2025届河北省高三下学期模拟信息卷物理试题（解析版）

这是一份2025届河北省高三下学期模拟信息卷物理试题（解析版），共19页。试卷主要包含了答卷前，考生务必将自己的班级等内容，欢迎下载使用。
1、本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试时间75分钟。
2、答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、准考证号、座号用0.5mm黑色签字笔和2B铅笔分别涂写在答题卡上。
3、选择题每小题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题直接答在答题卡相应区域，不能答在试卷上；试卷不交，请妥善保存，只交答题卡。
第Ⅰ卷（选择题 共46分）
一、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，只有一项符合题目要求。
1. 2023年8月25日，新一代人造太阳“中国环流三号”取得新成果：发现并实现了一种先进磁场结构，对提升核聚变装置的控制运行能力具有重要意义。该装置中主要核反应为。下列说法正确的是（ ）
A. X是电子
B. 该核反应属于衰变
C. 核的比结合能小于核的比结合能
D. 核中的质子和中子凭借弱相互作用紧密结合在一起
【答案】C
【解析】A．根据核反应质量数和电荷数守恒，该装置中主要核反应为,故X是中子，故A错误；
B．该核反应属于核聚变，故B错误；
C．核更稳定，故核的比结合能小于核的比结合能，故C正确；
D．核中的质子和中子凭借强相互作用紧密结合在一起，故D错误。故选C。
2. 工人师傅为方便卸货，在距水平地面高度为1.2m的车厢底部用有效长度为2m的木板与地面之间搭建了一个斜面，已知物块与木板间的动摩擦因数为，重力加速度为，物块可看作质点，则物块从静止开始沿木板运动到底部的过程中，所用时间为（ ）
A. 0.5sB. 1.0sC. D. 2.0s
【答案】B
【解析】设木板与地面间的倾角为，则有，
根据牛顿第二定律可得
解得加速度大小为
根据运动学公式可得
解得所用时间为,故选B。
3. 如图所示，坐标原点O产生的简谐横波沿着x轴正方向传播，时刻开始振动，起振方向沿y轴负方向，时刻首次形成如图所示的波形，下列说法正确的是（ ）
A. 时，简谐波刚好传到10m处
B. 质点a做简谐振动的周期可能为2s
C. 时质点b刚好完成1次全振动
D. 该简谐波传播速度为1m/s
【答案】C
【解析】A．由题图可知，简谐波刚传到10m处时，如图所示
可知，再经过才到时刻，故时，简谐波刚好传到14m处，故A错误；
BD．由A项可知，波速，波长
波的周期，即质点a做简谐振动的周期为，故BD错误；
C．刚传到质点b处，时刻为
质点b刚好完成第1次全振动的时刻为，故C正确。故选C。
4. 如图所示，在直角坐标系xOy的第一象限内有一横截面为四分之一圆面的柱状玻璃砖，圆心为坐标原点O，半径为R，Q点坐标为，一细红激光束开始从Q点垂直于x轴入射，缓慢把细激光束从Q点平移到x轴上的M点时，恰好有光射到y轴上的P点（图中未画出），已知，光在真空中的传播速度为c，则下列说法正确的是（ ）
A. OM的长度为
B. 玻璃砖的折射率为
C. 细激光束从M点传到P点的时间为
D. 将激光束换为紫光，则发生同样的光学现象，M点向坐标原点靠近
【答案】D
【解析】AB．由题意，此时光线发生全反射，微弱的光沿切线方向射向P点，如图所示
设临界角为则由几何关系，有
解得
则折射率为
OM的长度为，故AB错误；
C．光在玻璃砖中速度为
则在玻璃砖中入射用时
出射到P点用时
则从M点传到P点的时间为，故C错误；
D．紫光的折射率比红光大，则发生全反射现象的临界角较小，由几何关系，可知M点应向坐标原点靠近一些，故D正确。故选D。
5. 2024年6月，嫦娥六号在月球表面完成采集月壤的工作，携带月壤的返回器顺利从月球表面发射，并最终返回地球。将月球视为半径为的球体，忽略月球自转，贴着月球表面做匀速圆周运动的某卫星周期为，万有引力常量为。下列说法中正确的是（ ）
