2025届河南省鹤壁市高中高三下学期第十二次模拟考试物理试卷（解析版）

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1．我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”。其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素，科学家尝试使用核反应产生该元素。关于原子核Y和质量数A，下列选项正确的是（ ）
A．Y为B．Y为
C．Y为D．Y为
2．2024年4月26日，神舟十八号载人飞船与中国天宫空间站天和核心舱对接形成组合体，可近似认为天宫空间站在距离地面的高度约为400km的圆轨道上做匀速圆周运动。神舟十八号飞船3名航天员在轨驻留192天，期间进行了2次出舱活动，出舱活动期间，航天员相对天宫空间站处于静止状态。11月4日，神舟十八号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，神舟十八号飞船飞行任务取得圆满成功。已知地球半径为6400km，不考虑地球自转，地球表面的重力加速度约为，则下列说法正确的是（ ）
A．出舱活动期间，航天员受到的合外力为0
B．空间站运行速度大小为
C．空间站运行的向心加速度大小约为
D．神舟十八号返回舱与天宫空间站分离后，需要点火加速返回地球
3．如图所示，正方形斜面的倾角为30°，质量为m的物块放置在斜面上顶点a位置处，给物块一初速度，并同时对物块施加一个平行边的恒力F，可使物块在斜面上沿直线匀速运动到边的中点，物块可视为质点，重力加速度为g，则物块与斜面间的动摩擦因数为（ ）
A．B．C．D．
4．某同学用两根不同材质的绳a、b系在一起演示机械波，他在绳子左端O有规律地上下抖动绳子，时刻的绳上呈现波形如图所示，机械波在绳a上的传播速度为，P为绳a上的一个质点，则由此可以判断（ ）
A．时绳a的最左端振动方向沿y轴正方向
B．绳a中的机械波周期小于绳b中的机械波周期
C．绳a中机械波的传播速度小于在绳b中的传播速度
D．时，P相对平衡位置的位移为
5．如图所示，一束单色光从折射率为的透明介质射向折射率为的玻璃的表面，表示入射角，则下列说法正确的是（ ）
A．若该光能射入玻璃，则光在介质和玻璃中的速度之比为
B．无论入射角是多大，都会有光进入玻璃
C．当时会发生全反射现象
D．若该单色光从玻璃射向介质表面时，则可能会发生全反射
6．真空中相距为3a的两个点电荷M、N分别固定在x轴上x1＝0和x2＝3a的两点，在两者连线上各点的电场强度E随x变化的关系如图所示，设电场方向沿x轴正方向时E取正值，则以下判断正确的是（ ）
A．点电荷M、N为异种电荷
B．M、N所带电荷量的绝对值之比为2∶1
C．x＝2a处的电势一定为零
D．沿x轴从0到3a电势先降低再升高
二、多选题（每题6分）
7．如图甲所示为氢原子的能级图，用同一光电管研究氢原子发出的a、b、c三种单色光产生的光电效应，得到光电流I与光电管两极间所加电压U的关系如图乙。则这三种光（ ）
A．光子动量
B．照射该光电管时c光使其逸出的光电子初动能最大
C．通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距最大
D．若这三种光是原子从能级跃迁到较低能级时发出的光，则c光的波长可以表示为
8．如图所示，电源电动势、内阻r恒定，定值电阻的阻值等于，定值电阻的阻值等于，闭合开关S，平行板电容器两板间有一带电液滴刚好处于静止状态。将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表、、的示数变化量的绝对值分别为、、，理想电流表A示数变化量的绝对值为，下列说法正确的是（ ）
A．带电液滴将向下运动，定值电阻中有从流向的瞬间电流
B．
C．、、均不变
D．电源的输出功率变大，电源效率变小
9．利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图所示，将一厚度为d的半导体薄片垂直置于磁场B中，在薄片的两个侧面E、F间通以电流I时，另外两侧M、N间产生电势差，这一现象称为霍尔效应。其原因是薄片中定向移动形成电流的载流子受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，在M、N间产生霍尔电压UH。半导体的载流子有自由电子或空穴（相当于正电荷）两种类型。结合所学知识，判断下列说法正确的是（ ）
