河南省青桐鸣联考2025届高三下学期模拟预测物理试卷（含解析）

2025届河南省青桐鸣联考高三下学期模拟预测物理试题
一、单选题（本大题共7小题）
1．科学探测表明，月球上储藏有大量可控核聚变燃料氦3，可控核聚变的核反应方程为，则下列说法正确的是（　　）
A．X是
B．X中有两个中子、一个质子
C．比的比结合能小
D．生成物的质量之和大于反应物的质量之和
2．如图所示，质量分布均匀的绳子两端分别连接在两根固定竖直杆上的A点和B点，绳子静止时，绳子B端的切线水平，若绳子的质量为，右杆对绳子B端的拉力大小等于，已知重力加速度为g，则下列判断错误的是（　　）

A．左杆对绳子A端拉力大小等于
B．左杆对绳子A端拉力与杆的夹角为
C．将两杆平移相互靠近的过程中，左杆对绳子A端拉力始终大于右杆对绳子B端拉力
D．将两杆平移相互靠近的过程中，左杆和右杆对绳子的拉力大小可能相等
3．如图所示，圆柱形垃圾桶高，桶底直径，将一个废纸团以的初速度水平抛出，结果纸团从桶的左侧桶沿进入桶内，落在桶底最右侧。不计空气阻力，不计纸团大小，重力加速度为，则纸团抛出点离桶左侧桶沿的水平距离为（　　）

A． B． C． D．
4．如图所示，质量为的跳伞运动员在高空由静止下落，从静止下落到打开降落伞之前运动员一直做竖直方向的匀加速运动，此过程中，运动员减少的重力势能与增加的动能之比为9：8，重力加速度为g，若此过程运动员下降的高度为h，则此过程中（　　）
A．运动员的加速度大小为 B．合外力对运动员做的功为
C．运动员的机械能减少量为 D．空气阻力对运动员做的功为
5．某同学用小型变压器连接成如图所示的电路研究远距离输电，用户电阻和输电线电阻均为，小型正弦交流发电机输出电压为且保持不变，升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，两变压器均为理想变压器，则的输出电压为（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，某卫星变轨后绕地球做椭圆运动，是椭圆的长轴，是椭圆的短轴，为地心，、和椭圆段曲线所围成的面积占整个椭圆面积的，则卫星沿顺时针方向从点运动到A点的平均速率和从A点运动到点的平均速率之比为（　　）
A． B． C． D．
7．如图所示，是平行玻璃砖，从侧面的中点斜射入一束由、两种单色光组成的复色光，两单色光在玻璃砖内仅发生一次全反射后，单色光照射在边的中点单色光照射在的中点，增大光在面的入射角，有一种单色光可以从边出射，不考虑光在面的反射，，则下列判断正确的是（　　）
A．玻璃砖对单色光的折射率比对单色光的折射率大
B．单色光在玻璃砖中传播时间比单色光传播时间长
C．用同一装置对单色光和分别做单缝衍射实验，光的中央亮纹更宽
D．若用单色光照射某金属恰好能发生光电效应，用单色光照射该金属也一定能发生光电效应
二、多选题（本大题共3小题）
8．如图为一列简谐横波在时刻的波形图，、是波传播路径上的两个质点，质点平衡位置的横坐标为。质点的振动方程为。则下列说法正确的是（　　）
A．波沿轴正方向传播
B．质点振动的频率为
C．质点平衡位置的坐标为
D．时刻，质点正在向轴正方向运动
9．如图所示，正方形的四个顶点各固定一个点电荷，为正方形的中点，无穷远处电势为零，点电荷电场中的电势为静电力常量，为点电荷电荷量，为空间某点到点电荷的距离），则下列判断正确的是（　　）
