河南省部分学校2025-2026学年高三上学期1月期末物理试卷（含答案）

这是一份河南省部分学校2025-2026学年高三上学期1月期末物理试卷（含答案），共10页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.“绿水青山就是金山银山”，为检测工厂的某种不导电废弃液体的浓度变化，环保员将平行板电容器的两极板(间距固定)全部插入液体中，与电感L、电源构成图示电路。该液体的浓度越大，相对介电常数εr越小。开关从a拨到b形成LC振荡电路，若振荡电流的周期减小，则表明( )
A. 电容器电容减小，液体浓度增大B. 电容器电容减小，液体浓度减小
C. 电容器电容增大，液体浓度增大D. 电容器电容增大，液体浓度减小
2.我国于北京时间2025年10月31日23时44分发射了神舟二十一号载人飞船，并与空间站完美对接。如图所示，对接前神舟二十一号在轨道1上做圆周运动，空间站在轨道3上做圆周运动，神舟二十一号通过转移轨道2与空间站实现对接。下列说法正确的是( )
A. 神舟二十一号的发射速度大于11.2km/s
B. 若对接前神舟二十一号与空间站在同一轨道上运行，神舟二十一号加速后也能实现对接
C. 在轨道1上运行时，相等时间内神舟二十一号与地心连线扫过的面积等于空间站与地心连线扫过的面积
D. 神舟二十一号与空间站对接后，神舟二十一号的环绕周期增大
3.图1为某品牌可调速风扇，图2为其用来调速的自耦变压器，通过改变电机两端电压达到调速的目的。给变压器输入u=220 2sin100πt(V)正弦交流电压，通过调节滑片P，可使风扇在220V及以下的不同电压下工作，变压器为理想变压器，则下列判断正确的是( )
A. a、b是变压器的输入端
B. 滑片向上移动时，c、d端的电压减小
C. 滑片向上移动时，变压器的输出功率变小
D. 滑片移到线圈中间位置时，变压器的输出电压为110V
4.如图所示，一个金属环放在硬纸板上，置于通电螺线管的正上方。当滑动变阻器的滑片向上滑动时，以下说法正确的是( )
A. 金属环中的磁感线方向向下
B. 金属环对硬纸板的压力增大
C. 金属环中的磁通量增大
D. 从上往下看，金属环中有顺时针方向的感应电流
5.如图所示，两倾角分别为α=37 ∘、β=53 ∘的光滑斜面体甲、乙固定在水平面上，两滑块P、Q用轻绳连接，跨过两光滑的定滑轮后分别放在斜面体甲、乙上，拴接两滑块的轻绳分别与两侧的斜面平行，此时两滑块均静止，重力加速度g取10m/s2,sin37 ∘=0.6。现仅将两滑块对调并由静止释放，则释放后瞬间两滑块的加速度大小为( )
A. 0m/s2B. 2m/s2C. 187m/s2D. 307m/s2
6.如图所示，相框用两根轻绳悬挂在空中，轻绳的另一端分别固定在水平面上的A、B两点，已知AO>BO，则下列说法正确的是( )
A. 轻绳AO的拉力大于轻绳BO的拉力
B. 轻绳AO水平向左的分力小于轻绳BO水平向右的分力
C. 轻绳AO竖直向上的分力小于轻绳BO竖直向上的分力
D. 若保持A、O两点不动，使轻绳BO逆时针旋转一个小角度，轻绳AO的拉力增大
7.甲、乙两辆汽车沿平直的公路行驶，t=0时刻两汽车处在同一位置，通过位移传感器在计算机上描绘了两辆汽车的平均速度随时间变化的规律，如图所示。下列说法正确的是( )
A. 汽车甲、乙的加速度大小分别为3m/s2、2m/s2
B. t=2.4s时两车相遇
C. t=2.4s时两车的距离为相遇前的最大距离
D. t=6s时汽车乙的速度刚好减为0
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.如图所示为静电场中一条与x轴重合的电场线上各点的电场强度E随位置x的变化规律，x轴正方向为电场强度的正方向，则下列说法正确的是( )
A. 沿x轴正方向0∼0.1m区域内电势升高，0.2m∼0.4m区域内电势降低
B. 0.1m∼0.2m区域内的电场为匀强电场
C. 0.1m处与0.2m处的电势差为0.2m处与0.4m处电势差的2倍
D. 若一电子由原点仅在电场力的作用下沿x轴正方向运动，初动能为25eV时，电子到0.4m处的速度为0
9.如图1所示为一列沿x轴传播的简谐横波在t=1s时的波形图，a、b、c、d为波上的四个质点，图2为质点d的振动图像。已知质点c、d平衡位置间的距离为x=12m，下列说法正确的是( )
A. 波沿x轴的正方向传播
B. 图1中，质点a和b的加速度之比为3:1
C. 质点c的平衡位置到坐标原点的距离为2m
D. 质点a和b回到平衡位置的时间相差0.25s
