河南省九师联盟2025年高考物理4月联考试卷（含解析）

九师联盟2025年高考物理4月联考试卷
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.如图甲所示，某人正在进行套圈游戏：将铁丝圈水平抛出，套中物体就算赢。某次套圈时，铁丝圈的轨迹如图乙所示，落地点在物体的正前方。为了使铁丝圈水平抛出后能套中物体，可采取的措施是假设铁丝圈平面始终保持水平，不计空气阻力( )
A. 仅适当增大抛出时的水平初速度 B. 仅将抛出点的位置适当上移
C. 保持其他条件不变，套圈者适当后移 D. 保持其他条件不变，套圈者适当前移
2.核污水中一种衰变方程为，粒子轰击氮原子核的核反应方程为。下列说法正确的是( )
A. 衰变方程中的为粒子 B. 核反应方程中的为氘核
C. 的结合能比大 D. 核反应方程中的具有波动性
3.某款单反相机中五棱镜的一个截面如图，其中。一束红光垂直射入，分别在和上发生反射后，垂直射出。下列说法正确的是( )
A. 射入五棱镜前后的这束红光光子的动量大小没有改变
B. 若用绿光从相同入射点垂直射入，则绿光在五棱镜中传播的路径与红光相同
C. 若用绿光从相同入射点垂直射入，则绿光在五棱镜中传播的时间与红光相同
D. 七色光中紫光在五棱镜中传播速度最大
4. 年月日，神舟十八号载人飞船成功发射到预定轨道经变轨后与天和核心舱空间站完成对接。
若该飞船发射过程可以简化为如图所示的过程：Ⅰ为近地圆轨道轨道半径可视为等于地球半径，Ⅲ为距地
面高度为的圆形工作轨道，Ⅱ为与轨道Ⅰ、Ⅲ相切的椭圆转移轨道，切点分别为、已知地球半径为，地球表面的重力加速度为，引力常量为。下列说法正确的是( )
A. 飞船在轨道Ⅰ运行经过点时速度等于在轨道Ⅱ运行经过点时的速度
B. 飞船在轨道Ⅲ经过点时的加速度大于在轨道Ⅱ经过点时的加速度
C. 飞船从点第一次运动到点所用时间为
D. 地球的平均密度为
5.图甲是一种振动发电机示意图，线圈套在一个辐向形永久磁铁凹槽中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布图乙为左视图。推动线圈框架的端，使线圈沿轴线做简谐运动，频率为，时线圈速度为。线圈电阻为，与阻值为的小灯泡串联，小灯泡发光，电压表的读数为。不计其他电阻，则该振动发电机的( )
A. 线圈所在同心圆各处的磁感应强度都相同
B. 仅将线圈匝数加倍，电压表读数加倍
C. 总电功率为
D. 线圈中产生的感应电动势瞬时值为
6.如图甲所示为杆线摆的原理图，它可以绕着悬挂轴来回摆动，其摆球的运动轨迹被约束在一个倾斜的平面内。某同学利用铁架台做了一个杆线摆，如图乙所示，用来探究它的周期的影响因素。把铁架台底座的一侧垫高，立柱倾斜，摆杆通过光滑铰链与立柱连接，摆杆始终与立柱垂直。让钢球小角度摆动，测出静止时摆杆与重垂线的夹角为，摆线的长度为，摆杆的长度为，根据已有的知识，下列关系可能正确的是( )
A. 、不变时，越大，周期越短
B. 、不变时，越大，周期越长
C. 、不变时，越大，周期越长
D. 无论、怎样改变，只要不变，则周期不变
7.石墨烯是一种由碳原子组成的呈蜂巢晶格结构的单层二维纳米材料。利用如图所示的电路可测量石墨烯样品的载流子电子浓度即面积所含电子个数。在石墨烯表面加垂直向里、磁感应强度为的匀强磁场，在电极、间通以恒定电流，则电极、间将产生电压。已知电子的电荷量为，则石墨烯样品的载流子电子浓度为( )
A.
