2025届河南省郑州市外国语中学高三物理第一学期期末教学质量检测模拟试题含解析

2025届河南省郑州市外国语中学高三物理第一学期期末教学质
量检测模拟试题
注意事项
1．考生要认真填写考场号和座位序号。

2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。

第一部分必须用2B 铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。

3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。

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，OAB为四分之一圆柱体的竖直截面，半径为R，在B点上方的C点水平抛出一个小球，小球轨迹恰好在D点与圆柱体相切，OD与OB的夹角为53°，则C 点到B点的距离为（sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）（）
A．4
15
R
B．
2
15
R
C．
2
R
D．
3
R
2、如图，小球甲从A点水平抛出，同时将小球乙从B点自由释放，两小球先后经过C 点时速度大小相等，方向夹角为30°，已知B、C高度差为h，两小球质量相等，不计空气阻力，由以上条件可知（）
A．小球甲做平抛运动的初速度大小为
3
gh
B．甲、乙两小球到达C点所用时间之比为3
C．A，B两点高度差为
4
h
D．两小球在C点时重力的瞬时功率大小相等
3、木星有很多卫星，已经确认的有79颗。

其中木卫一绕木星运行的周期约为1.769天，
其表面重力加速度约为2
1.8m/s，木卫二绕木星运行的周期约为3.551天，其表面重力加速度约为2
1.3m/s。

它们绕木星的轨道近似为圆形。

则两颗卫星相比（）
A．木卫一距离木星表面远B．木卫一的向心加速度大
C．木卫一的角速度小D．木卫一的线速度小
4、下列说法正确的是（）
A．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应
C．阴极射线和β射线都是电子流，都源于核外电子
D．天然放射现象中放射出的α、β、γ射线都能在磁场中发生偏转
5、如图所示，虚线所围矩形区域abcd内充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场。

现从ab边的中点O处，某一粒子以最小速度υ垂直于磁场射入、方向垂直于ab时，恰能从ad边的a点穿出。

若撤去原来的磁场在此矩形区域内存在竖直向下的匀强电场，使该粒子以原来的初速度在O处垂直于电场方向射入，通过该区域后恰好从d 点穿出，已知此粒子的质量为m，电荷量的大小为q，其重力不计；ab边长为2ι，ad 边长为3ι，则下列说法中正确的是
A．匀强磁场的磁感应强度大小与匀强电场的电场强度大小之比为
B．匀强磁场的磁感应强度大小与匀强电场的电场强度大小之比为
C．离子穿过磁场和电场的时间之比
D．离子穿过磁场和电场的时间之比
6、如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是
A ．处于基态的氢原子吸收10.5eV 的光子后能跃迁至，n ＝2能级
B ．大量处于n ＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光
C ．若用从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n ＝4能级跃迁到n ＝3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应
D ．用n ＝4能级跃迁到n ＝1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV 的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41eV
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、“东方超环”是我国自主设计建造的世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置.2018年11月，有“人造太阳”之称的东方超环实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破，获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件，朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步，已知“人造太阳”核聚变的反应方程为
2
34M 112Z H+H He+X+17.6MeV ，关于此核聚变，以下说法正确的是（ ） A ．要使轻核发生聚变，就要利用粒子加速器，使轻核拥有很大的动能
B ．Z =0，M =1
C ．1mol 氘核和1mol 氚核发生核聚变，可以放出17.6MeV 的能量
D ．聚变比裂变更安全、清洁
8、如图所示，等腰直角三角形金属框abc 右侧有一有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向外，ab 边与磁场两边界平行，磁场宽度大于bc 边的长度。

