河南省名校联盟2025届高三上学期1月期末考试物理试卷（含答案）
文档属性
| 名称 | 河南省名校联盟2025届高三上学期1月期末考试物理试卷（含答案） |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 4.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-01-09 18:21:06 | ||
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文档简介
河南省名校联盟2024-2025学年高三上学期1月期末
物理试题
一、单选题
1．铀238是一种常见的放射性元素，同时也是核电站常见的燃料。铀238衰变的方程之一为，其中生成的新核仍然具有放射性，其衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A．两个衰变均为衰变 B．X粒子的穿透能力比Y粒子强
C．16个经过两个半衰期剩余4个 D．核中，的比结合能最大
2．甲、乙、丙三个物体的运动图像分别如图所示，已知丙物体的初速度为零。关于三个物体在时间内的运动，下列说法正确的是（ ）
A．三个物体的运动均为往复运动 B．乙物体在的时间内做匀减速直线运动
C．甲、乙、丙的最大速率之比为 D．丙物体在时间内加速，时间内减速
3．如图所示，倾角为的斜面体固定在水平面上，A、B、C、D为斜面体上的四个点，其，AB段与CD段的材料相同，且与BC段的材料不相同。两个可视为质点的完全相同的物体甲、乙分别由A、B两点静止释放，经过相同的时间甲、乙两物体运动到B、C两点，速度大小分别为，再经时间甲运动到C点此时的速度为，经时间乙运动到D点此时的速度为，已知物体与AB间的动摩擦因数为，物体与BC间的动摩擦因数为。则下列说法正确的是（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，同一介质中有两列简谐横波，简谐波甲沿x轴的正方向传播，简谐波乙沿x轴的负方向传播，时刻处的质点刚好起振，两点所对应的横坐标分别为，经时间，坐标为的质点第一次运动到波峰。下列说法正确的是（ ）
A．两波源的起振方向相同 B．简谐横波乙的周期为
C．质点P为振动减弱点 D．时质点Q的位移为
5．如图所示为某透明介质制成的三棱镜的截面，其中边的长度为L，一细光束由边的中点D斜射入棱镜中，入射光线与边的夹角，其折射光线在棱镜中与边平行，，光在真空中的速度为c，下列说法正确的是（ ）
A．该介质的折射率为
B．光线不能从边射出
C．光线第一次离开棱镜时，折射角的正弦值为
D．光线从D点射入到第一次离开棱镜的时间为
6．如图所示，变压器为理想变压器，灯泡L标称“”，定值电阻，其中匝、匝、未知，当接入的电压时，灯泡L正常发光，定值电阻消耗的电功率之比为，“电源”的效率为变压器的输出功率与电源消耗的电功率的百分比。下列说法正确的是（ ）
A．流过灯泡的电流的频率为 B．匝
C．定值电阻消耗的电功率为 D．电源的效率为
7．如图所示，正方形区域中存在竖直向下的匀强电场，分别为边的中点，f为的中点。三个质量相同的粒子以相同的速度同时由O点沿方向射入正方形区域，经过一段时间，粒子分别从三点离开电场，忽略粒子的重力以及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ）
A．粒子在电场中运动的时间之比为
B．粒子所带的电荷量之比为
C．粒子经过瞬间的竖直速度之比为
D．电场力对粒子做功之比为
二、多选题
