江西省全国金太阳“优创名校”2025届高三（下）4月联考物理试卷（含解析）

江西省全国金太阳“优创名校”2025届高三（下）4月联考
物理试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图所示，用由金属铯制成的光电管探究遏止电压与入射光频率的关系。当用频率为的红光照射光电管时，测得遏止电压为；当用频率为的紫光照射光电管时，测得遏止电压为。已知普朗克常量，元电荷，下列说法正确的是( )
A. 电源左侧为正极 B. 金属铯的逸出功为
C. 题中紫光光子的能量为 D. 金属铯的截止频率为
2.如图所示，真空中有一正三角形，、分别为、的中点，在、两点分别固定等量异种点电荷，其中点固定正电荷，点固定负电荷。将一带正电的试探电荷从点沿直线移动到点，再从点沿直线移动到点，下列说法正确的是( )
A. 试探电荷在、两点受到的静电力相同
B. 试探电荷沿直线从点移动到点的过程中电势能不断增大
C. 试探电荷沿直线从点移动到点的过程中电势能不断增大
D. 试探电荷从点移动到点与从点移动到点静电力做的功相等
3.北京时间年月日时分，经过约小时的出舱活动，神舟十九号乘组航天员在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下，完成了空间站空间碎片防护装置安装、舱外设备设施巡检等任务后，安全返回问天实验舱，出舱活动取得圆满成功。航天员在问天实验舱每天能看到次日出，则空间站的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径的比值约为
A. B. C. D.
4.牛轭是套在牛颈上的曲木，是耕地时的重要农具。如图所示，一轻绳穿过犁前部光滑的铁环后，两端分别系在牛轭上，铁环两侧绳子对称，夹角为，铁环两侧绳子所在平面与水平面形成的二面角的平面角也为，手轻扶犁保持前进方向，当犁水平匀速耕地时，绳子中的张力大小为，则犁受到地面的阻力大小为
A. B. C. D.
5.如图所示，一半径为的光滑大圆环固定在竖直平面内，一质量为的小环套在大圆环上，小环沿大圆环在竖直平面内做圆周运动，为竖直线与大圆环的切点。已知小环经过点时受到的支持力等于小环经过最高点时受到的支持力的倍，重力加速度大小为，则小环经过最高点时受到的支持力大小可能为( )
A. B. C. D.
6.一列简谐横波沿轴正方向传播，波长为，振幅为，介质中有和两个质点，其平衡位置分别位于和处。某时刻质点偏离平衡位置的位移，且沿轴负方向运动，从该时刻开始计时，质点的振动图像为( )
A. B. C. D.
7.绞车的原理如图所示，将一根圆轴削成同心而半径不同的大小辘轳，在其上绕以绳索，绳下加动滑轮，滑轮下挂上重物，人转动把手带动辘轳旋转便可轻松将重物吊起。已知大、小辘轳的半径分别为、，把手的旋转半径为，在重物沿竖直方向被匀速吊起的过程中，把手的线速度大小为，则重物上升的速度大小为
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.凤仙花的果实成熟后会突然裂开，将种子以弹射的方式散播出去。如图所示，两粒质量相等的种子、从同一位置先后以相同的速率沿不同方向弹射飞出，恰好在点相撞，不考虑叶子的遮挡，忽略种子运动过
程所受的空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 种子先弹射飞出
B. 种子在最高点时速度为零
C. 两粒种子相撞前瞬间速度大小相等
D. 两粒种子相撞前瞬间，重力对种子的功率较大
9.如图所示，一台理想变压器原、副线圈匝数之比为，原线圈接在电压的交流电源上，副线圈接有的定值电阻，图中电表均为理想交流电表，下列说法正确的是
A. 电压表的示数为 B. 电流表的示数为
C. 变压器的输入功率为 D. 变压器的输出功率为
10.如图所示，两根足够长的平行光滑金属导轨、水平固定放置，导轨间存在竖直向上的匀强磁场。两根完全相同的金属棒、垂直放置在导轨上，两金属棒的长度恰好等于金属导轨的间距。时刻对金属棒施加一个水平向右的恒力，此后两金属棒由静止开始运动，金属棒在运动过程中始终与导轨接触良好，回路中的电流记为，金属棒受到的安培力大小记为，恒力的功率记为，闭合回路消耗的电功率记为，电路中除金属棒以外的电阻均不计，下列关系图像可能正确的是( )