10.如图所示，半径为R的圆形区域内存在垂直纸面向外的匀强磁场，圆外存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小均为B，O为圆心，圆形区域的边缘有一点S，由S点沿SO方向发射一带正电的粒子，经过一段时间粒子再次回到S点。已知粒子的电荷量为q，粒子的质量为m，不计粒子重力，下列说法正确的是( )
A. 粒子的速率为 3qBRm时，粒子第一次返回S点的速度与初速度方向相同
B. 粒子的速率为 3qBRm时，粒子由射出至第一次回到S点的时间为7πm3qB
C. 粒子的速率为qBRm时，粒子第一次返回S点的速度与初速度方向相同
D. 粒子的速率为qBRm时，粒子由射出至第一次回到S点的时间为2πmqB
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11.晓宇同学利用如图1所示的装置完成了“验证机械能守恒定律”的实验，在铁架台的顶端固定一电磁铁，接通电源将小钢球吸住，测量小钢球中心到光电门中心的高度差h，然后断开电源，小钢球下落，记录小钢球经过光电门时的挡光时间Δt，调节光电门的位置，改变高度差h，重复上述操作。
(1)用游标卡尺测量小钢球的直径d，读数如图2所示，则小钢球的直径为 mm。
(2)实验时 (选填“需要”或“不需要”)测量小钢球的质量m。
(3)晓宇同学利用记录的实验数据作出h−1(Δt)2图像，若小钢球下落过程中机械能守恒，重力加速度为g，则该图像的斜率k= (用题中物理量符号表示)。
12.实验小组设计了如图1所示的电路图，来测量电源的电动势E与内阻r，先把电阻箱的阻值调到最大。第一种操作方式是：开关S2、S3断开，S1合上，再逐渐减小电阻箱的阻值R，读出电流表的示数I与相应的电阻箱接入阻值R，多测几组I、R的值，最后画出R−1I的图像；第二种操作方式是：开关S1断开，S2、S3合上，再逐渐减小电阻箱的阻值R，读出电压表的示数U与相应的电阻箱接入阻值R，多测几组U、R的值，最后画出1U−1R的图像。回答下列问题：
(1)按图1所示的电路图，在图2中用笔画线代替导线完成实物图。
(2)忽略电压表、电流表内阻对实验的影响，若R−1I图像的斜率和纵截距分别为k1、b1，则电源的内阻为 ；若1U−1R图像的斜率和纵截距分别为k2、b2，则电源的电动势为 。
(3)若考虑电流表、电压表的内阻，第一种操作方式，是由于电流表的 作用，而产生误差，第二种操作方式，是由于电压表的 作用，而产生误差。(均选填“分压”或“分流”)
四、计算题：本大题共3小题，共41分。
13.如图所示，棱镜ABCD的截面为直角梯形，一束细光束由AD边的O点斜射入棱镜，光路图如图所示，光在AB边和BC边均发生全反射。光束射到AB边的位置恰好在AB边的中点，且此位置的入射角比临界角大15 ∘。已知AD=3AO=3L,AB=2 3L,∠B=120 ∘，光在真空中的传播速度为c。求：
(1)棱镜材料的折射率；
(2)光从射入棱镜到射出棱镜的时间。
14.如图所示，两根半径均为R=2.25m、圆心角均为α=53 ∘的光滑固定圆管平滑衔接于a点，两端管口的切线均沿水平方向，放在光滑水平面上的木板C上表面与右侧管口刚好平齐，滑块B放在木板的最左端，木板的右端固定一轻挡板，挡板上固定一轻弹簧，弹簧处于原长时自由端位于木板的b点，b点左侧木板粗糙，右侧木板光滑。质量为m=0.5kg的滑块A从左侧管口由静止进入圆管，经过一段时间与滑块B发生弹性碰撞，碰后滑块A被反弹，且速率为碰前的13，碰后取走A，最终滑块B又刚好返回到木板的最左端。已知木板的质量为M=3kg，重力加速度g取10m/s2,cs53 ∘=0.6，滑块A、B均可视为质点，圆管内径可以忽略。求：
(1)滑块A运动到a点前瞬间，圆管对A的作用力的大小及方向；
(2)滑块B的质量m0；
(3)弹簧的最大弹性势能Ep。
15.如图所示，两足够长平行导轨倾斜固定在水平面上，倾角为α=37°，两导轨之间的距离为L=1m，导轨顶端用导线连接一阻值为R=1.5Ω的定值电阻，长为L=1m、质量为m=0.5kg、阻值为r=1.0Ω的导体棒ab垂直导轨放置，水平虚线MN下侧存在垂直导轨平面向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B=1.0T。现将导体棒ab从虚线上侧s=2m处静止释放，导体棒越过虚线MN后经t=3.1s的时间刚好匀速。已知导体棒与导轨之间的动摩擦因数为μ=0.25，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，忽略导轨和导线的电阻。求：
(1)导体棒ab刚越过虚线MN时的加速度大小；
(2)导体棒ab在磁场中达到的最大速度；
(3)导体棒ab从越过虚线MN到刚好匀速的过程中，定值电阻上产生的焦耳热。
参考答案
1.A
2.D
3.D
4.B
5.B
6.C
7.B
8.BD
9.AC
10.BC
不需要
d22g

