郑州市第七高级中学2025届高三下学期模拟考试物理试卷（含答案）

2025年河南省郑州第七高级中学模拟试卷
物理
本试卷满分110分，考试时间90分钟。
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~6题只有一项符合题目要求，第7~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
1. 氢原子能级结构如图所示，现用被电场从静止加速的电子束来撞击一群氢原子，使氢原子从基态跃迁到激发态后能辐射出三种不同频率的光子，则加速电压可能为（仅考虑电子在加速电场中的加速）（　　）
A. 12.30 V B. 12.08 V C. 11.02 V D. 10.06 V
【答案】A
2. 如图所示，理想变压器原线圈两端接稳定的交流电压，副线圈接有三个阻值相同的电阻，电流表为理想电流表。开关S断开时，电流表的示数为I，则在开关S闭合后，电流表的示数为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
3. 如图所示，置于水平地面上的物块A、B之间有一伸长的弹簧，物块C叠放在物块A上。现对B施加一水平向右的拉力F，并使F从趋于零开始逐渐增大，直至B恰好要开始滑动，则在此过程中（　　）
A. A与地面之间可能不存在摩擦力的作用
B. A、C之间存在摩擦力的作用
C. B受到的摩擦力一定先减小后增大
D. A、B受到的摩擦力大小不可能相等
【答案】C
4. 2021年6月29日，一篇发表在《天体物理学杂志快报》的论文称发现了两例来自黑洞吞噬中子星的引力波事件。有研究发现黑洞是通过不断“吸食”中子星表面的物质，从而慢慢吞噬中子星的。假设吞噬过程末期较短时间黑洞和中子星之间的距离保持不变，总质量不变，黑洞质量大于中子星质量，二者可视为双星系统，则（　　）
A. 吞噬过程中二者之间的万有引力不变
B. 黑洞和中子星做圆周运动的角速度不变
C. 中子星的轨道半径逐渐减小
D. 黑洞做圆周运动的线速度逐渐增大
【答案】B
5. 如图所示，O为正三角形的中心。在两点各放置一个点电荷，在C点处产生的合场强方向刚好沿CO方向，则两点电荷在O点处产生的合场强大小是在C点处产生合场强大小的（　　）
A. 倍 B. 2倍 C. 3倍 D. 倍
【答案】A
6. 电磁飞机弹射系统可以使战机在很短的距离内加速后获得需要的起飞速度，其简化结构如图所示。虚线MN的右侧存在一方向垂直于纸面向里的磁场，一边长为l的正方形单匝金属线框abcd放在光滑水平面上，单匝线框质量为m，单位长度的电阻为r，ab边在虚线MN左侧且紧靠虚线MN。现让磁场的磁感应强度随时间t按照的规律变化，则下列说法正确的是（　　）
A. 线框中产生的感应电流大小不变
B. 线框离开磁场时动能小于安培力对线框做的功
C. 线框穿出磁场过程中，磁通量的变化量大小为Bl2
D. 线框在t=0时刻的加速度与线框的匝数无关
【答案】D
7. 以一定的初速度水平飞出，在空中运动t0时间后，落在倾角为30°的斜坡上，速度方向恰好沿斜坡向下，又经时间t0到达坡底。若不计摩擦与空气阻力，则整个运动过程中运动员沿水平、竖直方向的分速度、随运动时间t的变化情况为（　　）
A. B.
C. D.
【答案】AD
8. 如图所示，竖直平面内一质地均匀的正方形线框abcd通过两根等长的绝缘细线悬挂在长直导线MN的下方，线框中通有图示方向的电流。当MN中无电流时，每根绝缘细线的拉力均为T；当MN中通入大小为的电流时，每根细线的拉力均为αT（0<α<1）；当MN中通入大小为的电流时，测得每根细线的拉力刚好为零。已知长直通电导线周围空间某点的磁感应强度大小与导线中的电流大小成正比，与该点到导线的距离成反比，绝缘细线的长度等于线框边长的一半，不考虑线框四条边相互的磁场作用，则（　　）
A. MN通入电流、时，安培力使线框有扩张趋势
B. 两次通入的电流方向均为M→N
C. MN中有电流时，ad边所在处磁感应强度大小是bc边所在处的3倍
D. MN中两次所通的电流大小关系为
【答案】AC
9. 如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，AC为该圆形区域的水平直径，O为圆心。一带电微粒从A点沿与AC成角的方向射入磁场区域，并从圆形磁场边界上的D点离开，已知，微粒在磁场中的运动时间为t，不计重力，则（　　）
A. 磁场方向垂直纸面向里
B. 微粒从D点离开时速度方向一定竖直向下
C. 微粒在磁场中运动的速度大小为
D. 若微粒以的速度从A点正对圆心入射，仍从D点射出磁场
【答案】BC