B.
C.
D.
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示为一个均匀带正电的细圆环，所带电荷量为，其半径为。取环中心为原点，以垂直环面的轴线为轴。设轴上某点到点的距离为，取无穷远处的电势为零，静电力常量为。下列说法正确的是( )
A. 点的电场强度大小为
B. 点的电场强度大小为，方向水平向右
C. 从点到点，电场强度一定逐渐增大，电势一定逐渐降低
D. 若在点放置一个带正电的点电荷，给其一个沿方向的初速度，则该点电荷做加速度先增大后减小的加速运动
9.图甲是电子束穿过铝箔后形成的衍射图样。图乙是氢原子部分能级示意图，真空中若用动能为的电子去撞击一群处于基态的氢原子，再用氢原子辐射出的光照射逸出功为的某金属表面，发现逸出光电子的最大初动能为。已知，光在真空中传播速度为，根据以上信息，下列说法正确的是( )
A. 图甲能说明电子具有粒子性
B. 动能的最小值为
C. 氢原子辐射的光子中最大动量为
D. 氢原子辐射某种频率的光照射该金属表面可使逸出光电子最大初动能为
10.如图所示，在光滑水平绝缘桌面上有一等腰梯形单匝均匀金属线框，总电阻为，，，。空间存在竖直向下的有界匀强磁场磁场边界平行，磁感应强度大小为，有界磁场的宽度为。线框在水平拉力作用下以速度向右匀速穿过磁场区域边始终与磁场边界平行，时刻，边刚好在磁场左边界。下列说法正确的是( )
A. 进、出磁场过程中，线框中的电流方向相同
B. 进、出磁场过程中，线框所受安培力的方向相同
C. 出磁场过程中，线框中的电流与时间的关系为
D. 线框进入磁场过程，通过线框截面的电荷量为
三、实验题：本大题共2小题，共15分。
11.某同学用图甲所示装置做“测定当地重力加速度”实验，已知打点计时器所接交流电源上标有“”。
以下实验操作正确的是______多选。
A.重物最好选用质量较大、体积较小的
B.打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上
C.实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直
D.实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源
进行正确实验操作后，纸带上打出图乙所示的一系列点，点、、、、是连续打出的个点，两个相邻点的间距分别为、、、，则打下点时重物的速度大小为______，当地重力加速度大小为______结果均保留位有效数字。
不计其他影响，若电源实际频率小于，则所测重力加速度______填“偏大”“偏小”或“不变”。
用图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”实验时，______填“需要”或“不需要”用到天平。
12.热敏电阻的阻值随温度升高而减小，小刘同学实验组用欧姆表粗测该热敏电阻在之间的阻值范围约为，为了更精准测量该热敏电阻在不同温度下的阻值，她设计了如图甲所示的电路进行测量。电源：，内阻未知；电阻箱：；灵敏电流计：内阻，满偏电流；为滑动变阻器。
实验前小刘同学首先要把灵敏电流计改装为量程为的电流表，则应在灵敏电流计两端并联一个______的电阻保留两位有效数字。
实验时先控制热敏电阻保持在，闭合将与相连，调节滑动变阻器，让电路中总电流为，将与相连，调节电阻箱的电阻开始时电阻箱阻值置于最大，让电路中总电流仍为，记录电阻箱阻值。改变热敏电阻的温度，重复上述过程，得到一组该热敏电阻在不同温度下的阻值。本实验中滑动变阻器的最大阻值选择下面哪一个最合适______。
A.
B.
C.
