2025_2026学年河北省NT20名校联合体高三上学期1月质检考试物理试卷（解析版） [含解析]

这是一份2025_2026学年河北省NT20名校联合体高三上学期1月质检考试物理试卷（解析版） [含解析]，共41页。试卷主要包含了答题前，考生务必将自己的姓名等内容，欢迎下载使用。
1、本试卷考试时间为75分钟，满分100分。
2、答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡相应的位置。
一、单选题：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的。
1. 2025年6月26日，神舟二十号航天员乘组经过约6.5小时的出舱活动，顺利完成了舱外设备设施巡检及处置等任务。关于宇航员在舱外活动，下列判断正确的是（ ）
A. 研究宇航员的运动姿态时，可以把宇航员视为质点
B. 宇航员与空间站相对静止时，宇航员受到的合力为零
C. 宇航员随空间站一起运动时的速度大于第一宇宙速度
D. 宇航员随空间站一起运动时的加速度小于地球表面的重力加速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．研究宇航员的运动姿态时，不能忽略宇航员本身的形状和大小，因此不能将其看成质点，故A错误；
B．航天员相对空间站静止时，要和空间站一起绕地球运行，所受合外力不为零，故B错误；
C．第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以宇航员随空间站的运行速度小于第一宇宙速度，故C错误；
D．根据牛顿第二定律可得
解得
可知，由于空间站的轨道半径大于地球的半径，因此宇航员随空间站一起运动时的加速度小于地球表面的重力加速度，故D正确。
故选D。
2. 如图所示，是自感系数很大、电阻很小的线圈，、是两个相同的小灯泡。下列说法正确的是（ ）
A. 开关S闭合且达到稳定前，一直不亮
B. 开关S闭合且达到稳定前，先亮，后亮
C. 开关S闭合且达到稳定后再断开时，、同时熄灭
D. 开关S闭合且达到稳定后再断开时，闪亮之后熄灭
【答案】D
【解析】
【详解】A．开关S闭合就有电流流过，就会发光，故A错误；
B．开关S闭合瞬间，串联接入电路，则同时亮，故B错误；
CD．开关S闭合且达到稳定后再断开时，由于自感，线圈L中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，与灯泡构成闭合回路放电，由于线圈电阻很小，所以原来经过线圈的电流大于经过灯泡的电流，所以开关S闭合且达到稳定后再断开时，闪亮一下后熄灭，而立即熄灭，故C错误D正确。
故选D。
3. 地震时会产生两种主要的地震波：P波和S波，S波是造成主要破坏的元凶。某次地震的震源产生了一列简谐横波S波，在地壳介质中沿x轴传播。横波在t=0时的波形如图所示，图中P点横坐标为10km，Q点横坐标为35km。t=2s时Q第一次回到平衡位置，振动通过的路程为下列说法正确的是（ ）
A. 波向x轴负方向传播
B. 该简谐波的波速为2.5m/s
C. P点的振动方程
D. 2s末质点P沿y轴负方向振动且靠近平衡位置
【答案】C
【解析】
【详解】A．因t=2s时Q第一次回到平衡位置，振动通过的路程为，可知波传播的距离小于，则波向x轴正方向传播，A错误；
B．该简谐波的波速为，B错误；
C．波的周期
P点的振动方程，C正确；
D．2s末即经过，质点P沿y轴正方向振动且远离平衡位置，D错误。
故选C。
4. 如图所示，导线框由水平直线和曲线组合而成，总电阻R=1Ω。线框在外力作用下水平向右以速度v=2m/s匀速进入右边的匀强磁场，磁感应强度B=1T。下列说法正确的是（ ）
A. 线框进入磁场过程中，感应电流为顺时针方向
B. 线框中产生的最大感应电动势为0.4V
C. 线框进入磁场过程中所受安培力不做功
D. 线框进入磁场过程中产生的焦耳热Q=0.024J
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据楞次定律的“增反减同”得线框进入磁场过程中，感应电流为逆时针方向，故A错误；
B．当切割长度为时，线框中产生的感应电动势最大值为，故B正确；
C．线框进入磁场过程中所受安培力做负功，安培力方向与运动方向相反，故C错误；
D．根据可知，导线框长度为
因，又切割长度按正弦规律变化，故产生正弦式交流电，其电动势的有效值为
线框进入磁场过程中所用时间
产生的焦耳热，故D错误。
故选B。
5. 如图所示，将一根阻值为R的均匀导线围成半径为L、圆心角为的扇形导线框OMN，圆心O置于坐标系的原点，在第二、四象限有垂直于导线框所在平面向里的匀强磁场，磁感应强度均为B。从图示时刻开始，导线框绕O点以角速度ω逆时针匀速转动，规定顺时针为线框电流的正方向，则导线框转动一周的过程中，下面四幅图中能正确表示i—t关系的是（ ）