12.
−b1
1b2
分压
分流

13.解：(1)设光在 AB 边的入射角为 α ，则 α=∠AOE
由图可知 tan∠AOE=AEAO=AB2AO= 3LL= 3
可得 α=∠AOE=60 ∘
又因为此位置的入射角比临界角大 15 ∘ ，所以临界角为 C=α−15 ∘=45 ∘
棱镜材料的折射率为 n=1sinC= 2
(2)光在棱镜中的速度大小为 v=cn= 2c2
由图可知 OE=AOcsα=2L
根据反射角等于入射角可知 ∠BEF=90 ∘−60 ∘=30 ∘
所以△BEF为等腰三角形，则 EF=2BE⋅cs30 ∘=3L
由图可知 FG=AD−EF⋅sin30 ∘=32L
光在棱镜中的路程为 s=OE+EF+FG=132L
所以，光从射入棱镜到射出棱镜的时间为 t=sv=13 2L2c

14.解：(1)滑块A运动到a点前瞬间的过程中，根据动能定理 mgR(1−csα)=12mva2
解得 va=3 2m/s
a点前瞬间，根据牛顿第二定律可得 FN−mgcsα=mva2R
解得 FN=7N
即滑块A运动到a点前瞬间，圆管对A的作用力的大小7N，方向与此时圆管的切线垂直，斜向右上，与竖直方向夹角为 53 ∘ 。
(2)滑块A运动到与B碰撞前，根据动能定理 mg×2R(1−csα)=12mv02
解得 v0=6m/s
由题意可知，A、B碰撞后，A的速度为 vA=−v03=−2m/s
则，A、B碰撞过程中，根据动量守恒 mv0=mvA+m0vB
机械能守恒 12mv02=12mvA2+12m0vB2
联立，解得 m0=1kg ， vB=4m/s
(3)设b点左侧木板粗糙部分长度为 l ，则当B压缩弹簧且与C共速时，弹簧的弹性势能最大，此过程根据动量守恒 m0vB=(M+m0)v
根据能量守恒 12m0vB2=μm0gl+Ep+12M+m0v2
最终滑块B又刚好返回到木板的最左端时，根据能量守恒 12m0vB2=2μm0gl+12M+m0v2
联立，解得 Ep=3J

15.解：(1)导体棒 ab 在MN上方下滑时，对其进行受力分析列牛顿第二定律方程有 mgsinα−μmgcsα=ma1
代入数据解得导体棒 ab 匀加速下滑的加速度大小为 a1=4m/s2
则根据匀变速直线运动速度与位移的关系式有 v2=2a1s
代入数据解得导体棒 ab 刚越过虚线 MN 时的速度为 v=4m/s
则根据电磁感应定律可得此时导体棒 ab 产生的感应电动势为 E=BLv=4V
根据闭合电路欧姆定律可得此时电路中的电流为 I=ER+r=41.5+1.0A=85A
对导体棒 ab 刚越过虚线 MN 时进行受力分析列牛顿第二定律方程有 mgsinα−μmgcsα−BIL=ma2
代入数据解得导体棒 ab 刚越过虚线 MN 时的加速度大小为 a2=0.8m/s2
(2)由分析可知，当导体棒 ab 的加速度 a=0 时，其速度有最大值。此时满足 mgsinα=μmgcsα+BI′L
代入数据解得此时电路中的电流为 I′=2A
则此时导体棒 ab 产生的感应电动势为 E′=I′R+r=5V
又因为 E′=BLvm
解得导体棒 ab 在磁场中达到的最大速度为 vm=5m/s
(3)对导体棒 ab 从越过虚线MN到刚好匀速的过程中列动量定理方程有 mgsinα⋅t−μmgcsα⋅t−BILt=mvm−mv
又因为 q=It=ΔΦR+r=BLxR+r
代入数据联立解得导体棒 ab 从越过虚线 MN 到刚好匀速过程下滑的位移为 x=14.25m
则由能量守恒定律有 mgxsinα=μmgcsα⋅x+12mvm2−12mv2+Q
代入数据解得该过程电路产生的总焦耳热为 Q=26.25J
所以定值电阻上产生的焦耳热为 QR=QR+rR=15.75J