河南省新乡市2025届高三下学期第五次调研考试物理试题含解析

河南省新乡市2025届高三下学期第五次调研考试物理试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法正确的是（）A．这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=2所发出的光波长最短B．这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最高C．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11.11eVD．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eV2、如图所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是()A．M处受到的支持力竖直向上B．N处受到的支持力竖直向上C．M处受到的静摩擦力沿MN方向D．N处受到的静摩擦力沿水平方向3、质量为m的小球套在竖直的光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内．让小球从A点开始释放，此时弹簧处于原长，当小球下降的最大竖直高度为h时到达B点，若全过程中弹簧始终处于弹性限度内，竖直杆与OB的夹角为30°，下列研究小球从A到B全过程的说法正确的是A．当弹簧与杆垂直时，小球速度最大B．小球的加速度为重力加速度的位置共有三个C．弹簧的弹性势能先增大后减小D．弹簧的弹性势能增加量大于mgh4、一辆F1赛车含运动员的总质量约为600kg，在一次F1比赛中赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a和速度的倒数的关系如图所示，则赛车在加速的过程中（）A．速度随时间均匀增大B．加速度随时间均匀增大C．输出功率为240kwD．所受阻力大小为24000N5、在杨氏双缝干涉实验中，如果A．用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间、间距相等的条纹B．用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间、间距不等的条纹C．用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，屏上将呈现间距不等的条纹6、如图所示，一闭合的金属圆环从静止开始下落，穿过一竖直悬挂的条形磁铁，磁铁的N极向上，在运动过程中，圆环的中心轴线始终与磁铁的中轴线保持重合，则下列说法中正确的是A．对于金属圆环来说，在AB段磁通量向下B．条形磁体的磁感线起于N极，终于S极，磁感线是不闭合的C．自上向下看，在AB段感应电流沿顺时针方向D．自上向下看，在AB段感应电流沿逆时针方向二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、如图所示，电路中定值电阻R的阻值大于电源内阻r的阻值，开关S闭合，将滑动变阻器滑片向下滑动，理想电压表V1、V2、V3的示数变化量的绝对值分别为△U1、△U2、△U3，理想电流表示数变化量的绝对值为△I，下列说法止确的是（）A．理想电压表V2的示数增大 B．△U3>△U1>△U2C．电源的输出功率减小 D．△U3与△Ⅰ的比值不变8、如图所示为一种质谱仪示意图。由加速电场、静电分析器和磁分析器组成。若静电分析器通道中心线的半径为，通道内均匀辐射电场在中心线处的电场强度大小为，磁分析器有范围足够大的有界匀强磁场，磁感应强度大小为、方向垂直纸面向外。一质量为、电荷量为的粒子从静止开始经加速电场加速后沿中心线通过静电分析器，由点垂直边界进入磁分析器，最终打到胶片上的点。不计粒子重力。下列说法正确的是（）A．粒子一定带正电B．加速电场的电压C．直径D．若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，则该群粒子具有相同的比荷9、一定质量的理想气体的状态变化图像如图所示，它由状态a经过状态b到状态c。关于这一过程的说法，正确的是A．理想气体的体积先增大后保持不变B．理想气体的体积一直增加C．理想气体的内能先增大后保持不变D．理想气体对外做功，吸收热量E.外界对理想气体做功，理想气体放出热量10、如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，受到的弹力为F，速度大小为v，其F-v2图像如乙图所示．则（）A．v2=c时，小球对杆的弹力方向向下B．当地的重力加速度大小为C．小球的质量为D．v2=2b时，小球受到的弹力与重力大小相等三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11．（6分）某同学用如图甲所示装置测当地的重力加速度，光电门A、B与光电计时器相连，可记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间（1）实验前用游标卡尺测量小球的直径，示数如图乙所示，则小球的直径d=_____mm（2）让小球紧靠固定挡板，由静止释放，光电计时器记录小球经过光电门A和光电门B所用的时间t1、t2，测出两光电门间的高度差h，则测得的重力加速度g=_____(用测得的物理量的符号表示)。（3）将光电计时器记录小球通过光电门的时间改为记录小球从光电门A运动到光电门B所用的时间，保持光电门B的位置不变，多次改变光电门A的位置,每次均让小球从紧靠固定挡板由静止释放，记录每次两光电间的高度差h及小球从光电门A运动到光电门B所用的时间t，作出图象如图丙所示，若图象斜率的绝对值为k，则图象与纵轴的截距意义为____，当地的重力加速度为____12．（12分）现用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验，如图所示。在滑块上安装一遮光条，把滑块放在水平气垫导轨上，并用绕过定滑轮的细绳与钩码相连，光电计时器安装在处。测得滑块（含遮光条）的质量为，钩码总质量为，遮光条宽度为，导轨上滑块的初始位置点到点的距离为，当地的重力加速度为。将滑块在图示位置释放后，光电计时器记录下遮光条通过光电门的时间为。滑块从点运动到点的过程中，滑块（含遮光条）与钩码组成的系统重力势能的减少量为__________，动能的增加量为_____________。（均用题中所给字母表示）四、计算题：本题共2小题，共26分。把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。13．（10分）如图所示，开口向下竖直放置的内部光滑气缸，气缸的截面积为S，其侧壁和底部均导热良好，内有两个质量均为m的导热活塞，将缸内理想分成I、II两部分，气缸下部与大气相通，外部大气压强始终为p0，，环境温度为，平衡时I、II两部分气柱的长度均为l，现将气缸倒置为开口向上，求：（i）若环境温度不变，求平衡时I、II两部分气柱的长度之比；（ii）若环境温度缓慢升高，但I、II两部分气柱的长度之和为2l时，气体的温度T为多少？14．（16分）如图所示，有一玻璃做成的工件，上半部分是半径为的半球体，球心为。下半部分是半径为，高的圆柱体。圆柱体底面是一层发光面。发光面向上竖直发出平行于中心轴的光线，有些光线能够从上半部的球面射出（不考虑半球的内表面反射后的光线）。已知从球面射出的光线对应的入射光线间的最大距离为。（取，）(1)求该玻璃工件的折射率；(2)求从发射面发出的光线中入射角都为的入射光线经球面折射后交于中心轴的交点离发光面中心的距离。15．（12分）如图所示，上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置，截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内．在汽缸内距缸底60cm处设有a、b两限制装置，使活塞只能向上滑动．开始时活塞搁在a、b上，缸内气体的压强为p0(p0＝1.0×105Pa为大气压强)，温度为300K.现缓慢加热汽缸内气体，当温度为330K时，活塞恰好离开a、b；当温度为360K时，活塞上升了4cm.g取10m/s2求：①活塞的质量；②物体A的体积．