A. B.
CD.
【答案】A
【解析】
【详解】从图示位置开始，经历时间
即在时间内穿过导线框磁通量始终为0，导线框中没有感应电流；之后的时间内，即在时间内，导线框ON边切割磁感线，产生的感应电动势为
则感应电流为，根据右手定则可知，该感应电流方向沿逆时针，为负值；之后的时间，即在时间内，穿过导线框的磁通量不变，导线框中没有感应电流；之后的时间内，即在时间内，导线框OM边切割磁感线，产生的感应电动势为
则感应电流为，根据右手定则可知，该感应电流方向沿顺时针，为正值；之后的时间，即在时间内，穿过导线框的磁通量始终为0，导线框中没有感应电流；之后的时间内，即在时间内，导线框ON边切割磁感线，产生的感应电动势为
则感应电流为，根据右手定则可知，该感应电流方向沿逆时针，为负值；之后的时间，即在时间内，穿过导线框的磁通量不变，导线框中没有感应电流；之后的时间内，即在时间内，导线框OM边切割磁感线，产生的感应电动势为
则感应电流为，根据右手定则可知，该感应电流方向沿顺时针，为正值。综上所述可知，只有第一个选项中的图像满足要求。
故选A。
6. 中国高速铁路是封闭电气化铁路，架设空中接触网为列车供电。如图为高铁供电系统的简化图，假设此时只有一辆动车在铁轨上。牵引变电所内的理想变压器原、副线圈的匝数和电流分别为动力车厢内的理想变压器原、副线圈的匝数和电流分别为，受电弓可在架空线上滑动，某时刻架空线和铁轨在回路中的总电阻为r，电路中各部分两端的电压如图所示，下列关系式正确的是（ ）
A.
B.
C. 若发电厂输出电功率为P，则动车得到的功率为
D. 发电厂输出功率确定的情况下，减小可以提高动车获得的电功率
【答案】C
【解析】
【详解】A．输电线两端的电压降为
根据欧姆定律可得，故A错误；
B．对于理想变压器，输入功率等于输出功率，即，故B错误；
C．若发电厂输出电功率为P，对于理想变压器，牵引变电所副线圈输出功率也为，即
解得输电线电流
输电线上损失的功率
动车得到的功率等于总功率减去损耗功率，即，故C正确；
D．若发电厂输出功率P确定，且发电厂电压U1及变压器匝数比不变，则U2不变。由可知输电线电流I2恒定，输电线损耗功率恒定，因此动车获得的功率也是确定的，与无关。减小会改变动车变压器副线圈的电压U4和电流I4，但不会改变动车获得的总电功率，故D错误。
故选C。
7. 如图，“-”形导线框置于磁感应强度大小为 B、竖直向下的匀强磁场中。线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l，总电阻为R。线框绕b、e所在直线以角速度ω顺时针匀速转动，be与磁场方向垂直。t=0时，abef与水平面平行，下列说法错误的是（ ）
A. t=0时，感应电动势为
B. 线圈中产生的交流电瞬时值表达式为
C. 时刻线圈中电流大小为方向为afedcba
D. t=0到过程中，感应电动势平均值为
【答案】B
【解析】
【详解】A．时，只有cd边切割磁感线产生的感应电动势，，A正确；
B．两个面的感应电动势相位差，合成后感应电动势瞬时值为： ，B错误；
C．时，，代入瞬时式得感应电动势大小为，电流大小​，由楞次定律可判断电流方向为，C正确；
D．时总磁通量，（转过）时总磁通量，，，平均电动势​，D正确。
本题要求选错误项，故选B。
二、多选题：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，有两个或两个以上正确答案，全部选对得6分，漏选得3分，错选0分。
8. 下列说法正确的是（ ）
A. 磁场变化时一定会在空间激发变化电场
