2025年2月河北省普通高中高三上学期学业水平选择性考试模拟物理试题（解析版）

这是一份2025年2月河北省普通高中高三上学期学业水平选择性考试模拟物理试题（解析版），共20页。试卷主要包含了03m/s2等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．一物理学习小组研究可作为核电池材料的衰变为的过程，根据测量数据，用横坐标表示时间，用纵坐标表示任意时刻的质量m与初始时刻（时）的质量的比值，得出的图像如图所示。下列说法正确的是
A．衰变为释放的α射线电离作用很弱
B．衰变为释放的α射线在电场中不会偏转
C．图像中的
D．图像中的
2．光纤在现代通信中有着巨大作用，如图所示，由透明材料制成的光纤纤芯折射率大于包层折射率，若纤芯的折射率为，包层材料的折射率为，则当光由纤芯射向包层时，发生全反射的临界角C满足。一施工工程要求在某处需要光纤轴线的转弯半径为R，设整束光垂直于端面且平行轴入射，为保证所有的光信号都能发生全反射，则在铺设光纤时，光纤纤芯的横截面半径a最大为
A． B． C． D．
3．如图甲所示，小明同学利用漏斗做简谐运动实验，他将漏斗下方的薄木板沿箭头方向拉出，漏斗4s内漏出的细沙在板上形成了如图乙所示曲线AE，当地重力加速度大小。下列说法正确的是
A．该沙摆的摆动频率为2Hz
B．该沙摆的摆长约为2m
C．由图乙可知薄木板做匀加速直线运动， 且加速度大小约为0.03m/s2
D．当图乙中的D点通过沙摆正下方时， 薄木板的速度大小约为0.25m/s
4．如图甲所示，一根细线一端系一小球（可视为质点），另一端固定在一光滑圆锥顶端，当小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为ω = ω1时，细线拉力大小为T0，T与ω2的变化关系图像如图乙所示。已知圆锥面母线与竖直方向夹角为θ，重力加速度为g，则当ω = ω2时，细线拉力的大小为
A．B．C．D．
5．如图所示，完全相同的三根刚性柱竖直固定在水平地面上的A'、B'、C'三点上，三点恰好在等边三角形的三个顶点上，三角形的边长为L，三根完全一样的轻绳一端固定在A、B、C三点上，另一端栓接在一起，结点为O。现把质量为m的重物用轻绳静止悬挂在结点O处，O点到ABC平面的距离为，重物不接触地面，当地重力加速度为g。则AO绳中的张力为
A．B．C．D．
6．带发电机的自行车，能利用车轮带动发电机转动发电对车灯提供电源。图甲是其发电机与车轮接触部分的照片，发电的基本原理可简化为一个线圈在匀强磁场中转动来产生（如图乙所示）。已知发电机转轮的半径为r，发电机线圈所围面积为S、匝数为n、电阻为R0，磁场的磁感应强度为B，车灯电阻为R。当自行车以某速度在平直公路上匀速行驶时受到地面及空气的总阻力为Ff，车灯消耗的电功率为P。则
A．自行车的行驶速度
B．流经车灯的电流方向变化的频率为
C．线圈转动一圈克服安培力做的功
D．骑车人做功的功率
7．在现代科技领域有广泛的应用。我们把静态磁控管简化为一对长度足够的平行平板电极系统，如图所示，在间距为d的两极板间加不计内阻、电动势为U的电源，两极板间存在方向垂直xOy平面向里、大小为B的匀强磁场，位于阴极表面附近的灯丝持续发射初速度可近似为零的电子，当U不变，改变B的大小时，电子在两极板间的运动轨迹将发生变化，如图2所示，其中轨迹Ⅲ最高点P恰好与阳极相切，对应的磁感应强度为B0。电子电荷量为e，质量为m，不计电子的相互作用。若灯丝单位时间发射n个电子，则
A．轨迹Ⅱ电子的运动速度为
B．
C．若，电子运动的周期
D．若，电流
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
8．如图所示，某卫星在赤道平面内围绕地球做匀速圆周运动，其对地张角为，运动周期为。已知地球质量为，自转周期为，万有引力常量为，下列说法正确的是
