河南省名校学术联盟2025届高三（下）模拟冲刺物理试卷（三）（含解析）

河南省名校学术联盟2025届高三（下）模拟冲刺物理试卷（三）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.中国人使用筷子可以追溯到新石器时代，中国目前发现的最早筷子是河南省安阳市商代殷墟出土的铜筷子，这是中华民族智慧的结晶。一同学用筷子竖直夹住一个小球，在缓慢转至水平的过程中，两筷子对小球的作用力的合力( )
A. 不变 B. 变小 C. 变大 D. 不能判断
2.图甲是希腊字母前九个字母的排序，图乙是氢原子能级图。莱曼系是物理学上氢原子的电子从主量子数跃迁至的一系列光谱线，这些系列以希腊字母依序标示，如跃迁至称为莱曼，跃迁至称为莱曼，依次论推，若某光谱线对应的能量为，此光谱线称为( )
A. 莱曼 B. 莱曼 C. 莱曼 D. 莱曼
3.一同学站在高台上，将一小球以的速度竖直向上抛出，小球最终落到地面上。已知抛出点距离地面的高度，重力加速度大小取，不计空气阻力，最后内小球运动的位移大小为( )
A. B. C. D.
4.在不同湿度条件下，人体周围产生的静电电位有所不同。在干燥的季节，人体静电可达几千伏甚至几万伏。如图是人体带上静电时周围的等差等势线分布情形，下列说法正确的是( )
A. 人体所带的电荷为负电荷
B. 负试探电荷在点的电势能小于在点的电势能
C. 手肘处等势线密集，说明手肘附近电场强度大
D. 把一电荷从点移动到点和从点移动到点静电力做功不同
5.如图甲，球冠不含圆底面的表面积为其中为球冠高度，为球体半径。如图乙，是半球体过球心的一个截面，用平行激光束垂直照射整个半球体底面，发现半球体球面发光面积占整个半球面的，折射的同时不考虑反射，则该半球体对激光束的折射率为( )
A. B. C. D.
6.如图，实线框内存在垂直纸面的匀强磁场，粗细均匀的同种导线制成的正方形线圈和圆形线圈分别绕转轴和以角速度和转动，两线圈中产生的电流的有效值相同。已知正方形线圈的边长和圆形线圈的直径相等，不考虑电流大小对电阻率的影响，则角速度：为( )
A.
B.
C.
D.
7.振源做周期为的简谐振动，形成一列沿轴传播的横波，时的波形图如图所示，从该时刻开始计时，平衡位置为处的质点第一次位移为时所需的时间可能为( )
A. B.
C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图为探究电磁感应的实验装置，小磁铁极朝上在螺线管正上方由静止释放，小磁铁靠近、通过和远离螺线管的过程中，电流传感器和电压传感器示数都会变化。下列说法正确的是( )
A. 小磁铁靠近螺线管的过程中，电流传感器中的电流由到
B. 小磁铁远离螺线管的过程中，电流传感器中的电流由到
C. 小磁铁恰好运动到螺线管中央位置时，电压传感器示数最大
D. 小磁铁下落过程中克服安培力做的功等于闭合回路中的电能
9.鹊桥卫星是我国探月活动中的“传话筒”，能够保证探测器和地面指挥系统的实时联系。如图甲，鹊桥一号围绕图中拉格朗日点做圆周运动，同时在几乎不消耗燃料的情况下与月球以相同的周期绕地球做圆周运动。如图乙，鹊桥二号在环月椭圆冻结轨道上运动，对于两颗卫星，下列说法正确的是( )
A. 鹊桥一号卫星是地球和月球对其引力的合力提供其围绕拉格朗日点做圆周运动的向心力
B. 鹊桥二号卫星是月球对其万有引力完全提供向心力
C. 鹊桥一号卫星绕地球运动的向心加速度大于月球绕地球运动的向心加速度
