2025-2026学年河南省郑州外国语学校高三（下）段考物理试卷（4月份）（含答案）

这是一份2025-2026学年河南省郑州外国语学校高三（下）段考物理试卷（4月份）（含答案），共16页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，简答题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.破冰船可以滑上冰层借助自身重力破冰。在破冰船的船头相对冰层向上滑动的瞬间，船头受到冰层的支持力和摩擦力作用，如图所示的a、b、c、d四个方向中，这两个力的合力方向可能是( )
A. aB. bC. cD. d
2.如图所示，有一不带电的金属球壳，在其中心O点处放置一正点电荷，M、N、P、Q点在一条过O点的直线上，P点与N点关于O点对称，Q点位于金属内部，M点位于球壳外部。当金属球壳处于静电平衡状态时，( )
A. M、N点电势相等
B. Q点的电场强度不为零
C. 电子从N点运动到P点的过程中电场力所做总功一定为正
D. Q点的电势高于M点的电势
3.在家庭电路中，接地故障通断器在用电器发生漏电时，能保护人的生命和财产安全。当用电器正常工作时，紧靠的两根绝缘电线电流大小相等、方向相反；当用电器漏电时，线圈中就会产生感应电流，断路器切断电路。若某次漏电瞬间，电线1和电线2中电流流向如图所示，且电线2中电流小于电线1中电流，则线圈内( )
A. 磁通量增加，感应电流从N到M
B. 磁通量减少，感应电流从N到M
C. 磁通量增加，感应电流从M到N
D. 磁通量减少，感应电流从M到N
4.某小组研究物体在竖直平面内做圆周运动的特点，在物体由最低点运动到最高点的过程中，其动能和重力势能随时间的变化分别如图①、②图线所示，图线①与横轴平行，则物体在此运动过程中( )
A. 机械能守恒
B. 动量不变
C. 合外力不变
D. 克服重力做功为E1
5.氢原子的能级示意图如图所示，氢原子光谱中波长在100～124nm之间的谱线有(ℎc=1240nm⋅eV)( )
A. 1条
B. 2条
C. 3条
D. 4条
6.天狼星双星系统由质量不同的主序星和伴星组成。仅考虑两星间的万有引力，两星的运动均可视为绕它们连线上某点O的匀速圆周运动，周期相同。若两星视为质点，相距为L，主序星在时间t内转过n圈，引力常量为G，则( )
A. 伴星运动的角速度大小为2πtn
B. 伴星运动的轨道半径为L
C. 主序星和伴星的总质量为4π2n2L3Gt2
D. 主序星与伴星绕O点运动的线速度大小之比等于它们的质量之比
7.质量为20kg的玩具汽车在水平地面上由静止开始沿直线运动了8m，其所受合外力大小与位移大小的关系如图所示，则玩具汽车( )
A. 所受合外力做的总功为25J
B. 运动到6m处的速度大小为17m⋅s−1
C. 在0到3m的运动过程中所受合外力的冲量大小为20 5N⋅s
D. 在4m处所受合外力的瞬时功率为80W
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.一列简谐波在均匀介质中沿x轴负方向传播，M和N是介质中的两个质点。t时刻的波形如图所示，M位于波峰处，N位于平衡位置，波源振动的周期为4s，则( )
A. 波速为2m/s
B. t时刻O点处质点向下运动
C. t时刻M的加速度大小比N的大
D. 从t时刻开始运动0.5s，在这段时间内M的平均速率是N的( 2−1)倍
9.如图1所示，两根相距为L的长直光滑导轨固定在水平桌面上，导轨间连接阻值为R的电阻，质量为m的金属杆垂直于导轨放置并与两导轨接触良好。整个装置放在垂直于导轨平面的匀强磁场中，磁感应强度大小为B。金属杆在水平拉力作用下向右做直线运动，位移大小与速率平方的关系如图2所示。若不计金属杆和导轨的电阻，则( )
A. 金属杆的加速度大小为v022x0
B. 金属杆所受安培力的大小与速率成反比
C. 金属杆在x0处所受的拉力大小为B2L2v0R+mv02x0
D. 速率从v0增大到2v0的过程中，金属杆的位移大小为3x0
10.匀强电场中，一带电粒子受重力和电场力作用在竖直平面内的运动轨迹如图所示。若粒子在M点的速度方向与加速度方向垂直，P点的速度方向与重力方向垂直，M和N点电势相等，则( )
A. 从M点运动到N点的过程中，粒子速率先减小后增大
B. 从M点运动到P点的过程中，粒子电势能减小
C. 从M点运动到N点的过程中，电场力先做正功，再做负功
D. 粒子在P、N两点的机械能相等