A．若该半导体是空穴导电，则M侧电势低于N侧电势
B．若增大半导体薄片的厚度d，则霍尔电压UH也将增大
C．若增大磁场的磁感应强度B，则霍尔电压UH也将增大
D．若增大电流I，则霍尔电压UH也将增大
10．如图所示，在以加速度匀加速上升的升降机中，大滑块C质量为，两个小滑块A和B质量均为，滑块之间以及滑块与水平面之间的动摩擦因数，在大滑块上施加水平向右的恒力F，使得三个滑块之间恰好保持相对静止，右边小滑块与大滑块始终未接触。忽略定滑轮的质量以及滑轮和轻绳之间的摩擦，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取，以下说法正确的是（ ）
A．三个滑块之间恰好相对静止时，所需外力F的大小为38N
B．三个滑块之间恰好相对静止时，轻绳中拉力大小为15N
C．保持其他条件不变，突然剪断细绳，剪断瞬间A物体的加速度大小为
D．保持其他条件不变，突然剪断细绳，剪断后B物体做竖直上抛运动
三、实验题（每空2分）
11．利用实验室的斜面小槽等器材研究平抛运动。每次都使钢球在斜槽上同一位置滚下，要想得到钢球在空中做平抛运动的轨迹就得设法用铅笔描出小球经过的位置（每次使用铅笔记下小球球心在木板上的水平投影点）。通过多次实验，把在竖直白纸上记录的钢球的多个位置，用平滑曲线连起来就得到了钢球做平抛运动的轨迹。
（1）研究平抛运动，下面做法可以减小实验误差的是 。
A．尽量减小钢球与斜槽间的摩擦
B．使用密度小、体积大的钢球
C．实验时，让小球每次都从同一位置由静止开始滚下
D．使斜槽末端切线保持水平
（2）实验过程中，要建立直角坐标系，在下图中，建系坐标原点选择正确的是 。
A． B．C。 D．
（3）若某同学只记录了小球运动途中的三点的位置，如图，取点为坐标原点，各点的位置坐标如图所示，小球平抛的初速度大小 （重力加速度取，结果保留两位有效数字）；
12．其欧姆表的内部示意图如图甲所示，该表有“”“”两个挡位。已知电源电动势，表头允许通过的电流最大值，内阻。现用该表测量一个阻值小于的定值电阻。
(1)图甲中表笔为 （选填“红表笔”或“黑表笔”），要测量，开头应与 （选填“”或“”）相连，测量时指针位置如图乙所示，欧姆表的读数为 。
(2)若与相连，图乙中欧姆表盘的中间示数为“15”，则图甲中 （结果保留三位有效数字）。
(3)欧姆表电源经久末换，测量后发现其电动势小于，在正确的操作下，的测量值 （选填“大于”、“小于”或“等于”）真实值。
四、解答题
13．（10分）如图所示，上端开口的光滑圆柱形绝热汽缸竖直放置，汽缸高度为不计缸壁及活塞厚度），在距缸底处有体积可忽略的卡环a、b。质量、截面积的活塞搁在a、b上，将一定质量的理想气体封闭在汽缸内，开始时缸内气体的压强等于大气压强，温度为。内部电热丝（图中未画出）缓慢加热汽缸内气体，直至活塞离开a、b缓慢上升到汽缸口（活塞未滑出汽缸），已知大气压强，重力加速度g取。
（1）求当活塞缓慢上升到汽缸口的过程中，缸内气体的最高温度T；
（2）若全过程气体内能的变化，求电阻丝放出的热量Q。
14．（12分）如图所示，质量为4m、半径为R的光滑四分之一圆弧体A 静止在足够大的光滑水平面上，水平面刚好与圆弧面的最底端相切，轻弹簧放在光滑水平面上，左端固定在竖直固定挡板上，用外力使质量为m的小球B 压缩弹簧（B 与弹簧不连接），由静止释放小球，小球被弹开后运动到圆弧体的最高点时，恰好与圆弧体相对静止，不计小球的大小，重力加速度为g。求：
（1）弹簧具有的最大弹性势能；
（2）小球B第一次滚上圆弧面的一瞬间对圆弧面的压力大小；
（3）小球B第二次滚上圆弧面后，上升的最大高度。
15．（14分）如图所示，足够长的固定粗糙绝缘斜面，倾角为，平行于斜面底边的边界PQ 下侧有垂直斜面向下的匀强磁场，磁感应强度为。一质量为 的U型金属框静置于斜面上，其中 MN边长，处在磁场中与斜面底边平行，框架与斜面间的动摩擦因数为 框架电阻不计且足够长。质量 电阻的金属棒ab横放在U形金属框架上从静止释放，释放位置与边界 PQ 上方距离为d=0.75m。已知金属棒在框架上无摩擦地运动，且始终与框架接触良好，设框架与斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取，（，）求：
