2025届河北省衡水市重点名校物理高三上期末学业质量监测模拟试题含解析

2025届河北省衡水市重点名校物理高三上期末学业质量监测模拟试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、1933年至1934年间科学家用α粒子轰击铝箔时，发生的核反应方程为，反应生成物可以像天然放射性元素一样发生衰变，核反应方程为。其中ν为中微子，为正电子。则下列说法正确的是（）A．当温度、压强等条件变化时，放射性元素的半衰期随之变化B．中微子的质量数A＝0，电荷数Z＝2C．正电子产生的原因可能是核外电子转变成的D．两个质子和两个中子结合成一个α粒子，则两个质子与两个中子的质量之和大于α粒子的质量2、如图所示，圆环固定在竖直平面内，打有小孔的小球穿过圆环．细绳a的一端固定在圆环的A点，细绳b的一端固定在小球上，两绳的联结点O悬挂着一重物，O点正好处于圆心．现将小球从B点缓慢移到B'点，在这一过程中，小球和重物均保持静止．则在此过程中绳的拉力（）A．一直增大B．一直减小C．先增大后减小D．先减小后增大3、中国空间技术研究院空间科学与深空探测首席科学家叶培建近日透露，中国准备在2020年发射火星探测器，2021年探测器抵达火星，并有望实现一次“绕”、“落”和“巡”的任务。火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍，火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的0.1倍。由以上信息可知（）A．发射火星探测器需要的速度不能小于16.7km/sB．探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力小C．火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的4倍D．在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度4、如图所示，将直径为d，电阻为R的闭合金属环从匀强磁场B中拉出，这一过程中通过金属环某一截面的电荷量为（）A． B． C． D．5、利用放置在绝缘水平面上的环形电极与环外点电极，可模拟带电金属环与点电荷产生电场的电场线分布情況，实验现象如图甲所示，图乙为实验原理简图。图乙中实线为电场线，a、d关于直线MN对称，b、c为电场中的点，e为环内一点。由图可知()A．带电金属环与点电荷带等量异种电荷B．b、c、e三点场强的大小关系为Eb＞Ec＞EeC．a、d的场强相同D．c点的电势比d点高6、、为两只相同的灯泡，L为理想电感线圈（线圈电阻不计连），连接成如图所示的电路。下列判断正确的是（）A．闭合开关的瞬间，灯比灯亮 B．闭合开关的瞬间，灯和灯亮度相同C．断开开关后，灯立即熄灭 D．断开开关后，灯和灯逐渐变暗直至熄灭二、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，内壁光滑圆筒竖直固定在地面上，筒内有质量分别为3m、m的刚性小球a、b，两球直径略小于圆筒内径，销子离地面的高度为h。拔掉销子，两球自由下落。若a球与地面间及a、b两球之间均为弹性碰撞，碰撞时间极短，下列说法正确的是（）A．两球下落过程中，b对a有竖直向下的压力B．a与b碰后，a的速度为0C．落地弹起后，a能上升的最大高度为hD．落地弹起后，b能上升的最大高度为4h8、一简谐机械横波沿x轴正方向传播，时刻波形如图甲所示a、b、d是波上的三个质点。图乙是波上某一质点的振动图像。则下列说法正确的是（）A．该波传播速度大小为3m/s B．图乙可以表示d质点的振动C．图乙可以表示b质点的振动 D．时，质点速度沿y轴负方向9、如图甲所示，两个点电荷Q1、Q2固定在z轴上，其中Qi位于原点O，a、b是它们连线延长线上的两点。现有一带负电的粒子q以一定的初速度沿z轴从a点开始经b点向远处运动（粒子只受电场力作用），设粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度随坐标x变化的图象如图乙所示，则以下判断正确的是A．