2025学届河北省部分学校高三下学期5月模拟考试 物理（含解析）

这是一份2025学届河北省部分学校高三下学期5月模拟考试 物理（含解析），共18页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.如图所示，石锅鱼味道鲜美，不仅保留了食物的自然味道，还含有多种微量元素和矿物质。某种铁合金复合石锅在电磁炉上也能使用。已知电磁炉只能加热含有磁性材料的锅具。下列相关说法正确的是( )
A. 将该石锅换成陶瓷锅后也一定能通过电磁炉加热食物
B. 电磁炉接电压合适的直流电源后也能正常加热该石锅内的食物
C. 该石锅放置在电磁炉上能加热食物的原理是电磁感应现象
D. 该石锅放置在电磁炉上能加热食物的原理是电流的磁效应
2.某核动力航母的核燃料是铀235(U92235U)，其核反应方程为U92235U+ 01n→56144Ba+Kr3689Kr+3X，下列说法正确的是( )
A. 该反应为人工核转变
B. 反应生成物X(不计重力)垂直磁场射入时不会发生偏转
C. 反应过程中需要不断吸收热量
D. 核动力航母的核废料可直接在地表下浅埋
3.如图1所示，单匝矩形线圈与理想变压器、定值电阻R1、滑动变阻器R2按图示连接，线圈电阻不计。线圈在磁场中匀速转动，从t=0时刻开始，线框中产生的电动势e随时间t的变化规律如图2所示。下列说法正确的是( )
A. t=0时刻，线框位于图1所示位置
B. 线圈转动的角速度ω=50πrad/s
C. 仅将滑动变阻器的滑片P向上滑动，R1两端的电压变大
D. 仅将滑动变阻器的滑片P向上滑动，R2两端的电压变大
4.第十五届中国国际航空航天博览会于2024年11月12日至17日在珠海举行。我国运−20加油机在此次航展上进行飞行展示。假设运−20在起飞前滑行过程中所受的牵引力和阻力不变，在运−20的速度为v0时开始计时，用x表示位移，用v表示速度，用Ek表示动能，用P表示牵引力的功率，用t表示时间，下列相关图像可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
5.如图所示，一根光滑绝缘轻杆的下端固定于竖直转动轴OO′的O点，轻杆上套有一根劲度系数为k的绝缘轻弹簧，弹簧的下端固定在O点，上端与中心有孔的带电小球相连，小球的质量为m、电荷量为−q(q>0)，小球可以随杆一起绕转动轴OO′匀速转动，小球运动所在的空间存在辐射状的电场。当小球与杆之间没有弹力作用时，小球运动的轨迹圆的半径为R，且小球运动中杆与水平面间的夹角均为53∘。已知轨迹圆上的场强大小E=mgq，方向沿半径方向向外辐射，重力加速度为 g，取sin53∘=0.8，cs53∘=0.6，小球的孔径略大于杆的直径，弹簧始终处于弹性限度内，忽略空气阻力，则小球做圆周运动的周期为( )
A. T=π RgB. T=2π RgC. T=4π RgD. T=6π Rg
6.一定质量的理想气体从状态a开始依次经历了a→b→c→d→a四个过程回到状态a，整个过程中的T−V图像如图所示。其中bc平行于T轴，cd平行于V轴，da的反向延长线通过坐标原点O，则下列说法正确的是( )
A. a→b→c过程，气体的压强先增大后减小
B. b→c过程，单位时间内气体分子对器壁的碰撞次数减少
C. c→d过程，气体从外界吸收热量
D. d→a过程，气体分子对器壁单位面积的平均作用力增大
7.由三颗星体构成的系统被称为三星系统，有两种常见的简化模型，一种直线模型如图1所示，A、B、C三颗星体位于同一条直线上，A、C星体绕B星体在同一半径为R的圆轨道上做匀速圆周运动;另一种等边三角形模型如图2所示，A、B、C三颗星体分别位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆轨道运行。已知引力常量为G，A、B、C星体的质量均为m，忽略星体的大小，不考虑其他星体对三星系统的影响，若两种情形下星体A运动的动能相等，则图2中星体之间的距离为( )
