2025届河北省保定市第一中学等部分示范高中高三下学期一模物理试题 （解析版）

这是一份2025届河北省保定市第一中学等部分示范高中高三下学期一模物理试题 （解析版），共18页。试卷主要包含了答题前，先将自己的姓名，选择题的作答，非选择题的作答等内容，欢迎下载使用。
本试卷共8页，15题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项：
1、答题前，先将自己的姓名、考号等填写在答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2、选择题的作答：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。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3、非选择题的作答：用签字笔直接写在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4、考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
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. 某金属在一束单色光的照射下发生光电效应，光电子的最大初动能为。已知该金属的逸出功为，普朗克常量为h，真空中的光速为c，则该单色光光子的动量p为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据爱因斯坦的光电效应方程可得
波长公式
则光子的动量
故选A。
2. 如图所示，运送菜品的小车沿等螺距轨道向下做匀速率运动，该轨道各处弯曲程度相同，在此过程中，该小车（ ）
A. 始终处于平衡状态B. 始终处于失重状态
C. 始终处于超重状态D. 重力功率始终不变
【答案】D
【解析】
【详解】A．小车做曲线运动，具有向心加速度，所受合外力不为0，其运动过程中不是平衡状态，故A错误；
BC．轨道等螺距，小车运动过程在竖直方向的速度不变，小车运动过程在竖直方向没有加速度，所以小车既不处于超重状态，也不处于失重状态，故BC错误；
D．由于轨道等螺距，可等效为小车沿倾角为θ的斜面匀速下滑，重力功率为
可知重力功率始终不变，故D正确。
故选D。
3. 如图所示为医用颈部脑血流检测仪。探头发出的超声波穿过颅骨到达血管中，超声波经反射后被探头接收，达到检查大脑主要动脉血流速度和方向的目的。下列说法正确的是（ ）

A. 探头发出的高频超声波与血流方向一致时检测效果较好
B. 探头发出的高频超声波与血流方向垂直时检测效果较好
C. 若探头接收到的信号频率比发出的信号频率高，说明测量的一定是同向血流速度
D. 若探头接收到的信号频率比发出的信号频率低，说明测量的一定是反向血流速度
【答案】A
【解析】
【详解】AB．颈部脑血流检测仪探头发出的高频超声波经反射后，探头通过检测反射波的频率来推断血流速度，因此探头发出的高频超声波与血流方向一致时检测效果较好，垂直时效果较差，故A正确，B错误；
C．若探头接收到的信号频率比发出的信号频率高，说明二者的间距在缩小，表明血流速度方向与发射的方向是相反的，故C错误；
D．若探头接收到的信号频率比发出的信号频率低，说明二者的间距在增大，则血流速度方向与发射的方向可能相同也可能相反，故D错误。
故选A。
4. 2024年8月16日15时35分，中国在西昌卫星发射中心成功将遥感四十三号01组卫星发射升空，该卫星主要用于开展低轨星座系统新技术实验。如图所示为其发射过程中的模拟图，卫星在近地轨道Ⅰ的A点加速进入轨道Ⅱ，轨道Ⅱ上的远地点B与地面的距离为h。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A. 在相等时间内，在轨道Ⅰ上卫星与地心连线扫过的面积与在轨道Ⅱ上扫过的面积相等
B. 卫星在轨道Ⅰ上通过A点时的机械能等于在轨道Ⅱ上通过B点时的机械能
C. 卫星从A点运动到B点的时间可能为
