2025年河南省郑州第七高级中学高三（下）模拟物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages1717页2025年河南省郑州第七高级中学高三（下）模拟物理试卷一、单选题：本大题共6小题，共24分。1.氢原子的能级结构如图所示，现用被电场从静止加速的电子束来撞击一群氢原子，使氢原子从基态跃迁到激发态后能辐射出三种不同频率的光子，则加速电压可能为(仅考虑电子在加速电场中的加速)(

)A.12.30V

B.12.08V

C.11.02V2.如图所示，理想变压器原线圈两端接稳定的交流电压，副线圈接有三个阻值相同的电阻，电流表为理想电流表。开关S断开时，电流表的示数为I，则在开关S闭合后，电流表的示数为(

)A.32I B.43I C.3.如图所示，置于水平地面上的物块A、B之间有一伸长的弹簧，物块C叠放在物块A上。现对B施加一水平向右的拉力F，并使F从趋于零开始逐渐增大，直至B恰好要开始滑动，则在此过程中(

)A.A与地面之间可能不存在摩擦力的作用 B.A、C之间存在摩擦力的作用

C.B受到的摩擦力一定先减小后增大 D.A、B受到的摩擦力大小不可能相等4.2021年6月29日，一篇发表在《天体物理学杂志快报》的论文称发现了两例来自黑洞吞噬中子星的引力波事件。有研究发现黑洞是通过不断“吸食”中子星表面的物质，从而慢慢吞噬中子星的。假设吞噬过程末期较短时间黑洞和中子星之间的距离保持不变，总质量不变，黑洞质量大于中子星质量，二者可视为双星系统，则(

)A.吞噬过程中二者之间的万有引力不变 B.黑洞和中子星做圆周运动的角速度不变

C.中子星的轨道半径逐渐减小 D.黑洞做圆周运动的线速度逐渐增大5.如图所示，O为正三角形ABC的中心。在A、B两点各放置一个点电荷，在C点处产生的合场强方向刚好沿CO方向，则两点电荷在O点处产生的合场强大小是在C点处产生合场强大小的(

)A.3倍

B.2倍

C.4倍

D.236.电磁飞机弹射系统可以使战机在很短的距离内加速后获得需要的起飞速度，其简化结构如图所示。虚线MN的右侧存在一方向垂直于纸面向里的磁场，一边长为l的正方形单匝金属线框abcd放在光滑水平面上，单匝线框质量为m，单位长度的电阻为r，ab边在虚线MN左侧且紧靠虚线MN。现让磁场的磁感应强度随时间t按照B=B0+kt(A.线框中产生的感应电流大小不变

B.线框离开磁场时的动能小于安培力对线框做的功

C.线框穿出磁场过程中，磁通量的变化量大小为Bl2

D.线框在二、多选题：本大题共5小题，共30分。7.运动员以一定的初速度水平飞出，在空中运动t0时间后，落在倾角为30°的斜坡上，速度方向恰好沿斜坡向下，又经时间t0到达坡底。若不计摩擦与空气阻力，则整个运动过程中运动员沿水平、竖直方向的分速度vx、vy随运动时间tA. B.

C. D.8.如图所示，竖直平面内一质地均匀的正方形线框abcd通过两根等长的绝缘细线悬挂在长直导线MN的下方，线框中通有图示方向的电流。当MN中无电流时，每根绝缘细线的拉力均为T；当MN中通入大小为I1的电流时，每根细线的拉力均为αT(0<α<1)；当MN中通入大小为I2A.MN通入电流I1、I2时，安培力使线框有扩张趋势

B.两次通入的电流方向均为M→N

C.MN中有电流时，ad边所在处磁感应强度大小是bc边所在处的3倍

9.如图所示，半径为R的圆形区域内有垂直纸面的匀强磁场，AC为该圆形区域的水平直径，O为圆心。一带电微粒从A点沿与AC成α=30°角的方向射入磁场区域，并从圆形磁场边界上的D点离开，已知∠AOD=120°，微粒在磁场中的运动时间为tA.磁场方向垂直纸面向里

B.微粒从D点离开时速度方向一定竖直向下

C.微粒在磁场中运动的速度大小为2πR3t

D.若微粒以3πRt的速度从10.为了测试某种遥控玩具小汽车的性能，生产厂家用两辆完全相同的小车a、b进行测试。t=0时刻让两玩具小车并排同向行驶，其中小车a做匀加速直线运动，其x-t图像如图甲所示，小车b的x-v2A.t=0时刻a车的速度大小为1m/s