A. 4R5B. 3R8C. 2 3R5D. 5R8
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.同种介质中，两波源产生的简谐横波分别沿x轴正方向和x轴负方向传播，如图所示为t=0时的波形图及P、Q、M三点的坐标。已知沿x轴正方向传播的波引起质点P的振动方程为yP=−5sin(2πt)cm，则下列说法正确的是( )
A. 两列波的传播速度大小相等且为2m/s
B. 两列波相遇时引起质点振动的最小振幅为5cm
C. Q质点振动的最大振幅为15cm
D. 沿x轴负方向传播的波引起质点M的振动方程为yM=10sin(2πt)cm
9.如图1所示是一个大型游乐场的翻滚过山车项目，一个设计小组为了研究过山车的安全性能，组装了如图2所示的过山车简化模型，模型中轨道由三部分构成，AB为弧形轨道，BCD为圆轨道且轨道半径为R，DE为左端带有小圆弧的倾斜轨道，B点为圆轨道的最低点，轨道的三部分平滑相连。质量为m的过山车模型从A点由静止无动力下滑，在最低点B处与另一个质量为m0的静止小车厢相碰并瞬间组成一个整体，碰后沿圆轨道BCD运动时恰好能通过其最高点。已知重力加速度为g，m=4m0，不计摩擦及空气阻力，过山车模型和小车厢模型均可视为质点，研究过山车运动时可将各轨道视为在同一竖直平面内。则下列说法正确的是( )
A. 过山车模型与小车厢模型碰撞过程中机械能守恒
B. 过山车模型与小车厢模型碰撞过程中水平方向动量守恒
C. 碰后瞬间过山车模型和小车厢模型整体的速度大小为2 gR
D. 碰前瞬间过山车模型的速度大小为54 5gR
10.如图1所示的装置中，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器连入电路的电阻为R，导体棒PQ的质量为m，PQ的长度和轻质硬导线OP、O′Q的长度均为L，硬直导线OP、O′Q与导体棒PQ垂直且三者组成的框架通过O、O′处的导电光滑小环(未画出)可绕水平轴OO′在竖直面内转动，导体棒PQ及所有导线的电阻忽略不计，其侧视图如图2所示。该装置所在空间存在方向竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B0。闭合开关后，硬导线OP、O′Q和导体棒PQ恰能在图示位置保持静止，OP、O′Q与竖直方向的夹角为α=30∘，此时记为t=0时刻。此后磁场的磁感应强度缓慢减小，且在t0时刻恰好减为零。则0∼t0时间内，下列说法正确的是( )
A. t=0时刻，通过PQO′O平面的磁通量大小为B0L2
B. 0∼t0时间内，通过PQO′O平面的磁通量改变量大小为12B0L2
C. t=0时刻，导体棒所受的安培力大小为B0ELR+r
D. t0时刻，导体棒所受的安培力大小为B0ELR+r
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.实验小组的同学利用如图1所示的装置测量当地的重力加速度。
(1)某同学用游标卡尺测得小球的直径如图2所示，其直径D= mm。
(2)同学们在组装单摆时，图1虚线框内你认为最好的悬挂方式是图3中的 (选填“甲”或“乙”)。
(3)关于实验中的注意事项，下列说法正确的是 。(填选项前的字母)
A.小球需选用密度大、体积小的钢球
B.需测出小球完成几十次全振动的总时间，再求出单摆的周期
C.使小球摆动的幅度尽量大一些，这样测量的时间更准确
D.测摆长时应先在水平桌面上将细线拉直测得细线长度，然后再悬挂小球
