物理-河南省TOP二十名校2025届高三调研考试（三）试题和答案

绝密★启用前2025届高三年级TOP二十名校调研考试三物理全卷满分100分,考试时间75分钟注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名,准考证号填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并收回。4.本卷命题范围:必修第一、二册,必修第三册第九~十二章,选择性必修第一册第一~三章。一、选择题: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。1.半导体指纹传感器,多用于手机、电脑、汽车等设备的安全识别,如图所示.传感器的半导体基板上有大量金属颗粒,基板上的每一点都是小极板,其外表面绝缘.当手指的指纹一面与绝缘表面接触时,由于指纹凹凸不平,凸点处与凹点处分别与半导体基板上的小极板形成正对面积相同的电容器.使每个电容器的电压保持不变,对每个电容器的放电电流进行测量,即可采集指纹.在指纹采集过程中,下列说法正确的是A.指纹的凹点处与小极板距离远,电容大B.手指缓慢松开绝缘表面时,电容器带电量减小C.手指用力挤压绝缘表面时,电容变小D.手指挤压绝缘表面过程中,电容器两极板间的场强大小不变2.从物体的运动情况确定其受力特征是力学研究的一个重要思路.某新能源汽车启动时,电脑23测绘了汽车速度随位移变化的关系图线如图所示,图线是一条直线,图中'=],23z、z2处受到的合力大小之比为A.1:1B.1:3C.1:9D.3:1【高三年级调研考试三·物理第1页(共6页)】25X221C3.图甲为一列简谐横波在t=0时刻的波形图,P是平衡位置为z=1m处的质点,Q是平衡位置为xz=4m处的质点,图乙为质点Q的振动图像,则下列说法正确的是A.波沿z轴负方向传播B.波速为20m/S7T4C.质点P的振动方程为y=10(sin10nt)cm7T4 D.t=0.25S时,质点P的位移为5,/2cm4.2024年4月26日3时32分,我国神舟十八号载人飞船采用自主快速交会对接模式,成功对接于中国空间站天和核心舱径向端口(如图所示),随后3名航天员从神舟十八号载人飞船进入中国空间站开展为期六个月的太空工作与生活,这次太空远航,航天员们携带了一个叫做"小受控型生态生命模块"的装置及相关物品进入太空,其中的主要水生生命体就是斑马鱼和金鱼藻,实现我国在外太空培养脊椎动物的首次突破.已知空间站绕地球运行的轨道半径为r,地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g.则以下判断中正确的是A.空间站绕地稳定飞行时,斑马鱼受到的万有引力和浮力作用B.空间站绕地飞行速度大于第一宇宙速度 C·空间站运行的速度大小为rRR2R25.如图所示,在一圆周的四个等分点A、B、C、D各放一电荷量大小均为Q的点电荷,A、C点是正电荷,B、D点是负电荷,P为AB弧的中点,O为圆心,Q为C、D连线的中点,无穷远处电势为零:已知与点电荷Q距离为r处的电势为k9,下列说法正确的是A.O点的场强为零,电势不为零B.Q点的场强和电势均不为零C.Q、O连线上各点场强方向与CD平行D.将一电子从P点移动到Q点,电场力做正功6.2024年8月3日晚,巴黎奥运会网球女单决赛,郑钦文夺冠,创造历史成为了中国首位奥运网球单打冠军.如图所示,网球从。点沿水平方向飞出,第1只球飞出时的初速度为v1,落在自己一方场地上后弹跳起来,刚好擦网而过,落在对方场地的B点处;第2只球飞出时的初速度为v2,直接擦网而过,也落在B点处.设球与地面碰撞时没有能量损失,且不计空气阻力,下列说法正确的是【高三年级调研考试三·物理第2页(共6页)】25X221CA.