实验组规范实验后得到如图乙所示在之间的实验数据点，请在图上把这些实验点连成曲线，得到该热敏电阻在实验温度范围内阻值随温度变化的曲线。
如图丙所示电路中，电源电动势为，内阻不计，定值电阻，当控制开关两端电压上升至时，控制开关自动启动加热系统，则根据实验曲线，当系统温度下降至______时，控制开关自动启动加热系统。
四、计算题：本大题共3小题，共39分。
13.如图所示，内壁光滑、高度均为的两个绝热汽缸底部由细管连通，左侧汽缸上端封闭，右侧汽缸上端开口与大气相通，一外形不规则的物体放置在右侧汽缸中，两汽缸中的绝热活塞、密封两部分理想气体、。开始时，气体、温度均为，活塞、均静止，距汽缸底部为，距汽缸底部为。现缓慢加热气体，使活塞移动至汽缸上端时停止加热，此时气体的温度。已知活塞、的质量分别为和，截面积均为，大气压强为，重力加速度为，活塞厚度、电热丝体积及细管内气体体积均忽略不计，温度均为热力学温度。
求物体的体积；
上述加热过程中，若气体吸收的热量为，求气体的内能变化量。
14.如图所示，光滑水平平台上有一个滑块，右侧面是半径为的光滑圆弧，圆弧面与平台相切，滑块在平台右端。平台右侧有一足够长的木板放在光滑水平地面上，上表面与平台平齐，小球从的最高点沿圆弧面由静止释放。已知、、、的质量分别为、、、，和间的动摩擦因数，与均可视为质点，重力加速度为。
求刚滑到圆弧面底端时，的水平位移大小；
求刚滑到圆弧面底端时，对的压力大小；
若初始时将固定在水平平台上，仍从原位置释放，在平台上与发生弹性碰撞碰后即被取走，求与共速时，运动的距离。
15.如图所示，半径的半圆形电极的圆心在坐标原点处，一位于处的粒子源释放无初速的带正电粒子，现在原点与电极之间加电压的辐向电场，粒子经电场加速后均沿半径方向从电极的网孔中向第一、二象限各方向飞出。在的外围加一个，方向垂直纸面向外的有界匀强磁场第一象限内有圆弧边界，第二象限内无边界，使全部粒子经磁场偏转后平行于轴正方向射出。若粒子重力不计、比荷、不计粒子间的相互作用及电场的边缘效应，，。求：
粒子经电场加速后从电极的网孔中飞出时的速度大小；
磁场在第一象限内的边界函数方程；
若在第一象限区域另有一个有竖直边界的匀强磁场，其磁感应强度，还有一半径为、圆心坐标为的圆形接收器实线圆，则能被接收器接收的粒子在边界上入射点的最高点和最低点的纵坐标分别是多少轴上有磁场？
答案解析
1.【答案】
【解析】解：铁丝圈做平抛运动，竖直方向，水平方向，解得
A、适当增大抛出时的水平速度，水平位移增大，不能套中物体，故A错误；
B、仅将抛出点的位置适当上移，增大，增大，不能套中物体，故B错误；
C、保持其他条件不变，水平位移不变，套圈者适当后移，可能套中物体，故C正确；
D、保持其他条件不变，水平位移不变，套圈者适当前移，不可能套中物体，故D错误。
故选：。
铁丝圈做平抛运动，可以分解为水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动，应用运动学公式求解。
铁丝圈做平抛运动，分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，抓住水平位移相等的特点即可解题。
2.【答案】
【解析】解：根据质量数守恒和电荷数守恒，可得衰变方程中的为粒子，为，即氕核，故AB错误；
C.质量数越大，结合能越大，故C错误；
D.具有波粒二象性，故D正确。
故选：。
根据质量数守恒和电荷数守恒分析粒子和粒子；质量数越大的粒子，结合能越大；所有微观粒子都具有波粒二象性。
本题考查了核反应遵循的规律、结合能和波粒二象性等知识点，这种题型知识点广，多以基础为主。
3.【答案】