（1）金属棒ab刚进入磁场时，框架MN边受到的安培力；
（2）金属棒ab刚进入磁场时，框架的加速度大小a；
（3）金属棒 ab进入磁场最终达到稳定运动时，金属棒重力的功率P。
【参考答案】
1．C
【详解】根据核反应方程
根据质子数守恒设Y的质子数为y，则有可得
即Y为；根据质量数守恒，则有可得故选C。
2．C
【详解】A．出舱活动期间，航天员绕地球做圆周运动，合力不为0，故A错误；
B．第一宇宙速度是卫星环绕地球做圆周运动的最大速度，所以对接后组合体的运行速度应小于7.9km/s，故B错误；
C．根据因为整理得故C正确；
D．神舟十八号返回舱与天宫空间站分离后，需要点火减速返回地球，故D错误。故选C。
3．A
【详解】设物块与斜面间的动摩擦因数为，正方形斜面的边长为，作出物体的运动轨迹和在斜面上的受力分析，如图所示
将重力沿斜面向下和垂直斜面向下分解，可得和
则滑动摩擦力为
物体在斜面上沿直线运动到cd的中点e，设直线ae与直线ab的夹角为，由题知，直角三角形 的两条直角边分别为的，由几何关系可得
根据平衡条件有联立可得
解得故选A。
4．D
【详解】A．波的传播方向向右，根据“同侧法”可知，a绳最左端的振动方向向下，故A错误；
B．机械波的周期和频率由振源决定，所以a中的机械波周期等于绳b中的机械波周期，故B错误；
C．由可知，a中的机械波频率等于绳b中的机械波频率，a的波长大于b的波长，则a中机械波的传播速度大于在绳b中的传播速度，故C错误；
D．机械波的振动周期
由于
P恰好位于波峰，所以P相对平衡位置的位移为，故D正确。故选D。
5．C
【详解】A．根据可得则有故A错误；
BD．由发生全反射的条件可知，必须是光密介质射向光疏介质，且入射角大于或等于临界角才能发生全反射，故BD错误；
C．由关系式当刚好发生全反射时解临界角故C正确。故选C。
6．D
【详解】A．若两电荷为异种电荷，在x=2a处，电场强度不可能为0，故两电荷为同种电荷，选沿x轴方向为正方向， 0～2a电场为正，方向向右，所以点电荷M为正电荷，故A正确；
B．x=2a处合场强为0，根据 可知解得，B错误；
CD．沿x轴方向为正方向， 0～2a电场为正，方向向右，而沿电场线方向电势降低，故x=0点的电势高于x=2a点的电势； 2a～3a电场为负，方向向左，故x=2a点的电势低于x=3a点的电势，沿x轴从0移动到3a，电势先减小后增大，C错误，D正确。故选D。
7．AC
【详解】A．根据光电效应方程再根据动能定理联立可得
利用图像遏止电压的值可知而光子动量和能量之间的关系
因此光子动量之间的关系为A正确；
B．由图像可知，c光的遏止电压最大，根据动能定理，c光使其逸出的光电子的最大初动能最大，而出射的各种电子初动能不一定都最大，B错误；
C．根据可知根据双缝干涉相邻亮（暗）纹间距公式
可知通过同一装置发生双缝干涉，a光的相邻条纹间距最大，C正确；
D．若这三种光是原子从能级跃迁到较低能级时发出的光，利用光电效应方程可知整理得D错误。故选AC。
8．ACD
【详解】A．将滑动变阻器滑片向下滑动，滑动变阻器接入电路的阻值减小，电路总电阻变小，由闭合电路欧姆定律可知电路电流增大，根据
可知电容器极板间电压减小，根据
可知电容器的电荷量Q减少，电容器放电，所以定值电阻中有从a流向b的瞬间电流。由
可知极板间匀强电场的电场强度E减小，向上的电场力减小，则带电液滴将向下运动。故A正确；
BC．理想电压表V1测量定值电阻R1两端的电压，根据欧姆定律可得
理想电压表V2测量电源的路端电压，根据闭合电路欧姆定律可得
理想电压表V3测量滑动变阻器两端的电压，根据闭合电路欧姆定律可得
则有，，
可知、、均不变，由于定值电阻的阻值等于，则有
故B错误，C正确；
D．电源的输出功率为
可知当外电阻等于内阻时，电源的输出功率最大；由于定值电阻的阻值等于电源内阻r，则电路的外电阻大于内阻r且在减小，则电源的输出功率变大；电源效率为
由于外电阻减小，则电源效率减小，故D正确。故选ACD。
9．CD
【详解】A．若该半导体是空穴导电，即相当于正电荷导电，根据左手定则可知，正电荷在洛伦兹力作用下向M侧聚集，可知M侧电势高于N侧电势，故A错误；
B．结合上述，M、N间产生电场，稳定时电场力与洛伦兹力平衡，令M、N间距为a，霍尔元件长为b，则有