球2平抛的初速度为球1的2倍B.球2掠过网的时刻恰好是其做平抛运动从。到B的中间时刻C.A点到网的距离是B点到网距离的7.如图所示,三根不可伸长的轻质细绳系于。点,A、B端分别固定在竖直与水平墙上,绳OA水平,绳OB与水平方向间夹角为a=60",C端竖直悬挂一小球(可视为质点).现保持结点。不动,对小球施加一个始终与OC绳垂直的作用力F,使小球缓慢运动至绳OC水平,则此过程中A.力F大小一直增大B.绳OC受到的拉力大小不变C.绳OB受到的拉力先增大后减小D.绳OA受到的拉力一直增大二、选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得。分。8.如图甲所示,波源S1、S2相距5m,且AS1=3m,AS2=4m,t=0时刻两波源同时开始振动,振动图像均如图乙所示,形成的两列简谐横波在均匀介质中传播,波速均为v=0.25m/s,下列说法正确的是A.甲、乙两列波的波长为0.5mB.在t=13.5S时,A处质点处于波谷C.A点为振动加强点,且始终处于波峰位置D.在0~18S内A点运动的路程为32cm9.如图甲所示,A、B是某电场中一条电场线上的两点,一个负点电荷从A点由静止释放,仅在静电力的作用下从A点运动到B点,其运动的v-t图像如图乙所示.取A点为坐标原点,AB方向为正方向建立z轴,作出了AB所在直线的电场强度大小E、电势、粒子的电势能Ep随位移z的变化的E-x图像、qp-z图像、Epz图像,其中可能正确的是10.光滑绝缘水平面内有三个相同的带正电的绝缘小球A、B、C(均可视为点电荷),质量为m,带电量为十q,A、B之间和B、C之间各用一根长为L的轻绳连接,A、C固定,平衡时A、B、C【高三年级调研考试三·物理第3页(共6页)】25X221C恰好构成正三角形,如图甲所示.现解除对A、C的锁定,当三个小球运动到同一条直线上时,速度大小分别为v、v2、v3,如图乙所示.已知以无限远处为零电势点,距离电荷量为Q的Q点电荷r处的电势为k,其中k为静电力常量,多个点电荷产生的电场中某点的电势,等Qr于每个点电荷单独存在时该点电势的代数和.下列说法正确的是A.初始时刻·A.B.C系统所具有的电势能为3KQ2B.解除A、C的锁定后,A、B、C系统的动量不守恒22三、非选择题:本题共5小题,共54分。11.(6分)小明同学利用图甲所示的实验装置进行"探究物体加速度与力、质量的关系"实验.(1)下列实验与该实验采用相同实验方法的是·B.共点力合成实验C.影响向心力大小因素实验D.验证机械能守恒定律【高三年级调研考试三·物理第4页(共6页)】25X221C(2)某同学在实验中用打点计时器记录了被小车拖动纸带的情况.在纸带上每5个点取一个计数点,共有A、B、C、D、E、F、G等7个计数点,其相邻点的间距如图所示,已知所使用交流电的频率为50Hz·根据纸带的数据可以求出打点计时器打下C点时小车的速度为m/'S,小车的加速度大小为m/'s2·(保留2位小数)(3)某次实验中交流电的频率发生了波动,频率变成了49Hz,但做实验的同学仍按照50Hz进行数据处理,那么速度的测量值与实际值相比(选填"偏大"、"偏小"或"不变"),该误差属于(选填"系统"或者"偶然")误差.12.(10分)小明同学想同时测量某电流表A的内阻和电阻R,的阻值,实验室提供如下器材:A.待测电流表A1(内阻未知,量程0.6A)B.待测电阻RxC.电源(电动势为3V)D.滑动变阻器R(最大阻值为10Ω,允许通过的最大电流为2A)E.滑动变阻器R2(最大阻值为1000Ω,允许通过的最大电流为1A)F.电流表A2(内阻未知,量程3A)G.电阻箱RH.开关SI.导线若干(1)设计的部分电路如图所示,则滑动变阻器应选择(填"D"或"E").