A. 月球的质量为
B. 月球表面的重力加速度大小为
C. 月球绕地球运行的线速度比地球静止卫星绕地球运行的线速度大
D. 月球绕地球运行的角速度比地球静止卫星绕地球运行的角速度小
【答案】AD
【解析】A．由万有引力提供向心力可得月球的质量为
故A正确；
B．在月球表面，忽略自转可得月球表面的重力加速度为
故B错误；
C．由万有引力提供向心力解得
月球绕地球运行的线速度比地球静止卫星绕地球运行的半径大，线速度小，故C错误；
D．由万有引力提供向心力解得
月球绕地球运行线速度比地球静止卫星绕地球运行的半径大，角速度小，故D正确。
故选AD。
6. 如图所示，粗糙绝缘斜面（斜面足够长）所在空间有平行于斜面向上的匀强电场。一质量为m，带电荷量为的物块自斜面的最底端以初动能沿斜面向上运动。已知斜面的倾角，物块与斜面间的动摩擦因数为，电场强度的大小为，重力加速度为g，以斜面的最低点为电势能零点，该点所在的水平面为零重力势能参考面，则（ ）
A. 物体沿斜面上滑的最大距离为
B. 当物体向上滑动距离，物块的电势能和动能相等
C. 当物体向上滑动距离，物块的重力势能和动能相等
D. 物块从开始上滑到再次回到斜面底端过程摩擦生热为
【答案】B
【解析】A．由动能定理，有
解得上滑的最大距离为，故A错误；
B．由动能定理，有
解得
由功能关系，有电势能
则此时，物块的电势能和动能相等，故B正确；
C．由动能定理，有
解得
重力势能
则此时，物块的重力势能和动能不相等，故C错误；
D．由功能关系，摩擦生热为
代入，解得，故D错误。故选B。
7. 如图所示，电源电动势为E，内阻为r，电压表为理想电表V，平行板电容器的下极板N接地，当开关S闭合稳定后，一带负电的微粒Q从两板正中央水平向右射入电容器，恰好以速度v0沿着图中虚线做匀速直线运动。R1、R2为定值电阻，滑动变阻器R的滑动触点为P。则（ ）
A.保持开关S闭合，将滑动变阻器R的滑动触点P向上移动时，电压表的示数变大
B.保持开关S闭合，将M板竖直上移时，虚线位置处电势降低，微粒向上偏转
C.断开开关S，待电路稳定后，将粒子Q仍以速度v0沿着图中虚线射入，微粒仍做匀速直线运动
D.断开开关S，待电路稳定后，将粒子Q仍以速度v0沿着图中虚线射入，微粒做平抛运动
【答案】D
【解析】A．保持开关S闭合，将滑动变阻器R的滑动触点P向上移动时，此时滑动变阻器R相当于导线作用，对电路中的总电阻没有影响，所以电路中的电流不变，则电压表的示数不变，故A错误；
B．由电路图分析，可知电容器两端的电压等于R2两端的电压，且上极板带正电，下极板带负电。保持开关S闭合，由A项分析知电路中的电流不变，所以R2两端的电压不变，即电容器两端的电压不变，将M板竖直上移时，即电容器两极板间的距离d增大，根据可知，电场强度E减小；设虚线位置处与下极板的电势差为U′，根据U′=Ed′可知，因虚线位置处与下极板的距离d′不变，可知虚线位置处与下极板的电势差U′减小，因下极板接地，即下极板的电势为零，根据
可知虚线位置处的电势减小；根据F=qE可知，电场力减小，即电场力小于重力，则微粒向下偏转，故B错误；
CD．断开开关S，电容器上、下极板与导线和电阻相连接，电容器放电，待电路稳定后，电容器的电量为0，电场强度也变为0，粒子Q只受重力作用，故将粒子Q仍以速度v0沿着图中虚线射入，微粒将做平抛运动，故C错误，D正确。故选D。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每题有多项符合题目要求，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. 如图所示，利用一内阻不计的交流发电机向某电路供电，图中变压器为理想变压器，三个灯泡完全相同，发电机线圈的匝数为N，面积为S，处于图示位置时通过线圈的磁通量为，发电机内部的磁场视为匀强磁场，线圈以角速度绕垂直于磁场的轴匀速转动时，三个灯泡亮度相同，已知三个灯泡工作时电阻恒定，则（ ）