B. 在不同的惯性参考系中，物理规律的形式是不同的
C. 喷气式飞机的飞行应用了反冲的原理，靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度
D. 磁电式电流表的结构，依据的物理学原理是通电线圈因受安培力而转动
【答案】CD
【解析】
【详解】A．根据麦克斯韦理论，均匀变化的磁场在空间会产生恒定的电场，故A错误；
B．狭义相对论的其中一个假设是在不同的惯性参考系中物理规律的形式都是相同的，故B错误；
C．一个静止的物体在内力的作用下分裂成两个部分，一部分向某个方向运动，另一部分必然向相反的方向运动。这个现象叫做反冲。喷气式飞机和火箭的飞行应用了反冲的原理，它们都靠喷出气流的反冲作用而获得巨大的速度，故C正确；
D．磁电式电流表的内部，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，故D正确。
故选CD。
9. 边长为L、匝数为N、总电阻为r的正方形线框abcd处于磁感应强度大小为B、水平向右的匀强磁场中，线框以角速度ω绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，理想变压器副线圈接阻值为4r的定值电阻，图中滑片 P 所在位置对应原、副线圈的匝数比，电压表、电流表均为理想交流电表。其他电阻不计，则下列说法正确的是（ ）
A. 图示位置，穿过线框的磁通量变化率最大
B. 理想电压表的示数为
C. 当滑片 P 向下移动时，定值电阻消耗的功率将减小
D. 当滑片 P 向上移动时，若电压表与电流表的示数变化量分别为、，则变小
【答案】AC
【解析】
【详解】A．图示位置线框平面与磁场平行，线框与中性面垂直，通过线框的磁通量为0，磁通量的变化率最大，故A正确；
B．线框产生的感应电动势最大值
电动势有效值
副线圈电阻为，原副匝数比
副电阻等效到原线圈的阻值
电路总电阻
电压表测原线圈电压，故B错误；
C．初始时，把变压器和定值电阻等效为电阻
此时线框的电阻，定值电阻消耗的功率最大，则移动滑片P，定值电阻消耗的功率将减小，故C正确；
D．线框电动势有效值恒定，对原侧电路有，整理得
因此，可得​
可知无论滑片P如何移动，大小不变，故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，质量为M=1kg的木板B静止放在粗糙的水平地面上，木板的左端固定有一根轻质弹簧，弹簧处于原长时其右端位于木板B上的O点。可视为质点的质量为m=1kg的物块A静止放在木板上的O点，且与弹簧右端不拴接，其与木板B上O点右侧间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为，B上O点左侧光滑。现对B施加水平向右的恒力F=7N的同时，给A一个水平向右的初速度，2s时恒力大小改为2N，且0~2s时间内A恰好没有从B的右端滑出，整个运动过程中没有超过弹簧的弹性限度，重力加速度g取。下列说法正确的是（ ）
A. 木板B上O点到木板右端的距离L=2.25m
B. 0~2s时间内恒力F做功为56J
C. 整个运动过程中，弹簧的最大弹性势能为
D. A最终相对于B静止的位置与O点的距离为
【答案】CD
【解析】
【详解】A．A在BO点右侧粗糙，受摩擦力，由牛顿第二定律，得A的加速度
由匀变速直线运动速度与时间的关系，得A的速度
A对B的摩擦力向右，地面摩擦力向左，合力
由牛顿第二定律，得B加速度
由匀变速直线运动速度与时间的关系，得B的速度
由共速时，可得
解得，
A、B的位移分别为，
