2025届河南省金科新未来高三下学期5月联考物理试题（附答案解析）

这是一份2025届河南省金科新未来高三下学期5月联考物理试题（附答案解析），共20页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题，综合题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．钛金属因其优异的性能，在许多领域都有应用。现已知钛金属的逸出功，氢原子的能级图如图所示，取普朗克常量。若用大量的处于能级的氢原子跃迁发出的光分别照射钛金属，则下列说法正确的是（ ）
A．氢原子跃迁过程最多能产生3种不同频率的光
B．能够使钛金属发生光电效应的有2种频率的光
C．从能级跃迁至基态发出的光，其光子动量最小
D．用这些光照射钛金属发生光电效应时，光电子的最大初动能的最小值为3.6eV
2．2025年1月21日，神舟十九号乘组三位航天员密切协同，圆满完成出舱活动并安全返回问天实验舱。若问天实验舱与卫星A均绕地球做匀速圆周运动，B为地球表面赤道上一点，如图所示，已知卫星A的轨道半径小于地球同步静止卫星的轨道半径，则下列说法正确的是（ ）
A．卫星A的线速度比B的线速度大
B．卫星A的线速度比问天实验舱的线速度大
C．B的线速度大小与第一宇宙速度相等
D．问天实验舱的线速度比第一宇宙速度大
3．研究表明，通电直导线周围某点磁感应强度的大小与导线中的电流大小成正比，与该点到导线的距离成反比。如图所示，AB为水平放置的圆环形线圈的直径，处于同一竖直面内的长直导线和恰与AB构成一等边三角形，线圈与导线间、导线与导线间彼此绝缘，当线圈及导线中通入图示方向的电流时，测得三角形中心O处的磁感应强度大小为1.0T，已知导线中通入的电流大小为中的2倍，导线在O处产生的磁感应强度大小为0.4T，则环形线圈在O处产生的磁感应强度大小为（ ）
A．0.8TB．1.0TC．1.2TD．2.0T
4．利用机器人可以帮助人们完成一些危险的工作，如高空作业，深海探测等。如图所示，一微形机器人M依靠磁力吸附在某建筑物的玻璃幕墙外（幕墙内有一块与墙平行的厚度均匀且较大的磁铁）擦拭玻璃，假设玻璃幕墙的形状为以△BCD为水平底面的正四面体，机器人恰静止在△ABC的中线AE上。下列说法正确的是（ ）
A．机器人沿AE缓慢上移时，受到的摩擦力将增大
B．仅增强磁铁的磁性时，机器人受到的摩擦力将减小
C．此时机器人受到的摩擦力Ff与其重力G的大小关系为
D．此时机器人受到玻璃幕墙的弹力FN与其重力G、磁力F的关系为
5．如图所示，某公司团建活动中有一娱乐项目：天花板上用长度不等的细线等间距的悬挂四个小圆环，公司员工处于圆环1的左侧，将一飞镖斜向上抛出，以飞镖穿过圆环（与圆环无接触）个数最多为胜。某员工在与圆环4等高的抛出点将飞镖斜向上抛出后，飞镖恰好能穿过全部四个圆环，已知圆环1相对O点的高度，O，三点等高，，圆环的直径略大于飞镖，均可视为质点，不计空气阻力，重力加速度。下列说法正确的是（ ）
A．若抛出点水平向左移动稍许，只要飞镖的初速度恰当，飞镖仍可穿过四个圆环
B．飞镖的初速度大小为12m/s
C．飞镖的初速度方向与水平方向夹角的正切值为
D．圆环2相对O点的竖直高度为1.6m
6．如图所示，位于x轴上的两个波源S1和S2，在x轴上的坐标分别为x1=−3.6m，x2=6.4m，且均垂直xOy平面振动，t=0时刻两波源开始振动，它们的振动方程分别为和。已知两波源产生的简谐横波的波长λ=2m，则t′=3.3s时，xOy平面内相对平衡位置的位移z=20cm的质点对应的x坐标为（ ）