A．若四个顶点的电荷量各不相同，则点的电场强度一定不为零
B．若四个顶点的电荷量各不相同，则点的电势不可能为零
C．若点的点电荷受到的电场力为零，则B、D两点的点电荷一定带等量同种电荷
D．若B、D两点的点电荷带等量异种电荷，则从到电势一定升高
10．如图所示，足够长光滑平行导轨、倾斜固定放置，导轨间距为，导轨平面倾角为，导轨区域有方向垂直导轨平面向上的、磁感应强度为的匀强磁场，导轨下端、接有直流电源。一根质量为、长度为、电阻为的金属棒垂直放在导轨上，由静止释放，金属棒运动的最大速度大小为，将电源反接，金属棒仍从开始的位置由静止释放，金属棒运动的最大速度大小为，金属棒运动过程中始终与导轨垂直且接触良好，除金属棒外其余电阻不计，重力加速度为，则下列判断正确的是（　　）
A．与的方向一定相反 B．与的大小一定相等
C．可能等于 D．可能等于
三、实验题（本大题共2小题）
11．在探究物体加速度与力、质量的关系实验过程中，某同学设计了如图甲所示的实验装置。小车上安装有遮光片，动滑轮两边的轻绳与长木板平行，两光电门间的距离为，拉力传感器可测出轻绳的拉力大小，带滑轮的长木板放在水平桌面上。当地的重力加速度为。
(1)平衡摩擦力时将长木板的右端适当垫高，不挂钩码，轻推小车，如果小车通过光电门1时遮光片的遮光时间大于小车通过光电门2时遮光片的遮光时间，则需要将长木板右端适当 （填“升高”或“降低”），直到小车通过两光电门时遮光片遮光时间 。
(2)用游标卡尺测出遮光片的宽度如图乙所示，则遮光片的宽度 ；按图甲安装好装置，正确操作进行实验，某次实验时，小车通过光电门1、2时遮光片的遮光时间分别为、，则小车运动的加速度大小为 。（用题中给出的物理量符号表示）
(3)多次改变悬挂钩码的质量，记录每次改变后钩码的质量、力传感器的示数，根据每次小车通过光电门时遮光片的遮光时间求出小车运动的加速度，分别作图像、图像，得到的图像一定是一条倾斜直线的是 （填“”或“”）图像，若图像和图像两图像直线部分的斜率分别为，则 （填“大于”“等于”或“小于”）。
12．某同学要测量一个量程为的电压表内阻（约），设计了图甲和图乙两种电路，已知电阻箱最大阻值。
(1)采用图甲电路测量时，为了使测量值尽量准确，电源应选用 （选“A”或“B”），滑动变阻器应选用 （选“C”或“D”）。
A．电源电动势为 B．电源电动势为
C．滑动变阻器（最大阻值） D．滑动变阻器（最大阻值）
(2)用图甲电路在开关、均断开的情况下，先将的滑片调至最左端，然后闭合、，调节滑片，使电压表指针偏转到满刻度，再断开开关，调节电阻箱的阻值，使电压表指针偏转到满刻度的一半。如果此时电阻箱接入电路中的阻值为，则被测电压表的内阻测量值为 ，该测量值 实际值（填“大于”“小于”或“等于”）。
(3)若采用图乙电路测量
①要使测量尽量准确，微安表应选用 （选“A”或“B”）。
A．毫安表（量程为） B．毫安表（量程为）
②实验测量时，先将滑动变阻器的滑片移到最左端，闭合开关，多次移动滑动变阻器滑片，测得多组电压表和电流表的示数、作图像，得到图像的斜率为，则电压表内阻为 ；关于图甲电路和图乙电路测电压表内阻引起的主要误差，下列判断正确的是 。
A．图甲：系统误差；图乙：系统误差 B．图甲：系统误差；图乙：偶然误差