ab连线的中点电势最低B．a点的电势比b点的电势高C．x=3L处场强一定为零D．Q2带负电且电荷量小于Q110、如图所示，虚线a、b、c、d代表匀强电场中间距相等的一组等势面。一电子仅在电场力作用下做直线运动，经过a时的动能为9eV，从a到c过程其动能减少了6eV。已知等势面c的电势为3V。下列说法正确的是（）A．等势面a的电势为0B．该电子到达d等势面时的动能为0C．该电子从a到c其电势能减少了6eVD．该电子经过a时的速率是经过c时的倍三、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的实验装置验证动量守恒定律，气垫导轨上安装了两个光电门，气垫导轨左端装一个弹射装置，滑块可被弹射装置向右弹出，质量为m1的滑块甲和质量为m2的滑块乙上装有宽度相同的挡光片。开始时，滑块甲靠在已被锁定的弹射装置处，滑块乙静置于两个光电门之间，滑块甲弹出后通过光电门1再与滑块乙发生碰撞，碰撞后要使两个滑块能够通过光电门2。(1)如图乙所示是用游标卡尺测量遮光条宽度的情况，由此可知遮光条宽度d=_____cm。(2)下列选项中不属于本实验要求的是______（请填写选项前对应字母）A．气垫导轨应调节水平B．滑块甲的质量一定要等于滑块乙的质量C．滑块甲的质量应大于滑块乙的质量(3)某次实验时，该同学记录下滑块甲通过光电门1的时间为∆t1，滑块乙通过光电门2的时间为∆t2，滑块甲通过光电门2的时间为∆t3。如果等式___________（用对应物理量的符号表示）成立，则可说明碰撞过程中系统动量守恒。12．（12分）实验中挂钩位置可认为不变，利用力传感器和单摆小球来验证机械能守恒。（1）用游标卡尺测出小铁球直径结果如图乙所示。则其直径D=________cm。（2）①如图甲所示，固定力传感器M②取一根不可伸长的细线，一端连接（1）中的小铁球，另一端穿过固定的光滑小圆环O，并固定在传感器的挂钩上（小圆环刚好够一根细线通过）③将小铁球自由悬挂并处于静止状态，从计算机中得到拉力随时间变化的关系如图丁所示。（i）为验证小铁球在最高点A和最低处的机械能是否相等，则_____________。A．必须要测出小铁球的直径DB．必须要测出小铁球的质量mC．必须要测出细线离开竖直方向的最大偏角θD．必须要知道图丙、丁中F0，F1，F2的大小及当地重力加速度gE．必须要知道图丙、丁中F0，F1，F2的大小（ii）若已经通过实验测得了（i）中所需的物理量，则为了验证小铁球在最高点B和最低点处的机械能是否相等，只需验证等式_____________________________是否成立即可。（用题中所测得的物理量符号表示）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，半圆形玻璃砖的半径为R，圆心为O。一束单色光由玻璃砖上的P点垂直于半圆底面射入玻璃砖，其折射光线射向底面的Q点（图中未画出），折射率为，测得P点与半圆底面的距离为。计算确定Q点的位置。14．（16分）如图所示，在大气中有一水平放置的固定刚性圆筒，它由圆心共轴的圆筒a、b连接而成，其横截面积分别为3S和S。已知大气压强为p0，温度为T0。两活塞A、B圆心处用一根长为3l的不可伸长的轻线相连，把温度为T0的空气密封在两活塞之间，此时两活塞的位置如图所示。若活塞与圆筒壁之间的摩擦可忽略，现对被密封的气体缓慢加热，求：①当B活塞刚好碰到b部分圆筒的左侧时，气体温度为多少？②当气体温度为3T0时，气体的压强为多少？15．（12分）如图甲所示，玻璃管竖直放置，AB段和CD段是两段长度均为l1＝25cm的水银柱，BC段是长度为l2＝10cm的理想气柱，玻璃管底部是长度为l3＝12cm的理想气柱．已知大气压强是75cmHg，玻璃管的导热性能良好，环境的温度不变．将玻璃管缓慢旋转180°倒置，稳定后，水银未从玻璃管中流出，如图乙所示．试求旋转后A处的水银面沿玻璃管移动的距离．