A．B．C．D．
7．如图所示，间距为L的倾斜光滑平行金属导轨的倾角，底端接有阻值为R的定值电阻，虚线MN上方的导轨区域存在垂直导轨平面向上的范围足够大的匀强磁场，磁感应强度的大小为B，质量为m、阻值为R、长度为L的导体棒ab垂直导轨放置。某时刻给ab一平行导轨斜面向上的初速度，已知ab进入磁场时速度大小为，经过时间速度减小为零，一段时间后，以大小为的速度离开磁场，不计导轨的电阻，导体棒与导轨接触良好，且两者始终垂直，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．导体棒在磁场中沿导轨上滑的最大距离为
B．导体棒在磁场中下滑过程中通过定值电阻的电荷量大小为
C．导体棒在磁场中下滑过程经历的时间为
D．整个过程中定值电阻产生的焦耳热为
二、多选题
8．如图所示，两端封口、内壁光滑的绝热汽缸内部被两锁定的绝热活塞a、b等分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三部分，活塞b上装有阀门K，开始时阀门K关闭，Ⅰ、Ⅲ内封闭有压强相等的理想气体，Ⅱ内为真空。某时刻打开阀门K，经过一段时间稳定后，解锁活塞a，再经过一段时间达到稳定。下列说法正确的是（ ）
A．打开阀门K后，解锁活塞a前，气体自Ⅲ向Ⅱ扩散过程温度不变
B．打开阀门K后，解锁活塞a前，稳定后Ⅲ中气体压强与打开K前Ⅲ中气体压强相等
C．解锁活塞a，稳定后Ⅲ中气体温度低于打开K前Ⅲ中气体温度
D．解锁活塞a至再次稳定的过程，I中气体内能减小
9．如图所示，AE、FC分别为竖直面内圆的水平直径和竖直直径，O为圆心，B、D、G为圆周上的三点，且∠GOB=∠BOC=∠DOC=60°，空间存在平行于圆面的匀强电场。把一质量为m、电荷量为+q（q>0）的小球（可视为点电荷），分别自B点以相同的速率沿不同方向抛出后，小球从D点离开圆周时其动能最大，已知匀强电场的电场强度大小为，g为重力加速度，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．匀强电场的方向为E→A
B．小球从E点离开圆周时，其电势能最小
C．小球从G点离开圆周时的机械能与抛出时的机械能相等
D．B、O两点间与D、O两点间的电势差的关系为UBO=UDO
10．图示为理想自耦变压器，已知线圈AB的总长度为L，三个定值电阻的阻值分别为，，，电压表和电流表均为理想电表，初始时滑动触头P位于线圈的中点，单刀双掷开关与1接通。现在a、b端输入的交流电。下列说法正确的是（ ）
A．该交流电的频率为0.2Hz
B．此时消耗的功率为0.5W
C．当把开关拨至2时，电压表示数将增大，电流表示数将减小
D．当把开关拨至2时，若使消耗的功率最大，应将滑片P下移至距B端处
三、实验题
11．某同学验证机械能守恒定律，实验装置及主要步骤如下，请完成下列问题：
（1）测量小球所带遮光片的宽度d；
（2）将轻质细弹簧上端固定于O点，下端挂上小球后缓慢释放，待小球静止时，记下该位置，测出弹簧的伸长量为x0，并在该位置固定好光电门，如图所示；
（3）把小球竖直向下拉至距弹簧原长2x0的位置，由静止释放，记录小球经过光电门时遮光片的遮光时间t0，则小球经过光电门时的速度大小v= （用题中所给字母表示）；
