2025届河南省郑州市第一〇六中学物理高三上期末综合测试模拟试题含解析

2025届河南省郑州市第一〇六中学物理高三上期末综合测试模拟试题注意事项：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。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，再选涂其它答案标号。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、图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数与副线圈匝数之比为10：1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦交流电，电阻，与电容器连接成如图所示的电路，其中电容器的击穿电压为8V，电表均为理想交流电表，开关S处于断电状态，则（）A．电压表的读数为10VB．电流表的读数为0.05AC．电阻上消耗的功率为2.5WD．若闭合开关S，电容器会被击穿2、如图所示为静止的原子核在匀强磁场中发生衰变后做匀速圆周运动的轨迹，衰变后两带电粒子a、b的半径之比为45∶1，两带电粒子a、b的动能之比为117：2，下列说法正确的是（）A．此衰变为β衰变 B．大圆为β粒子的运动轨迹C．小圆为α粒子的运动轨迹 D．两带电粒子a、b的周期之比为10∶133、如图所示，用天平测量匀强磁场的磁感应强度，下列各选项所示的载流线圈匝数相同，边长MN相等，将它们分别挂在天平的右臂下方，线圈中通有大小相同的电流，天平处于平衡状态，若磁场发生微小变化，天平最容易失去平衡的是（）A． B． C． D．\4、下列说法正确的是（）A．中子与质子结合成氘核时吸收能量B．卢瑟福的粒子散射实验证明了原子核是由质子和中子组成的C．入射光照射到某金属表面发生光电效应，若仅减弱该光的强度，则不可能发生光电效应D．根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道，原子的能量减少，电子的动能增加5、在如图所示的理想变压器供电线路中，原线圈接在有效值恒定的交流电源上，副线圈接有两个灯泡，电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则（）A．A1的示数增大，A2的示数增大B．A1的示数不变，A2的示数增大C．V1的示数减小，V2的示数减小。D．V1的示数不变，V2的示数减小6、在地面上发射空间探测器用以探测其他行星，探测器的发射过程有三个主要阶段。先将探测器发射至地球环绕轨道，绕行稳定后，再开动发动机，通过转移轨道运动至所探测行星的表面附近的合适位置，该位置很接近星球表面，再次开动发动机，使探测器在行星表面附近做匀速圆周运动。对不同行星，探测器在其表面的绕行周期T与该行星的密度有一定的关系。下列4幅图中正确的是（）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、如图所示，半径为a的圆形区域内，有垂直纸面的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为B，EF、MN为两平行金属板，板长和板距均为2a，一质量为m、电荷量为q的带电粒子以速度从A点沿半径方向射入磁场，若金属板接电源，则粒子沿平行于金属板的方向射出，若金属板不接电源，则粒子离开磁场时速度方向偏转，不计粒子的重力，下列说法正确的是（）A．粒子带负电B．粒子两次通过磁场区域所用的时间相等C．速度的大小为D．两金属板间的电压为8、如图甲所示，水平面内粗糙导轨MN、PQ相距为L，置于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中，导轨电阻不计。两根电阻均为R的金属棒ab、cd置于导轨上且与导轨接触良好，电流表内阻不计。现ab棒在水平外力F作用下由静止向右运动，电流表示数随时间变化图线如图乙所示，在t0时刻cd棒刚要开始运动，下列各种说法中正确的是（）A．ab棒在时间内做匀加速直线运动B．若在时刻突然撤去外力F，则ab棒的加速度C．在时间内，通过cd棒的电量为D．在时间内，力F做的功全部转化为ab棒的焦耳热、摩擦生热和其增加的动能9、下列说法正确的是（）A．随着分子间距离的增大，分子势能一定先减小后增大B．把细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔，它的尖端就会变钝，这跟表面张力有关C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向同性的特点D．对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，那么它一定从外界吸收热量E.热力学第二定律使人们认识到，一切与热现象有关的宏观自然过程都是有方向性的10、甲、乙两名溜冰运动员，M甲=80kg，M乙=40kg，面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演，两人相距0.9m，弹簧秤的示数为96N，如图所示，下列判断正确的是（）A．两人运动半径相同B．两人的运动半径不同，甲为0.3m，乙为0.6mC．甲的线速度12m/s，乙的线速度6m/sD．两人的角速度均为2rad/s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“探究加速度与力、质量的关系”实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量及小车和砝码的质量对应关系图.钩码的质量为，小车和砝码的质量为m2，重力加速度为g.