C．图甲：偶然误差；图乙：系统误差 D．图甲：偶然误差；图乙：偶然误差
四、解答题（本大题共3小题）
13．如图所示，上端封口且导热性良好的细玻璃管竖直插入水银槽中，玻璃管中被封闭一定质量的理想气体，管内水银面比槽内水银面高，封闭气柱长为，气体的温度为，大气压强始终为，水银槽中玻璃管足够长，缓慢降低环境温度，使管中水银上升，槽内水银面的高度可以认为不变。
(1)环境温度应降为多少（结果保留一位小数）；
(2)若不降低温度，将玻璃管缓慢向上移也能使管中水银上升，则玻璃管上升的高度为多少（结果保留一位小数）。
14．如图所示，平面直角坐标系的圆形区域内有沿轴负方向的匀强电场，边界圆的圆心在（0，R）的位置（图中未标出），边界圆与轴相切，边界圆外有垂直于坐标平面向里的匀强磁场。从坐标原点处在坐标平面内沿与轴正方向成角向第一象限内射出一个质量为、电荷量为、速度大小为的带正电粒子，粒子第一次射出电场时方向沿轴正方向，粒子第一次经磁场偏转刚好从（0，2R）位置再次进入电场。不计粒子的重力，求：
(1)匀强电场的电场强度大小；
(2)匀强磁场的磁感应强度大小；
(3)若粒子第二次进入电场时立即撤去电场，则此后粒子第二次在磁场中运动的时间。
15．如图所示，光滑水平平台左端与固定在竖直面内的半径为的光滑四分之一圆弧轨道在B点平滑连接，为圆心，水平，平台右端与足够长水平传送带平滑无缝连接，传送带以的速度逆时针匀速转动。平台上静置着质量分别为的、两个小滑块，、滑块间有一被压缩的轻弹簧（滑块与轻弹簧不拴接），两滑块用细线连接，此时轻弹簧的弹性势能为。剪断细线，弹簧将两滑块弹开，两滑块与弹簧分离后立刻撤去弹簧，之后滑块滑上传送带，滑块滑上圆弧轨道，此后、在平台上发生碰撞，始终未滑上传送带，与传送带间的动摩擦因数，滑块均可视为质点，重力加速度取。求：
(1)弹簧将两滑块弹开后，滑块第一次滑到圆弧轨道最低点时对圆弧轨道的压力大小；
(2)若、在平台上碰撞后粘在一起，则、碰撞过程损失的机械能；
(3)若传送带运行的速度大小为、第一次碰撞的位置仍在平台上且发生的是弹性碰撞，则从弹簧将两滑块弹开至发生第次碰撞过程中，物块与传送带间因摩擦产生的热量。
参考答案
1．【答案】C
【详解】根据质量数、电荷数守恒可知，X是，X中有一个中子、一个质子，AB错误；该核反应过程释放能量，所以比的比结合能小，正确；核反应过程中释放能量，会有质量亏损，则生成物的质量之和小于反应物的质量之和，错误。
2．【答案】D
【详解】根据力的平衡，左杆对绳子A端拉力大小，A正确，与题意不符；设左杆对绳子A端拉力与杆的夹角为，则，解得，B正确，与题意不符；将两杆平移相互靠近的过程中，以最低点将绳分为两部分，左侧绳子总是比右侧绳子重，最低点对两侧绳子拉力相等，根据三力平衡可知，左杆对绳子A端拉力始终大于右杆对绳子B端拉力，C正确，与题意不符；D错误，与题意相符。本题选错误的，选D。
3．【答案】D
【详解】设纸团抛出点距离桶底的高度为，离桶左侧桶沿的水平距离为，则有，，，，解得。
4．【答案】C
【详解】下降高度过程，减少的重力势能为，根据题意可知，增加的动能为，根据动能定理可知，合外力对运动员做的功为，B错误；根据动能定理，有，解得，运动员机械能的变化量为，即运动员的机械能减少量为，A错误；C正确；根据功能关系，运动员机械能的减少量等于克服空气阻力做的功，即空气阻力对运动员做的功为，D错误。