8．如图甲所示，两定值电阻通过导线与匝数为n、半径为r、阻值为R的线圈相连接，图中的虚线为过圆形线圈圆心的直径，从时刻，在虚线右侧存在如图乙所示的磁场，规定垂直纸面向里的方向为正方向。下列说法正确的是（ ）
A．线圈中产生的感应电动势为 B．两点的电势差为
C．定值电阻消耗的电功率为 D．时间内通过定值电阻的电荷量为
9．随着人类对太空的探索，发现了多星系统，其中双星系统是最简单的多星系统，如图所示，两星体a、b位于同一直线上，且均以相同的角速度环绕连线上的O点做匀速圆周运动，已知星体a的质量为m，，，引力常量为G。下列说法正确的是（ ）
A．星体b的质量为
B．星体的线速度大小之比为
C．两星体的线速度大小之和为
D．两星体的角速度大小为
10．如图所示为某同学在练习投篮时的情境，将篮球正对着篮板投出，篮球出手瞬间的速度与水平方向间的夹角，结果篮球刚好垂直击中篮板，击中点到地面的距离，篮球与篮板碰后瞬间的速度大小变为碰前的且速度反向，篮球的落地点到篮板的水平距离，重力加速度g取，忽略空气阻力，篮球视为质点，。下列说法正确的是（ ）
A．篮球出手瞬间的速度大小为 B．篮球的出手点到地面的高度为
C．篮球的出手点到篮板的水平距离为 D．篮球落地瞬间的速度大小为
三、实验题
11．某实验小组的同学为了探究轻弹簧储存的弹性势能与形变量的关系，设计了如图所示的实验，将挡板固定在水平的气垫导轨上，气垫导轨的底部放置一刻度尺，轻弹簧沿水平方向固定在挡板上。调整挡板的位置，当弹簧原长时弹簧的最右端刚好与气垫导轨的最右端重合，用重垂线记录气垫导轨最右端在水平地面上的投影点O。实验时，小滑块放在气垫导轨上，轻推滑块使轻弹簧压缩，通过刻度尺读出轻弹簧的压缩量x，释放滑块后滑块从气垫导轨的最右端离开，落在水平地面上的C点，测量出两点之间的距离s，忽略一切阻力。改变轻弹簧的压缩量，记录多组实验数据x和s。
(1)某次实验中滑块的落点C到O的距离为s，气垫导轨最右端到O点高度为h，重力加速度为g，则滑块与弹簧分离时的速度大小为 ；
(2)弹簧储存的弹性势能与 （选填“”“s”或“”成正比）；
(3)该小组的同学利用得到的实验数据建立了坐标系，以s为横轴、x为纵轴，将记录的数据点描绘在坐标系中，刚好拟合成一条过原点的倾斜直线，则弹簧储存的弹性势能与 （选填“”“x”或“”）成正比。
12．物理学习小组通过实验探究某种新型电池的电动势和内阻。除了新型电池、开关、导线外，提供的器材还有：
A．电流表A（量程，内阻为）
B．电压表V（量程，内阻约为）
C．滑动变阻器（，允许最大电流）
D．滑动变阻器（，允许最大电流）
(1)实验中测得多组新型电池的路端电压U和通过电池的电流I，作出图像如图所示。请在虚线框内画出所用的实验电路图 ，实验中选用的滑动变阻器为 （选填器材前的序号）；
(2)由图线可得新型电池的电动势 V（结果保留2位有效数字），通过的电流逐渐增大，电池的内阻逐渐 （选填“增大”“不变”或“减小”）；
(3)该电池给阻值的电阻供电时，电阻R两端的电压为 V（结果保留2位有效数字）。
四、解答题
13．如图所示，“”形玻璃管由水平和竖直两部分构成，其中水平部分长、竖直部分长，水平部分的左端封闭，竖直部分的上端开口，现用一长的水银柱将一定质量的理想气体封闭，稳定时，封闭气柱的长度，气体的温度，大气压强恒为，。
(1)若仅将装置绕封闭端O沿逆时针方向缓慢转过，求稳定时封闭气柱的长度；
(2)若仅将封闭气体的温度缓慢升高到，求封闭气体的压强。