B.两车速度相等时相距4m

C.两车在途中相遇时，b车的速度大小为2m/s（选考）11.如图所示，阀门K将容器分为A、B两部分，A中充满气体，B为真空状态。打开阀门K，使A中气体进入B中，并最终达到平衡状态。若气体可视为理想气体，容器可视为绝热容器，则(

)A.气体从A向B扩散后内能不变

B.气体分子对容器壁单位面积在单位时间内的碰撞次数减少

C.B中气体能全部自发地返回A中

D.气体的膨胀过程需要吸收热量

E.气体从A向B扩散的过程中熵会增加（选考）三、填空题：本大题共1小题，共5分。12.当光由空气射入某种介质时，其入射角正弦值sinθ1和折射角正弦值sinθ2的关系图像如图所示，则该介质的折射率为______，全反射的临界角大小为______，光在该介质中的传播速度为______(光在真空中的传播速度为3四、实验题：本大题共2小题，共15分。13.如图甲所示，某同学利用水平放置的气垫导轨验证动量守恒定律。光电门1、2固定在导轨上，两质量分别为mA=0.4kg和mB=0.3kg的滑块(上有相同挡光片且挡光片质量忽略不计)分别从两光电门的外侧以一定的初速度运动，在两光电门中间的某位置迎面相撞后粘在一起运动。

(1)该同学利用游标卡尺测量挡光片的宽度d，其示数如图乙，则d=______cm。

(2)实验测得碰前滑块A上挡光片经过光电门1的挡光时间为0.03s，滑块B上挡光片经过光电门2的挡光时间为0.045s，则碰前滑块A、B的速度大小分别为vA=______m/s、vB=______m/s。(结果保留2位有效数字)

(3)实验发现碰后两滑块一起向右运动，且滑块B上的挡光片经过光电门2的挡光时间为0.107s，若相对误差δ=|p'-pp|14.利用光敏电阻作为传感器，借助电磁开关，可以实现路灯自动在白天关闭，黑夜打开。某同学利用如下器材制作了一个简易的路灯自动控制装置。

A.励磁线圈电源E1B.路灯电源E2C.路灯灯泡LD.定值电阻R0

E.光敏电阻R1F.电磁开关

G.导线、开关等

(1)电磁开关的内部结构如图甲所示。1、2两接线柱接励磁线圈(电磁铁上绕的线圈)，3、4两接线柱分别与弹簧片和触点连接，相当于路灯的开关。当流过励磁线圈的电流大于某个值时，电磁铁吸合铁片，弹簧片和触点分离，3、4断开，路灯熄灭。该同学首先用多用电表的欧姆挡测量励磁线圈的电阻，将选择开关置于“×10”挡，调零后测量时的示数如图丙所示，则励磁线圈的电阻约为______Ω。

(2)图乙为光敏电阻的阻值随照度的变化关系(照度可以反映光的强弱，光越强，照度越大，单位为lx)。从图中可以看出，光敏电阻的阻值随照度的增大而______(选填“减小”“不变”或“增大”)。

(3)已知励磁线圈电源E1=6.0V(内阻不计)五、计算题：本大题共5小题，共37分。15.如图所示，在平面直角坐标系的第Ⅰ、Ⅱ象限内有平行纸面的匀强电场。将比荷为qm=1×103C/kg的带正电粒子从坐标原点O由静止释放，粒子到达P点时的速度大小为v0=1×102m/s，已知P点坐标为(4cm,3cm16.如图甲所示，面积为S=0.01m2、电阻为r=5Ω、匝数为n=100的水平放置的圆形线圈处于方向竖直向上、磁感应强度B1按图乙所示规律变化的磁场中，线圈与倾角为θ=37°、间距为d=0.5m的导轨相连，阻值为R=10Ω的定值电阻接在导轨上，虚线MN下方有方向垂直导轨斜面向上、磁感应强度大小为B2=0.6T的匀强磁场，质量m=0.2kg、电阻也为R的导体棒ab垂直导轨放置，不计导轨电阻，导体棒ab始终静止不动，重力加速度g取10m/s2，sin17.如图所示，长度为L=4m的长木板置于光滑水平地面上，木板右端与固定在水平地面上的半径R=0.3m的光滑的四分之一圆弧轨道平滑连接，M点为圆弧轨道的最低点。可视为质点的小滑块A、B放在长木板的中央，两滑块中间有弹性势能为E=3.2J的微型压缩轻弹簧，轻弹簧左端固定在滑块A上，右端与滑块B接触但不拴接。释放两滑块后，滑块B恰好能到达圆弧轨道上与圆心等高的N点。已知滑块A下表面光滑，滑块B与长木板C的质量均为m=0.2kg，二者间的动摩擦因数为μ=0.25，重力加速度g取10m/s2，忽略空气阻力的作用。