参考答案一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1、D【解析】

这群氢原子能发出三种频率不同的光，根据玻尔理论△E=Em-En（m＞n）得知，从n=3跃迁到n=1所发出的光能量最大，由E=hγ=hc/λ得知，频率最高，波长最短．故AB错误；从n=3跃迁到n=1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为13.6-1.51eV=12.09eV，根据光电效应方程得Ekm=hv-W0=12.09-2.49eV=9.60eV．故C错误，D正确．故选D．2、A【解析】M处受到的支持力的方向与地面垂直向上，即竖直向上，故A正确；N处受到的支持力的方向与原木P垂直向上，不是竖直向上，故B错误；原木相对于地有向左运动的趋势，则在M处受到的摩擦力沿地面向右，故C错误；因原木P有沿原木向下的运动趋势，所以N处受到的摩擦力沿MN方向，故D错误．故选A．3、B【解析】小球A运动过程如右图所示：当小球滑至C点时，弹簧与杆垂直，水平方向弹簧弹力与杆的弹力平衡，小球在竖直方向受重力，则小球的加速度为重力加速度，小球仍向下加速，此时速度不是最大，当合力为零时速度最大，而合力为零的位置应在弹簧与杆垂直位置的下方，故A错误．在图中A、D两位置，弹簧处于原长，小球只受重力，即小球加速度为重力加速度的位置有A、C、D三个，故B正确；弹簧的形变量先增大后减小再增大，其弹性势能先增大后减小再增大，故C错误；小球与弹簧组成的系统只有重力和弹力做功，所以系统的机械能守恒．根据系统机械能守恒定律可知，小球从A到B全过程中增加的弹性势能应等于减少的重力势能mgh，故D错误．所以B正确，ACD错误．4、C【解析】

汽车恒定功率启动，对汽车受力分析后根据牛顿第二定律列方程，再结合图象进行分析即可.【详解】由图可知，加速度变化，故做变加速直线运动，故A错误；a-函数方程a=-4，汽车加速运动，速度增大，加速度减小，故B错误；对汽车受力分析，受重力、支持力、牵引力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有：F-f=ma其中：F=P/v；联立得：；结合图线，当物体的速度最大时，加速度为零，故结合图象可以知道，a=0时，=0.01，v=100m/s，所以最大速度为100m/s；由图象可知：，解得：f=4m=4×600=2400N；，解得：P=240kW，故C正确，D错误；故选C。【点睛】本题关键对汽车受力分析后，根据牛顿第二定律列出加速度与速度关系的表达式，再结合图象进行分析求解。5、D【解析】