（1）下列说法正确的是__________.

A．每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力

B．实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源

C．本实验

m2应远小于m1

D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a和图象

（2）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，若轨道水平，他测量得到的图象，如图，设图中直线的斜率为k，在纵轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数____，钩码的质量__________.（3）实验中打出的纸带如图所示.相邻计数点间的时间间隔是，图中长度单位是cm，由此可以算出小车运动的加速度是____m/s2.12．（12分）某同学用长木板、小车、光电门等装置做探究加速度与质量关系的实验。装置如图所示。(1)实验前先用游标卡尺测出安装在小车上遮光条的宽度d。(2)按图示安装好装置，将长木板没有定滑轮的一端适当垫高，小车_______________(填“连接”或“不连接)砝码盘，轻推小车，如果计时器记录小车通过光电门的时间t1、t2满足t1________t2(填“大于”“小于”或“等于”），则摩擦力得到了平衡。(3)保证砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，调节好装置后，将小车由静止释放，读出遮光条通过光电门A、B的时间分别为t1、t2，测出两光电门间的距离为L，则小车的加速度a=_________________(用已知或测出的物理量字母表示）。(4)保持两个光电门间的距离、砝码和砝码盘的总质量均不变，改变小车的质量M重复实验多次，测出多组加速度a的值，及对应的小车质量M，作出a-1/M图象。若图象为一条过原点的倾斜直线，则得出的结论_______________________________________________。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）如图所示为回旋加速器的结构示意图，匀强磁场的方向垂直于半圆型且中空的金属盒D1和D2，磁感应强度为B，金属盒的半径为R，两盒之间有一狭缝，其间距为d，且R≫d，两盒间电压为U。A处的粒子源可释放初速度不计的带电粒子，粒子在两盒之间被加速后进入D1盒中，经半个圆周之后再次到达两盒间的狭缝。通过电源正负极的交替变化，可使带电粒子经两盒间电场多次加速后获得足够高的能量。已知带电粒子的质量为m、电荷量为+q。(1)不考虑加速过程中的相对论效应和重力的影响。①求粒子可获得的最大动能Ekm；②若粒子第1次进入D1盒在其中的轨道半径为r1，粒子第2次进入D1盒在其中的轨道半径为r2，求r1与r2之比；③求粒子在电场中加速的总时间t1与粒子在D形盒中回旋的总时间t2的比值，并由此分析：计算粒子在回旋加速器中运动的时间时，t1与t2哪个可以忽略？（假设粒子在电场中的加速次数等于在磁场中回旋半周的次数）；(2)实验发现：通过该回旋加速器加速的带电粒子能量达到25~30MeV后，就很难再加速了。这是由于速度足够大时，相对论效应开始显现，粒子的质量随着速度的增加而增大。结合这一现象，分析在粒子获得较高能量后，为何加速器不能继续使粒子加速了。14．（16分）在呼伦贝尔草原的夏季，滑草是非常受游客欢迎的游乐项目。一个滑草专用滑道由斜坡部分和水平部分组成，两部分在C点由极小的圆弧平滑连接，斜坡滑道与水平面成角，在水平滑道上距C点40米的D点放置一个汽车轮胎，某游客从斜坡轨道上的A点推动滑车经过一段助跑到达B点跳上滑车，跳上滑车时即获得速度v0，B点距C点的距离为24.5米，滑车与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ=0.25，空气阻力忽略不计，人和滑车可看做质点。g=10m/s2（sin=0.6，cos=0.8）求：(1)人在斜坡滑道BC段下滑时的加速度为多大；(2)为了避免滑车和轮胎碰撞则在B点的速度v0应取何值。15．（12分）水平折叠式串列加速器是用来产生高能离子的装置,如图是其主体原理侧视图．图中为一级真空加速管,中部处有很高的正电势，、两端口均有电极接地(电势为零)；、左边为方向垂直纸面向里的匀强磁场；为二级真空加速管,其中处有很低的负电势,、两端口均有电极接地(电势为零)．有一离子源持续不断地向端口释放质量为m、电荷量为e的负一价离子,离子初速度为零,均匀分布在端口圆面上．离子从静止开始加速到达处时可被设在该处的特殊装置将其电子剥离,成为正二价离子(电子被剥离过程中离子速度大小不变)；这些正二价离子从端口垂直磁场方向进入匀强磁场，全部返回端口继续加速到达处时可被设在该处的特殊装置对其添加电子，成为负一价离子(电子添加过程中离子速度大小不变)，接着继续加速获得更高能量的离子．已知端口、端口、端口、端口直径均为L,与相距为2L,不考虑离子运动过程中受到的重力,不考虑离子在剥离电子和添加电子过程中质量的变化,，，求：(1)离子到达端口的速度大小v；(2)磁感应强度度大小B；(3)在保证(2)问中的B不变的情况下,若端口有两种质量分别为、，电荷量均为e的的负一价离子,离子从静止开始加速,求从端口射出时含有m1、m2混合离子束的截面积为多少．