（4）保证弹簧始终处于弹性限度内，把小球依次竖直向下拉至距弹簧原长3x0、4x0…nx0处，重复（3）的操作，记录对应的遮光时间t，若已知弹簧的弹性势能（k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量），当地的重力加速度为g，则小球从距弹簧原长3x0到x0过程中，小球和弹簧组成的系统机械能守恒定律的式子为 （选用题中所给或测量的合适的物理量字母表示），由此可验证小球和弹簧组成的系统机械能守恒定律， （填“还需要”或“不需要”）测量小球的质量m。
12．康铜和猛铜的电阻率几乎不受温度的影响，因此常用来制作标准电阻。某科技小组欲测量一段长为L，横截面为圆形的柱状康铜材料的电阻率，设计的电路如图1所示，图中为定值电阻。
(1)小组成员利用螺旋测微器测量康铜材料的直径，测量结果如图2所示，则其直径 mm。
(2)利用多用表的欧姆挡粗测其电阻，选择的倍率为，正确操作后，指针指示情况如图3所示，为较准确测量其阻值，应换选的倍率为 （填“×1”或“×100”）。
(3)移动滑片至滑动变阻器的a端，闭合开关，改变滑片至适当位置，记录电压表示数，电流表示数，保证滑片位置不变，再闭合开关，记录此时电压表的示数，电流表的示数，则可知该材料的电阻 （用表示）。
(4)依据测量的电阻值，计算该材料的电阻率的表达式为 （用d、L、表示）。
(5)若把该材料与一标准电流表串联，改装为一电压表，利用该电压表和标准电压表测量同一电压，则该电压表的示数理论上应 （填“大于”“小于”或“等于”）标准电压表的示数。
四、解答题
13．如图所示，一厚度为的足够长的长方体透明介质，某单色光从介质上表面的O点以与竖直虚线MN的夹角入射，最终从介质的下表面点射出，PQ为过点的竖直虚线，已知MN与PQ相距，，。
(1)求透明介质对该单色光的折射率n；
(2)若将该单色光的点光源置于介质中的下表面中心（介质上、下表面足够大），求介质上表面能被该单色光照亮的面积S。（结果保留分数形式）
14．如图1所示，长方体区域的上表面OABC为一正方形，以O点为坐标原点建立图示的空间直角坐标系，yOz平面的左侧存在沿z轴正向的匀强磁场，yOz平面右侧的长方体区域内存在沿y轴正方向的匀强磁场，且随时间的变化规律如图2所示（取沿y轴正向为正），两区域的磁感应强度大小相等。0时刻从空间坐标（，，）的M点（图中未标出）发射一比荷为k的正粒子，粒子的初速度大小为，方向与x轴正方向的夹角，一段时间后粒子恰沿x轴正向从O点进入长方体区域，最后恰从B点沿x轴正向射出，不计粒子的重力，求：
(1)磁场的磁感应强度的大小。
(2)正方形OABC边长a满足的条件。
(3)若正方形OABC的边长，长方体区域的高度，当该正粒子经过O点时，立即在长方体区域内加上沿y轴负向的匀强电场，粒子最后恰从点射出，求所加匀强电场的电场强度及粒子经过点时的速度大小。
五、综合题
15．如图所示，竖直面内一轨道由内壁光滑的细圆管、倾斜粗糙直轨道MN和水平光滑轨道NQ组成。O为圆管圆心，圆管半径（粗细远小于R），倾斜轨道MN的长度，倾角，圆管最低点与倾斜轨道在M点相切平滑连接，水平轨道与倾斜轨道底端N点平滑连接。小物块A自圆管顶端由静止释放后，与处于水平轨道P点的物块B发生弹性碰撞，已知物块A的质量；，物块B的质量，物块A与倾斜轨道间的动摩擦因数，重力加速度，，。
(1)求物块A经过M点时对圆管的压力大小；
(2)求物块A第一次经过N点时的速度大小；
(3)求物块A与B发生碰撞后沿MN上升的最大距离；
