河南省联盟2024-2025学年高三物理试题下学期4月考试题

河南省联盟2024-2025学年高三物理试题下学期4月考试题考生须知：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、如图所示，固定在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ。现杆受到水平向左、垂直于杆的恒力F作用，从静止开始沿导轨运动，当运动距离L时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）。设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g。对于此过程，下列说法中正确的是（）A．当杆的速度达到最大时，a、b两端的电压为B．杆的速度最大值为C．恒力F做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量D．安倍力做功的绝对值等于回路中产生的焦耳热2、如图所示，带正电的点电荷Q固定，电子仅在库仑力作用下，做以Q点为焦点的椭圆运动，M、P、N为椭圆上的三点，P点是轨道上离Q最近的点。φM、φN和EM、EN分别表示电子在M、N两点的电势和电场强度，则电子从M点逆时针运动到N点（）A．φM＞φN，EM＜EN B．φM＜φN，EM＞ENC．电子的动能减小 D．电场力对电子做了正功3、某一小车从静止开始在水平方向上做直线运动，其运动过程中的加速度随时间变化关系如图所示，则关于小车的运动下列说法中正确的是（）A．小车做先加速后减速，再加速再减速的单向直线运动B．小车做往复直线运动，速度反向时刻为1s、3s末C．小车做往复直线运动，且可以运动到出发点的另一侧D．小车运动过程中的最大速度为2.5m/s4、如图所示，在以R0为半径，O为圆心的圆形区域内存在磁场，直径MN左侧区域存在一匀强磁场，方向垂直于纸面向外，磁感应强度大小为B1；MN右侧区域也存在一匀强磁场，方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B2，有一质量为m，电荷量为+q的带电粒子（不计重力）沿垂直于MN的方向从P点射入磁场，通过磁场区域后自Q点离开磁场，离开磁场时其运动方向仍垂直于MN。已知OP与MN的夹角为θ1，OQ与MN的夹角为θ2，粒子在左侧区域磁场中的运动时间为t1，粒子在右侧区域磁场中的运动时间为t2，则下列说法正确的是（）A． B．C． D．5、在某种科学益智玩具中，小明找到了一个小型发电机，其结构示意图如图1、2所示。图1中，线圈的匝数为n，ab长度为L1，bc长度为L2，电阻为r；图2是此装置的正视图，切割处磁场的磁感应强度大小恒为B，有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是90°。外力使线圈以角速度逆时针匀速转动，电刷M端和N端接定值电阻，阻值为R，不计线圈转动轴处的摩擦，下列说法正确的是（）A．线圈中产生的是正弦式交变电流B．线圈在图2所示位置时，产生感应电动势E的大小为BL1L2C．线圈在图2所示位置时，电刷M的电势低于ND．外力做功的平均功率为6、如图，轻弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放有质量相等的物块、，系统处于静止状态。现用竖直向上的力作用在上，使其向上做匀加速直线运动以表示离开静止位置的位移，表示物块对的压力大小，在、分离之前，下列表示和之间关系的图象可能正确的是（）A． B． C． 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、质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点，如右图所示，绳a与水平方向成θ角，绳b在水平方向且长为l，当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法正确的是()A．a绳的张力不可能为零B．a绳的张力随角速度的增大而增大C．当角速度，b绳将出现弹力D．若b绳突然被剪断，则a绳的弹力一定发生变化8、如图所示，理想变压器的初、次级线圈的匝数之比为，在次级线圈中接有两个阻值均为50Ω的电阻，图甲中D为理想二极管。现在初级线圈输入如图乙所示的交流电压，那么开关K在断开和闭合的两种情况下，下列说法中正确的有（）A．两种情况下R2两端的电压相同 B．两种情况下R2消耗的功率相同C．两种情况下R1消耗的功率相同 D．两种情况下变压器的输入功率不同9、图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，已知平面b上的电势为2V．一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV．下列说法正确的是A．平面c上的电势为零B．该电子可能到达不了平面fC．该电子经过平面d时，其电势能为4eVD．