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、C【解析】

A．开关断开时，副线圈为R1和R2串联，电压表测量R2的电压，由图可知原线圈电压为100V，所以副线圈电压为10V，则电压表的读数是R2的电压为5V≈7.07V，故A错误；B．由A的分析可知，副线圈电流为所以原线圈电流为故B错误；C．电阻R1、R2上消耗的功率为故C正确；D．当开关闭合时，R1与R3并联后和R2串联，电容器的电压为并联部分的电压，并联部分电阻为R并=10Ω，所以并联部分的电压为最大值为，所以电容器不会被击穿，故D错误。故选C。2、D【解析】

ABC．根据动量守恒定律可知两带电粒子动量相等。由两圆外切可知，此为衰变，由得大圆为粒子轨迹，ABC项错误；D．由得根据动量守恒定律以及动量与动能的关系有得根据周期公式可知D项正确。故选D。3、A【解析】

天平原本处于平衡状态，所以线框所受安培力越大，天平越容易失去平衡，由于线框平面与磁场强度垂直，且线框不全在磁场区域内，所以线框与磁场区域的交点的长度等于线框在磁场中的有效长度，由图可知，A图的有效长度最长，磁场强度B和电流大小I相等，所以A所受的安培力最大，则A图最容易使天平失去平衡．A正确；BCD错误；故选A．4、D【解析】

A．中子与质子结合成氘核的过程中有质量亏损，释放能量，故A错误；B．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构模型，故B错误；C．根据光电效应方程知入射光的频率不变，若仅减弱该光的强度，则仍一定能发生光电效应，故C错误；D．电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，放出光子，总能量减小；根据可知半径越小，动能越大，故D正确。故选D。5、A【解析】

副线圈输出电压由原线圈的输入电压和原、副线圈匝数比决定，原线圈输入电压和原、副线圈匝数比不变，则副线圈输出电压不变，电压表V1的示数不变，电压表V2的示数不变，开关S闭合后，总电阻减小，根据欧姆定律可知，副线圈输出电流增大，根据变流比可知，原线圈输入电流增大，即电流表A1的示数增大，电流表A2的示数增大，故A正确，BCD错误。故选A。6、B【解析】

