2025届河北省张家口市高三下学期一模物理试卷（解析版）

这是一份2025届河北省张家口市高三下学期一模物理试卷（解析版），共19页。
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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. 我国计划于2025年在甘肃武威开工建设全球首座10兆瓦电功率的小型模块化钍基熔盐堆，项目预计于2029年实现首次临界并满功率运行。钍参与核反应的过程是钍核与一个中子结合生成钍核的同位素经过两次衰变生成新核，则新核Y是（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】钍核与一个中子结合生成钍核的同位素，根据质量数守恒，X表示为，X经过两次衰变生成新核Y，因为每经过一次衰变质量数不变，电荷数加1，所以Y表示为。故选B。
2. 如图所示，在消防演练中，质量为（包含装备）的消防员将绳索固定后，拉紧绳索，双腿始终保持绷直，当消防员的双腿与墙面垂直且保持静止时，绳索与竖直墙面的夹角为。已知，取重力加速度，假设脚底面与墙面间的摩擦力可以忽略不计，则此时绳索对消防员的拉力大小为（ ）
A. B. 750NC. D.
【答案】D
【解析】消防员受竖直向下的重力、垂直墙面的支持力和沿着绳索向上的拉力，根据消防员竖直方向受力平衡有
求得
故选D。
3. 如图甲所示是我国自主研发建造的第一艘万米级深海潜水器－“奋斗者”号，最大下潜深度可达。如图乙所示是某次潜水器从海面由静止竖直下降的速度—时间图像，已知声音在海水中的传播速度为。下列说法正确的是（ ）
A. 潜水器本次下潜的最大深度为
B. 潜水器在内的加速度大小为
C. 潜水器本次下潜过程的平均速度大小为
D. 潜水器在此次下潜最大深度处与海面上母船通过声波通信时，声音会有延迟
【答案】C
【解析】AC．根据图像与横轴围成的面积表示位移，由图乙可知潜水器本次下潜的最大深度为
则潜水器本次下潜过程的平均速度大小为
故A错误，C正确；
B．根据图像的斜率表示加速度，可知潜水器在内的加速度大小为
故B错误；
D．潜水器在此次下潜最大深度处与海面上母船通过声波通信时，声音延迟的时间为
故D错误。
故选C。
4. “神舟十九号”是我国载人航天工程的第十九艘飞船，于2024年10月30日成功发射，是我国航天事业的又一重要里程碑。该飞船不仅可用于留轨观测，还可交会对接飞行器，满足天地往返的需求。已知该飞船绕地球近地飞行且可视为绕地球做匀速圆周运动，地球半径为，地球表面重力加速度，则“神舟十九号”（ ）
A. 做匀速圆周运动的角速度小于地球自转角速度
B. 在轨道上飞行的速度大于
C. 绕地球运动一周的时间不小于1.4h
D. 与飞行器对接后，由于质量增大，轨道半径变小
【答案】C
【解析】AB．因该飞船绕地球近地飞行，所以该飞船做匀速圆周运动的速度等于第一宇宙速度，大于地球上的物体随地球自转的线速度，所以该飞船做匀速圆周运动的角速度大于地球自转角速度，故AB错误；
C．该飞船绕地球运动一周的时间为
故C正确；
D．轨道半径与质量无关，所以与飞行器对接后，轨道半径不变，故D错误。故选C
5. 如图所示，D是一只理想二极管，水平放置的平行板电容器的A、B两极板间有一带电液滴，在点处于静止状态。若保持极板不动，当某同学分别从初始状态开始向不同方向稍微平移极板A（移动极板A后点还在两极板之间）时，下列说法正确的是（ ）
A. 极板A向上移动过程中，静电计指针张角变小