三、实验题：本大题共2小题，共22分。
11.某小组探究小球竖直下落过程中的机械能是否守恒。他们将质量为30.0g的小球从竖直放置的刻度尺旁一定高度处由静止释放，使用每秒连续拍摄50张照片的摄像机记录小球的下落位置。从中间某张照片开始，每隔一张照片对小球的位置进行编号，数据如表：
(1)小球在2号位置处的动能约为 J，它从该位置运动到7号位置的过程中重力做功约为 J。(结果均保留2位有效数字，重力加速度取g=9.8m⋅s−2)
(2)用上述数据分析小球从2号位置运动到7号位置过程中机械能是否守恒并写出分析过程： 。
12.某同学拟利用发光二极管等器材制作一个创意贺卡，需要首先测定发光二极管的伏安特性。主要实验器材有：直流电源E(5V，内阻不计)，电压表V(0～3V，内阻约50kΩ)，电流表A(0～30mA，内阻约50Ω)，滑动变阻器R1，发光二极管D(正常发光时电阻约为几十欧姆)。
(1)该同学测定发光二极管D两端电压在0～2V范围内的伏安特性的电路如图1所示，图中只连接了部分电路，还需要连接c点与 点，e点与 点。
(2)测得的伏安特性曲线如图2所示，当工作电流为15.0mA时，发光二极管两端的电压约为 V。
(3)该同学设计的创意贺卡的电路如图3所示。已知电源E的电动势为5V(内阻不计)，音乐芯片的等效电阻为RL，其阻值为167Ω，若取该发光二极管的工作电流为15.0mA，则电阻R2的取值应为 Ω(结果保留2位有效数字)。
四、简答题：本大题共2小题，共22分。
13.有人提出了高速列车不停车换乘的设想。高速列车A以v0做匀速直线运动，接驳列车B在相邻车道由静止开始做加速度大小为a的匀加速直线运动，与车A同向行驶。两车同时到达交汇点时，车B刚好加速到v0，然后两车保持该速度行驶供乘客换乘。若将两车视为质点，求：
(1)车B出发时，车A与交汇点的距离；
(2)换乘完毕后，车B做匀减速直线运动，运动了距离s0后停止，求此过程中车B运动的加速度大小和运动时间。
14.如图所示，一半径为5r的透明均质半球置于空气中，某圆柱形单色平行光束垂直于半球底面入射，光束横截面圆心与半球底面圆心重合。若要整束光都不发生全反射，其横截面的半径最大为3r。
(1)求该光束在半球中的折射率；
(2)若换成半径为3r在半球中折射率为原光束的k(k>0)倍的另一光束，其他条件不变，求此时半球有光束射出的球冠底面面积。(不考虑反射光的折射)
五、计算题：本大题共1小题，共13分。
15.为研究静电跳球现象，某同学固定了板间距为d的水平平行导体板(板足够长)，两极板连接到电压可调的直流电源上(如图)，极板间电场强度竖直向下。一个质量为m的小球(可视为质点)与上极板接触后由静止释放，在两极板间沿竖直方向运动，小球每次与上极板接触后所带电量都会变为+q，每次与下极板接触后所带电量都会变为−q。小球每次与极板碰撞后瞬间的动能与碰撞前瞬间的动能比值为k，不计空气阻力，取重力加速度为g。
(1)若小球第一次反弹后恰好到达上极板，求两极极间电压，以及小球与下极板碰撞过程中损失的动能；
(2)调整电压使小球在向上运动时做匀减速直线运动，且加速度大小等于向下运动的加速度大小的一半，最终小球每次从上极板反弹后瞬间的动能均相同，写出此动能表达式，并讨论k的取值范围；
(3)再次调整电压，使小球向上时能做匀速直线运动。小球每次从上极板反弹后瞬间的动能均相同后，若在其与下极板碰撞的瞬间加上垂直纸面向内的匀强磁场，小球所能达到的最大高度恰为极板间距的一半，求：①磁感应强度大小与k的关系；②加磁场后小球水平方向的最大位移大小与k的关系。
参考答案
1.C
2.D
3.A
4.D
5.B
6.C
7.C
8.ACD
9.AD
10.BC
0.12 小球从2号位置运动到7号位置过程中机械能，理由见解析。
12.a
d
1.90
40

13.解：(1)当B刚好加速到v0，所用时间为t，由速度—时间公式得：v0=at
解得：t=v0a
车A与交汇点的距离s=v0×v0a=v02a
(2)车B的运动可逆向看作初速度为0的匀加速直线运动，根据速度—位移公式得：v02=2a′s0
解得：a′=v022s0
根据速度—时间公式得：v0=a′t
解得：t=2s0v0
答：(1)车B出发时，车A与交汇点的距离为v02a；
(2)车B运动的加速度大小为v022s0，运动时间为2s0v0。
14.解：(1)据题知，离圆心3r处的光束恰发生全发射，有sinC=1n=35
解得：n=53

(2)①若k>1，则sinC=1n，可知C1