(2)电路图虚线框中的电路结构,应选用下列甲乙丙丁中的哪一个·(3)实验时,先将电阻箱R调为0,然后闭合开关S,改变滑动变阻器滑片位置使电流表A2的示数接近满量程,逐渐增加电阻箱R的阻值,同时记录电流表A的示数I1、电流表A2的I2I1示数2及电阻箱R的数值,并作出(选填"'R"、2R"或u(2i)R")I2I1图像,若作出的图线是倾斜直线且直线的斜率为k,截距为b,则可求得电流表A的内阻为 ,待测电阻R阻值为(均用含k、b的式子表示).【高三年级调研考试三·物理第5页(共6页)】25X221C13.(10分)如图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转轴与过陶罐球心。的对称轴o0'重合.转台以一定角速度。匀速转动,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和。点的连线与00'之间的夹角0=60",重力加速度大小为g,若wo,小物块受到的摩擦力恰好为零.(1)若o=(1+k)o,,且0<k≤1,求小物块受到的摩擦力大小和方向.(2)若o=(1k)eo,,且0<k≤1,求小物块受到的摩擦力大小和方向.14.(12分)如图所示,一足够长的竖直光滑杆固定在水平地面上,一劲度系数为k的轻弹簧套在光滑杆上,弹簧下端固定,上端与质量为m的小球2(杆穿过其直径孔)连在一起,小球2静止时所在位置为0.另一质量也为m的小球1(杆穿过其直径孔)从距。点为距离为h(h未知)的位置由静止开始下落,与2发生碰撞,碰后以相同速度一起向下运动,碰撞时间极短.两球均可视为质点,在运动过程中,弹簧的形变始终在弹性限度内,当其形变量为z时,弹性势能为Ep2k2·重力加速度为g8,不计空气阻力. 8mgk(1)若h,求小球1、2碰后向下运动过程中离 8mgk(2)要使小球1、2在碰后的运动过程中不分离,求h的最大值.(3)h取第(2)问的最大值的情况下,测得小球1、2碰后从。点开始向下运动到第一次返回。点所用的时间t,求小球1、2碰后做简谐运动的周期.15.(16分)如图所示,光滑绝缘水平面上静置两个质量分别为3m、172的小球A和B相距为zo=0.05m,A球所带电荷量为十Q,B球不带电.现在A球右侧区域加上水平向右的匀强电发生弹性正碰,A、B碰撞过程中没有电荷转移,且碰撞过程时间极短,重力加速度大小g=10m/s2,求:(1)A、B发生第一次碰撞后瞬间,A、B的速度大小;(2)A、B发生第三次碰撞的时刻;(3)从静止释放到第n次碰撞,A运动的位移.【高三年级调研考试三·物理第6页(共6页)】25X221C2025届高三年级TOP二十名校调研考试三·物理参考答案、提示及评分细则1B根据电容器的电容决定式C1B根据电容器的电容决定式Cr指纹的凹点处与小极板距离远,电容小.A错误;手指缓慢松开绝缘4Tkd表面,电容器两极间的距离增大,电容减小,由Q=CU可知,U不变,则电容器带电量减小,B正确;手指挤压Ud绝缘表面过程中,电容器两极板间的间距减小,电容变大,C错误;电容器内部场强大小为E=,Ud绝缘表面过程中,电容器两极板间的间距减小,内部场强大小变大,故D错误.2.B根据加速度的定义avt·由图线可知=k·则vk·将a△vt代入上式得a△tk·又将瞬时速度计算式v=代入上式得a度计算式v=代入上式得a=kv,即a=kx,图中,则,由F=ma得汽车在z1、x2处受到的t2323合力大小之比为1:3,B正确.3.Dt=0时Q点向上振动,则可知波沿z轴正方向传播,A错误;由图甲可知,该波的波长为8m,由图乙可:cm 44=10sinTZ(cm),可知t质点P的位移为y=10sinTX1(cm)=5,/2cm,设质点P的振动方程为y 