(1)求B到达M点时对圆弧轨道的压力大小；

(2)当A滑离长木板C时，求B的速度大小；（选考）18.体积为40L的氧气钢瓶储存在温度为-13℃的冷库中，测得钢瓶内氧气的压强为1.3×107Pa，现将其移动到温度为27℃的室外放置一段时间。

(1)试计算移动到室外后瓶中气体的压强；

(2)若要将该瓶氧气在室外用抽气机分装成体积为（选考）19.如图所示为某波源的振动图像，在其发出的简谐横波传播的某一方向上有A、B两质点，它们到波源的距离分别为45m和55m。测得A、B两质点开始振动的时间间隔为1.0s。

(1)求该波的波长；

(2)求0～7.0s内，

答案和解析1.【答案】A

【解析】要使一群氢原子从基态跃迁到激发态后能辐射出三种不同频率的光子，则氢原子必须从基态跃迁到n=3的激发态，故电子加速后的动能应不小于ΔE1=-1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV，由eU=ΔE【解析】理想变压器原线圈两端接稳定的交流电压，副线圈两端电压不变，设为U，设电阻阻值为R，

开关断开时副线圈电流I2=U2R，开关S闭合时，负线圈电流I2'UR+RRR+R=2U3R=43I2，

设变压器原线圈匝数为n1，副线圈匝数为n2，

由理想变压器的变流比得：【解析】A、未施加拉力F时，A、B之间的弹簧是伸长的，故A一定受到地面水平向左的静摩擦力，故A错误；

B、A静止不动，A、C之间没有相对运动的趋势，一定不存在摩擦力作用，故B错误；

C、对B受力分析可知，开始时B受到的静摩擦力方向水平向右，由于弹簧的弹力不变，随着拉力F的增大，地面对B的静摩擦力逐渐减小，当拉力F与弹簧的弹力大小相等时，B受到的静摩擦力为零，拉力F再增大，则B受到的静摩擦力方向变为向左并逐渐增大，所以B受到的静摩擦力一定是先向右逐渐减小，后向左逐渐增大，故C正确；

D、未施加拉力F时，A、B受到的摩擦力大小相等，当B所受静摩擦力的方向向左时，在拉力F增大的过程中，A、B受到的摩擦力大小可能相等，故D错误。

故选：C。4.【答案】B

【解析】A.设黑洞的质量为m1，轨道半径为r1，中子星的质量为m2，轨道半径为r2，一段时间内“吸食”的质量为Δm，

则二者之间的万有引力为：

F=G(m1+Δm)(m2-Δm)(r1+r2)2，

由数学知识可知，随着Δm的增大，F逐渐减小，故A错误；

B.对黑洞，由万有引力提供向心力可得：

G(m1+Δm)(m2-Δm)(r1+r2)2=(m1+Δm)ω2r1，

对中子星，由万有引力提供向心力可得：

G(m1+Δm)(m2-Δm)(r1+r2【解析】由题意可知，A、B两点放置的点电荷同为负点电荷且电荷量大小相等。设A处点电荷在C点产生的场强大小为E，则由矢量合成知识可知C点场强大小为EC=3E。且由几何关系可知，A、O两点间距离为A、C两点间距离的33，由E=kqr2可知A处点电荷在O点产生的场强大小为E'=3E，由矢量合成知识可知6.【答案】D

【解析】A.由楞次定律可知，线框向左运动，线框在磁场中的面积逐渐减小，且产生反向的电动势，故其感应电流发生改变，故A错误；

B.由动能定理可知，安培力对线框做的功就等于线框动能的变化量，由于线框初始状态的动能为零，故安培力做的功等于线框离开磁场时的动能，故B错误；

C.线框运动前磁通量为B0l2，穿出磁场后，磁通量为0，则磁通量的变化量的大小为|ΔΦ|=B0l2，故C错误；

D.n匝线框在t=0时刻产生的感应电动势为E=nΔΦ'Δt=nkl2，n匝线框的总电阻为R=4nlr，总质量为nm，线框中的感应电流为【解析】运动员从一定高度处水平飞出后，在第1个t0时间内做平抛运动，其水平方向的分速度不变，竖直方向的分速度

vy=gt

均匀增大，加速度为g，且tan30°=gt0vx1

可得vx1=3gt0

落到斜坡上后，运动员在第2个t0时间内做匀加速直线运动，加速度为a=gsin30°,解得a=12g

沿水平方向的分加速度为ax【解析】AB、当MN分别通入电流I1、I2时，ad边受到的安培力比bc边大，方向相反，又线框整体受到向上的安培力，故ad边受到向上的安培力，bc边受到向下的安培力，可判断出MN中的电流方向为N→M；根据安培定则可知线框区域的磁场的方向向外，根据左手定则可知ab边受到的安培力向左，cd边受到的安培力向右，所以线框有扩张趋势，故A正确，B错误；