D. 地球的密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A．在同一轨道上，环绕天体和中心天体的连线在相等的时间内扫过的面积相等，故A错误；
B．卫星经过加速由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，所以卫星在轨道Ⅱ上的机械能大于在轨道Ⅰ上的机械能，故B错误；
C．根据万有引力与重力的关系
卫星在轨道Ⅰ上，根据万有引力提供向心力
根据题意可知卫星在轨道Ⅱ上运行的半长轴
根据开普勒第三定律可得
解得卫星在轨道Ⅱ上运行的周期
卫星从A点运动到B点的时间（n＝0，1，2…）
当时，卫星从A点运动到B点的时间为，故C正确；
D．根据万有引力与重力的关系
可得
地球的密度为
解得
故D错误。
故选C。
5. 如图所示，体育课上一同学在距离地面高0.7m处将一排球垫起，垫起时排球的速度方向与水平方向的夹角为37°，排球运动过程中距离地面的最大高度为2.5m。已知排球的质量为0.3kg，不计空气阻力，重力加速度，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，则下列说法正确的是（ ）
A. 排球被垫起时的速度大小为8m/s
B. 排球被垫起瞬间动量大小3kg·m/s
C. 排球在最高点处的速度大小为6m/s
D. 排球从被垫起到第一次落地所用时间为1.2s
【答案】B
【解析】
【详解】A．令h＝0.7m，H＝2.5m，θ＝37°
竖直方向有
解得
则排球垫起时的速度大小
A项错误；
C．排球在最高点处的速度大小
C项错误；
B．排球被垫起瞬间动量大小
B项正确；
D．设排球上升和下降所用的时间分别为、，则有
排球从垫起到第一次落地所用时间
联立解得
D项错误。
故选B。
6. 如图所示，以O点为圆心、半径为R的圆周上均匀分布着8个电荷量均为Q的点电荷，其中7个带正电，一个带负电。A点、B点和C点、D点为圆的相互垂直的两条直径上的点，且OA＝OB＝OC＝OD。取无穷远处的电势为零，电荷量为q的点电荷形成的电场中某点的电势（k为静电力常量，r为该点与点电荷的距离），则下列说法正确的是（ ）
A. O点电场强度大小为
B. O点电势为
C. 带电荷量为－q的试探电荷在A点的电势能比在B点的大
D. 带电荷量为＋q的试探电荷在C点的电势能比在D点的小
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据点电荷场强特点可知除了水平方向上的正、负电荷外，其余的6个电荷形成的电场在O点处相互抵消，故O点的场强大小
故A错误；
B．电势是标量，多个点电荷产生的电场中某点的电势，等于每个点电荷单独在该点的电势的代数和，则O点电势
故B正确；
C．A点离负电荷较远，由电势叠加知A、B两点电势，根据电势能公式可知带电荷量为－q的试探电荷在A点的电势能比在B点的小，故C错误；
D．由对称性知C、D两点的电势相等，所以带电荷量为＋q的试探电荷在C、D两点的电势能相等，故D错误。
故选B。
7. 如图所示，两根足够长的光滑平行金属导轨MNPQ和固定在绝缘水平面上，左、右两侧导轨间距分别为2L和L。金属棒a、b的质量分别为2m、m，阻值分别为2R、R，长度分别为2L、L，整个装置处于磁感应强度大小为B、方向竖直向下的匀强磁场中。现给金属棒a一水平向右的初速度，经一段时间后金属棒a、b达到稳定速度。已知运动过程中两金属棒a、b始终与导轨垂直且接触良好，金属棒a一直未到达位置，下列说法正确的是（ ）
A. 稳定后金属棒a的速度大小为
B. 稳定后金属棒b的速度大小为
C. 整个运动过程中产生的热量为
D. 从开始运动至达到稳定速度的过程中，流过金属棒b的电荷量为
【答案】C
【解析】