令单位体积内电荷的数目为n，根据电流的微观定义式有解得
可知，若增大半导体薄片的厚度d，则霍尔电压UH将减小，故B错误；
C．根据上述可知，若增大磁场的磁感应强度B，则霍尔电压UH也将增大，故C正确；
D．根据上述可知，若增大电流I，则霍尔电压UH也将增大，故D正确。故选CD。
10．BC
【详解】AB．要使得三个滑块之间相对静止，则有大滑块与两小滑块的总加速度相等，对三个滑块整体利用牛顿第二定律有
对大滑块上的小滑块A，设绳上的张力为，由牛顿第二定律有
其中对大滑块右边的小滑块，则有
联立以上式子，代入数据求得、 A错误，B正确；
C．剪断绳后，A相对于M发生相对滑动代入得
故A物体此时加速度大小为C正确；
D．剪断细线后B做斜抛运动，D错误；故选BC。
11． （1）CD/DC （2）C （3）1.0 （-10、-5）或（-10cm、-5cm）
【详解】（1）[1]A．对斜槽轨道是否光滑无要求，根据动能定理，每次合外力做功相同，就会获得相同大小的速度。故有无摩擦力对实验没有影响。A错误；
B．使用密度小、体积大的钢球，实验误差会增大。B错误；
C．实验中为保证速度大小恒定，则要求每次从斜槽上相同的位置无初速度释放。实验误差会减小。C正确；
D．斜槽的作用是提供一个恒定的水平速度，水平速度要求斜槽轨道末端水平。实验误差会减小。D正确；故选CD。
（2）[2]建立坐标系时，应将小球在斜槽末端时，球心在竖直面上的投影为坐标原点。
故选C。
（3）[3]如图所示，根据平抛运动规律知，在竖直方向
代入得
水平方向初速度为代入得
[4]由图知，小球经过B点时的速度为代入得
则小球从抛出点到B点的时间为
根据竖直方向小球做自由落体运动，小球从抛出点到B点的竖直方向位移为
代入得则抛出点坐标为（-10，-5）
12．(1)黑表笔 欧姆调零 32 (2)2.73 (3)大于
【详解】（1）[1]表笔与电源正极相连，故其为黑表笔。
[2]由图甲可知接时干路电流的最大值大于接时干路电流的最大值，结合欧姆表的内阻可知，接时为“”挡位，接时为“”挡位，结合图乙可知应选用“”挡位，故应该接。
[3]换挡后要进行欧姆调零。 [4]图乙中的读数为
（2）接时，欧姆表的内阻为
此的欧姆表中流过的电流最大值
相当于表头量程扩大了100倍，故
（3）使用欧姆表的时候换挡必须调零，欧姆调零之后有
根据闭合回路欧姆定律可知，此时干路电流
变小了，流过表头的电流将变小，指针较正常时往左偏，测量值大于真实值。
13．（1）；（2）
【详解】（1）活塞刚要离开时，活塞受力平衡
解得，汽缸内气体此时的压强为
即，当活塞缓慢上升到汽缸口的过程中气体的压强为
根据理想气体的状态方程可得解得
（2）气体对外做功
全过程气体内能的变化，，根据热力学第一定律可得
代入数据解得
故气体吸收热量为，则电阻丝放出的热量为
14．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设弹簧开始具有的最大弹性势能为 Ep，设小球被弹开后速度大小为v0，滚上圆弧面最高点后速度大小为v1，根据能量守恒有，
根据动量守恒解得
（2）由（1）可解得
小球B第一次滚上圆弧面的一瞬间解得
根据牛顿第三定律可知，小球对圆弧面的压力大小
（3）设小球第一次离开圆弧面时，小球的速度大小为v2、圆弧体的速度大小为v3，根据动量守恒有根据能量守恒有
从小球第二次滚上圆弧面到上升到最高点过程中，设上升到最高点时共同速度为v4，上升的最大高度为h，根据动量守恒有根据能量守恒有
解得
15．（1），方向沿斜面向下；（2）；（3）
【详解】（1）金属棒在框架上无摩擦地运动，设刚进入磁场的速度为，根据动能定理得解得
进入磁场后，根据法拉第电磁感应定律
根据闭合电路欧姆定律
解得
电流方向由N流向M。框架MN边受到的安培力大小为方向沿斜面向下。
（2）框架受到斜面的摩擦力方向沿斜面向上，大小为
设框架的加速度为a，根据牛顿第二定律可得
代入数据解得
（3）因金属棒和框架整体的重力沿斜面向下的分力与斜面对框架的摩擦力平衡，故金属棒和框架整体沿斜面方向动量守恒，最终金属棒ab与框架分别以、的速度做匀速运动，则有此时回路的电动势为电流为金属棒ab匀速运动联立解得，金属棒ab重力的功率
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
C
A
D
C
D
AC
ACD
CD
BC