该电子经过平面b时的速率是经过d时的2倍10、已知基态的电离能力是54.4eV，几种金属的逸出功如下表所示，的能级En与n的关系与氢原子的能级公式类似，下列说法不正确的是金属钨钙钠钾铷W0（×10–19J）7.265.123.663.603.41A．为使处于静止的基态跃迁到激发态，入射光子所需的能量最小为54.4eVB．为使处于静止的基态跃迁到激发态，入射光子所需的能量最小为40.8eVC．处于n=2激发态的向基态跃迁辐射的光子能使上述五种金属都产生光电效应现象D．发生光电效应的金属中光电子的最大初动能最大的是金属铷三、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）某同学查资料得知：弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数和形变量有关，并且与形变量的平方成正比。为了验证弹簧弹性势能与其形变量的平方成正比这一结论，他设计了如下实验：①如图所示，一根带有标准刻度且内壁光滑的直玻璃管固定在水平桌面上，管口与桌面边沿平齐。将一轻质弹簧插入玻璃管并固定左端。②将直径略小于玻璃管内径的小钢球放入玻璃管，轻推小球，使弹簧压缩到某一位置后，记录弹簧的压缩量x③突然撤去外力，小球沿水平方向弹出落在地面上，记录小球的落地位置④保持弹簧压缩量不变，重复10次上述操作，从而确定小球的平均落点，测得小钢球的水平射程s⑤多次改变弹簧的压缩量x，分别记作x1、x2、x3……，重复以上步骤，测得小钢球的多组水平射程s1、s2、s3……请你回答下列问题(1)在实验中，“保持弹簧压缩量不变，重复10次上述操作，从而确定小球的平均落点”的目的是为了减小____（填“系统误差”或“偶然误差”）；(2)若测得小钢球的质量m、下落高度h、水平射程s，则小球弹射出去时动能表达式为___（重力加速度为g）(3)根据机械能守恒定律，该同学要做有关弹簧形变量x与小钢球水平射程s的图像，若想直观的检验出结论的正确性，应作的图像为___A．s－xB．s－x2C．s2－xD．s－12．（12分）硅光电池是一种将光能转换为电能的器件，某硅光电池的伏安特性曲线如图（甲）所示。某同学利用图（乙）所示的电路研究电池的性质，定值电阻R2的阻值为200Ω，滑动变阻器R1的最大阻值也为200Ω，V为理想电压表。（1）请根据图（乙）所示的电路图，将图（丙）中的的实物图补充完整____________。（2）闭合电键S1，断开电键S2，将滑动变阻器R1的滑动片移到最右端，电池的发热功率为_______________W。（3）闭合电键S1和电键S2，将滑动变阻器R1的滑动片从最左端移到最右端，电池的内阻变化范围为_________________。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，xOy坐标系中，在y<0的区域内分布有沿y轴正方向的匀强电场，在0<y<y0的区域内分布有垂直于xOy平面向里的匀强磁场，一质量为m、电荷量为＋q的粒子以初速度v0由坐标（0，－y0）处沿x轴正方向射入电场。已知电场强度大小粒子重力不计。求：(1)粒子第一次到达x轴速度的大小和方向；(2)要使粒子不从y＝y0边界射出磁场，求磁感应强度应满足的条件；(3)要使粒子从电场进入磁场时能通过点P（50y0，0）（图中未画出），求磁感应强度的大小。14．（16分）如图(a)，木板OA可绕轴O在竖直平面内转动，木板上有一质量为m＝1kg的物块，始终受到平行于斜面、大小为8N的力F的作用。改变木板倾角，在不同倾角时，物块会产生不同的加速度a，如图(b)所示为加速度a与斜面倾角的关系图线。已知物块与木板间的动摩擦因数为μ＝0.2，假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力。求：(g取10m/s2，sin37＝0.6，cos37＝0.8)(1)图线与纵坐标交点a0的大小；(2)图线与θ轴重合区间为[θ1，θ2]，木板处于该两个角度时的摩擦力指向何方？在斜面倾角处于θ1和θ2之间时，物块的运动状态如何？(3)如果木板长L＝2m，倾角为37，物块在F的作用下由O点开始运动，为保证物块不冲出木板顶端，力F最多作用多长时间？15．（12分）两条足够长的平行光滑的金属导轨MN、PQ放在水平面上，左端向上弯曲，导轨间距为L，轨道电阻不计。水平段导轨所处空间存在方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。轨道上有材料和长度相同、横截面积不同的两导体棒a、b，其中导体棒a的质量为m，电阻为R，导体棒b的质量为2m，导体棒b放置在水平导轨上，导体棒a在弯曲轨道上距水平面高度处由静止释放。两导体棒在运动过程中始终不接触，导体棒和导轨接触良好且始终和导轨垂直，重力加速度为g。求：（1）导体棒a刚进入磁场时，导体棒a中感应电流的瞬时电功率P；（2）从导体棒a开始下落到最终稳定的过程中，导体棒a上产生的内能；（3）为保证运动中两导体棒不接触，最初导体棒b到磁场左边界的距离至少为多少？