5．【答案】A
【详解】根据题意，升压变压器原副线圈电压与匝数关系，解得，降压变压器原副线圈电压与匝数关系，又，输电线回路满足，降压变压器副线圈回路满足，联立，解得。
6．【答案】C
【详解】根据题意，、及段曲线所围成的面积占整个椭圆面积的，设卫星沿顺时针方向从点运动到A点的时间为，从A点运动到点的时间为，根据开普勒第二定律可知，由于曲线和曲线长度相等，则卫星沿顺时针方向从点运动到A点的平均速率和从A点运动到点的平均速率之比为。
7．【答案】D
【详解】根据题意，光路如图所示，可知单色光折射后偏折程度较小，可知玻璃砖对单色光的折射率比对单色光的折射率小，A错误；设入射角为，折射角为，则，设玻璃砖长度为，则光在玻璃砖中传播的距离，传播的时间，由于，因此折射角越小，传播时间越长，则单色光传播时间长，B错误；由于光波长长，用同一装置对单色光和分别做单缝衍射实验，光的中央亮纹更宽，C错误；由于光频率低，因此用单色光照射某金属恰好能发生光电效应，用单色光照射该金属也一定能发生光电效应，D正确。
8．【答案】AC
【详解】由质点的振动方程可知，振动周期为，时刻质点正沿轴负方向运动，由波动与振动的关系可知，波正沿轴正方向传播，质点的振动频率为，A正确，B错误；时刻代入振动方程可知，质点的位移为，波动方程为，由此可知质点的平衡位置坐标为，C正确；根据平移法可知，时刻质点沿轴正方向运动，时刻，质点正在向轴负方向运动，D错误。
9．【答案】AC
【详解】若四个顶点的电荷量各不相同，则B、D两点的点电荷在O点的合电场强度不等于零，A、C两点的点电荷在O点的合电场强度不等于零，根据电场叠加可知，点的电场强度一定不为零，A正确；若四个顶点的点电荷的电荷量各不相同，O点到三个顶点的间距相等，令为，则点的电势，可知，只要电荷的代数和为零，则点的电势为零，B错误；若点的点电荷受到的电场力为零，则B、D两点电荷的合场强一定与A点点电荷在点的场强等大反向，即B、D两点的点电荷一定带等量同种电荷，C正确；若B、D两点带等量异种电荷，则B、D两点处电荷在C、O连线上产生的电势均为零，由于不知道A、C两点处电荷的正负与电荷量，则从到的电势变化情况不能确定，D错误。
10．【答案】CD
【详解】设电源的电动势为，整个回路的电阻为，电源没有反向时，金属棒有最大速度时，根据题意有，解得，方向沿斜轨向下，当电源反向时，如果，则金属棒会向下运动，有，解得，方向沿斜轨向下，如果，则金属棒会向上运动，则，解得，方向沿斜轨向上，A错误，B错误；若电源反接后，金属棒向下运动，则等于，C正确；若电源反接后，金属棒向上运动，则等于，D正确。
11．【答案】(1)降低，相等；(2)4.55，；(3)，大于
【详解】（1）平衡摩擦力时，如果小车通过光电门1时遮光片的遮光时间大于小车通过光电门2时遮光片的遮光时间，说明小车做加速运动，则需要将长木板右端适当降低，直到小车通过两光电门时遮光片遮光时间相等。
（2）遮光片的宽度
由，解得
（3）依题意，设小车的加速度为a，由牛顿第二定律可得，，又，联立，解得，，可知随着增大，图像会出现弯曲，但图像一定是一条倾斜直线，由于，因此大于。
12．【答案】(1)A，C；(2)，大于；(3)A，，B
【详解】（1）电路采用分压式接法，电源选择电动势较大的电源，电源电动势选择。