【解析】解：、由，射入五棱镜的这束红光光子的动量增大，故A错误；
B、因为入射点和入射角相同，所以绿光在五棱镜传播的路径与红光相同，故B正确；
C、绿光在五棱镜传播的路径与红光相同，即路程相同，红光传播比绿光速度大，所以绿光在五棱镜传播的时间比红光长，故C错误；
D、七色光中紫光在五棱镜中传播速度最小，故D错误。
故选：。
A、光进入介质时，波长会变短，根据光子的动量公式分析动量的变化；
B、光在介质中反射，因为入射点和入射角相同，则反射角相等，所以绿光在五棱镜传播的路径与红光相同；
、在同一介质中，红光的速度大于绿光，在同一介质中红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫光速依次减小。
考查对光的反射的理解，清楚不同光在介质中传播速度的差异。
4.【答案】
【解析】解：、飞船由轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，要在点加速，因此飞船在轨道Ⅰ运行经过点时速度小于在轨道Ⅱ运行经过点时的速度，故A错误；
B、对飞船，由牛顿第二定律得，解得，由于飞船经过点时的相同，则飞船在轨道Ⅲ经过点时的加速度等于在轨道Ⅱ经过点时的加速度，故B错误；
C、由开普勒第三定律得，飞船在Ⅰ上运动过程，由牛顿第二定律得，解得，飞船从点第一次运动到点所用的时间，故C正确；
D、重力等于万有引力，即，地球的平均密度，解得，故D错误。
故选：。
根据变轨原理比较速度大小关系；
应用牛顿第二定律求出加速度，然后比较加速度大小关系；
根据开普勒第三定律求出周期，然后分析答题；
根据重力与万有引力的关系求出地球的质量，然后求出其密度。
根据题意分析清楚飞船的运动过程，根据变轨原理，应用开普勒定律与牛顿第二定律即可解题。
5.【答案】
【解析】解：线圈所在的同心圆各处的磁感应强度只是大小相同而方向各不相同，故A错误；
B.仅将线圈匝数加倍，导致线圈中产生的感应电动势的最大值加倍，电压表读数加倍，故B正确；
C.线圈中电流的有效值，线圈中感应电动势的有效值，，振动发电机的总电功率，故C错误
D.峰值，频率，周期，线圈中产生的感应电动势瞬时值为，故D错误。
故选：。
磁感应强度具有方向，仅将线圈匝数加倍，最大值加倍，有效值加倍，根据有效值计算发电机的总电功率，得出最大值，周期等，得出线圈中产生的感应电动势瞬时值。
本题考查导线切割磁感线产生感应电动势公式及正弦式电流有效值与最大值之间的关系，关键是电动势的大小表达式。
6.【答案】
【解析】解：杆线摆可看成以为等效加速度，以为摆长的单摆，其摆动周期为：
A、根据摆动周期公式可知，当、不变时，越大，周期越长，故A错误；
B、、不变时，越大，周期越长，故B正确；
C、、不变时，越大，周期不变，故C错误；
D、由题意可知其摆动的周期不仅与有关，还与有关，故D错误。
故选：。
本题等效摆长为，套用单摆周期公式即可判断。
本题考查单摆公式，注意杆线摆和单摆的类比即可。
7.【答案】
【解析】解：该样品中的载流子为电子，设样品中每平方米电子数为，电子定向移动的速率为，、间的距离为，则时间内有电子通过的面积为，时间内通过样品的电荷量
根据电流的定义式得
当电子稳定通过样品时，其所受电场力与洛伦兹力平衡，有
联立解得，故C正确，ABD错误。
故选：。
根据当电子稳定通过样品时，其所受电场力与洛伦兹力平衡结合电流定义式推导载流子电子浓度表达式。
知道霍尔效应中电子所受电场力与洛伦兹力平衡是解题关键。
8.【答案】
【解析】解：、由对称性可知处合场强为，故A正确；
B、由微元法累积求和，可求得点电场强度为，其中，故B错误；
C、从点到点，电场强度可能一直逐渐增大，也可能先增大后减小，而电势一直降低，故C错误；