(4)将小球向外拉开，使细绳与竖直方向成合适角度后由静止释放，小球下端安装有一轻质遮光条，在小球下方的遮光条第一次经过最低点开始遮光时进行计时，测得小球从第1次开始遮光到第n次开始遮光经历的总时间为t，若测得单摆细线的长度为l，则当地的重力加速度g= (用n、t、l、D表示)。
12.某实验小组的同学在实验室中测量定值电阻Rx的阻值(约为10Ω)，可供选择的器材如下：
A.干电池两节(每节的内阻约为0.2Ω)
B.电流表A(量程为0∼250mA，内阻约为1.0Ω)
C.灵敏电流计G(量程为250μA，内阻约为900Ω)
D.电压表V1(量程为0∼3V，内阻约为5kΩ)
E.电压表V2(量程为0∼15V，内阻约为15kΩ)
F.滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω)
G.滑动变阻器R2(最大阻值为15Ω)
H.开关、若干导线
(1)同学们设计了如图1所示的电路图，为准确、方便地测出电阻Rx的值，电压表V应该选择 ，滑动变阻器RP应该选择 。(两空均填相应器材前的字母标号)。
(2)选好器材后，请用笔画线代替导线，在图2中完成电路的实物连接图。
(3)正确连接电路后，实验时，在保持滑动变阻器 R的滑片在合适位置且不动的情况下，通过调节滑动变阻器RP滑片位置使电流计的读数为零，得出一组电流表和电压表读数。重复上述步骤测得多组实验数据，将数据点描在U−I关系图中，如图3所示，则电阻Rx的阻值为 Ω。(保留3位有效数字)
(4)在灵敏电流计示数为0时，对电压表和电流表进行读数，是为了消除 (选填“电压表分流”或“电流表分压”)引起的系统误差。
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.如图所示，由透明材料制成的圆锥形实心元件的轴截面为等腰直角三角形，SO为截面的高，O点为底面圆心，底面水平。在圆锥中挖走一个以O点为球心、半径为R的半球。在圆锥顶点S处放置一个单色点光源。已知该材料对单色光的折射率为n=2 33，SO= 3R，不考虑光的多次反射，求在半球面上有光射出的球冠区域的面积。(球面被平面所截得的一部分叫做球冠，垂直于截面的直径被截得的一段叫做球冠的高。球冠的面积S=2πRh，其中R为球的半径，h为球冠的高)
14.如图所示，在水平地面上方有一矩形平台，平台的长度L=1m，在平台上放一张与平台等宽、长为L2的薄板(将平台左半边完全覆盖)，一枚硬币放置在薄板上且到平台左边缘的距离为L4，硬币与薄板间的动摩擦因数μ1=0.4，薄板与平台间的动摩擦因数为μ2=0.2，硬币与平台间的动摩擦因数μ3=0.152。在平台右侧的水平地面上倾斜固定一个空心的薄壁半球，半球的半径R=0.28m，A、B分别是半球开口的最高点与最低点且A、B连线与水平方向的夹角θ=37∘。现对薄板右边缘施加一个水平向右、大小为F=0.1N的外力使薄板水平向右运动。一段时间后，硬币由平台右边缘飞出，并恰好由 B点沿圆弧的切线方向进入半球。已知硬币的质量为m=10g，薄板的质量为0.5m，硬币可视为质点，硬币运动过程中与A、B点始终处于同一竖直面内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，硬币滑下薄板后立即撤走薄板，不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2，sin37∘=0.6，cs37∘=0.8。求：
(1)硬币在薄板上滑动时，硬币和薄板各自的加速度大小;
(2)硬币离开平台右边缘时的速度大小;
(3)平台距离地面的高度。