现使框架沿bc 边方向匀速穿过磁场区域，t =0时，c 点恰好达到磁场左边界。

线框中产生的感应电动势大小为E ，感应电流为I （逆时针方向为电流正方向），bc 两点间的电势差为U bc ，金属框的电功率为P 。

图中上述各量随时间变化的图像可能正确的是（ ）
A．B．C．
D．
9、一定质量的理想气体从状态a开始，经历三个过程ab、bc、ca回到原状态，其V—T 图像如图所示，p a、p b、p c分别表示a、b、c的压强，下列判断正确的是（）
A．状态a、b、c的压强满足p c=p b=3p a
B．过程a到b中气体内能增大
C．过程b到c中气体吸收热量
D．过程b到c中每一分子的速率都减小
E.过程c到a中气体吸收的热量等于对外做的功
10、如图所示，足够长的水平光滑金属导轨所在空间中，分布着垂直于导轨平面方向竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B。

两导体棒a、b均垂直于导轨静止放置。

已知导体棒a质量为2m，导体棒b质量为m；长度均为l，电阻均为r；其余部分电阻不
v。

除磁场作用外，两棒沿计。

现使导体棒a获得瞬时平行于导轨水平向右的初速度
导轨方向无其他外力作用，在两导体棒运动过程中，下列说法正确的是（）
A．任何一段时间内，导体棒b动能增加量跟导体棒a动能减少量的数值总是相等的B．任何一段时间内，导体棒b动量改变量跟导体棒a动量改变量总是大小相等、方向相反
C ．全过程中，通过导体棒b 的电荷量为023mv Bl
D ．全过程中，两棒共产生的焦耳热为203
mv 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）如图所示为某同学设计的一种探究动量守恒定律的实验装置图。

水平桌面固定一长导轨，一端伸出桌面，另一端装有竖直挡板，轻弹簧的一端固定在竖直挡板上，另一端被入射小球从自然长度位置A 点压缩至B 点，释放小球，小球沿导轨从右端水平抛出，落在水平地面上的记录纸上，重复10次，确定小球的落点位置；再把被碰小球放在导轨的右边缘处，重复上述实验10次，在记录纸上分别确定入射小球和被碰小球的落点位置(从左到右分别记为P 、Q 、R )，测得OP =x 1，OQ =x 2，OR =x 3
（1）关于实验的要点，下列说法正确的是___
A.入射小球的质量可以小于被碰小球的质量
B.入射小球的半径必须大于被碰小球的半径
C.重复实验时，每次都必须将弹簧压缩至B 点
D.导轨末端必须保持水平
（2）若入射球的质量为m 1，被碰小球的质量为m 2，则该实验需要验证成立的表达式为__（用所给符号表示）；
（3）除空气阻力影响外，请再说出一条可能的实验误差来源_______。

12．（12分）某些固体材料受到外力后除了产生形变，其电阻率也要发生变化，这种由于外力的作用而使材料电阻率发生变化的现象称为“压阻效应”.现用如图所示的电路研究某长薄板电阻R x 的压阻效应，已知R x 的阻值变化范围为几欧到几十欧，实验室中有下列器材：
A．电源E(电动势3 V，内阻约为1 Ω)
B．电流表A1(0～0.6 A，内阻r1＝5 Ω)
C．电流表A2(0～0.6 A，内阻r2≈1 Ω)
D．开关S，定值电阻R0＝5 Ω
(1)为了比较准确地测量电阻R x的阻值，请完成虚线框内电路图的设计______.
(2)在电阻R x上加一个竖直向下的力F(设竖直向下为正方向)，闭合开关S，记下电表读数，A1的读数为I1，A2的读数为I2，得R x＝________.(用字母表示)
(3)改变力的大小，得到不同的R x值，然后让力反向从下向上挤压电阻，并改变力的大小，得到不同的R x值.最后绘成的图象如图所示，除观察到电阻R x的阻值随压力F的增大而均匀减小外，还可以得到的结论是________________________.当F竖直向下时，可得F x与所受压力F的数值关系是R x＝________.
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，水平向右的匀强电场中，某倾角为θ=37°的绝缘斜面固定于水平面上，顶端静置一质量为m =2kg的物块，带正电，电量为q=10-6C。

若物块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.2，电场强度为E=5×106V/m，且物块能自由下滑到斜面底端。