14．如图所示，水平虚线和竖直虚线将空间分成四个区域，两虚线交点为O，区域I中存在加速电场，加速电压，区域Ⅱ中存在竖直向上的匀强电场，区域Ⅲ、Ⅳ中存在垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小关系为。一比荷为k的带负电粒子经加速电场加速后由竖直虚线上的a点垂直电场射入区域Ⅱ，经过一段时间由水平虚线上的b点进入区域Ⅲ，再由竖直虚线上的c点（未标出）垂直竖直虚线进入区域Ⅳ。已知a点到O点的距离为，b点到O点的距离为，不计粒子的重力。求：
(1)区域Ⅱ中电场强度E的大小；
(2)区域Ⅲ中磁感应强度的大小以及粒子从b点开始到每次经过c点的时间。
15．如图所示，半径为R的绝缘光滑半圆管道沿竖直方向固定，管道与绝缘水平面相切于B点，为圆管的直径，过圆心O的水平线下侧存在水平向右的匀强电场。质量为m、电荷量为的小球静止在圆管内的C点，连线与水平方向的夹角。质量为、电荷量为的滑块由水平面上A点静止释放，间距，经过一段时间与小球发生弹性碰撞，碰后小球运动到D点时与圆管间没有作用力。假设碰撞时间极短且无电荷量转移，滑块的大小以及小球的直径均小于圆管的内径，且圆管的内径可忽略，，重力加速度为g。
(1)求电场强度E的大小；
(2)求滑块与水平面间的动摩擦因数；
(3)改变使小球到达D点时速度大小为，求小球运动到D点时与圆管间的作用力以及小球再次进入电场后的最小动能。
参考答案
1．D
2．C
3．A
4．B
5．B
6．C
7．D
8．AD
9．BD
10．AD
11．(1)
(2)
(3)
12．(1) D
(2) 2.9 增大
(3)2.4
13．(1)
(2)
【详解】（1）开始，封闭气体的压强为、体积为
仅将装置沿逆时针方向缓慢转过，封闭气体做等温变化，此时封闭气体的压强为、体积为
由玻意耳定律得
代入数据解得
（2）设温度为时，水银柱刚好与玻璃管的开口处相齐，则封闭气体的压强为、体积为
由理想气体状态方程得
解得
显然当温度升高到时，有一部分水银流出，设流出的水银长度为h，则封闭气体的压强为
封闭气体的体积为
由理想气体状态方程得
代入数据解得
此时封闭气体的压强为
14．(1)
(2)；，
【详解】（1）粒子在加速电场中运动的过程，由动能定理得
又由题意
解得
粒子进入区域Ⅱ后做类平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，则有
解得
竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，有
又由牛顿第二定律得
联立解得
（2）粒子运动到b点时竖直方向的速度为，则有
解得
则粒子进入区域Ⅲ的速度大小为
与水平方向的夹角为粒子运动到c点的速度与竖直线垂直，作出粒子的运动轨迹，如图1所示
由几何关系可知粒子甲在区域Ⅲ中的轨道半径为
粒子在区域Ⅲ中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，则有
解得
又
解得
粒子由b到c偏转过的角度为，运动时间为
粒子经过c点后进入区域Ⅳ继续做匀速圆周运动，则有
又，解得
粒子在区域Ⅳ的运动周期为
作出粒子的运动轨迹如图2所示
则粒子由b第二次到c的时间为
解得
15．(1)
(2)
(3)，方向竖直向下，
【详解】（1）小球静止在C时，小球受平衡力的作用，受力分析如图所示
由力的平衡条件得
解得
（2）碰后小球在D点时与圆管间没有作用力，则有
解得
对碰后的小球由C到D的过程，由动能定理得
解得
设碰前瞬间滑块的速度大小为，对滑块与小球碰撞的过程，系统的动量守恒、机械能守恒
则有，
解得
对滑块由A到与小球碰撞的过程，由动能定理得
解得
（3）小球在D点时，由牛顿第二定律得
解得，方向竖直向下
小球离开D点进入电场前做平抛运动，在竖直方向上有，又
解得