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】

A．原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，因此半衰期不发生变化；故A错误；B．根据质量数守恒可得中微子的质量数A=30−30=0电荷数Z=15−14−1=0可知中微子的质量数A=0，电荷数Z=0，故B错误；C．根据该衰变的本质可知，正电子是由于质子衰变产生的，故C错误；D．两个质子和两个中子结合成一个α粒子的过程中释放核能，根据质能方程可知质子与中子的质量之和一定大于α粒子的质量，故D正确。故选D。2、A【解析】对联结点O进行受力分析，受三个拉力保持平衡，动态三角形如图所示：可知小球从B点缓慢移到B′点过程中，绳a的拉力逐渐变大，故A正确，BCD错误．3、D【解析】

A．火星探测器脱离地球，但没有脱离太阳系，其发射速度大于第二宇宙速度11.2km/s即可，故A错误；B．根据引力，因为火星的直径约为地球的一半，质量仅是地球的0.1倍，所以火星表面的重力加速度和地球表面的重力加速度之比为2：5。可得探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的引力大，故B错误；C．根据万有引力提供向心力，有可得因火星绕太阳公转周期约为地球公转周期的2倍，所以火星绕太阳的轨道半径约为地球绕太阳的轨道半径的倍，故C错误；D．在火星表面发射近地卫星的速度即火星的第一宇宙速度，由得第一宇宙速度公式可知火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为1：，所以在火星表面发射近地卫星的速度小于地球的第一宇宙速度，故D正确。故选D。4、A【解析】

金属环的面积：由法拉第电磁感应定律得：由欧姆定律得，感应电流：感应电荷量：q=I△t，解得：故A正确，BCD错误；故选A．【点睛】本题考查了求磁通量的变化量、感应电荷量等问题，应用磁通量的定义式、法拉第电磁感应定律、欧姆定律、电流定义式即可正确解题，求感应电荷量时，也可以直接用公式计算．5、B【解析】

A．由图可知金属环与点电荷一定带异种电荷，但不一定等量，故A错误；B．由电场线的疏密可知又因为e点为金属环内部一点，由静电平衡可知金属环内部场强处处为零，故B正确；C．a、d场强大小相等方向不同，故C错误；D．由等势面与电场线垂直和沿电场线电势逐渐降低可知c点的电势比d点低，故D错误。故选B。6、D【解析】

AB．开关闭合到电路中电流稳定的时间内，b立即变亮，由于线圈的阻碍，流过a灯泡的电流逐渐增加，故其亮度逐渐增加，最后稳定，二者亮度相同，故A错误，B错误；CD．开关在断开瞬间，线圈相当于电源，电流大小从a稳定时的电流开始减小，由于a与b是相同的，所以电路中的电流稳定时两个支路的电流值相等，所以在开关由闭合至断开，在断开瞬间，a、b灯都逐渐熄灭，不能再闪亮一下，故C错误，D正确。故选D。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．两球下落过程中，两球都处于完全失重状态，则b对a没有压力，选项A错误；BCD．设两球落地时速度均为方向竖直向下，则a与地面相碰后反弹，速度变为竖直向上的v，则ab碰撞时，设向上为正方向，由动量守恒由能量关系解得则落地弹起后，a能上升的最大高度为零，b能上升的最大高度为选项C错误，BD正确。故选BD。8、AC【解析】

A．由题图甲可知波长，由题图乙可知周期，则波速A正确；BC．a、b、d三质点中在时位于平衡位置的是b和d质点，其中b质点向y轴正方向运动，d质点向y轴负方向运动。则题图乙可以表示b质点的振动，C正确，B错误；D．时a质点通过平衡位置向y轴正方向运动，D错误。故选AC。9、CD【解析】

A.带电粒子在电场中只受电场力作用，电势能和动能之和不变，由图可知，在a、b连线的中点3L处，动能最大，电势能最小，因为粒子带负电荷，所以a、b连线的中点3L处电势最高，故A错误；B.根据A选项分析可知，a点动能比b点小，电势能比b点大，所以a点的电势比b点低，故B错误；C.在3L点前做加速运动，3L点后做减速运动，可见3L点的加速度为0，则x=3L处场强为零，故C正确；D.由于在x=3L点前做加速运动，所以Q2带负电，3L点的加速度为0，则有，故Q2带正电且电荷量小于Q1，故D正确。故选：CD10、BD【解析】

AC．虚线a、b、c、d代表匀强电场内间距相等的一组等势面，电子经过a时的动能为9eV，从a到c的过程中动能减小6eV，由能量守恒可知，电势能增加6eV，则所以等势面a的电势为9V，故AC错误；B．匀强电场中间距相等的相邻等势面间的电势差相等，电场力做功相等，动能变化相等，a到c动能减小6eV，则a到d动能减小9eV，所以该电子到达d等势面时的动能为0，故B正确；D．经过a时的动能为9eV，a到c动能减小6eV，则经过c时的动能为3eV，由公式可得则速率之比等动能之比再开方，即电子经过a时的速率是经过c时的倍，故D正确。故选BD。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、0.360B【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺示数为3mm，游标尺上第12个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标示数为12×0.05mm=0.60mm最终示数为3.60mm=0.360cm(2)[2]若滑块甲的质量等于滑块乙的质量，不能保证两滑块碰撞后均能向右运动，故B项不属于实验的要求。(3)[3]滑块通过光电门的速度根据动量守恒定律有代入可得关系式即为12、1.090cmD【解析】

(1)[1]由图乙可知，该游标卡尺为50分度游标卡尺，故其读数为（2）[2]由机械