2025届河南省名校学术联盟高三下学期模拟冲刺（二）物理试题（解析版）

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本试卷共6页，15题。全卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡上。
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、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题只有一项是符合题目要求，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. 一个质子和一个中子在满足一定条件下能够结合为一个氘核，同时释放出光子，其反应方程为，若此反应中光子的能量为，则的比结合能为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】光子的能量就是核反应释放的核能，等于的比结合能与核子数的乘积，由于有2个核子，故的比结合能为。
故选A。
2. 2024年4月27日，北京人形机器人创新中心发布全球首个纯电驱机器人“天工”，能以6公里每小时的速度稳定奔跑。在一次实验中，“天工”做匀加速直线运动，依次经过四点，且经过相邻两点的时间间隔都相等，已知间距为间距为，根据题目给出的信息，可以求得的是（ ）
A. 间的距离B. 到的平均速度
C. 加速度的大小D. 点的速度大小
【答案】A
【解析】A．根据匀变速直线运动相等时间间隔内的位移之差是一个定值，可知
解得由B到C的位移
故A正确；
BCD．由于没有给出具体的时间间隔，因而加速度、在A点的速度大小和由A到D的平均速度均求不出，故BCD错误。
故选A。
3. 如图甲所示为一智能机械臂用两只机械手指捏着鸡蛋的照片，展示机械手臂的精确抓握能力。如图乙，若两手指对鸡蛋的合力为F，鸡蛋重力为G，下列说法正确的是（ ）
A. 匀速提起鸡蛋过程中，手指对鸡蛋的压力大于鸡蛋对手指的弹力
B. 鸡蛋受到手指的压力，是因为鸡蛋发生了弹性形变
C. 若手指捏着鸡蛋水平匀速移动，则F < G
D. 若手指捏着鸡蛋水平加速移动，则F > G
【答案】D
【解析】A．鸡蛋匀速向上提起过程中，手指对鸡蛋的压力大小等于鸡蛋对手指的弹力大小，故A错误；
B．鸡蛋受到手指的压力，是机械手指发生弹性形变，对与之接触的鸡蛋有压力作用，故B错误；
C．若手指捏着鸡蛋水平匀速移动，根据平衡条件，手指对鸡蛋的合力为F = G，故C错误；
D．若手指捏着鸡蛋水平加速移动，根据牛顿第二定律，手指对鸡蛋的合力为
故D正确。
故选D。
4. 北京时间2024年7月27日，巴黎奥运会女子双人三米跳板决赛，陈艺文和昌雅妮夺得金牌，中国跳水梦之队迎来开门红。运动员站在跳板上下蹲起跳，跳板的形变示意图如图所示，其中位置为平衡位置，则运动员处于失重状态的过程是（ ）
A. 由位置到位置B. 由位置到位置
C. 由位置到位置D. 由位置到位置
【答案】B
【解析】对运动员受力分析可知，由位置到位置，运动员具有向下的加速度，处于失重状态，而其余过程运动员具有向上的加速度，处于超重状态。
故选B。
5. 湖水从湖底到湖面，对应温度逐渐升高，在深的湖底产生一个体积为的气泡，逐渐上升到湖面。已知湖底温度为，湖面温度为，大气压强，重力加速度大小取，水的密度为，摄氏温度和热力学温度的关系为。下列说法正确的是（ ）
A. 气泡上升过程分子数密度增大
B. 气泡上升过程分子平均动能不变
C. 气泡上升过程撞到气泡单位面积上的气体分子数不变
D. 气泡上升到水面时体积变为
【答案】D
【解析】A．气泡上升，气泡内气体压强减小，温度升高，由理想气体状态方程可知，封闭气体体积增大，则分子数密度减小，故A错误；
B．温度升高，分子平均动能增大，故B错误；
C．气泡上升过程压强减小，分子平均动能增大，则撞到气泡单位面积上的气体分子数变少，故C错误；
D．深处的压强
对应的温度
水面的温度
根据理想气体状态方程有