此时的速度与水平方向的夹角为，则有
解得
假设小球的合速度与小球的合力垂直时，小球未落地，此时小球的动能最小，设此时小球的速度为v，速度与竖直方向的夹角为，小球从进入电场到运动到该位置的过程，在竖直方向上有
水平方向上有
又由牛顿第二定律得
，故假设成立
小球动能的最小值为
解得
物理试题
一、单选题
1．铀238是一种常见的放射性元素，同时也是核电站常见的燃料。铀238衰变的方程之一为，其中生成的新核仍然具有放射性，其衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A．两个衰变均为衰变 B．X粒子的穿透能力比Y粒子强
C．16个经过两个半衰期剩余4个 D．核中，的比结合能最大
2．甲、乙、丙三个物体的运动图像分别如图所示，已知丙物体的初速度为零。关于三个物体在时间内的运动，下列说法正确的是（ ）
A．三个物体的运动均为往复运动 B．乙物体在的时间内做匀减速直线运动
C．甲、乙、丙的最大速率之比为 D．丙物体在时间内加速，时间内减速
3．如图所示，倾角为的斜面体固定在水平面上，A、B、C、D为斜面体上的四个点，其，AB段与CD段的材料相同，且与BC段的材料不相同。两个可视为质点的完全相同的物体甲、乙分别由A、B两点静止释放，经过相同的时间甲、乙两物体运动到B、C两点，速度大小分别为，再经时间甲运动到C点此时的速度为，经时间乙运动到D点此时的速度为，已知物体与AB间的动摩擦因数为，物体与BC间的动摩擦因数为。则下列说法正确的是（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，同一介质中有两列简谐横波，简谐波甲沿x轴的正方向传播，简谐波乙沿x轴的负方向传播，时刻处的质点刚好起振，两点所对应的横坐标分别为，经时间，坐标为的质点第一次运动到波峰。下列说法正确的是（ ）
A．两波源的起振方向相同 B．简谐横波乙的周期为
C．质点P为振动减弱点 D．时质点Q的位移为
5．如图所示为某透明介质制成的三棱镜的截面，其中边的长度为L，一细光束由边的中点D斜射入棱镜中，入射光线与边的夹角，其折射光线在棱镜中与边平行，，光在真空中的速度为c，下列说法正确的是（ ）
A．该介质的折射率为
B．光线不能从边射出
C．光线第一次离开棱镜时，折射角的正弦值为
D．光线从D点射入到第一次离开棱镜的时间为
6．如图所示，变压器为理想变压器，灯泡L标称“”，定值电阻，其中匝、匝、未知，当接入的电压时，灯泡L正常发光，定值电阻消耗的电功率之比为，“电源”的效率为变压器的输出功率与电源消耗的电功率的百分比。下列说法正确的是（ ）
A．流过灯泡的电流的频率为 B．匝
C．定值电阻消耗的电功率为 D．电源的效率为
7．如图所示，正方形区域中存在竖直向下的匀强电场，分别为边的中点，f为的中点。三个质量相同的粒子以相同的速度同时由O点沿方向射入正方形区域，经过一段时间，粒子分别从三点离开电场，忽略粒子的重力以及粒子间的相互作用。下列说法正确的是（ ）
A．粒子在电场中运动的时间之比为
B．粒子所带的电荷量之比为
C．粒子经过瞬间的竖直速度之比为
D．电场力对粒子做功之比为
二、多选题
8．如图甲所示，两定值电阻通过导线与匝数为n、半径为r、阻值为R的线圈相连接，图中的虚线为过圆形线圈圆心的直径，从时刻，在虚线右侧存在如图乙所示的磁场，规定垂直纸面向里的方向为正方向。下列说法正确的是（ ）
A．线圈中产生的感应电动势为 B．两点的电势差为
C．定值电阻消耗的电功率为 D．时间内通过定值电阻的电荷量为
