2025届河南省H20高中联盟高三下学期4月联考物理试卷（解析版）

这是一份2025届河南省H20高中联盟高三下学期4月联考物理试卷（解析版），共20页。试卷主要包含了考生作答时，请将答案在答题卡上，考生必须保持答题卡的整洁等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1．本试卷满分100分，考试时间75分钟．
2．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡指定位置上．
3．考生作答时，请将答案在答题卡上．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效．
4．考生必须保持答题卡的整洁．考试结束后，请将答题卡交回．
一、选择题：本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
1. 下列说法正确的是（ ）
A. 为原子核的α衰变
B. 氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大
C. 用α粒子轰击得到了和一种新的粒子，这种粒子是质子
D. 某元素的半衰期为5天，若有4000个原子核，经过10天剩下800个原子核
【答案】B
【解析】A．为核聚变，故A错误；
B．氢原子辐射光子后，从高能级跃迁到低能级，电子从高轨道跃迁到低轨道，其绕核运动的电子动能增大，故B正确；
C．用α粒子轰击得到了和一种新的粒子，根据质量数和电荷数守恒，可知得到的粒子为中子（），故C错误；
D．半衰期是针对大量原子核的统计规律，对少量原子核不适用，故D错误。
故选B。
2. 为了方便在医院输液的病人及时监控药液是否即将滴完，有人发明了一种利用电容器原理实现的输液报警装置，电容器C的两极板夹在输液管两侧，实物图和电路原理如图所示。闭合开关，当药液液面降低时，两极板之间介质由液体改变为气体，蜂鸣器B就会因通过特定方向的电流而发出声音，电路中电表均为理想电表．根据以上说明，下列选项分析正确的是（ ）
A. 液面下降后，电容器两端电压变小B. 液面下降后，电容器所带电量增大
C. 液面下降时蜂鸣器电流由b流向aD. 输液管较粗时，电容器容值会变大
【答案】C
【解析】A．开关闭合稳定时，电容器两端电压等于电源电动势，即液面下降稳定后，电容器两端电压不变，A错误：
B．根据电容
液面下降，极板之间的介电常数减小，则电容减小，极板之间电压不变，结合
则电容器所带电量减少，B错误；
C．根据图示可知，电容器右侧极板带负电，结合上述，液面下降时，极板所带电荷量减少，即右侧极板失去电子，电子从a向b运动，则蜂鸣器电流由b流向a，C正确；
D．结合上述可知，输液管较粗时，极板之间间距增大，则电容器的电容变小，D错误。
故选C。
3. 如图所示，半径为R的半圆柱透明体置于水平桌面上，上表面水平，其横截面与桌面相切于A点。一细束单色光经球心O从空气中射入透明体内，光线与CO夹角为，出射光线射在桌面上B点处，测得A、B之间的距离为，则该透明体的折射率为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据题意，光线图如图所示
由几何关系可得
根据光的折射规律可知，该透明体的折射率为，故选A。
4. 甲、乙两物体同时同地从静止出发做直线运动，物体的加速度与时间关系如图所示。关于两个物体的运动，下列判断正确的是（ ）
A. 物体甲做加速度减小的变加速直线运动，物体乙做初速度为0的匀加速直线运动
B. 1s末，两物体速度相同，均为2.5m/s
C. 2s末，两物体的位移相同
D. 若物体甲在时速度为2m/s，其加速度与速度同方向，则2s末的速度大小为7m/s
【答案】D
【解析】A．由图像可知，甲、乙的加速度都在变化，不可能做匀变速运动，A错误；
B．根据图像与两坐标轴所围的“面积”表示对应时间内速度的变化
1s末，甲的速度变化
乙的速度变化
甲，乙两物体初速度都为0，1s末甲、乙两物体的速度大小分别为
，B错误；
C．物体甲做加速度减小的变加速直线运动，物体乙做加速度增加的变加速直线运动，画出两者的图像可知，2s末甲的位移大于乙的位移，C错误；
D．若物体甲在时速度为，2s末速度增加量，则2s末的速度大小
D正确。
故选D。
5. 真空中，距孤立点电荷r处的电势（取无穷远处电势为零，Q为点电荷的带电荷量，k为静电力常量）。如图所示，在直径为5d的圆O直径两端点A、B分别固定、的点电荷，M是圆周上的点，，则M点的电势为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据几何关系可知
根据点电荷的电势表达式可知，M点的电势为
故选A。
6. 如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中由图示位置绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，匀强磁场的磁感应强度大小，线圈匝数为1000匝，内阻不计，，，线圈的输出端与一理想变压器相连接，理想变压器原、副线圈的匝数比为，完全相同的两灯泡、的电阻为R，为定值电阻，V1、V2均为理想电压表．当线圈转动的角速度时，灯泡、均正常发光，则下列说法中正确的是（ ）
A. 变压器原线圈输入端两端电压的瞬时值表达式为
B.