A．由于白光是复合光，故当光程差为紫光波长的整数倍的位置表现为紫色亮条纹，当光程差为红光波长的整数倍位置表现红色亮条纹，故屏上呈现明暗相间的彩色条纹。故A错误。B．用红光作为光源，当光程差为红光波长的整数倍是时表现红色亮条纹，当光程差为红光半个波长的奇数倍时，呈现暗条纹，屏上将呈现红黑相间、间距相等的条纹，故B错误。C．两狭缝用不同的光照射，由于两列光的频率不同，所以是非相干光，故不会发生干涉现象，故C错误。D．用紫光作为光源，遮住其中一条狭缝，不能发生干涉现象而会发生单缝衍射现象，屏上出现中间宽，两侧窄，间距越来越大的衍射条纹。故D正确。故选D。6、C【解析】

A．在圆环还没有套上磁铁之前，圆环中磁通量方向向上。故A错误。B．磁感线是闭合的。故B错误。CD．根据楞次定律，AB段感应电流是顺时针方向。故C正确，D错误。二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。7、BD【解析】

A．理想电压表内阻无穷大，相当于断路。理想电流表内阻为零，相当短路，所以定值电阻R与变阻器串联，电压表V1、V2、V3分别测量R的电压、路端电压和变阻器两端的电压。当滑动变阻器滑片向下滑动时，接入电路的电阻减小，电路中电流增大，内电压增大，路端电压减小，则V2的示数减小，故A错误；C．当内外电阻相等时，电源的输出功率最大，故当滑动变阻器滑片向下滑动时，外电阻越来越接近内阻，故电源的输出功率在增大；故C错误；BD．根据闭合电路欧姆定律得U2=E-Ir则得而据题：R＞r，则得△U1＞△U2同理U3=E-I（R+r）则得保持不变，同时得到△U3＞△U1＞△U2故BD正确；

故选BD。8、AD【解析】

A．粒子在向外的磁场中受洛伦兹力向左偏转，由左手定则可知，粒子带正电，故A正确；B．在静电分析器中，根据电场力提供向心力，有在加速电场中，有联立得故B选项错误；CD．在磁分析器中，根据洛伦兹力提供向心力，有若一群粒子从静止开始经过上述过程都落在胶片上同一点，说明圆周运动的直径相同，由于磁场、电场、静电分析器的半径都不变，则该群粒子具有相同的比荷，故C错误，D正确。故选AD。9、BCD【解析】

AB．由理想气体状态方程,由状态a经过状态b,压强不变，温度升高，体积增大。态b到状态c，温度不变，压强减小，体积增大。所以体积一直增大。故A错误。B正确。C．一定量理想气体的内能由温度决定，状态a经过状态b到状态c，温度向增大，后不变。所以内能先增大后保持不变。故C正确。DE．状态a经过状态b到状态c，体积一直增大，所以理想气体对外做功。又内能先增大后保持不变，总体相对于初始增大。由热力学第一定律,内能增大且对外做功，必须吸收热量。所以D正确,E错误。10、CD【解析】由图象可知，当时，有：F＜0，则杆对小球得作用力方向向下，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的弹力方向向上，故A错误；由图象知，当时，F=0，杆对小球无弹力，此时重力提供小球做圆周运动的向心力，有：，得,由图象知，当时，F=a，故有，解得：，故B错误，C正确；由图象可知，当时，由，得F=mg，故D正确；故选CD.【点睛】小球在竖直面内做圆周运动，小球的重力与杆的弹力的合力提供向心力，根据图象、应用向心力公式、牛顿第二定律分析答题．三、实验题：本题共2小题，共18分。把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。11、11.4小球经过光电门B时的速度2k【解析】

（1）[1]由图示游标卡尺可知，其示数为d=11mm+4×0.1mm=11.4mm（2）[2]小球经过光电门时的速度为小球做自由落体运动，由速度位移公式得解得（3）[3][4]小球释放点的位置到光电门B的位置是恒定的，小球每次经过光电门时的速度是一定的，则有整理得则图象与纵轴的截距表示小