10. 为了测试某种遥控玩具小汽车的性能，生产厂家用两辆完全相同的小车a、b进行测试。 t=0时刻让两玩具小车并排同向行驶，其中小车a做匀加速直线运动，其x-t图像如图甲所示，小车b的图像如图乙所示，则（　　）
A. t=0时刻a车的速度大小为1m／s
B. 两车速度相等时相距4m
C. 两车在途中相遇时，b车的速度大小为2m／s
D. b车停止运动时，a车在其前方12m处
【答案】BCD
二、非选择题：共70分。第11~15题为必考题，每个试题考生都必须作答；第16~17题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：共55分。
11. 如图甲所示，某同学利用水平放置的气垫导轨验证动量守恒定律。光电门1、2固定在导轨上，两质量分别为和的滑块（上有相同挡光片且挡光片质量忽略不计）分别从两光电门的外侧以一定的初速度运动，在两光电门中间的某位置迎面相撞后粘在一起运动。
（1）该同学利用游标卡尺测量挡光片的宽度d，其示数如图乙，则d=_______cm。
（2）实验测得碰前滑块A上挡光片经过光电门1的挡光时间为0.03s，滑块B上挡光片经过光电门2的挡光时间为0.045s，则碰前滑块A、B的速度大小分别为____ ____ m/s。（结果保留2位有效数字）
（3）实验发现碰后两滑块一起向右运动，且滑块B上的挡光片经过光电门2的挡光时间为0.107s，若相对误差时说明碰撞过程动量守恒（p＇为碰后系统的动量，p为碰前系统的动量），以上实验可验证两滑块组成的系统在误差允许范围内动量_______（选填“守恒”或“不守恒”）。
【答案】（1）0.450
（2） ①. 0.15 ②. 0.10
（3）守恒
12. 利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑夜打开。某同学利用如下器材制作了一个简易的路灯自动控制装置。
A.励磁线圈电源
B.路灯电源
C.路灯灯泡L
D.定值电阻
E.光敏电阻
F.电磁开关 G。导线、开关等
（1）电磁开关的内部结构如图甲所示。1、2两接线柱接励磁线圈（电磁铁上绕的线圈），3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接，相当于路灯的开关。当流过励磁线圈的电流大于某个值时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开，路灯熄灭。该同学首先用多用电表的欧姆挡测量励磁线圈的电阻，将选择开关置于“×1”挡，调零后测量时的示数如图丙所示，则励磁线圈的电阻约为_______Ω。
（2）图乙为光敏电阻的阻值随照度的变化关系（照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，单位为lx）。从图中可以看出，光敏电阻的阻值随照度的增大而_______（选填“减小”“不变”或“增大”）。
（3）如图丁所示，请你用笔画线代替导线，将该同学设计的自动控制电路补充完整。
（4）已知励磁线圈电源（内阻不计），定值电阻。若设计要求当流过励磁线圈的电流为0.05A时点亮路灯，则此时的照度约为_______lx。
【答案】（1）20 （2）减小
（3） （4）0.4
13. 如图所示，在平面直角坐标系的第Ⅰ﹑Ⅱ象限内有平行纸面的匀强电场。将比荷为=1×103C/kg的带正电粒子从坐标原点O由静止释放，粒子到达P点时的速度大小为v0=1×102m/s，已知Р点坐标为（4cm，3cm），不计粒子重力。
（1）求该匀强电场的场强E；
（2）若将该粒子以速度大小v0从坐标原点О沿垂直电场方向射入第Ⅱ象限，求粒子经过y轴时的坐标。
【答案】（1）；（2）（0，18.75）
【详解】（1） 粒子由坐标原点静止释放后能经过P点，由此可判断出该匀强电场的方向为由O指向P，由几何关系
由动能定理
解得
（2） 设、连线与轴正方向之间的夹角为，粒子经过轴时的坐标为（0，），由类平抛运动
同时有
由几何关系
联立解得
故粒子经过y轴的坐标为（0，18.75）
14. 如图甲所示，面积为、电阻为r=5Ω、匝数为n=100的水平放置的圆形线圈处于方向竖直向上、磁感应强度按图乙所示规律变化的磁场中，线圈与倾角为、间距为d=0.5m的导轨相连，阻值为R=10Ω的定值电阻接在导轨上，虚线MN下方有方向垂直导轨斜面向上、磁感应强度大小为的匀强磁场，质量m=0.2kg、电阻也为R的导体棒ab垂直导轨放置，不计导轨电阻，导体棒ab始终静止不动，重力加速度g取10，sin37°=0.6，。求：
（1）s时间内线圈中产生的感应电流大小；
（2）3.s时导体棒ab受到的摩擦力大小；
（3）在变化的一个周期内，电阻R上产生的热量。
【答案】（1）1A （2）
（3）0.15J