C. 两灯泡的额定电压为44V
D. 若将的阻值变为原来的一半，则两灯泡亮度均变亮
【答案】C
【解析】A．由题意知，变压器原线圈两端电压的最大值
故原线圈两端电压的瞬时值满足
故A错误；
B．由得，变压器原、副线圈中的电流强度之比
即
灯泡、均正常发光，故、的电流相等，则
则流过的电流
根据
故
故B错误；
C．设原、副线圈两端的电压分别为、，则有
故
原线圈中
、正常发光，则
故
解得副线圈两端的电压
即灯泡的额定电压为44V，故C正确；
D．由C项分析知，
若将阻值变小，副线圈中总电阻减小，则副线圈中的电流增大，则原线圈中的电流增大，灯泡变亮；原线圈两端的电压减小，故副线圈两端的电压减小，灯泡变暗，故D错误。
故选C。
7. 自从2021年成功登陆火星以来，祝融号已经传回了大量的探测数据，极大地增进了我们对火星的了解，引人注目的是，近日又一个消息传来，科学家根据祝融号传回的探测数据，发现了火星存在过古代海洋的铁证，可谓是火星大发现．假设未来某一天人类登上的火星，手握拉力传感器用长为l的轻绳牵引质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，测得拉力传感器的最大值和最小值分别为和。已知该火星的半径为R，可视为质量均匀分布的球体，不计一切阻力和火星的自转影响，万有引力常量为G，则下列说法中错误的是（ ）
A. 该行星的密度为
B. 该行星表面的重力加速度为
C. 该行星的第一宇宙速度为
D. 若该行星有一颗近地环绕卫星，则近地环绕卫星的周期为
【答案】A
【解析】AB．设小球在最低点和最高点的速度大小分别为、，该行星表面的重力加速度为g，在最低点，由牛顿第二定律有
最高点有
小球由最低点到最高点过程，由机械能守恒定律
联立解得,该行星表面的重力加速度为
在行星表面
该行星的质量
解得该行星的密度
A错误,符合题意，B正确，不符题意；
C．在该星球表面
解得该行星的第一宇宙速度
C正确，不符题意；
D．设近地环绕卫星的周期为T，根据牛顿第二定律则有
解得
D正确，不符题意。
故选A。
8. 一列沿x轴传播的简谐横波在时刻的波形如图甲所示，位于坐标原点O处的质点恰好位于平衡位置，O处质点的振动情况如图乙所示，则（ ）
A. 质点O的振动方程为
B. 该波的传播速度大小为4m/s，沿x轴负方向
C. 0~0.5s内O处质点的路程为10cm
D. 0.5s~1.0s内O处质点的路程为
【答案】BD
【解析】A．由图乙可知，
质点O的振动方程为
A错误；
B．由图可知，该波的波长为，周期为，所以该波的传播速度大小为
由图乙可知，在t=1.5s时后沿y轴负方向振动，根据同侧法，可知该波沿x轴负方向传播，B正确；
C．当时根据可得
0~0.5s内O处质点的路程为，C错误；
D．同理当时
所以0.5s~1.0s内O处质点的路程为
D正确。
故选BD。
9. 如图所示，绝缘的水平面上固定两根相互垂直的光滑金属杆，沿两金属杆方向分别建立x轴和y轴．另有两光滑金属杆1、2，时刻与两固定杆围成正方形，金属杆间彼此接触良好，空间存在竖直向上的匀强磁场．分别沿x轴正向和y轴负向以相同大小的速度匀速移动金属杆1、2，已知四根金属杆完全相同且足够长，回路中的电流为I（以逆时针为电流正方向），通过金属杆截面的电荷量为q．则下列关于描述某段运动过程中电流I与电荷量q关于时间t变化的规律的大致图像，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】AC