A．卫星运动的轨道半径为
B．地球的密度为
C．赤道上随地球自转物体的向心加速度为
D．赤道上地球表面的重力加速度为
9．空气弹簧是一种广泛应用于商业汽车、巴士、高铁及建筑物基座的减震装置，其基本结构和原理如图所示，在导热良好的汽缸和可自由滑动的活塞之间密封着一定质量的理想气体，活塞和重物的总质量为m，活塞的横截面积为S，大气压强为，重力加速度为g。若外界温度保持不变，下列说法正确的是
A．汽缸内气体的初始压强为
B．缓慢增大重物质量，与初始时相比，汽缸内气体的内能变大
C．缓慢增大重物质量，与初始时相比，汽缸内气体对汽缸底部单位时间内撞击的分子数增多
D．若重物质量缓慢增大了，汽缸内气柱的高度减小了，则空气弹簧的等效劲度系数为
10．长为的绝缘轻细线一端连接质量为、电荷量为的带正电小球，另一端固定在光滑绝缘水平桌面上的点，整个空间内存在着平行于桌面的匀强电场，带电小球恰好能在桌面内沿顺时针做圆周运动，俯视图如图甲所示，为轨迹圆的一条直径。以点为起始点，小球运动过程中的电势能与小球运动的路程之间的关系如图乙所示，其中。下列说法正确的是
A．电场强度的大小为
B．从点到点电场力对小球做功为
C．小球运动过程中速度的最小值为
D．小球运动过程中所受细线拉力的最大值为
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11.（8分）
多用电表是电学实验中常用的一种仪表。关于多用电表的原理，某实验小组做了以下研究。用一个已知量程为、内阻的毫安表进行设计并组装一个简易多用电表，如图所示为该实验小组组装完成的简易多用电表的电路图。其中、、和是定值电阻，和是可变电阻，内置电源、的内电阻不计。该多用电表有6个挡位：直流电压2.5V挡、直流电压10V挡、直流电流挡、直流电流挡、欧姆“×10”倍率挡、欧姆“×100”倍率挡。
（1）当功能开关S与“1”相接时，多用电表为 挡，定值电阻 Ω，测量时应注意电流应该从 （选填“A”或“B”）表笔流入多用电表。
（2）当功能开关S与“3”相接时，开关对应欧姆“×10”倍率挡，完成机械调零和欧姆调零后，当在A、B两表笔间接入的定值电阻时，表盘上的指针指向正中央，则可变电阻 Ω，对应欧姆表内置电源的电动势 V；当在A、B两表笔间接入某未知电阻时，原毫安表的示数为，则未知电阻 Ω。
（3）当功能开关S与“5”相接时，多用电表为 挡，定值电阻 Ω。
12.（6分）
某实验小组利用如图1所示的实验装置测量当地重力加速度。将遮光条安装在滑块上，用天平测出遮光条和滑块的总质量，槽码和挂钩的总质量。实验时，将滑块系在绕过定滑轮悬挂有槽码的细线上。滑块由静止释放，数字计时器记录下遮光条通过光电门1和2的遮光时间和，以及这两次开始遮光的时间间隔，用游标卡尺测出遮光条宽度，计算出滑块经过两光电门速度的变化量。
（1）游标卡尺测量遮光条宽度如图2所示，其宽度 mm。
（2）打开气泵，待气流稳定后调节气垫导轨，直至看到导轨上的滑块能在短时内保持静止，其目的是 。
（3）多次改变光电门2的位置进行测量，得到和的数据如下表所示请根据表中数据，在方格纸上作出图线。
（4）根据（3）中图像，可知当地的重力加速度为 （结果保留3位有效数字）。
13.（11分）
如图所示，在坐标系区域内存在平行于轴、电场强度大小为未知）的匀强电场，分界线将区域分为区域I和区域II，区域I存在垂直纸面向外、磁感应强度大小为（未知）的匀强磁场，区域II存在垂直直面向里、磁感应强度大小为的匀强磁场及沿轴负方向、电场强度大小为的匀强电场。一质量为、电荷量为的带正电粒子从点以初速度垂直电场方向进入第二象限，经点进入区域I，此时速度与轴正方向的夹角为，经区域I后由分界线上的点（图中未画出）垂直分界线进入区域II，不计粒子重力及电磁场的边界效应。求：
（1）电场强度的大小；
（2）带电粒子从点运动到点的时间；
（3）粒子在区域II中运动时，第1次和第5次经过轴的位置之间的距离。
