A．系统动量不守恒 B．两部分的动能都会增大
C．两部分的动能之和可能减小 D．两部分的动能之和一定增大
2．2025年1月20日18时11分，我国在酒泉卫星发射中心使用谷神星一号运载火箭，成功将云遥一号37-40星、吉天星A-05星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。其中云遥一号40星距地面的高度为，地球的半径为，地球的第一宇宙速度为，则云遥一号40星的运行速度大小为（　　）
A． B． C． D．
3．如图所示，起重机将质量为的正方形工件竖直向上匀加速吊起，工件的加速度大小为，四根钢绳（质量不计）等长，每根钢绳与竖直方向的夹角均为，取重力加速度大小，则每根钢绳受力的大小为（　　）
A． B． C． D．
4．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，副线圈接理想电压表和理想电流表。在原线圈两端加上的交变电压。下列说法正确的是（　　）
A．电压表的示数为
B．当滑动变阻器的滑片P向端移动时，电压表的示数变小
C．当滑动变阻器的滑片P向端移动时，电流表的示数变大
D．当电流表的示数为时，变压器的输入功率为
5．如图所示，一列沿轴传播的简谐横波在时刻的波形如图中实线所示，在时刻的波形如图中的虚线所示。已知该波波源的振动周期大于，则这列波的传播速度大小为（　　）
A． B． C． D．
6．2025年1月1日0时17分，漳州核电1号机组正式投入商业运行，核电站核反应堆中的“燃料”是。已知质子质量，中子质量，铀核质量235.044u，相当于的能量。则的比结合能约为（　　）
A．0.75MeV B． C．75MeV D．750MeV
7．如图所示，直角三角形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，边长为边长为，大量质量为、电荷量为、速度大小为的带负电粒子垂直边射入磁场。带电粒子在磁场中运动后只从和边射出磁场。不考虑粒子的重力和粒子间的相互作用，则匀强磁场的最大磁感应强度为（　　）
A． B． C． D．
二、多选题（本大题共3小题）
8．如图所示，竖直面内四根相同的绝缘细杆上分别均匀分布着等量异种电荷。、、、为正方形对角线上到中心点距离相等的四个点。则（　　）
A．、两点的电场强度相同
B．、两点的电场强度方向不相同
C．把一带正电的试探电荷从点移到点，电场力做正功
D．把一带正电的试探电荷从点移到点，电场力做正功
9．如图所示，某种透明材料制成的三棱镜的截面为边长为的等边三角形，一细束红光从面以任意角射入棱镜，经面的折射光线第一次射到面或面时均不会射出棱镜，下列说法正确的是（　　）
A．棱镜对红光的折射率至少为
B．棱镜对红光的折射率至少为2
C．若白光垂直面从距点处射入棱镜，则从面射出后是彩色光
D．若白光垂直面从距点处射入棱镜，则从面射出后还是白光
10．如图所示，劲度系数为的弹性绳一端系于点，绕过处的光滑小滑轮，另一端与质量为、套在光滑竖直固定杆A处的圆环（视为质点）相连，P、Q、A三点等高，弹性绳的原长恰好等于P、Q间的距离，A、Q间的距离为。将圆环从A点由静止释放，重力加速度大小为，弹性绳始终处于弹性限度内，弹性绳的弹性势能，其中为弹性绳的伸长量，下列说法正确的是（　　）
A．圆环向下运动的过程中，弹性绳的弹性势能先增大后减小
B．圆环向下运动的最大距离为
C．圆环最大动能为
D．圆环运动过程中的最大加速度为
三、实验题（本大题共2小题）
11．图甲是“利用气垫导轨验证系统机械能守恒”的实验装置。
(1)用螺旋测微器测量滑块上固定的挡光片的宽度，测量结果如图乙所示，则 mm。
(2)已知砝码和砝码盘的总质量为，滑块（含挡光片）的质量为。按照正确的方式连接好实验装置，并调节气垫导轨水平，滑轮与滑块之间的细线水平，将滑块从距光电门为处由静止释放，挡光片经过光电门的时间为，重力加速度大小为，若该过程中砝码和砝码盘与滑块（含挡光片）组成的系统机械能守恒，则 。（用题中所给物理量表示）
(3)若通过计算发现系统增加的动能大于系统减小的重力势能，则造成这一情况的原因可能是 。（写一条即可）
(4)若实验时滑轮与滑块之间的细线不水平，其他操作均正确，则砝码和砝码盘与滑块（含挡光片）组成的系统机械能 （填“守恒”或“不守恒”）。
12．某同学欲将电流表改装成欧姆表并重新标上刻度和校准，要求改装后欧姆表的刻度正好对应电流表表盘的中间刻度。可选用的器材有：