15.如图所示，水平虚线两侧的匀强磁场Ⅰ和匀强磁场Ⅱ的方向均垂直纸面向里，磁场Ⅰ的磁感应强度大小为B，磁场Ⅱ的磁感应强度大小为2B。质量为2m、电荷量为+q(q>0)的带电粒子M，从虚线上的P点沿与虚线成30∘角的方向、以一定的初速度垂直磁场方向射入磁场Ⅰ。在虚线上的Q点有一静止的带正电的粒子N，粒子N的质量为m。粒子M恰好在Q点与粒子N发生碰撞，且碰撞前粒子 M只在磁场Ⅰ中运动。已知P、Q两点的距离为L，不计两粒子的重力和两粒子间的库仑力。
(1)求粒子M的初速度v0的大小;
(2)若粒子M、N的碰撞是弹性碰撞，碰撞过程中各自的电荷量保持不变，且碰后粒子 M、N第一次分别穿过虚线时位置的间距为L6，求粒子N所带的电荷量q′;
(3)若粒子M、N碰撞后结合成新粒子A(A的质量和电荷量分别为碰撞前M、N的质量和电荷量之和)，且碰前粒子N的电荷量为(2)中求得的q′，求粒子A第n次(n不含M、N碰撞中的那次，且n>1)穿过虚线时粒子A到Q点距离的表达式和粒子A运动所经历时间的表达式。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】锅体中的工作原理是利用了电磁感应现象，产生的涡流是由变化的磁场产生的，所加的电流是交流电。铁合金复合石锅自身产生无数小涡流而直接加热于锅的，陶瓷锅属于绝缘材料，里面不会产生涡流。
故选C。
2.【答案】B
【解析】A、根据该核反应的特点可知，该核反应是重核的裂变，故A错误；
B、根据核反应方程中电荷数守恒、质量数守恒可知X的质量数A=235+1−144−893=1，核电荷数Z=92+0−56−363=0，则X是 01n，为中子，垂直磁场射入时不会发生偏转，故 B正确；
C、该核反应释放能量有质量亏损，生成物更稳定，比结合能变大，该核反应是释放能量的反应，故C错误；
D、核动力航母的核废料仍有放射性，不可直接在地表下浅埋处理，故D错误。
3.【答案】D
【解析】A、t=0时刻，感应电动势为零，线框位于中性面，故A错误；
B、由图2知周期为0.02s，故线圈转动的角速度ω=2πT=100πrad/s，故B错误；
CD、仅将滑动变阻器的滑片P向上滑动，电路总电阻变大，电流变小，R1两端的电压变小，变压器原副线圈电压增大，R2两端的电压变大，故C错误，D正确。
故选：D。
4.【答案】C
【解析】A 、根据x=v0t+12at2，变形有xt=v0+12at，xt与t是一次函数关系，图象应该是一条倾斜直线，但纵截距不为0(因为v0≠0)，A错误；
B、由动能Ek=12m(v0+at)2，(F−f)=ma，因为F、f不变，a定值，所以Ek与t是二次函数关系，且t=0时，Ek=12mv02，B错误；
C 、由v2=v02+2ax，v2与x是一次函数关系，v2−x图象是-条倾斜直线，且当x=0时，v2=v02≠0，C正确；
D 、因为P=Fv，v=v0+at，所以P=F(v0+at)=Fv0+Fat，P与t是一次函数关系，图象是一条倾斜直线，且纵截距不为0(因为Fv0≠0)，D错误。
5.【答案】C
【解析】小球受到的弹簧弹力kx沿杆向上，杆与水平面间的夹角均为θ=53∘，竖直方向有kxsinθ=mg
沿半径方向qE−kxcsθ=m(2πT)2R
联立解得T=4π Rg
C正确。
6.【答案】B
【解析】A 、在T−V图像中，a到b过程，图像上点与原点连线的斜率逐渐减小，根据p=nRVT，斜率减小则压强减小;b到c过程，温度不变，体积增大，由pV=nRT可知压强减小，所以a→b→c过程，气体的压强一直减小，A错误；
B 、b→c过程， 体积V不变，温度降低，压强减小。根据压强的微观解释，单位时间内气体分子对器壁的碰撞次数减少， B正确；
C 、c→d过程，体积减小，外界对气体做功，温度不变，内能不变△U=0，根据热力学第一定律
△U=Q+W，可得Q