14.（14分）
如图所示，平行光滑的金属导轨由斜面和水平两部分组成，两导轨由两小段光滑绝。缘圆弧轨道（长度可忽略）平滑相连。斜面部分（与水平面夹角小于30°）由间距L的导轨CE、DF构成，水平部分由两段足够长但不等宽的平行金属导轨连接构成。EG、FH段间距为L，有与竖直方向成60°斜向左上方的磁感应强度大小为2B的匀强磁场。MP、NQ段间距为2L，有与竖直方向成60°斜向右上方的磁感应强度大小为B的匀强磁场。导体棒甲、乙的质量均为m、电阻均为R，导体棒乙静止于MP、NQ段，现使导体棒甲自斜面导轨上距水平导轨h高度处静止释放，两金属棒在运动过程中始终垂直导轨，且与导轨保持良好接触。若稳定时导体棒甲未进入MP、NQ段，导轨电阻和空气阻力均可忽略不计。已知，求：
（1）甲棒刚进入磁场时，乙棒的加速度；
（2）从甲棒进入磁场到两棒达到稳定的过程，通过乙棒的电量；
（3）从甲棒进入磁场到两棒达到稳定的过程，乙棒上产生的焦耳热。
15.（15分）
如图所示，光滑曲面AB与长度为l的粗糙水平轨道BC相切于B点，A点距轨道BC的高度为R，质量为m的小滑块1被锁定在A点，质量为2m的小滑块2静止在水平轨道最右端的C点，轨道BC下方的水平面上有一固定的“L”形木板，其上表面光滑，在P点处固定一劲度系数为k的轻弹簧，弹簧右端拴接一质量为M=4m的长方体滑块，M的中心在O点的正上方，处于静止状态。现将滑块1解除锁定并由静止释放，1与2发生弹性碰撞后，滑块1恰好停在B点，滑块2被碰后做平抛运动的同时给滑块M一个向右的初速度，当M的中心运动到O点的正上方时，恰好与滑块2相碰，碰后滑块2竖直向上运动至与C等高的D点。已知所有的碰撞时间极短，质量为m0的弹簧振子振动周期为，弹簧弹性势能的表达式为（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），不计空气阻力，重力加速度为g。
（1）求滑块1与水平轨道BC间的动摩擦因数μ；
（2）求C点与滑块M上表面间的高度差h；
（3）在滑块2与M第二次碰撞完毕跳起后将滑块2取走，求此后弹簧与M组成的弹簧振子的振幅A。
【参考答案】
1．C
【来源】云南省昭通市2024-2025学年高三上学期12月月考物理试题
【详解】A．衰变为释放的α射线穿透能力较弱，但电离作用较强，故A错误；
B．衰变为释放的α射线为氦核，带正电，所以在电场中会偏转，故B错误；
C．由题图可知，衰变从到经过一个半衰期，则衰变的半衰期为
由题图可知，对应，即经过一个半衰期，则，故C正确；
D．由题图可知，对应，即经过两个半衰期，则有故D错误。
故选C。
2．C
【来源】山东省烟台市莱州市第一中学2024-2025学年高二上学期12月月考物理试
【详解】根据题意可知，光线的临界态是光垂直端面从内芯的下表面边缘入射时，在上表面发生全反射，如图所示。
则有解得
故选C。
3．C
【来源】2025届陕西省宝鸡市高三上学期模拟检测（一）物理试题
【详解】A．由题图乙知，4s时间内沙摆摆动两个完整的周期，则
则该沙摆的摆动频率为选项A错误；
B．沙摆的周期解得选项B错误；
C．由图可知，连续相等的时间内，位移差近似相等，可知薄木板做匀加速直线运动，，根据逐差法可得选项C正确；
D．匀变速直线运动在一段时间间隔的中间时刻的瞬时速度，等于这段时间内的平均速度，所以有选项D错误。
故选C。
4．B
【来源】山东省烟台市2024-2025学年高三上学期期末物理试题
【详解】根据题意，当角速度为0时，小球受重力、支持力和绳的拉力，且有
当角速度等于ω1时，小球受恰好只受重力和绳的拉力，则
当角速度等于ω2时，小球受只受重力和绳的拉力，且绳与竖直方向的夹角变大，则联立可得
故选B。
5．A
【来源】山东省滨州市2024-2025学年高三上学期1月期末物理试题
【详解】设结点为O在三角形ABC平面的投影为，根据题意和几何关系知到A、B、C三点的距离都相等，为