代入数据可得
故D正确。故选D。
6. 如图，嫦娥六号实施近月制动，由高轨道1进入近月轨道3，近月轨道3的半径可认为等于月球半径，嫦娥六号由高轨道1上的点（远月点）进入椭圆轨道2，再由椭圆轨道2上的点（近月点）进入近月轨道3。已知万有引力常量为，下列说法正确的是（ ）
A. 嫦娥六号在轨道1上经过点的加速度大于在轨道2上经过点的加速度
B. 相同时间，嫦娥六号在轨道1和轨道3上与月心的连线扫过的面积相等
C. 只要测出嫦娥六号在轨道3上的周期，根据已知条件就可得到月球质量
D. 只要测出嫦娥六号在轨道3上的周期，根据已知条件就可得到月球密度
【答案】D
【解析】A．由万有引力提供向心力，有
可得
可知嫦娥六号在轨道1上经过点的加速度等于在轨道2上经过点的加速度，故错误；
B．由于不是在同一轨道，相同时间，嫦娥六号在轨道1和轨道3上与月心的连线扫过的面积两者不相等，故B错误；
C．由于不知道月球半径，也就不知道嫦娥六号的轨道半径，因此不能求出月球质量，故C错误；
D．由万有引力提供向心力，有
其中
可得月球密度
故D正确。
故选D。
7. 如图是带有照明系统的电动装置电路，和是相同的灯泡，a、b端接入电压为的正弦交流电时，闭合电键后，灯泡和均正常发光，电动机测正常工作。已知，下列说法正确的是（ ）
A. 灯泡的额定电压为B. 通过电动机的电流是灯泡中电流的
C. 电动机的输出功率为灯泡电功率的8倍D. 电动机的额定电压为
【答案】B
【解析】A．设灯泡正常发光时通过灯泡的电流为，设灯泡两端的电压为，由
其中，解得
故A错误；
BD．由
得副线圈两端电压即电动机的额定电压为
由变压器的输出功率等于输入功率
解得
故B正确，D错误；
C．电动机的输入功率
可知电动机的输入功率是灯泡功率的8倍，由于电动机不是纯电阻电路，可知电动机的输出功率小于灯泡电功率的8倍，故C错误。
故选B。
8. 位于坐标原点的一个波源，时刻开始起振，在轴上形成沿轴正方向传播的一列简谐波，波源的振动图像如图所示。已知时，位于轴上的质点开始振动，下列说法正确的是（ ）
A. 此波的波长为
B. 波源的振动方程为
C. 点的起振方向沿轴负方向
D. 时，质点通过的路程为
【答案】AB
【解析】A．根据速度公式
可得此波传播的速度
由图像可知，波的传播周期
根据波长、波速和周期间的关系
可得此波的波长
故A正确；
B．由图像信息可知，振幅
频率
可得波源的振动方程为
故B正确；
C．P点的起振方向与波源的起振方向相同，由图像可知，波源的起振方向沿y轴正方向，故C错误；
D．时，质点P开始沿y轴正方向振动，当，质点P振动个周期，对应的路程
故D错误。
故选AB。
9. 如图，某种质谱仪由加速电场、静电分析器、磁分析器和收集器构成。静电分析器和磁分析器均是以为中心的圆环形通道，静电分析器中有电场强度方向指向圆心的辐射电场，静电分析器中半径为的虚线圆弧上各点的电场强度大小均为，磁分析器虚线圆弧上各点磁感应强度大小为。粒子源可以静止释放比荷为的某种带电粒子，经加速电场加速后，垂直射入辐射电场沿虚线圆弧运动，直到被收集器收集，下列说法正确的是（ ）
A. 磁场方向垂直纸面向里B. 此种粒子做圆周运动的时间为
C. 加速电场的加速电压D. 磁感应强度
【答案】BC
【解析】A．由电场方向可知，粒子带正电，根据洛伦兹力方向，结合左手定则可知，磁场方向垂直纸面向外，故A错误；
B．带电粒子在电场中做匀速圆周运动，由
可得运动速度
则粒子做圆周运动的时间，故B正确；
C．由
可得加速电场的加速电压，故正确；
D．粒子在磁场中做圆周运动，由，磁感应强度
故D错误。故选BC。
10. 如图，将竖直放置的轻弹簧一端固定于地面，从距轻弹簧上端h0高处静止释放一质量为的物块，在物块向下运动与弹簧相互作用的过程中弹簧始终未超出弹性限度。已知弹簧的劲度系数为，重力加速度大小为，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 物块与弹簧作用过程中的最大加速度为
B. 物块接触弹簧后，物块机械能的减少量与弹簧形变量的平方成正比