【详解】AB．对a、b棒分析，根据右手定则，可知a棒切割磁感应线产生顺时针的感应电流，流过a、b棒，根据左手定则，可知a棒受到向左的安培力，b棒受到向右的安培力，在安培力作用下a棒做减速运动，b棒从0开始做加速运动，在开始后不久的某时刻，根据右手定则可知，a棒切割磁感应线仍产生顺时针的感应电流，b棒切割磁感应线产生逆时针的感应电流，随着a棒速度逐渐减小，b棒速度逐渐增大，则感应电流逐渐减小，所以安培力逐渐小，故加速度逐渐减小，最终感应电流是零，设经一段时间t后金属棒a、b达到稳定速度，大小分别为、，此时电路中有
解得
分别对金属棒a、b应用动量定理得，
联立解得，
故AB错误；
C．由能量守恒定律知，整个运动过程中产生的热量
故C正确；
D．从开始运动至达到稳定速度的过程中，流过金属棒b的电荷量
对金属棒b应用动量定理得
联立解得
故D错误。
故选C。
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，有选错的得0分。
8. 某自行车安装有发电照明系统。发电装置示意图如图所示，车轮带动线圈沿逆时针方向匀速转动从而产生电流，t＝0时刻线圈与磁场方向平行。两磁极间的磁场可视为匀强磁场，则下列说法正确的是（ ）
A. t＝0时刻线圈中的电流最大
B. 转过90°时线圈中的电流最大
C. t＝0时刻线圈中的电流方向由C指向D
D. t＝0时刻线圈中的电流方向由D指向C
【答案】AD
【解析】
【详解】A．t＝0时刻，线圈位于与中性面垂直位置，通过线圈的磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，此时电流最大，故A正确；
B．线圈转过90°后位于中性面位置，通过线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小，感应电动势最小，为零，此时线圈中没有感应电流，故B错误；
CD．t＝0时刻，AB边的速度方向竖直向下，CD边的速度方向竖直向上，由右手定则知此时电流的方向为D→C→B→A→D，故C错误，D正确。
故选AD。
9. 一个长方体玻璃砖截面如图所示，AB＝2BC＝2a，一束黄光从AB的中点E射入玻璃砖，方向与AB边成30°角，恰好射到C点。已知光在真空中的传播速度为c，不考虑光在玻璃砖内的反射，下列说法正确的是（ ）
A. 玻璃砖对黄光的折射率为
B. 黄光在玻璃砖中的传播时间为
C. 用红光替代黄光，其他条件不变，红光从CD边射出玻璃砖
D. 用红光替代黄光，其他条件不变，红光在玻璃砖中的传播时间变短
【答案】ABD
【解析】
【详解】A．作出光路图如图所示
由几何关系可知
由折射定律得折射率
故A正确；
B．黄光在玻璃砖内的传播速度
EC之间的距离
则黄光在玻璃砖中的传播时间
故B正确；
C．由于红光频率小于黄光频率，可知玻璃砖对红光的折射率小于黄光，其他条件不变，用红光替代黄光后，折射角变大，则红光从BC边射出玻璃砖，故C错误；
D．红光从BC边射出玻璃砖，则红光在玻璃砖中的传播距离减小，由知红光在玻璃砖中的传播速度更大，所以红光在玻璃砖中的传播时间变短，故D正确。
故选ABD。
10. 如图所示，劲度系数k＝100N/m的轻弹簧一端固定在水平面上，另一端连接物块A，物块B置于A上（不粘连），A、B的质量均为1kg，开始时A和B处于静止状态。现对B施加方向向下的作用力F，使A、B缓慢向下运动至某位置时，撤去外力F，A、B恰好不会分离一起做简谐运动。已知A、B均可视为质点，弹簧的弹性势能（x为弹簧的形变量），重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A. A、B恰好在弹簧原长位置不分离
B. A、B在弹簧原长位置时的速度大小为10m/s
C. B在外力作用下向下运动距离为0.4m
D. 外力F对B做的功为2J
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．A、B恰好一起做简谐运动，运动到最高点时速度为0，加速度最大，为重力加速度g，二者之间无弹力，最高点在弹簧原长位置，故在弹簧原长位置恰好不分离，且速度为0，故A正确，B错误；
C．设开始时弹簧的压缩量为，根据平衡条件有
解得
设物块B在外力作用下向下运动的距离为，从最低点到最高点的过程，由能量守恒定律得