441otsint+,cm-lotsiniot+cm·代入to·5i2cm可得,4·或,x·因P沿负方3T4向运动,故质点P的振动方程为y=10(sin10xt+)cm,C错误;则t=0.25S时,质点P的位移为y23T4iotsin1oxxa.25+cm52cm,D正确4.D空间站绕地球稳定飞行时,万有引力提供向心力,处于完全失重状态,所以斑马鱼只受万有引力作用,不受浮力作用,故A错误;地球第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度,可知空间站绕地飞mg·根据万有引力与重力的关系得Gm·质量为m的8金鱼藻在空间站的重力大小为G鱼mg·解得R2G鱼()mg.D正确R25.C根据点电荷电场强度公式和电场叠加原理可知,圆心。处电场强度为零;根据点电荷电势公式和电势叠加原理可知,O点电势为零,A错误;根据电势的叠加可知,Q点电势为零,B错误;QO连线为电势为零的等势线,因此Q、O连线场强方向与等势线垂直,即与CD平行,C正确;由于P、Q两点的电势都为零,将一电子从P点移动到Q点,电场力不做功,D错误. 6.B如图所示,OA间的水平距离为d,由几何关系可知OB间的水平距离为3d.球 点的运动时间t2的3倍,则两球在水平方向有uti=v2t2,且t1=3t2,则v23v,A错误;由分运动的等时性可知,球2从。点飞到挡板C点的时间与球1从。点飞到D点的时间相等;由对称性可知球1从。点飞到D点与由C飞到E的时间相等,OE两点间的水平距离H故oC与CB竖直方向的高度之比为1:3竖直方向做自由落体运动·故经历的时间相同,B正确D错误;A到C点的时间是A到E点时间的半·由于对称性,A到C的时间占A经E到B时间的4·根据3水平方向的位移z=vt,故A点到网的距离是B点到网距离的,故C错误3【高三年级调研考试三·物理参考答案第1页(共4页)】25X221C7.A以小球为对象,设Oc与竖直方向的夹角为8,根据受力平衡可得F=mgsin,Tucr=mgcos9,由于9增大,故力F大小一直增大,绳OC受到的拉力大小减小,故A正确,B错误;以。点为对象,根据受力平衡可sina得TOBSin=TocCOS0.联立解得TOBmgCOSO,由于。增大,所以绳OB受到的拉力大小直减小,C错误;sina在增大的过程中,绳OA受到的拉力不是一直增大,D错误.AS212S,S2处波传播至A点用时t2v6S,因此在t13.5S时,只有si处波到达A点·并且使A处质点AS2振动T·所以此时A点应该处于波峰·B错误;由于AS2AS-Im2入·所以A点为振动加强点但A点是处于振动状态,并非一直处于波峰,C错误;在12~16S内,A点运动的路程为S1=8A=16cm,在16~18S内,A点的振幅为4cm,运动的路程为S216cm,则在0~18S内A点运动的路程为32cm,D正确.9.BD根据v-t图像可知,粒子的加速度在逐渐增大,粒子所受电场力在逐渐增大,电场强度E随位移z在逐渐增大,A错误,B正确;粒子带负电,电场力方向从A指向B,电场强度方向从B指向A,故从A到B电势逐渐升高,由于电场强度逐渐增大,故P-Z-图像的斜率逐渐增大,C错误;从A到B电势能逐渐减小,由于电场力增大,Epz图像的斜率逐渐增大,D正确.10.ACD电势能等于将电荷移到无穷远,电场力做的功,故A、B、C系统的电势能可认为分别将C、B小球搬2kq2kq2到无穷远电场力做的功.初始时刻,先将C球移到无穷远,电场力做功等于W1=·q=,2kq2kq23KQ2l.·故A正确;解除A、C的锁定后,对整个系统分析可知系统受到的合外力为0.故动量守恒·B错误;3KQ2图乙状态与图甲状态相比A·C之间的电势由变为·则电势变化量△p·所以系统电势能减少量为kq2kq22L2L△Er=q△,则A、B、c系统的机械能增加了,C正确;对系统根据动量守恒得mvu1十mv3kq2kq22L2L 据对称性可知u=v3,解得v2=2v,根据能量守恒得mvi2mv22mv据对称性可知u=v3,解得v2=2v,根据能量守恒得mvi2mv22mv32=,解得v2=2222L3mLD正确.11.