D. 鹊桥二号卫星在远离近月点的过程中其机械能不变
10.如图，竖直面内有一固定的半径为、表面粗糙程度不同的圆弧轨道，其圆心与点等高。一小物块以恒定的速率沿轨道自点运动到点，圆弧与圆弧长度相等。小物块从到运动过程，下列说法正确的是( )
A. 小物块所受重力的功率越来越大
B. 小物块对轨道的压力越来越大
C. 小物块与圆弧轨道间动摩擦因数越来越大
D. 小物块在段产生的内能比段产生的内能大
三、实验题：本大题共2小题，共15分。
11.物理小组用图甲所示的装置来探究系统的机械能守恒。实验前测得当地的重力加速度大小为。
在气垫导轨上安装两个光电门和，测出两光电门之间的距离为。
实验前要对气垫导轨进行调整，保证其水平，本步骤中判断气垫导轨水平的依据是打开气源，气垫导轨正常工作后，在______选填“挂”或“不挂”槽码的情况下，给滑块一个初速度，滑块经过光电门和，两光电门记录的时间______选填“相等”或“不相等”。
用游标卡尺测出一个遮光条的宽度，如图乙所示，遮光条的宽度 ______。将此遮光条固定在滑块上，用天平测出滑块带有遮光条的质量，测出槽码的质量。
用细线一端连接滑块，另一端跨过定滑轮挂上槽码，启动气源，让气垫导轨正常工作。
将滑块从气垫导轨上光电门的右侧某一位置静止释放，记录滑块经过光电门和光电门时光电门记录的时间和。
需要验证的机械能守恒的表达式为______用、、、、、、表示。
12.如图甲是某同学制作的欧姆表的内部结构图，此欧姆表只有““挡和““挡两个挡位，图乙是对应的表盘，表盘最中央的刻度值为，其中微安表的量程为，已知电源内阻，微安表的内阻，定值电阻，根据题干条件分析下面问题：
欧姆表的原理。
闭合电键，对应的欧姆表的挡位为_____选填“”或“”挡，可知定值电阻的阻值为_____。
电学元件的测量。
断开电键，在测量某一阻值的电阻前，应进行欧姆调零，滑动变阻器接入的阻值为______；
根据题干条件，如图乙所示，用不同的挡位测某一电阻时，指针位置如图虚线和实线所示，则此电阻的阻值为______；
用此表测一未知元件，发现指针发生偏转，又回到原位置静止不动，此未知元件可能为______。
A.二极管 B.电容器 C.电感线圈
四、计算题：本大题共3小题，共39分。
13.如图，导热良好的固定活塞、将内壁光滑的气缸分成体积相等的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分。活塞上带有阀门，两活塞分别封闭了长度均为的三部分空气可视为理想气体，其中Ⅰ的压强为，Ⅱ的压强为，Ⅲ的压强为，打开阀门，Ⅰ和Ⅱ中气体充分交换。
求Ⅱ中增加的空气质量与原有的空气质量之比；
若解除活塞的锁定，最终活塞静止，求活塞移动的距离。
14.如图，光滑半圆轨道竖直固定，轨道上边缘和下边缘恰好在一条竖直线上，轨道半径为，轨道下边缘到水平面的距离也为。现将一质量为的小球用弹射器紧贴轨道上边缘射入轨道，小球恰好能沿轨道运动，与放置在轨道下边缘的小球发生弹性正碰，碰后小球和均向前飞出，落在水平面上。已知小球、落到水平面上时对应的水平位移大小之比，小球、均可视为质点，重力加速度大小为，求：
弹射器释放的弹性势能；
小球的质量；
若小球与碰撞瞬间，发生的是完全非弹性碰撞，求小球、落到水平面上时对应的水平位移。