A. B. C. D.
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
11.某实验小组做“测量玻璃的折射率”实验。把长方体玻璃砖放在白纸上，在白纸上画出平行玻璃砖的轮廓、，在平行玻璃砖一侧插上大头针，眼睛在另一侧透过玻璃砖看两个大头针，使把挡住，这样就可以确定入射光线和入射点。在眼睛这一侧，插上大头针，使它把、都挡住，再插上大头针，使它把、、都挡住，这样就可以确定出射光线和出射点，测得与玻璃砖面的夹角为，玻璃砖内部折射光线与玻璃砖面的夹角为，如图所示，试回答下列问题：
该玻璃砖的折射率 ______。
若与间的距离略大于玻璃砖的厚度，则测得的折射率______填“大于”“小于”或“等于”真实值。
12.现有一块磷酸铁锂电池，某小组设计了如图甲所示的电路来测量该电池的电动势和内阻，使用的器材如下：
A.待测电池电动势约为；
B.电压表量程为；
C.电阻箱；
D.定值电阻阻值为；
E.开关及导线若干。
用笔画线代替导线将图乙中的器材按照设计的电路图连接。
将电阻箱调至最大，检查无误后闭合开关，多次调节电阻箱，记下电阻箱阻值和对应的电压表示数，作出的图线如图丙所示，该电池的电动势 ______，内阻 ______。结果均保留两位小数
考虑到电压表内阻对实验的影响，电动势的测量值______真实值，内阻的测量值______真实值。均填“大于”“小于”或“等于”
四、计算题：本大题共3小题，共40分。
13.某款全自动增压供水系统的圆柱形储水罐的总容积，水龙头正常工作时，罐内水面缓慢下降，最低只能下降到储水罐的正中间，水龙头出水口到罐内水面的最大高度差，如图所示，此时水泵自动启动给罐内补水，当压力开关检测到罐内封闭气体的压强达到时，自动断开水泵电源停止补水。已知水的密度，封闭气体可视为理想气体，忽略封闭气体温度的变化，外界大气压恒为，取重力加速度大小，求：
水泵刚开始工作时罐内封闭气体的压强；
水泵停止工作时罐内水的体积。
14.如图所示，在平面直角坐标系的第一象限内存在沿轴正方向、电场强度大小为的匀强电场，第四象限内以为圆心、半径为的圆形区域内存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。一质量为、带电荷量为的粒子，从点沿轴正方向以一定的速度射入匀强电场，经匀强电场偏转后恰好从点进入匀强磁场，从点离开匀强磁场，不计粒子受到的重力，求：
粒子射入匀强电场时的速度大小；
匀强磁场的磁感应强度大小。
15.如图所示，一倾角为、足够长的斜面体固定在水平地面上，斜面上并排放置两个不粘连的小物块、，两物块在沿斜面向上、大小的恒力作用下，由静止开始沿斜面向上做匀加速直线运动，恒力作用后撤去。已知物块、的质量分别为、，物块、与斜面间的动摩擦因数分别为、，物块与斜面间的静摩擦因数略大于，物块与斜面间的静摩擦因数略小于，物块、间的碰撞为弹性正碰且碰撞时间极短，两物块均可视为质点，取重力加速度大小，求：
撤去时物块、的速度大小；
两物块在第一次碰撞前瞬间物块的速度大小；
物块、在前两次碰撞之间的最大距离。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.探究遏止电压 与入射光频率 的关系时，需要加减速电压在光电管上，则板电势较低，即电源左侧为负极，故A错误；
C.题中紫光光子的能量
故C正确；
根据光电效应方程有 ，
可得
代入数据可得
解得 ，
故BD错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】解：、试探电荷在、两点受到的静电力大小相等、方向不同，故A错误；
、根据等量异种电荷电势分布，点的电势为零，试探电荷沿直线从点移动到点，电势逐渐降低，试探电荷沿直线从点移动到点，电势逐渐降低，电势能不断减小，故BC错误；
D、根据对称性可知，试探电荷从点移动到点与从点移动到点静电力做的功相等，故D正确。
故选：。
两个等量异种电荷连线的垂直平分线是一条等势线，靠近正电荷的地方电势大于零，靠近负电荷的地方电势小于零，根据电势的变化判断电子的电势能变化情况，并判断电场力做功情况。
等量同种、等量异种电荷周围的电场分布情况是考查的重点，要结合电场强度、电势、电势能等概念充分理解等量同种、等量异种电荷周围的电场特点。
3.【答案】
【解析】由题意可知空间站的周期，地球同步卫星的周期，根据开普勒第三定律有，解得，选项B正确。
4.【答案】
【解析】根据力的合成关系有，选项C正确。
5.【答案】
【解析】解：设小球在最高点时的速度大小为，在点的速度大小为
从最高点到点过程，由机械能守恒定律得
在最高点，由牛顿第二定律得或
在点，由牛顿第二定律得
其中，解得或，故C正确，ABD错误。
故选：。
根据小环的运动过程应用机械能守恒定律求出小环到达点的速度大小，根据小环的受力情况应用牛顿第二定律分析答题。
分析清楚小环的运动过程，应用机械能守恒定律与牛顿第二定律即可解题。
6.【答案】
【解析】质点、平衡位置之间的距离