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】

AB．当杆匀速运动时速度最大，由平衡条件得：得最大速度为当杆的速度达到最大时，杆产生的感应电动势为：a、b两端的电压为：故AB错误；C．根据动能定理知，恒力F做的功、摩擦力做的功与安培力做的功之和等于杆动能的变化量，故C错误；D．根据功能关系知，安倍力做功的绝对值等于回路中产生的焦耳热，故D正确。故选：D。2、D【解析】

考查点电荷场强分布，电场力做功与电势能的变化。【详解】AB．在正电荷形成的电场中，越靠近点电荷的位置场强越大，电势越高，所以EM＜EN，φM＜φN，故AB错误；CD．当电子从M点向N点运动时，库仑力对电子先做正功，后做负功，运动的速度先增加后减小，根据功能关系可知，电子的电势能先减小后增加，电场力所做的总功为正，所以总的电势能减小，动能增大，故C错误，D正确。故选D。3、D【解析】

ABC．由加速度时间图线可判断，0~1s内，小车沿正向做加速度增大的加速运动，1s~2s内小车沿正向做加速度减小的减速运动，由对称性知2s末小车速度恰好减到零，2s~3s内小车沿负向做加速度增大的加速度运动，3s~4s内小车沿负向做加速度减小的减速运动，4s末小车速度恰好减到零。由于速度的变化也是对称的，所以正向位移和负向位移相等，即4s末小车回到初始位置，故ABC错误；D．小车在1s末或3s末速度达到最大，图线与时间轴所围面积表示速度的变化，所以最大速度为故D正确。故选D。4、D【解析】

AB．粒子运动轨迹如图所示：

由几何知识可知，粒子在两个磁场中的轨迹半径分别为粒子在磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力提供向心力，由牛顿第二定律得解得则故AB错误；

CD．粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期为粒子在磁场中转过的圆心角θ相等，粒子在磁场中的运动时间为则有故C错误，D正确。

故选D。5、D【解析】

AB．一个周期时间内，有半个周期线圈的两边在均匀辐向磁场中做切割磁感线运动，据法拉第电磁感应定律有：其中，解得不是正弦式交变电流，故A、B错误；C．根据右手定则，图2所示位置时外电路中电流由M经电阻R流向N，外电路电流由电势高处流向电势低处，则M的电势高于N的电势，故C错误；D．线圈转动一个周期时间内，产生电流的时间是半周期，故外力平均功率故D正确。6、C【解析】