设行星质量为M，半径为R。则由可得探测器在行星表面绕行的周期行星的体积，又有解以上各式并代入数据得取对数得对照题给函数图像，B正确，ACD错误；故选B。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、CD【解析】

A．由于磁场方向不确定，故带电粒子的电性不确定，A错误；B．当金属板接电源时，由题意可知，带电粒子匀速穿过平行板，粒子通过磁场区域所用的时间当金属板不接电源时，粒子只在磁场中做匀速圆周运动，设轨迹半径为R，由几何关系有解得则粒子在磁场中的运动时间所以B错误；C．当金属板不接电源时，粒子只在磁场中运动，洛伦兹力提供向心力，有解得C正确；D．当金属板接电源时，两金属板间存在匀强电场，设电场强度大小为E，则有得则两金属板间的电压D正确。故选CD。8、AC【解析】

A．由乙图可知，t0时间内I与时间成正比，根据闭合电路欧姆定律可知时间内，加速度为定值，所以ab棒在时间内做匀加速直线运动，A正确；B．cd棒刚要开始运动，此时有对于ab棒撤去外力F后，根据牛顿第二定律解得B错误；C．根据电流的定义式可知t0时间内通过电路的电荷量大小等于图线与时间轴围成的面积，两导体棒串联，则通过cd棒的电量为C正确；D．对于整个系统来说，外力F做的功全部用来克服安培力做功（ab、cd两棒中产生的焦耳热）、克服摩擦力做功（摩擦生热）以及增加动能，D错误。故选AC。9、BDE【解析】

A．随着分子距离的增大，若分子力从斥力变为引力，分子力先做正功，后做负功，则分子势能先减小后增大，若分子力一直表现为引力，随着分子间距离的增大，分子力一直做负功，分子势能一直增大，故A错误；B．细玻璃棒尖端放在火焰上烧熔，它的尖端就会变钝，这跟表面张力有关，故B正确；C．彩色液晶显示器利用了液晶的光学性质具有各向异性的特点，故C错误；D．对于一定质量的理想气体，如果压强不变，体积增大，根据理想气体状态方程可知气体的温度升高，则内能增大，由于气体对外做功，则它一定从外界吸收热量，故D正确；E．自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性，故E正确。故选BDE。10、BD【解析】

由题意可知弹簧秤对甲、乙两名运动员的拉力提供各自的向心力，有因为甲、乙两名运动员面对面拉着弹簧秤绕共同的圆心做圆周运动，角速度相同，有所以因为联立可解得，；所以两人的运动半径不同；根据代入数据可解得两人的角速相同为；根据代入数据得甲的线速度是，同理可得乙的线速度是。综上分析可知BD正确，AC错误。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、D0.46【解析】

（1）A.小车与长木板的间的粗糙情况与小车的质量无关，所以在同一个实验中，每次改变小车的质量，不需要平衡摩擦力。故A错误。B.实验时应先接通电源，后释放小车。故B错误。C.根据牛顿第二定律可得系统的加速度，则绳子的拉力，由此可知钩码的质量远小于小车和砝码的质量m2时，绳子的拉力才等于钩码的重力。故C错误。D.由牛顿第二定律可知，当一定是，与成正比，所以应作出图象。故D正确。（2）根据牛顿第二定律可知，结合图象可得，由此可得钩码的质量为，小车与木板间的动摩擦因数为。（3）设，，有公式，化简可得12、不连接等于在砝码和砝码盘总质量不变时，即小车所受拉力不变时，小车的加速度与拉力成反比【解析】

(2)[1][2]平衡摩擦力的方法是用重力沿斜面向下的分力来抵消摩擦力的作用，具体做法是：将小车轻放（静止）在长木板上，挂好纸带（纸带和打点计时器的限位孔之间有摩擦力）、不连接砝码盘，将长木板靠近打点计时器的一端适当垫高，形成斜面，轻推小车，使小车做匀速运动即可，此时小车通过光电门的时间