A. 发电机产生的电动势的有效值为
B. 理想变压器原、副线圈的匝数比
C. 原线圈两端的电压有效值为
D. 若灯泡的灯丝突然断裂，在和不烧毁时，则亮度变暗，亮度变亮
【答案】CD
【解析】A．发电机产生的电动势峰值，有效值，故A错误；
B．三个灯泡亮度相同，则流过的电流相同，设为I，则流过原线圈n1的电流为I，流过副线圈n2的电流为2I，有，故B错误；
C．原、副线圈电压之比
在原线圈回路，有，其中
解得原线圈两端的电压有效值，故C正确；
D．可将原线圈等效为一个电阻
在原线圈回路，有
副线圈回路总电阻为L2、L3两个灯泡并联和，当L2灯丝断裂，则总电阻R副增大，进而得I1减小，L1亮度变暗，又由可知U1增加，进而得U2增加，L3亮度变亮，故D正确；故选CD。
9. 如图所示，空间中有一正方体，在b点固定点电荷，在d点固定点电荷，O、分别为上下两面的中心点，下列说法正确的是（ ）
A. 点与c点的电场强度大小不等，方向不同
B. 、a两点间电势差大于O、两点间电势差
C. 将某点电荷由点沿直线移至点，该电荷所受的电场力先变大后变小
D. 带电粒子不可能在等量异种电荷形成的电场中做匀速圆周运动
【答案】C
【解析】A．由等量异种点电荷产生的电场特点可知，点与c点在同一等势面上，电场强度都垂直于等势面且指向负的点电荷一方，方向相同，A错误；
B．由对称性可知，、两点电势绝对值相等，a与O点位于同一等势面上，故、a两点间电势差等于O、两点间电势差；B错误；
C．将某点电荷由点沿移至点，电场强度先变大后变小，因此该电荷所受的电场力先变大后变小；C正确。
D．带电粒子可能在这个电场中做匀速圆周运动。如图所示，在等量异号电荷的电场中某点P引入负电荷q，其受到负点电荷的库仑斥力和正点电荷的库仑引力，若满足
且
则给负电荷q一合适的垂直纸面方向的初速度，它就可以以O为圆心、以OP为半径在垂直于纸面的平面内做匀速圆周运动，D错误。故选C。
10. 半径为R的半圆形区域内分布着垂直纸面向里的匀强磁场（含边界），磁感应强度大小为B，P是直径上一点，且。如图所示，质量为m、电荷量为的带电粒子从P点垂直射入磁场，已知粒子的速度大小可调、方向始终与直径成角，若从直径边界射出的粒子在磁场中的运动时间为，从圆弧边界射出的粒子在磁场中的运动时间为。则（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】AB．从直径边界射出的粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，
根据
又
联立，解得
由几何关系可知，轨迹对应的圆心角为
则粒子的运动时间为
故A错误；B正确；
CD．粒子恰好不从圆弧边界射出的粒子运动轨迹如图所示
由几何关系可知
在磁场中的运动时间为
从圆弧边界射出的粒子在磁场中的运动时间为
故C正确；D错误。故选BC。
第Ⅱ卷（非选择题 共54分）
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 小明利用气垫导轨“验证牛顿第二定律”，实验装置如图所示。重力加速度大小为g。
（1）主要的实验步骤如下：
①开动气泵，调节气垫导轨，将滑块无初速度轻放在导轨上，滑块能______，可认为导轨水平。
②测出遮光片的宽度d。
③用天平称出托盘和砝码的总质量m、滑块（含遮光片）的质量M。
④将滑块移至图中所示位置A，测出遮光片到光电门B的距离l，将滑块由静止释放，读出遮光片通过光电门B的遮光时间t，滑块通过光电门B时的速度______。
⑤移动光电门B，得到多组t和l的对应数据，根据数据，做出图像。
⑥改变托盘和砝码的质量，重复实验。
（2）实验中用托盘和砝码的重力代替细线拉力，则能替代的条件为______（填m和M的关系），在此条件下，若图像斜率k=______（用符号d、m、M、g表示），则验证了牛顿第二定律。
【答案】（1） ①. 保持静止 ②.