系统静止时，由胡克定律和力的平衡条件得物块Q匀加速向上运动时，由牛顿第二定律得联立以上两式解得对照图象得C正确。故选C。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、AC【解析】

小球做匀速圆周运动，在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，所以a绳在竖直方向上的分力与重力相等，可知a绳的张力不可能为零，故A正确；根据竖直方向上平衡得，Fasinθ=mg，解得，可知a绳的拉力不变，故B错误；当b绳拉力为零时，有：，解得，可知当角速度时，b绳出现弹力，故C正确；由于b绳可能没有弹力，故b绳突然被剪断，a绳的弹力可能不变，故D错误。8、CD【解析】

ABD．在开关K闭合时，此时电路中的总电阻为R总=25Ω。由图乙可知初级线圈的有效值为次级线圈的电压为R2两端的电压为U2=50V，R2消耗的功率为电路中消耗的总电功率为当开关K断开时，R2两端的有效值由得R2消耗的功率为电路中消耗的总电功率为故AB错误，D正确；C．在两种情况下并不影响R1两端的电压，故R1消耗的功率是相同的，故C正确。故选CD。9、AB【解析】A、虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，一电子经过a时的动能为10eV，从a到d的过程中克服电场力所做的功为6eV，动能减小了6eV，电势能增加了6eV，因此等势面间的电势差为2V，因平面b上的电势为2V，由于电子的电势能增加，等势面由a到f是降低的，因此平面c上的电势为零，故A正确．B、由上分析可知，当电子由a向f方向运动，则电子到达平面f的动能为2eV，由于题目中没有说明电子如何运动，因此也可能电子在匀强电场中做抛体运动，则可能不会到达平面f，故B正确．C、在平面b上电势为2V，则电子的电势能为-2eV，动能为8eV，电势能与动能之和为6eV，当电子经过平面d时，动能为4eV，其电势能为2eV，故C错误．D、电子经过平面b时的动能是平面d的动能2倍，电子经过平面b时的速率是经过d时的倍，故D错误．故选AB．【点睛】考查电场力做功与电势能变化的关系，掌握电势能与动能之和不变，理解电势为零处的电势能为零是解题的关键．10、AD【解析】根据玻尔理论，从基态跃迁到n=2所需光子能量最小，，A错误B正确．从n=2激发态的向基态跃迁辐射的光子能量为40.8eV，金属钨的逸出功为，故能使所列金属发生光电效应，由表中的数据可知金属铷的逸出功最小，C正确；根据爱因斯坦的光电效应方程可知道从铷打出的光电子的最大初动能最大，D正确．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、偶然误差A【解析】

(1)[1]在实验中，“保持弹簧压缩量不变，重复10次上述操作，从而确定小钢球的平均落点”是采用多次测量求平均值的方法，其目的是为了减小偶然误差。(2)[2]设小球被弹簧弹射出去后的速度为v0，此后小球做平抛运动，有联立可得小球弹射出去时动能为(3)[3]若结论弹簧弹性势能与其形变量的平方成正比成立，有而弹射过程弹性势能全部转发为动能，有即变形为可得关系，故要验证结论需要作图像可构成正比例函数关系，故选A。12、1.197×10-3W（允许误差±0.2W）55.56Ω≤r≤60Ω（允许误差±2Ω）【解析】

（1）[1]根据原理图可得出对应的实物图如图所示：；（2）[2]闭合电键，断开电键，将滑动变阻器的滑动片移到最右端时，两电阻串联，总电阻为；在图甲中作出电阻的伏安特性曲线，两图线的交点表示工作点：则可知，电源的输出电压为，电流为；则其功率：；（3）[3]滑片由最左端移到最右端时，外电阻由增大到；则分别作出对应的伏安特性曲线，如上图所示；则可知，当在最左端时，路端电压为，电流为；当达到最右端时，路端电压为，电流为；则由闭合电路欧姆定律可知，内阻最小值为：最大值为：故内阻的范围为：。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