此时A相对B的位移最大，且恰好不滑出，就是最大相对位移，则，故A错误；
B．从到，经过的时间
摩擦力方向改变，A加速度向右，大小仍为
B的合力变为
由牛顿第二定律，得
A的位移
B的位移
此时A相对B的位移
A刚好回到B的O点，B的总位移
做功，故B错误；
C．由匀变速直线运动速度与时间的关系，时，A的速度
B的速度
后改为，系统合外力
系统合力为0，动量守恒，A、B共速时弹性势能最大
解得
由能量守恒，得
解得，故C正确；
D．最终A相对B静止，弹性势能全部释放，弹性势能全部转化为O点右侧相对滑动的摩擦内能，则有
d为A在O右侧相对B的滑动路程，解得
即最终A距离O点，故D正确。
故选CD。
三、非选择题：本题共5道小题，共54分。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分；有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。
11. 某实验小组在“探究影响感应电流方向的因素”的实验中，使用的实验器材如下：
①多用电表②电流计③保护电阻④导线⑤螺线管⑥条形磁铁
（1）首先探究灵敏电流计指针摆动方向与电流方向的关系，某同学选用多用电表的___________（选填“电阻”“直流电流”“直流电压”“交流电压”）挡，对灵敏电流计进行测试，首先将灵敏电流计___________（选填“串联”或“并联”）保护电阻后，将多用电表的黑表笔接灵敏电流计的正接线柱、红表笔接灵敏电流计的负接线柱，发现指针向左偏转；
（2）如图所示，若要使电流计的指针向右偏转，下列可行的是___________；
A. 螺线管不动，条形磁铁在螺线管中静止不动
B. 螺线管不动，条形磁铁 N极向下，匀速插入螺线管
C. 螺线管不动，条形磁铁S极向下，快速插入螺线管
D. 螺线管不动，条形磁铁S极向下，快速拔出螺线管
（3）通过第（2）问的探究可知，电流计的偏转方向与下列哪些因素有关___________；
A. 条形磁铁的磁极方向
B. 条形磁铁的运动方向
C. 条形磁铁的运动快慢
【答案】（1） ①. 电阻 ②. 串联（2）BD（3）AB
【解析】
【小问1详解】
[1][2]首先探究灵敏电流计指针摆动方向与电流方向的关系，由于多用电表的电阻挡里面有电源，所以应选用多用电表的电阻挡，对灵敏电流计进行测试，首先将灵敏电流计串联保护电阻后，将多用电表的黑表笔接灵敏电流计的正接线柱、红表笔接灵敏电流计的负接线柱，发现指针向左偏转。
【小问2详解】
将多用电表的黑表笔接灵敏电流计的正接线柱、红表笔接灵敏电流计的负接线柱，发现指针向左偏转，由于多用电表的黑表笔连接电源的正极，则电流从灵敏电流计的正接线柱流入时，指针向左偏转。
A．螺线管不动，条形磁铁在螺线管中静止不动，穿过线圈的磁通量不变，不会产生感应电流，故A错误；
B．螺线管不动，条形磁铁 N极向下，匀速插入螺线管，穿过线圈的磁通量向下增加，根据楞次定律结合安培定则可知，线圈产生的感应电流从灵敏电流计的负接线柱流入，则指针向右偏转，故B正确；
C．螺线管不动，条形磁铁S极向下，快速插入螺线管，穿过线圈的磁通量向上增加，根据楞次定律结合安培定则可知，线圈产生的感应电流从灵敏电流计的正接线柱流入，则指针向左偏转，故C错误；
D．螺线管不动，条形磁铁S极向下，快速拔出螺线管，穿过线圈的磁通量向上减少，根据楞次定律结合安培定则可知，线圈产生的感应电流从灵敏电流计的负接线柱流入，则指针向右偏转，故D正确。
故选BD。
【小问3详解】
通过第（2）问的探究可知，电流计的偏转方向与条形磁铁的磁极方向、条形磁铁的运动方向有关。
故选AB。