B. 极板A向下移动过程中，静电计指针张角变大
C. 极板A向左移动过程中，液滴向下运动
D. 极板向左移动过程中，点处电势升高
【答案】D
【解析】A．由图可知，电容器极板A带正电，极板A向上移动过程中，根据电容器的决定式
可知，电容器的电容减小，根据
可知，电容器所带电荷量将变小，电容器放电，但理想二极管D阻止电容器放电，所以电容器所带电荷量不变，则上下极板间电势差变大，静电计指针张角变大，故A错误；
B．电容器极板A带正电，极板A向下移动过程中，根据电容器的决定式
可知，电容器的电容增大，根据
可知，电容器所带电荷量将变大，电容器充电，上下极板间电势差不变，静电计指针张角不变，故B错误；
CD．极板A向左移动过程中，根据电容器的决定式
可知，电容器的电容减小，根据
可知，电容器所带电荷量将变小，电容器放电，但理想二极管D阻止电容器放电，所以电容器所带电荷量不变，则上下极板间电势差变大，根据
可知，两极板间的电场强度增大，则液滴受到的竖直向上的电场力增大，液滴向上运动。设点到下极板的距离为，则点的电势为
所以点处电势升高，故C错误，D正确。故选D。
6. 口罩生产过程要运用静电纺丝技术，原理如图所示。收集板和喷口分别接高压电源的正、负极，高压电源使喷口和收集板带电进而产生强电场。在强电场作用下，带电聚合物溶液微粒从静止开始由喷口飞向收集板形成纳米无纺布。喷口带负电，可视为电荷量为的点电荷，收集板视为无限大带电平面，喷口到收集板的垂直距离为。忽略聚合物溶液微粒的重力，静电力常量为。下列说法正确的是（ ）
A. 聚合物溶液微粒从喷口向收集板运动过程中加速度增大
B. 聚合物溶液微粒从喷口向收集板运动过程中电势能增大
C. 收集板左侧表面上，电场强度方向垂直于收集板向左
D. 喷口到收集板垂直路径上的中点处的电场强度大小为
【答案】C
【解析】A．聚合物溶液微粒从喷口向收集板运动过程中，电场线变稀疏，场强变小，电场力变小，根据牛顿第二定律可知，加速度变小，故A错误；
B．聚合物溶液微粒从喷口向收集板运动过程中电场力做正功，电势能减小，故B错误；
C．收集板表面是等势面，所以左侧表面上，电场强度方向垂直于收集板表面向左，故C正确；
D．收集板视为无限大带电平面，可将该模型等效为等量异种电荷中垂面，则喷口到收集板垂直路径上的中点处的电场强度大小
故D错误
故选C。
7. 如图所示，电阻为的单匝金属直角线框放置在磁感应强度大小为的匀强磁场中，两点连线与磁场方向垂直，长均为长为通过导线连接在理想变压器的原线圈上，变压器副线圈与阻值为的电阻构成一闭合回路，变压器原、副线圈匝数之比，电流表为理想电表。线框绕连线以角速度匀速转动，从图示位置开始计时，则（ ）
A. 理想变压器原线圈两端电压瞬时值的表达式为
B. 线框中产生的感应电动势有效值为
C. 电流表的示数为
D. 电阻上消耗的功率为
【答案】D
【解析】B．线框中产生的感应电动势有效值为
故B错误；
C．设原线圈电流为，根据电压与匝数关系，则
解得，故C错误；
A．原线圈两端电压
原线圈两端电压瞬时值的表达式为
故A错误；
D．电阻上消耗的功率为
故D正确。故选D。
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，有多项是符合题目要求的。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 2024年巴黎奥运会网球女单决赛，郑钦文创造历史成为了中国首位奥运网球单打冠军。某次比赛中，郑钦文将网球斜向上击出后，若不计空气阻力，网球在空中从最高点运动至落地过程中的动能、重力势能、机械能随运动时间或下落高度变化的关系中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AD