【解析】AB．令初始时，正方形边长为L，金属杆单位长度的电阻为，分别沿x轴正向和y轴负向以相同大小的速度匀速移动金属杆1、2时，1杆产生的感应电动势为
方向为顺时针；2杆产生的感应电动势为
方向为逆时针；可知，回路总的感应电动势为
方向沿逆时针方向；即回路中的感应电流方向为逆时针方向，回路中总电阻为
则回路中的感应电流
可知电流与时间成正比，故A正确，B错误；
CD．通过金属杆截面的电荷量为
解得
可知，电量与时间成二次函数关系，故C正确，D错误。
故选AC。
10. 如图所示，质量为m的滑块在水平向右的外力F作用下由静止开始沿水平面运动，运动过程中外力F随位移x的变化满足（k为已知定值，），已知滑块与桌面间的滑动摩擦因数（g为重力加速度），下列说法正确的是（ ）
A. 滑块最终能回到出发点
B. 滑块向右运动的最大位移为
C. 滑块运动的最大速度为
D. 从开始运动到物块最终静止，物块与水平桌面因摩擦产生的热量为
【答案】BC
【解析】AB．由题可做出图像，当时，由，代入得
其图像如图所示
滑动摩擦力为
若滑块向右运动的最大位移则拉力F做功与摩擦力f做功相等，通过分析知，当时，拉力做功，属于变力做功，由图像知，围成面积代表拉力F做功为
此时滑动摩擦力f做功为
则可知，说明拉力F未减为0之前，物体已经停止运动，滑块不能回到出发点。由图像面积表示做功，设最大位移为，则有
代入解得
A错误，B正确；
C．当时，滑块运动的速度最大，设此时位移为，则有
解得
设此时拉力F做功为，滑动摩擦力f做功为，由动能定理知
即
解得，C正确；
D．从开始运动到物块最终静止，物块与水平桌面因摩擦产生的热量为
D错误。故选BC。
二、非选择题：本题共5小题，共54分．
11. 智能手机内置很多传感器，磁传感器是其中一种。现用智能手机内的磁传感器结合某应用软件，利用长直木条的自由落体运动测量重力加速度。主要步骤如下：
（1）在长直木条内嵌入7片小磁铁，最下端小磁铁与其他小磁铁间的距离如图（a）所示。
（2）开启磁传感器，让木条最下端的小磁铁靠近该磁传感器，然后让木条从静止开始沿竖直方向自由下落。
（3）以木条释放瞬间为计时起点，记录下各小磁铁经过传感器的时刻，数据如下表所示：
（4）根据表中数据，在答题卡上补全图（b）中的数据点，并用平滑曲线绘制下落高度h随时间t变化的图线___________。
（5）由绘制的图线可知，下落高度随时间的变化是___________（填“线性”或“非线性”）关系。
（6）将表中数据利用计算机拟合出下落高度h与时间的平方的函数关系式为（国际单位制）。据此函数式可得重力加速度大小为___________。（结果保留3位有效数字）
（6）若因操作不慎，导致长木条略有倾斜地自由下落，则测量值___________真实值。（结果填等于、大于或小于）
【答案】（4）
（5）非线性
（6）9.83
（7）大于
【解析】（4）补上数据点后绘制下落高度h随时间t变化的图线如图
（5）由绘制的图线可知，下落高度随时间的变化是非线性关系。
（6）根据
结合
可知
解得
g=9.83m/s2
（7）若因操作不慎，导致长木条略有倾斜地自由下落，则各个小磁铁经过传感器时的时间偏小，则加速度的测量值大于真实值。