斜面高度为h=1m，已知：g=10m/s2，sin 37°=0.6 ，cos37°=0.8试问，物块下滑到斜面底端过程中：
(1)物块与斜面摩擦产生的内能为多少；
(2)物块动能的改变量；
(3)物块机械能的改变量。

14．（16分）如图所示，在一竖直放置的圆环形管道内封闭有一定质量的理想气体．用一绝热的固定活塞C和绝热、不计质量、可自由移动的活塞A将管道内气体分隔成体积相等的两部分，A、C与圆环的圆心O等高，两部分气体的温度均为T0=300K．现保持下部分气体的温度不变，对上部分气体缓慢加热至T=500K，求此时活塞A的位置与O点的连线跟竖直方向OB之间的夹角θ．（不计两活塞的体积）
15．（12分）一扇形玻璃砖的横截面如图所示，圆心角∠AOC=120︒，图中的虚线OB 为扇形的对称轴，D为OC的中点，一细束平行于玻璃砖截面的单色光沿与OC面成30︒角的方向从D点射入玻璃砖，折射光线与竖直方向平行。

（i）求该玻璃砖对该单色光的折射率；
（ii）请计算判断此单色光能否从玻璃砖圆弧面射出，若能射出，求射出时折射角的正弦值。

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、B
【解析】
由题意知得：小球通过D 点时速度与圆柱体相切，则有
v y =v 0tan53°
小球从C 到D ，水平方向有
R sin53°=v 0t
竖直方向上有
2y
v y t =
联立解得
815
y R = 根据几何关系得，C 点到B 点的距离 215315CB y y R cos R =--︒=
（） 故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

2、C
【解析】
A 项，小球乙到C 的速度为v =，此时小球甲的速度大小也为v ，又因
为小球甲速度与竖直方向成30故A 错；
B 、小球运动到
C 时所用的时间为212
h gt = 得t =
而小球甲到达C ，所以运动时间为t '=
所以甲、乙两小球到达C 2 故B 错
C 、由甲乙各自运动的时间得：2211224
h h gt gt '∆=-= ，故C 对； D 、由于两球在竖直方向上的速度不相等，所以两小球在C 点时重力的瞬时功率也不相等故D 错；
故选C
3、B
【解析】
A ．两卫星绕木星（M ）运动，有
222π()Mm G
m r r T
= 得
2T =由题意知12T T <，则
12r r <
故A 错误；
BCD ．由万有引力提供向心力
2
22Mm v G m m r ma r r
ω=== 得
2GM a r =，ω=v = 得 121212,,a a v v ωω>>>
故B 正确，CD 错误。

故选B 。

4、B
【解析】
A ．半衰期是原子核本身具有的属性，与外界条件无关，A 错误；
B ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应（热核反应），B 正确；
C ．阴极射线是核外电子，β射线是原子核内中子转化为质子时放出的电子，C 错误；
D ．三种射线中γ射线（高频电磁波）不带电，所以不能在磁场中发生偏转，D 错误。

故选B 。

5、D
【解析】
根据某一粒子以最小速度υ垂直于磁场射入、方向垂直于ab 时，恰能从ad 边的a 点穿出可知，本题考查带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，由洛伦兹力提供向心和几何关系求解；
若撤去原来的磁场在此矩形区域内存在竖直向下的匀强电场，使该粒子以原来的初速度在O 处垂直于电场方向射入，通过该区域后恰好从d 点穿出可知，本题也考查带电粒
子在电场中的偏传，根据类平抛运动列方程求解。

【详解】
A 、
B 项：粒子在磁场中运动，由题意可知，粒子做圆周运动的半径为
， 由公式可得：
， 联立两式解得：
； 粒子在电场中偏转有：
联立解得：
所以，故A 、B 错误；
C 、
D 项：粒子在磁场中运动的时间为：
粒子在电场中运动的时间为：
所以，故C 错误，D 正确。