15.在前沿科技中，需要对带电粒子的运动进行精确控制。如图，一粒子源能够发射速度大小为的粒子，粒子的质量为、电荷量为，经加速电场加速后，以大小为的速度进入圆心为的辐射状电场，做半径为的匀速圆周运动，出辐射状电场时速度方向恰好改变了，粒子出辐射状电场再沿轴运动距离后进入方向垂直纸面向里、半径为的圆形匀强磁场区域，恰好从平面直角坐标系中的点沿轴正方向射出匀强磁场区域。已知加速电场两极板间距为，圆形匀强磁场区域的圆心在平面直角坐标系的坐标原点，不计粒子重力。
求加速电压；
求圆形匀强磁场的磁感应强度的大小；
若将粒子源、加速电场和辐射状电场沿轴负方向移动处，求粒子从进入加速电场到出匀强磁场经历的时间以及射出磁场时速度方向与轴正方向的夹角。
答案和解析
1.【答案】
【解析】解：由于缓慢转动，则小球处于动态平衡，由共点力的平衡条件可知，两筷子对小球作用力的合力始终与小球的重力等大、反向，又因为小球的重力不变，则该过程，两筷子对小球的作用力的合力不变，故A正确，BCD错误；
故选：。
解：由于缓慢转动，则小球处于动态平衡，由共点力的平衡条件，即可分析判断正误。
本题主要考查共点力的平衡问题，解答本题时需注意：选准研究对象、确定平衡条件、根据共点力的平衡条件确定力与力的关系。
2.【答案】
【解析】解：氢原子的电子从主量子数跃迁至时，
释放的光子的能量，
根据命名规则可知，此光谱线称为莱曼，项正确。
3.【答案】
【解析】整个过程是匀变速直线运动，根据位移时间关系可得
解得
则第时的速度
第时的速度
则最后内对应的位移为
所以位移大小为。
故选B。
4.【答案】
【解析】解：由图可知，越靠近人体电势越高，因为越靠近正的场源电荷电势越高，则人体所带的电荷为正电荷，故A错误；
B.由图可知，点电势高于点电势，负电荷在电势高处电势能越小，则负试探电荷在点的电势能大于在点的电势能，故B错误；等差等势面越密集的地方，电场线越密集，电场强度越大，则手肘处等势线密集，说明手肘附近电场强度大，故C正确；
D.由于点和点在同一等势面上，则把一电荷从点移动到点和从点移动到点电势能的改变量相同，则静电力做功相同，故D错误；
故选：。
A.越靠近正的场源电荷电势越高，据此分析判断；
B.由图，结合电势与电势能的关系，即可分析判断；
C.等差等势面越密集的地方，电场线越密集，电场强度越大，据此分析判断；
D.结合题意，根据电场力做功与电势能变化的关系，即可分析判断。
本题考查电场力做功与电势能变化的关系，解题时需注意，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增大。
5.【答案】
【解析】解：设从点入射的光线恰好发生全反射，由半球球面发光面积占整个半球面的，可得
，即，可知，解得临界角，根据临界角公式，可得
，故ABC错误，项正确。
故选：。
根据光路图判断出有光线射出的区域，由几何关系求出全反射临界角，从而计算折射率。
本题主要是考查了光的全反射：解答此类题目的关键是弄清楚光的传播情况，画出光路图是解决此类问题的关键，一般情况下画光路图的核心在于找出临界角，从而根据几何关系进行求解各种物理量。
6.【答案】
【解析】解：设正方形的边长为，匀强磁场的磁感应强度为，导线的横截面积为，电阻率为，根据电阻定律，可得正方形线圈电阻为：，圆形线圈电阻为：，由题可得，
解得角速度之比为，故B正确，ACD错误。
故选：。
根据电阻定律，结合有效值的定义求解。
本题难度并不大，但是涉及到的公式非常多，所以需要在平时的学习中狠抓自己的基础能力。
7.【答案】
【解析】解：由题意可得，波的波长为，根据波速、波长和周期的公式有，
代入数据可得
若波沿轴正方向传播，平衡位置为处的质点，第一次位移为时所需的时间为