（2） ①. ②.
【解析】【小问1】①开动气泵，调节气垫导轨，将滑块无初速度轻放在导轨上，滑块能保持静止，可认为导轨水平；
④根据光电门的测速原理可知，滑块通过光电门B时的速度
【小问2】对托盘和砝码进行分析，根据牛顿第二定律有
对滑块进行分析，根据牛顿第二定律有
解得可知，当时，可以近似认为
用托盘和砝码的重力代替细线拉力，对滑块进行分析，根据牛顿第二定律有
根据速度与位移的关系有
结合上述解得
根据图像可知，图像斜率
12. （1）某同学欲测量一新型电阻的阻值：他先用多用电表的欧姆×100挡测量，发现指针偏转角度过大，于是他应采取的措施是______。（填标号）
A、量程选择合适，可以进行下一步实验
B、换用欧姆×10挡，重新进行欧姆调零后测量
C、换用欧姆挡，重新进行欧姆调零后测量
（2）正确的操作后，多用电表指针指在如图所示的位置，该读数为______Ω。
（3）现有如下器材可用于精确测量该新型电阻的阻值：
A、电源E（电动势为3V、内阻约为0.2Ω）
B、电压表V（量程1.0V、内阻）
C、电流表（量程0.06A、内阻约10.0Ω），电流表（量程6A、内阻）
D、滑动变阻器（阻值最大值2Ω，额定电流0.50A），滑动变阻器（阻值最大值20Ω，额定电流0.50A），滑动变阻器（阻值最大值2000Ω，额定电流0.50A）
E、定值电阻（阻值2000Ω）
F、导线若干，开关一只
（4）实验中欲多测几组数据，滑动变阻器R应选______（选填“”、“”或“”）
（5）选择合适的仪器在方框内画出实验电路，要求标出仪器代号。
（6）某次测量时电压表示数为，电流表示数为，则待测电阻阻值的精确值为______。（结果保留1位小数）。
【答案】（1）B （2）60 （4） （5）见解析 （6）
【解析】（1）指针偏转角度过大，指针示数偏小，说明选择的倍率过大，应换倍率小的，且重新进行欧姆调零后测量。故选B。
（2）读数为60
（4）实验中欲多测几组数据，滑动变阻器R应选或且为分压接法，又由于要保证通过滑动变阻器的电流不超过0.50A，由，故选。
（5）由于电源电动势是3V，电压表量程是1.0V，所以用电压表与串联，改装成量程为的电压表，通过电阻的最大电流
所以电流表选用，改装后的电压表内阻已知，电流表采用外接法，电路图如图所示
（6）[5]电压表示数
则改装后的电压表的电压
通过的电流
所以的真实值
13. 如图所示，在竖直放置、开口向上的圆柱形导热气缸用质量分别为m、2m的导热活塞a、b密封两段理想气体A、B，活塞横截面积为S，均能无摩擦地滑动，a活塞与容器的底部用一劲度系数为k的轻弹簧连接，初始时弹簧处于原长，气柱的高度分别为L和2L，后因b活塞密封不严发生缓慢移动，一段时间后活塞重新静止，已知大气压强恒为p0，汽缸足够长，重力加速度大小为g。求：
（1）初始状态下A、B两部分气体的压强pA、pB；
（2）重新平衡后，a活塞和b活塞移动的距离分别为多大？
【答案】（1）， （2），
【解析】【小问1】对活塞a进行分析，根据平衡条件有
对活塞b进行分析，根据平衡条件有
解得，
【小问2】b活塞密封不严发生缓慢移动，一段时间后活塞重新静止，此时上下部分气体压强相等，由于初始状态A部分气体压强小于B部分气体压强，可知，b活塞将缓慢下移，令b活塞下移xb，令a活塞上移xa，重新静止时气体压强为p1，根据玻意耳定律有
重新静止时，对活塞b进行分析，根据平衡条件有
对活塞a进行分析，根据平衡条件有
解得，