【解析】A．不计空气阻力，网球在空中从最高点运动至落地过程中只有重力做功，机械能守恒，故A正确；
BD．根据
可得，
可知图像为曲线，图像为直线，且越来越大，故B错误，D正确；
C．重力势能
图像直线，故C错误。
故选AD
9. 近年来，战绳逐渐成了一项风靡全球的高效燃脂运动器械，几乎出现在各个健身房中，甚至是不少人心目中的“燃脂神器”。一次战绳练习中，某运动达人晃动战绳一端使其上下振动（可视为简谐振动）形成横波，如图甲所示。图乙（a）、（b）分别是同一战绳上、两质点的振动图像，波的传播方向为到。已知该波的波长大于、小于、两质点在波的传播方向上相距，下列说法正确的是（ ）
A. 该列波的波长可能为
B. 该列波的波速可能为
C. 、两质点振动方向始终相反
D. 时，质点沿轴正方向振动
【答案】AB
【解析】A．由图乙可知，时刻，质点处于正向最大位移处，质点处于平衡位置且正在向正方向运动，则有（其中n=0，1，2……）
又
所以n只能取1、2，可得或
故A正确；
B．根据，其中
求得或
故B正确；
C．、两质点的距离不等于半波长的奇数倍，所以振动方向不始终相反，故C错误；
D．时，质点到达正向最大位移处，故D错误。故选AB。
10. 如图所示，两根间距且弯折成一定角度的金属导轨平行放置，与水平面夹角均为区域（含边界）有垂直导轨平面向上、磁感应强度大小的匀强磁场，导体棒的质量，电阻处有一固定且与相同的导体棒，两导体棒与导轨均垂直且接触良好。在两位置有固定弹性立柱和，导体棒与立柱发生弹性碰撞时，速度立即变为与碰前速度等大反向。现将从距边处由静止释放，进入磁场后恰能做匀速直线运动，运动至处与立柱发生碰撞时立即释放导体棒。当再次运动至处时，与恰好速度大小相等，恰好到达处。导轨段光滑，其余段粗糙，与粗糙部分导轨间动摩擦因数为，取，导轨电阻忽略不计。下列说法正确的是（ ）
A. 与粗糙部分导轨间的动摩擦因数
B. 再次运动至处时，、的速度大小为
C. 分别为的中点
D. 由运动到过程中，回路产生的总焦耳热小于1.44J
【答案】AD
【解析】A．因进入磁场后做匀速运动
解得
由开始运动到进入磁场，由动能定理可得
解得
故A正确；
B．从反弹到达AB过程，设共同速度为v1，对根据动量定理
对b有
联立解得
故B错误；
C．在相同时间内，a速度由2.4m/s减速到1.2m/s，b速度由0增加到1.2m/s，故此过程两者位移不同，所以不是的中点，故C错误；
D．两棒都在磁场中运动过程中，系统损失的动能变成两棒的焦耳热Q，如果两者位移大小相同，根据能量守恒定律得
解得
由于a的位移大，则系统重力势能增加，所以产热小于1.44J，故D正确。
故选AD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要答题步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某同学用“插针法”测量一直角三角形玻璃砖的折射率。如图甲所示为该玻璃砖的截面图，三角形的顶角为且小于。
（1）主要实验步骤如下：
①水平放置的木板上铺一张白纸，在白纸上画一条直线，并画出其垂线，交于点；
②将较长的直角面沿放置，并确定玻璃砖的另外两个光学面，在白纸上描出玻璃砖的轮廓，俯视图如图乙所示；