故选：D 。

6、D
【解析】
A ．处于基态的氢原子吸收10.2eV 的光子后能跃迁至n =2能级，不能吸收10.2eV 的能量．故A 错误；
B ．大量处于n =4能级的氢原子，最多可以辐射出24
C 6=种，故B 错误；
C ．从n =3能级跃迁到n =2能级辐射出的光的能量值大于从n =4能级跃迁到n =3能级辐射出的光的能量值，用从n =3能级跃迁到n =2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n =4能级跃迁到n =3能级辐射出的光，照射该金属时不一定能发生光电效应，故C 错误；
D ．处于n =4能级的氢原子跃迁到n =1能级辐射出的光的能量为：
410.85(13.6)12.75eV E E E =-=---=，根据光电效应方程，照射逸出功为6.34eV 的金属铂产生的光电子的最大初动能为：12.75 6.34 6.41eV km E E W =-=-=，故D 正确；
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 ．“人造太阳”是以超导磁场约束，通过波加热，让等离子气体达到上亿度的高温而发生轻核聚变，故A 错误。

B ．根据质量数和核电荷数守恒，可以求出M Z X 为中子10n ，即Z =0，M =1，故B 正确。

C ．1个氘核和1个氚核发生核聚变，可以放出17.6MeV 的能量，故C 错误。

D ．轻核聚变产生物为氦核，没有辐射和污染，所以聚变比裂变更安全、清洁，故D 正确。

故选BD.
8、BC
【解析】
A ．根据导体棒切割磁场产生的动生电动势为E Blv =可知，第一阶段匀速进磁场的有效长度均匀增大，产生均匀增大的电动势，因磁场宽度大于bc 边的长度，则第二阶段线框全部在磁场中双边切割，磁通量不变，线框的总电动势为零，第三阶段匀速出磁场，
有效长度均匀增大，产生均匀增大的电动势，故E t -图像的第三阶段画错，故A 错误；
B ．根据闭合电路的欧姆定律E i R
=，可知第一阶段感应电流均匀增大，方向由楞次定律可得为顺时针(负值)，第二阶段电流为零，第三阶段感应电流均匀增大，方向逆时针(正值)，故i t -图像正确，故B 正确；
C ．由部分电路的欧姆定律bc bc U iR =，可知bc U t -图像和i t -图像的形状完全相同，故C 正确；
D ．金属框的电功率为2P i R =，则电流均匀变化，得到的电功率为二次函数关系应该画出开口向上的抛物线，则P t -图像错误，故D 错误。

故选BC 。

9、ABE
【解析】
A ．设a 状态的压强为p a ，则由理想气体的状态方程可知
00
3a b p p T T = 所以
p b =3p a
同理
00 3a c V p p V =⋅⋅
得
p c =3p a
所以
p c =p b =3p a
故A 正确；
B ．过程a 到b 中温度升高，内能增大，故B 正确；
C ．过程b 到c 温度降低，内能减小，即∆U <0，体积减小，外界对气体做功，W >0，则由热力学第一定律可知，Q <0，即气体应该放出热量，故C 错误；
D ．温度是分子的平均动能的标志，是大量分子运动的统计规律，对单个的分子没有意义，所以过程bc 中气体的温度降低，分子的平均动能减小，并不是每一个分子的速率都减小，故D 错误；
E ．由图可知过程ca 中气体等温膨胀，内能不变，对外做功；根据热力学第一定律可知，气体吸收的热量等于对外做的功，故E 正确。

故选ABE 。

10、BCD
【解析】
AB ．根据题意可知，两棒组成回路，电流相同，故所受安培力合力为零，动量守恒，故任何一段时间内，导体棒b 动量改变量跟导体棒a 动量改变量总是大小相等、方向相反，根据能量守恒可知，a 动能减少量的数值等于b 动能增加量与产热之和，故A 错误B 正确；
CD ．最终共速速度
02(2)mv m m v =+
对b 棒
0mv BIl t Blq -=⋅=
解得
023mv q Bl
= 根据能量守恒，两棒共产生的焦耳热为
()222001122223
mv Q mv m m v =⨯-+= 故CD 正确。