C. 物块加速度为零时，物块的重力势能和弹簧的弹性势能之和最大
D. 物块的最大速度为
【答案】BD
【解析】A．物块下落高度其加速度大小为，当物块下落高度为时，由牛顿第二定律
解得
作出图像如图所示
其围成面积的含义为x=
物块最后速度为零，图像在第一象限围成面积与在第四象限围成面积相等，可得最大加速度大于g，故A错误；
B．物块与弹簧作用，弹簧被压缩时，可得弹簧对物块做功
可知物块机械能的减少量与弹簧形变量的平方成正比，故B正确；
C．物块加速度为零时，物块的动能最大，由于物块的重力势能、动能和弹簧的弹性势能之和不变，因此物块的重力势能和弹簧的弹性势能之和最小，故C错误；
D．加速度减为零时，即轴坐标为时，速度最大，则
根据图像在第一象限围成面积，此时最大速度为，则
解得
故D正确。
故选BD。
二、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 物理探究小组做“探究长木板与斜面之间动摩擦因数”的实验，实验步骤如下。
（1）由于当地的重力加速度未知，小组成员用甲装置测当地的重力加速度，由于其对单摆的摆长认识模糊，作出了单摆的周期的平方与摆长的关系图像如图乙所示，图像与横轴的交点为，与纵轴的交点为，图像未过原点的原因是他测量摆长时将___________（选填“细线长度”或“细线长度和小球直径之和”）作为摆长，只考虑这个因素，他测得的重力加速度___________（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值，他测得的重力加速度___________（用和表示）。
（2）如图丁，小组成员在斜面中央垂直木板安装一个光电门，然后在长度为的木板两端垂直木板安装宽度均为的两个遮光条，如图丙所示，是他测得的遮光条的宽度___________cm，然后将木板从斜面顶端静止释放，两个遮光条先后通过光电门，光电门记录的时间分别是和，然后又测出斜面的高度为，斜面底边长度为，动摩擦因数的表达式为___________（用、、、、、、表示）。
【答案】（1）细线长度和小球直径之和 等于
（2）0.2255（0.2254~0.2257）
【解析】【小问1详解】
[1]由单摆的周期公式
可得
图像本是过原点的倾斜直线，而图像与纵轴的交点在负半轴上，将细线长度和小球直径之和作为摆长就会出现这种情形。
[2][3]单摆的实际摆长为
由单摆周期表达式得
化简可得
由
可得
将细线长度和小球直径之和作为摆长不影响重力加速度的测量。所以他测得的重力加速度等于真实值。
【小问2详解】
[1]螺旋测微器的精确值为，由图可知遮光条的宽度为
[2]两个遮光条先后通过光电门时木板的瞬时速度分别为，
根据动能定理可得
可得动摩擦因数为
12. 一同学想测量一个干电池组的电动势和内阻，同时测未知电阻的阻值，从下列实验器材中，选出合适器材，设计了如图甲所示的电路图。
待测干电池组（电动势约，内阻未知）；
定值电阻为；
待测电阻（阻值约）；
定值电阻为；
电压表（量程，内阻为）；
电阻箱；
电压表（量程，内阻约）；
单刀单掷、双掷开关各一只，导线若干。
（1）根据该同学的设计思想，电压表a、b分别为______、______（均选填“①”或“⑦”），与电压表a串联的定值电阻为______（选填“”或“”）。
（2）该同学要测干电池组的电动势和内阻，根据图甲所示的电路，闭合开关，将单刀双掷开关拨向1，改变电阻箱的阻值，记录对应的电压表a的示数，作出的关系图像如图乙所示，已知此图像的斜率为，纵坐标上的截距为，不考虑电压表的分流，则该电池组的电动势为______，内阻为______。（均用和表示）
（3）该同学将单刀双掷开关拨向2，调节电阻箱的阻值为时，发现两电压表的示数恰好相等，则待测电阻______，此测量值______（选填“大于”“等于”或“小于”）真实值。
【答案】（1）
（2）
（3）8.4 小于
【解析】【小问1详解】