③在面左侧的直线上竖直插上大头针，从侧透过玻璃砖观察、，插上大头针，要求能挡住_____（选填“”“”或“和”）的虚像；
④确定出射光线的位置_____（选填“必需”或“不必需”）插第四枚大头针；
⑤撤去玻璃砖和大头针，测得出射光线与直线的夹角为，则玻璃砖折射率_____。
（2）描绘出玻璃砖轮廓后，玻璃砖的位置发生了微小的平移（移至图丙中的虚线处，底边仍重合），但是该同学并未发现，仍然按照操作步骤③插上大头针，在测量时他仍将作为实验中玻璃砖所处位置，则由此得到的该玻璃砖折射率的测量值_____（选填“大于”“小于”或“等于”）真实值。
【答案】（1）和 不必需 （2）小于
【解析】【小问1详解】
③[1]要求P1和P2在一条光线上，该光线透过玻璃砖后过P3，故P3要能挡住P1和P2的虚像；
④[2]过P1和P2的光线与AB垂直，即AB⊥P1P2，由于光垂直入射时传播方向不变，因此可确定AC边上的入射点，此时只需要找到折射光线上的一点即可确定出射光线，不需要在的右侧插上第四枚大头针P4；
⑤[3]光路图如图所示
光线从AC边射出时，入射角为，折射角为，则玻璃砖折射率
【小问2详解】
作出光路图如下，根据图像可知，实验测量的折射角变小，折射率变小。
12. 在进行测定干电池电动势和内阻实验时，实验组3位同学各设计了一种实验方案，对应实验器材如下：
（1）如图甲所示为方案1的电路图及实验过程中某次测量时电流表指针的偏转情况，电流表示数为_____A。
（2）请在图乙中将设计方案2的器材连接成实验电路_____。
（3）设计方案3的同学描绘出了如图丙所示的图线，该图线是以_____（选填“I”“”或“”）为纵轴进行描绘的。
（4）实验后三位同学对实验误差进行分析讨论，认为由于电表内阻未知，三个方案均存在误差，这种误差属于_____（选填“偶然”或“系统”）误差，但方案_____（选填“1”“2”“3”“1和2”“1和3”或“2和3”）中电源电动势的测量值无偏差，内阻的测量值_____（选填“偏大”或“偏小”）。
【答案】（1）
（2） （3）
（4）系统 3 偏大
【解析】【小问1详解】
电流表示数为。
【小问2详解】
将设计方案2的器材连接成实验电路如图所示
【小问3详解】
根据设计方案3结合闭合电路欧姆定律有
变形得
即和是线性关系，因此该图线是以为纵轴进行描绘的。
【小问4详解】
[1]由于电表内阻未知，三个方案均存在误差，这种误差属于系统误差；
[2][3]对于方案1有，
求得，
所以，，
对于方案2有，
求得，
所以，
即，
对于方案3有，
求得，
所以，
即，
综上所述，方案3电动势的测量值无偏差，内阻的测量值偏大。
13. 建筑工地上工人用液态金属浇筑一个金属立柱时，由于工艺缺陷在柱体内部浅层形成了一个不规则的空腔，为修补空腔需要测出空腔的体积，在金属立柱上打一个小孔，用细管将空腔内部与一个封闭的汽缸相连通（如图所示），做好密封使空腔、汽缸、细管内部组成一个密闭的空间。汽缸上部由横截面积的活塞密封，初始状态汽缸内封闭的气体体积为。现对活塞施加一个竖直向下的变力，使活塞缓慢下移，当汽缸内气体体积变为时，外力的大小为，上述过程中外力做的功。已知外界环境温度不变，金属立柱、空腔及汽缸导热性良好，不计活塞质量、活塞与汽缸间的摩擦力、细管中气体的体积，大气压强。求：
（1）金属立柱内空腔的体积；
（2）汽缸内气体体积由变为的过程中，汽缸及空腔内的气体向外界放出的热量。
【答案】（1）
（2）28J
【解析】【小问1详解】
以整体气体为研究对象，根据等温方程有
解得
【小问2详解】