A．电源（电动势为，内阻为）；
B．电流表A（量程为，内阻为）；
C．定值电阻（阻值为）；
D．定值电阻（阻值为）；
E．滑动变阻器（最大阻值为）；
F．红、黑表笔和导线若干。
(1)按图中的实物连线组成欧姆表，定值电阻应选 （填仪器前面的序号）。
(2)通过计算，对整个表盘重新标上电阻刻度。表盘上处的电阻刻度为 。
(3)该同学继续研究改变倍率的问题，若要将欧姆表改为表盘中间刻度为的新欧姆表，则在适当更换器材的同时，给电流表 （填“串”或“并”）联一个 的电阻。
四、解答题（本大题共3小题）
13．自行车前叉是连接车把手和前轴的部件，如图甲所示。为了减少路面颠簸对骑手手臂的冲击，前叉通常安装有减震系统，常见的有弹簧减震和空气减震。一空气减震器的原理图如图乙所示，总长、横截面积为的汽缸（密封性良好）里面充有空气，忽略光滑活塞（厚度不计）和车把手的质量，缸内气体的热力学温度为，当不压车把手时活塞恰好停留在汽缸顶部，外界大气压强。求：
(1)不考虑缸内气体温度变化，活塞稳定在距汽缸顶部处时，车把手对活塞的压力大小；
(2)缸内气体的热力学温度为，不压车把手时，活塞到汽缸顶部的距离。
14．如图所示，和为两根足够长的平行光滑金属导轨，导轨间距为。在虚线上方有方向垂直导轨平面向下的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为，虚线到金属导轨顶端的距离为。现将一金属棒从顶端由静止释放，当前一根金属棒经过虚线（磁场下边界）时，立即由静止释放一根新的金属棒。已知每根金属棒（释放前均未在导轨上）的长度均为，电阻均为，质量均为，运动过程中金属棒始终与导轨垂直，导轨与水平面的夹角为，重力加速度大小为。
(1)第根金属棒可以在磁场中匀速运动，求第根金属棒在磁场中匀速运动的速度大小；
(2)第一和第二根金属棒到达磁场下边界的时间间隔为，求第二根金属棒在磁场中运动过程中系统产生的总热量。
15．为了进一步解决水资源短缺和人工成本增加等问题，越来越多的绿化工程采用自动灌溉系统。如图所示，地下的水泵将水从水管（管壁厚度不计）底部点推向上方，水沿着水管上升后从水平水管喷出，已知水管横截面积，水的密度，水管上端水平部分长，通过拍摄照片发现水落地时的速度方向与水平地面的夹角，忽略摩擦和空气阻力，取重力加速度大小。
(1)求水管中水流的速度大小；
(2)求水泵对水做功的功率；
(3)为了能向各个方向喷水，现在让竖直水管沿竖直轴线匀速旋转，角速度，求水落地点围成的区域的面积。（结果保留两位有效数字）
参考答案
1．【答案】D
【详解】当系统不受外力或所受外力之和为零时，系统动量保持不变，A错误；由于能量守恒，爆炸过程中有化学能转化为动能，B、C错误，D正确。
2．【答案】A
【详解】设r为圆周运动的轨道半径，由万有引力提供向心力可得线速度表达式，第一宇宙速度是地球表面卫星的线速度，即，，云遥一号40星的轨道半径为，运行速度为，联立可得，。
3．【答案】A
【详解】设每根钢丝绳的拉力为，由题意可知每根绳与竖直方向的夹角为60°；根据牛顿第二定律，在竖直方向有，代入数据解得。
4．【答案】C
【详解】依题意，理想变压器原线圈电压有效值，根据，解得电压表的示数为，A错误；由A选项分析可知，当滑动变阻器的滑片P向端移动时，其阻值减小，电压表的示数不变，由，可知电流表的示数变大，B错误；C正确；当电流表的示数为时，变压器的输入功率为，D错误。
5．【答案】B
【详解】由波形图可知，该波的波长，波传播的时间；
讨论：
（1）若该波沿x轴正方向传播，则有；由于该波的周期大于0.9s，n只能取0，解得，波速为。
（2）若波沿x轴负方向传播，则有；当n取0时周期最大，解得，由于该波的周期大于0.9s，不符合题意。
6．【答案】B
【详解】比结合能是原子核总结合能除以核子数。铀的质子数为92，中子数为235-92=143，质子总质量=92×1.007u=92.644u，中子总质量=143×1.009u=144.287u，核子总质量= 92.644u+144.287u=236.931u，质量亏损Δm=236.931u- 235.044u=1.887u，比结合能。
7．【答案】C
【详解】当粒子运动轨迹与A、B边相切于D点，右边刚好从C点射出，此时对应的磁感应强度有最大值，粒子运动轨迹如图所示
根据几何关系，有，解得，根据洛伦兹力提供向心力，联立解得。