【小问1详解】
由法拉第电磁感应定律可得在时间内线圈的感应电动势大小为
电路中的总电阻为
电路中的总电流为
解得I=1A
【小问2详解】
由法拉第电磁感应定律可得在s时间内线圈的感应电动势大小为
电路中的总电流为
由串并联电路规律可知，流过导体棒ab的电流大小为，方向为b→a
由共点力平衡有
联立解得
【小问3详解】
因在s时间内线圈中无感应电流产生，故在变化的一个周期内，电阻R上产生的热量为
解得Q=0.15J
15. 如图所示，长度为L=4m的长木板置于光滑水平地面上，木板右端与固定在水平地面上的半径R=0.3m的光滑的四分之一圆弧轨道平滑连接，M点为圆弧轨道的最低点。可视为质点的小滑块A、B 放在长木板的中央，两滑块中间有弹性势能为E＝3.2J的微型压缩轻弹簧，轻弹簧左端固定在滑块A上，右端与滑块B接触但不拴接。释放两滑块后，滑块B恰好能到达圆弧轨道上与圆心等高的N点。已知滑块A下表面光滑，滑块B与长木板C的质量均为m=0.2kg，二者间的动摩擦因数为，重力加速度g取10，忽略空气阻力的作用。
（1）求B到达M点时对圆弧轨道的压力大小；
（2）当A滑离长木板C时，求B的速度大小；
（3）若改变两滑块释放的初始位置，使B到长木板C右端的距离为kL（0【答案】（1）6N （2）
（3）
【小问1详解】
设B在M点时的速度大小为，则有
设在M点时圆弧轨道对B的支持力为，则有
解得
由牛顿第三定律可知，B运动到M点时对圆弧轨道的压力大小为6N。
【小问2详解】
设滑块B刚被弹开时的速度大小为，由动能定理有
设A的质量为，刚被弹开时的速度大小为由动量守恒定律可得
由能量守恒定律可得
联立解得m/s
A离开长木板C所用的时间为
由题意可判断这段时间内B一直在长木板C上运动，设B减速运动时的加速度大小为，由牛顿第二定律可得
A离开长木板C时B的速度大小为
【小问3详解】
若B恰好滑到长木板的右端，则有
解得k=0.8
①若0.8≤k≤1，则B一直在长木板C上运动，直至速度减为零，故B克服摩擦力做的功为
解得
②若，则B先滑上圆弧轨道，返回后最后与长木板共速，设滑块B运动到长木板最右端时的速度为，则有
B从光滑的圆弧轨道滑到长木板上时，其速度大小仍为，设B与C共速时的速度大小为v，则有
故整个过程中B克服摩擦力做的功为
联立解得
（二）选考题：共15分。请考生从16、17题中任选一题作答。如果多做，则按所做的第一题计分。
［物理-选修3-3］
16. 如图所示，阀门K将容器分为A、B两部分，A中充满气体，B为真空状态。打开阀门K，使A 中气体进入B中，并最终达到平衡状态。若气体可视为理想气体，容器可视为绝热容器，则（ ）
A. 气体从A向B扩散后内能不变
B. 气体分子对容器壁单位面积在单位时间内碰撞次数减少
C. B中气体能全部自发地返回A中
D. 气体的膨胀过程需要吸收热量
E. 气体从A向B扩散的过程中熵会增加
【答案】ABE
17. 体积为40 L的氧气钢瓶储存在温度为-13℃的冷库中，测得钢瓶内氧气的压强为1.3×107Pa，现将其移动到温度为27 ℃的室外放置一段时间。
（1）试计算移动到室外后瓶中气体的压强；
（2）若要将该瓶氧气在室外用抽气机分装成体积为10 L、压强为4×105Pa的小瓶，要求大瓶内氧气的压强为时停止分装，分装过程氧气温度可视为不变，则该瓶氧气可以分装多少小瓶？
【答案】（1）1.5×107Pa；（2）148
【详解】(1)设移动到室外后钢瓶内气体的压强为，由于气体的体积不变，由查理定律可得
解得
(2)设当钢瓶内氧气的压强由变为时，氧气的体积由V=40L变为V1，由玻意耳定律可得
解得
可用于分装的氧气体积为
体积为、压强为的小瓶氧气转换为压强为时的体积设为，则有
解得
V3=20L
故可分装的瓶数为
解得
［物理-选修3-4］
18. 当光由空气射入某种介质时，其入射角正弦值sin和折射角正弦值sin的关系图像如图所示，则该介质的折射率为_______，全反射的临界角大小为_______，光在该介质中的传播速度为_______（光在真空中的传播速度为
【答案】 ①. ②. 37° ③. 1.m/s
19. 如图所示为某波源的振动图像，在其发出的简谐横波传播的某一方向上有A、B两质点，它们到波源的距离分别为45m和55m。测得A、B两质点开始振动的时间间隔为1.0s。
（1）求该波的波长；
（2）求0~7.0s内，A、B两质点运动的路程之比。
【答案】（1）20m （2）
【小问1详解】
由题意可知，A、B两质点间的距离为
有
由图像可知，该波的周期为T=2s
该波的波长为λ=vT=20m
【小问2详解】
波从波源传播到质点A所用的时间为
故0~7.0s内，质点A已经振动了
运动的路程为
0~7s内，质点B已经振动了
运动的路程为
故