D、由可知，给其一个沿方向的初速度，则该点电荷做加速度先增大后减小的加速运动，故D正确。
故选：。
A、细圆环上电荷分布均匀，根据对称性原理，圆环上每个微小电荷元在环心处产生的电场强度都有对应的相反方向的电场强度与其相互抵消；
B、根据场强公式分析；
C、从点沿轴线向外，电场强度先增大后减小，根据点的位置分情况分析；
D、根据场强变化分析电场力变化，进而分析加速度变化。
考查对细圆环轴线上电场强度分布情况的理解，熟记其规律。
9.【答案】
【解析】解：电子衍射图样说明电子具有波动性，故A错误；
B.根据爱因斯坦光电效应方程可知，电子撞击基态氢原子后，设氢原子从基态最大迁到能级，由玻尔能级公式
，代入数据得到，对照能级图可知，则由能量守恒和原子跃迁规律可知，撞击的电子动能需大于，故B错误；
C.辐射的光子中最大能量是，根据，，联立得光子动量，代入数据解得，故C正确；
D.如果从能级向基态跃迁释放的光子，由，可知使该金属发生光电效应逸出光电子的最大初动能为，故D正确。
故选：。
根据电子的波动性和爱因斯坦的光电效应方程结合光子能量，波速公式联立推导光子动量。
考查电子的波动性和爱因斯坦的光电效应方程，光子能量，波速公式等，会根据题意进行准确分析解答。
10.【答案】
【解析】解：、由几何关系可知，梯形的底角为，则在时间内，感应电动势大小为，线框中电流为，方向为逆时针方向；在时间内，通过线框的磁通量不变，感应电动势为零，感应电流为零；在时间内，线框中电流为，方向为顺时针方向，故A错误，C正确；
B、时间内，线框所受安培力，方向水平向左；在时间内，；在时间内，，方向水平向左；故B正确；
D、线框进入磁场过程中，由，，，，联立解得，故D错误。
故选：。
根据右手定则判断感应电流的方向；根据计算感应电动势，根据计算电流；根据安培力公式计算安培力；根据电流的定义式计算通过线框截面的电荷量。
能够计算出在线框穿过磁场的各个阶段内线框所产生的感应电动势大小是解题的关键。
11.【答案】； ；； 偏大； 不需要
【解析】解：、为减小空气阻力对实验的影响，重物最好选用质量较大、体积较小的，故A正确；
B、为减小摩擦阻力对实验的影响，打点计时器的两个限位孔应在同一竖直线上，故B正确；
C、为减小摩擦阻力对实验的影响，实验前，手应提住纸带上端，使纸带竖直，故C正确；
D、为充分利用纸带，实验时，先接通打点计时器的电源，再放开纸带，故D错误。
故选：。
打点计时器打点时间间隔
打下点时重物的速度大小为，
当地重力加速度大小为。
若电源实际频率小于，实际打点时间间隔偏大，导致所测重力加速度偏大。
若机械能守恒，由机械能守恒定律得，实验需要验证，不需要测质量，实验不需要天平。
故答案为：；；；偏大；不需要。
根据实验注意事项分析答题。
根据匀变速直线运动的推论求解。
根据频率的变化分析实验误差。
根据实验原理分析答题。
理解实验原理是解题的前提，根据题意应用匀变速直线运动的推论与机械能守恒定律即可解题。
12.【答案】； ； 见解析；
【解析】解：根据并联电路的特点和欧姆定律
并联电阻
热敏电阻的温度为时，热敏电阻为，为了满足实验要求，电阻箱的最小阻值不小于，为了方便调节，电阻箱选择，故AC错误，B正确。
故选：。
根据描点法作图的规则，所作图像如图所示：
根据串联电路电压的分配与电阻的关系
代入数据解得
根据实验曲线，当系统温度下降至时，控制开关自动启动加热系统。
故答案为：；；见解析；。
根据并联电路的特点和欧姆定律求解作答；
热敏电阻的温度为时，热敏电阻为，根据实验原理分析作答；
根据描点法作图的规则作图；
根据串联电路电压的分配与电阻的关系求解热敏电阻，结合实验曲线求解作答。