若波沿轴负方向传播，平衡位置为处的质点，第一次位移为时所需的时间为，故C正确，ABD错误；
故选：。
根据题设条件，先确定波的基本参数波长、频率和波速。然后根据波的传播方向，分析质点从时刻到第一次位移为所需的时间。此题关键在于理解波形图以及波传播的性质，利用波的周期性求解质点到达特定位移所需时间。
此题关键在于理解波形图以及波传播的性质，利用波的周期性求解质点到达特定位移所需时间。
8.【答案】
【解析】解：小磁铁下端是极，在极靠近螺线管的过程中，磁通量增加，根据楞次定律结合安培定则，可知电流传感器中的电流由到，小磁铁远离螺线管的过程中，电流传感器中的电流由到，故AB正确；
C.小磁铁运动到中央位置时，线圈中磁通量最大，磁通量的变化率为零，因此电压传感器示数为零，故C错误；
D.感应电流的产生，正是克服安培力做功的结果，克服安培力做了多少功，就有多少的其他形式的能转化为电能，故D正确。
故选：。
根据楞次定律结合安培定则判断电流方向；
C.根据磁通量的变化率求电压传感器示数；
D.根据能量转化分析判断。
本题考查了电磁感应定律的问题，要求学生清楚楞次定律和安培定则，题目难度一般。
9.【答案】
【解析】解：、鹊桥一号卫星是地球和月球对其引力的合力在指向拉格朗日点的分力提供其围绕拉格朗日点做圆周运动的向心力，故A错误；
B、鹊桥二号卫星做的不是圆周运动，鹊桥二号卫星做的是椭圆运动，其速度大小在不断的变化，所以月球对其万有引力的一个分力提供向心力，改变速度的方向，另一个分力沿切线方向，改变速度的大小，故B错误；
C、由于鹊桥一号卫星和月球在绕地球运转的过程中具有相同的周期，且鹊桥一号围绕地球运转的轨道半径大于月球绕地球运转的轨道半径，由可知鹊桥一号卫星绕地球运动的向心加速度大
于月球绕地球运动的向心加速度，故C正确；
D、鹊桥二号卫星在远离近月点的过程中，只有万有引力做功，根据机械能守恒的条件可知其机械能不变，故D正确。
故选：。
鹊桥一号卫星是地球和月球对其引力的合力在指向拉格朗日点的分力提供的向心力；鹊桥二号卫星做的是椭圆运动，其速度大小在不断的变化；鹊桥一号卫星和月球在绕地球运转的过程中具有相同的周期，根据比较向心加速度的大小；根据机械能守恒的条件分析。
知道鹊桥二号卫星做的是椭圆运动，其速度大小在不断的变化，所以鹊桥二号卫星既有向心加速度，又有切向加速度；掌握机械能守恒的条件等是解题的基础。
10.【答案】
【解析】根据，从增加到，因此小物块所受重力功率越来越小，项错误根据，可得，从增加到，越来越大，项正确因为小物块恒定的速率运动，故切线方向上合力为零，因此有，可得，得越来越小，项错误由于从到重力做功大于从到重力做功，根据功能关系，小物块在段产生的内能比段产生的内能大，项正确。
11.【答案】不挂，相等； ；
【解析】解：打开气源，气垫导轨正常工作后，不挂槽码的情况下，给滑块一个初速度，滑块经过光电门和，两光电门记录的时间相等，则说明气垫导轨调节水平。
游标卡尺的精确度为，其读数为。
如果系统机械能守恒，则有，结合和，联立可得。
故答案为：不挂，相等；；。
根据调整轨道水平的要求和方法进行分析解答；
根据游标卡尺的读书规则完成读数；
根据光电门求解瞬时速度，结合机械能守恒定律列式解答。
考查气垫导轨的应用和验证机械能守恒定律，会根据题意进行准确分析解答。
12.【答案】；； ；；
【解析】解：闭合开关，通过滑动变阻器的电流变大；
当微安表达到满偏时，根据闭合电路的欧姆定律
满偏电流大，对应的内阻小，因此开关闭合后对应的倍率为
当欧姆表指针半偏时