12. 现代社会，喝酒不开车已经成为基本的行为准则。某款酒精检测仪如图甲所示，核心部件为酒精气体传感器，其电阻R与酒精气体浓度c的关系如图乙所示。某同学想利用该酒精气体传感器设计一款酒精检测仪，除酒精气体传感器外，在实验室中找到了如下器材：
A.蓄电池（电动势，内阻）
B.表头G（满偏电流6.0mA，内阻未知）
C.电流表A（满偏电流10mA，内阻未知）
D.电阻箱（最大阻值999.9Ω）
E.电阻箱（最大阻值999.9Ω）
F.开关及导线若干
（1）该同学设计的测量电路如图丙所示，为将表头G的量程扩大为原来的10倍，需先测量表头内阻。他进行了如下操作：先断开开关、、，将、调到最大值。合上开关，将拨到2处，调节，使表头G满偏，电流表A示数为I。此时合上开关，调节和，当电流表A仍为I时，表头G示数如图丁所示，此时为108.0Ω，则表头G的内阻为________Ω，此方法测量表头电阻跟真实值相比________（填“偏大”、“偏小”或“无误差”）；
（2）断开所有开关，根据表头测量值，为将表头G的量程扩大为原来的10倍，把的阻值调整为________。改装完成后，该同学若将图丙中开关、合上，而将拨到1处，电阻箱的阻值调为，在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向4.0mA。已知酒精浓度在之间属于“酒驾”；酒精含量达到或超过属于“醉驾”，则该次测试的酒精浓度范围属于________（选填“酒驾”或“醉驾”）；
（3）使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，可调整________（“增大”或“减小”），从而使得所测的酒精气体浓度仍为准确值。
【答案】（1） ①. 54.0 ②. 无误差
（2） ①. 6.0 ②. 酒驾
（3）减小
【解析】
【小问1详解】
[1][2]合上开关，将拨到2处，调节，使表头G满偏，电流表A示数为I。则表头G与电流表A串联，可知。合上开关，调节和，当电流表A仍为I时，表头G与并联，由图丁可知表头G的示数，则中的电流，由，解得表头的内阻
前后两次测量中干路电流不变，电阻的电流为真实值，所以表头的内阻测量值无系统误差；
【小问2详解】
[1]将表头G的量程扩大为原来的10倍，则与表头并联后干路中的电流为
由闭合电路欧姆定律可得
则由
解得改装电表时应将调为
改装后电流表的内阻
[2]在实验室中测试酒精浓度时，表头指针指向4.0mA，电路中总电流
解得传感器的电阻，由图乙可知酒精浓度约为，所以该次测试的酒精浓度范围属于酒驾；
【小问3详解】
由闭合电路欧姆定律可知，使用较长时间后，蓄电池电动势降低，内阻增大，要想所测的酒精气体浓度仍为准确值，则电路中电流不变，则需要把调小，使电路中总电阻减小。
13. 新能源汽车充电桩的电磁安全检测环节中，技术人员会使用一个圆形导体环检测组件开展测试。光滑绝缘的水平操作平台上，存在一竖直方向的有界匀强磁场，如图甲所示，虚线为磁场边界。技术人员将一个半径为r=2m、电阻为的圆形导体环放置在平台上，使环的圆心O位于磁场边界上，直径AB恰好与磁场边界重合。检测过程中磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示，规定磁场方向竖直向下为正方向。求：（用含π的公式表示）
（1）0~2s时间内，通过导体环横截面的电量；
（2）t=2.5s时，导体环所受安培力。
【答案】（1）
（2），方向与直径AB垂直向右
【解析】
【小问1详解】
根据法拉第电磁感应定律可知，0~2s内线圈内的感应电动势
由图乙可知
半圆环的面积