上述过程中外力做的功，外界环境温度不变，金属立柱、空腔及汽缸导热性良好，内能不变，根据热力学第一定律可知
解得汽缸及空腔内的气体向外界放出的热量
14. 如图所示，长的长木板放在光滑的水平地面上，长木板的左端放有一小物块，右侧与四分之一光滑圆弧轨道紧挨着（圆弧轨道与长木板未栓接）。已知长木板、小物块、圆弧轨道质量均相同，物块与长木板间的动摩擦因数，重力加速度。现给小物块一水平向右的初速度，小物块到达长木板的右端后冲上圆弧轨道且恰好未冲出。求：
（1）小物块到达长木板右端时的速度大小；
（2）圆弧轨道的半径；
（3）若从小物块冲上圆弧轨道开始至到达最高点所经历的时间，则小物块在最高点时长木板右端与圆弧轨道左端的距离。
【答案】（1）4m/s （2）0.1m （3）1.95m
【解析】【小问1详解】
小物块到达长木板右端时由动量守恒和能量关系，
解得，
【小问2详解】
当物块滑上圆弧轨道最上端时，
解得v=3m/s，R=0.1m
【小问3详解】
在2s时间内长木板以的速度向右匀速运动，则2s内的位移为x1=v2t=4m
画出圆弧槽和滑块的运动图像如图，因滑块和圆弧槽质量相等，可知两物体水平方向的加速度等大反向，即图像上下部分关于虚线对称，因滑块到达最高点时的水平位移比圆弧槽的水平位移多R，则斜线部分的面积为R，虚线上下部分的面积均为0.5R=0.05m，则圆弧槽的水平位移为
小物块在最高点时长木板右端与圆弧轨道左端的距离
15. 电子枪是显像设备的核心元件，由其阴极发射电子并经电场加速，可使出射的电子束获得速度。某兴趣小组为定量研究磁偏转对运动的带电粒子轨迹的影响，设计了如下问题情境：
如图所示，可上下平移的电子枪能向右发射质量为、电荷量大小为的电子。电子枪内部的加速电压可调，从阴极发射的电子初速度可视为0。电子枪右侧有半径为的圆形匀强磁场区域Ⅰ，其内部的磁感应强度大小为、方向垂直于纸面向里。圆形磁场边界最右端切线的右侧，有足够大的匀强磁场区域Ⅱ，磁感应强度大小为（可调，未知）、方向垂直于纸面向外。不计粒子重力和粒子间的相互作用。现进行一些连续操作，试求解相关问题。
（1）将电子枪正对区域Ⅰ的圆心发射电子，调节加速电压，使电子通过圆形磁场后速度偏转，求此时的加速电压；
（2）之后将电子枪向上移动一段距离，调节加速电压为，使电子在圆形磁场中的运动时间最长，求电子枪上移的距离；
（3）在第（2）问的条件下，电子在区域Ⅱ中形成偏转轨迹。在第（1）问的条件下，撤去区域Ⅰ的磁场，粒子进入区域Ⅱ，形成偏转轨迹。为保证轨迹和轨迹不相交，求区域Ⅱ中磁感应强度的最小值。（结果可用根式表示）
【答案】（1） （2）
（3）
【解析】【小问1详解】
电子被加速电压加速过程有 ①
电子在圆形磁场中匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有 ②
联立得
【小问2详解】
加速电压变为，即加速电压变为原来的4倍，由①②可知，电子进入圆形磁场的速度变为原来的2倍，电子在圆形磁场中匀速圆周运动的半径变为原来的2倍，即，欲使电子在圆形磁场中的运动时间最长，则须使电子在圆形磁场中运动的弦长等于圆形磁场的直径，即，电子在圆形磁场中的运动轨迹如图所示
由几何关系可知
【小问3详解】
设电子在第（2）问的条件下射入区域Ⅱ的射入点距圆形磁场与右端虚线的切点的距离为，则根据几何关系有
求得
轨迹a、b的半径之比为，若偏转轨迹a、b恰好不相交，即两轨迹相切，则其轨迹如图所示
根据余弦定理有
联立解得 ③
又 ④
联立②③④，得
故区域Ⅱ中磁感应强度的最小值为。方案1
方案2
方案3