本题考查了热敏电阻的特性和在自动控制中的作用，要明确实验原理，掌握欧姆定律和串联、并联电路的特点的运用。
13.【答案】物体的体积为；
上述加热过程中，若气体吸收的热量为，气体的内能变化量为
【解析】解：分别以、为研究对象，由平衡条件可得：
，
，
解得：
，
，
由此可知，加热气体的过程中，、的压强均保持不变，
对气体，由盖吕萨克定律可得：
，
解得：
；
结合前面分析可知，加热过程中气体对外做的功为：
，
根据热力学第一定律可得：
，
解得：
；
答：物体的体积为；
上述加热过程中，若气体吸收的热量为，气体的内能变化量为。
结合前面分析，由平衡条件、盖吕萨克定律分别列式，即可分析求解；
结合前面分析，由功的计算、热力学第一定律分别列式，即可分析求解。
本题考查热力学第一定律的表达和应用，解题时需注意，如果物体跟外界同时发生做功和热传递的过程，那么外界对物体做的功加上物体从外界吸收的热量等于物体内能的增加。
14.【答案】刚滑到圆弧面底端时，的水平位移大小为；
刚滑到圆弧面底端时，对的压力大小为；
若初始时将固定在水平平台上，仍从原位置释放，在平台上与发生弹性碰撞碰后即被取走，与共速时，运动的距离为
【解析】解：小球下滑过程，小球和滑块组成的系统水平方向，以水平向右为正方向，根据动量守恒，有
由几何关系有
解得
当小球滑到圆弧面底端时，以水平向右为正方向，有
由机械能守恒有
解得
小球相对于圆弧的速度
由牛顿第三定律
解得
小球从滑块上滑下，有
解得小球到达平台时的速度
小球和滑块碰撞过程，以水平向右为正方向，有
解得碰后滑块的速度
滑块在木板上滑行过程，以水平向右为正方向，有
对木板，以水平向右为正方向，由动量定理有
解得
所以
。
答：刚滑到圆弧面底端时，的水平位移大小为；
刚滑到圆弧面底端时，对的压力大小为；
若初始时将固定在水平平台上，仍从原位置释放，在平台上与发生弹性碰撞碰后即被取走，与共速时，运动的距离为。
根据动量守恒和几何关系求刚滑到圆弧面底端时，的水平位移大小；
由机械能守恒和牛顿第三定律求刚滑到圆弧面底端时，对的压力大小；
根据动量守恒定律和能量守恒定律再结合动量定理求与共速时，运动的距离。
本题考查了弹性碰撞模型、人船模型与板块模型，考查了动量守恒定律，功能关系，牛顿第二定律的应用。掌握弹性碰撞模型的结果经验公式。对于多物体的相对运动的模型，解答时要理清物体的相对运动过程，确定所研究过程的初末状态。掌握应用动量守恒定律和机械能或能量守恒定律综合解决问题的方法。
15.【答案】粒子经电场加速后从电极的网孔中飞出时的速度大小为；
磁场在第一象限内的边界函数方程为；
能被接收器接收的粒子在边界上入射点的最高点和最低点的纵坐标分别为、
【解析】解：根据动能定理
解得
粒子在磁场中做圆周运动半径：
解得
设经上某点出射的粒子经磁场偏转后经点平行轴射出磁场，点的坐标为，如图
根据几何关系有：
可得边界方程为
由上可知在范围内有粒子向右进入虚线当纵坐标最大时，设粒子从点进入，由几何关系
不成立
故最大纵坐标
同理，最小纵坐标
答：粒子经电场加速后从电极的网孔中飞出时的速度大小为；
磁场在第一象限内的边界函数方程为；
能被接收器接收的粒子在边界上入射点的最高点和最低点的纵坐标分别为、。
根据动能定理求粒子经电场加速后从电极的网孔中飞出时的速度大小；
根据半径公式和几何关系求磁场在第一象限内的边界函数方程；
由几何关系求能被接收器接收的粒子在边界上入射点的最高点和最低点的纵坐标。
本题考查带电粒子在电场和磁场的组合场中的运动，要求学生能正确分析带电粒子的运动过程和运动性质，熟练应用对应的规律解题。
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