解得
故C错误；
D．弹簧从压缩量为到的过程中，由能量守恒定律和功能关系得
解得W＝2J
故D正确。
故选AD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 某实验小组用如图甲所示实验装置来探究“当质量一定时，加速度与合外力的关系”。
（1）下列操作正确的是______。（填正确答案标号）
A. 使小车质量远小于钩码质量
B. 调节定滑轮高度使细绳与长木板平行
C. 释放小车后立即打开打点计时器
（2）用A、B、C三辆质量不同的小车按规范操作做实验，测出钩码质量m不同的情况下小车的加速度a。钩码重力记为F，在同一坐标系中作出a－F图像如图乙所示。三个小车中，质量最小的是______（填“A”“B”或“C”）小车。
（3）根据图乙中的实验图线猜想和推断：当小车的质量______时，a与F成正比。
【答案】（1）B （2）A
（3）远大于钩码质量
【解析】
【小问1详解】
A．为了使小车所受的合外力大小近似等于钩码的总重力，应使小车的质量远大于钩码的质量，故A错误；
B．细绳必须与长木板平行，才能保证小车所受拉力等于小车受到的合力，故B正确；
C．根据操作要求，应先打开打点计时器再释放小车，故C错误。
故选B。
【小问2详解】
根据F＝ma可知，相同的外力，A小车产生的加速度最大，则说明A小车的质量最小。
【小问3详解】
A和B两小车的实验图线a－F均发生了弯曲，a与F不成正比，造成这一现象的原因是在弯曲部分，没有满足小车的质量远大于钩码的质量这一条件。可见本实验中，a与F成正比的条件是小车的质量远大于钩码的质量，只有满足这一条件，小车所受合外力才近似等于钩码的重力。
12. 如图甲所示，直径较大的圆柱形容器的侧壁上依次开了五个一样的小孔，相邻小孔竖直间的距离均为h＝10cm。先堵住所有小孔，从顶部的入水口向容器里加水，当水位比1号孔高30cm时，封闭顶部的入水口，此时容器中封闭了一定量的水和空气，实验过程中温度保持不变。
（1）同时打开1号和5号两个孔时，两个小孔都有水喷出，但不稳定，水流会减小，当1号孔不再喷水时，容器内部空气的压强______（填“大于”或“小于”）环境大气压。
（2）如图乙所示，1号孔不再喷水后，5号孔继续喷水，此时有气泡从1号孔进入容器，则5号孔处容器的内侧压强为______（用外界大气压强，水的密度ρ，重力加速度g，孔间距h等符号表示）。
（3）记录某时刻5号孔水稳定喷出后的平抛轨迹如图丙所示，已知重力加速度，，，，则可得水从5号孔喷出时的初速度______m/s。
（4）重新堵住所有小孔，当把水加到比1号孔高30cm时，封闭顶部的入水口，然后打开2号和5号两个孔，当2号孔不出水且有气泡从2号孔进入容器，5号孔出水稳定时，记录水喷出后的平抛轨迹并得到水喷出时的初速度，重复上述过程得到打开3号和5号两个孔时，水从5号孔稳定流出时的初速度，打开4号和5号两个孔时，水从5号孔稳定流出时的初速度，以打开的两孔的间距为纵轴H，以5号孔稳定出水时的初速度为横轴v，则H－v图像可能是______。（填正确答案标号）
A. B. C.
【答案】（1）小于 （2）
（3）1.8 （4）B
【解析】
【小问1详解】
刚封闭入水口时，封闭的气体和环境大气压是一样的，当有水流出时，内部的气体体积变大，压强变小，所以小于环境大气压。
【小问2详解】
当1号孔不再喷水后，5号孔继续喷水，此时容器内，1号孔位置的压强等于大气压强，所以5号孔位置的压强为。
【小问3详解】
由平抛规律有，
解得
【小问4详解】
设孔的面积为S，5号孔位置的水内外的压力差为
Δt时间内流出的水的质量为
由动量定理可得
解得
故选B。
13. 智能驾驶备受人们的青睐，而霍尔元件在智能驾驶中起着重要的作用，能够实时监测汽车的速度。利用霍尔元件测速的原理如下：在汽车的电机转轴上固定一个磁铁，当装有霍尔元件的传感器靠近磁铁时就会输出高电压，远离磁铁时输出低电压，形成矩形波，通过矩形波的频率计算出电机的转速，再通过车轮的大小计算出汽车的速度，当磁铁靠近霍尔元件时的模拟图如图甲所示，磁感应强度大小为B，元件中通入的电流大小为I，导体中的载流子是电荷量为e的电子，单位体积内的自由电子数为n，导体沿磁场方向的长度为d，导体的高度为h，传感器检测到霍尔电压随时间的变化图像近似如图乙所示。已知车轮的半径为R。