故选BCD 。

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、CD 121123m x m x m x =+ 轨道摩擦的影响：确认落点P 、
Q 、R 时的误差：1x ，2x ，3x 的测量误差
【解析】
（1）[1]A ．为防止两球碰撞后入射球反弹，入射小球的质量必须大于被碰小球的质量，故A 错误；
B ．为使两球发生正碰，入射小球的半径必须与被碰小球的半径相同，故B 错误；
C ．为了保证入射球每次到达桌面边缘的速度相同，则重复实验时，每次都必须将弹簧压缩至B 点，从而让入射球获得相同的弹性势能，故C 正确；
D ．为了保证两球碰后都能做平抛运动从而能求出飞出时的速度，导轨末端必须保持水平，故D 正确。

故选CD 。

（2）[2]两球碰撞过程系统的动量守恒，以向右为正方向，有
101122m v m v m v =+
小球做平抛运动的时间t 相等，两边同时乘以t ，有
101122m v t m v t m v t =+
结合碰撞前后的小球落点情况，换算水平距离后，有
20x v t =，11x v t =，32x v t =
可得
121123m x m x m x =+
（3）[3]除空气阻力影响外，本实验其它的误差有：轨道摩擦的影响；确认落点P 、Q 、R 时的误差；1x ，2x ，3x 的测量误差。

12、 1122
I r I I - 压力方向改变，其阻值不变 162x R F =-
【解析】
（1）由于题目中没有电压表，为了比较准确测量电阻
x R ，知道电流表1 A 的阻值，所以用电流表1
A 作为电压表使用，电流表2 A 连在干路上，即可求出电阻 x R 的阻值，电路图的设计：
（2）根据串并联和欧姆定律得：1121x I r I I R （）=-，得到：1121
x I r R I I =-． （3）从图象上可以看出压力方向改变，其阻值不变，其电阻与压力关系为一次函数，
由图象可得：
162x R F =-．
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、 (1)6.33J ；(2)7J ；(3)-13J
【解析】
(1)对物块受力分析可知其受到的摩擦力为
()cos sin f mg qE μθθ=+
代入数据解得
3.8N f =
所以物块与斜面摩擦产生的内能为
J 13.6
J 6.i 833s n 370.h Q f ≈=⨯＝ (2)物块下滑过程中重力做功为
2101J 20J G W mgh ⨯===⨯
电场力做的功
6610.75
10510J 6.67J tan 37h W qE --=-⨯⨯≈-⨯电＝ 根据功能关系可知摩擦力做的功为
6.33J f W Q =-=-
所以根据动能定理有
J +7=k G f W W W W E ==+∆电合
(3)根据功能关系可知物块机械能的改变量等于除重力外其它力做的功，即等于摩擦力和电场力做的功
J = 6.676J J 13.33f G E W W W ∆=+--==-电非
14、45°
【解析】
设圆环管道内上下两部分气体的初始体积为V 0，加热前后两部分气体的压强分别为P 0、P ，
上部分气体体积的增加量为△V ，对上部分气体，根据理想气体状态方程有 0000()PV P V V T T
+= 对下部分气体，根据玻意耳定律有
P 0V 0=P （V 0-△V ）
解得
△V =14
V 0 故活塞A 的位置与O 点的连线和竖直方向的夹角为
θ=45°
【名师点睛】
本题关键是找到两部分气体的状态参量，然后根据玻意耳定律和气体的状态变化方程列式后联立求解，不难，要用耐心．
15、（i ）3n =；（ii ）能射出，23sin 4
θ= 【解析】
(i)光路图如图所示，有几何关系得: 60,30i r ︒︒==
根据折射定律有sin sin i n r =，解得 3n =
(ii)如图所示，光线出射过程中，入射角1θ，折射角为2θ，
根据正弦定理有
1sin sin1202
R R
θ︒= 得
13sin 4
θ= 由1sin C n =
可知，因1θ＜C ，故此单色光能从玻璃砖圆弧面射出，由光路可逆可得 21
sin sin n θθ= 解得
23sin 4θ=。