(1)C(1分)(2)0.55(1分)1.42(1分)(3)偏大(2分)系统(1分)解析:(1)在"探究加速度与力、质量的关系"的实验中,用的是控制变量实验方法,A图是斜面理想模型实验追寻守恒量,不符合题意;B图是用等效法探究二力合成的定则,不符合题意;C图是用向心力实验仪探究向心力的大小与半径、质量、角速度的关系实验,用的是控制变量实验方法,符合题意;D图是自由落体法验证机械能守恒定律,不符合题意.故选C.(2)电源频率为50Hz,则可知打点周期为0.02S,而每5个点取一个计数点,则可知每两个计数点间的时间间隔为0.1S,该实验中用平均速度代替瞬时速度,则可得打点计时器打下C点时小车的速度为vC m/s≈0.55m/s;根据逐差相等公式可得小车的加速度a=2t2 m/s≈0.55m/s;根据逐差相等公式可得小车的加速度a=22t2xo.1t(3)根据频率与周期之间的关系Tf可知·频率减小则周期变大,相邻计数点所用的时间变长因此速度的测量值与实际值相比将偏大;由系统装置所造成的误差称为系统误差,故该误差属于系统误差.I21b—112.(1)D(2分)(2)乙(2分)(3)1,R(2分)k(2分)I21b—1解析:(1)因电路中滑动变阻器采用分压式接法,为了便于调节,滑动变阻器应选择最大值较小的变阻器.故选D.(2)待测电流表A,的量程0.6A,电流表A2的量程3A,所以电流表Ai应接在支路中,电流表A2应接在干路中,丙、丁错误;甲电路中电流表A1与R:串联且阻值均未知,故不能测出电流表A,的内阻和电阻Rr的阻值,所以选乙.【高三年级调研考试三·物理参考答案第2页(共4页)】25X221C13.解:(1)当摩擦力恰好为零时,支持力和重力的合力提供向心力,如图则172gtan9=mwo2r(1分)r=Rsin9(1分)当w=(1+k)wo时,小物块相对于半球形陶罐有向上的运动趋势,小物块受到沿罐壁切线向下的摩擦力,如图所示竖直方向受力平衡有N1Cos9=mg十fisin(1分)水平方向根据牛顿第二定律有Nisin+f1Cos9=mw2Rsin(1分)(2)当w=(1k)wo时,小物块相对于半球形陶罐有向下的运动趋势,小物块受到沿罐壁切线向上的摩擦力,如图所示(1分)竖直方向受力平衡有N2Cos0+f2sin0=mg(1分)水平方向根据牛顿第二定律有N2sinf2Cos9=mw2Rsin(1分)14.解析:(1)1自由下落h的速度为vi,根据机械能守恒有mgh2mvi2(1分)1与2碰撞过程动量守恒,则有mu十0=(m+m)v(1分)2在。位置弹簧被压缩,根据平衡条件得r(1分)1与2共同体继续向下运动离。点的最大距离为zn,根据机械能守恒定律有整理得zm22zozm8zo2=0解得zm=4z,(zm=2z,舍去)4mgk即zm=(14mgk(2)小球1、2碰后做简谐运动,当运动到最高点即将分离时,它们的加速度大小a=g在最低点,设小球1、2碰后向下运动过程中离。点的最大距离为zm,则弹簧的压缩量为zm+zo,由牛顿【高三年级调研考试三·物理参考答案第3页(共4页)】25X221C第二定律有k(zm十z,)2mg=2ma'(1分)根据简谐运动的对称性可知a'=a(1分)3mgk解得zm(1分)3mgk参考第(i问的解答过程可求得h的最大值hci分(3)两小球一起向下运动的过程中,根据平衡条件有2mg=kz',小球1,2碰后做简谐运动的振幅A+ax".(1分振动图像如图11T342由余弦函数知△t=11T34215.解:(1)对A根据牛顿第二定律得qE=3ma(1分)A与B发生第一次碰撞前,由运动学规律得UAo2=2a.zo(1分)A与B发生第一次