8．【答案】AC
【详解】沿竖直方向将上下绝缘细杆分割成无穷多个小段，关于水平中心线对称的两小段构成等量异种点电荷连线模型，根据对称性可知a、b、c、d四点的场强相等，方向竖直向下；同理沿水平方向将左右绝缘细杆分割成无穷多个小段，关于竖直中心线对称的两小段构成等量异种点电荷模型，根据对称性可知a、b、c、d四点的场强相等，方向水平向右。再根据场强的叠加原理可知a、b、c、d四点的场强相同，A正确，B错误；根据场强的叠加原理可知a、b、c、d四点的场强方向均斜向右下方，把一带正电的试探电荷从点移到点电场力做正功，从点移到点电场力不做功，C正确，D错误。
9．【答案】BD
【详解】根据题意，经面的折射光线第一次射到面或面时均不会射出棱镜，这意味着在BC、面上发生了全反射。设全反射临界角为C，光从某种介质射向真空（或空气）时，发生全反射的临界角C满足（n为介质对该光的折射率），对于等边三角形棱镜，光线在面折射后进入棱镜，要在BC或面发生全反射，则在这些面上的入射角至少为，所以临界角C最大只能是，根据，当时，可得，即棱镜对红光的折射率至少为2 ，A错误，B正确；当白光垂直AC面从距A点 处射入棱镜时，由于垂直入射，光线在AC面不发生折射，在棱镜内部传播到AB面时，不同色光的临界角不同，根据，折射率n越大，临界角C越小，由于各种色光中，紫光折射率最大，临界角最小，红光折射率最小，临界角最大，在这种情况下，当光线传播到到AB面时，根据题意知，红光会发生全反射，其余色光还也发生全反射，这样经过全反射后，从BC面射出的光还是包含各种色光的白光，则从面射出后还是白光，C错误，D正确。
10．【答案】BC
【详解】根据题意可知，圆环向下运动的过程中，弹性绳的拉伸量逐渐增大，则弹性绳的弹性势能一直增大，A错误；圆环向下运动至最低点过程，根据能量转化与守恒，解得，B正确；圆环动能达到最大时，速度最大，此时圆环加速度为0，令此时绳与竖直方向夹角为，弹性绳的拉伸量为x，则有，此时，对圆环进行分析有，根据能量转化与守恒有，解得，C正确；对圆环进行分析，开始释放的加速度为重力加速度g，随后加速度先减小，后增大，令在C点的加速度为a，此时弹性绳与竖直方向夹角为，结合上述有，则有，根据牛顿第二定律有，结合上述解得，即圆环运动过程中的最大加速度为g，D错误。
11．【答案】(1)5.548/5.549//5.551/5.552；(2)；(3)导轨未调平，右侧高左侧低；(4)守恒
【详解】（1）根据螺旋测微器的读数规则可知，该挡光片的宽度为（均给分）。
（2）滑块经过光电门时的速度可认为是挡光片经过光电门时的平均速度，，若系统机械能守恒，则有。
（3）若通过计算发现系统增加的动能大于系统减小的重力势能，造成这一情况的原因可能是初始时有动能，或导轨未调平，右侧高左侧低所致。
（4）若实验时滑轮与滑块之间的细线不水平，其他操作均正确，则砝码和砝码盘与滑块（含挡光片）组成的系统机械能依旧守恒，只不过表达式变为。
12．【答案】(1)C；(2)10；(3) 并 11
【详解】（1）欧姆表内部由电源、定值电阻、电流表和滑动变阻器构成。由题意知，改装后的欧姆表要求中值电阻Rx=15kΩ，此时回路电流为 I = 50 μA，则，又，解得。
（2）指针指到 60 μA 时回路总电阻为，则待测电阻。
（3）新欧姆表的中间刻度为1.5 kΩ，对应的电流表满偏电流：，需要将电流表的量程从100 μA扩展到1 mA，则需要并联一个电阻来进行分流。
并联电阻：
13．【答案】(1)。(2)
【详解】（1）汽缸内气体初始状态，，
下压后，，
根据，
解得，
又，
解得。
（2）由，
且，
解得，
活塞到汽缸顶部的距离，
解得。
14．【答案】(1)；(2)
【详解】（1）设第根金属棒匀速运动的速度大小为，金属棒匀速切割磁感线产生的电动势，
第根金属棒在磁场中匀速运动时，电路中的总电阻，
干路中的电流即第根金属棒中的电流，
金属棒匀速运动有，
解得。
（2）第二根金属棒到达磁场下边界时的速度大小为，
根据动量定理有，
，
，
解得，
根据能量守恒定律有，
解得。
15．【答案】(1)；(2)；(3)
【详解】（1）水落地时竖直速度，
解得，
根据速度的分解有，
解得。
（2）时间内从水管中喷出的水柱长为，
根据功能关系有，
其中，，
解得。
（3）水在空中做平抛运动，时间，
水沿半径方向运动的距离，
水沿切线方向运动的距离，
水落地点到点的距离，
水的落地点围成的区域的面积。