12. 某物理实验小组利用如图所示的电路同时测量一只有30格刻度的毫安表的量程、内阻和光敏电阻的阻值与光照强度之间的关系。实验室能提供的实验器材有：学生电源（输出电压为U = 18.0V，内阻不计）、电阻箱（最大阻值9999.9Ω）、单刀双掷开关一个、导线若干。
（1）该小组实验时先将电阻箱阻值调至最大，然后将单刀双掷开关接至a端，开始调节电阻箱，发现将电阻箱的阻值调为1100Ω时，毫安表刚好半偏；将电阻箱的阻值调为500Ω时，毫安表刚好能满偏。实验小组据此得到了该毫安表的量程为Ig = _______mA，内阻Rg = ________Ω。
（2）光敏电阻的阻值随光照强度的变化很大，为了安全，该小组需将毫安表改装成量程为3A的电流表，则需将毫安表________（选填“串联”或“并联”）一个阻值为R′ = ________Ω的电阻。（结果保留两位有效数字）
（3）改装完成后（表盘未改动），该小组将单刀双掷开关接至b端，通过实验发现，流过毫安表的电流I（单位：mA）与光照强度E（单位：cd）之间的数量关系满足。由此可得光敏电阻的阻值R（单位：Ω）与光照强度E（单位：cd）之间的关系为R = ________（Ω）（用含“E”的代数式表示）。
【答案】（1）30 100
（2）并联 1.0
（3）
【解析】【小问1详解】
（1）[1][2]设毫安表每格表示电流大小为I0，则当电阻箱的阻值为R1 = 1100Ω时，由欧姆定律可得
15I0(R1＋Rg) = U
当电阻箱的阻值为R2 = 500Ω时，则有
30I0(R1＋Rg) = U
两式联立并代入数据可解得
Rg = 100Ω，I0 = 1mA
故该毫安表的量程
Ig = 30I0 = 30mA
【小问2详解】
[1][2]要将量程为300mA的毫安表改成量程为IA = 3A电流表，则需在毫安表两端并联一个电阻，设其电阻为R′，则有
IgRg = (IA−Ig)R′
代入数据可解得
R′ ≈ 1.0Ω
【小问3详解】
由题意可知，改装后电流表的内阻为RG = 1Ω，设通过光敏电阻的电流大小为I′（单位：A）则有则有
(R＋RG)I′ = U成立
且
I′RG = IRg
由以上两式可得
整理可得
13. 如图甲所示，一高度为H的汽缸直立在水平地面上，汽缸壁和活塞都是绝热的，活塞横截面积为S，在缸的正中间和缸口处有固定卡环，活塞可以在两个卡环之间无摩擦运动．活塞下方封闭有一定质量的理想气体，已知理想气体内能U与温度T的关系为（k为正的已知常量），重力加速度为g．初始状态封闭气体温度为，压强等于外界大气压强，现通过电热丝缓慢加热，封闭气体先后经历了如图乙所示的三个状态变化过程，求：
（1）活塞质量m；
（2）从过程中，气体对外做的功W；
（3）从全过程中，气体内能增加量。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
过程，气体在等压膨胀，由受力平衡有：，解得：
【小问2详解】
过程，图像斜率不变，体积不变，只有在过程中气体对外做功，故从过程，气体对外做的功：
【小问3详解】
在全过程中，由理想气体状态方程，有
解得气体在d状态的温度
故气体内能的变化量：
14. 如图为某同学设计的光电效应研究装置，A、B为金属板，频率为的单色光照射到板A上发生光电效应，经A、B间的电场加速后，部分粒子从小孔a进入图中虚线所示的圆形匀强磁场区域，圆形匀强磁场半径为R，磁场区域的下方有一粒子选择及接收装置P。在磁场圆心O的正下方，与垂直，接收板与垂直。光电子经过电场加速后能从a孔以不同的角度进入磁场，已知元电荷为e，电子的质量为m，间的加速电压为，只有速度方向垂直接收板的粒子才能通过粒子选择器，其它粒子被粒子选择器吸收并立即导入大地，通过选择器的粒子最终打在接收板上，被接收板吸收并立即导入大地。重力忽略不计，不考虑粒子之间的相互作用力，不考虑缓慢变化的磁场产生的电场，只考虑纸面内运动的电子，普朗克常量为h。