C、设线框的边长为l，MN中的电流大小为I，可知MN中电流在线框ad边所在处产生磁场的磁感应强度为B1=k2Il，在bc边所在处产生磁场的磁感应强度为B2=k2I3l，有B1=3B2，故C正确；

D、当MN中通入的电流为I1时，有k⋅2I1lI【解析】A.带电粒子在圆形磁场中的运动由于微粒所带电荷的电性未知，所以无法判断磁场的方向，故A错误；

B.如图所示

连接A、D，过磁场圆圆心O作AD连线的垂线，再过A点作速度的垂线，两垂线的交点O'即为轨迹圆的圆心，由几何知识可知，O'刚好在圆形磁场区域的边界上，且O'D水平，故微粒从D点离开时的速度方向竖直向下，故B正确；

C.由几何关系可知，带电微粒运动的轨迹半径r与磁场圆的半径相等，由

v1=st

可得微粒的速度大小为

v1=2πR3t

故C正确；

D.由

r=mvqB

可知运动半径与速度大小成正比，当微粒从A点正对圆心入射并从D点射出时，由几何关系可知运动半径为10.【答案】BCD

【解析】A.由于a车做匀加速直线运动，设t=0时刻a车的速度为v0a，加速度大小为a1，结合图甲中数据可得2.5m=(v0a×1+12a1×12)m,6m=(v0a×

2+12a1×22)m，解得v0a=2m/s,a1=1m/s2，故A错误；

B.由v2-v02=2ax并结合图乙可知，b车的初速度v0b=6m/s，加速度大小a2=1m/s2，设经过时间t1两车速度相等，有v0a+a1t1=【解析】A、根据热力学定律，由于气体向真空膨胀不需要做功，而容器为绝热容器，故由热力学第一定律可知，该过程中气体的内能不变，故A正确；

B、由于气体的内能不变，故温度不变，由pV=C可知，气体的压强减小，故单位时间内单位面积上气体分子对容器壁的碰撞次数减少，故B正确；

C、由热力学第二定律可知，气体向真空的自由膨胀是不可逆的，故C

错误；

D、根据题意可知，容器绝热，故气体既不吸热也不放热，故D错误；

E、由热力学第二定律可知，气体由A扩散到B的过程中熵是增加的，故E正确。

故选：ABE。

12.【答案】53

37【解析】光的折射定律的表达式为n=sinθ1sinθ2，结合图像可知n=10.6=53；由全反射临界角公式sinC=1n可知sinC=35，故C=37°；光在该介质中的传播速度为v=【解析】(1)20分度游标卡尺的精确度为0.05mm，挡光片的宽度d=4mm+10×0.05mm=0.450cm；

(2)滑块A通过光电门1的速度大小vA=dtA=0.450×10-20.03m/s=0.15m/s

滑块B通过光电门2的速度大小vB=dtB=0.450×10-20.045m/s【解析】(1)由多用电表欧姆挡的读数规则可知，励磁线圈的电阻约为r=200Ω

(2)从图乙中可以看出，光敏电阻的阻值随照度的增大而逐渐减小；

(3)当控制电路中的电流为0.02A时，控制电路的总电阻应为R=EI=6.00.02Ω=300Ω

因定值电阻R0=70Ω，励磁线圈的电阻，r=200Ω，故此时光敏电阻的阻值应为R1=R-R0-r=300Ω-70Ω-200Ω=30Ω

由图乙可知此时的照度约为0.6lx．

故答案为：(1)200；(2)减小；(3)0.6

15.【答案】(1)粒子由坐标原点静止释放后能经过P点，由此可判断出该匀强电场的方向为由O指向P，已知P点坐标为(4cm,3cm)，由几何关系可得

xOP=5×10-2m

由动能定理

qExOP=12mv02

解得

E=1×102N/C

(2)设O、P连线与x轴正方向之间的夹角为α，粒子经过y轴时的坐标为16.【解析】(1)由法拉第电磁感应定律可得在0∼2×10-2s

时间内线圈的感应电动势大小为

E1=nΔB1Δt1S