(4)若每次物块A在P处与B发生弹性碰撞后，立即把物块B又重新静置在P处，如此重复直至物块A停止运动，求整个过程物块A与轨道间因摩擦而产生的热量。（结果保留3位有效数字）
《2025届河南省金科新未来高三下学期5月联考物理试题》参考答案
1．D
【详解】A．大量的处于能级的氢原子能发出种不同频率的光，故A错误；
B．据氢原子能级图可知，在这些光中只有2→1，3→1，4→1对应的光子的能量大于钛金属的逸出功，所以能使钛金属发生光电效应的光有3种，故B错误；
C．从能级跃迁至基态发出的光频率最大，则波长最小，由可知其动量最大，故C错误；
D．能使钛金属发生光电效应的三种光中，2→1对应的光子的能量最小，对应光子的最大初动能也最小，光子的能量
据光电效应方程
求得，D项正确。
故选D。
2．A
【详解】ABD．由牛顿第二定律有
解得
由于卫星A的半径小于同步静止卫星的半径，故A的线速度比同步静止卫星线速度大；B点位于地球赤道上，故角速度与地球自转角速度即同步静止卫星角速度相等，根据可知同步静止卫星线速度大于B点的线速度，故卫星A的线速度比B的线速度大；同理，A的线速度小于问天实验舱的线速度，问天实验舱的线速度小于第一宇宙速度（近地卫星的环绕速度）。故A正确，BD错误；
C．B点位于地球赤道上，故角速度与地球自转角速度即同步静止卫星角速度相等，由可知，B的半径小，故B点线速度小于同步静止卫星的线速度，而同步静止卫星的线速度小第一宇宙速度速度，故B的线速度大小小于第一宇宙速度，故C错误。
故选A。
3．A
【详解】由题意可知，导线在O处产生的磁感应强度大小为0.2T，据安培定则可以得出，与在O处产生的磁场的方向均垂直纸面向里，而环形线圈在O处产生的磁场的方向竖直向上。因为导线中通入的电流大小为中的2倍，导线在O处产生的磁感应强度大小为0.4T，所以导线在O处产生的磁感应强度大小为0.2T。设环形线圈在O处产生的磁感应强度大小为B，故有O点磁感应强度
解得
故选A。
4．C
【详解】ABC．机器人的受力情况如下图所示，由数学知识可求得图中，，机器人缓慢上移或者增强磁性，总有，故AB错误，C正确；
D．在垂直斜面方向，由共点力的平衡得，故D错误。
故选C。
5．D
【详解】A．抛出点向左移动稍许时，飞镖的运动轨迹不可能与原轨迹重合，即不可能仍穿过四个圆环，故A错误；
BC．因，表明四个圆环恰在飞镖运动轨迹抛物线上，且圆环1处于抛物线的最高点，对飞镖从到穿过圆环1的过程，在竖直方向上有，
在水平方向上有
联立解得，，，故BC错误；
D．因四个圆环的水平间距相等，表明飞镖从圆环1处运动至圆环2处的时间为
圆环1、2间的竖直高度
故圆环2相对O点的竖直高度，故D正确。
故选D。
6．B
【详解】根据两波源的振动方程可知角速度
解得两波源的周期
所以波速
波源S1第一次到达波峰经历的时间
t′=3.3s，波峰向前传播的距离
波源S2第一次到达波峰经历的时间
波峰向前传播的距离
如图所示
可知t′=3.3s时，xOz平面内相对平衡位置的位移z=20cm的质点有P、Q两个，它们的坐标x相同，S1和S2之间的距离L=10m，设S2N=d
则有
解得
故对应的x坐标为
故选B。
7．C
【详解】A．导体棒上滑过程由动量定理得，而
联立解得，，故A错误；
B．下滑过程通过电阻的电荷量大小与上滑过程的相等，故B错误；
C．设导体棒在磁场中下滑过程经历的时间为，此过程对导体棒有：
解得
故C正确；
D．整个过程中电路产生的总的焦耳热
定值电阻产生的焦耳热，故D错误。
故选C。
8．AD