因此，即欧姆表的内阻等于中值电阻；
开关断开时，，欧姆表的内阻
电动势
开关断开时，欧姆表内阻
电路中的电流
根据并联电路的特点和欧姆定律
代入数据解得
断开开关，欧姆表的内阻
在测量某一阻值的电阻前，应进行欧姆调零，调零后
代入数据解得
为了减小误差，欧姆表测电阻时，欧姆表的指针应该位于刻度盘中央附近为宜，实线对应欧姆表的““挡，此读数应为；
用此表测一未知元件，发现指针发生偏转，又回到原位置静止不动，此未知元件可能为电容器；二极管具有单向导电性，正反向电阻不同，指针偏转后，不会出现回到原位置静止不动的现象；电感线圈的直流电阻很小，指针偏转后，不会出现回到原位置静止不动的现象，故AC错误，B正确。
故选：。
故答案为：；；；；。
根据并联电阻的分流特点可知，开关闭合后，改装电流表的量程变大；根据闭合电路的欧姆定律分析欧姆表的倍率与欧姆表内阻的关系；根据欧姆表的两个倍率的关系确定电流表量程增大的倍数，根据并联电路的特点和欧姆定律求解电阻的阻值；
欧姆表的内阻等于中值电阻，从而确定断开开关时欧姆表的内阻，再根据串联电路的特点求解滑动变阻器的接入电阻；
根据欧姆表的倍率，结合欧姆表指针对应示数进行读数；
根据元件的特性分析作答。
本题考查了多用表内部结构的认识，要掌握多用表的实验规则，知道中值电阻与欧姆表内阻的关系；知道满偏电流大小与中值电阻大小的关系；掌握欧姆定律、闭合电路的欧姆定律、串联和并联电路的特点的运用。
13.【答案】解：设活塞横截面积为，对Ⅰ和Ⅱ中气体，由玻意耳定律可得
解得打开阀门，Ⅰ和Ⅱ中气体充分交换后的压强
Ⅱ中增加的空气质量与原有的空气质量之比
解除活塞的锁定，最终活塞静止，设活塞 静止后两侧气体压强为 ，活塞 向右运动的距离为 ，对Ⅰ和Ⅱ中气体，由玻意耳定律可
对Ⅲ中的气体，由玻意耳定律可得
联立解得

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：小球恰好能沿轨道运动，满足
弹射器释放的弹性势能
代入数据可得
设小球的质量为，碰前小球的速度大小为，碰后瞬间小球的速度为，小球的速度为，碰撞过程满足
，

小球、碰后均做平抛运动，根据 ，可知
解得小球的质量
若小球与碰撞瞬间，发生的是完全非弹性碰撞，设碰后的速度为，小球被弹出到与小球碰撞前瞬间，由机械能守恒可得
碰撞过程
平抛过程
小球、落到水平面上时对应的水平位移
代入数据，解得

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：粒子在加速电场中运动，根据动能定理
根据题意可知
可得加速电场的电压
粒子进入匀强磁场，由题意可得，粒子圆周运动的半径
根据洛伦兹力提供向心力可得
解得
如图所示
设粒子在加速电场中运动的时间为 ，则有
设粒子在辐射状电场运动的时间为 ，则
设粒子出辐射状电场到刚要进入磁场的时间为 ，则
由几何关系，可知粒子在磁场中运动的轨迹对应的圆心角
粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期
设粒子在匀强磁场中做圆周运动的时间为 ，则
粒子从进入加速电场到出匀强磁场经历的时间
代入数据可得
根据几何关系可得，粒子从 处射出的速度方向与 轴正方向所成夹角为

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
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