电路采用分压式接法，滑动变阻器应该选用最大阻值较小的滑动变阻器，操作方便并能减小实验误差，选最大阻值的滑动变阻器。
（2）当只有电压表接入电路时，电压表满偏，当电阻箱也接入时，电压表示数变为原来的一半，电阻箱阻值等于待测电压表阻值，所以电压表内阻为。
电压表支路与滑动变阻器左半部分并联，当只有电压表接入时，电压表满偏即电压为，当电阻箱也接入时，并联部分电阻变大，依据分压原理，并联部分电压变大，大于原来的，当电压表示数变为原来的一半，即时，电阻箱两端电压必定大于，电阻箱阻值大于电压表阻值，即测得的电压表的内阻值大于实际值。
（3）测量电路中的最大电流为，微安表应选用量程为的。
根据欧姆定律可知图像的斜率就是电压表的内阻，因此。
图甲为“半偏法”测电压表内阻，图甲电路引起的主要误差为系统误差，图乙为“伏安法”测电压表内阻，图乙电路引起的主要误差为偶然误差。
13．【答案】(1)；(2)
【详解】（1）开始时管中封闭气体的压强为，
水银柱上升后，管中气体压强为，
根据理想气体状态方程，有，
即，
解得。
（2）若不降低温度，将玻璃管缓慢向上移也能使管中水银上升，气体发生等温变化，变化后气体的压强，
设气柱长为，则根据玻意耳定律，
解得，
则玻璃管上升的高度。
14．【答案】(1)；(2)；(3)
【详解】（1）由于粒子从点射出后第一次在电场中做类平抛运动的逆运动，在水平方向，
在竖直方向，
根据几何关系得，
又有，
根据牛顿第二定律得，
解得，，。。。。。
（2）粒子第一次经磁场偏转刚好从（0，2R）位置再次进入电场，轨迹如图甲所示。
设粒子第一次在磁场中做圆周运动的半径为，根据题意，粒子第一次在磁场中运动的入射点和出射点间的距离，
设与轴负方向的夹角为，则，，
解得，
根据牛顿第二定律有，
设粒子第一次进入磁场时的速度为，根据动能定律有，
解得。
（3）设粒子在点进入电场时速度方向与轴负方向夹角为，如图所示，根据几何关系有，
得，
粒子第二次进入电场时立即撤去电场，粒子在圆形区域内做匀速直线运动，第二次进入匀强磁场做匀速圆周运动，轨道如图所示。
由于粒子做圆周运动的半径与电场边界圆的半径相同，设粒子第二次在磁场中运动的入射点和出射点分别为、，根据几何关系可知，粒子第二次在磁场中运动的轨迹所对圆心角为，
粒子第二次在磁场中运动的时间。
15．【答案】(1)；(2)8.75J；(3)
【详解】（1）设弹簧将两滑块弹开的一瞬间，的速度大小分别为、，根据动量守恒，有，
根据能量守恒，有，
解得，
滑块第一次滑到圆弧轨道最低点B时，根据牛顿第二定律，有，
解得，
根据牛顿第三定律，滑块第一次滑到圆弧轨道最低点B时对圆弧轨道的压力为。
（2）由于大于传送带运行速度，因此滑块第一次滑离传送带时的速度大小为，
设、碰撞后的共同速度为，根据动量守恒有，
设损失的机械能为，根据能量守恒可得，
解得。
（3）若传送带运行的速度大小为，由于小于传送带运行速度，因此滑块以的速度滑离传送带向左运动，滑块以的速度向右运动，两者发生弹性碰撞。
根据动量守恒和能量守恒可知，碰撞后两滑块以碰撞前的速度反向运动。此后两物块周期性重复运动。滑块第一次在传送带上运动过程中，运动的加速度大小为，
滑块在传送带上向右运动过程中因摩擦产生的热量，
物块在传送带上向左运动过程中，因摩擦产生的热量，
因此，从弹簧将两滑块弹开，至a、b发生第次碰撞过程中，物块与传送带间因摩擦产生的热量为。