[1][2][3]待测干电池组电动势约6V，电压表和的量程均不够，由于电压表内阻为，可将电压表与定值电阻串联改装成大量程电压表，若改装成6V量程，需要串联电阻，用来测量路端电压，可知，电压表为，电压表为，与电压表串联的定值电阻为。
【小问2详解】
[1][2]根据闭合回路欧姆定律有
变形得
结合图乙有，
解得，
【小问3详解】
[1]电压表V1与定值电阻的阻值之比为1:5，两电压表示数相等，根据串并联关系可知，电阻箱分得的电压是待测电阻两端电压的5倍，即电阻箱接入电阻是待测电阻的5倍，可知
[2]上述测量值实际上是待测电阻与电压表并联部分等效电阻，由于并联等效电阻小于其中任一支路电阻可知，上述测量值小于真实值。
13. 灯光秀需要借助各式各样的发光二极管，透明材料制成的半径为的半球体是某种二极管的重要构件。如图，半球体球心为，直径所在的底面水平，点是半球的顶点，在顶点的正上方有一个水平放置的接收屏，为屏上的一点，、、三点在一条竖直线上，检验员用某种单色光束垂直照射底面上的一点，单色光束经球面折射后恰好被屏上的点接收。已知间的距离为，点到点的距离为，光在真空中传播的速度为。不考虑光在半球体内部的反射，求：
（1）半球体对这种单色光的折射率；
（2）这种单色光束由点传播到点时间。
【答案】（1）
（2）
【解析】【小问1详解】
作出光路图如图所示
从点垂直底面射入的光束的入射角
设折射角为，点到点距离为，的长度为
可得
根据几何关系可得
可得半球体对这种单色光的折射率
【小问2详解】
光束从到的路程
光束在半球体中传播的速度
这种单色光束由点传播到点的时间，解得
14. 间距为的平行导轨水平放置，处在竖直向上、磁感应强度大小为的匀强磁场中，俯视图如图所示。导轨左端接有电阻为的定值电阻，将一质量为的导体棒垂直导轨放置，导体棒接入闭合回路的电阻为，现给导体棒一个水平向右的初速度，导体棒向右运动一段时间后速度减为零，导体棒运动过程通过导体棒的电荷量为且始终和导轨垂直。已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为，重力加速度大小为。
（1）求导体棒的运动时间；
（2）求导体棒运动过程中导体棒上产生的焦耳热；
（3）若导体棒的初始位置距导轨左端为，为保证导体棒以加速度做匀减速运动，所加的磁场就要从开始变化，请写出磁感应强度的倒数与导体棒运动时间的关系式。
【答案】（1） （2）
（3）
【解析】【小问1详解】
对导体棒应用动量定理
通过导体棒的电荷量为
联立解得导体棒运动时间
【小问2详解】
设导体棒运动的位移为，可得
通过导体棒电流为
其中
联立可得
根据能的转化和守恒，回路产生的焦耳热
导体棒运动过程中产生的焦耳热
解得
【小问3详解】
为保证导体棒以加速度做匀减速运动，闭合回路中的磁通量不随时间变化，满足
可得
15. 如图，一质量为的木板放置于光滑水平面上，木板右侧地面上固定一竖直挡板。现在长木板最左端放置一个可视为质点的滑块，给滑块一个初速度，由于滑块和木板的相互作用，在木板第一次碰撞竖直挡板时，两者恰好达到共速，木板碰撞挡板不损失机械能且不计碰撞时间。已知滑块质量为，滑块与木板之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为。
（1）求木板未运动时，木板右端到挡板的距离；
（2）求滑块从开始运动到与木板第二次共速所用的时间；
（3）若第三次共速时，滑块恰好未从木板上掉落，求木板的长度。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】【小问1详解】
滑块和木板作用过程动量守恒，设第一次共速的速度大小为，由
设木板未运动时，木板右端到挡板的距离为，由动能定理可得
解得
【小问2详解】
木板运动过程的加速度
木板从开始运动到第一次共速的时间
木板与挡板碰后速度等大方向，设第二次共速的速度大小为，滑块和木板相互作用动量守恒，
木板从第一次与挡板碰撞到与滑块第二次共速的时间
滑块从开始运动到与木板第二次共速所用的时间
联立代入数据解得
【小问3详解】
设滑块与木板第三次共速的速度大小为，根据动量守恒，有
设木板长度为，由功能关系可得
联立解得