与三根轻绳间的夹角都相同，设为，则故
对结点O，根据平衡条件解得AO绳中的张力为
故选A。
6．A
【来源】2025届浙江省五校联盟高三上学期模拟预测物理试题
【详解】A．设线圈角速度为ω，则发电机产生的电动势有效值
有效电流则功率联立解得
故行车的行驶速度故A正确；
B．根据交流电频率联立以上解得
转动一周电流方向改变两次，故流经车灯的电流方向变化的频率为
故B错误；
C．由能量守恒可知，线圈转动一圈克服安培力做的功
又因为，，联立解得故C错误；
D．由能量守恒可知，骑车人做功的功率
联立以上解得故D错误。
故选A。
7．C
【来源】2024年浙江省北斗星盟竞赛（强基）联考物理试题
【详解】A．由题知，电子在阴极板到阳极板过程中做非匀速曲线运动，故每时刻瞬时速度大小不相等，根据动能定理知可得
说明轨迹Ⅱ电子从阴极板到达阳极板的瞬时速度为故A错误；
BC．若，将阴极表面附近的灯丝持续发射初速度可近似为零的电子，分解成水平向右和水平向左大小相等的两个分速度，其中水平向右分速度产生竖直向下的洛伦兹力刚好与电场力平衡，水平向左分速度产生竖直向上的洛伦兹力使电子做顺时针方向的匀速圆周运动，则电子在极板间的运动可看成水平向右的匀速直线运动和顺时针方向的匀速圆周运动，则有，可得，
由题意轨迹Ⅲ最高点P恰好与阳极相切，对于分运动匀速圆周运动有
联立可得
电子运动的周期为故B错误，C正确；
D．若，根据以上分析可知，分运动匀速圆周运动的半径满足
则电子到达不到阳极板，电流，故D错误；
故选C。
8．BC
【来源】山东省名校考试联盟2024-2025学年高三上学期期中检测物理试卷
【详解】A．设卫星的环绕半径为，根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力可知
解得卫星运动的轨道半径为故A错误；
B．根据几何关系可知地球的密度故B正确；
C．随地球自转的物体向心加速度等于
故C正确；
D．在地球表面
解得故D错误。
故选BC。
9．ACD
【来源】河北省张家口市2024-2025学年高三上学期期末教学质量监测物理试题
【详解】A．对活塞和重物受力分析，由平衡条件可知解得
故A正确；
B．汽缸导热良好，缓慢增大重物质量过程中，汽缸内气体温度不变，内能不变，故B错误；
C．缓慢增大重物质量，由平衡条件可知，汽缸内气体压强增大，体积减小，温度不变，则与初始时相比，汽缸内气体对汽缸底部单位时间内撞击的分子数增多，故C正确；
D．等效弹力改变量为，等效弹簧形变改变量为，据胡克定律可得，空气弹簧的等效劲度系数故D正确。
故选ACD。
10．AC
【来源】山东省名校考试联盟2024-2025学年高三上学期期中检测物理试卷
【详解】A．由图像乙可知当小球运动时，转过的角度电势能最大，则圆周上电势能最大的位置即为该点，垂直于该点的切线方向，如下图所示即为电场线方向，小球转过的位置所在的直径与圆周的交点为同一等势面上的点（图中虚线为等势线）。
可知小球转过的过程中
电场强度的大小为故A正确；
B．由对称性可知点的电势
从点到点电场力对小球做功为故B错误；
C．带电小球恰好能在桌面内沿顺时针做圆周运动，在运动到的位置取得速度的最小值，此时电场力提供小球做圆周运动的向心力，即解得故C正确；
D．小球运动过程中所受细线拉力的最大值在运动到的位置取得，此时速度也最大。根据动能定理
在该点处合外力提供向心力，即解得故D错误。
故选AC。
11．（1）直流电流 10 A（2）150 2 300（3）直流电压2.5V 200
【来源】山东省烟台市2024-2025学年高三上学期期末物理试题
【详解】（1）[1]当功能开关S与“1”相接时，有
当功能开关S与“2”相接时，有可得则当功能开关S与“1”相接时，多用电表为直流电流挡；
[2]根据，联立可得，
[3]测量时应注意电流应该从A表笔（正接线孔）流入多用电表。