（1）磁感应强度时，某光电子从A板离开时的速度为0，求该电子经过a进入磁场后做圆周运动的半径；
（2）粒子从a孔进入时速度与角度范围，求粒子接收器上接收到粒子的长度L；
（3）磁感应强度由缓慢增大到时，接收器上恰好不能再接收到粒子，求金属板A的逸出功；
（4）当时，粒子接收器上受到的粒子撞击的作用力大小为F，求单位时间内接收板上接收到的粒子数n。
【答案】（1）
（2）
（3）
（4）
【解析】【小问1详解】
光电子从A板离开到a进入磁场时，由动能定理可得
解得
光电子在磁场中，由洛伦兹力提供向心力，则有
解得
【小问2详解】
电子以不同的入射角进入磁场，其轨迹会形成一个扇形区域，如图所示，由于入射角度范围，因此可知该扇形的张角为60°。由几何关系可知，粒子在磁场中运动的轨道半径为时，粒子射出磁场时的速度方向竖直向下，在圆磁场边缘上两粒子射出磁场时所夹的圆弧所对的圆心角为60°，则接收器上接收到粒子的长度是R。
【小问3详解】
磁感应强度由缓慢增大到时，接收器上恰好不能再接收到粒子，说明初速度最大的粒子运动轨道半径都比R小，临界状态是速度最大的粒子轨道半径恰好为R
这意味着电子从A板逸出时的最大动能是
光电效应方程可得
解得
【小问4详解】
当时，粒子射出磁场时的速度为
粒子接收器上受到的粒子撞击的作用力大小为F，单位时间内接收板上接收到的粒子数n，对粒子由动量定理可得
解得
15. 光滑水平面上每隔距离d静止放置一个质量为m的小球，共放置10个小球，从左至右依次标号为1、2、3、…、10．小球A静止放置在1号小球左端d处．现用一水平向右的恒力F作用于小球A，当小球A与1号球碰后，撤掉F，小球均可视为质点，小球间碰撞时间忽略不计．
（1）若小球A质量为m，且小球之间的碰撞均为弹性碰撞，求10号球开始运动的时间；
（2）若小球A质量为2m，且小球之间的碰撞均为完全非弹性碰撞，求小球A与1号球碰撞过程中的能量损失；
（3）在（2）中条件下，求小球与10号球碰后10号球的速度大小。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】【小问1详解】
小球A与1号球碰前，做匀加速直线运动，对小球A由牛顿第二定律，有
由运动学公式，有
小球A与1号球碰撞过程动量守恒，机械能守恒，有
联立解得，
1号球碰后以速度v匀速运动，同理可得，n号球与号球碰撞后速度交换，号球碰后也以速度v匀速运动，所以10号球开始运动的时间
解得
【小问2详解】
小球A与1号球碰前，对小球A由动能定理，有
小球A与1号球碰撞前后动量守恒，有
小球A与1号球碰撞后能量损失
联立解得
【小问3详解】
小球A与1号球碰前
小球A与1号球碰后
小球与2号球碰撞前后动量守恒，有
则碰后
小球与3号球碰撞前后，有
则碰后
同理可推，小球与n号球碰撞前后，有
碰后
则小球与10号球碰撞前后，有
碰后
即
得
0.00
0.05
0.15
0.30
0.50
0.75
1.05
0.000
0.101
0.175
0247
0.319
0391
0.462