（1）在图甲的状态下，哪个表面的电势低，上、下两个表面的电势差的大小为多少？
（2）若测试车辆从静止开始做匀加速运动，此时电机转速与车轮转速之比为n：1，当车行驶的距离为6πR时，传感器检测到霍尔电压刚好为，求汽车车轮转动最后一圈所用的时间。
【答案】（1）上表面电势低，
（2）
【解析】
【小问1详解】
根据左手定则可知，载流子受到的洛伦兹力向上，载流子带负电，负电荷向上偏转，则霍尔元件的上表面电势低，根据受力平衡可得
由电流的微观表达式可得
其中
解得
【小问2详解】
设汽车的速度为v，根据图乙可知，电机的转动周期
根据可得
又
解得
设汽车行驶距离为6πR所用的时间为t，根据
解得
设车轮转动一圈、转动两圈、转动三圈的时间分别为，根据可得
其中
则
车轮在转第三圈所用的时间
14. 皮带式传送带是物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。如图所示，以速度v＝1m/s顺时针转动的传送带BC与水平地面处于同一水平面上，AB、BC的水平长度均为L＝1.25m。一质量的小球b用长为R＝1.6m的轻绳悬挂于O点，一质量的小物块a静置于悬点O正下方的A点，整个装置处于同一竖直面内。现将小球b向左拉至轻绳与竖直方向成θ＝60°角的位置由静止释放，小球b运动到最低点与小物块a发生弹性碰撞。已知小物块a与水平地面和传送带间的动摩擦因数均为μ＝0.1，不计传送带轮轴处的摩擦，小物块a与小球b均可视为质点，重力加速度。求：
（1）碰撞后瞬间小球b对轻绳的拉力大小及小物块a的速度大小；
（2）小物块a从A点运动到传送带右端所需要的时间；
（3）小物块a从A点运动到传送带右端的过程中系统因摩擦产生的热量。
【答案】（1）12.5N，
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
小球b运动到最低点的过程，由动能定理得
解得
小球b与小物块a发生弹性碰撞，根据动量守恒定律和机械能守恒定律可得 ，
联立解得
碰撞后瞬间对小球b有
解得F＝12.5N
由牛顿第三定律知小球b对轻绳的拉力大小
【小问2详解】
小物块a从A点运动到B点，由动能定理和动量定理得，
联立解得
小物块a从B点运动到与传送带共速的过程，由动能定理和动量定理得，
联立解得
小物块a与传送带共同做匀速运动的时间
则小物块a从A点运动到传送带右端所需要的时间
【小问3详解】
在时间内小物块a与传送带发生的相对位移大小
小物块a从A点运动到传送带右端的过程中系统因摩擦产生的热量
15. 质谱仪是科学研究中的重要仪器，其原理如图所示。Ⅰ为粒子加速器，Ⅱ为速度选择器，Ⅲ为偏转分离器。Ⅱ中匀强电场的电场强度大小为E、方向沿纸面向下，Ⅱ和Ⅲ中匀强磁场的磁感应强度大小相等、方向均垂直纸面向里，核从S点由静止释放，加速后进入区域Ⅱ做直线运动，再由O点进入区域Ⅲ做圆周运动，最后打到照相底片的P点处，OP两点间的距离为d，运动轨迹如图中虚线所示。已知核的质量为m、电荷量为e，不计重力。
（1）求核进入区域Ⅲ中的速度大小和匀强磁场的磁感应强度大小；
（2）若核从S点由静止释放，核最终恰好垂直打在区域Ⅱ右挡板的点上。求：
（Ⅰ）核打在点的速度大小；
（Ⅱ）区域Ⅱ的长度。
【答案】（1）
（2）（Ⅰ）；（Ⅱ）
【解析】
【小问1详解】
核在区域Ⅱ中做匀速直线运动，由平衡条件得
在区域Ⅲ中由洛伦兹力提供向心力得
由几何关系得d＝2r
联立解得
【小问2详解】
（Ⅰ）核在区域Ⅰ中，由动能定理得
核在区域Ⅰ中，由动能定理得
解得
配速法如图所示
其中
解得
则核在区域Ⅱ中水平向右以速度做匀速运动同时，竖直方向以沿逆时针方向做匀速圆周运动，当速度转到水平向右时，满足垂直打在区域Ⅱ右挡板的点的要求，故此时核打在点的速度大小
联立解得
（Ⅱ）核在区域Ⅱ中做匀速圆周运动的周期
区域Ⅱ的长度