（2）[1][2]当功能开关S与“3”相接时，与串联再与毫安表并联，并联后的电阻为
欧姆调零时，有
当在A、B两表笔间接入的定值电阻时，表盘上的指针指向正中央，则有联立解得，
[3]在A、B两表笔间接入某未知电阻时，原毫安表的示数为，则干路电流为
根据闭合电路欧姆定律可得，解得未知电阻为
（3）[1][2]当功能开关S与“5”相接时，多用电表为电压挡，且量程小于功能开关S与“6”相接时的电压挡，则功能开关S与“5”相接时，多用电表为直流电压2.5V挡；则有
解得
12．（1）（2）检验气垫是否已调至水平（3）见解析（4）
【来源】河北省廊坊市2024-2025学年高三上学期期末考试物理试题
【详解】（1）游标卡尺读数为
（2）滑块能在导轨上保持静止，说明了气垫已调至水平。
（3）根据表格中数据描点并用直线连接，如下图所示
（4）根据动量定理，对挂钩与槽码可由
对滑块（含遮光条），联立可得
则图像的斜率为
由图像可知联立得
13．（1）（2）（3）
【来源】河北省秦皇岛市部分学校2024-2025学年高三上学期12月月考物理试题
【详解】（1）粒子经过点时的速度
粒子从点到点，由动能定理得解得
（2）粒子从点到点，由运动学公式有解得
粒子从点到A点，其运动轨迹如图1所示
由抛体运动的规律可得
由几何关系可得，粒子在区域I中做匀速圆周运动的半径
运动时间则
（3）粒子在区域I中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有解得
在A点对粒子由配速法，如图1所示，设对应的洛伦兹力与静电力平衡，则有
方向相反，与合速度对应洛伦兹力提供向心力做匀速圆周运动，这样粒子进入区域中的运动分解为以的匀速直线运动和以的匀速圆周运动
静电力等于洛伦兹力，则有解得合速度
设对应的匀速圆周运动的半径为，由洛伦兹力提供向心力有解得
其运动轨迹如图2所示
粒子从第1次到第5次经过轴，共运动了2个周期，时间
距离
解得
14．（1），方向水平向右（2）15C（3）0.45J
【来源】广西南宁市2024-2025学年高三上学期摸底考物理试卷
【详解】（1）甲棒在斜面导轨下滑的过程，由机械能守恒定律
甲棒进入磁场切割磁感线产生的感应电动势为
由闭合电路欧姆定律可知，回路中产生的感应电流为
对乙棒，由牛顿第二定律可得
联立可得，乙棒的加速度大小为方向水平向右
（2）两棒稳定时，电路中电流为0，则解得
两棒受到的安培力满足
且安培力方向相反，则两棒组成的系统动量守恒，可得
对乙棒，根据动量定理其中联立可得，通过乙棒的电量为
（3）从甲棒进入磁场到两棒达到稳定过程中，根据能量守恒定律
解得
由焦耳热分配定律，则乙棒上产生的焦耳热为
15．（1）（2）（3）
【来源】山东省烟台市2024-2025学年高三上学期期末物理试题
【详解】（1）设滑块1与2碰前速度为v1，由动能定理可得
碰后两者速度分别为和，则
解得，
碰后滑块1恰滑动后能静止在B点，滑块1只能从C点向左匀减速运动至B，由动能定理可得
联立以上各式得，
（2）滑块2与振子M在平衡位置相碰，由于
滑块2只能与向左运动的M相碰才能碰后竖直向上运动，则碰前运动时间t满足
所求高度为解得
（3）滑块2与M碰撞过程水平方向动量守恒，第1次碰撞后M的速度设为，则
解得
设第一次碰撞过程中滑块2与M接触时间为Δt，因滑块2离开M瞬间是相对运动的，故在Δt时间内滑块2与M间为滑动摩擦力。滑块2从竖直上抛后落下与M发生第二次碰撞前运动时间为2t，滑块运动时间正好在平衡位置向左运动时与滑块2相撞，假设第二次碰撞过程中滑块2离开M前在水平方向二者能共速，则
解得
第一次碰撞摩擦力对滑块的冲量大小
第二次碰撞摩擦力对滑块的冲量大小
由于第二次滑动摩擦力作用的时间
则假设成立，滑块2离开M后，振子M的速度为，所求振幅A满足
解得
0.721
0.790
0.854
0.913
0.968
1.38
1.52
1.64
1.75
1.86