9．随着人类对太空的探索，发现了多星系统，其中双星系统是最简单的多星系统，如图所示，两星体a、b位于同一直线上，且均以相同的角速度环绕连线上的O点做匀速圆周运动，已知星体a的质量为m，，，引力常量为G。下列说法正确的是（ ）
A．星体b的质量为
B．星体的线速度大小之比为
C．两星体的线速度大小之和为
D．两星体的角速度大小为
10．如图所示为某同学在练习投篮时的情境，将篮球正对着篮板投出，篮球出手瞬间的速度与水平方向间的夹角，结果篮球刚好垂直击中篮板，击中点到地面的距离，篮球与篮板碰后瞬间的速度大小变为碰前的且速度反向，篮球的落地点到篮板的水平距离，重力加速度g取，忽略空气阻力，篮球视为质点，。下列说法正确的是（ ）
A．篮球出手瞬间的速度大小为 B．篮球的出手点到地面的高度为
C．篮球的出手点到篮板的水平距离为 D．篮球落地瞬间的速度大小为
三、实验题
11．某实验小组的同学为了探究轻弹簧储存的弹性势能与形变量的关系，设计了如图所示的实验，将挡板固定在水平的气垫导轨上，气垫导轨的底部放置一刻度尺，轻弹簧沿水平方向固定在挡板上。调整挡板的位置，当弹簧原长时弹簧的最右端刚好与气垫导轨的最右端重合，用重垂线记录气垫导轨最右端在水平地面上的投影点O。实验时，小滑块放在气垫导轨上，轻推滑块使轻弹簧压缩，通过刻度尺读出轻弹簧的压缩量x，释放滑块后滑块从气垫导轨的最右端离开，落在水平地面上的C点，测量出两点之间的距离s，忽略一切阻力。改变轻弹簧的压缩量，记录多组实验数据x和s。
(1)某次实验中滑块的落点C到O的距离为s，气垫导轨最右端到O点高度为h，重力加速度为g，则滑块与弹簧分离时的速度大小为 ；
(2)弹簧储存的弹性势能与 （选填“”“s”或“”成正比）；
(3)该小组的同学利用得到的实验数据建立了坐标系，以s为横轴、x为纵轴，将记录的数据点描绘在坐标系中，刚好拟合成一条过原点的倾斜直线，则弹簧储存的弹性势能与 （选填“”“x”或“”）成正比。
12．物理学习小组通过实验探究某种新型电池的电动势和内阻。除了新型电池、开关、导线外，提供的器材还有：
A．电流表A（量程，内阻为）
B．电压表V（量程，内阻约为）
C．滑动变阻器（，允许最大电流）
D．滑动变阻器（，允许最大电流）
(1)实验中测得多组新型电池的路端电压U和通过电池的电流I，作出图像如图所示。请在虚线框内画出所用的实验电路图 ，实验中选用的滑动变阻器为 （选填器材前的序号）；
(2)由图线可得新型电池的电动势 V（结果保留2位有效数字），通过的电流逐渐增大，电池的内阻逐渐 （选填“增大”“不变”或“减小”）；
(3)该电池给阻值的电阻供电时，电阻R两端的电压为 V（结果保留2位有效数字）。
四、解答题
13．如图所示，“”形玻璃管由水平和竖直两部分构成，其中水平部分长、竖直部分长，水平部分的左端封闭，竖直部分的上端开口，现用一长的水银柱将一定质量的理想气体封闭，稳定时，封闭气柱的长度，气体的温度，大气压强恒为，。
(1)若仅将装置绕封闭端O沿逆时针方向缓慢转过，求稳定时封闭气柱的长度；
(2)若仅将封闭气体的温度缓慢升高到，求封闭气体的压强。
14．如图所示，水平虚线和竖直虚线将空间分成四个区域，两虚线交点为O，区域I中存在加速电场，加速电压，区域Ⅱ中存在竖直向上的匀强电场，区域Ⅲ、Ⅳ中存在垂直纸面向里的匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小关系为。一比荷为k的带负电粒子经加速电场加速后由竖直虚线上的a点垂直电场射入区域Ⅱ，经过一段时间由水平虚线上的b点进入区域Ⅲ，再由竖直虚线上的c点（未标出）垂直竖直虚线进入区域Ⅳ。已知a点到O点的距离为，b点到O点的距离为，不计粒子的重力。求：
(1)区域Ⅱ中电场强度E的大小；