【详解】AB．打开阀门K后，解锁活塞a前，气体自Ⅲ向Ⅱ的真空中扩散时不做功，总内能不变，温度不变，体积变为原来的2倍，由理想气体状态方程
可知，稳定后Ⅲ中气体压强是打开K前Ⅲ中气体压强的，故A正确，B错误；
CD．解锁活塞a，Ⅰ气体通过活塞对Ⅱ、Ⅲ中的气体做功，Ⅰ气中气体的内能减小，Ⅱ、Ⅲ中气体的内能增加，温度升高，故C错误，D正确。
故选AD。
9．BC
【详解】A．由题意可知，D点为圆周上等效重力场的最低点，因，可得
解得θ=60°
故等效重力场的情况如图示
表明匀强电场的方向为A→E，故A错误；
B．小球从E点离开圆周时电场力做的功最多，小球电势能减少的最多，其电势能最小，故B正确；
C．由图可知B点和G点的电势相等，小球从B点到G点的过程中，电场力不做功，因而小球从G点离开圆周时的机械能与从B点抛出时的相等，故C正确；
D．因电场方向为A→E，故有UBO=UOD，故D错误。
故选BC。
10．BCD
【详解】A．由
得，故A错误；
B．据，，，
有
代入数据解得
消耗的功率，故B正确；
C．当把开关拨至2时，同理可推出
因，故将减小，进而可推知将减小，由，可知将增大，故C正确；
D．若使的功率最大，也就是使最大
最大时，应有
即
也即，故D正确。
故选BCD。
11． 不需要
【详解】（3）[1]小球经过光电门时的速度大小
（4）[2][3]小球从距弹簧原长3x0到x0的过程中，弹簧减少的弹性势能等于小球增加的机械能，即
结合
解得
故不需要测量小球质量。
12．(1)2.150
(2)
(3)
(4)
(5)等于
【详解】（1）根据螺旋测微器的读数原理，可得直径
（2）选择倍率时，指针偏转角度很大，表明电阻较小，因而应选择的倍率。
（3）当断开时有
闭合时有
联立求得
（4）根据
又
联立解得
（5）根据（3）的分析可知，此测量无系统误差，故改装后的电压表示数理论上与标准电压表示数相同。
13．(1)
(2)
【详解】（1）连接，由几何关系可知，其与MN间的夹角的正切值
故
由
代入数据解得
（2）从下表面点光源发出的该单色光射到上表面发生全反射的临界角为
则有
设被照亮部分的最大半径为r，则有
解得
则面积
14．(1)
(2)
(3)，
【详解】（1）带电粒子从M点运动至O点的径迹如图甲所示，则由几何关系
由洛伦兹力提供向心力
解得，
（2）带电粒子在磁场中的运动周期
粒子0时刻发出后经过进入磁场，此后每经过，方向改变一次，因而带电粒子在正方形OABC区域内的运动情况如图乙所示
则有（n=1，2，3…）
（3）设带电粒子从O点运动至B'点经历的时间为，在xOz平面内有
y轴负方向上有
联立解得
经过点时y轴负向的速度
其速度大小
解得
15．(1)36N
(2)8m/s
(3)0.8m
(4)66.7J
【详解】（1）物块A在圆管内运动过程中有
经过M点时有
解得，
（2）物块A从M点运动至N点时有
，
联立解得
（3）设物块A、B碰后的速度大小分别为，以水平向右为正方向，由动量守恒及机械能守恒有
解得
物块A第一次沿倾斜轨道上升过程有
联立解得
（4）物块A第二次沿倾斜轨道下滑经过N点时，设此时的速度大小为，即第二次碰前的速度，有
由（3）可知，物块A与B碰后的速度大小总等于碰前的
则第二次碰后有
联立可得
同理可解得，…
所以，物块A在MN上运动的总路程
则整个过程物块A与轨道间因摩擦而产生的热量
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
A
A
C
D
B
C
AD
BC
BCD