质点的位移为，且沿轴负方向运动，令此时质点的相位为 ，质点的相位为 ，则有
解得
由、之间的距离关系可知
可知质点此时的位移
故选D。
7.【答案】
【解析】辘轳的角速度动滑轮左侧细绳的速度大小为，右侧细绳的速度大小为，重物上升的速度大小为，选项A正确。
8.【答案】
【解析】解：、由图示可知，两粒种子从同一地点弹射出，都做抛体运动，种子在竖直方向的位移大于种子的竖直位移，则种子的运动时间比的运动时间长，两者在点相遇，则先弹射飞出，故A错误；
B、种子做抛体运动，在最高点竖直分速度为零，水平分速度不为零，种子在最高点的速度不为零，故B错误；
C、对种子，从弹射出到相遇过程，由动能定理得：，解得，由于与都相等，则相遇时的速度大小相等，故C正确；
D、两粒种子相撞前瞬间速度大小相等，种子的竖直分速度较大，种子质量相等，由可知，重力对的功率较大，故D正确。
故选：。
两粒种子都做抛体运动，根据运动过程比较运动时间长短，再分析哪粒先弹出；根据运动过程判断在最高点的速度是否为零；根据动能定理比较相遇时速度大小关系；根据功率公式比较重力功率大小。
本题考查抛体运动，目的是考查学生的推理论证能力，分析清楚种子的运动过程，应用抛体运动规律与动能定理、功率公式即可解题。
9.【答案】
【解析】A.原线圈两端的电压有效值 ，则副线圈两端的电压为 ，选项A正确；
B.副线圈中的电流为 ，电流表的示数为 ，选项B错误；
变压器的输入功率为，输出功率也为，选项D正确、C错误。
10.【答案】
【解析】金属棒 在恒力 作用下由静止开始加速，此时金属棒 的加速度大小
金属棒 的加速度大小
之后回路中出现感应电流，金属棒 受到的安培力与恒力 反向，金属棒 的加速度减小，金属棒 在安培力作用下开始加速，金属棒 与金属棒 的速度差逐渐增大，回路中的电动势逐渐增大，感应电流
安培力大小
金属棒 的加速度减小，金属棒 的加速度增大，当 时， 不再变化，回路中的电流不再变化，但是两金属棒的速度仍在增大，故AB正确；
C.系统达到稳定后，因回路中电流不变，金属棒的速度不断增大，拉力的功率不断增大，故C错误；
D.闭合回路消耗的电功率
根据数学知识可知，在开始阶段图像在坐标原点的斜率为，随着回路中电流的增大，电功率逐渐增大，当系统稳定后回路中的电流不变，电功率不再变化，故D正确。
故选ABD。
11.【答案】； 小于
【解析】解：由题图可知，点的入射角与互余，折射角与互余，玻璃砖的折射率
若与间的距离略大于玻璃砖的厚度，则玻璃砖内部折射光线与玻璃砖面的夹角偏小，测得的折射率小于真实值。
故答案为：；小于
根据数学知识和折射定律求解作答；
根据题意作图从而分析折射率变化。
本题考查“测量玻璃的折射率”实验，目的是考查学生的实验探究能力，注意实验原理的掌握。
12.【答案】见解析； ，； 小于，小于
【解析】解：实物电路连接图所示
根据电路图连接方式及串、并联电路的规律，可得电源电动势
整理得
可得
，
解得
，
若考虑电压表的内阻对实验的影响，则有
整理得
可得
，，
电动势和内阻的测量值均偏小。
故答案为：见解析；，；小于，小于。
根据电路图连接实物图；
根据闭合电路欧姆定律推导图像对应的函数表达式，结合图像计算；
考虑电压表的内阻对实验的影响，根据闭合电路欧姆定律推导分析判断。
本题关键掌握“测电源电动势和内阻”的实验原理和利用图像处理问题的方法。
13.【答案】解：水龙头出水口到罐内水面的最大高度差 ，根据平衡条件有
解得
罐内气体做等温变化，设水泵停止工作时，封闭气体的体积为 ，则有
水泵停止工作时罐内水的体积为
解得

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】粒子射入匀强电场时的速度大小为
匀强磁场的磁感应强度大小为
【解析】解：粒子在电场中做类平抛运动，设粒子在匀强电场中的加速度大小为，粒子做类平抛运动的时间为，则有
解得
设粒子进入磁场时的速度大小为，速度方向与轴的夹角为，粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨迹半径为，如图
有
根据几何关系可知
根据洛伦兹力提供向心力
解得
答：粒子射入匀强电场时的速度大小为
匀强磁场的磁感应强度大小为。
根据类平抛运动的规律求粒子射入匀强电场时的速度大小；
根据洛伦兹力提供向心力求匀强磁场的磁感应强度大小。
本题考查带电粒子在匀强电场、匀强磁场中的运动，目的是考查学生的推理论证能力。
15.【答案】解：设在恒力的作用下，两物块的加速度大小为，则有
解得。
撤去后，两物块开始做匀减速直线运动，根据已知条件可知，物块减速到后将停在斜面上，物块减速到后将反向加速，设物块向上减速时的加速度大小为，物块向上减速时的加速度大小为，物块向下加速时的加速度大小为，则有
解得。
以沿斜面向下为正方向，设两物块在第一次碰撞后瞬间，物块的速度大小为，物块的速度为，则有
解得，
设物块向下加速时的加速度大小为，经时间两者的速度相同，则有
解得。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
第1页，共1页