14. 如图甲所示，在光滑水平面上有一个直角坐标系xOy，长方形导线框abcd长为2L，宽为L，质量为m，电阻为R，导线框的d点与坐标原点O重合，cd边和x轴重合，ad边和y轴重合，线框保持静止。在第一象限内存在垂直于水平面向下的磁场，磁感应强度随y坐标变化的规律为：，未知，给导线框沿y轴正向的恒力F，线框最终以速度做匀速运动，求：
（1）比例系数k的值；
（2）若初始时刻不加外力F，给线框一个与x轴正方向成角的初速度，如图乙所示，线框达到稳定状态时线框的速度以及cd边的y坐标。
【答案】（1） （2），
【解析】【小问1】线框匀速时，ab、cd边磁场差
切割磁感线产生的感应电动势
感应电流
线框最终以速度做匀速运动，安培力合力
代入数据可得
解得
【小问2】初速度分解为水平
竖直
水平方向：无外力，且水平运动时，ab、cd边磁场无差异（y不变），不产生感应电流，水平速度保持
竖直方向：切割磁感线产生感应电流，安培力阻碍运动，最终竖直分速度减为0（稳定后无竖直切割）。
故稳定速度
设竖直运动中某时刻速度为
线框匀速时，ab、cd边磁场差
切割磁感线产生的感应电动势
感应电流
线框最终以速度做匀速运动，安培力合力
代入数据可得
根据动量定理，合外力冲量等于动量变化，安培力的冲量
因（速度是位移对时间的导数）
代入得
利用（微元位移）
积分转化为对y的积分
积分结果
第一问中，线框匀速运动时，
则
代入上式得
15. 如图所示，长的水平传送带的左、右两侧为光滑的水平台面，传送带与左、右两侧台面等高且平滑连接，左台面上有五个挨一起质量均为的刚性小球，右台面上放了一曲面光滑，半径为的圆弧（圆弧的最高点的切线竖直，最低点切线刚好在水平台面上）物体Q，其质量为。一质量为的小物块P从圆弧的最高点由静止释放。已知物块P与传送带间的动摩擦因数，传送带始终以速度逆时针转动，物块和小球的碰撞为弹性碰撞，。
（1）求物块P第一次运动到圆弧的最低点时对圆弧的压力大小；
（2）通过计算说明物块P与小球a第一次碰撞后能否再次运动到光滑圆弧曲面上；
（3）求物块P在传送带上运动的总时间。
【答案】（1） （2）不能，具体计算见解析 （3）
【解析】【小问1】物块P在圆弧面上运动时，物块P和Q组成的系统在水平方向上动量守恒，有
物块P从圆弧的最高点到第一次运动至圆弧的最低点过程，根据动能定理
联立解得，
对物块P，根据牛顿第二定律
解得圆弧对物块P的支持力
根据牛顿第三定律可得，物块P对圆弧的压力大小
【小问2】设物块P在传送带上滑动过程中因受摩擦力所产生的加速度大小为a，有
设物块P通过传送带后运动速度大小为，有
联立解得
设物块P与小球a第一次碰撞后的速度分别为和，取向左为正方向，根据动量守恒和机械能守恒可得，
解得
碰撞后，物块P向右滑上传送带，根据动能定理有
解得
故物块P与小球a第一次碰撞后不能再次运动到光滑圆弧曲面上
【小问3】物块P第一次与小球a碰撞后，五个挨在一起的小球依次连续碰撞，最终小球e以速度向左运动，物块P向右运动至传送带上，然后以速度离开传送带向左运动，物块P在传送带上运动的时间
设物块P与小球a第二次碰撞后的速度分别为和，根据动量守恒和机械能守恒可得，
解得
物块P第二次与小球a碰撞后，五个挨在一起的小球依次连续碰撞，最终小球d以速度向左运动，物块P向右运动至传送带上，然后以速度离开传送带向左运动，物块P在传送带上运动的时间
以此类推，可知物块P第n次与小球a碰撞后，物块P在传送带上运动的时间
物块P一共和小球a碰撞五次，则物块P在传送带上运动的总时间