(2)区域Ⅲ中磁感应强度的大小以及粒子从b点开始到每次经过c点的时间。
15．如图所示，半径为R的绝缘光滑半圆管道沿竖直方向固定，管道与绝缘水平面相切于B点，为圆管的直径，过圆心O的水平线下侧存在水平向右的匀强电场。质量为m、电荷量为的小球静止在圆管内的C点，连线与水平方向的夹角。质量为、电荷量为的滑块由水平面上A点静止释放，间距，经过一段时间与小球发生弹性碰撞，碰后小球运动到D点时与圆管间没有作用力。假设碰撞时间极短且无电荷量转移，滑块的大小以及小球的直径均小于圆管的内径，且圆管的内径可忽略，，重力加速度为g。
(1)求电场强度E的大小；
(2)求滑块与水平面间的动摩擦因数；
(3)改变使小球到达D点时速度大小为，求小球运动到D点时与圆管间的作用力以及小球再次进入电场后的最小动能。
参考答案
1．D
2．C
3．A
4．B
5．B
6．C
7．D
8．AD
9．BD
10．AD
11．(1)
(2)
(3)
12．(1) D
(2) 2.9 增大
(3)2.4
13．(1)
(2)
【详解】（1）开始，封闭气体的压强为、体积为
仅将装置沿逆时针方向缓慢转过，封闭气体做等温变化，此时封闭气体的压强为、体积为
由玻意耳定律得
代入数据解得
（2）设温度为时，水银柱刚好与玻璃管的开口处相齐，则封闭气体的压强为、体积为
由理想气体状态方程得
解得
显然当温度升高到时，有一部分水银流出，设流出的水银长度为h，则封闭气体的压强为
封闭气体的体积为
由理想气体状态方程得
代入数据解得
此时封闭气体的压强为
14．(1)
(2)；，
【详解】（1）粒子在加速电场中运动的过程，由动能定理得
又由题意
解得
粒子进入区域Ⅱ后做类平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，则有
解得
竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，有
又由牛顿第二定律得
联立解得
（2）粒子运动到b点时竖直方向的速度为，则有
解得
则粒子进入区域Ⅲ的速度大小为
与水平方向的夹角为粒子运动到c点的速度与竖直线垂直，作出粒子的运动轨迹，如图1所示
由几何关系可知粒子甲在区域Ⅲ中的轨道半径为
粒子在区域Ⅲ中做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力，则有
解得
又
解得
粒子由b到c偏转过的角度为，运动时间为
粒子经过c点后进入区域Ⅳ继续做匀速圆周运动，则有
又，解得
粒子在区域Ⅳ的运动周期为
作出粒子的运动轨迹如图2所示
则粒子由b第二次到c的时间为
解得
15．(1)
(2)
(3)，方向竖直向下，
【详解】（1）小球静止在C时，小球受平衡力的作用，受力分析如图所示
由力的平衡条件得
解得
（2）碰后小球在D点时与圆管间没有作用力，则有
解得
对碰后的小球由C到D的过程，由动能定理得
解得
设碰前瞬间滑块的速度大小为，对滑块与小球碰撞的过程，系统的动量守恒、机械能守恒
则有，
解得
对滑块由A到与小球碰撞的过程，由动能定理得
解得
（3）小球在D点时，由牛顿第二定律得
解得，方向竖直向下
小球离开D点进入电场前做平抛运动，在竖直方向上有，又
解得
此时的速度与水平方向的夹角为，则有
解得
假设小球的合速度与小球的合力垂直时，小球未落地，此时小球的动能最小，设此时小球的速度为v，速度与竖直方向的夹角为，小球从进入电场到运动到该位置的过程，在竖直方向上有
水平方向上有
又由牛顿第二定律得
，故假设成立
小球动能的最小值为
解得
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