则
通过导体的电流
0~2s时间内，经过的时间
通过导体横截面的电量为
【小问2详解】
由图乙可知，时，，方向竖直向下，磁感应强度B的大小的变化率不变，则电流大小与0~2s时间内相等，即
根据楞次定律可知导体环内电流方向为顺时针方向，导体环的有效长度
导体环所受安培力大小
根据左手定则可知，安培力的方向与直径AB垂直向右。
14. 如图所示，空间中有一直角坐标系，在y轴的右侧有一宽度为L的匀强电场，电场强度的方向沿y轴负方向。在电场的右侧以O'（2L，0）点为圆心、为半径的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场。现将一质量为m，电荷量为+q的带电粒子从圆形边界的A点沿半径方向与x轴正方向成角射入圆形边界磁场，经过磁场偏转后与x轴负方向成角射出圆形边界磁场，此后经过电场偏转，带电粒子最终从y轴上的点以速度v₀垂直y轴射出。不计粒子的重力，求：
（1）匀强电场的电场强度E；
（2）圆形边界磁场的磁感应强度B；
（3）粒子从A点出发运动至y轴上P点的总时间。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
由运动的对称性可知，粒子从圆形边界磁场离开时，速度的反向延长线经过，且与x轴负方向成角射出圆形边界磁场，运动轨迹如下图所示
则粒子入射电场的位置坐标为（L，L）
粒子进入电场后，水平方向做匀速直线运动，有
在竖直方向，受电场力作用，由牛顿第二定律，得
在竖直方向的位移为
联立解得
【小问2详解】
设粒子进入磁场时的速度为v，则
解得
由几何关系可知，粒子在磁场中做圆周运动的轨道半径
粒子做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，有
解得
【小问3详解】
粒子在磁场中运动的周期为
由几何关系可知，粒子在磁场中的运动时间
解得
在无场区域的运动距离
解得
在电场中的运动时间
总时间
15. 如图所示的装置左侧是法拉第圆盘发电机，其细转轴竖直安装。内阻不计、半径的金属圆盘盘面水平，处于竖直向上的磁感应强度匀强磁场中，圆盘在外力作用下以的角速度逆时针（俯视）匀速转动，圆盘的边缘和转轴分别通过电刷a、b与固定在绝缘水平桌面上的光滑水平金属导轨、相连，导轨间距，导轨的最右侧。之间接有定值电阻，正对的A、B两点通过光滑绝缘垫片隔开。在导轨平面内以AB中点O为坐标原点建立坐标系xOy，x轴与导轨平行。区域内存在竖直向下的磁感应强度匀强磁场，导轨上放置着一根质量：、电阻、长度为L的金属棒甲，甲离y轴足够远；区域内存在竖直向下的非匀强磁场，磁感应强度，金属棒乙紧贴AB静止于其右端，乙的质量为、电阻为、长度为L，且离右侧定值电阻足够远。已知金属棒甲、乙之间的碰撞为弹性碰撞，碰后立即拿走金属棒甲，运动过程中金属棒与导轨接触良好，不计其它一切电阻。公式提示：。
（1）求开关闭合瞬间，金属棒甲的加速度大小；
（2）从闭合开关到金属棒甲刚达到最大速度时（此时金属棒未到达y轴），求此过程通过金属棒甲的电量q及其产生的焦耳热；
（3）求金属棒乙最终停下来时的位置坐标x。
【答案】（1）
（2），
（3）
【解析】
【小问1详解】
圆盘转动切割磁感线，感应电动势为
根据闭合电路欧姆定律得
对甲，由牛顿第二定律得
解得
【小问2详解】
稳定时，设甲的速度为，则
解得
设金属棒甲从开始运动到最大速度通过金属棒的电量为q，对金属棒，由动量定理得
解得
此过程中的能量转化为
解得
【小问3详解】
设甲、乙碰后速度分别为、，则，
解得
金属棒乙切割磁感线，有，，
根据动量定理可得
解得